摘要：简述了雨水回收利用技术在我国的应用前景，指出建筑小区雨水回收利用系统在工程项目中存在的若干问题，分析问题原因，探讨解决方法及建议。
关键词：雨水回收利用；初期弃流；汇水面积；雨水收集
随着我国社会经济的飞速发展与城市化进程的加快，人们的环保意识也逐渐加强，如何在发展中谋求与环境和谐共生，创建环境友好型、特别是水环境友好型城市，已然成为国家发展战略。经过学习借鉴新西兰、新加坡、日本等先进国家的经验，近十年来，国家及地方先后出台了多个政策推广文件及技术标准，要求大力推进绿色建筑、海绵城市建设，探索低影响开发的技术措施。雨水回收利用系统作为《海绵城市建设先进适用技术与新产品目录（第一批）》中的一项重要技术，也是绿色建筑的一项常用措施，被广泛关注并应用于各类民用、工业建筑项目中。
雨水回收利用系统即为将雨水根据需求进行收集，经过工艺处理后使水质达到使用标准的系统。其工艺流程如图0-1所示，一般包括收集、弃流、储存、雨水回用四个阶段。在收集过程中，利用雨水自流的特点完成污染物的自动排放、净化、收集。整套系统由雨水控制器进行控制，完成收集、净化、供水、补水及安全保护等功能。
图0-1 雨水回收利用系统流程图
雨水回收利用系统是一种绿色环保、成本较低廉的节水系统，具有良好的节水效益和环境生态效益。但在回访南宁市多个建筑小区雨水回收项目中发现，系统实际运行效果未达到预期标准，出现出水水质差、储水量不合理等问题。通过研究设计图纸及现场情况，总结如下几点问题进行分析探讨。
1、初期雨水弃流量不足
初期雨水夹杂着大量粉尘和泥沙，水质较差，为简化处理工艺和降低投资运行费用，应对初期雨水进行弃流。根据调查，目前南宁市的项目基本以收集屋面雨水为主。根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50400-2016，下称“雨水利用规范”），屋面雨水弃流可取2~3mm径流厚度。当初期弃流量达到3mm时，可截留屋面初期雨水50%~70%的污染物，以COD、SS、浊度为主。实现初期雨水弃流的措施主要是在系统进水端设置弃流装置。
目前市场上的初期弃流装置，根据控制方式可分为容积型、雨量型、流量型、水质型等，按驱动方式可分为无动力型和电动型，因种类繁多，又缺乏统一的技术标准，产品质量良莠不齐。在实际工程中，设计人员、业主等各参建方容易忽视初期弃流的作用，仅考虑经济因素，选用的弃流装置往往达不到预期的效果。经分析，初期弃流量不足主要有两个原因：1装置质量不合格，使用过程出现井室开裂渗水等现象；2产品本身存在技术缺陷，运行过程无法满足预期弃流量。原因一可通过在工程采购、施工过程严格把关解决，原因二则要在产品技术本身进行深入研究。经市场调查，目前使用频率最高的产品为传统容积型、无动力离心型、电动流量型等，各类型弃流装置对比如表1-1。
弃流装置类型对比分析表 表1-1
根据表1-1分析，传统的容积型弃流器为早期产品，因其存在技术缺陷，不推荐在新项目中使用；无动力离心型弃流器在性能效果及经济上均有较好表现，推荐在中、小型项目中使用；电动流量型弃流器虽然弃流效果最好，但因其初投资及运行维护成本较高，仅建议在系统规模较大、建设标准较高的项目中使用。无论选取那种类型的装置，在设计中应重视初期雨水弃流的作用，根据项目的实际情况，经过计算分析，选择合理的弃流装置，满足初期弃流2~3mm径流厚度的要求。
2、消毒措施不合理
随着绿色建筑、海绵城市建设的大力推进实施，回收雨水用于自动绿化喷灌、娱乐性水景补水、汽车冲洗等已全面普及，这类用水与人体直接接触，水质情况直接关系到居民的卫生健康，根据“雨水利用规范”，须设消毒设施。
消毒是对回用雨水中的细菌、病毒等有害微生物进行灭活，使雨水中的微生物含量降低到用水指标的工艺技术。经过市场调查，目前常用的消毒工艺为氯剂、氧化剂、紫外线等，各类消毒工艺对比如表2-1。
各类消毒工艺对比分析表 表2-1
根据表2-1分析，传统的氯片和次氯酸钠消毒剂均有较好的杀菌消毒作用，但因降雨具有随机性和多变性，无法实现投药量根据不同工况调整，传统的药剂消毒为人工投药或定量机械投放，当进水工况随降雨发生变化，药量比例不足时消毒效果不佳，比例过大又会因余氯过多而使回用水具有较大的腐蚀性和刺激性氯味。因受国家规范和图集的引导，目前多数系统采用氯剂消毒，实际因剂量比例不对、操作不当等原因，消毒效果并不理想。二氧化氯和臭氧具有强烈的氧化性，在操作过程中具有一定危险性，而且要求就地制备，工序复杂、投资大，一般用于生活污水、工业废水及医药污水等处理领域，不适用于原水水质较好、对处理后水质要求较低的雨水回收系统。紫外线消毒可用于处理各种原水水质的消毒杀菌，只要按最不利工况选型，即可满足其他任何工况要求，杀菌过程不产生其他有害物质，且运行管理可实现自动化。综上，常规的雨水回收利用系统应优先采用紫外线消毒工艺；当采用氯剂消毒时，应根据不同的进水工况投药，加强运行过程的投药量监测、管理。
3、雨水收集池存水天数大于规范合理值
根据“雨水利用规范”要求，系统存水量宜按1~3天日用水量。部分项目为了满足海绵城市多年平均径流总量控制率指标，在下沉绿地、雨水花园等海绵设施调蓄水量不足的情况下，随意加大雨水回收池容量，或未经系统计算，盲目根据经验设计选型，导致系统储水量远超规范要求。雨水收集池过大，雨水停留时间过长，易造成二次污染和投资运行浪费。
设计人员应重视系统的选型计算，严格根据规范要求，逐步计算确定：1根据系统服务范围计算出各项用水量（绿化用水、车库冲洗、景观补水等），再合算出日用水量；2按1~3倍日用水量确定雨水收集池规模；3根据规模及当地年降雨量等资料，计算出系统集水面的汇水面积。
4、汇水面积偏大
系统汇水面积应与系统规模相匹配，部分项目为为简化雨水管道系统，设计时收集了全部小区的雨水，系统实际汇水面积大于计算所需面积。面积过大，可能导致收集面雨水不能被充分利用，造成投资浪费，按“雨水利用规范”要求，回用系统的最高日用水量不宜小于集水面日设计径流总量的40%。
5、收集污染较为严重的机动车道路雨水
原水水质直接影响到系统的处理工艺及出水水质。因屋面雨水水质较好，一般建议优先采用，可减少雨水弃流量及雨水处理成本。如在特殊情况下必须收集活动场地甚至机动车道路面的雨水，应加强水处理工艺深度，确保出水水质达标。
6、结语
雨水回收利用技术具有缓解水资源短缺、减轻城市排水系统压力、改善和修复城市水环境的作用，在我国水资源污染严重、淡水资源日益匮乏的社会环境下显得尤为重要。系统运行效果好，可充分发挥其节水及环保技术性能，造福社会；运行不好，轻则系统不能充分发挥作用，造成投资浪费，重则影响生活环境和居民卫生健康。作为一线设计技术人员，同时也是国家新政策、新技术的推广者，应该承担起相应的社会责任，保持科学严谨的态度，做到每个项目都要科学计算比选、合理设计选型，提高设计水平，积极推动雨水回收利用技术的发展，为国家可持续发展战略贡献力量。
参考文献
[1]《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》GB50400-2016
[2]《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）
[3]《雨水综合利用》10SS705
论文作者:覃敏贵,张建治
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/10/8
标签：雨水论文; 系统论文; 水质论文; 初期论文; 汇水论文; 回收利用论文; 工况论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;