“所有的水都是雨水”,这是美国雨水收集利用专家理查德·海尼经常说的一句话。在我们生活的地球上,不论是地下储水层的水,还是江河里的水,最早都是从天上掉下来的。当雨水落到地面,透过土壤、石层渗灌到地下储水层,带上了矿物质和盐等有益于人类健康的物质。最关键的是,地下水硬度一般偏高,而回用雨水可以节省地下水处理中使用的软水材料,还可在洗涤时节省肥皂、洗涤剂等。因此,对雨水的科学收集、合理储存及节能使用是节能减排的一个有效途径,是充分发挥雨水利用价值的有效保障。
城市雨水收集
我国城市雨水利用起步较晚,目前主要在缺水地区有一些小型、局部的非标准性应用。在国外,德国和日本等一些发达国家,城市雨水的资源化和雨水的收集利用已有较长的历史。其经验和方法,对我国大部分城市特别是对那些严重缺水的城市很有借鉴意义。
德国的城市雨水收集方法主要有3种:①屋面雨水集蓄系统,集下来的雨水主要用于家庭、公共场所和企业的非饮用水。②雨水截污与渗透系统。道路雨水通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。德国城市街道雨水管道口均设有截污挂篮,以拦截雨水径流携带的污染物。③生态小区雨水利用系统。小区沿着排水道建有渗透浅沟,表面植有草皮,供雨水径流流过时下渗。超过渗透能力的雨水则进入雨水池或人工湿地,作为水景或继续下渗。
常见的雨水收集利用技术可分为3个部分:雨水的收集、雨水的处理和雨水的供应。
雨水的收集
广义的范围内,包括了大型水库的建设、,河川径流的取用等。雨水收集的方式有许多种型式,例如屋顶集水、地面径流集水、截水网等。其收集效率会随着收集面材质、气象条件(日照、温湿度等)以及降雨时间的长短等因素而有所差异。通常的这种雨水收集往往是泥沙俱下,给雨水的后续处理带来很大地压力。
雨水的处理
雨水收集后的处理过程,与一般的水处理过程相似,唯一不同的是雨水的水质明显比一般回收的中水水质好。试验研究显示,雨水pH值较低(平均约在6.5),初期降雨所带入的收集面污染物或泥砂,是雨水处理所面临的最大问题。而一般的污染物(如树叶等)可经由筛网筛除,泥沙则可经由沉淀及过滤的处理过程加以去除。
屋顶集水一般以下述程序来处理所收集的雨水:
集水→筛选→沉淀→砂滤→停留槽→消毒(视情况而定)→处理水槽(供水槽)
雨水的处理设备包括有筛网槽以及两个沉淀槽。沉淀槽下方则设有清洗排泥管,用来方便槽底淤泥的清洗排除,维持沉淀槽的循环使用。
这种技术虽然能把收集的雨水进行有效处理,但首次投入成本高,运行成本更高,不符合节能减排的发展方向。
雨水的供应
雨水的使用,除了可以作为街厕冲洗用水外,也可作为其他用水,如空调冷却水、消防用水、洗车用水、花草浇灌、景观用水、道路清洗等;此外,也可以经处理消毒后供人畜饮用。通常这些雨水的用途还未真正发挥雨水的利用价值。
一种新型的雨水收集利用技术
雨水作为一种极有价值的水资源,早已引起德国、日本等国家的重视。国际雨水收集利用协会自成立以来,不断地促进国际间的交流与合作,两年一度的交流大会使各国之间的雨水利用技术和信息能够很快地传播。网络技术的发展也为雨水利用技术的国际化提供了很好的平台。其中,发展较快的是德国和日本等国家。德国雨水利用技术已经从第二代向第三代过渡,其“第三代”雨水利用技术的特征就是设备的集成化,各项雨水利用技术已达到了世界领先水平。
在第十届国际雨水利用大会上代表们就表明,今后城市雨水利用技术发展的一个突出特点就是它的国际化与集成化。各国的雨水利用技术发展的程度因重视程度不同而参差不齐。成熟的雨水利用技术从屋面雨水的收集、截污、储存、过滤、渗透、提升、回用到控制都有一系列的定型产品和组装式成套设备。
雨水收集的历史非常悠久。4000年前,在异常干旱的中东地区,人们就收集雨水用于生活和灌溉。在美洲,3000多年前的印第安村居就成功地利用不同地形,修筑台地种植玉米,在沟底种植水稻。2000年前,阿拉伯闪米特部族的纳巴泰人发明了利用少量雨水浇灌庄稼的纳巴泰方法。在印度西部的塔尔沙漠,人们通过水池、石堤、水坝、水窖等多种形式收集雨水,获得足够的水量来支持世界上人口最稠密的沙漠(60人/km2)。几百年前,美国亚利桑那的印地安人用漏斗状的长堤,把雨水集中到几公顷的土地上,种植玉米、甜瓜等。
从19世纪末、20世纪初开始,随着现代地下水开采技术和水库等地表水开发技术的普及推广,供水量很小而分散的雨水利用技术被忽略了。近30年来,随着常规地表水、地下水开发利用程度提高,缺水问题越来越突出,随着城市化水平提高而带来到城市防洪问题的突出,雨水利用技术又重新进入研究者和管理层的视野。
第一届国际雨水利用会议(英文先叫International Conference on Rain Water Cistern Systems,后来改为International Rainwater Catchment Systems Conference)1982年在美国夏威夷举行。在1989年第四届菲律宾马尼拉会议上,成立了国际雨水利用协会(International Rainwater Catchment Systems Association)。从国际雨水利用会议举行的地点的广泛性:1982年夏威夷、1984年维京群岛圣托马斯、1987年泰国孔敬(Khon Kaen)、1989年菲律宾马尼拉、1991年台湾基隆、1993年肯尼亚内罗毕、1995年中国北京、1997年伊朗德黑兰、1999年巴西彼得罗利纳(Petrolina)、2001年德国曼海姆(Mannheim)、2003年墨西哥 特斯科科(Texcoco)、2005年印度新德里、2009年澳大利亚悉尼、2011年马来西亚吉隆坡,从多雨地区(马尼拉、基隆、吉隆坡)到少雨地区(德黑兰、特斯科科)、从热带到温带、从大陆到海岛、从大国到小国,就可以看出雨水利用受到了各类不同国家和地区的普遍重视。
1983-1993年,美国国际开发署资助了一项面向全球的雨水收集系统计划(RWCS),以后又建立了雨水收集信息中心(RWlC)和一个通讯网。
联合国居住区计划(UN-HABITAT)2005年出版了三卷本的《蓝滴系列:雨水收集与利用》 (Blue Drop Series: Rain water harvesting and Utilisation),一、二、三卷分别针对决策者、受益者和实施者。
国际上雨水利用比较好的国家和地区有很多,以下介绍几个典型国家的案例:
德国对城市雨水的排放有明确的法律规定。雨水在进入污水管道之前必须经过就地入渗消纳,或收集处理后再回用,只有超量部分和污染程度较高的部分才允许排入污水管,并利用经济手段鼓励用户采用雨洪利用技术。例如若用户实施了雨水利用技术,即可减免雨水排放费。德国的雨水排放是收费的,而且收费标准很高,污水排放的收费标准相同,通常为自来水费的1.5倍左右。
新加坡也对城市开发提出了严格的雨水利用要求。公用事业局在1976年就推出了地面排水系统准则(Code of Practice on Surface Water Drainage),要求发展商从源头着手,负起一部分防淹水的责任。2013年4月第六次修订该准侧,并于6月实施,要求占地面积大于0.2公顷的新建设项目都修建雨水径流减缓设施,除了储蓄水池,也可以包括屋顶花园、生态滞留池、湿地、垂直种植箱,或者符合该局提出的“活跃、优美、清洁”(ABC)理念的水道。在准则修订之前,遇到暴雨时,80%-90%降落在钢筋水泥建筑的雨水会变成地面径流排掉,这对沟渠造成负担。准则修订后,发展商装置的储水或“吸水”设施能“困住”25%-35%的地面径流,让雨水缓缓流走。该准则还要求有地下设施的建筑地面层须超出路面一定高度,否则就得安装防淹水闸门。
日本是在城市中开展雨水利用规模最大的国家,所集蓄的雨水主要用于冲洗厕所、浇灌草坪,也用于消防和发生灾害时应急使用。尤其提倡在房前屋后因地制宜修建占地少的雨水入渗设施,例如在屋顶修建蓄水系统、或修建屋顶蓄水和渗井、渗沟相结合的回补系统,雨水在屋顶集蓄后,逐步放入渗井或渗沟,再回补地下。
美国的雨洪利用结合了回补地下水、防洪、排水河道的抗冲保护和水质改善等多种要求,并作为土地利用规划的一部分。马里兰等州都有雨水利用的法规,要求包括道路、商业区、住宅区在内的所有建设项目,都要满足洪水管理要求,并包括水量和水质两个方面。降雨初期产生的径流很脏,冲洗了地面很多废物、泥沙以及污染物,因此最初1英寸的降水的径流被禁止直接排入排水系统,而必须经过过滤处理。新建项目必须能够蓄纳一年一遇的洪水量,对于更大的洪水,必须有足够的排洪设施并不能加大下游的洪水风险。
泰国是农村利用雨水规模较大的国家。20世纪80年代以来开展的“泰缸”(Tai jar)工程。在泰国东北部地区,一栋房子如果没有积存雨水的缸子就不成为一个家。用水泥混凝土浇制的泰缸替代早期的陶缸,成本下降到十分之一。泰缸既可就地浇制,也可以在加工场集中批量制造。泰缸已被推广到非洲、加勒比海等许多地区。 在澳大利亚和新西兰,不能集中供水的偏远地区,生活用水几乎都是靠收集雨水。
加勒比海岛国巴巴多斯于1996年要求所有新建的大于3000平房英尺的住宅、大于1000平房英尺的商用建筑,都必须建造雨水存贮设施。
国外城市地区的雨水利用经验,除了具体的技术,主要有三条:一是树立建设项目的低影响设计理念,原则上所建设的项目不能加重周围地区的洪水排泄负担;二是有严格的法规,规定建设项目必须建设雨水利用设施;三是采取经济手段来进行激励和调控,例如收取雨水排放费、对开展雨水利用的用户则减免雨水排放费、对雨水利用设施的建设进行补贴,等等。
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弃流池(设有格栅井)→雨水收集池→沉沙区→清水区
(1)、格栅井: 去除雨水中含有的如树叶等大块悬浮物。每次降雨结束后应及时人工清理弃流池内沉积泥沙及拦截的栅渣。客户也可以根据自身调节采用:完全手动(人工现场启闭阀门),半自动(中控室电动启动阀门)。我厂内24小时有人值班,因此采用手动运行发现下雨后人工启闭阀门。
(2)、弃流池:通过弃流池将初期3-5分钟的雨水溢流排入市政污水管内。
(3)、雨水收集池:用于收集储存雨水,回收在利用。
雨水收集池:经过弃流后的雨水先进入雨水收集池的沉砂区再进入清水区。
A、沉砂区的作用:因后期雨水中也可能含有微量泥沙,沉砂区用来沉淀雨水中含有的泥沙,前面的四个100m³的储罐为沉沙区。一般两至三年清理一次。根据池内沉沙情况,可采用人工清理或采用混水泵抽吸。
B、清水区:经沉淀的雨水进入清水区,最后一个100m³的储罐。用水泵输送到构件车间进行中水回用。经过我们的水质监测和实际应用,出水完全可满足构件加工、绿化要求。
一套完整的雨水收集系统包括弃流装置、过滤装置、蓄水池、净化装置、回用装置。集收集、处理、回用为一体。该系统一般深埋地下,制作流程:基础坑开挖-打混凝土地基-组装雨水收集池-铺设管道-连接(弃流装置、过滤装置、、净化装置、回用装置)-安装电控柜。具体事项可以咨询海绵雨水,制作雨水收集系统建议选择海绵雨水。
雨水收集利用系统是采取入渗、滞蓄系统、收集回用系统、调节等系统组成。
建筑与小区应该优先采用入渗、滞蓄系统,地下建筑顶面的透水铺装及绿地最适合设计增渗设施系统。
雨水收集利用系统应满足一下条件:
①
雨水入渗、滞蓄系统合理利用场地空间
②
收集回用系统应当设计收集、截污、储存、处理以及回用等设施
③
调节系统应设计收集、调节以及溢流排放等设施
④
雨水收集回用系统应当根据规模确定
雨水收集利用系统不是以上说的都可以运用,我们应当根据实际问题来解决问题并以设计,设计雨水收集利用系统全靠灵活运用,并加以改善完善。
雨水回收系统简介:
雨水回收利用是指通过汇总管对雨水进行收集,前期通过雨水净化装置对雨水进行净化处理后达到符合设计使用标准的系统。目前多数由截污挂篮装置、弃流过滤装置、蓄水系统、净化系统组成。
雨水回收利用流程图:
雨水管道---------截污管道-------雨水弃流过滤装置--------雨水自动过滤器--------雨水蓄水模块-------消毒处理---------用水点
雨水回收利用就是直接对天热降水进行收集存储与利用。成熟的雨水利用技术是集水的收集—截污—过滤—存储—渗透—提升—回用和控制一体化的定型产品和组装式成套设备。
雨水回收系统特点:
初期雨水经过多道预处理环节,保证了所收集雨水的水质。采用蓄水模块进行蓄水,有效保证了蓄水水质,同时不占用空间,施工简单、方便,更加环保、安全。 通过压力控制泵和雨水控制器可以很方便地将雨水送至用水点,同时雨水控制器可以实时反应雨水蓄水池的水位状况,从而到达用水点。
雨水回收系统的意义:
1,适应经济发展的需求
我国的水资源浪费十分严重。水资源匮乏是不争的事实。如何循环使用水资源,减少水资源的浪费是成为首要任务。随着水资源供需矛盾的日益加剧,越来越多的国家认识到雨水资源的价值,并采取了很多相应的措施,因地制宜的进行雨水综合利用。
2,社会发展需求
节能呼声越来越高,使得雨水回收再利用也越来越被人重视。采用雨水收集系统。符合我国可持续发展战略。传统城市雨水收集是在雨水落到地面上后,一部分通 过地面下渗补充地下水,不能下渗或来不及下渗的雨水通过地面收集后汇流进入雨水口,再通过收集管道收集后,排入河道或通过泵提升进入河道。随着城市化程度的提高,传统的雨水管理模式经常会造成城市洪灾、雨水径流污染、雨水资源大量流失、生态环境破坏等主要问题。因此目前,市场非常迫切需要一种节能环保的新型雨水收集系统。
3,科技发展的需求
当前国内市场收集雨水的方式有传统的钢筋混泥土及不锈钢蓄水池,这两种方式施工工艺复杂,工序多,工期长,所好费的人力物力财力都比较大。而新型的雨水收集系统是由若干个模块合成的一个水池,产品使用寿命长,施工方便,工期短,成本较低。
雨水回收系统的应用:
目前雨水回收利用主要应用在以下几个方面:
1、雨水收集,通过模块式蓄水箱收集到的雨水资源用来冲洗厕所、浇洒路面、浇灌草坪、水景补水,甚至用于循环冷却水和消防水。可以缓解目前城市水资源紧缺的局面,是一种开源节流的有效途径。
2、雨水渗透,通过蓄水池将雨水下渗,补充地下水资源,改善生态环境,使淡水资源得到补充。
3、雨水滞留,当降雨量大过城市排水量时雨水收集模块将雨水存储,降低城市排水压力,从而提高城市排洪系统的可靠性,减少城市洪涝。
收集雨水的原因:
1、雨水地区、季节分布不均匀;
3、 可用淡水资源少;
3、污水处理成本高;
4、 水资源供求矛盾成为制约中国发展的瓶颈。
益处:
1、 天然雨水硬度低,污染少,处理成本低廉;
2、 公共建筑可以结合水系统一起利用,节约水资源;
3、国家广泛退关雨水回收利用工程,使其标准化和产业化。
龙康基于以上几点,致力于雨水资源的调蓄和综合利用,以减轻城市雨水资源的流失和水涝灾害,科学合理的利用城市雨水资源,改善城市生态环境,促进经济发展。
雨水收集池有很多种,钢筋混凝土、不锈钢、雨博士雨水收集模块组装。如果从易于维护的角度考虑建议选择模块蓄水池,由模块单元组装而成,成本低且后期容易维护。