城市雨水处理与资源化利用研究进展|雨水资源化利用率
时间：2019-04-10 03:16:18 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：城市雨水资源化利用是缓解城市水问题的有效途径。在阐述城市雨水资源化利用必要性的基础上，综述了国内外雨水利用的现状，如今雨水资源化利用的各种技术，以及雨水利用的经济、社会和生态效益，提出加强城市雨水资源化利用的建议。
关键词：雨水，资源化利用，收集，处理，回用，效益
Abstract: urban rainwater utilization is to alleviate the problem of urban water efficient way. In this paper the necessity of the urban rainwater utilization, based on both at home and abroad were reviewed with the present situation of rain, now the rain of utilization technology, and rainwater to use economic, social and ecological benefits, strengthening the urban rainwater utilization Suggestions.
Key words: the rain, utilization, collection, processing, reuse, benefit
中图分类号：F291.1文献标识码：A 文章编号：
0 引言
随着人口的增长及资源退化，水资源面临越来越大的压力。过去10年，全球水资源消耗量达到了过去的6倍，是人口增长速率的两倍，以这种趋势发展，到2050年全球将有25%的人面临水资源匮乏的危机。
同时，城市化的发展致使雨水径流对水体的污染程度更为严重。随着城市建设的不断发展，地面硬化面积大大增加，导致径流量和洪峰流量加大，给城市防洪排涝带来极大的压力。此外，城市大气及地表会有大量来自生产与生活过程的污染物累积，雨水径流会携带大量的污染物，成为城市水体的潜在威胁。
城市雨水作为一种潜在的水源，其资源化利用不仅可以缓解水资源危机，而且可以有效减小城市径流量、削减洪峰量、延滞汇流时间，同时还可以利用雨水资源增加城市生态水源补给量，美化城市环境，改善城市小气候，回补地下水，减缓地面沉降，是解决我国城市洪涝灾害、干旱缺水及城市水环境污染等问题的一个很好的途径。
1 国内外雨水利用现状
1.1 国外雨水利用
从20世纪70年代开始，发达国家为保护水环境及充分利用水资源，开始研究、开发和应用雨水收集、处理与回用技术，使雨水成为重要的淡水资源之一。一些工业发达国家（如德国、日本、美国和澳大利亚等）都在积极开发利用雨水，并已建成一批不同规模的示范工程。
在发达国家，一般将不同汇水面上的降雨分别加以收集。对于屋顶上的雨水，稍加处理便可用水冲厕、灌溉等用途。而对于机动车道上的雨水径流，则需经过处理达标后才能加以利用，居民小区雨水利用和家庭式的雨水利用技术也较成熟，并已有了较广泛的利用。
1.2 国内雨水利用
我国城市雨水利用发展于90年代，主要在缺水地区有一些小型、局部的非标准性应用。由于缺水，北京、天津等已在城区建立多项雨水利用示范工程，奥运会场馆建设、上海浦东国际机场航站楼等都采用了雨水利用技术，但总的来说我国雨水利用技术还较落后，缺乏系统性，更缺少法律法规保障体系。
2 雨水资源化利用技术
城市雨水资源利用的关键在于如何采取措施就地吸收和利用降雨后产生的水流，减少雨水流失量。成熟的雨水利用技术需要对雨水的收集、截污、储存、过滤、渗透、提升、回用及运行维护的整个过程综合考虑，是一个系统的过程，需全盘考虑，合理规划。对于雨水的回用可分为三个部分：雨水的收集、处理及回用。
2.1 雨水的收集
雨水收集的方式有多种，如屋顶集水、地面径流集水、截水网等。
雨水收集效率会随着收集面的材质、气象条件以及降雨时间的长短等因素而有所差异。如果建筑物屋顶硬化，雨水应该集中引入绿地、透水路面，或引入储水设施蓄存；如果是地面硬化的庭院、广场、人行道等，应该首先选用透水材料铺装或建设汇流设施，将雨水引入透水区域或储水设施中；如果地面是城市主干道等基础设施，应该结合沿线绿化灌溉建设雨水利用设施。此外，居民小区也将安装简单的雨水收集和利用设施，雨水通过这些设施收集到一起，经过简单的过滤处理，就可以用来建设观赏水景、浇灌小区内绿地、冲刷路面，或供小区居民洗车和冲洗马桶，这样不但节约了大量自来水，还可以为居民节省大量水费。
2.2 雨水的处理
雨水径流对汇水面的冲刷，会累积在上面的大量污染物质，特别是初期雨水，其COD、SS及N、P和重金属的含量超过地表水环境质量标准V类标准限值，需要进行处理才能重新利用。目前国内外对雨水径流的处理方法有如下几种处理技术。
2.2.1 人工湿地(Constructed Wetland)处理系统
湿地是一种高效的控制雨水径流污染的措施，它可以同化入流中大量的悬浮物或溶解态物质。去除的机理主要是沉淀截留和植物吸附。湿地处理系统一般包括前处理系统和主体湿地：前处理系统通过自然沉淀去除较重颗粒和浮渣，降低后续湿地的处理负荷，以保证其正常运行和使用寿命；主体湿地种植芦苇等挺水植物，通过物理截留和植物吸附作用以及土壤的吸附渗透作用进一步处理雨水。
在路面径流的污染控制方面，人工湿地在国外得到广泛应用。Yousef [3]等人的研究表明，暴雨径流在湿地中停留72h，SS的去除率可达95%。在美国的佛罗里达州，已经有许多为处理暴雨径流而设计的人工湿地，他们在控制暴雨径流的污染方面起到十分重要的作用。Herricks[4]总结经验，认为在一般情况下，湿地对SS，BOD及TN的去除效率可达到较好的效果（60%~85%）。
2.2.2 植被控制(Vegetation control)系统
植被控制是一种利用地表密植的植物对径流雨水中的污染物进行截留的方法，它能够在径流雨水输送的过程中将污染物从径流中分离出来，使到达收纳水体的径流水质得到明显的改善，研究表明，地表植被去除污染物的机理主要为吸附、沉淀、过滤、共沉淀和生物吸收过程。国外对于植物控制系统处理径流雨水的研究较多。
2.2.3 湿式滞留池(Wet detention basins)
湿式滞留池是池中平时保持有一定水量的滞留池，是除地表径流污染的实用有效的方法之一。其效率取决于滞留池的规模、流域面积和暴雨特征等，水在滞留池中的停留时间是影响去除效率的关键因素。滞留池去除污染物的基本机理是沉淀。
2.2.4 MR(Mulden Rigolen)处理系统
MR系统，又称“水洼——渗透渠组合系统”，是德国近十年发展起来的雨水处理技术。该系统由上至下可分为两层，上层为种植草类植物的浅水洼，下层为渗透渠。通常，水洼层铺设活土，深度不超过0.3 m，通过土壤与植物的处理作用净化雨水，同时种植的植被绿色可以很好融入到建筑周围的生态景观当中，下层渗透渠一般填充高渗透性的棱柱状颗粒，例如砾石或熔岩颗粒等，可储存大量雨水，并逐渐将雨水释放以补充地下水，多余的雨水通过排空管排走。
