海綿城市下雨時(shí)像海綿一樣吸收雨水,，需要的時(shí)候能將雨水“吐”出來,。海綿鄉(xiāng)村，借助自然力量排水,，“源頭分散”“慢排緩釋”,，就近收集、存蓄,、滲透,、凈化雨水，讓鄉(xiāng)村如同生態(tài)“海綿”般舒暢地“呼吸吐納”,。

 

   海綿城市并不是城市的專屬,，廣大的鄉(xiāng)村也同樣需要。目前我國正處在城鄉(xiāng)一體化,、新村鎮(zhèn)和新農(nóng)村建設(shè)的關(guān)鍵時(shí)期,，但在農(nóng)村城鎮(zhèn)化過程中，面臨著水污染加劇、水資源短缺,、水生態(tài)環(huán)境惡化等突出問題,。因此，如何提高雨污水資源化水平,，構(gòu)建可持續(xù)的水循環(huán)模式已成為村鎮(zhèn)快速發(fā)展亟待解決的關(guān)鍵問題,。

 

   由北京建筑大學(xué)等單位組成的研究團(tuán)隊(duì)對國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了突破和創(chuàng)新，建立了在線無動(dòng)力分離—滲蓄滯留減排—生態(tài)凈化回用的村鎮(zhèn)雨污水處理新模式,，構(gòu)建了村鎮(zhèn)雨污水分區(qū)分級處理與資源化利用的集成技術(shù)體系,，形成了多點(diǎn)、多途徑,、多功能的雨污水資源化利用技術(shù)體系，有效地支撐了海綿鄉(xiāng)村的建立,。

 

   1.可持續(xù)的水循環(huán)已成村鎮(zhèn)發(fā)展的關(guān)鍵

   新型村鎮(zhèn)是國家新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略的重要體現(xiàn),，村鎮(zhèn)地區(qū)建設(shè)速度、開發(fā)強(qiáng)度空前,，但與此同時(shí)伴隨著資源,、能源的快速消耗和生態(tài)環(huán)境惡化等問題，內(nèi)澇與水污染問題并存,，已成為新農(nóng)村建設(shè)和城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展的瓶頸問題,。

 

   我國村鎮(zhèn)雨污水技術(shù)研究起步較晚，存在建設(shè),、運(yùn)行費(fèi)用高,，維護(hù)管理復(fù)雜，截污和資源化水平低等問題,，且小型或微型的水污染治理技術(shù)研究相對滯后,。

 

   現(xiàn)有技術(shù)多針對村鎮(zhèn)的污水治理的達(dá)標(biāo)技術(shù)，缺少基于地下水補(bǔ)給,、養(yǎng)殖,、農(nóng)灌、景觀等多功能回用的村鎮(zhèn)雨污水深度處理與資源回用的技術(shù),。

 

   “生態(tài)處理系統(tǒng)是解決村鎮(zhèn)雨污水資源化利用的有效途徑,。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，北京建筑大學(xué)教授袁冬海說,。

 

   但村鎮(zhèn)雨污水具有顆粒物含量高,、粒徑范圍廣、峰值流量大等特征,，給生態(tài)技術(shù)應(yīng)用帶來了巨大的挑戰(zhàn),，往往一場大雨過后的生態(tài)處理設(shè)施就會(huì)發(fā)生致命性的堵塞，系統(tǒng)功能完全失效,。

 

   “如何解決村鎮(zhèn)雨污水中顆粒物及瞬時(shí)水力負(fù)荷沖擊的問題,，是生態(tài)處理技術(shù)能否成功用于村鎮(zhèn)雨污水深度處理與資源化利用的關(guān)鍵,。”袁冬海說。

 

   2. 有效解決了村鎮(zhèn)雨水污染問題

   據(jù)了解,，該項(xiàng)目由北京建筑大學(xué),、中國環(huán)境科學(xué)研究院以及相關(guān)環(huán)境公司聯(lián)合組成“產(chǎn)學(xué)研”聯(lián)盟，進(jìn)行系統(tǒng)研究與工程實(shí)踐,。研究團(tuán)隊(duì)開展了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),，在開發(fā)高效的徑流控制與雨污水資源化利用裝置方面取得了重大突破，有效解決了城市化進(jìn)程中村鎮(zhèn)徑流污染,、水資源流失和生態(tài)環(huán)境破壞等突出問題,。

 

   “針對村鎮(zhèn)的開發(fā)強(qiáng)度以雨水源頭控制與資源利用實(shí)現(xiàn)雨污的分流，建立了基于生態(tài)凈化與回用的不完全分流制新型村鎮(zhèn)排水體系,，解決村鎮(zhèn)雨污水分流的技術(shù)難題,。”袁冬海說。

 

   項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)針對傳統(tǒng)雨污分流建成成本高,，后期管理難度大,，以恢復(fù)開發(fā)前自然條件下的雨量產(chǎn)流狀態(tài)為目標(biāo)，對我國近200個(gè)地區(qū)30年的日降雨量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),，基于對24小時(shí)降雨量的氣象統(tǒng)計(jì)學(xué)與可實(shí)施性分析,，繪制了設(shè)計(jì)雨量等值線圖，提出了各區(qū)域年徑流總量控制率及其對應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量值關(guān)系,，開發(fā)了以年徑流總量控制率為目標(biāo)的雨污水處理和利用設(shè)施的設(shè)計(jì)新方法,。

 

   基于低影響開發(fā)，建立了“在線無動(dòng)力分離—滲蓄滯留減排—生態(tài)凈化回用”的村鎮(zhèn)雨污水三級處理技術(shù)體系,，通過增加對徑流雨水的滲透和滯留,，從而減小到達(dá)合流制管道時(shí)的徑流峰值流量，延緩徑流到達(dá)合流制管道的時(shí)間,，并減少進(jìn)入合流制系統(tǒng)的徑流總量,，最終實(shí)現(xiàn)減少合流制溢流的發(fā)生頻率和溢流量，將合流制溢流污染降低到最小,，通過源頭控制與資源化,，實(shí)現(xiàn)了雨污水的水量、污染物排放總量的雙減量,。

 

   依據(jù)村鎮(zhèn)不同類型下墊面雨污水顆粒物粒徑的分布特征與沉降性能,，研發(fā)了針對初期雨水大粒徑顆粒物比例高的初期雨水棄流設(shè)施、村鎮(zhèn)地區(qū)道路雨水徑流的多級集成化流體動(dòng)力旋流分離裝置,、庭院雨污水一體化凈化設(shè)施及屋面雨水高速在線過濾裝置4套雨污水徑流在線無動(dòng)力分離技術(shù)及裝備,，系統(tǒng)解決了初期雨污水中顆粒物含量高、難處理的技術(shù)問題。

 

   針對村鎮(zhèn)雨污水峰值流量高,、瞬時(shí)水力負(fù)荷沖擊大,、末端生態(tài)凈化難度高的問題，研發(fā)了3項(xiàng)強(qiáng)化滲透減排技術(shù),，研制了新型人工分子篩和生態(tài)混凝土材料,、基于吸附材料制備生態(tài)混凝土及用于水質(zhì)凈化的方法，并構(gòu)建了植生透水生態(tài)混凝土破岸穩(wěn)定凈化技術(shù)系統(tǒng),、地表漫流生物處理系統(tǒng)和處理方法,、新型植被淺溝雨水徑流處理技術(shù)和生物滯留處理技術(shù)。

 

   3.全新生態(tài)體驗(yàn)

   據(jù)袁冬海介紹,，項(xiàng)目成果已在北京,、深圳、寧夏,、江蘇,、上海、湖北,、河北、山西等11個(gè)省市得到規(guī)?；茝V與應(yīng)用,，發(fā)揮了示范引領(lǐng)、輻射帶動(dòng)作用,，解決了約50萬戶農(nóng)村居民雨水,、生活污水生態(tài)處理與安全回用問題。

 

   在西北寒旱地區(qū),，建立了村鎮(zhèn)低耗預(yù)處理,、多級微型、分質(zhì)回用,、增溫越冬等復(fù)合多介質(zhì)生態(tài)處理與回用系統(tǒng),，年治理污水3000萬立方米。

 

   針對長三角地區(qū)人口密度大,、土地資源緊張的特點(diǎn),，在上海、江蘇等地區(qū)系統(tǒng)集成了強(qiáng)化增滲減排技術(shù),、生物滯留技術(shù),，微創(chuàng)式多介質(zhì)開挖地下滲濾系統(tǒng)等雨污水生態(tài)處理與資源回用技術(shù)，建立了“節(jié)能,、節(jié)地”村鎮(zhèn)雨污水生態(tài)處理與資源回用技術(shù)模式,，推廣了8000套處理設(shè)施與裝備。

 

   針對華北城郊村鎮(zhèn)水資源短缺、水污染并存,，地下水超采,、雨污水污染嚴(yán)重等問題，研發(fā)了微米級透水材料,、多介質(zhì)高效凈化功能材料,，并以該材料為基礎(chǔ)研發(fā)出系列生態(tài)透水產(chǎn)品、裝置,，開發(fā)出系列基于多功能回用的復(fù)合人工濕地出水安全回用裝置,，在北京、河北,、山西等省市新農(nóng)村建設(shè)過程中鋪裝成功推廣,，年節(jié)水量達(dá)400余萬立方米。