笔者*近设计了一个项目,该项目由一栋三层的食堂及四栋五层的宿舍楼组成。按照《绿色建筑评价标准》(GB50378)要求,本项目给水水源充分采用非传统水源。园区内设置两套雨水管网,一套收集四栋宿舍屋面雨水,另外一套收集食堂屋面及园区道路雨水。这样整个园区排入市政雨水管网的雨水量大大减少。食堂屋面的雨水有可能受到厨房油烟的污染,水中杂质会变得复杂。道路雨水杂质多,污染物源也复杂。如果这两部分雨水进行收集,势必增加雨水水处理的成本,因此本项目只收集宿舍屋面雨水。宿舍屋面雨水经单独管网收集后,进入管网未端的室外埋地式蓄水池。经过一系列专业处理,*后通过水泵加压提升回用给园区室外绿化使用。在雨量不充足的情况下考虑采用自来水补水。
具体雨水回收处理回用流程如下:
宿舍屋面雨水-管道系统-雨水井-流量控制(弃流)-沉淀、过滤-埋地模块水池(即蓄水池)-清水池-绿化补水
首先进行理论计算,本工程雨水收集与利用系统降雨设计重现期按1年计算,取广州市数据55mm,根据国家标准《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB50400-2006),雨水收集利用工程的降雨设计重现期一般按1~2年计。屋面雨水径流总量的计算公式如下:W =10ΨcHyF 式中 W——雨水设计径流总量 (m3);Ψc——雨量径流系数,日径流时取 0.9,年径流是取 0.8; hy——设计降雨厚度(mm);F ——汇水面积(hm2)。
考虑到雨水降雨的不均匀性,需要设置雨水蓄水池。雨水蓄水池的大小根据雨水降雨量特征、蓄水池的形式及雨水回用的效益等综合确定,一般而言,储存池越大,储存的雨水量较大,雨水的积蓄效率越高,但储存池投资大,相反储存池小,降雨量超过设计调蓄容积多,储存池投资小,但可收集的雨水量也小。根据国家标准《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB50400-2006),雨水蓄水池的有效容积不小于屋面降雨的24小时雨水径流量,同时匹配的用水管网需要达到一定的用水量规模,管网的*大日用水量不宜小于雨蓄水池有效容积的40%这样,设计重现期内连续3天降雨、7天降雨乃至全年的降雨才能蓄存进来,实现对全年雨水的收集利用。按降雨重现期1年的*大日雨水量计算。*后综合考虑实际需求,本项目设置一个雨水蓄水池,有效容积选为100立方米。
平时无雨时屋面覆盖有较多的灰尘、沙粒或者树叶,开始降雨的5分钟或者2毫米内的雨水污染程度非常高,一般需要将此部分的雨水先排放掉才可以进行收集。弃流此部分雨水,可以大大减少后续雨水处理难度,此环节的排放既药做到有效又需要自动运行。本项目采用了自动弃流装置,弃流的雨水进入园区另外一套雨水管网,排入市政雨水管网。后期的雨水经过沉淀、过滤,进入蓄水池后少量细小杂质会自然沉淀。为了确保雨水储存水质,防止雨水池滋生藻类细菌,蓄水池应放置在室外埋地,以便避光低温储存,同时蓄水池材质和外包防渗膜应采用不会促进微生物生长的塑料材质,水池在结构上应避免进出水时扰动池底沉积物,影响使用水质,水池还必须可以清洗维护,要考虑清洗维护的经济性,蓄水池清洗维护周期必须在两年以上,雨水蓄水池采用塑料埋地雨水箱拼装而成。蓄水池是整个工艺中的主要构筑物,是实现雨水有效收集利用的主要保证。它不仅起到雨水收集的作用,同时也起到调节、沉淀的作用。后经过消毒处理,使水质符合绿化使用水质要求。广州市屋面雨水径流的水质较好,水质指标项目指标如下:CODcr(mg/L)<70;SS(mg/L)<30;色度=20.
经过雨水流量控制装置之后,其水质各项指标的浓度和含量均达到中华人民共和国建设颁发的《城市生活杂用水水质标准》,预计基本上可控制在如下范围:项目指标如下:CODcr(mg/L)<30,SS(mg/L)<10.处理后水质适用于绿化浇灌,道路浇晒等非饮用水用途。
该系统在功能上必须完全符合《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2006中的节水要求,同时系统产品从建筑全生命周期角度来选择,也必须符合评价标准中对节地、节材、节能和环境保护及系统全生命周期综合性能要求标准。雨水收集过程无需动力只靠雨水自身重力完成雨水收集处理,系统构成力求简单可靠,使用耐久性好、抗腐能力较强、能循环使用无污染的材质材料,选用成品,减少现存加工,以保证系统在室外能长期安全稳定运行,系统的运行维护成本低、维护简单方便。雨水收集与利用系统应力求投资省, 运行费用低,充分结合景观设计,对雨水的利用起到节水、水资源保护、减轻城市排水和处理系统的负荷、改善城市生态环境的目的。该系统做到真正节能、环保、高使用寿命、低成本的特点。
3、经济效益
经济分析如下,本项目雨水收集量为100立方米,多余雨水溢流进入园区另外一套雨水管网。室外绿化浇晒用水量为34立方米/日,非传统水源的利用率大于10%。符合本项目雨水回收系统全年可收集雨水为2523吨,室外绿地浇灌全年用水量为6120吨。按照广州市水价标准,可以推算出全年可以节约的水费很可观。
4、结语
从上述对雨水收集的相关介绍中我们不难看出,雨水回收利用系统不仅为我们带来诸多好处和经济效益,同时也合理化实现了可行性节约资源的相关措施。