雨水利用技术与管理
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第三节 国外雨水收集利用实例

一、伦敦世纪圆顶的雨水收集利用系统

泰晤士河水公司为了研究不同规模的水循环方案,设计了英国2000年的展示建筑——世纪圆顶示范工程。在该建筑物内每天回收500m3水用以冲洗该建筑物内的厕所,其中100m3为从屋顶收集的雨水。

从面积相当于12个足球场大小的10万m2的圆顶盖上收集来的雨水,经过24个专门设置的汇水斗进入地表水排放管中,初降雨水含有从圆顶上冲刷下的污染物,通过地表水排放管道直接排入泰晤士河。由于储存容积有限,收集的雨水量仅100m3/d,多余的雨水排入泰晤士河。

收集的雨水在芦苇床中处理,这是污水三级处理中常用的一种自然处理方法。收集的雨水质量较好,在抽送至第一级芦苇床之前只需要预过滤,其处理过程需要两个芦苇床(每个的表面积为250m2)、一个塘(其容积为300m3)。选用了具有高度耐盐性能的芦苇(种植密度为4株/m2)。芦苇床很容易纳入圆顶的景观点设计中,这是一个很好的生态主题。雨水在芦苇床中通过多种过程进行净化:在芦苇根区的天然细菌降解雨水中的有机物,芦苇本身吸收雨水中的营养物质,床中的砾石、砂粒和芦苇的根系起过滤系统的作用。

二、柏林的雨水收集

公共雨水管收集的雨水经过简单的处理后,达到杂用水水质标准,便可用于街区公寓的厕所冲洗和浇洒庭院。

位于德国柏林的公寓始建于20世纪50年代,经过改建扩建,居民人数迅速增加,屋顶面积仅有少量增加。通过采用新的卫生原则,并有效地同雨水收集相结合,实现了雨水的最大收集。

从屋顶、周围街道、停车场和通道收集的雨水通过独立的雨水管道进入地下储水池(储水池容积160m3),经几个简单的处理步骤后,用于冲厕所和浇洒庭院。该项目的详细数据资料见表1-1。按照10年进行预测,利用雨水每年可节省2430m3饮用水。

表1-1 柏林——雨水回收利用项目数据

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注 供应雨水的公寓数目为80户,每户2~3人,每人每天用雨水35L。

三、尼日利亚的雨水收集

在尼日利亚的缺水地区,雨水是唯一的水源。为了将雨水收集作为饮用水水源,对于来自不同屋顶材料的现场收集的雨水水质进行了分析测试,其不同来源雨水的物理化学性质见表1-2。

表1-2 不同来源的雨水的物理化学性质

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续表

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从表中数据可以看出,水质的化学需氧量较低,溶解氧接近饱和浓度,几乎没有有机污染物,其他指标也优于可回用的生活污水的水质。

四、丹麦的雨水利用

丹麦98%以上的供水来自地下水。丹麦土地面积43000km2,由四部分组成:Zealand岛、Funen,Bornholm和Jutland半岛。年平均降雨量从西南部的900mm到东部的500mm,可利用量是年平均降雨量的30%~50%,其余的或者渗入地下形成地下水或者径流进入小溪、河流和湖泊。但是由于目前的取水(或可持续取水)的比率除了在哥本哈根市周围的地区外,都小于1,一些地区的含水层已经被过度开采。为此在丹麦开始寻找可替代的水源,以减少地下水的消耗。

在城市地区从屋顶收集雨水,收集后的雨水经过收集管底部的预过滤设备,进入贮水池进行储存,使用时利用泵经进水口的浮筒式过滤器过滤后,用于冲洗厕所和洗衣服。

全年系统的水量平衡以75m2的屋顶和3个人进行计算。以年降雨量平均为600mm为例(全年降雨量是不均匀分布的),7个月的降雨(7月至次年1月)就足以满足冲洗厕所的用水。而洗衣服的需水量仅4个月就可以满足。

从丹麦屋顶收集的最大年降雨量为2290万m3,相当于目前饮用水生产总量的24%。每年能从居民屋顶收集645万m3的雨水,如果用于冲洗厕所和洗衣服,将占居民冲洗厕所和洗衣服实际用水量的68%,相当于居民总用水量的22%,占市政总饮用水产量的7%。