广西博世科环保科技股份有限公司 南宁 201902
摘要：传统雨水收集净化系统是将雨水收集至雨水收集池中，再通过水泵抽至后端的净化系统。雨水收集池仅仅起到收集及存放雨水的作用，为了达到雨水回用要求，需配置加压、混凝、沉淀或过滤等配套的雨水净化系统。雨水收集净化系统的建设和使用势必要考虑占地、投资、能耗、运行维护等问题。寻求占地小、投资低、运行维护简单的新型雨水净化系统已成为当务之急。结合降雨及回用的间隙性、污水处理中SBR（序列间歇式活性污泥法）的间歇处理模式，提出序批式雨水收集净化系统的新型雨水收集净化模式，很大程度上解决了传统模式中存在的诸多不足。
关键词：雨水；收集；净化；间歇；新型；模式
随着经济社会的快速发展，城市化进程不断加快，城市发展过程中国面临的雨水径流污染、水资源匮乏等突出共性问题日益严重[1]。中国严重缺水，我国的人均水资源不足世界水平的1/3，全国有2/3的城市存在供水不足的情况，在这些城市中又有110 座城市严重缺水；在 32 人口百万的特大城市市中，有30个城市长期遭受缺水问题的困扰；即便在14个沿海开放的城市中，也有 9个处于严重缺水的情况。其中，严重缺水城市约占中国城市总数的16.5%，并且有 3亿多人存在饮水安全问题[2]。水资源短缺已经成为影响和制约我国经济社会可持续发展的重要因素之一。随着我国城镇化的高速发展，将对水资源和水环境造成更大的压力。雨水利用是解决水资源紧缺与经济社会发展之间矛盾，缓解城市水危机、改善城市水环境的有效措施。
目前，寻求占地小、投资低、运行维护简单的新型雨水净化模式已成为成了雨水利用研究的重点。
一、传统雨水收集回用系统模式
传统的雨水收集回用系统是将雨水根据需求收集至雨水收集池，再通过提升泵抽至过滤器，对雨水进行混凝反应并过滤后，干净雨水进入清水池，而过滤器则需要定期进行压力反洗或滤芯更换或清淤，反洗出水排至市政外排管网。具体工艺流程如下：
图1 传统过滤工艺图
本工艺的优势在于工艺成熟，净化效果好，满足雨水后期回用要求。但也存在几方面的劣势：
1、配套设施多，建设投资大。雨水收集池的容积根据所需的收集量进行设置，收集池作用单一，仅在降雨时起雨水收集、储存作用，另外，根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB50400-2006，雨水收集回用系统还应设有清水池，其有效容积应根据产水曲线、供水曲线确定。在缺乏资料的情况下，按回用系统最高日设计用水量的25-35%设计[3]，也是仅在有雨水的时候起容纳雨水作用。造成水池建设容积大，利用率低。雨水净化需要设置过滤进水泵及过滤系统、反洗系统，系统要满足自动控制要求，需要设置多个电动阀等。造成系统建设投资高。
2、运行能耗高，维护麻烦。从雨水收集至回用，需要进行2次提升（一次提升净化，一次从清水池至回用管网）。
①对于石英砂过滤或纤维球过滤，需要进行压力定期对过滤器反洗，反洗系统的运行需要人工管理或者需要对过滤器进行自动控制，自动控制需要设置时间或压力控制，同时配套电动阀或多路阀等。
②对于自清洗过滤器，尽管是设备体积小，智能化控制高，但高精度过滤则需要更高的过滤压力，并且反洗周期和反洗水量都会增加，另外，控制元器件越多，系统故障可能性就会增加。
③对于3P分散式雨水处理器，需要对其进行定期检测，需要对淤泥室进行定期排空淤泥同时，设备的过水量会随着滤芯上污染物的增加而逐渐减少，最终需要取出滤芯进行清洗。
这几种传统处理方式都造成运行能耗高，管理维护麻烦，导致部分项目不能正常使用。
3、占地面积大。不论系统安装在地下室、地埋或者地上，均需要占用较大安装及操作维护空间。对于目前寸土寸金的城市，采用传统处理方式造成地下停车位减少、地埋没有空间且维护麻烦、地上标高不允许，影响美观等。
二、雨水回用特性分析
1、降雨特性及回用用途
就南宁而言，年均降雨量达1309.7毫米，主要集中在5~8月份，而且降雨都具有不连续性。对传统雨水收集回用系统而言，需要综合考虑径流控制率和回用水量来设置雨水收集池，而降雨结束后，未对雨水进行过滤前，收集池内的雨水都是静止状态，且一般雨水都用于绿化，刚降雨结束，并不立即使用雨水来绿化。
2、回用雨水水质
雨水收集回用系统优先选用屋面雨水，屋面雨水经初期径流弃流后的CODcr浓度一般在70~100mg/L，SS一般在20~40mg/L，色度10~40度[4]。
处理后的雨水水质一般用于绿化、车辆冲洗、道路浇洒、冲厕等，根据具体用途确定，COD和SS满足下表的要求。
序批式雨水收集净化系统工艺图
该系统的工艺原理如下：
雨水通过离心式雨水分离器进行初期雨水弃流后进入RSBR雨水收集回用池（以下简称RSBR池），此时的RSBR池起到收集雨水的作用。降雨过后对水进行加药进行絮凝反应，进行絮凝反应时，通过气泵、风机或者射流曝气对雨水进行搅拌，将雨水与PAC药剂混合搅拌，此时的RSBR池又起到混凝池的作用。反应结束后搅拌系统自动停止，进入沉淀阶段，因为雨水的不连续性，不需要立即对雨水收集池清空，所以此时的RSBR池起到沉淀池的作用，雨水混凝反应后在进行长时间（≥90min）沉淀，泥水得到有效分离，清水在雨水进行回用时，通过自动过滤滗水系统进入清水池。清水池的容积仅满足回用水泵的安装要求即可，因为沉淀后的RSBR池又起到清水回用池的作用。自动过滤滗水系统、回用水泵及消毒系统联动运行。沉淀后RSBR池通过排泥泵定期抽至外排雨水管网。
优势：
1、离心式雨水分离器将初期雨水自动弃流，不需要任何动力，不需要人工清理；
2、采用气泵或风机对雨水和絮凝剂进行混凝搅拌反应，并达到充氧作用，防止雨水缺氧发臭。
3、在同一反应器中，按时间顺序由雨水收集、曝气混凝、沉淀、过滤滗水和待机五个基本工序，一池多用，不设清水池，不设有压过滤系统，系统体积小，占地面积省，建设成本低。
4、运行效果稳定，雨水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，净化后雨水水质好。
5、通过RSBR池内水量来控制加药量，实现智能控制，运行灵活。
6、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。
7、减少压力过滤产生的电耗。
四、结束语
高能耗、高污染、低效率已经成为国家经济发展的包袱，在国家大力提倡节能环保的大背景下，节能与环保已经成为未来的发展趋势。雨水利用是解决水资源紧缺与经济社会发展之间矛盾，缓解城市水危机、改善城市水环境的有效措施。通过科学管理和技术进步，最大限度地利用雨水等非传统水源，并在回用利用系统中有效的节约土地资源，用电能耗，在运行使用过程中便于运行维护管理是我们开发雨水利用工程的基本方向。而 “序批式雨水收集净化系统”具有投资省、占地小、运行成本低，操作和维护管理便捷、运行效果稳定等诸多优点，必将使雨水利用工程得到更好的发展与应用。
参考文献：
[1]王建龙，车 伍，易红星.基于低影响开发的雨水管理模型研究及进展[J].中国给水排水，2010，26（18）：50-54.
[2]王晓明.厂区雨水收集系统设计，2017
[3]住房和城乡建设部.海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）[S].
[4]建筑与小区雨水利用工程技术规范（GB50400-2006）.
论文作者:张福艳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/29
标签：雨水论文; 系统论文; 城市论文; 净化系统论文; 水池论文; 作用论文; 传统论文; 《防护工程》2018年第35期论文;