蓄水模塊型雨水收集利用
——以無錫國聯(lián)樂園為例

文·圖 ◎ 王信剛 王婉

蓄水模塊型雨水收集利用
——以無錫國聯(lián)樂園為例

文·圖 ◎ 王信剛 王婉

目前國內(nèi)雨水收集的方式有許多種形式，例如屋頂集水、地面徑流集水、截水網(wǎng)等。其收集的效率會(huì)隨著收集面材質(zhì)、氣象條件（日照、溫濕度等）以及降雨時(shí)間的長短等因素而有所差異。建筑工程中的雨水收集有三種方式：建筑物屋頂硬化，雨水應(yīng)該集中引入綠地、透水路面，或引入儲(chǔ)水設(shè)施蓄存；地面硬化的庭院、廣場、人行道等，選用透水材料鋪裝或建設(shè)匯流設(shè)施，將雨水引入透水區(qū)域或儲(chǔ)水設(shè)施中；地面是城市主干道等基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)該結(jié)合沿線綠化灌溉建設(shè)雨水利用設(shè)施。

由于降水是隨機(jī)事件，往往難以與用水同步，需要將來自不同面積上的降水徑流通過一定的傳輸和儲(chǔ)存設(shè)施滯貯備用 。降水徑流貯存的形式多種多樣，傳統(tǒng)的有混凝土蓄水池和玻璃鋼蓄水池，這幾年又新推出了PP塑料（模塊）蓄水池。PP雨水蓄水模塊和前兩者相比，有以下的優(yōu)點(diǎn)：

1. 蓄水模塊不受地形限制，高度、形狀都可以自由布置。

2. 蓄水模塊施工工期短，節(jié)約了寶貴的建設(shè)時(shí)間。

3. 蓄水模塊采用的PP（聚丙烯）材質(zhì)完全符合環(huán)保要求，且可以100%回收利用。

鑒于以上的優(yōu)勢，蓄水模塊可以在絕大多數(shù)情況下取代混凝土地下蓄水池。只有在以下一些特殊環(huán)境，蓄水模塊使用受到限制的情況下，應(yīng)考慮使用混凝土地下蓄水池或地下室（地下機(jī)房）內(nèi)設(shè)置蓄水箱（混凝土、玻璃鋼或不銹鋼材質(zhì)）。

以下情況不建議使用蓄水模塊：

1. 蓄水模塊施工完畢后，上方覆土應(yīng)控制在1.5～2.5米之間；當(dāng)蓄水模塊上方覆土大于3米時(shí)需采取特殊加固措施，覆土大于3.5米。

2. 土深小于2米時(shí)，如地下室頂板上方。

3. 消防通道或消防登高場地下安排的雨水蓄水池，因蓄水模塊上方靜載荷通常不應(yīng)大于30噸/平方米。

雨水收集處理系統(tǒng)的進(jìn)場安裝時(shí)間

對于從未實(shí)施過雨水收集處理系統(tǒng)的業(yè)主及施工單位來說，何時(shí)開始雨水收集處理系統(tǒng)基礎(chǔ)的開挖、何時(shí)安排設(shè)備的進(jìn)場，都需要結(jié)合項(xiàng)目現(xiàn)場實(shí)際情況來確定的。為減少因現(xiàn)場變更因素導(dǎo)致的設(shè)計(jì)參數(shù)與現(xiàn)場情況不符造成的返工，雨水收集處理的前期土建準(zhǔn)備工作應(yīng)當(dāng)與現(xiàn)場外線施工（雨污水管線）同步、或稍晚進(jìn)行。

前期土建準(zhǔn)備工作不能過早進(jìn)行的原因

首先，由于雨水排水系統(tǒng)是重力流排水系統(tǒng)，因此雨水收集處理系統(tǒng)的標(biāo)高對于整個(gè)系統(tǒng)的順利運(yùn)行具有決定性的作用。在現(xiàn)場實(shí)際施工中，雨水管道標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整的情況經(jīng)常出現(xiàn)，因此雨水收集處理系統(tǒng)的前期土建工作應(yīng)當(dāng)在室外雨水管網(wǎng)完成后（或基本完成后）進(jìn)行。其次，伴隨著現(xiàn)場室外管線施工，大量的開挖及回填工作會(huì)全面展開，大型工程機(jī)械的使用在所難免。由于雨水收集模塊的抗壓強(qiáng)度有所限制，過早安裝完畢的雨水收集回用系統(tǒng)會(huì)面臨成品保護(hù)問題。由于雨水收集系統(tǒng)工程本身工期較短的特性（指使用PP雨水收集模塊，非地下鋼筋混凝土蓄水池），它與現(xiàn)場外線施工（雨污水管線）同步或稍晚進(jìn)行是比較合適的。

案例分析

江蘇省無錫市國聯(lián)樂園地產(chǎn)項(xiàng)目，占地約7.2公頃，其中綠地率為45.5%，主要功能為商業(yè)、居住。本文案例處于室外，且需要參加綠色建筑評比，故甲方放棄了傳統(tǒng)的混凝土蓄水池方案，提出采用環(huán)保型的PP模塊蓄水池。

本項(xiàng)目部分區(qū)域雨水收集處理后用作綠化澆灌、道路地面沖洗。在地埋系統(tǒng)所處位置設(shè)置標(biāo)志，在雨水回用水管處設(shè)置指示標(biāo)識(shí)，注明用于綠化澆灌及場地沖洗。系統(tǒng)均為地埋式一體化。系統(tǒng)頂端覆土回填、項(xiàng)目完成后可在上面進(jìn)行綠化種植或停車。整個(gè)收集系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行，管理簡單，出水水質(zhì)穩(wěn)定，運(yùn)行費(fèi)用低。

1. 用水量計(jì)算

無錫市溫暖濕潤，四季分明，雨量豐沛。按照《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，綠化澆灑用水定額按澆灑面積1.0～3.0升/立方米·天計(jì)算，道路、廣場澆灑用水定額按澆灑面積2.0～3.0升/平方米·天計(jì)算。

（1）綠化用水量

該項(xiàng)目的綠化面積約為32 780平方米。綠化用水按2升/平方米·天計(jì)算，則用水總量為：65.5噸/天。

（2）道路澆灑用水量

該項(xiàng)目內(nèi)需要澆灑的道路面積約為9 204.4平方米。道路澆灑也是按2升/平方米·天計(jì)算，則道路澆灑用水量為：18.4噸/天。

綜上可知本項(xiàng)目一天的用水量為83.9噸/天，因項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)的雨水收集系統(tǒng)主要用于綠化澆灌、道路沖洗要求，結(jié)合項(xiàng)目情況并考慮投入成本及綠建要求，雨水收集池的有效容積設(shè)計(jì)為7天的日用水量，即雨水收集池設(shè)計(jì)為600立方米的容積。

2. 工藝流程

注：雨水處理及回用系統(tǒng)、清水池、變頻供水泵組及加藥系統(tǒng)組成地埋式一體化雨水處理及回用系統(tǒng)。

雨水降落到硬化面后，一部分通過地面下滲補(bǔ)充地下水，不能下滲或來不及下滲的雨水通過屋面與地面匯流進(jìn)入雨水管道，經(jīng)雨水匯總管流進(jìn)地埋式成品截污棄流裝置；棄流后的雨水重力自流進(jìn)雨水收集池；雨水收集池里的水經(jīng)雨水處理系統(tǒng)處理后回用于綠化灌溉等用水點(diǎn)。

圖片說明

1. 雨水井

3. 雨水收集系統(tǒng)各組分

（1）地埋式成品截污棄流裝置

初期的雨水（前3毫米或者5分鐘的降雨量）一般污染嚴(yán)重，流量也比較小，首先進(jìn)入截污裝置后，裝置中的濾網(wǎng)將對于水中的較大雜質(zhì)進(jìn)行截留，在流經(jīng)雨水初期過濾棄流裝置時(shí)，因重力的作用，將首先通過低位敞口的排污管排放掉，在雨量增大后，浮球在水流壓力的作用下將排污管關(guān)閉，雨水將被迫流向出水管。雨停后，隨著裝置中儲(chǔ)存的雨水的減少，浮球?qū)⒆詣?dòng)復(fù)位，從而完成棄流效果。在出水管上設(shè)置了不銹鋼過濾網(wǎng)，可以對雨水進(jìn)行預(yù)過濾，過濾留下的污物將在下次降雨時(shí)通過排污管沖走，從而實(shí)現(xiàn)棄流、過濾、自動(dòng)排污等多種功能。

2. 地埋式成品截污棄流裝置

（2）雨水PP模塊收集系統(tǒng)

雨水PP模塊適用于雨水的過濾凈化、回滲、收集、再循環(huán)利用等系統(tǒng)，主要由再生的聚丙烯制成，單個(gè)模塊為長、寬各50厘米，高40厘米的立方體，結(jié)構(gòu)簡易輕便，模塊式設(shè)計(jì)可按工程設(shè)計(jì)需要任意組合，產(chǎn)品均經(jīng)過嚴(yán)格的測試，具有很高的承載能力，目前已廣泛應(yīng)用到建筑領(lǐng)域、景觀、園林、排水渠等雨水利用系統(tǒng)中。

雨水PP模塊通過模塊組合，可以在地下快速搭建不同大小的雨水蓄水池。模塊式蓄水池相對混凝土水池具有施工周期短、安裝方便、組合靈活、使用壽命更長的特點(diǎn)。模塊結(jié)構(gòu)在完成蓄水的同時(shí)，形成穩(wěn)定的獨(dú)特結(jié)構(gòu)空間，具有很強(qiáng)的承壓能力，所以水池上面可以作為停車場、綠地等；模塊可以組合成快速排水通道，實(shí)現(xiàn)廣場、道路排水的目的。

（3）地埋式一體化雨水處理及回用系統(tǒng)

設(shè)備機(jī)房：內(nèi)部放置控制柜（或應(yīng)甲方要求獨(dú)立移至地上）、加藥裝置、變頻穩(wěn)壓供水機(jī)組、多介質(zhì)凈化處理裝置、循環(huán)水泵及相關(guān)處理設(shè)備。

3. PP模塊收集池的拼裝

多介質(zhì)雨水凈化處理裝置：將雨水模塊儲(chǔ)存的水經(jīng)管道提升至多介質(zhì)雨水凈化處理裝置，從而將水中較小顆?；蚱∥锏入s質(zhì)截留，多介質(zhì)雨水凈化處理層中的介質(zhì)為石英砂及磁鐵礦石等。若水質(zhì)較差、易產(chǎn)生異味，也可增加適量的活性炭。多介質(zhì)凈化處理裝置反沖洗的污水直接排入市政污水管網(wǎng)。多介質(zhì)雨水凈化處理裝置安裝于設(shè)備間內(nèi)，便于操作。

清水池：用來儲(chǔ)存處理后的達(dá)標(biāo)水，需回用水時(shí)，用變頻穩(wěn)壓供水機(jī)組提升至綠化澆灌和停車庫地面沖洗等用水點(diǎn)。

變頻穩(wěn)壓供水泵組：處理后的清水進(jìn)入綠化澆灌管網(wǎng)后，并不是持續(xù)穩(wěn)定地出水，而是間歇式、流量不同的使用工況。傳統(tǒng)泵組在水量過多、滿管的情況下運(yùn)作，會(huì)極大地?fù)p害水泵電機(jī)，并縮短使用壽命，還費(fèi)電。采用變頻穩(wěn)壓供水泵組后，可根據(jù)管線內(nèi)壓力來調(diào)節(jié)電機(jī)供電頻率，繼而調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)水量及壓力的作用?？杀ＷC水泵在最優(yōu)工況下運(yùn)行，并且能節(jié)電。

4. 地埋式一體化雨水處理及回用系統(tǒng)

4. 項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性分析

表1　本項(xiàng)目所用水處理設(shè)備

雨水收集處理及回用系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，主要涉及電費(fèi)及雨水凈化所需的次氯酸鈉的費(fèi)用，處理每立方米雨水所需費(fèi)用約為0.6元。

王信剛上海熙清環(huán)保工程有限公司高級工程師、環(huán)境科學(xué)碩士，主要從事水處理設(shè)備的研發(fā)及設(shè)計(jì)工作。

王婉上海熙清環(huán)保工程有限公司工程師，主要從事雨水回收利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。