給排水工程師關于城市雨水處理技術探討

由于初期雨水徑流具有明顯的沖刷作用，且初期雨水的數(shù)毫米雨量會集中積聚大量的污染物，因此，有效控制城市徑流污染和雨水利用系統(tǒng)的重要措施就是控制初期雨水。下文主要探討了初期雨水翻板式的自動分離器、棄流池的優(yōu)先流法、小管或切換式棄流井四種初雨棄流裝置。

一、城市雨水的主要用途及水質要求

一般情況下，城市雨水的用途有很多，主要可概括為以下幾點：地下水回灌;消防用水、沖洗廁所或洗衣洗車等的生活雜用;構造水景觀以及綠地灌溉等的市政雜用等等。針對城市雨水不同的用途，還應確保其滿足一定的水質標準，另外，就雨水的特點而言，其使用中也有一定的特殊要求。

使用城市雨水沖洗廁時，其水質要具備以下特點：就使用價值來講，若使用雨水沖洗廁時，雨水只需滿足無不良氣味以及視覺干凈即可。而雨水中的鹽類和重金屬基本上不影響沖廁使用。

使用城市雨水洗衣時，其水質應滿足以下要求：確保洗衣用水具有良好的洗滌能力，且完全不會在衣物上殘留影響人體健康和外觀的各種物質，如造成人體皮膚過敏的一些物質等。就雨水的特點來看，由于雨水屬于硬度水，硬度較低，雨水更加適合清洗衣物，因為其不僅能節(jié)約洗衣劑，還能有效杜絕或減少織物柔軟劑的用量。不過，冶金廠或公路周圍的雨水不適合清洗衣物，因為冶金廠周圍的雨水中含有大量的鎂和鐵，用其清洗衣物會導致衣物發(fā)黃，而公路周圍的雨水中含有芳香烴物質，若雨水中大量存在這類有害物，必然會危害人體健康。此外，落入大量鳥獸糞便的雨水也不適合清洗衣物，因為鳥獸糞便極易引起細菌污染，從而危害人體健康。

而使用城市雨水進行灌溉時，其水質需符合以下要求：現(xiàn)階段，澆灌觀賞植物時，對雨水水質無特殊要求;澆灌農(nóng)作物時，雨水水質一定要符合避免重金屬物質或芳香烴類物質聚積在植物中的要求，以防有害物質經(jīng)由生物鏈直達人體，從而危害人體健康;而雨水是城市綠化的最佳選擇。

由上可知，將雨水用于沖廁、洗車、洗衣等生活雜用景觀灌溉等市政雜用時，其水質一定要符合生活雜用水的相關水質標準和景觀娛樂用水的相關水質標準要求;將雨水用于澆灌食用蔬菜或作物時，其水質必須符合農(nóng)田灌溉的相關水質標準要求;而雨水在采暖系統(tǒng)補水或空調系統(tǒng)冷卻水等的應用中，其水質必須要達到冷卻水及空調用水的相關水質標準要求。

二、初期雨水的有效控制與棄流

初期雨水徑流具有明顯的沖刷作用，具體地說大多數(shù)情況下，初期雨水的數(shù)毫米雨量會集中積聚大量的污染物，因此，有效控制城市徑流污染和雨水利用系統(tǒng)的重要措施就是控制初期雨水。但因為處理初期雨水的難度相對較大，且其污染程度相對較高，因而我們控制初期雨水時，通常選擇棄流處理的方式進行控制，這是因為對初期雨水進行棄流處理，能有效去除徑流中大量的溶解性或細小污染物，因此，棄流處理是控制水質的一種有效技術。目前，我國初雨棄流裝置的型式多樣，種類各異，但設計初雨棄流裝置時，一定要依據(jù)初期雨水的排水量或流量進行設計。

1、初期雨水翻板式的自動分離器

初期雨水翻板式的自動分離器主要通過翻板的自動翻轉進行棄流。其工作原理可概括為：翻板在沒有雨水時位于棄流管處，一旦開始降雨，初雨會沿著翻板由棄流管排出。如果降雨不斷增多，直至2-3mm的降雨量時，翻板會在重力作用自動反轉，那么雨水就會沿著翻板由雨水收集管排進蓄水池。如果降雨停止，翻板經(jīng)過一定的時間后，同樣會在重力作用下自動恢復至原位，直至下次降雨開始工作。而且翻板的自動復位時間和翻轉時間可以自主調節(jié)，即安裝初期雨水翻板式的自動分離器時，依據(jù)具體情況進行調節(jié)。

一般情況下，我們將初期雨水翻板式的自動分離器安裝于雨落管上，這就節(jié)省了土建棄流池，且能快速、靈活地分離初雨，而初雨的分離過程也是自動完成的。初期雨水翻板式的自動分離器的運用，不僅有效控制了雨水徑流中的大量污染物，還明顯改善和提高了蓄水池中雨水的水質，從而為整個系統(tǒng)的高效、安全運行提供了保障。

2、棄流池的優(yōu)先流法

一般來講，棄除初期雨水的常用方法就是優(yōu)先流法，具體地說，就是優(yōu)先將集雨面的雨水初期徑流量排入需水的對應容積空間內，爾后流入設計的收集系統(tǒng)下游。棄流池建設中，可采取旁通或在線的方式，并運用混凝土預制或現(xiàn)澆，以及磚砌的方法，而初期雨水被棄流池截留后，可在降雨結束后逐漸滲入土壤或運用水泵排入相關的污水管道。優(yōu)先流法的設計過程中，其棄流水量可嚴格依據(jù)雨水徑流的相關沖刷規(guī)律進行確定。優(yōu)先流法具有有效、簡單的優(yōu)點，因而可根據(jù)設計要求準確、有效的控制初期雨水，但匯水面相對較大時，其收集效率較低，且需要大容量的棄流池。

3、初期雨水棄流的分離式旋流設備

初期雨水棄流的分離式旋流設備的工作原理是，沿切線方向將雨水管道內的雨水排進由合金材料制成的旋流篩網(wǎng)中。具體來講，篩網(wǎng)表面本是干燥的，降雨初期，雨水在篩網(wǎng)坡度和水表面張力的雙重作用下，以旋轉的方式經(jīng)由篩網(wǎng)表面流入中心排水管，進而將初期雨水排入污水管道或雨水管道;如果降雨持續(xù)進行，那么雨水會不斷浸潤篩網(wǎng)表面，這就大大降低了篩網(wǎng)表面上雨水的張力，從而導致中后期雨水穿過篩網(wǎng)而在集水管道中匯集，最終流入蓄水池。

初期雨水棄流的分離式旋流設備主要有兩個特點：初期雨水的相關棄流量，可依據(jù)時間要求通過篩網(wǎng)目數(shù)和面積的變化進行控制;下一次初期雨水到來前，會自動沖洗篩網(wǎng)上的殘留樹葉等濾出物，進而將其沖入污水管道或雨水管道，以達到自行清潔的目的。

4、小管或切換式棄流井

通過2根連通管將下游污水井和下游雨水井與雨水檢查井相連，而2根連通管的各自入口處，還應設置簡易的自動閘閥或手動閘閥，以便進行切換，但其切換方式的設計，則應根據(jù)雨水水質或流量進行，促使棄流量通過人工進行調節(jié)，或者自動調節(jié)。但是，這種方法很難操作控制隨機降雨量。如果直接將污水管與棄流管連接在一起，必須要采取相應措施，以避免污水管中污水向雨水管內進行倒流，這就可通過增加2根連通管實際高差的方式進行阻止。初期雨水在徑流過程和降雨過程中具有流量小、水質差的特點，因而可將初期雨水的相關棄流管設計成一個分支小管，進而將流量小、水質差的初期雨水經(jīng)由小管排出，若初期雨水高于小管排水能力，則通過后期徑流由雨水收集系統(tǒng)排除。這種方法具有自動棄流的特點，能避免操作和運行中的切換不便，但很難合理控制棄流量，特別是降雨量大而降雨強度小的情況下，極可能會增加棄流量、減少收集水量，更甚者會收不到雨水。因此，這種方法適用于收集水量足夠且匯水面較大的情況中。

結語：

綜上所述，上文首先詳細介紹了城市雨水的主要用途及水質要求，然后著重分析探討了初期雨水的有效控制與棄流，以期通過有效的城市雨水處理技術，改善日趨嚴重的城市降水污染狀況，從而推動城市健康、長遠的發(fā)展。

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