城市雨水的处理

第五章：城市雨水的处理

5.1初期雨水介绍

城市雨水具有危害性及资源性。随着城市化进程的加快，城市中硬质路面铺砌面积和建筑密度不断增加，引起地面雨水径流量增加，下渗量减小，洪涝频发，危害加剧；初期径流雨水含有大量杂质，直接排入水体，污染河道；许多城市由于水资源短缺，过度开采地下水，地下水得不到有效补充，地下漏斗越来越大。而经过简单处理后的雨水，不仅可以作为开源节流的一种手段回用于城市绿化、喷洒道路等，还能渗透回灌地下减缓城区雨水洪涝和地下水位的下降，控制雨水径流污染，改善城市生态环境，实现经济和社会的可持续发展。

目前我国城市的雨水收集利用系统尚处在初期阶段,城市雨水缺乏综合利用。雨水利用技术还较落后,缺乏系统性。城市雨水利用是一项涉及面很广的系统工程,涉及到城市雨水资源的科学管理、雨水径流的污染控制、雨水作中水等杂用水源的直接收集利用、用各种渗透设施将雨水回灌地下的间接利用、城市生活小区水系统的合理设计及其生态环境建设等方面。

雨水径流有明显的初期冲刷作用, 污染物集中在初期的数毫米雨量中, 因此, 控制初期雨水成为雨水利用系统和城市径流污染控制的一项主要举措。所谓的初期雨水，简单来讲就是降雨初期时的雨水。一般来讲，初期降雨危害的形成主要有两个途径：首先是在空气中，降雨初期，由于空气中含着大量的酸性气体、汽车尾气、工业废气等，遇到降雨，这些有害物质溶解在雨水中降落到地面，最典型的例子就是酸雨的形成。其次是在地面上，由于现代城市地面有较多的沥青、水泥、建筑铁锈等物质，这些物质中含有较高的重金属、油脂和悬浮固体，它们受到雨水的侵蚀、冲刷而排入城市废水当中，给城市污水处理造成了相当大的压力，成为现代城市水污染的一个棘手问题。图5是初期雨水形成图。

图5：城市初期雨水污染形成图

近年来，城市初期雨水污染在国内外引起了广泛的关注，城市初期降雨给城市污水处理系统带来了巨大的压力，同时也给人们日常生活用水带来极大的不便，更为甚者，城市初期降雨直接危害到人们的身体健康和生命安全。有关研究表明，近年来城市居民皮肤病患者数量上升趋势明显，这将进一步说明城市初期降雨的危害性。鉴于此，有关国家开始着手并已研发出相应的处理系统来解决这一问题。但是，由于降雨的突然性和非连续性，加之现代城市大气污染的复杂性，初期降雨的处理的困难是相当大的。城市初期雨水污染有这样一个特点：降雨初期污染浓度大，伴随着降雨的增多，污水的浓度逐渐降低。因此，初期降雨形成了现代污染的“天——地”融合，如何有效处理这种污染，并且同时能够实现城市水资源的有效利用和收集，是摆在城市环境建设者面前的一道难题。

5.2城市初期雨水污染的处理措施

5.2.1 源头处理

污染都有一个共同点，即污染的处理总是赶不上污染本身，也就是说污染之后再治理。以此，对污染的治理陷入了这样一个思维模式当中，往往是先污染，再治理。面对当前城市工业的发展，城市的污染压力越来越大，因此，如何将污染从源头上解决才是解决污染的有效之道。

首先，减少工业有害气体的排放及在城市建设中使用健康环保材料。政府应在这个环节上发挥主要作用，加强工业气体和废弃物排放的检测，在生产环节和企业密切合作，严惩不顾要求排放废弃物的企业和个人，并在资金和技术上给予

支持。

其次，制定相应的法律法规，明文规定排放要求，奖励健康环保的有关企业。对排放量大的有关企业如造纸厂、加工厂进行合理安排，加大节能减排，在污染物排除的第一环节、第一时间进行有效处理，从而大大降低了污染物的排放，同时也提高了企业的经济效益，增加了外部效应。

最后，在人口密度比较大的城市，应及时将露天垃圾和废弃物，特别是含有油脂、重金属等对人体有害的物质进行有效处理。

除了上述源头控制措施外还可以在径流的输送途中或终端采用雨水滞留沉淀、过滤、吸附、稳定塘及人工湿地等处理技术。需要注意雨水的水质特性，如颗粒分布与沉淀性能、水质与流量的变化、污染物种类和含量等。我国对城市雨水水质特性和相应的处理技术的研究尚处于初级阶段，没有相应的技术规范和要求。随着城市雨水利用技术的推广和城市非点源污染控制的开展，雨水的净化处理也将受到越来越多的重视。

5.2.2 就地处理

就地处理是指合理设计和规划城市布局，增加城市地表的雨水渗透量。由于城市用地的日益紧缺，在城市中绿地面积不断缩小，使得雨水的渗透空间减少。因此，在城市设计和规划中，合理布局，在停车场等含油脂高的地方周围建设绿地，增加雨水的渗透力度和渗透空间，使初期雨水能够及时有效的渗透和稀释掉。这种处理方式有几个方面的优点，城市绿地建设一方面美化城市环境，清洁和净化空气，同时也非常有利于城市初期雨水的处理。因此，这种方式是我国目前城市初期雨水处理的一种有效方式，而且这种方式成本比较低，不用较高的技术含量就能解决问题。同时，通过城市绿地建设可带来多重效应。

5.2.3 集中处理

这种处理方式是针对湖泊较少或者河流较少的城市。在这个处理方式中可借鉴西方国家先进的经验，这些先进的经验和技术可根据我国城市具体的情况进行推广，集中处理方法也是我国目前城市工业污水的主要处理方式。在进行集中处理时，首先要对初期雨水的污染指标进行测算，由于初期雨水的污染随着降雨的增加而降低，可分不同时段进行处理。与此同时，我们在集中处理城市初期雨水

时要注意对水资源的有效利用。多项调查研究表明，我国大多城市出现用水短缺的问题，在处理污水的同时如何提高水资源的利用效率是解决城市用水紧缺的一个重要途径。因此，对于初期雨水的处理和水资源的再利用应该分具体情况而定，找出针对不同区域、不同城市区位初期雨水的处理利用方式，做到在处理污水的同时，珍惜水资源，充分利用雨水资源。

5.2.4 分流处理

初期雨水污染负荷较高，为了防止初期雨水对淡水系及城市用水的污染，我们可以这样进行处理：在城市生活排水和淡水系外侧布置初期雨水截流管，将初期雨水截流，最后集中处理后可排放至淡水系或者城市排水系统。但是这样做又出现了一个问题，即如何设计截留管的大小。截留管的大小可根据所在城市最大降雨排水的30%来设计。因为初期雨水只在降雨初期进行处理，随着降雨的增多，雨水中所含的有害物质的浓度也随之降低，此时可将雨水排至整个城市排水系统。与此同时，少量经源头分散控制措施作用后仍存在的雨水径流会汇流成一股，集中进入水体，因此，需要在排放口实施雨水污染的末端集中控制，进一步减少进入淡水系的污染物。在降雨径流的入河排放口，多数以雨簸箕的形式出现，可以根据周边的环境，利用雨水入河口的小部分土地构建小型的人工湿地，在入河口底部通过堆积碎石、插种植物的方式拦截入河雨水中的污染物质，即在汇流口附近铺上碎石，使污水在流入河道前先经过碎石床，利用碎石上的生物膜对水体进行净化，对进入河中的径流作最后的过滤净化处理。湿地构建时应考虑其美化景观功能，以各种观叶、观花的湿地植物为主，使建造的小型人工湿地与周边的环境相谐调。

5.3雨水处理工艺

5.3.1 屋顶雨水处理工艺

屋顶雨水集蓄利用系统主要用于家庭、公共场所和企事业单位的非饮用水, 如浇灌、冲厕、洗衣洗车、冷却循环等中水系统。自然沉淀是一种简单而有效的处理方法。