雨水回用系統在別墅項目中的運用

鄧月明

（重慶市設計院，重慶 400000）

0 前言

水資源的保護主要應從開源與節流兩個方面著手，首先要讓全社會公民意識到節約用水的重要性，認識到水資源的珍貴，培養大家的節水意識，其次提高水資源的利用率，減少水資源的浪費也是非常重要的手段。

本文從如何提高水資源利用率的角度進行研究，實現水資源的重復利用，以達到節水的目的。

1 雨水回用系統定義及組成

雨水回用系統，顧名思義就是將雨水進行收集，并按照不同的需求對所收集的雨水進行處理并達到符合設計使用標準的系統[1]。

而常用于建筑類項目的雨水回用系統主要由“預處理”“蓄水”“凈化”及“回用”四部分組成。

圖1 雨水回用系統組成

“預處理”裝置主要有過濾裝置及初期雨水棄流裝置，可盡量避免初期較臟的雨水及大的雜質進入蓄水池，保證后續工藝的水質，延長凈化裝置的使用壽命，減少加藥量。

“蓄水”裝置主要用于雨水的收集及場地雨水的徑流控制，在暴雨來臨時，能有效控制場地內的雨水管網進入市政管網的峰值流量；在不下雨的時間，“蓄水”裝置內儲存的水可作為小區內綠化及道路澆灑的水源，進行回收利用。

“凈化”裝置由過濾、加藥、消毒及處理裝置組成，其主要作用是使儲存在“蓄水”裝置內的原水經處理之后達到相應的回用水水質標準。

“回用”裝置就是通過變頻泵組將處理后的回用水提升到各用水點。

2 雨水回收利用的意義

2.1 環境效益

雨水回用系統的普及會減少自來水廠對地下水的開采，可有效防止由于地下水過度開采導致地下水位降低地面下沉。另一方面通過對雨水的收集，可減少大量輕污染水進入環境水體，導致環境水體的污染，促使整個社會水環境向有利的方向發展[2]。

2.2 資源效益

首先，雨水重復利用可減少供水單位的供水量，緩解我國北方城市缺水的現狀。在雨水量豐富但又缺乏持水能力的城市，可以通過雨水回用系統緩和城市供水緊張的現狀；其次，自來水的制備，必然會消耗其他能源，減少自來水供應量，自然也會減少相應的能源消耗，具有積極的促進意義。

2.3 社會效益

我國于2006年發布的《“十一五”規劃綱要》中就已經提出“節能減排”的概念，在“十四五”規劃啟動之際，國家越來越強調推動綠色循環低碳發展的戰略思路。雨水重復利用不僅與企事業機關單位有關，同時也和廣大市民的生活息息相關，培養大家的節水、節能的意識，是開展雨水利用的堅實基礎，也是城市水資源可持續利用的必備條件。

3 雨水處理工藝流程

雨水處理工藝流程應包括但不限于以下流程如圖2所示。

小區雨水經收集匯合后進入前端“預處理裝置”，讓初期污染程度高的雨水直接溢流進入市政管網。

經預處理后的雨水進入雨水收集池，而雨水收集池作為原水的儲存設施，也同時起到調節暴雨峰值流量、提高場地徑流控制率的作用，防止內澇的形成。

圖2 雨水收集回用系統工藝流程

雨水收集池內的原水通過原水提升泵提升進入“凈化單元”達到用水水質標準。

處理達標后的雜用水儲存至清水箱內，通過變頻提供泵加壓供給到各用水點，實現整個雨水處理回用過程。

4 雨水回用系統控制

雨水回用系統的控制主要分為過濾罐控制、水池液位控制及系統自動連鎖控制三部分。

4.1 過濾罐控制

①系統采用氣動隔膜閥控制。當壓力介質氣體進入閥門的控制腔，隔膜下壓，關閉閥門通道；當控制腔的壓力排網大氣或下游管道，隔膜上升，閥門通道就被打開。閥門沒有軸桿、密封墊、定向座等，通道中運動的唯一部件就是隔膜，所以不存在銹蝕及抱死現象，具有更高的穩定性；②水質質量穩定應由自動化控制系統實現，避免設備頻繁啟停；③設計采用全自動氣水聯合反沖洗，增強反沖洗效果。反沖洗由程序時間設定自動控制，系統自動切換；④處理工藝中所用到的多介質過濾器的正常過濾、反沖洗、正洗等均同時具有全自動、半自動及全手動的功能，正常過濾及反沖洗的時間在人機界面中能任意修改設定。

4.2 水池液位控制

當回用系統開始用水時，水位降到中水位時，水處理設備自動開始水處理工作，將原水蓄水池的雨水處理好后供至清水箱。當清水箱的水位達到高水位時，水處理設備停止工作；當原水蓄水池水位降至低水位時，水處理設備保護停止水處理工作，而此時清水箱內水位降到中水位時，雨水處理循環泵停止工作，自來水補水管上的電磁閥打開，利用市政管網向清水箱內補水，當清水箱內水位達到高水位時，自來水補水管上的電磁閥關閉。

4.3 系統自動連鎖控制

電控柜對整個雨水收集系統從雨水收集到變頻恒壓供水實現集中自動控制，電控柜采用內置PLC控制，并配人機界面（觸摸屏），能結合現場情況進行系統控制設定，確保系統出水水質。電控柜顯示齊全有各用電設備運行、停止、過載、缺相、面板漏電、電機進水、電流、電壓等顯示，并對泵進行全自動保護（過載、缺相、短路、滲漏）。

整套系統采用全自動PLC控制，控制系統具有BA遠傳數據通信接口功能，實現無人值守（除人工開啟和停運、正常巡視外）。

5 雨水回用系統設計計算

建筑小區的雨水回用系統的設計計算主要是基于《建筑與小區雨水控制及利用工程技術規范（GB 50400—2016）》與《民用建筑雨水利用工程技術規程（DBJ 50/T-260—2017）》進行的。

GB 50400—2016第3.1.3、3.1.6條規定，需控制及利用的雨水徑流總量計算公式：

3.1.3建設用地內應對雨水徑流峰值進行控制，需控制利用的雨水徑流總量應按式（1）計算，當水文及降雨資料具備時，也可按多年降雨資料分析確定：

式中：W-需控制及利用的雨水徑流總量，m3；ψC-雨量徑流系數；ψ0-控制徑流峰值所對應的徑流系數，應符合當地規劃控制要求；hy-設計日降雨量，mm；F-硬化匯水面面積，hm2，應按硬化匯水面水平投影面積計算。

根據GB 50400—2016第4.3.5條，單一雨水回用系統的平均日設計用水量不應小于匯水面需控制及利用雨水徑流總量的30%可知，故回用雨水量的平均日設計用水量為30%W。再根據公式8.2.1可知，雨水處理設施的處理能力為：

8.2.1雨水過濾及深度處理設置的處理能力應符合下列規定：

當設有雨水清水池時，應按式（2）計算：

式中：Qy-設施處理能力，m3/h；Wy-回用系統的最高日用水量，m3；T-雨水處理設施的日運行時間，h。

其中Wy=30%W×Kd，處理設施日運行時間建議按12—16h選取。

上述公式是在整個項目匯水面積內的雨水進行全部回收利用的前提下進行計算，而蓄水池容積一般按照經驗計算，采用雨水回用系統最高日設計用水量的25%～35%，多余雨水則通過溢流措施排水小區雨水管網。

重慶市也于2017年8月1日起批準，《民用建筑雨水利用工程技術規程（DBJ 50/T-260—2017）》作為我市工程建設推薦性標準施行，這項地方規范從本市實際情況出發，對國家規范進行了很好的補充。

6 雨水回用系統的前景及現狀

6.1 前景

為了響應國家“節能減排”的號召，21世紀以來，國家住建部及重慶市建委相繼發布了數本規范及標準，明確了何時采用“雨水回收系統”、如何設計“雨水回收系統”。“關于推進綠色建筑高品質高質量發展的意見”中明確指出，要加強水資源的綜合利用，綠色建筑、綠色生態小區應統籌利用各種水資源，合理設置雨水回用系統，用于綠化灌溉、道路澆灑、車庫清洗等小區用水[3]。

6.2 現狀

然而隨著本次研究的深入，發現有較多項目在雨水回收系統投入使用后不久便停止使用。究其原因主要有以下兩點：①重慶地區不屬于缺水地區，且自來水價格相對較便宜。所以物業為了節省投資且便于管理，就將系統關閉，直接采用自來水進行綠化灌溉及道路澆灑等；②在系統未廣泛得到推廣的初期，設計單位及廠家均屬于摸索階段，設計質量、現場施工及后期安裝調試均未能達到較高的水平，導致整個系統的前期設計出現缺陷、后期故障率及維護管理困難，這也使得一部分項目被迫停止使用。

6.3 總結

“雨水回收系統”作為新興的“節能減排”及“徑流控制”措施，必定會在以后得到更大的發展。隨著人們越來越認識到水資源的重要性，“雨水回收系統”也必將會進行更專業的設計、更精確的施工以及更完善的管理。