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《建筑技術(shù)雜志》2014年第二期

1系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1中水處理工藝的選擇中水處理工藝的選擇應(yīng)根據(jù)中水原水的水質(zhì)和回用水標(biāo)準(zhǔn)，考慮經(jīng)濟(jì)性、占地面積、管理方式及運(yùn)行效果等因素綜合比較確定。以公寓及酒店的洗浴廢水為原水時(shí)，根據(jù)有關(guān)研究，雜排水的平均BOD5為186mg/L，沖廁回用水標(biāo)準(zhǔn)不大于10mg/L，其有機(jī)物的去除率為94%。考慮到傳統(tǒng)混凝沉淀處理的有機(jī)物去除率不高于50%，且處理效果不穩(wěn)定等因素，因此對(duì)于以優(yōu)質(zhì)雜排水為中水原水的中水工藝選擇時(shí)，須考慮生物處理單元或活性炭吸附單元（表1）。目前實(shí)際應(yīng)用中，生物處理單元多以生物接觸氧化池和膜生物反應(yīng)器為主。MBR是將傳統(tǒng)活性污泥生物學(xué)處理工藝和浸沒(méi)式中空纖維膜物理性過(guò)濾工藝相結(jié)合，利用膜分離技術(shù)與生物反應(yīng)技術(shù)各自的優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出的高效水處理系統(tǒng)。具有耐沖擊負(fù)荷，污泥產(chǎn)量少，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，目前隨著膜制造技術(shù)的進(jìn)步和清洗方法的改進(jìn)，MBR技術(shù)越來(lái)越受到重視。若建筑中水以生活污水為原水，處理工藝的選擇較多。實(shí)際工程中應(yīng)用較為普遍的工藝為：原水→格柵→調(diào)節(jié)池→缺氧池→生物接觸氧化池→中間水池→砂過(guò)濾→活性炭過(guò)濾→消毒→中水水池。該工藝已應(yīng)用多年，運(yùn)行管理較為簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是占地面積較大。此外，隨新技術(shù)發(fā)展，眾多新工藝在實(shí)際工程中得到了應(yīng)用。蔡文等研究了以MBR工藝為核心的HANT工藝（缺氧+厭氧+MBR）處理生活污水的方法。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該工藝對(duì)COD和BOD5的去除率達(dá)96%以上，對(duì)濁度、懸浮物和氨氮的去除率高達(dá)99%以上。該反應(yīng)器可直接設(shè)置于綠化帶下方，干凈衛(wèi)生。劉博等[5]測(cè)試了MBR與濾布濾池組合工藝對(duì)生活污水的處理效果，試驗(yàn)表明，該工藝運(yùn)行穩(wěn)定，對(duì)COD及氨氮等均有較高的處理率，完全可滿足回用水要求。此外，CASS工藝、一體式膜生物反應(yīng)器等也有工程實(shí)際應(yīng)用的報(bào)道。

1．2雨水的回收利用隨著城市防洪壓力的增大和綠色建筑理念的增強(qiáng)，建筑雨水回用普遍受到重視。由于屋面雨水含砂量等指標(biāo)遠(yuǎn)低于場(chǎng)地雨水，而且超高層建筑一般均設(shè)有較大面積的裙房屋面，加之塔樓豎向匯水面積疊加（有時(shí)此面積大于裙房屋面的面積），因此在降水量充足地區(qū)，屋面雨水的水源充足，一般均能滿足地下車庫(kù)沖洗、澆灑道路和景觀用水等。根據(jù)相關(guān)報(bào)道，雨水水質(zhì)主要取決于以下因素：（1）降雨強(qiáng)度和歷時(shí)降雨強(qiáng)度越大，屋面沖刷程度越大，降雨歷時(shí)越長(zhǎng)，水質(zhì)越差；（2）屋面坡度和屋面材料，若屋面類型為坡頂瓦屋面，由于易受沖刷，初期徑流SS濃度較高；平頂瀝青油氈屋面初期徑流色度大、COD濃度高達(dá)上千；（3）季節(jié)和氣溫，如一年中在每年春季的幾場(chǎng)初期降雨水質(zhì)較差，因?yàn)槎旧儆辏菝嫔铣练e了大量灰塵和污染物。進(jìn)入夏季后，氣溫升高、日照強(qiáng)烈，屋面材料（如瀝青油氈）分解出有機(jī)物質(zhì)，使雨水色度、COD上升。由于初期雨水中污染物濃度較高，不利于處理設(shè)施的正常運(yùn)行，且水量較小，因此對(duì)初期雨水進(jìn)行棄流，棄流的水量一般考慮降雨厚度為3mm左右。曹秀芹等通過(guò)研究表明，北京地區(qū)屋面雨水棄流厚度為2mm，此時(shí)聚合氯化鋁混凝出水效果最好（由于雨水pH為5.6左右，不處于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)鹽混凝劑最佳范圍），在其投加量為5mg/L時(shí)，接觸過(guò)濾后，屋面雨水COD去除率高達(dá)65%，SS去除率為88%，色度去除率為56%;考慮到雨水處理能力和控制的方便程度以及占用空間大小等因素，建議采用流量式雨水初期棄流裝置;為保障棄流裝置的正常運(yùn)行，在棄流裝置前設(shè)置筒形過(guò)濾器去除雨水中的較大顆粒污染物。在南方地區(qū)，夏季雨水降雨量較大，而此時(shí)空調(diào)負(fù)荷也為全年中最大，因此，從時(shí)段性水量平衡而言，如將雨水用于冷卻塔補(bǔ)水最為合適，而用于景觀用水、澆灑道路等非連續(xù)用水，其雨水回收利用率較低。

1．3以優(yōu)質(zhì)雜排水為原水時(shí)常規(guī)工藝比對(duì)（1）原水→格柵→調(diào)節(jié)池→生物接觸氧化池→沉淀池→砂過(guò)濾→消毒→中水水池。該工藝優(yōu)點(diǎn)為處理效果穩(wěn)定，日常維護(hù)簡(jiǎn)便，運(yùn)行費(fèi)用較低，應(yīng)用較多；缺點(diǎn)是占地面積較大、填料可能堵塞。（2）原水→格柵→調(diào)節(jié)池→生物轉(zhuǎn)盤→沉淀池→過(guò)濾→消毒→中水水池。該工藝優(yōu)點(diǎn)是處理效果好、無(wú)需曝氣、污泥回流設(shè)備，運(yùn)行費(fèi)用低；缺點(diǎn)為抗沖擊負(fù)荷能力差、生物轉(zhuǎn)盤易損機(jī)械部件多，日常維護(hù)工作量大，周圍環(huán)境差。目前應(yīng)用較少。（3）原水→格柵→調(diào)節(jié)池→混凝土→沉淀池→砂過(guò)濾→活性炭過(guò)濾→消毒→中水水池。該工藝優(yōu)點(diǎn)為工藝簡(jiǎn)單，無(wú)須污泥馴化；缺點(diǎn)為運(yùn)行費(fèi)用高、占地面積大。實(shí)際應(yīng)用不多。（4）原水→格柵→調(diào)節(jié)池→混凝土→砂過(guò)濾→活性炭過(guò)濾→消毒→中水水池。該工藝優(yōu)點(diǎn)為省去沉淀池、占地面積較小；缺點(diǎn)為處理效果不穩(wěn)定，運(yùn)行管理要求高。實(shí)際應(yīng)用較少。（5）原水→格柵→調(diào)節(jié)池→砂過(guò)濾→臭氧→消毒→中水水池。該工藝優(yōu)點(diǎn)為純物理化學(xué)工藝，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，出水水質(zhì)穩(wěn)定；缺點(diǎn)為運(yùn)行費(fèi)用很高，初投資較大。實(shí)際應(yīng)用較少。（6）原水→格柵→調(diào)節(jié)池→膜生物反應(yīng)器→消毒→中水水池。該工藝優(yōu)點(diǎn)為污泥濃度高、處理效果好、產(chǎn)泥少、占地小；缺點(diǎn)為初投資較高。實(shí)際應(yīng)用較多。

2中水回用技術(shù)展望

雖然很多建筑設(shè)計(jì)了中水回用系統(tǒng)，但實(shí)際節(jié)水效率不高，其中運(yùn)行管理有較大的影響，因此建議有關(guān)單位能開(kāi)展各種類型建筑物用水變化曲線資料調(diào)查，從而更好地指導(dǎo)中水設(shè)計(jì)。此外，目前自來(lái)水價(jià)格較低，中水回用從經(jīng)濟(jì)上不具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，也是許多設(shè)備無(wú)法全負(fù)荷運(yùn)行的主要因素。因此，建議通過(guò)自來(lái)水價(jià)格體系改革，依靠市場(chǎng)手段擴(kuò)大中水利用的市場(chǎng)需求，進(jìn)而促進(jìn)中水回用的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，達(dá)到節(jié)約用水的目的。此外，不同水質(zhì)的中水水源是否合并處理仍存在爭(zhēng)議。如生活污水與生活廢水、優(yōu)質(zhì)雜排水與雨水是合并處理或者分開(kāi)處理。如《建筑中水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50336—2002）中不建議將雨水與優(yōu)質(zhì)雜排水合用處理。但有學(xué)者認(rèn)為，單獨(dú)處理雨水，特別是在北方少雨地區(qū)，設(shè)備使用效率較低，如將雨水、雜排水和適當(dāng)比例生活污水混合處理，提高其可生化性，既可達(dá)到中水的連續(xù)利用，又可使生物處理單元污泥生長(zhǎng)良好，出水的水質(zhì)好。RabindraRajGiri等建議將雜排水與生活污水分開(kāi)收集處理，原因是雜排水與生活污水混合不僅增加了雜排水污染物濃度，而且使處理工藝復(fù)雜化。而目前綜合污水回用基本按合并處理原則，主要是基于混合后污水的水質(zhì)均質(zhì)化，降低了沖擊負(fù)荷，并節(jié)省了1套收集管網(wǎng)和相應(yīng)的設(shè)備投資。所以，今后有必要對(duì)多元化中水的水源工藝進(jìn)行優(yōu)化比選。

作者：郭建偉單位：華東建筑設(shè)計(jì)研究院總院