屋面雨水收集及净化系统工艺

一、屋面雨水收集、净化的必要性

据2012年的统计，中国人均水资源量只有2100立方米，仅为世界人均水平的28%，我国是个是个淡水缺乏的国家，随着人口的增加和社会的发展，我国的水资源形式可能还继续恶化，因此，节约用水和充分利用水资源，是我们生存和持续发展的基础。目前，我们可以利用的水有地下水、地表水、雨水等。雨水，是我们可以利用的天然资源。稍加处理或不处理就可以直接利用。成本低，适用于各种人群，利用面广。降雨降到屋面、地面上形成雨水，地面有硬化的地面和没有硬化的地面组成，硬化的地面由于受机动车辆尾气、人们生活等的影响，污染较重，雨水水质差，不能直接利用，雨水直接流入污水系统。没有硬化的地面入渗至土壤内。但是屋面的雨水污染程度相对较低，稍微处理就可以重新利用，因此，如何对屋面雨水的收集、净化，对屋面雨水的重新利用起着关键性的作用。

二、传统的屋面雨水收集系统

（一）传统的屋面雨水收集系统

在日常生活中，办公区域、住宅小区等处房屋上的雨水在房屋上面通过天沟（檐沟）等汇聚后，经沿墙的雨水排水管道排至地面，由地面汇入地下雨水管道，排入污水系统。

（二）传统屋面雨水收集系统的缺点

传统屋面雨水收集是屋面雨水沿墙雨水管道流至地面，再流入地下雨水管道，最后流入污水管道。一方面，屋面雨水经地面流入地下雨水管道，使地面积水较多，路面湿滑，给居民的生产和生活带来许多不便；一方面雨水流入污水管道，进入污水处理厂净化处理，给污水处理厂的污水处理增加了负担，增加了净化处理的费用；另一方面雨水不能被利用，浪费雨水资源。

三、一种新型的屋面雨水收集系统

为了避免屋面雨水流到地面，对人们的生产、生活带来的不便；为了节约水资源，对雨水的重新再利用，需对屋面雨水进行科学、有效的收集。

（一）沿墙雨水管道的改进

在不改变现有天沟（檐沟）及沿墙雨水管的情况下，将现有的沿墙雨水管沿墙面向下延伸，一直延伸至散水30cm以下，延伸管道的材料采用与沿墙雨水管道相同材质、相同规格的管材。

（二）水平雨水管道的敷设及雨水的收集

沿墙雨水管道延申至散水以下后，通过水平方向的雨水管道将沿墙雨水管串联在一起，把雨水汇聚再一起，通过水平雨水管道将雨水流入指定位置的雨水净化池进行净化处理。水平方向的雨水管道与沿墙雨水管道材质相同，管道的型号大于沿墙雨水管道2个型号。

四、屋面雨水的净化

（一）屋面雨水的污染源

屋面雨水的污染源主要是：大气中污染颗粒的污染、屋頂上的防水材料的污染。不同地区大气污染程度不同及屋顶采用不同的防水材料，屋面雨水的污染程度有所不同。例如，化工企业周边的空气污染要比学校周边的空气污染要严重，屋面采用改性沥青防水卷材比使用细石防水混凝土防水污染要严重等。一般来说，屋面的污染物主要为：化学需氧量CODcr和悬浮物SS。

（二）雨水净化材料的组成及作用

屋面雨水净化是在雨水净化池中进行的，雨水净化池内填充雨水净化材料，雨水净化材料由碎石、硝化酶、反硝化酶组成。组成雨水净化材料的碎石直径为15mm至30mm，去除雨水中的悬浮物SS等颗粒物质的过滤和净化；碎石内部掺硝化酶和反硝化酶，有效去除雨水中有害的污染物质，从而达到雨水净化的目的。为了节约使用土地，大部分雨水净化池埋在地下，雨水净化池上部可以种植花卉，以增加与周边环境的和谐一致。

（三）雨水净化材料的铺设及净化机理

雨水净化池内净化铺设雨水材料的高度为1.2m，长度和宽度可根据雨水量的大小确定。雨水净化池内的净化材料共有四层填料组成，净化材料组成及尺寸从下到上依次为：

第一层为200mm厚，直径为20mm—30mm的碎石层，该层碎石主要是将上层的净化过滤的雨水，通过埋在该层的穿孔管道流出雨水净化池，经水泵抽出至给水管道进行二次利用。穿孔管道是在PVC管道上打孔，孔大小均为10mm，穿孔间距为300mm。

第二层为100mm厚，直径为10mm—20mm的碎石，由于下层碎石直径较大，表面凹凸不平，通过该层直径较小的碎石找平，简称找平层。

第三层为600mm厚，直径为10mm—20mm的碎石，该层为雨水净化的核心。铺设碎石时，每平方米均匀混合5kg的反硝化生物酶填料，碎石铺设完成后，每平方米投放固体消化菌50kg，再投放每平方米100g的固体反硝化菌。当上层过滤的雨水通过该层时继续过滤，同时雨水中的有害物质与该层的硝化酶（菌）、反硝化酶（菌）等进行硝化作用和反硝化作用，从而分解和氧化雨水中的有害物质。

第四层为300mm厚，直径为5mm—15mm碎石，是雨水净化池的最上面的一层，该层碎石主要去除雨水中的悬浮物等颗粒物质，为下层净化雨水中的有害物质做准备。

（四）净化后的雨水的排出

排水管安装在雨水净化池的底部，排水管采用穿孔管，穿孔管底部外边缘距池底约60mm，穿孔管在雨水净化池外侧接给水管道，由给水管道输送至用水部位。

五、新型雨水收集系统及净化系统的优点

屋面雨水通过新型雨水收集系统的收集和净化，比传统的雨水收集系统由下列优点。

（1）屋面雨水经沿墙排水管道直接排入地下，使地面积水较少，减少了路边的积水量，给居民的生产和生活带来许多方便。

（2）雨水净化池结构简单，施工成本低，每年只需将表面的树枝、树叶等杂物简单清理即可，维护费用低，净化成本低。

（3）为了节约土地，与周边环境的和谐，一般雨水净化池埋设在地下。根据使用者的使用情况，也可以放在地上，供使用者选择，选择机会较大。

（4）面雨水净化后，可以重新利用，利用效率高。经给水管道和水泵抽水加压，将净化后的雨水输送至用水部位，如：冲洗厕所、浇树、浇花等用途。

六、结语

按照上述方法进行屋面雨水的收集与净化，工艺简单，成本低，使用方便等优点，同时，提高了屋面雨水的利用率。在其他的雨水收集及雨水净化中可做类似参考。