劉 杰 王劍飛 趙鵬芳
(北京首都國際機場股份有限公司,北京 100000)
水資源短缺已是不爭的事實,全員需要為節(jié)約用水而行動。降低不必要的用水浪費、中水回用等都是十分必要的措施。雨水作為一種重要的水資源,目前已越來越被重視,它經過簡單處理后回用作城市綠化、街道灑掃和景觀等是一種很好的開源措施。作為以資源節(jié)約型、環(huán)境友好型為己任的國內某大型機場,可以在保證運行安全的前提下,考慮雨水回用。
國內大多機場對雨水的回用主要集中在公共區(qū)域。比如,某機場在航站樓周邊建有蓄水量約為30萬m3景觀湖。該景觀湖不僅為機場營造了美麗的景觀效應,同時還承擔雨水回用的任務。汛期飛行區(qū)內的外排雨水流入湖中,經過簡單凈化處理后,用于澆灌周邊的綠地。
由于汛期雨水會對飛行區(qū)道面及航空器產生影響,雨水的及時、有效排除是飛行區(qū)的主要任務,這間接造成飛行區(qū)內對雨水的利用相對較少。但若在不產生安全影響的特定區(qū)域采取專門的處理措施,雨水同樣可以在飛行區(qū)內得到利用。以下主要針對飛行區(qū)內的雨水回用進行探討。
該機場飛行區(qū)雨水管網系統(tǒng)較為齊全,其不僅承擔場區(qū)的排水任務,同時還接納航站樓的雨水。經接納的雨水最終外排入場外圍場河。據(jù)國內外經驗,凡年有效降雨在250mm以上的地區(qū),都可開發(fā)雨水資源。該機場雨水排放較為集中,并且所在地區(qū)的平均年降雨保持在600mm以上,具備雨水回用的客觀條件。為避免工程實施的盲目性,還需作進一步的研究。
1)雨水潛在用途。雨水經簡單處理后,除用作沖廁、植被澆灑外,在機場還可以有其他用途。
a.除膠用水。該機場在每日停航后,都需要對停航跑道進行除膠作業(yè)。除冬季寒冷天采用拋丸機除膠模式外,跑道主要是采用成本較為低廉的高壓水沖除膠,所需用水主要取自地下水。按每天平均除膠4000m2計,消耗水量約為10t。若按一年除膠天數(shù)為300d算,消耗水量則達到3000t。
b.道面沖洗用水。機場滑行道、機坪等道面將不定期進行灑水作業(yè),這有利于防止高溫道面起拱情況。與除膠類似,沖洗道面作業(yè)同樣屬于低水質用戶,雨水回用完全可以滿足要求。
c.車輛清洗用水。該機場每周至少一次對查道車、掃道車進行清洗,冬季除雪期,還需對除雪特種車輛進行清洗保養(yǎng)。若考慮進航食車輛、服務商車輛、牽引車等的清洗需求,一年所需水量相當可觀。目前,飛行區(qū)內設有一處洗車房,高峰時段較難滿足車輛清洗需求。若在飛行區(qū)內合理選址,增設幾處雨水清洗點,既可以緩解用水壓力,同時有利于創(chuàng)造經濟效益。
d.消防用水。GB/T 18920城市污水再生利用 城市雜用水水質中規(guī)定,中水用作建筑雜用水和城市雜用水,如沖廁、道路清掃、消防、城市綠化、車輛沖洗、建筑施工等雜用,其水質應符合國家標準的規(guī)定。一般情況下,天然雨水的有機污染物少、硬度低,若采用初期雨水棄流、分流收集措施,其實質完全可以達到生活雜用水標準。
2)雨水儲存。該機場可用于儲存雨水的途徑有以下幾種:
a.將飛行區(qū)內泵站前的蓄水池改造為雨水綜合池。雨水綜合池是雨水綜合系統(tǒng)中具有簡單處理能力的貯水構筑物,不僅具有平抑雨洪峰值、減少下游管段容量的功能,還是雨水回用、減污等多種功能的載體,可實現(xiàn)雨水綜合系統(tǒng)的多重效益[1]。目前,場區(qū)設有的10多處雨水泵房前均都建有蓄水池。最小的池容在100m3左右,最大的蓄水池位于場區(qū)跑道端北側的蓄水池,容積達到15萬m3左右。與其他區(qū)域用地緊張,蓄水池池容小、改造難度大等問題相比,該蓄水池則是較為經濟的選擇。目前,該蓄水池已發(fā)揮接納上游雨水及景觀綠化的功能,若增設簡單水處理設施,可以提供符合要求的回用水。
b.修建雨水儲存池??紤]到跑道安全運行要求,雨水儲存池不宜建在跑道、滑行道周邊,但若考慮到除膠用水需求,雨水儲存池距離跑道不宜太遠。綜合該機場的場區(qū)布局,雨水儲存池可設置在東區(qū)南北向行車道的兩側綠地。該區(qū)域面積約為16萬m2,距離跑道較近,方便雨水回用水的加注。另外,該區(qū)域周邊分布較多的明溝,管線鋪設簡單。
比較a.,b.可以看到,采用現(xiàn)已蓄水池作為雨水綜合池,投資少,短期即能實現(xiàn)雨水回用,但位置相對較遠;修建雨水儲存池投資造價相對較高,但位置適中,可縮短時間成本,并且可用面積較大,能滿足遠期規(guī)模的擴大。
3)雨水的處理??紤]到潛在的雨水回用水用途,機場對回用水質要求不高,以除膠用水為例,只需達到無懸浮固體、色度等感官指標滿足人員可接受的要求。這可以采用物化處理方法實現(xiàn),雨水儲存池或者雨水綜合池中即具備此項能力。由于接納雨水的儲存池或者雨水綜合池水流流速較慢,停留時間較長,池體具備天然的沉淀池功能,大量懸浮固體可以得到去除。若要實現(xiàn)懸浮固體較為徹底的去除,可以在儲存池中投加混凝劑,經處理后的雨水可用于除膠、道面清洗等。對于由蓄水池改造而來的雨水綜合池,由于其兼有景觀湖的功能,不建議池內投加混凝劑,其雨水經過簡單的自然沉淀后,基本上可以達到用于洗車、消防用水的要求。
但應注意的是,初期雨水有機物含量較高,資料顯示,在暴雨初期徑流中CODCr濃度可達到每升數(shù)百甚至數(shù)千毫克,而降雨后期CODCr一般在100mg/L[3]。因此,進行初期雨水棄流,不僅能降低處理成本、減少池體淤泥產生量,同時也可有效避免樹枝、紙張等雜物流入池體。初期雨水棄流可以通過棄流池(井)或者棄流設備實現(xiàn)。此外,為保證回用水水質滿足要求,還需對池體進行定期清淤。
若遠期存在對回用水水質有較高要求的用戶,可以在池體周邊增設小型濾池,若存在與人體接觸的雨水回用項目,應進行消毒殺菌處理。
因此,對于以雨水儲存池為主的雨水回用系統(tǒng)可采用如下處理工藝:雨水→加藥→混凝沉淀→過濾(視雨水用途)→消毒(視雨水用途);而對于雨水綜合池則相對簡單,不需增加其他水處理設備。
通過前面的探討可以看到,機場飛行區(qū)雨水回用存在可行性。但還需注意以下問題:
1)機場飛行區(qū)較難實現(xiàn)全面的雨水回用?;谟晁馀怕窂郊皥鰠^(qū)現(xiàn)有運行環(huán)境考慮,該機場可試點的雨水回用規(guī)模相對較小,人員、車輛只能到上述的蓄水池或儲存池等特定區(qū)域取水。
2)機場所在地區(qū)存在季節(jié)降水不均的情況,夏季雨水儲蓄池可以得到充沛的雨水供給,回用水可解決場區(qū)部分用水要求。而冬、春季節(jié)雨水較少,雨水儲存池存在虧空的情況。
雨水回用于該國內大型機場具有可行性。通過建設雨水儲存池或改造現(xiàn)有蓄水池對雨水進行收集儲存,并經過簡單的處理可將雨水回用于道面除膠、清洗、消防等。雨水回用不僅能節(jié)約大量的水資源,同時也可為新建機場提供重要的參考。
[1]徐 航,何品晶,宗兵年.城市雨水的“防洪、減污、回用”系統(tǒng)[J].中國給水排水,2001(17):61-64.
[2]張俊輝.談城市污水和雨水科學再生利用[J].山西建筑,2011,37(27):124-125.
[3]陳永青,蔣加林,陳如融,等.廣西綠色建筑雨水利用技術探討[J].給水排水,2011(37):45-46.