雨水回用技术在典型沿海城市的运用

随着水资源供需矛盾的日益加剧，越来越多的国家认识到雨水资源的价值，并采取相应的措施。基于此，研究一种雨水回收系统，来处理中山水利滨河整治工程园林景观的绿化用水问题，从而解决园林绿化用水，以达到节水、节能减排的目的。

1 关键技术与创新

1.1 雨水前期预处理设备研发

1.1.1 技术难点

（1）前期预处理选择弃流器时，利用旋流分离原理，使用筛分过滤、筛板过滤或利用电子雨量计通过电动阀控制。

（2）集雨面积大，需要相应匹配设备及选择合适的施工方式。

1.1.2 解决途径

（1）研究的设备装置内置自动弃流单元，弃流前期2~3mm雨水，降雨结束后自动复位。

（2）结合现场的实际情况和弃流器处理技术的特点与优势，对弃流设备进行监测分析，不断调整和优化处理参数，使设备达到一站式原位快速处理目的。

1.1.3 创新性

通过对雨水前期预处理设备研发，起到高效自动、高效过滤、使用寿命长、节能便捷的作用。

1.2 雨水储存产品研发

1.2.1 技术难点

储存产品固定，不宜运输和安全，无法重复利用。

1.2.2 解决途径

通过深化设计，选择合适的存储设备及布置方式，储存设备采用整体式硅砂蓄水模块工厂整体成型后外部环氧树脂防腐蚀处理，埋设于地下，节省空间，可有效防止海水及微生物的侵蚀，保护水体不受到污染。

1.2.3 创新性

研发的雨水储存产品具有组装方便、环保安全、耐久性强的特点。

1.3 雨水过滤净化技术研发

1.3.1 技术难点

过滤净化消毒装置技术要求高，处理不当存在一定的安全风险性。

1.3.2 解决途径

通过对比传统的过滤净化系统，拟采用硅砂自然过滤与过流式消毒技术，设备占地小、无需用电、构筑物简单、运用成本低、安全可靠。

1.3.3 创新性

通过对雨水过滤净化技术研发，起到占地面积小、结构简单、运用成本低、安全可靠的作用。

2 设计方案

2.1 初雨截流设备设计

目前针对城市化建设的集中式雨水收集系统的初期截污和弃流装置分开制作，设备结构烦琐，且多为埋地式，整体造价高，后期管理也不方便，而且大多数弃流装置弃流后的“清洁”雨水存在与初期弃流掺混问题，最终影响雨水收集的清洁度。

考虑本项目为线性工程，施工区域分散，局部区域汇水面积较小等特点，选择了截污和弃流一体化的装置——截污弃流处理回用系统。采用截污和初期弃流一体化的地上式设计，结构简单、造价低廉，维护管理方便；通过挡水浮片的设计可将弃流后雨水与初期弃流雨水完全隔绝。

通过分流井模块分流，再利用截污弃流井模块的过滤作用使得雨水初步净化，经预处理后输送到蓄水模块进行沉淀处理，过滤排除雨水中的细小颗粒的杂物（如泥沙等），再经提升泵加压输送至多介质过滤器进行过滤处理，后再通过消毒装置进行消毒处理，形成可使用的绿化用水、环卫用水，有利于节约水资源，达到环保与经济双重效益。

2.2 雨水收集器设计

雨水收集器储存设备采用整体式硅砂蓄水模块工厂整体成型后外部环氧树脂防腐蚀处理，埋设于地下，节省空间，可有效防止海水及微生物的侵蚀，有效保护水体不受到污染。

硅砂模块以硅砂和细石为骨料，辅以特种添加剂，经挤压成型的块体，是构筑硅砂井筒的模块单元。主要分为透水硅砂模块、滤水硅砂模块和不透水硅砂模块，能够最大程度地收集雨水资源。硅砂模块雨水收集具有以下优点。

（1）良好的净水效果，可以滤除较小的杂质和微生物，也可以提供清洁的雨水供家庭使用。

（2）组装方便、环保安全、耐久性强的特点。

（3）结构简单，易于维护和更换。

（4）有效减少洪水和水资源短缺的问题，减轻排水系统的压力。

2.3 水处理工艺设计

采用硅砂自然过滤与过流式消毒技术，其设备占地小，无需用电、构筑物简单，运用成本低，安全可靠。

2.3.1 硅砂自然过滤

硅砂模块雨水收集系统利用硅砂的自然过滤作用，将雨水通过过滤层滤除较小的杂质和微生物，这种过滤方法具有简单、经济、环保等优点，是一种有效的水处理方法。

2.3.2 过流式消毒

在硅砂自然过滤的基础上，采用过流式消毒技术可以进一步消除水中的微生物和有害物质。过流式消毒技术是通过在过滤层上方设置消毒装置，如紫外线消毒器、臭氧发生器等，对过滤后的水进行消毒处理，确保水质的卫生安全。

此外，雨水在硅砂自然过滤前，利用本装置对雨水初步过滤，通过设置过滤漏斗与刮料组件，对雨水中的树枝及大体积杂质进行拦截和处理，使雨水顺利的流入过滤井盖内，过滤井盖对流入排水系统内部的雨水再次拦截，实现对树叶拦截。

拦截完成后，雨水带着剩下的泥沙流入泥沙拦截箱，将雨水中的大部分泥沙进行拦截，雨水继续由导流管处流入泥沙净化箱内，依次由细沙层、活性炭层、沸石层和生物填料吸附层进行拦截吸附，将雨水中残留的泥沙及污染物进行处理，处理后的雨水由导出管处排出，泥沙拦截效率高，泥沙拦截 效果好。

2.4 水泵及管网设计

本项目结合工程实际地理情况，设计合理的泵站和管网系统，确保水能够高效地传输到目的地。

2.4.1 水泵设计

根据雨水收集系统的规模和用途，选择适当的水泵。一般来说，水泵的流量和扬程需要满足系统的需求，同时要考虑到水泵的效率和能耗问题。此外，还需要考虑水泵的安装和维护方便性。

2.4.2 管网设计

根据雨水收集系统的分布和用途，设计合适的管网系统。管网的设计需要考虑到管道的材质、管径、压力损失、水力平衡等因素。同时，还需要考虑管网的布局和安装位置，确保系统的安全性和稳定性。

3 效益分析

3.1 社会效益

采用雨水回用系统解决海岛绿化用水的技术，已处理后的雨水用于翠亨茅龙水道（示范段）市政园林和西海堤边坡绿化养护，解决海岛淡水资源短缺的问题，充分展示了企业的技术实力，为以后类似工程提供丰富的经验借鉴，并获得了中山翠亨新区水利投资建设有限公司、中山翠亨新区工程项目建设管理中心、中科华水监理单位和中山市水务局的认可。

3.2 经济效益

2020年12月至2023年8月本项目设置雨水收集利用系统，根据降雨量气候资料，每月平均2~4d降雨一次，根据一次雨水收集量可供2~4d补水量，利用硅砂雨水蓄水池，进行绿化浇洒、道路浇洒、地面冲洗、车辆冲洗、水景补水。

利用该技术应用共节约成本约70.4万元，本项目还处于施工阶段，到运营期绿化用水需求量巨大，经济效益会愈加明显。

4 结束语

通过研究雨水回收系统在海岛绿化用水方面的应用，为解决水资源短缺问题提供了新的思路。实践结果表明，该系统具有良好的回收率和处理效果，能有效解决海岛绿化用水问题。此外，该系统的运行费用较低，经济效益和社会效益显著。