太陽(yáng)能處理雨水作為景觀及洗漱用水的研究

摘#8195;要 以太陽(yáng)能處理雨水作為水源的根本，以此來(lái)應(yīng)用于景觀生活的洗漱用水，明確其實(shí)施的可行性，雨水處理和轉(zhuǎn)化的相關(guān)技術(shù)分析以及雨水應(yīng)用的要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 太陽(yáng)能；雨水處理；資源回收

中圖分類號(hào) TV21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)031-0171-01

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民居住水平的提高，城市居住區(qū)所需的生活用水量大幅度增加，從而增加了城市供水的壓力，尤其是在景觀綠化方面和居民生活洗漱方面用水負(fù)荷大。雨水作為一種重要的水資源，未經(jīng)任何利用即隨地表徑流大量流失，造成資源的浪費(fèi)，雨水資源利用系統(tǒng)可將雨水收集并經(jīng)過(guò)相應(yīng)處理后作為景觀和生活洗漱用水，且太陽(yáng)能既是一次性能源又是可再生能源，且資源豐富，又對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染，是再生資源中最容易取得的自然資源，在雨水的利用系統(tǒng)中引進(jìn)太陽(yáng)能技術(shù)，即太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)可將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能直接饋入電網(wǎng)或儲(chǔ)存在蓄電池中，并應(yīng)用于雨水處理裝置系統(tǒng)中，處理后的雨水則可轉(zhuǎn)化為景觀用水和生活洗漱用水，這樣既增加了雨水的循環(huán)利用，又緩解了水資源的負(fù)荷壓力。

1 雨水處理系統(tǒng)中太陽(yáng)能利用的可能性及應(yīng)用

雨水利用特點(diǎn)主要是間歇性，我國(guó)多數(shù)城市雨季又是在陽(yáng)光充足的夏秋季節(jié)，這都適合太陽(yáng)能的利用，且從經(jīng)濟(jì)上太陽(yáng)能電池的制造成本也逐年的在下降，從2000年至2004年下降了25%，且在日本和德國(guó)均有實(shí)例，日本的神奈川縣利用太陽(yáng)能電池噴水，收集的雨水經(jīng)過(guò)沉砂槽、過(guò)濾槽，流進(jìn)碎石調(diào)蓄槽，之后靠太陽(yáng)能電池泵噴出，形成水景，再經(jīng)過(guò)這些設(shè)備循環(huán)流動(dòng)。德國(guó)柏林利用太陽(yáng)能為景觀池的水進(jìn)行雨水循環(huán)，形成小溪流水。所以雨水的太陽(yáng)能處理后用于景觀和生活洗漱技術(shù)是可行的。

可利用有利條件設(shè)置太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備，利用雨水處理場(chǎng)地的開闊地面、光照條件等有利條件設(shè)置太陽(yáng)能發(fā)電等，多余的電力可輸入至蓄電箱；濾池上方空間可進(jìn)太陽(yáng)能發(fā)電，其濾池大面積的暴露在陽(yáng)光中，如在濾池上方加設(shè)防護(hù)罩，在活動(dòng)罩上設(shè)置太陽(yáng)能電池，以進(jìn)行雨水處理系統(tǒng)的應(yīng)用；取水口也可設(shè)置太陽(yáng)能發(fā)電，貯水池水面可設(shè)置太陽(yáng)能電池以加強(qiáng)水質(zhì)管理，以進(jìn)行水質(zhì)的處理。

2 雨水轉(zhuǎn)化為景觀及洗漱用水的相關(guān)處理技術(shù)

1）雨水的收集與截污。雨水收集主要包括屋面雨水、廣場(chǎng)雨水、綠地雨水和污染較輕的路面雨水等，雨水的收集應(yīng)該根據(jù)地形的特點(diǎn)，考慮部分垂直面上的雨水采用直接泵送雨水利用系統(tǒng)進(jìn)行泵送，計(jì)量采用外收集或內(nèi)外兩種收集方式進(jìn)行收集，多采用檐溝、收集管、水落管和連接管進(jìn)行收集，可設(shè)置一些攔截樹葉等大的污染物的截污裝置或初期雨水的棄流裝置，截污裝置可以安裝在雨水斗、排水立管和排水橫管上，定期進(jìn)行處理。2）雨水調(diào)蓄。首先可以采用雨水調(diào)蓄池，設(shè)計(jì)地表調(diào)蓄池時(shí)應(yīng)盡量利用天然洼地或池塘，減少土方，減少對(duì)原地貌的破壞，并應(yīng)與景觀設(shè)計(jì)相結(jié)合。多采用地上開敞式調(diào)蓄池，應(yīng)結(jié)合景觀設(shè)計(jì)和小區(qū)整體規(guī)劃以及現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)要將園林、水景、雨水的調(diào)蓄利用等有機(jī)的結(jié)合。3）雨水處理。雨水處理可采用常規(guī)處理，①沉淀處理，在沉淀池中將雨水的固體顆粒在流動(dòng)中從水中分離，待雨停止后再靜沉一段時(shí)間，之后取出其上清液，有條件的可利用景觀水池、濕地水塘進(jìn)行沉淀，并可進(jìn)行沉淀試驗(yàn)確定其沉淀效果；②過(guò)濾處理，可采用過(guò)濾池直接過(guò)濾掉懸浮固體等，主要應(yīng)用表面過(guò)濾，采用粗濾、微濾和膜濾的順序進(jìn)行過(guò)濾；③消毒，通過(guò)消毒劑或其他消毒手段滅活水中的病原體，可采取液氯消毒、臭氧消毒、次氯酸鈉消毒、紫外線和二氧化氯消毒，使其水質(zhì)符合相關(guān)生活用水的指標(biāo)要求。

3 處理雨水用于景觀及洗漱水量計(jì)算

雨水回收系統(tǒng)中收集池有效容積確定與其計(jì)算是確定景觀和洗漱用水的依據(jù)，首先是雨水量的計(jì)算，可以根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供的該地區(qū)的年平均降雨量及逐月降雨量等水文資料，采用徑流系數(shù)法確定，設(shè)計(jì)用水量則按照景觀目標(biāo)用量分類需求計(jì)算，還要考慮雨水流經(jīng)系統(tǒng)中各裝置的損失，一般按照設(shè)計(jì)水量的5%-10%確定。生活洗漱用水則較多，且不可循環(huán)，設(shè)計(jì)該住宅小區(qū)雨水用于生活用水可根據(jù)用水定額，大致制定如下：早晨用水2 L/（m2·d）；中午用水1 L/（m2·次），晚上用水2 L/（m2·d），依據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算該小區(qū)年生活洗漱雜用水量。

4 處理雨水應(yīng)用景觀用水要點(diǎn)

1）雨水處理。雨水污染對(duì)地表水影響很大，雨水所攜帶的污染物進(jìn)入水體后容易造成水質(zhì)惡化與富營(yíng)養(yǎng)化。因此雨水作為景觀用水前，要進(jìn)行合理合格的處理。需要根據(jù)風(fēng)景區(qū)河湖及雨水水質(zhì)的分析結(jié)果，選取合理可行的雨水處理方法。從綜合分析和歸納所知，一般小區(qū)區(qū)內(nèi)雨水水質(zhì)主要污染物為CODCr、SS、TN，雨水B/C約為1/6，可生化性較差，可用生態(tài)方法-人工濕地來(lái)處理雨水。通過(guò)利用基質(zhì)—微生物—植物這個(gè)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)調(diào)作用，通過(guò)過(guò)濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水體的高效凈化。有關(guān)研究結(jié)果表明，一般人工濕地對(duì)BOD5的去除率可達(dá)85%-95%，CODCr的去除率可達(dá)80%以上，出水中BOD5的濃度在10 mg/L左右，SS濃度小于20 mg/L。2）景觀用水回流。景觀用水回流可在景觀場(chǎng)設(shè)置大型水面、戲水池和溪流三部分。配合建筑設(shè)計(jì)，在水面的長(zhǎng)軸一端分多個(gè)入水口配水入池，在長(zhǎng)軸的另一端分上、下兩層多個(gè)回水口回流。在回水總管末端設(shè)兩道不銹鋼格柵及篩網(wǎng)， 以利于清理格柵時(shí)，互換截污。格柵后設(shè)置總閥門，用來(lái)控制和調(diào)節(jié)水位高度。除大型水面進(jìn)、出水部分應(yīng)注意盡可能地避免死水區(qū)，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置沖洗噴頭之外，溪水的回流也應(yīng)考慮對(duì)小溪結(jié)構(gòu)本身的利用。

5 處理雨水應(yīng)用生活洗漱用水要點(diǎn)

1）明確年雨水收集影響因素，家庭式的雨水收集利用，可以解決廣大人民的生活洗漱用水問(wèn)題，一般小區(qū)年均可收集雨量受氣候條件、降雨量在各季節(jié)的分配、雨水水質(zhì)情況等自然因素以及特定地區(qū)建筑物的布局和結(jié)構(gòu)等其他因素的制約。2）保證其水質(zhì)，這也是最重要的措施。①加強(qiáng)地面環(huán)境衛(wèi)生管理，最大限度地減少地面的垃圾等污染物；②屋面表層采用水泥磚等非污染性材料，避免用瀝青油氈類污染性表面鋪裝防水材料；③設(shè)計(jì)中盡可能讓屋面雨水和路面雨水先流入低勢(shì)綠地或路邊綠化淺溝，發(fā)揮綠地植被和土壤的截污和凈化功能。第四雨水的主要通道和集中入湖口設(shè)置必要的格柵或?yàn)V網(wǎng)等截污裝置。

6 結(jié)束語(yǔ)

目前太陽(yáng)能處理雨水的應(yīng)用技術(shù)還處于初級(jí)階段，尤其是在大多數(shù)城市大量利用直接水源的情況下，因此應(yīng)該擴(kuò)展該技術(shù)，使得城市的建設(shè)與生態(tài)環(huán)境與此相結(jié)合，使雨水利用合理化、安全化和規(guī)范化。

基金項(xiàng)目：安徽建筑工業(yè)學(xué)院2011年度大學(xué)生科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目。

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作者簡(jiǎn)介

唐坤（1989—），男，安徽馬鞍山人，安徽建筑工業(yè)學(xué)院在校本科生。