雨水收集系统,完整的说应该叫做“雨水收集与利用系统”,是指收集、利用建筑物屋顶及道路、广场等硬化地表汇集的降雨径流,经收集——输水 ——净水——储存等渠道积蓄、利用雨水,为绿化、景观水体、洗涤及地下水源提供雨水补给,以达到综合利用雨水资源和节约用水的目的.具有减 缓城区雨水洪涝和地下水位下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义.园林部门可利用建筑、道路、湖泊等,收集雨水,用于绿地 灌溉、景观用水,或建立可渗式路面、采用透水材料铺装,直接增加雨水的渗入量.
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雨博士|雨水收集利用
屋面雨水收集利用系统组成
屋面雨水收集回用系统一般由屋面雨水收集、弃流、储存、水质处理和雨水回用等部分组成.汇集的雨水经弃流系统,用管道输送到储水设施中,根据回用系统对水质的要求,对雨水进行处理后供雨水回用系统.
由于雨水的储存方式和最终用途的不尽相同,衍生出各种不同的工艺流程,但究其核心,主要在弃流、储存和水质处理这3个环节.
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雨博士|雨水收集系统
在住宅小区建设开发过程中，雨水利用空间比较大，而且利用形式丰富，在新型住宅小区建设中占有十分重要的地位。
1、雨水直接利用系统
雨水的直接利用是指由集水沟、输水管道、截污装置、储存设备、净水设备、配水管道组成的系统，根据雨水区域不同，又可分为屋面雨水利用、道路雨水利用、绿地雨水利用。
1.屋面雨水利用
屋面雨水利用是指利用建筑物与屋顶或天台等暴露的区域，作为集雨面收集雨水利用的系统。屋面相较于其它区域，收集的雨水直接来自于天空，水质相对较高，pH呈中性，硬度低，只需要进行简单的处理，便可用于消防、浇灌、景观、洗车用水。 在设计屋面雨水搜集利用系统时，需注意以下几点：
（1）屋顶材料宜选择金属、陶片、混凝土材料，石棉等易渗湿、水解的材料不宜作为采集材料，石棉纤维可能会进入收集系统，此外部分材料含铅等重金属，也不宜作为集水屋顶；
（2）雨水弃流装置应依据当地实测降水情况设计，若无当地实测资料，弃流厚度宜在2~3mm，根据弃流厚度与实际集水面积，计算初期雨水弃流装置体积，当集满雨水后，利用自动或手动的阀门，将雨水进入调节池，自控式主要应用于虹吸式屋面雨水收集系统；
（3）雨水调节池有效蓄水容积，参照GB50400—2016《建筑与小区雨水利用工程技术规范》公式计算；
（4）蓄水池应配套简单的处理系统，并与喷洒系统、消防系统等水使用系统相连接，也可直接通过渗透管沟补充地下水，蓄水池可设置在屋顶、地面或底下，储存设施需有溢流装置，大型建筑一般设置在地下；
（5）蓄水池需要由耐酸、耐碱对水无污染材料制作，市场上已有比较成熟、廉价成本低、安装方便、无需维护、承压能力较强的雨水蓄水模块技术；
（6）应据实际需求设计蓄水处理工艺，基本的处理包括过滤、消毒，但在酸雨区等水质较差的区域，或空气质量较差的时间段降水，还需使用混凝剂，以吸附杂质，若直接过滤水中COD、ss去除效果并不理想，若用户对水质量要求较高，还可配备更深层次的处理设备；
（7）采用生物方法处理雨水时，对水质要求较高，需增加深度处理装置。
2.道路雨水、绿地雨水利用
道路雨水是指将非建筑面集雨面雨水搜集利用的系统，道路雨水质量相对更差，水质受路面材料、降雨量、降雨间隔、交通、路面卫生等因素影响。绿地雨水是指利用绿地收集利用雨水的系统，其主要通过绿地的渗透、植物吸收作用收集利用雨水，利用的雨水水量较少，但可初步净化雨水，水质相对较高。
2、绿色建筑住区雨水收集与处理工艺
基于绿色建筑住区面积、人口以及绿化率等确定具体的雨水收集与处理工艺，一般在高层建筑住区内由于雨水位置较为复杂，因此可以将屋面、广场、停车场以及道路中的雨水进行收集，以此提高对中水的利用效益。但是由于各种区域的雨水水质不同，其污染程度也就不同，因此需要进行特殊处理以及实现雨水的综合利用。
确定雨水收集的工艺。由于雨水相对污染比较小，其只需要经过沉淀消毒之后就可以应用到绿化灌溉等方面。如果住区内有水体景观经过处理后的雨水就可以应该到景观水体中，这样不仅可以补充景观的水体，而且还能实现雨水储存的效果。
雨水收集与处理技术集成系统主要包括雨水的汇集、储存与利用，由于雨水存在不易控制流量的特点，因此汇集雨水比较困难，尤其是在我国建筑高度不断上升的情况下，对于屋顶雨水的汇集控制更加困难。目前对于雨水的汇集主要是通过良好的渗水性材料进行实施。石英砂过滤器过滤时，当滤层阻力达到0.05MPa时，滤室用反冲洗泵进行反洗，冲洗滤层截留的污物，反冲洗历时7~10min，反洗水排水入调节池。消毒：中水处理必须设置消毒设置，本处理系统采用二氧化氯发生器，家氯量5~8mg/L，清水池内消毒接触时间应大于30min。二氧化氯发生器为全自动工作和投加方式。
雨水的收集净化系统的做法有过滤法、沉淀法、混凝法、吸附法、膜分离法等。
（1）过滤法、沉淀法
过滤法和沉淀法可以除去雨水中固体悬浮物和其它易沉淀杂质，因为雨水在收集的过程中会受到收集面的污染，尤其在夏季，会存在较大的悬浮颗粒及胶体，经过过滤或沉淀对雨水中较大的颗粒进行分离，达到预处理的目的。
例如,日本国技馆雨水处理工艺采用微细网过滤器去除直径10-4m以上的污染物，并定期投加次氯酸盐消毒，快速处理后即可安全用作厕所冲洗水等。过滤法和沉淀法常用作建筑物收集的雨水的预处理阶段，
（2）混凝法
混凝沉淀法作为一种物理、化学处理法，因工艺简单、效率高、费用较低等优点，在用水与废水处理中占有重要的地位。 研究表明，混凝沉淀作用能有效脱除污水中80%- 95 %的悬浮物质、65 %- 95 %的胶体物质和降低水中COD；混凝作用去除水中细菌和病毒的效果稳定，通过混凝沉淀，一般能使水中90%以上的微生物与病菌一并转入污泥，使处理后的水易于进一步消毒、杀菌；混凝沉淀对水体的富营养化、水体色度有很好的去除效果。
（3）吸附法
吸附法是利用多孔性的固体物质，使废水中的一种或多种物质吸附在固体表面而达到去除效果的方法。吸附处理技术是利用物质强大的吸附能力或交换作用来去除源水中污染物质。
吸附处理所用的吸附剂多种多样，目前用于水处理中的吸附剂主要有:活性炭(AC)、二氧化硅、硅藻土、沸石、活性氧化铝、离子交换树脂,其中活性炭使用最为广泛，活性炭的微孔结构发达，吸附性能良好，比表面积大，是一种良好的吸附剂。活性炭对有机物、无机物及离子型或非离子型物质都有一定的吸附能力，而且活性炭表面还能起接触催化作用。
雨水经深度处理后可以作为饮用水使用，以活性炭为代表的深度处理技术是目前去除饮用水中有机物的有效方法。活性炭对色、嗅、味、农药、消毒副产品、微量有机污染物等都具有一定的吸附能力，还可以通过氧化、催化还原、螯合或络合等机理有效去除铁、锰、铜、汞、铬、砷等重金属离子。活性炭是控制合成有机物、THMs和卤乙酸等有机污染物的有效方法之一，在美国，活性炭在给水净化上的数量占其总生产数量的1/3,居各种用途的首位。
（4）膜分离技术
膜技术是20世纪60年代后迅速崛起的一门分离技术,它是利用特殊制造的具有选择透过性能的薄膜,在外力推动下对混合物进行分离、提纯、浓缩的一种分离方法。它已经广泛地应用到当前的大多数工业中,而且被认为将在21 世纪的工业技术改造中起战略作用,是21 世纪最有发展前途的高新技术之一。
国家体育馆“鸟巢” 的雨水综合利用工程充分利用了膜分离技术，其核心是美国GE公司的纳滤膜技术，系统收集的雨水经过砂滤、超滤、纳滤三重净化步骤后，就能投入回用。砂滤可去除水中的悬浮物、胶体等污染物，如花粉、颜料、人发、煤灰等；超滤则以小孔径膜技术滤去水中的细菌和大分子物质，如石棉、炭黑。常规的水处理到这一步就已经达到中水标准。
纳滤膜技术是“鸟巢”雨水回用系统的核心，它对经过前面两步净化过的水做进一步处理。纳滤可以过滤掉二价金属离子如钙、镁等水溶性盐。经过这三重净化的水质，已基本接近饮用水标准。
自然净化系统
即通过自然方式过滤雨水，达到净化雨水的目的。它主要有4种途径：土壤涵养净化、自然沉淀、植物净化、渗透过滤。雨水的初期净化主要依靠自然净化，除简单实用的渗透溢流井外，没有专门的人工设施，方法简单，投资少，效果非常突出。
自然净化原理是：雨水首先尽可能地进入地表土壤涵养层涵养储存。涵养饱和后多余的雨水经过地面径流和洼地、湖塘等调节，然后通过管道排放。涵养水一部分补充地下水，一部分通过渗渠和大口井取水利用。实践证明：该系统方法简单易行，雨水利用量大，效果好，值得推广应用。
人工过滤系统
即建设大量人工设施包括雨水蓄水池、雨水过滤装置、雨水消毒设施来达到收集、净化雨水的目的。在环境污染较严重的地区或对雨水质要求较高时可考虑采用人工过滤系统。
雨水净化意义
净化后的雨水可以用于回用以达到节约用水的目的。雨水净化还能减少市政设施建设建设与养护，可以修复土壤微环境，改善地表生态；可以提高土壤含水率，减少土壤营养流失，降低土壤污染毒性。
当前水资源的缺乏已成为世界性的问题。在传统的水资源开发方式已无法再增加水源时，净化利用雨水将成为一种既经济又实用的水资源开发方式。雨水净化系统与住宅建设的结合将在很多程度上改变我们由于水资源日益枯竭而望天心叹的生活。
视频：雨水收集净化系统示意图
雨水收集系统，是将雨水根据需求进行收集后，并经过对收集的雨水进行处理后达到符合设计使用标准的系统。现今多数由弃流过滤系统、蓄水系统、净化系统组成。雨水收集系统根据雨水源不同，可粗略分为两类。一、屋顶雨水。屋顶雨水相对干净，杂质、泥沙及其他污染物少，可通过弃流和简单过滤后，直接排入蓄水系统，进行处理后使用。二、地面雨水。地面的雨水杂质多，污染物源复杂。在弃流和粗略过滤后，还必须进行沉淀才能排入蓄水系统。
雨水收集和利用并非是新鲜事，我国早在秦汉时期就有修建池塘拦蓄雨水用于生活的记录，而西北地区水窖的修筑已有几百年的历史 。国外收集利用雨水的记录也不乏其例。而真正现代意义上的雨水收集利用尤其是城市雨水的收集利用是从20世纪80年代到90年代约20年时间里发展起来。随着城市化的进一步加速，城市缺水的矛盾也进一步加深，环境与生态 问题 也同步扩展。为了解决缺水、环境、生态等一联串的矛盾，人们把注意力放到雨水的收集和利用。这一课题正好是解决了缺水、环境、生态这一联串的问题。国外对这一课题的研究起步较早，国内城市收集利用雨水起步较早的首推北京，而上海在收集利用雨水的问题上并没有引起足够的重视，原因是上海尽管水的质量不好但并不缺水。然而雨水的收集和利用解决的并不仅仅是水的问题，它还可以减轻诸如上海地区日显巨大的自来水的供水压力、路面积水等问题。对水土流失、河水污染等问题也有一定的缓解作用。 很多城市和地区的自来水供应已难以同步跟上城市化发展的步伐。城市的浇灌绿化、冲洗马路等公益用水及洗车等新兴的用水行业又进一步加重了自来水供应的负担。可是每年的暴雨季节，泛滥的雨水又给城市排水造成了极大的困难。而雨水的收集和利用正好解决了这一给城市建设带来的两大难题。雨水的收集和利用可以为我们带来许多的好处，我们可以把收集来的雨水用于日常生活，如洗衣洗车、冲洗厕所。当然浇灌绿化、冲洗马路、消防灭火等等更是雨水利用的大户。雨水的收集和利用还可以减少城市街道雨水径流量，减轻城市排水的压力，同时有效降低雨污合流，减轻污水处理的压力。有此可见，我们有必要把雨水收集起来并加以利用。一个地区能不能实现雨水的收集利用？要进行收集雨水的可行性分析。首先要对该地区的雨量进行统计。雨水是否充沛，是我们能不能收集雨水的一个先决条件。其次要考虑，到那里去收集雨水？这是一个很简单的问题。屋顶是一个最好雨水收集点，马路、广场、操场、绿地等等都是收集雨水的好地方。由此可见，一个地区有足够的雨水，有足够的雨水收集场所，收集雨水才是可行的。国外已有许多雨水收集利用的成功范例。日本最早实施“雨水利用“工程。东京都墨田区把降到各家屋顶的雨水通过导水管收集到水箱中，然后用于冲厕所、浇庭园和洗车等。这项和居民合作来普及雨水利用的工程，获得了国际环境自治团休协商会的第一届环境奖。目前，越来越多的日本地方政府响应在首都中心建立“微型水库“的号召，对些项费用提供补助，已先后在国技馆、日本电视台和上智大学图书馆等1000多个场所建立了微型水库。这对防止排水不及而造成的城市道路积水也起到了有益的作用。德国Ludwigshafen已经运行十年的公共汽车洗车工程利用1000㎡屋面雨水作为主要的冲洗水源；法兰克福Possmann苹果轧汁厂将绿色屋面雨水作为冷却循环水源等等特别是1992年建于柏林市的某小区雨水收集利用工程，将160栋建筑物的屋顶雨水通过收集系统进入三个容积为650立方米的贮水池中，主要用于浇灌，将溢流雨水和绿地、步行道汇集的雨水进入一个仿 自然 水道，水道用砂和碎石铺设，并种有多种植物。之后进入一个面积为1000㎡、容积为1500立方米的水塘（最大深度3m）。水塘中以芦苇为主的多种水生植物，同时利用太阳能和风能使雨水在水道和水塘间循环，连续净化，保持水塘内水清见底，形成植物鱼类等生物共存的生态系统。遇暴雨时多余的水通过渗透系统回灌地下，整个小区基本实现雨水零排放。 柏林Potsdamer广场Daimlerchrysler区域城市水体工程也是雨水生态系统成功范例。该区域年产雨水径流量2.3万立方米。采取的主要措施：建有绿色屋顶4ha；雨水贮存池3500立方米，主要用于冲厕和浇灌绿地（包括屋顶花园）；建有人工湖12ha，人工湿地1900㎡，雨水先收集进入贮存池，在贮存池中，较大颗粒的污染物经沉淀去除，然后用泵将水送至人工湿地和人工水体。通过水体基层、水生植物和微生物等进一步净化雨水。此外，还建有自动控制系统，对磷、氮等主要水质指标进行连续监测和控制。使该水系统达到一种良性循环，野鸭、水鸟、鱼类等动植物依水栖息，使建筑、生物、水等元素达到 自然 的和谐与统一。收集雨水首先要有一个集水面，再配一套输水管，最后是蓄水池。收集雨水的系统并不复杂，投入最大的是蓄水池，其次是输水管。就 目前 的条件而言，收集屋顶的雨水，集水面也有，输水管也有，缺的只是蓄水池。而建蓄水池也并不是一件很复杂的事，只要在每栋房前的花园或绿地底下建一个蓄水池，上面留一供取水和清扫池底垃圾的口，顶上复盖土并种上绿化。这样的蓄水池还可以和人防建筑相结合，一方面满足了人防的建设指标，另一方面又增加了一条收集利用雨水的投资渠道。高速公路同样也是一个收集利用雨水的好场所。只要在高速公路的边上每隔一定的距离建一蓄水池，再把各个蓄水池串联起来，把一个个分散的小蓄水池变成一个统一的蓄水系统，结合高速公路的绿化带的用水，这样就可以方便的收集和取用雨水。 用以上方法 收集来的雨水并非是纯净的水。雨水水质控制是现代城市雨水利用不可忽视的问题。影响 雨水质量的原因主要有这么几个方面：一是由于大气的污染，直接由降水带来的污染物。城市的大气污染日趋严重，致使雨水水质下降，不少城市出现酸雨。从部分城市降雨水质 分析 结果看，天然雨水中含有的污染成分为SS、COD、硫化物，氮氧化物等，但浓度相对较低。其次是屋面材料的影响和在非降雨期屋面上积累的大气沉降物。路面雨水径流水质和影响因素相对其他方面的污染要复杂的多。路面材料、汽车排泄物，生活垃圾、裸露或植被地带冲出的泥沙等等，其成分复杂，随机性很大。主要污染成分有COD、SS、油类、表面活性剂、重金属及其它无机盐类。COD、SS均可能高达数千毫克/升。为了有效控制雨水的水质，我们就必须采取一些措施，如；路面雨水截污装置、初期雨水弃流装置等等。为了控制路面带来的树叶、垃圾、油类和悬浮固体等污染物，可以在雨水口和雨水井设置截污挂篮和专用编织袋等，或设计专门的浮渣隔离、沉淀截污井。也可设计绿地缓冲带来截留净化路面径流污染物，但必须考虑对地下水的潜在威胁，限用于污染较轻的径流，如生活小区、公园的路面雨水。设计特殊装置分离污染较重的初期径流，保护后续渗透设施和收集利用系统的正常运行。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。现代城市雨水利用是一项涉及多学科的、复杂的系统工程，在选择雨水利用系统方案时，要特别注意地域及现场各种条件的差异。即使在同一个城市，由于项目间各种因素和条件的不同，宜采用的方案也可能完全不同，切勿生搬硬套。规划设计要根据现场的气候及降雨、水文地质、水环境、水资源、雨水水质、给水排水系统、建筑、园林道路、地形地貌、高程、水景、地下构筑物和总体规划等各种条件，充分考虑收集利用和各种渗透设施的优缺点及适用条件，通过水量平衡、水力计算和技术经济分析来确定方案，力求最佳效果。
城市雨水收集利用系统主要完成对雨水的收集、处理、存蓄和利用工作，进而达到对城市雨水进行有效控制的大目标。
所有基于降雨初期雨水收集利用的雨水收集利用系统都由三个基本组件构成：(收集装置)-(传输装置)-(存蓄装置)，在组件基本功能基础之上，这些装置又会增加雨水初期弃流、渗透、净化、利用等其他复合功能。
如近年流行的雨水渗透排放技术，其主要技术就是在雨水传输装置，存蓄装置中同时增加渗透功能。
收集装置
收集装置是雨水从系统外部进入内部的介质。按收集装置安装位置可分为屋面雨水收集系统和地面雨水收集系统。
1、屋面雨水收集系统
按管内水流状态可分为重力流和压力流两类。
压力流又可细分为半有压流和虹吸流两类系统。其核心装置是雨水斗。
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不同收集系统使用不同类型雨水斗
目前市场较为流行的是虹吸式雨水收集系统，是在设计条件下利用雨水斗至排出管之间的有效位差为动力，使系统内部产生负压的雨水排水系统。
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其原理就是依靠特殊的雨水斗的设计，实行汽水分离，从而使雨水立管中为满流状态，当立管中的水达到一定的容量时，虹吸作用就产生了。
在降雨过程中，由于连续不断的虹吸作用，整个系统得以令人惊奇的快速排除屋顶上的雨水。
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虹吸雨水斗结构图
2、地面雨水收集系统
形式更加多样，可利用透水铺装，雨水口，线性排水系统等地面设施收集雨水，部分收集装置可以完成初期简单净化。
透水铺装按照面层材料不同可分为透水砖铺装，透水水泥混凝土和透水沥青混凝土铺装，嵌草砖、园林铺装中的鹅卵石、碎石铺装等也属于渗透铺装。更多透水铺装介绍请阅读海绵城市内容。
雨水口指的是管道排水系统汇集地表的设施，在雨水管渠或合流管渠上收集雨水的构筑物，由进水箅、井身及支管等组成。
线性排水系统属于雨水口一种，具有场地汇水找坡长度小，进水断面大等特点，因而具有更大排水量，不宜堵塞等优点。
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线性排水系统
传输装置
传输装置负责将雨水传送至存蓄装置并连接外部排水系统。
雨水传输过程较长，因此经常在管道等传输装置中增加额外设备，实现雨水净化，渗透等功能。常见的传输附加设备包括初期雨水弃流设施、渗透渠管、净化处理设备等。
雨水管截污过滤设施
利用滤网、滤布或介质过滤雨水径流中的泥沙及悬浮物从而实现低影响开发面源污染控制目标的附属设备。截污过滤设备结构较简单，常见设施包括集水槽防护网、雨落管过滤器、截污栅格和挂篮和较复杂的外置过滤器等。
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几种常见截污设施
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雨水截污挂篮
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外置过滤器
初期雨水弃流设施
在降雨初期收集的雨水中污染物含量较高，水质差，这部分雨水通常需要被舍弃不进入雨水收集系统内部。
初期雨水弃流指通过一定方法或装置将存在初期冲刷效应，污染物浓度较高的降雨初期径流予以弃除，以降低雨水的后续处理难度。
常见的初期弃流方法包括容积法弃流、小管弃流(水流切换法)等，弃流形式包括自控弃流、渗透弃流、弃流池、雨落管弃流等。
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初期雨水弃流设施典型构造
渗透渠管
雨水渗透是合理利用管理措施雨水资源有效方法之一。渗透渠管是指具有渗透功能的雨水管/渠，可采用穿孔塑料管、无砂混凝土管/渠和砾(碎)石等材料组合而成。在雨水传输过程中通过渗透渠管向四周土壤渗透。
雨水渗透渠可线路铺设，也可两只渗透渠堆叠成管道状线路铺设，可以灵活地适应特定的条件和系统存蓄容量要求，进行产品的设计及安装。其优点是占地面积小，有较好透水能力。
存蓄装置
存蓄装置通常为小型封闭式雨水箱或较大型的蓄水池，根据雨水回用的不同用途，配套雨水处理装置如沉淀、过滤、消毒等设备做净化处理。
雨水罐
雨水罐也称雨水桶，为地上或地下封闭式的简易雨水集蓄利用设施，可用塑料、玻璃钢或金属等材料制成，适用性适用于单体建筑屋面雨水的收集利用。
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典型地埋家用雨水罐
蓄水池
蓄水池指具有雨水储存莫鼓鼓囊囊的集蓄利用设施，同时也具有消减峰值流量的作用，主要包括钢筋混凝土蓄水池，砖，石砌蓄水池及塑料蓄水模块拼装式蓄水池，用地紧张的城市大多采用地下封闭式蓄水池。
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一体化埋地净化系统
是指在单元雨水收集系统末端整合过滤、消毒、反冲洗等设备，组合成成套雨水处理设备。一体化埋地净化系统通常会同时接入雨水与生活污水，形成一体化污水处理回用系统。
其优点是不影响景观，全地埋式安装，占地面积小，出水效果好，出水水质能满足客户的使用水需求，系统净化部分采用多介质净化方式，具有截污、去味能力强、出水水质稳定、反冲洗耗水量低、净化周期长等优点。
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一体化埋地净化系统
城市雨水收集利用系统存在的争议
雨水收集利用系统建设对城市水循环及生态系统具有重要作用，但是关于城市雨水收集利用系统的使用，目前仍存在较大争议。最大的争议在于雨水收集利用系统建设工程量大，设备费用高，后期维护麻烦，而产生的水只能用作不与皮肤直接接触的一般生活用水，这部分用水只占小区用水很小一部分，效益有限并不一定能覆盖投资成本。
