雨水收集利用技术
一种新型的雨水收集利用技术
上海万森水处理有限公司董事长沈志昌2007-10-30
摘要：这种新型的雨水收集利用技术最大亮点在于雨水的预处理，巧妙利用重力学的原理，对初雨进行了抛弃，对雨水进行了在线过滤，使收集的雨水澄澈干净，收集后的雨水不再需要处理，使雨水收集极具普及性和推广性。这种新型的雨水收集利用设备尤其适合于农村、偏远山区、驻岛部队和边防哨所、城市的小区收集利用
关键词：雨水收集利用、雨水预处理、初雨抛弃、在线过滤。
1，雨水的利用价值
“所有的水都是雨水”这是美国雨水收集利用专家理查德·海尼经常说的一句话。在我们生活的地球上，不论是地下储水层的水，还是江河里的水，最早都是从天上掉下来的。当雨水落到地面，透过土壤、石层渗灌到地下储水层，带上了矿物质和盐等有益于人类健康的物质，最关键的是，地下水硬度一般偏高，而回用雨水可以节省地下水处理中使用的软水材料，还可在洗涤时节省肥皂、洗涤剂等。因此，对雨水的科学收集、合理储存及节能使用是节能减排的一个有效途径，是充分发挥雨水利用价值的有效保障。
2，中国水资源状况
我国是一个水资源相对贫乏、时空分布又极不均匀的国家。水资源年内年际变化大，降水及径流的年内分配集中在夏季的几个月中；连丰、连枯年份交替出现，造成一些地区干旱灾害出现频繁和水资源供需矛盾突出等问题。我国水资源总量28000多亿m3，居世界第6位，但人均水资源占有量只有2300m3，约为世界人均水平的1/4。全国水资源的81％集中分布在长江及其以南地区，而淮河及其以北地区，水资源量仅占全国的19％。
总体来说：水资源的分布是南方多于北方，东部地区多于西部地区。由于水资源分布的差异以及我国水资源污染的日益加重，我国许多城市的水资源正在面临着严重的不足和短缺。造成城市水资源不足和短缺的主要原因有：一是水资源总量先天不足，人口多，人均水资源少。二是水源水质日趋恶化，不能满足水体正常循环使用的功能要求，大大减少了有效水资源的利用状况。2007年太湖、巢湖蓝藻的全面爆发进一步给我们敲响了警种。
因此，对雨水的综合利用是缓解我国水资源缺乏的有效途径。
3，常见的雨水收集利用技术
我国城市雨水利用起步较晚，目前主要在缺水地区有一些小型、局部的非标准性应用。在国外，德国和日本等一些发达国家，城市雨水的资源化和雨水的收集利用已有较长的历史。其经验和方法，对我国大部分城市特别是对那些严重缺水的城市很有借鉴意义。
德国的城市雨水收集方法主要有三种：一是屋面雨水集蓄系统，集下来的雨水主要用于家庭、公共场所和企业的非饮用水。二是雨水截污与渗透系统。道路雨水通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。德国城市街道雨水管道口均设有截污挂篮，以拦截雨水径流携带的污染物。三是生态小区雨水利用系统。小区沿着排水道建有渗透浅沟，表面植有草皮，供雨水径流流过时下渗。超过渗透能力的雨水则进入雨水池或人工湿地，作为水景或继续下渗。
常见的雨水收集利用技术可分为三个部分：雨水的收集、雨水的处理和雨水的供应。
3.1 雨水的收集
雨水的收集利用，广义的范围内，包括了大型水库的建设，河川径流的取用等。雨水收集的方式有许多种型式，例如屋顶集水、地面径流集水、截水网等。其收集效率会随着收集面材质、
气象条件（日照、温湿度等）以及降雨时间的长短等因素而有所差异。通常的这种雨水收集往往是泥砂俱下，给雨水的后续处理带来很大的压力。
3.2雨水的处理
雨水收集后的处理过程，与一般的水处理过程相似，唯一不同的是雨水的水质明显比一般回收的中水水质好，试验研究显示，雨水pH值较低（平均约在6.5左右），初期降雨所带入的收集面污染物或泥砂，是雨水处理所面临的最大问题。而一般的污染物（如树叶等）可经由筛网筛除，泥砂则可经由沉淀及过滤的处理过程加以去除。
屋顶集水一般以下述程序来处理所收集的雨水：
集水→筛选→沉淀→砂滤→停留槽→消毒（视情况而定）→处理水槽（供水槽）
雨水的处理设备包括有筛网槽以及两个沉淀槽。沉淀槽下方则设有清洗排泥管，用来方便槽底淤泥的清洗排除，维持沉淀槽的循环使用。
这种技术虽然能把收集的雨水进行有效处理，但首次投入成本高，运行成本更高，不符合节能减排的发展方向。
3.3 雨水的供应
雨水的使用，除了可以作为街厕沖洗用水外，也可作为其它用水如空调冷却水、消防用水、洗车用水、花草浇灌、景观用水、道路清洗等均可使用，此外，也可以经处理消毒后供居民饮用。通常这些雨水的用途还未真正发挥雨水的利用价值。
4，一种新型的雨水收集利用技术
雨水作为一种极有价值的水资源，早已引起德国、日本等国家的重视。国际雨水收集利用协会(IRCSA)自成立以来，不断地促进国际间的交流与合作，两年一度的交流大会使各国之间的雨水利用技术和信息能够很快地传播。网络技术的发展也为雨水利用技术的国际化提供了很好的平台。其中，发展较快的是德国和日本等国家，德国雨水利用技术已经从第二代向第三代过渡，其“第三代”雨水利用技术的特征就是设备的集成化，各项雨水利用技术已达到了世界领先水平。在第十届国际雨水利用大会上就表明，今后城市雨水利用技术发展的一个突出特点就是它的国际化与集成化。各国的雨水利用技术发展的程度因重视程度不同而参差不齐。成熟的雨水利用技术从屋面雨水的收集、截污、储存、过滤、渗透、提升、回用到控制都有一系列的定型产品和组装式成套设备。
本文介绍的一种新型的雨水收集利用技术就是一套成熟的雨水利用技术和设备，由上海万森水处理有限公司研制，该套设备同时申请了发明和实用新型专利。如前所述，常规的雨水收集后要进行水处理其成本是很高的，不利于推广和应用。鉴于这种致命弱点，这种新型的雨水收集利用技术就是在雨水收集时就进行雨水的预处理，而且是无动力全自动的雨水预处理，然后进行科学储存，不涉及饮用的还可以省却消毒工艺。
这种新型的雨水收集利用技术最大亮点在于雨水的预处理，巧妙利用重力学的原理，对初雨进行了抛弃，对雨水进行了在线过滤，使收集的雨水澄澈干净，收集后的雨水不再需要进行如沉淀→过滤的复杂工艺，免除了后道处理成本，使雨水收集极具普及性和推广性。这种新型的雨水收集利用技术彻底颠覆了传统的收集概念，更具环保性和节能性。
这种新型的雨水收集利用设备尤其适合于农村、偏远山区、驻岛部队和边防哨所、城市的小区收集利用。
4.1 雨水预处理
雨水的预处理是指雨水在进入贮水池（储存器）之前的净化处理。雨水预处理是决定雨水水质的关键，但也往往是容易被忽视的地方。雨水中的污染物一旦进入贮水池，雨水会在贮存过程
