城市雨水作為中水原水在中水工程中的應用
來源： 閱讀：1777 更新時間：2011-06-03 11:431、概述
水是任何其它物質不可以替代的，是一種不可缺少的重要資源，它維系著人類的生命活動和一切與其相關的社會活動，是保持人類社會可持續發展不可缺少的重要因素。
近年來，由于世界人口的迅猛增長、社會經濟的迅速發展以及人類生活水平的不斷提高，人類對水量的要求變得越來越大，原有的清潔水資源由于受到人類生命活動的影響而污染，因此地球上的水資源利用日趨緊缺。
我國水資源形式十分嚴峻，如果單從總體來看中國的淡水資源年擁有量為28124億立方米，其中地表水為27115億立方米，其余為地下水，總量居世界第6位，但是按人口統計，人均水資源量僅2220立方米，不及世界人均淡水資源量的1/4，并且水資源分布南北顯著不均。我國已被列為世界12個貧水國家之一。目前全國缺水城市已達200多座，有近50個城市不得不實行限量供水，缺少不僅僅是許多城市面臨的難題，而且已成為世界性的問題。
隨著城市建設的不斷發展，城市化將成為21世紀我國經濟發展的重點之一，城市建筑物、構筑物以及道路形成了大量的不透水地面、屋面、混凝土和瀝青路面，他們的徑流系數一般為ψ＝0.9，也就是說降雨量的90％將形成地面徑流。大量的雨水徑流沒有利用就直接排放掉了，不僅僅是水資源的巨大浪費，同時也加大了城市排水設施的負擔以及增加了城市雨水洪災的概率。
以前城市水資源主要致力于地表水資源和地下水資源的開發，不重視對城市匯集徑流雨水的利用而任其排放，造成了大量寶貴雨水資源的流失，隨著城市的迅速擴張，雨水流失量也越來越大。一方面是城市的嚴重缺水，地下水的過量開采，地下水位逐年下降（例如鄭州，1996年至今人均可用水量下降了33％，由于過度的地下水開采，使鄭州地下水已形成面積比市區還大的160平方公里的深層漏斗區，并仍以年平均10平方公里的速度擴張），另一方面大量地排放雨水又帶來城市雨水排除不暢、城市生態環境惡化等一系列問題，為了解決和緩解這些問題，雨水利用是行之有效的方法之一。
2、中水的概念以及水質要求
中水是指生活污水經過處理后，達到規定的水質標準，可在一定范圍內重復使用的非飲用水，主要作為辦公樓、公寓、客房和公共衛生間沖廁所用水和室外綠化用水。中水供應系統是分質供水的一種形式，在供水系統中設生活飲用水和生活雜用水（中水）兩套獨立的系統，以次質水替換優質水，減輕供水的壓力，當然雜用水應該滿足一定的水質要求（見表1）。
3、城市雨水的收集與水質分析
3.1 城市雨水的收集
城市雨水在實際利用時受到諸多因素的限制，像氣候條件、降雨季節（南方地區多集中在春夏兩季）的分配，雨水水質的情況和地質地貌等自然因素的制約以及特定地區建筑物的布局和結構等一些其它因素的影響。城市雨水的收集通常有如下幾種途徑：①屋面雨水集蓄；②道路雨水截流，道路雨水通過雨水管道排入沿途大型蓄水池收集（如日本名古屋的若宮大通調節池，建在城市的街道下面，長約316m，寬度47～50m，深約10m，最大貯留量約為10×104m3）；③綠地草坪滯蓄，綠地草坪供雨水徑流流過時下滲，超過綠地草坪滲透能力的雨水則進入雨水池收集
表一 生活雜用水水質標準
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項目
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廁所便器沖洗、城市綠化
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洗車、掃除
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濁度NTU/度
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10
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5
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Ss(mg/l)
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10
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5
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色度/度
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30
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30
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臭
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無不快感覺
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無不快感覺
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pH
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6.5～9.0
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6.5～9.0
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BOD5(mg/l)
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10
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10
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CODcr(mg/l)
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50
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50
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陰離子合成洗滌劑(mg/l)
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1.0
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0.5
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總大腸菌（個/l）
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3
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3
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3.2城市雨水水質分析
城市雨水水質情況非常復雜，城市與城市之間的差異、匯水面、降雨的季節、降雨特征等的不同都會影響到城市雨水的水質。雨水徑流污染主要表現在以下幾個方面。
第一是由于大氣的污染，直接由于降雨帶來的污染物，這些污染物的種類主要取決于各個城市的空氣狀況，還可能由于大氣的遷移，從外域帶入（如北方地區的沙塵暴）。
第二是屋面。屋面雨水徑流的水質主要取決于非降雨期空氣中沉降物和屋面所用的材料。屋面材料對屋面徑流水質的影響非常明顯。尤其是瀝青油氈類屋面材料（特別是普通油氈類）污染比較嚴重，比混凝土平板、現澆鋼筋混凝土屋面以及瓦屋頂（像小青瓦、石棉瓦、平瓦）的污染量高出許多倍。材料的老化和夏季的高溫曝曬，收集雨水中的污染物濃度都會有顯著的提高，并且色度大，主要為可溶性COD，多集中在暴雨初期徑流中，濃度達到數百甚至超過數千mg/l，當然雨水水質也取決于該城市的降雨量、氣溫、降雨間隔時間、屋面材料的種類等，一般說來降雨后期COD的濃度可穩定在100mg/l以內。
第三是路面雨水徑流水質和影響因素最為復雜[6]。大氣、屋面污染物都會匯入到路面，加上路面本身各種污染因素，如路面所用材料、汽車尾氣排泄物、生活垃圾、裸露和植被地帶沖出的泥沙等，其成分異常復雜，隨機性很大。但也有一定的規律：如污染物主要集中在雨水初期徑流中，污染濃度主要受兩次降雨之間的間隔時間、空氣質量、降雨量和暴雨強度，路面狀況等因素影響。總的說來，在降雨過程中，濃度逐漸下降，最后趨于穩定，其主要污染成分有COD、SS、油類、表面活性劑，重金屬及其它無機鹽類。
4、 城市雨水作為中水原水在中水工程中的應用
從雨水的水質分析可知，屋面雨水的水質遠遠高于通過道路雨水截流收集到的雨水，
當然綠地草坪滯蓄收集到的雨水水質也非常好，但是由于綠地草坪的滲透能力比較強，能收集到的雨水數量有限，因此在實際過程中通常采用屋面收集到的雨水作為中水原水。筆者對某市某次雨水的水質進行了分析，見下表2。
表2 屋面雨水水質分析
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COD(mg/l)
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BOD5(mg/l)
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BOD5/COD
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1360
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168
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0.124
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356
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25
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0.070
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98
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12
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0.122
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從表中可知BOD5/COD(可生化系數)的值小于0.3，由此可見屋面雨水不宜采用生化處理工藝，宜采用物化處理。從以前所采用的中水系統來看，大部分的建筑中水系統都采用生化處理工藝，因此雨水利用必須采用獨立系統。
在屋面雨水作為中水原水的處理方案選擇時，由于初期降雨的污染濃度比較高，應該考慮屋面雨水的初期棄流，初期棄流量大約2mm時比較合適。雨水處理方案如下圖所示.
5、 結束語
1） 在目前水資源日益緊張，水污染日趨嚴重，城市生態環境惡化的情況下，城市雨水作為補充水源加以利用，不僅可以減輕城市的用水壓力，而且還可以降低城市的雨水洪澇災害。
2） 目前雨水利用還缺乏一定的標準和規范。各地的雨水利用處于摸索階段，缺乏充分的科學分析和指導。雨水利用系統的組成、集流面的面積、儲水池的防滲材料選用，水窖水質的凈化，都尚未形成公認的標準和規范。
3） 在現階段，政府應該加大對中水工程的投資力度，在政策上應該給予優惠、扶持采用生命力。目前中水的實際價格比自來水要高，人們單從經濟方面去考慮，往往不愿意投資中水工程。因此政府應該盡快采取一定的措施來調節中水的價格，刺激中水的廣泛應用。
城市雨水作為中水原水利用時應該考慮到雨水的季節和時間的波動，往往無法準確的預測，因此既要考慮盡可能充分利用雨水，又要兼顧經濟可行，并對不同方案作技術經濟分析。同時中水回用以及雨水利用要與區域性水資源利用結合起來，與城市規劃及景觀的整體布局綜合考慮，通過全面規劃，合理布局達到協調統一，充分體現整體經濟效益。
