鄧月明

（重慶市設(shè)計(jì)院，重慶 400000）

0 前言

水資源的保護(hù)主要應(yīng)從開源與節(jié)流兩個(gè)方面著手，首先要讓全社會(huì)公民意識(shí)到節(jié)約用水的重要性，認(rèn)識(shí)到水資源的珍貴，培養(yǎng)大家的節(jié)水意識(shí)，其次提高水資源的利用率，減少水資源的浪費(fèi)也是非常重要的手段。

本文從如何提高水資源利用率的角度進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)水資源的重復(fù)利用，以達(dá)到節(jié)水的目的。

1 雨水回用系統(tǒng)定義及組成

雨水回用系統(tǒng)，顧名思義就是將雨水進(jìn)行收集，并按照不同的需求對(duì)所收集的雨水進(jìn)行處理并達(dá)到符合設(shè)計(jì)使用標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)[1]。

而常用于建筑類項(xiàng)目的雨水回用系統(tǒng)主要由“預(yù)處理”“蓄水”“凈化”及“回用”四部分組成。

圖1 雨水回用系統(tǒng)組成

“預(yù)處理”裝置主要有過濾裝置及初期雨水棄流裝置，可盡量避免初期較臟的雨水及大的雜質(zhì)進(jìn)入蓄水池，保證后續(xù)工藝的水質(zhì)，延長凈化裝置的使用壽命，減少加藥量。

“蓄水”裝置主要用于雨水的收集及場地雨水的徑流控制，在暴雨來臨時(shí)，能有效控制場地內(nèi)的雨水管網(wǎng)進(jìn)入市政管網(wǎng)的峰值流量；在不下雨的時(shí)間，“蓄水”裝置內(nèi)儲(chǔ)存的水可作為小區(qū)內(nèi)綠化及道路澆灑的水源，進(jìn)行回收利用。

“凈化”裝置由過濾、加藥、消毒及處理裝置組成，其主要作用是使儲(chǔ)存在“蓄水”裝置內(nèi)的原水經(jīng)處理之后達(dá)到相應(yīng)的回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

“回用”裝置就是通過變頻泵組將處理后的回用水提升到各用水點(diǎn)。

2 雨水回收利用的意義

2.1 環(huán)境效益

雨水回用系統(tǒng)的普及會(huì)減少自來水廠對(duì)地下水的開采，可有效防止由于地下水過度開采導(dǎo)致地下水位降低地面下沉。另一方面通過對(duì)雨水的收集，可減少大量輕污染水進(jìn)入環(huán)境水體，導(dǎo)致環(huán)境水體的污染，促使整個(gè)社會(huì)水環(huán)境向有利的方向發(fā)展[2]。

2.2 資源效益

首先，雨水重復(fù)利用可減少供水單位的供水量，緩解我國北方城市缺水的現(xiàn)狀。在雨水量豐富但又缺乏持水能力的城市，可以通過雨水回用系統(tǒng)緩和城市供水緊張的現(xiàn)狀；其次，自來水的制備，必然會(huì)消耗其他能源，減少自來水供應(yīng)量，自然也會(huì)減少相應(yīng)的能源消耗，具有積極的促進(jìn)意義。

2.3 社會(huì)效益

我國于2006年發(fā)布的《“十一五”規(guī)劃綱要》中就已經(jīng)提出“節(jié)能減排”的概念，在“十四五”規(guī)劃啟動(dòng)之際，國家越來越強(qiáng)調(diào)推動(dòng)綠色循環(huán)低碳發(fā)展的戰(zhàn)略思路。雨水重復(fù)利用不僅與企事業(yè)機(jī)關(guān)單位有關(guān)，同時(shí)也和廣大市民的生活息息相關(guān)，培養(yǎng)大家的節(jié)水、節(jié)能的意識(shí)，是開展雨水利用的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也是城市水資源可持續(xù)利用的必備條件。

3 雨水處理工藝流程

雨水處理工藝流程應(yīng)包括但不限于以下流程如圖2所示。

小區(qū)雨水經(jīng)收集匯合后進(jìn)入前端“預(yù)處理裝置”，讓初期污染程度高的雨水直接溢流進(jìn)入市政管網(wǎng)。

經(jīng)預(yù)處理后的雨水進(jìn)入雨水收集池，而雨水收集池作為原水的儲(chǔ)存設(shè)施，也同時(shí)起到調(diào)節(jié)暴雨峰值流量、提高場地徑流控制率的作用，防止內(nèi)澇的形成。

圖2 雨水收集回用系統(tǒng)工藝流程

雨水收集池內(nèi)的原水通過原水提升泵提升進(jìn)入“凈化單元”達(dá)到用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

處理達(dá)標(biāo)后的雜用水儲(chǔ)存至清水箱內(nèi)，通過變頻提供泵加壓供給到各用水點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)雨水處理回用過程。

4 雨水回用系統(tǒng)控制

雨水回用系統(tǒng)的控制主要分為過濾罐控制、水池液位控制及系統(tǒng)自動(dòng)連鎖控制三部分。

4.1 過濾罐控制

①系統(tǒng)采用氣動(dòng)隔膜閥控制。當(dāng)壓力介質(zhì)氣體進(jìn)入閥門的控制腔，隔膜下壓，關(guān)閉閥門通道；當(dāng)控制腔的壓力排網(wǎng)大氣或下游管道，隔膜上升，閥門通道就被打開。閥門沒有軸桿、密封墊、定向座等，通道中運(yùn)動(dòng)的唯一部件就是隔膜，所以不存在銹蝕及抱死現(xiàn)象，具有更高的穩(wěn)定性；②水質(zhì)質(zhì)量穩(wěn)定應(yīng)由自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，避免設(shè)備頻繁啟停；③設(shè)計(jì)采用全自動(dòng)氣水聯(lián)合反沖洗，增強(qiáng)反沖洗效果。反沖洗由程序時(shí)間設(shè)定自動(dòng)控制，系統(tǒng)自動(dòng)切換；④處理工藝中所用到的多介質(zhì)過濾器的正常過濾、反沖洗、正洗等均同時(shí)具有全自動(dòng)、半自動(dòng)及全手動(dòng)的功能，正常過濾及反沖洗的時(shí)間在人機(jī)界面中能任意修改設(shè)定。

4.2 水池液位控制

當(dāng)回用系統(tǒng)開始用水時(shí)，水位降到中水位時(shí)，水處理設(shè)備自動(dòng)開始水處理工作，將原水蓄水池的雨水處理好后供至清水箱。當(dāng)清水箱的水位達(dá)到高水位時(shí)，水處理設(shè)備停止工作；當(dāng)原水蓄水池水位降至低水位時(shí)，水處理設(shè)備保護(hù)停止水處理工作，而此時(shí)清水箱內(nèi)水位降到中水位時(shí)，雨水處理循環(huán)泵停止工作，自來水補(bǔ)水管上的電磁閥打開，利用市政管網(wǎng)向清水箱內(nèi)補(bǔ)水，當(dāng)清水箱內(nèi)水位達(dá)到高水位時(shí)，自來水補(bǔ)水管上的電磁閥關(guān)閉。

4.3 系統(tǒng)自動(dòng)連鎖控制

電控柜對(duì)整個(gè)雨水收集系統(tǒng)從雨水收集到變頻恒壓供水實(shí)現(xiàn)集中自動(dòng)控制，電控柜采用內(nèi)置PLC控制，并配人機(jī)界面（觸摸屏），能結(jié)合現(xiàn)場情況進(jìn)行系統(tǒng)控制設(shè)定，確保系統(tǒng)出水水質(zhì)。電控柜顯示齊全有各用電設(shè)備運(yùn)行、停止、過載、缺相、面板漏電、電機(jī)進(jìn)水、電流、電壓等顯示，并對(duì)泵進(jìn)行全自動(dòng)保護(hù)（過載、缺相、短路、滲漏）。

整套系統(tǒng)采用全自動(dòng)PLC控制，控制系統(tǒng)具有BA遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)通信接口功能，實(shí)現(xiàn)無人值守（除人工開啟和停運(yùn)、正常巡視外）。

5 雨水回用系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算

建筑小區(qū)的雨水回用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算主要是基于《建筑與小區(qū)雨水控制及利用工程技術(shù)規(guī)范（GB 50400—2016）》與《民用建筑雨水利用工程技術(shù)規(guī)程（DBJ 50/T-260—2017）》進(jìn)行的。

GB 50400—2016第3.1.3、3.1.6條規(guī)定，需控制及利用的雨水徑流總量計(jì)算公式：

3.1.3建設(shè)用地內(nèi)應(yīng)對(duì)雨水徑流峰值進(jìn)行控制，需控制利用的雨水徑流總量應(yīng)按式（1）計(jì)算，當(dāng)水文及降雨資料具備時(shí)，也可按多年降雨資料分析確定：

式中：W-需控制及利用的雨水徑流總量，m3；ψC-雨量徑流系數(shù)；ψ0-控制徑流峰值所對(duì)應(yīng)的徑流系數(shù)，應(yīng)符合當(dāng)?shù)匾?guī)劃控制要求；hy-設(shè)計(jì)日降雨量，mm；F-硬化匯水面面積，hm2，應(yīng)按硬化匯水面水平投影面積計(jì)算。

根據(jù)GB 50400—2016第4.3.5條，單一雨水回用系統(tǒng)的平均日設(shè)計(jì)用水量不應(yīng)小于匯水面需控制及利用雨水徑流總量的30%可知，故回用雨水量的平均日設(shè)計(jì)用水量為30%W。再根據(jù)公式8.2.1可知，雨水處理設(shè)施的處理能力為：

8.2.1雨水過濾及深度處理設(shè)置的處理能力應(yīng)符合下列規(guī)定：

當(dāng)設(shè)有雨水清水池時(shí)，應(yīng)按式（2）計(jì)算：

式中：Qy-設(shè)施處理能力，m3/h；Wy-回用系統(tǒng)的最高日用水量，m3；T-雨水處理設(shè)施的日運(yùn)行時(shí)間，h。

其中Wy=30%W×Kd，處理設(shè)施日運(yùn)行時(shí)間建議按12—16h選取。

上述公式是在整個(gè)項(xiàng)目匯水面積內(nèi)的雨水進(jìn)行全部回收利用的前提下進(jìn)行計(jì)算，而蓄水池容積一般按照經(jīng)驗(yàn)計(jì)算，采用雨水回用系統(tǒng)最高日設(shè)計(jì)用水量的25%～35%，多余雨水則通過溢流措施排水小區(qū)雨水管網(wǎng)。

重慶市也于2017年8月1日起批準(zhǔn)，《民用建筑雨水利用工程技術(shù)規(guī)程（DBJ 50/T-260—2017）》作為我市工程建設(shè)推薦性標(biāo)準(zhǔn)施行，這項(xiàng)地方規(guī)范從本市實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)國家規(guī)范進(jìn)行了很好的補(bǔ)充。

6 雨水回用系統(tǒng)的前景及現(xiàn)狀

6.1 前景

為了響應(yīng)國家“節(jié)能減排”的號(hào)召，21世紀(jì)以來，國家住建部及重慶市建委相繼發(fā)布了數(shù)本規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，明確了何時(shí)采用“雨水回收系統(tǒng)”、如何設(shè)計(jì)“雨水回收系統(tǒng)”?！瓣P(guān)于推進(jìn)綠色建筑高品質(zhì)高質(zhì)量發(fā)展的意見”中明確指出，要加強(qiáng)水資源的綜合利用，綠色建筑、綠色生態(tài)小區(qū)應(yīng)統(tǒng)籌利用各種水資源，合理設(shè)置雨水回用系統(tǒng)，用于綠化灌溉、道路澆灑、車庫清洗等小區(qū)用水[3]。

6.2 現(xiàn)狀

然而隨著本次研究的深入，發(fā)現(xiàn)有較多項(xiàng)目在雨水回收系統(tǒng)投入使用后不久便停止使用。究其原因主要有以下兩點(diǎn)：①重慶地區(qū)不屬于缺水地區(qū)，且自來水價(jià)格相對(duì)較便宜。所以物業(yè)為了節(jié)省投資且便于管理，就將系統(tǒng)關(guān)閉，直接采用自來水進(jìn)行綠化灌溉及道路澆灑等；②在系統(tǒng)未廣泛得到推廣的初期，設(shè)計(jì)單位及廠家均屬于摸索階段，設(shè)計(jì)質(zhì)量、現(xiàn)場施工及后期安裝調(diào)試均未能達(dá)到較高的水平，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的前期設(shè)計(jì)出現(xiàn)缺陷、后期故障率及維護(hù)管理困難，這也使得一部分項(xiàng)目被迫停止使用。

6.3 總結(jié)

“雨水回收系統(tǒng)”作為新興的“節(jié)能減排”及“徑流控制”措施，必定會(huì)在以后得到更大的發(fā)展。隨著人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到水資源的重要性，“雨水回收系統(tǒng)”也必將會(huì)進(jìn)行更專業(yè)的設(shè)計(jì)、更精確的施工以及更完善的管理。