摘要在分析同济大学不同类型的屋面雨水水质基础上，研究得出，经沉淀和过滤技术对屋面雨水处理后，能满足高校生活杂用水和景观用水的水质标准。
关键词高校；屋面雨水；中水回用
中图分类号TV213.9文献标识码A文章编号 1007-5739（2009）06-0296-01
1雨水利用的意义
水资源短缺已成为世界各国普遍关注的问题，我国人均水资源约为世界人均水平的1/4，水资源的供需矛盾尤为突出，而且时空分布不均，其中81%集中分布在长江及其以南地区，而该地区耕地面积仅占全国的36%，致使我国北部地区水资源短缺情况更加严重。随着我国国民经济的发展、人口的增加、城市化进程的加快，未来水资源的供需矛盾将更加尖锐。但在这种水资源十分紧缺的情况下，一方面，城区用水量仍在上升，且水污染问题日趋严重；另一方面，每年又有相当量的雨水资源白白地从境内流出，并且随着城市规模的不断扩大和城区不透水面的增加，雨水的流失量也随之增加，这样地下水的补给就会减少，城市的洪涝灾害威胁就会增加，而且大量初期雨水对河流水体造成了严重污染，整个城市的生态环境会日趋恶化。通过对雨水的合理收集与利用，可有效补充地下水源，控制地面水体污染，这对改善城市生态环境、缓解水资源紧张局面具有重要的现实意义。
2雨水径流水质分析
2.1屋面径流水质特征
引用同济大学不同类型的屋面径流水质数据作为参考，当累计降雨量在2mm以内时，屋面雨水的水质较差，污染最为严重，其中 COD、SS的浓度较高。而当累计降雨量>2mm时，屋面雨水的水质明显改善，污染物浓度大幅降低，并趋于平缓。从雨水的利用方面考虑，由于屋面初期径流污染物浓度较高，而径流量又相对较少，如果设置弃流装置，舍弃初期2mm径流雨水，则能有效减少对后续设施的不利影响。表1给出了不同收集方式下，平顶沥青屋面、斜坡瓦屋面和平顶水泥屋面水质均值的比较。可以看出，对不同屋面，弃流2mm初期雨水后的水质均优于不弃流初期雨水的水质。此外，对比回用标准还发现，SS、色度和浊度不满足水质标准。而表1中的色度并非真色度，当用0.45μm膜过滤后，其真色度均在25度以下，满足回用水质的标准，从屋面雨水利用角度考虑，设置弃流装置舍弃初期2mm径流雨水，可大大简化屋面雨水的处理方案。
2.2屋面径流沉淀试验研究
为了研究屋面径流的沉淀效果，试验将弃流2mm初期雨水的水样存放于15L的广口瓶中，静置于阴凉处，并定时测定上清液的水质变化情况得出，沉淀12h，污染物质得到明显的去除，溶解氧也随着沉淀时间逐渐减少，48h内降低了近20%。这主要是由于好氧物质被氧化，消耗了水中的氧所造成的。尽管如此，溶解氧仍能满足回用水质的要求，但是浊度仍然不能完全满足水质要求。
此外，对屋面雨水混合样还进行了自由沉降试验研究。SS去除率随沉降时间的变化基本成线性变化。在2h内，SS的去除率可以达到40%以上，这使得水泥和瓦屋面SS达到湖泊类、水景类观赏性景观环境用水标准。几乎无需成本就可直接用于校园内人工湖等景观水回用。
2.3屋面径流过滤试验研究
沉淀对屋面径流水质的净化有一定效果，但浊度仍不能完全满足回用水的标准。由此，考虑沉淀后结合过滤的方法，进一步处理屋面径流雨水。试验将沉淀48h后屋面径流水样分别经过0.45μm滤膜进行液压真空抽滤和滤芯重力过滤，研究不同介质的过滤。表2给出了2007年5月10日和5月27日用0.45μm滤膜对静默48h后雨水混合样过滤前后的浊度值及去除率。可以看出，用0.45μm滤膜进行过滤可以有效去除浊度，去除率在95%以上。滤后的浊度在0.3NTU以下，这完全达到了水质标准。表3给出了滤芯对静止48h后的雨水混合样的过滤效果。可以看出，经滤芯过滤后的浊度虽然没有用0.45μm滤膜过滤的效果好，但是从利用的角度看，已经满足了水质标准。
3高校雨水利用经济性分析
3.1雨水利用方案
屋面雨水汇集后，在雨水落水立管上安装筛网过滤器，雨水经筛网过滤，由旁通管出水，再经设置在横干管上的旋游分离器分离，入滤沉贮水池贮存，池内安装多孔混凝土滤板，可起到进一步过滤的作用。
3.2雨水量计算
进行粗略雨量分析时，将蒸发等损失的水量忽略不计，水量平衡如下：V=V渗+V杂+V排，式中V为年降雨总量；V渗为年雨水渗透总量；V杂为年雨水用作校区杂用水的总量，V排为年排放的雨水总量（含初期弃流量），单位均为m3/a。其中，年渗透雨水总量可用下式求出：V渗＝V渗1+V渗2，式中V渗1为年自然渗透雨水量；V渗2为渗透设施年渗透雨水量，单位均为m3/a。
综合考虑季节、初期弃流、降雨量、降雨间隔时间等因素的影响，如果设计一个年雨水直接利用总量为8 000m3的设备，其工程造价为103.58万元，杂用水成本为1.29元/m3。低于沈阳目前1.90元/m3的自来水价格，雨水回用有价格优势。
4结论
屋面雨水利用是开源节流的重要途径，技术经济分析显示，雨水利用方案设计简单、便于实施、效益显著，屋面雨水利用是对传统雨水直接排放设计的变革，并且具有减缓地下水位下降、控制雨水径流污染、改善校园生态环境等广泛意义。当雨水用于景观环境用水时，屋面雨水经静置沉淀、过滤处理后可达到水质标准。由于高校建筑比较集中，绿化面积较大，且屋面雨水利用设备投资较小，操作维护简单，所以高校雨水回用技术的应用前景广阔。
5参考文献
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