❶ 中水回用的發展及處理技術
水污染、水資源短缺已成為城市可持續發展的重大制約因素。針對水資源緊缺的現狀,有必要對中水回用技術做重要闡述,簡要介紹了中水回用的發展歷程及各類處理工藝。
中國的城市化速度不斷的加快,城市的規模也在迅速擴大,與此同時 水資源匱乏的矛盾日益突出,已構成諸多城市可持續發展的制約因素之一。根據中國工程院《中國城市可持續發展水資源開發利用》對中國城市水資源需求的預測,水資源供需矛盾將進一步加劇,至2030年,2050年城市用水需求將在原來的基礎上增加590億m3,910億m3。解決水資源緊缺問題成為整個國家的發展問題,相應的三種解決辦法,節水、蓄水、調水,而節水是最為經濟可行的解決措施。中水利用是最主要最為行之有效的重要措施,對於提高水資源的利用效率,改善水環境有著非常重大的長遠意義。
1中水的概念
在建設部《城市中水設施管理暫行辦法》中將中水定義為:部分生活優質雜排水經處理凈化後達到《生活雜用水水質標准》(CJ/T48-1999),可以在一定的范圍內重復使用的非飲用水。中水是再生水,之所以稱之為中水,是沿用了日本的說法,通常人們把自來水叫做「上水」,吧污水叫做「下水」,而中水的水質介於上水、下水之間,故名「中水」。中水雖然不能飲用,但它可用於一些對水質要求不高的場合,中水回用的對象分為市政雜用水,生活雜用水和工業用水。市政雜用水包括公園綠化和河湖用水、城市綠化用水、道路路面噴灑用水等;生活雜用水包括廁所沖洗、汽車洗滌;工業用戶重點是回用至熱電廠和化工廠等冷卻用水以及城市污水處理廠內部雜用水等。
2中水回用的發展歷程
中國對城市污水處理與利用的研究,早在1958年就開始列入國家科研課題;20世紀60年代關於污水灌溉的研究已達到一定的水平;20世紀70年代中期進行了對城市污水以回用為目的的污水深度處理工程試驗;20世紀80年代初,濟南、青島、大連、北京、太原、天津、西安等缺水的大城市相繼開展了污水回用於工業和民用的試驗研究,像北京等一些城市已修建了回用試點工程並取得了積極的成果,不少公共建築亦建設了水回用裝置。目前世界上許多面臨著嚴重水危機的國家都在積極利用城市污水,並將城市污水作為第二水源予以開發利用,已取得了成功的經驗。美國有357個城市實現了中水處理後再利用;日本從20世紀60年代起一直大力研究和推廣城市中水回用技術,廣泛供給工廠、企業和居民小區;南非1986年建成了世界上第一座城市中水「再生水」廠,用作城市自來水的補充水源。此外,以色列、俄羅斯、英國以及中東諸國等都相繼發展利用中水回用,以彌補日益缺乏的水資源。
3中水回用處理技術
中水回用工程多是以居民生活小區排放的生活污水為進水水源,出水要達到中水回用標准。中水水源大致可分為三種情況:一、污染程度較輕的優質雜排水譬如:沐浴排水,空調系統排水,降雨時的雨水等,應該優先選擇這類水作為中水水源;二、雜排水,沖廁以外的生活排水組合,其污染程度處於中等;三、各類生活排水不經分散開而匯集到一起的污水稱為生活污水,相比之下污染程度最為嚴重,其處理費用較高,工藝流程也較為復雜。根據不同的進水的水質以及中水回用的具體用途而選用不同的處理工藝。一般性的工藝流程可概括為:原水→格柵→調節池→主要處理工藝→過濾→消毒→中水。
處理流程中格柵與調節池處理為預處理,過濾、消毒等為後處理,預處理和後處理各種處理方法基本上是相同的。主要處理工藝可以選擇,其中包括混凝沉澱、膜過濾 、生物處理、活性炭吸附等。按主要處理工藝中水回用處理方法一般分為三大類:物理化學處理法、膜濾法、生物處理法。
1、 物理化學處理法
物理化學處理法的主要處理工藝是混凝沉澱技術和過濾吸附技術,適用於處理污染程度較輕的優質雜排水,處理工藝流程短,技術簡單,佔地相對較小因此適宜小規模的中水工程採用。
2、 膜濾法(又稱物理處理方法)
膜濾法主要是利用膜技術對污水進行處理,濾膜能輕易地將有機高分子物質、膠體微粒、微生物等污染物質過濾在外,容易操作,處理水量大,出水水質好,波動小易於實現微機自動控制,具有很好的發展前景,但工程設備一次性投資較高。
3、 生物處理法
生物處理法的主要處理工藝是利用微生物的吸附、氧化來降解污水中的有機物。對處理有機物含量較高的污水有著很好的效果,受水負荷變動影響小、出水水質穩定、運行費用較少適用於較大規模的中水工程。
以上三類處理工藝,根據原水水質、中水回用水質要求、投資成本、經濟條件等進行選用,同時考慮對周圍生態環境的影響。亦可幾種工藝組合起來進行污水處理,可收到更好的處理效果。一種綜合處理方法已經取得較好的處理效果,即臭氧生物活性炭凈水工藝(BAC法)。
BAC 法主要利用臭氧、生物、活性炭三種技術工藝,臭氧生物活性炭作用對有機物的去除包括三個過程:臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。即在對有機物的去除上,先發揮臭氧的強氧化能力,將有機物氧化成可被微生物降解的小分子有機物,接著利用活性炭良好的吸附性能將其吸附,再由吸附在活性炭上的生物對吸附的有機進行生物降解,而臭氧分解產生的氧溶解在水中使水中的溶解氧常成飽和狀態或接近飽和狀態,這有為活性炭中的微生物降解提供必要的條件。這一臭氧與顆粒活性炭濾池相結合的臭氧生物活性炭凈水處理工藝,一般置於後處理處。相應的研究和工程實踐證明,BAC 法能高效去除水中的有機物,且由於運用了生物技術,大大延長了活性炭的運行周期,從而大幅度降低了運行成本。自德國杜塞爾水廠首先使用至今,已有30 多年的歷史。目前在美國、日本、荷蘭、瑞士等發達國家以成為給水凈化處理技術的主導工藝。進入20 世紀90年代中後期,這種深度處理工藝在國內供水企業中也開始起步,發展至今取得很好的凈水效果。這種技術工藝大多還是用於取水水源受污染的飲用水水廠,如果引進到中水處理中,經深度處理水質肯定會遠好於經一般的處理工藝所得到的水。對用水水質要求較高的處理廠將會是一項值得採用的技術,該方法在嚴重缺水地區具有廣闊的發展前景。
4結語
中水回用可有效減小污水的任意排放對環境造成的污染,同時減少水資源的浪費,實現污水的再利用,提高水資源的利用效率,具有極好的社會經濟效益和環境效益。在推行中水回用的過程中肯定會遇到一些問題,如技術工藝、工程設備的問題而達不到預期的效果。但是隨著科學技術的進步,中水處理的技術工藝將得到發展,工程設備也會越來越先進,中水回用將有著廣闊的發展前景。隨著中國城市化進程的推進,諸多地方缺水狀況日益加劇,中水回用在供水和改善水環境方面將發揮越來越重要的作用。
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❷ 淺談中水回用工藝及其可行性分析
現階段,我國的水資源短缺問題正面臨著嚴峻的考驗,水,這個看起來取之不盡用之不竭的自然資源正在隨著工業社會的發展而供不應求。保護水資源、節約水資源已成為主題,而中水回用技術則能很好地緩和缺水這個大問題。
1、我國水資源現狀
全世界的淡水資源僅占其總水量的2.5%,在這僅有的2.5%中,又有70%以上被凍結在南極和北極的冰蓋中,再加上高山冰川和永凍積雪,有86%的淡水資源難以利用。由此可見,人類可利用的水資源少之又少。而我國更是成為了世界13個水資源嚴重短缺的國家之一,且水資源分布極不均勻,南多北少,東多西少是我國水量分配的特點。
據監測,目前全國多數城市地下水受到一定程度的點狀和面狀污染,且有逐年加重的趨勢。日趨嚴重的水污染不僅降低了水體的使用功能,還加劇了水資源短缺的矛盾,並嚴重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。此時,中水回用就顯現出了它的重要性。
2、中水回用的可行性分析
中水,開始時稱「中水道」,來於日本,因其水質及其設施介於上水道和下水道之間而得名。「中水」的定義有多種解釋,在污水工程方面稱其為「再生水」,工廠方面稱為「回用水」,中水的劃分界限一般都以水質為標志,其主要是指城市污水或生活污水經處理後可循環利用的非飲用水。
中國可開發利用的水資源大部分已開發利用,新增水源開發難度大且開發成本高,水資源緊缺形勢日趨嚴峻。而每年大量工業廢水和生活污水排放,不僅污染了環境,也浪費了寶貴水資源。因此,實施中水回用是提高中國水資源利用率的必要措施之一。
中水在多個領域都可以被廣泛應用,在國外,已有很多國家在大范圍使用中水系統,而隨著我國經濟、科技的快速發展,中水系統在我國部分地區也已投入使用。比如在建築領域,中水系統在發達城市中應用廣泛。建築領域因其供水范圍大,生活用水量和環境用水量都很大,可使用中水系統來滿足各用戶的用水需求。在北京、上海、天津等大城市,很多達到一定規模的住宅小區都被要求設有中水系統,可將生活污水處理到非飲用水標准,用作與人體非直接接觸的景觀用水、清洗及消防等,有效的實現了水的循環利用,節約了水資源。在建築小區中,可用作中水水源的種類有很多,可選取小區內建築物雜排水,小區生活污水,小區或城市污水處理廠經生物處理後的出水以及小區內的雨水等作為建築中水水源。
中水回用在生產和生活中能起到很好的節水作用,其具有較低的水質及水價,可用來代替生活飲用水沖洗衛生潔具、綠化等,這樣便可節約很大部分高質水,提高人們的可用水量。同時它還可以減少城市供排水系統的壓力,加強了城市綠化和環境保護工作,保護了地下水源。因中水回用處理工藝較污水處理相對簡單,故中水回用對減少城市污水處理廠的負荷也起到了至關重要的作用,在昂貴的理設施費用減低的同時還可降低其日常運行費用。
中水若想投入使用,其水質必須要滿足以下要求:第一對人體的健康不能造成危害。第二要滿足人們感觀要求,即無不快的感覺,以解除人們使用中水的心理障礙,其衡量指標主要有濁度、色度、臭味等。第三要滿足衛生要求,其指標主要有BOD5、細菌總數、余氯量等。最後還要滿足設備構造方面的要求,即水質不易引起設備、管道的嚴重腐蝕和結垢。
3、中水回用存在的問題
雖然中水具有諸多優點,但其在投入使用中仍存在許多問題,那麼為什麼中水回用作為一項節水工程卻不能得到很好的推廣呢?其在經濟、社會、技術等方面都存在問題。
首先是人們的意識問題,雖然中水經過復雜的處理,已達到可循環使用而不危害人健康的標准,但在人們的潛意識里中水永遠劣於生活用水。調查表明,大部分居民不願意使用中水,尤其是在水量豐富的南方地區,人們對中水缺乏客觀科學的認識,認為中水的水質不達標,感官性狀差,故加強民眾對中水的認識是推進中水回用這一舉措的重中之重。
在經濟效益方面,由於中水處理技術的繁復性及運行費用等因素,中水的價格普遍偏高,有的地區其水價甚至高於自來水,在水價相同的情況下,居民肯定傾向於選擇自來水而不是中水。
在監管體制方面,我國缺乏相對健全的對於中水的管理體制,目前國家只出台了一個《關於加強工業節水工作的意見》的政策,對中水回用的相關規定還不完善,導致無法可依。另外,中水自身也存在水質問題,其實中水水質並不穩定,在輸送過程中也會因其水質不穩定出現結垢現象。
4、中水回用工藝
中水回用有兩種處理按其用途不同可分為兩種處理方式,一種是將其處理到飲用水的標准而直接回用到日常生活中,即實現水資源直接循環利用,這種處理方式適用於水資源極度缺乏的地區,但投資高,工藝復雜。另一種是將中水處理到非飲用水的標准,主要用於不與人體直接接觸的用水,如便器的沖洗,地面、汽車清洗,綠化澆灑,消防,工業普通用水等。
選擇相適應的處理工藝時需要根據水質、水量、回用條件的不同來選擇。中水系統一般由污水收集、調節、預處理單元、深度處理單元、中水貯存、中水輸配等部分組成。中水工藝包括預處理工藝、生物處理工藝、混凝工藝、過濾工藝、活性炭工藝、膜分離工藝等。
預處理主要是去除固體物和毛發,可在系統的最前段設置格柵以截留大的污染物。對於以洗浴水為主的處理中,由於毛發太多,故一般設置毛發過濾器,可有效地去除毛發。生物處理工藝用於去除水中可溶性有機物,可使用生物接觸氧化、生物轉盤、曝氣生物濾池、土地處理。大多數生物處理設施需要向生物反應池中供氣,可採用噪音較低的曝氣設備。另外,中水處理的停留時間應大於2小時以取得良好的處理效果。混凝工藝主要去除原水中懸浮狀和膠體雜質,可用聚合鋁和聚合鐵作為混凝劑。過濾的功能是去除水中微小的懸浮顆粒,常用的濾池有普通快濾池、V型濾池、虹吸濾池等。
中水處理採用傳統的給水處理工藝,二級處理廠出水經泵提升,加入混凝劑後進入反應池,形成絮體後進入沉澱池沉澱,上層清液在V型過濾池中過濾,加氯消毒後送至清水池,再由泵送到用水點,處理流程簡單易操作,可行性良好。
5、結語
為解決我國水資源極度緊缺且不平衡的現狀,中水回用技術正在以迅猛的發展速度出現在我們的視野中。作為污水資源化的重要途徑,其對社會的進步與發展起著至關重要的作用。
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❸ 中水回用系統在某住宅小區中的方案設計
中水是指各種排水經過物理處理、物理化學處理或生物處理,達到規定的水質標准,這種水質的指標是低於城市給水飲用水水質標准,但又高於污水排放標準的水質。是生活、市政、環境等范圍內雜用的非飲用水,可用於沖洗便器、沖洗汽車、建設施工、工業生產、綠化和澆灑道路等。
從20世紀60年代初國外就開始了研究利用中水,近二十年來,中水開發與回用技術得到了迅速的發展,美國、日本等發達國家都在大量的使用中水;以色列是中水回用方面最具代表性的國家,占污水處理總量的46%出水直接回用於灌溉,其餘33.3%和約20%分別回灌於地下或排入河道。我國是於上世紀80年代中期在北京建成了第一個中水試點工程。之後就開始了中水回用的研究報道,相關的標准及法規也陸續出台。
本文通過對本地區某住宅小區中水回用系統方案的比較探討,闡述中水回用系統對城市長久發展及在環保節能方面的積極意義。
1 中水系統組成與形式
1.1 中水系統簡介
小區中水系統是指在新、改、擴建的居住小區等集中建築區內建立的中水系統,因供水范圍較大,生活用水量和環境用水量都很大,設置中水回用系統易於形成規模效應,實現污廢水資源化和小區生態環境的建設。小區中水系統框圖見圖1所示。建築中水系統是一個系統工程,是給水工程技術、排水工程技術、水處理工程技術及建築環境技術的有機結合,運用上述技術實現建築群的使用功能、節水功能及建築環境功能的統一。中水系統既不是污水處理廠的小型化,也不是給水排水工程和水處理設備的簡單拼接。好的中水系統不僅可以為環境及建築本身帶來好的規模效益,而且從長久發展來說具有好的經濟效益和社會效益。
1.2 中水系統的組成、水質和水源
小區中水系統是由中水原水收集系統、處理系統和中水供水系統三部分組成。中水原水收集系統是指收集、輸送中水原水到中水處理設施的管道系統和一些附屬構築物;中水的處理系統是由前處理、主要處理和後處理三部分組成。前處理除了截留大的漂浮物、懸浮物和雜物外,主要是調節水量和水質,即設置調節池;主要處理是去除水中的有機物和無機物等;後處理是對中水供水水質要求很高時進行的深度處理。
小區中水系統水質要求雖然低於城市生活飲用水標准,但衛生指標如大腸菌群數等必須達標,且還要符合人們的感官要求,以解除人們使用中水的心理障礙,此外中水不應引起設備和管道的腐蝕和結垢,最重要的是施工使用要安全可靠。
由於小區中水系統規模較大,中水水源的選擇種類相對較多,具體水源的選擇要根據水量平衡和技術經濟比較最終確定。通常我們選取小區中水系統的水源是小區建築物內的雜排水、(即不含沖廁排水的排水,有沐浴排水、盥洗排水、冷卻水、洗衣排水及廚房排水等。)小區生活污水和小區內雨水(可作為補充水源)。本地區降水量較少,故雨水不考慮在補充水源范圍之內。
2 工程概況
本住宅小區位於呼和浩特東部新區核心區域,北面為城市主幹路海拉爾東街,西側為城市主幹道科爾沁西路,南鄰東站北街,東面為規劃路。小區有4棟高層住宅,1號樓建築面積15967.15m2,建築高度42.6米,地上14層;2號樓建築面積13169.5m2,建築高度42.6米,地上14層;3號樓建築面積16187.7m2,建築高度42.6米,地上14層;4號樓建築面積13109.3m2,建築高度42.6米,地上14層。5號樓屬於綜合一類建築,功能為公寓及公寓式辦公,建築面積25259.23m2,建築高度44.5米,地上13層。6、7號樓屬於低層商鋪,6號樓建築面積1397.4m2,地上2層。7號樓建築面積2265.59m2,地上3層。小區主體下部為地下車庫,地下車庫面積20641.39m2,可停放車輛581輛。小區生活泵房、中水設備處理室、消防泵房和電氣用房均設置於5號樓地下室。
3 小區中水水量平衡計算
小區功能分為住宅和綜合樓兩部分,中水用於沖廁和綠化等雜用,選定沐浴、盥洗和洗衣排水作為中水水源。
4 小區中水處理工藝及設施
中水處理工藝流程是根據中水原水的水量與水質,供應的中水水量與水質,以及當地的自然環境條件和對建築環境的要求經過技術經濟比較確定的。本小區位於我國北部內蒙古呼和浩特地區,處於高海拔、嚴寒、缺水地區,水質較硬。考慮到初投資及運行費用的問題,此次中水處理採用物理化學處理為主的工藝流程。見下圖2。
4.1 格柵
格柵採用機械格柵,設置一道格柵,柵條空隙凈寬為5mm。污水泵的吸水管上設置毛發聚集器去除毛發等雜物。
4.2 原水調節池
調節池選用預曝氣的形式,這樣不但可以使池中顆粒狀雜質保持懸浮狀態,避免沉積在池底,還可以使原水保持有氧狀態,防止原水腐敗變質,產生臭味。而且預曝氣還可以去除部分的有機物。曝氣負荷採用0.9m3/(m3・h)。
4.3 過濾設施
過濾是中水處理工藝中必不可少的後置工藝,它對保證中水的水質起到了決定性的作用。過濾分為兩部分,首先採用微絮凝過濾,它是將絮凝和過濾相結合,工藝緊湊,設備簡單。之後出水再經過活性炭過濾。活性炭過濾採用固定床,過濾器為兩個,過濾器中炭層高度和過濾器直徑比為1∶1,活性炭高度為5.0米,設計負荷為0.5kgCOD/kg炭,接觸時間為30min,反沖洗時間為15min。
4.4 消毒
中水處理必須設有消毒設施,消毒劑投加採用自動投加方式,並能與被消毒水充分混合接觸。消毒劑採用次氯酸鈉消毒劑。加氯量為5mg/L(有效氯),消毒接觸時間大於30min。
中水回用系統設計需要特別注意的是由於中水水質標准低於生活飲用水標准,中水系統與生活給水系統管道、附件和調蓄設施存在共存的問題,可能有居民誤把中水當作生活飲用水使用,為了保證供水安全,採取以下防護措施:①中水管道嚴禁與生活飲用水管道直接連接;②所有明裝的中水管道外壁按有關標準的規定塗色和標志;③對中水系統進行必要的監測控制和維護管理。
5 結語
本工程生活廢水屬於優質雜排水,經過中水水量平衡計算,本小區中水原水量與用水量之差很小,可以滿足本小區沖廁及綠化用水。實現了節約水資源,達到節能減排的良好社會綜合效益。
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❹ 生活排水系統採用分流制的優缺點
一般而言,在新城區採用分流制,舊城區採用截流式合流制。但鑒於我國目前排水系統的實際情況,真正意義上的分流制在實踐中很難做到。雨污系統中有一根接錯,兩個系統就相通,可能就是合流制。根據某污水廠廠外管網工程實踐證明,完全分流制必須從化糞池出口分流開始,並且採用專業監督和專業隊伍施工。同時初期雨水污染也比較嚴重,截流式合流制有利於初期雨水的截流,因此中小城市建議以截流式合流制為宜。日本東京區部地區大部分採用合流制系統,他們認為盡管合流制會增加污水處理量,但合流制下水道系 統可充分利用原下水道系統,將其進行改造、重建與完善的建設費用、技術要求均低於分流制,故廣泛使用。
2.污水廠排水去向
目前國家強調水的循環再用,要從「污染控制」向「水生態修復和恢復」轉變,因此污水廠處理後污水的排放以就近向可作為中水回用的途徑或可向內河排放作景觀用水為宜。而環境影響評價常以事故排放為由,建議將處理後的污水向外江心排放,兩者矛盾如何協調值得進一步討論。
(一)污水處理新技術的發展
從可持續發展角度而言,採用延時曝氣這種高資源佔用(材料、土地)和高能源消耗低負荷工藝,以耗能方式取得污泥穩定的工藝是不適合中國國情的,從生活污水反應器發展趨勢看是從活性污泥工藝和生物膜反應器向高效的移動床和流化床發展。
最近國內嘗試使用一種高效載體生物強化A/O工藝,它是在A/O反應池的好氧池末端投加活性硅藻土,同時好氧硝化液和沉澱污泥迴流至缺氧池,利用硅藻土的高效載體生物作用(流化床)和吸附,混凝及過濾等物化作用,實現生物脫N和物化除P,較好地解決了純生物或純化學污水工藝中脫N與除P相互矛盾的問題。
(二)污水管道設計中新管材的推廣
在給排水工程中推廣PCCP管、PVC-u管、PE管、聚丙烯(PP)等新型塑料復合管材,符合國家以塑代鋼政策。同時管道摩阻小、排水量大、重量輕、施工方便,受到業主及施工方一致歡迎。但在具體使用過程中,應注意施工造成管道變形超標的問題,應確保管道兩側回填土的回填質量,必須分層夯實,使其密實度能夠達到95%以上。
❺ 綠色建築給排水技術措施
一、綠色建築中的給排水技術措施
1中水回用技術。中水作為一種水質較好且較穩定的第二水源,對其進行回用可以達到很好的節水效果。中水回用技術在國外發展很長時間,技術體系也已經形成,並且取得了良好的經濟效益跟環境效益。日本作為中水技術非常成熟的國家,東京早在20世紀90年代就曾在458棟建築和2個工業區中規劃建設中水系統,回用中水7.4萬m3/d,建築節水率達76%。在《河北省綠色建築評價標准》中也有說明景觀用水應優先考慮採用雨水、再生水,而不應採用市政供水和自備地下水井供水。另外,也可設置循環水處理設備,循環處理利用景觀用水。在建築中再生水一般乘坐中水,中水實質各類排水經過處理後達到規定的標准,然後可在市政、環境等范圍內雜用的非飲用水。中水其水源一般包括沐浴排水、洗衣排水、盥洗排水、廚房排水、廁所排水以及空調冷卻水。中水並不是單一水源,一般把以上這些水源分為3類:優質雜排水:空調冷卻水、淋浴排水、盥洗排水等水質較好的水源;雜排水(灰水):除去廁所排水的生活排水;生活污水(黑水):所有的生活排水。
中水的處理工藝一般可分為物理化學處理法、生物處理法和膜處理法三大類。物理化學處理法以混凝沉澱(氣浮)技術和過濾技術相結合的基本方式,生物處理法是利用好氧微生物的吸附、氧化作用,降解污水中的有機物質,膜處理法主要利用各類濾膜來進行處理。目前,綠色建築的中水回用系統一般採用優質雜排水或雜排水作為中水水源,經簡單處理後用於綠化灌溉、清洗車道等。建築中排水水量大,且優質雜排水佔比較大,是目前最有效的節水措施,但是由於建設中水回用系統會增加建設成本,並且後期運行需要人員管理,經濟效益並不明顯,因此存在一定的推廣難度。
2雨水收集回用技術
1.雨水收集回用技術國內外發展現狀:隨著人們節水意識的不斷提高,在建設中越來越後重視發展雨水收集回用工程,雨水作為潔凈度較高的水源,具有極高的利用價值。通過一些工程措施來利用雨水資源,即可以減少自來水的使用量,又可以通過回灌地下水的方式減少排水量,降低了城市洪澇風險。因此,通過雨水收集回用的方式,即能夠達到節水目的,又能達到補充地下水資源的效果,是城市水環境可持續發展的重要措施之一。國外對於雨水資源利用十分重視,從20世紀60年代初期,雨水資源的利用研究就已經在發達國家開展起來,並且把雨水的收集利用也作為城市規劃中的重要部分。發達國家通過制定雨水利用的法律法規以及建設雨水收集回用設施等方法,逐漸形成了以「先利用後排放」思想的雨水資源利用體系。
但是隨著低沖擊開發(Low-ImpactDevelopment,簡稱LID)概念的提出,對於雨水資源利用的觀念也發生了改變,對於雨水資源的利用盡量不改變該區域的水文狀態。因此,目前發達國家新興的城市通過合理的水文設計,綜合採用入滲、過濾、蒸發和蓄流等方式盡量保持自然狀態下的徑流狀態,使城市開發區域的水文功能盡量不發生改變,這對城市的可持續發展具有重大意義。我國城市雨水利用起步較晚,並且沒有形成完整的體系,雖然國內各地也陸續編制了因地制宜的雨水利用規范,也相繼完成了一些雨水收集示範項目,但是對於雨水資源還沒有形成行之有效的利用。
2.雨水收集回用技術:在《河北省綠色建築評價標准》中的控制項規定:雨水、再生水等非傳統水源在儲存、輸配等過程中要有足夠的消毒殺菌能力,且水質不會被污染,以保障水質安全;住區景觀水體採用雨水、再生水時,在水景規劃及設計階段應將水景設計和水質安全保障措施結合起來考慮。因此可以知道綠色建築中的雨水收集回用技術首先要保證水質的達標,因此在設計時要加入處理設施,採用常規處理工藝:雨水→初期棄流→蓄水池沉澱→過濾→消毒→出水。結合河北省的雨水利用現狀,可以採取以下幾種雨水收集回用技術:透水地面。增強地面的透水能力,在技術上不存在困難,且建設成本較低。
另外,還能補充地下水、減輕城市排水系統負荷,改善微氣候,降低熱島效應,減小洪峰流量,對於改善城市的生態環境具有重要意義。建築屋面雨水或路面、廣場、綠地等雨水收集後回用。經初期棄流、截污措施後,進入蓄水設施,經雨水處理站處理、消毒後進入清水池,然後經回用水泵抽送回用於室外綠化、洗車、道路澆灑、地庫沖洗等室外非飲用水項目,其中綠化採用節水灌溉。
3節水措施:節水措施是指通過減少耗水量的一些技術措施以達到節水的目的,主要有以下幾種方式:
1.降低管網漏損:根據《城市建設統計年鑒》的數據,2010年我國總漏損水量為62.7552×108m3,可見因管網漏損所浪費的水量是巨大的。管網漏損的主要原因是管道老化、技術手段落後等原因造成的,通過選用新興管材、高質量的給水附件,並合理選擇連接方式可以有效減少管網漏損。
2.節水器具:有調查顯示,洗浴用水和沖洗便器用水的量能夠占整個家庭總用水量的50%以上。根據《河北省綠色建築評價標准》中所規定,根據用水場合的不同,合理選用節水水龍頭、節水便器、節水淋浴裝置等。對採用產業化裝修的住宅建築,住宅套內均應採用節水器具。通過使用節水器具可以有效的達到節水效果。
3.採取合理的供水分區方式:通過採取合理的供水分區方式可以有效的降低用水器具的超壓出流,可以很好的達到節水效果。
二、結語
隨著綠色建築概念的深入人心、人民節水意識的不斷提高和國家政策的出台,都為綠色建築的發展提供了良好的保障。給排水技術措施作為綠色建築中的重要部分,直接決定了建築的節水效果。本文主要根據河北省綠色建築的發展現狀,結合現有給排水技術措施,並提出了一些適合綠色建築中使用的技術措施,並對其進行了探討。
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❻ 中水是如何做到回用的
再生水是指廢水或雨水經適當處理後,達到一定的水質指標,滿足某種使用要求,可以進行有益使用的水。
❼ 建築污水再生回用及雨水利用
建築污水再生回用及雨水利用
了解全球及我國水資源危機以及水環境污染日趨嚴重的問題,執行國家關於節水的標准、規范,開展提高用水效率與節流、分質供水;污水是重要的中水水源,將污水作為非傳統水源進行處理並回用是一種經濟、安全、合理的降低水耗的途徑,亦為社會公眾所接受。而雨水收集和處理作為生活雜用水或景觀用水要比回用生活污水更經濟、安全、可靠,部分省市已在國家節水方針指導下,展開雨水利用、污水再生回用工作。
了解全球及我國水資源危機以及水環境污染日趨嚴重的問題,執行國家關於節水的標准、規范,開展提高用水效率與節流、分質供水;建築污水是重要的中水水源,將建築污水作為非傳統水源進行處理並回用是一種經濟、安全、合理的降低水耗的有效途徑。
社會產業的不斷發展帶動用水量不斷地增加,對現有水資源的壓力越來越大,人們開始意識到水資源的重要性。雖然我國幅員遼闊水資源比較豐富,但是由於我國人口眾多,人均可利用的水資源就很少了,尤其是內陸不發達城市,節約用水迫在眉睫,光憑節約用水是遠遠不夠,關鍵在於怎麼樣把不可回收利用的廢水變成可回收利用的水。
建築污水是重要的中水水源,將建築污作為非傳統水源進行處理並回用是一種經濟、安全、合理的降低水耗的途徑,亦為社會公眾所接受。而雨水收集和處理作為生活雜用水或景觀用水要比回用生活污水更健康。
根據建築物性質不同建築可分為住宅、公共建築和工業建築,建築用水由室內用水和室外用水組成。按建築用水的用途又可分為生活用水、生產用水、消防用水、其他用水(景觀環境用水、綠化和澆灑道路用水、工藝設備用水、車輛沖洗和循環補充用水、不可預見用水等)。
工業建築的生產用水水量比較大,有時用完的廢水就直接排掉了,造成很大的浪費,其實很多生產用水都是無污染的,可以用來沖洗車間地面、洗車、澆灑綠地等,都可以作為非生活飲用水使用。有的生產廢水是高溫的,經降溫池降溫後可作為工人淋浴用水或者採暖的鍋爐使用。再生廢水還可作為工業循環水使用,用於冷卻生產設備。
很多國家在住宅區設置了一種家庭廢水回收利用裝置,它包括廢水水源、蓄水箱、坐便器水箱,蓄水箱內傾斜設置過濾網,下端設有排污閥,蓄水箱上端設有開啟式箱蓋,其特點是:在蓄水箱和坐便器水箱之間連接空心浮動塞式提水器。本實用新型不使用任何動力設施,無噪音、無污染、結構簡單、使用方便,不用改變室內結構,成本低。這種裝置有效的利用了平時大家浪費的多餘的污水,為環保做出了一份貢獻。
在建築中建立水循環的概念。此時建議優先採用雨水,主要理由是:①經過就地收集處理後的雨水,特別是降雨歷時內中後期雨水水質相對建築中水較佳;②雨水就地收集處理,相對建築中水經濟性更優。但是,因降雨的時間不確定性,日常雨水水量利用是難點。
雨水的獲得是不需要支付任何費用的,同時由於水質條件較好,因此被認為是最有利用價值的水資源。雨水利用是一種綜合考慮雨水徑流污染控制、城市防洪以及生態環境的改善等要求,建立包括屋面雨水集蓄系統、雨水截污與滲透系統、生態小區雨水利用系統等,將雨水用作噴灑路面、灌溉綠地、蓄水沖廁等城市雜用水的技術手段。由於對居住小區內的雨水進行了合理的規劃和充分利用,使得居住區內土壤中的含水率增大。雨水涵養地表水和地下水,調節小區氣候,降低了雨水管系容量負荷,即減少雨水管道系統的投資和運行費用,總而言之,雨水利用的益處是很多的。
建築雨水利用就是將水循環中的天空雨水以天然地形或人工方法收集、截流、儲存、處理回用,供建築及小區日常用水。雨水收集利用技術與住宅建設的結合將在很大程度上改變我們由於水資源日益枯竭而望天興嘆的生活。而隨著由中國建築設計研究院主編、北京泰寧科創科技有限公司參編的《建築與小區雨水利用工程技術規范》國家標準的頒布實施,這一技術將會在全國得到快速普及,中國水資源日益枯竭、城市生態環境日益惡化的現狀有望得到緩解。這些小區一般佔地面積大,綠化比例高,有噴泉水池等水景觀,並有完整的雨污分流系統,進行了一些雨水利用工程的改造。在較大面積的綠地及廣場等地下可以設置地下式蓄水池或蓄水滲透池,還可以利用人工水池、人工湖等雨季來臨,可以將雨水存入蓄水池中,經過簡單的處理如:沉澱、過濾、消毒等即可用作澆灑綠地、沖洗路面、沖廁所及洗車等耗水量大而又對水質要求不高的用水項目。在一些工業區,將雨水進一步處理,作為冷卻循環用水節省小區或廠區內雨水管道的投資,在夏季即雨季用水高峰期緩解城市的供水壓力,在長時間無降雨的情況下,可以由市政給水管網供給,這些方面的工作還有待進一步的提高。建築雨水利用的措施。
雨水利用分直接利用與間接利用,前者是將雨水收集後直接回用用於綠化、沖洗道路和停車場與汽車、景觀用水及建築工地用水,由於我國大多數地區降雨量全年分布不均,故直接利用往往不能作 為唯一水源滿足要求,一般需與其它水源一起互為備用;後者是將雨水簡單處理後下滲或回灌地下,補充地下水,改善生態環境,減輕城區水澇危害和水體污染等。在降雨量少而且不均勻的一些地區,如果雨水直接利用的經濟效益不高,可以考慮選擇雨水間接利用方案。雨水處理工藝簡單:雨水水質較之中水要好的多,處理工藝簡單,其雜質主要是由降水中的基本物質和流經匯水面而攜帶的外加雜質組成。加強水系綜合整治和水網建設,因地制宜地攔蓄、利用雨洪水。
經濟、環境和社會效益的比較:雨水利用與污水深度處理回用均可起到減少自來水用水量,降低城市引水、凈水的邊際費用的作用和環境保護的效果。而雨水利用還能更有效地減少向排水系統的排放量,節省了城市排水設施的運行費用;在城市暴雨時,能起到防洪減災的積極作用。制定相應的雨水回收利用的政策、法規。根據城市規劃和建設中忽視雨水回收設計與應用的實際問題,因此,城市污水資源化再利用是十分必要的,是消除缺水危機和解決環境最有效的途徑之一。
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❽ 中水回用與污水資源化研究
在當前的生態環境中,水資源污染一直是城市發展建設中的重要問題之一,而中水回用以污水資源化為主要的目標,解決了水資源污染的問題,優化了水資源的利用模式,在當前的城市水資源管理過程中得到了廣泛的應用,在本文的介紹中,主要是針對中水回用系統的現狀以及影響因素進行分析,加強中水回用系統的應用,提高污水的資源化利用。
水是人類生存的必要條件,在我國960萬平方公里的土地上,還有很多地區處於水資源缺乏的狀態,而我國對於水資源的利用只是循環在開采、利用、污水排放的傳統模式中,這樣的方式造成了水資源的嚴重浪費,加強了我國水資源的短缺,當務之急就是能夠環節現在的水資源短缺的問題,減少污水的排放量,而中水會用系統的運用能夠改進目前存在的問題,提高水資源的利用率,促進污染的資源化。
1、中水回用現狀
1.1系統組成
在現有的中水回用系統中主要是進行集中處理,二級處理的尾水會直接排入河道或者是成為中水的主要生產來源,而在城市的水資源管理中,針對雨水和污水實施分流 [1]。
1.2運行管理
現有的污水處理廠及中水廠的資金投入主要是來自於政府扶持,或者是社會各界的捐贈進行中水回用系統的建設,基礎設備的養護檢測主要是由城市的城管委進行負責,自來水公司則是代收污水的處理費用。
1.3污水處理產物利用
關於污水處理之後的中水在實際的生活中使用用途比較少,基本上分為兩種,一種是在食堂的爐灶或者是沼氣發電機的燃料中使用,就是作為沼氣的使用用途。第二種是在供電廠使用,經過消毒和過濾幾道程序作為冷卻水進行使用 [2]。
2、中水回用系統的影響因素
2.1資金問題
在中水回用系統建設的過程中,需要大量的資金投入,但是城市污水理出以及中水回用系統都是屬於公益性的事業,在建設的過程中基本上是屬於國家的財政政府相關部門來承擔的,或者是來自社會的捐贈,但是這種的情況比較的少,在建設的過程中資金的短缺會造成中水回用系統的不完整,不能發揮最大價值實現水資源的高效利用。
2.2系統隱患
在進行污水處理的過程中,基本上都是用原水或者是其他的組成成分進行污水處理,我們稱之為生物降解工藝,但是如果在這個過程中將污染物中的微生物殺死,就會造成污水廠的停運,污水廠一旦停運,中水回用系統的建設就會受到一定的影響。
2.3產量受到限制
根據污水處理的理論,污水排放量比較的大,占自來水的一半以上,將污染進行排放,產量占水量的一般,也就是中水產量最大隻可能是城市自來水量的25%,如果說中水產量在一定程度上超過了25%,那麼中水回用系統中供給管網將帶來非常大的經濟損失。
2.4中水價格
在水資源利用過程中,中水的使用用途受到了限制,通過上述我們已經了解到中水只能用作生產、生活雜水使用,因為用途的首先造成了在價格上和自來水相對會比較低,還有上述的各個因素的影響,中水的利潤空間非常小,因此中水的價格限制著中水回用系統的持續發展。
3、加強中水回用系統,促進水資源高效利用
3.1加大宣傳力度,加強利用率
在現代的水資源中,中水作為一種新型的水源,在現代的生態系統中發揮著重要的作用,因此應該加強對中水的推廣和宣傳。在宣傳上面,可以邀請社會的相關單位、學校、居民等到污水處理廠進行參觀整體的流程,並且通過參觀將整體的中水回收系統進行詳細的介紹,藉助參觀者向社會群體進行宣傳。在推廣方面,讓大眾看到中水的作用,改變對中水的看法,從而提高中水的利用率。在進行推廣宣傳的時候,通過現代的互聯網技術,自媒體的宣傳,促進中水回用系統的應用。
3.2市場調研明確大眾需求
在中水回用系統建設的過程中,可以根據市場調研的方法明確中水的市場需求,通過市場對中水的需求量,確保水資源的合理分配。在進行調查的過程中可以採用兩種方法,首先是成立調研小組或者是技術開發小組,針對污水資源化組織調研工作,第二種是在生產的過程中進行研究和學習,也就是說在中水回用系統建設的過程中,結合相關的理論知識,加強生產中水的技術水平,從根本上提高中水的產量和處理技術,提高市場競爭力。
3.3加強資金的投入,確保系統建設
足夠的資金投入,能夠有效的保障和促進中水回用系統的建設和正常工作的開展,因此要加強資金的籌集,雖然在當前建設過程中,污水處理廠和中水回用系統作為一個公益性事業,但是在資金補貼上面,國家政府部門給了一定的資金扶持,為資金的籌集奠定了基礎,在建設的過程中,由於工程量比較浩大,需要不斷的擴展建設規模,無論是人力、物力還是財力,都需要資金的投入,如果是依靠政府的補貼沒有辦法滿足建設的需求,因此要加強社會各界的扶持,首先可以藉助社會融資的方式進行資金的籌集,其次是可以採用捐助的方式進行集資,加強資金的扶持力度,或者是通過企業的投資加強中水回用系統的建設,通過一定力量的資金扶持能夠加快中水回用系統的建設,增強中水回用系統的功能,提高水資源的利用率。
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❾ 高層建築中水回用技術的應用
高層建築中水回用技術可以大大緩解水資源緊張的問題,是解決當前某些缺水城市水資源危機的重要途徑。因此,在現階段加強建築中水回用技術的研究,對提高超高層建築水資源的有效利用率、進而促進中水回用的產業化發展,達到節約用水的目的有著深進意義。
1 工程概況
某工程為超高層建築,主要功能為辦公、商業、餐飲等,總用地面積25,945m2,總建築面積210,964m2,其中地下層為車庫,1~6層為裙房,主要功能為商業餐飲,6層以上分為E、F兩座塔樓,其中E座高119.2m,F座高139.2m。由於該工程位於淡水資源極度缺乏的城市,應該充分重視水資源的利用問題。
2 高層建築中水回用技術
2.1 中水系統設計
本工程的供水水源為城市自來水。中水供應系統向本建築全部衛生間供水。以公共衛生間內的手盆水、公共浴室排水、冷卻塔排水等作為中水原水,經過處理後的中水回用於公共衛生間內大小便器的沖洗以及車庫地面的沖洗補水等地方。本建築內污廢水量約732.6m3/d,按供水量的90%計。其中用於中水原水量約139.7m3/d。因此,實際日排放量為592.9m3/d。冷卻塔排水、綠化和澆灑道路等用水不排入污水系統,此部分耗水量為440m3/d。設計的室內污水和廢水進行分流排除,公共衛生間的一部分廢水作為中水原水循環至中水機房進行回收;對於衛生間的生活污廢水,設計為專用的通氣管排水系統進行排水;首層以下排水單獨排出室外。
中水原水量為139.7m3/d,中水回用系統的平均日用水量為228.8m3/d,兩水量相差部分由雨水補給(詳見雨水利用),可達到回用系統的1.1倍(年收集水量占回用水量百分數)最高日用水量為343.2m3/d。
2.2 中水回用工藝流程
2.2.1 工藝設計依據
本工程將中水處理站設在地下二層,需要處理的水量:中水原水平均日收集水量139.7m3/d,中水設備日處理時間取12h/d,平均時處理水量為11.6m3/h。因此,設計取設備處理規模為12m3/h。中水水質標准:符合《城市雜用水水質標准》(GB/T18920-2002),其中濁度、溶解性總固體、BOD5、氨氮按嚴標准取值。
2.2.2 中水回用工藝流程
建築中水回用可以處理到兩種程度的回用水,一種是處理到可以供人類直接飲用的水,實現水資源的完全循環利用,但是這種工藝投資高且工藝復雜;另一種是處理到不供人類飲用,而是將處理水回用於沖廁、綠地用水、沖洗車庫地面用水等地方,後者應用較為普遍。中水處理有多種不同的工藝,處理時應該綜合考慮中水原水的水量、水質、以及處理水回用部位等因素。在實際應用中,根據原水水質不同,中水處理流程可以分為很多種。
中水首先經過格柵和曝氣調節池進行預處理,去除污水中的雜質並且均勻水質;然後經過毛發收集器,由一級提升泵到達中水一體化設備,再由二級提升泵依次達到石英砂過濾器、活性炭過濾器、中水蓄水池(與雨水共用),最終向本建築的全部衛生間供水。此外,設計的中水處理工藝中還應用了鼓風曝氣機進行曝氣,增加足夠的溶解氧,使氧氣在液體中被充分攪拌和溶解,達到阻止液體中的懸浮物下沉的效果;濾池反沖洗設備用於攔截水中的雜質,去除水中的顆粒物等雜質。
處理後的中水水質應符合《城市污水再生利用城市雜用水標准》GB/T18920或《城市污水再生利用景觀環境用水水質》GB/T18921的規定。
2.3 雨水利用系統
2.3.1 建築屋面雨水排水量
雨水量按該市暴雨強度公式計算,屋面雨水設計重現期為10年,降雨歷時5分鍾。溢流口和排水管系總排水能力按50年重現期設計。屋面總匯水面積11,000m2,雨水排水量約為600L/S。
其中暴雨強度公式為:雨水量公式為:Q=ΨqF
雨水管道設計重現期P=2年;室外雨水管道設計降雨歷時T=15分鍾;室外綜合徑流系數Ψ=0.65。
由以上公式計算所得雨水量約為597.3L/s。
2.3.2 雨水利用標准及利用方式
(1)雨水利用標准:重現期1年的雨水進行利用,不排入市政管網,超出的雨量排入市政管網。設計年降雨厚度1,255.1mm,平均年降雨次數121.6次。
(2)雨水利用採用回收利用方式。
①收集量和回用量:根據本工程的用地現狀和投資情況,收集降落在屋面及硬化路面(匯水面積約25,900平方米)的雨水,處理後的雨水進入中水清水池,用於車庫沖洗和衛生間沖廁,用水量約89.1m3/d。
②年收集雨水量(紅線內)=10×0.8×1255.1×0.7×2.59=18,204m3
③雨水收集池:根據用水量、1年重現期降雨量(49.1mm)的收集量和用地現狀綜合確定為400m3,初期4mm的降雨不進入雨水蓄水池,經棄流池排出。雨水蓄水池和棄流池位於室外。超過雨水蓄水池設計能力的降雨通過溢流管排至市政雨水管道。
④工藝流程:由設於雨水收集池內的潛水泵進入地下二層的雨水處理機房。雨水利用的工藝流程圖見圖1。
圖1 雨水收集工藝流程圖
由圖1可知,屋面雨水經過棄流池棄流初期雨水後,收集到雨水蓄水池,經砂濾和活性炭過濾器過濾,達到中水水質標准後,進入與中水共用的雨水蓄水池,用於中水系統供水或用於樓內車庫沖洗及衛生間沖廁。雨水處理設備間歇運行,在有雨水時,運行12h,處理能力為7m3/h,處理後的清水全部存在清水池中,清水池容積100m3,與中水共用。
2.4 效益分析
施工完成之後對設備進行了調試,設備可以正常運行,並且出水水質可以達到規范要求的水質標准。建築的中水回用經濟性主要受到當地水價的影響,水價越高,則建築中水回用系統的經濟效益越高,設備的投資回收期越短。該市現行一般商業用水水價為1.8元/噸(不包含污水處理費用),商業用水污水處理費為1.2元/噸,即總的水費價格為3.0元/噸。本工程設計的中水回用系統的全年回用水量為54,180.6噸,則本建築的中水回用系統全年可以節約用水費用為162,541.8元。
3.結論
綜上所述,高層建築中水回用技術可以大大緩解水資源緊張的問題,並且收到較好的經濟效益和社會效益。因此,相關的工作人員要高度重視水的回用技術上,推動高層建築中水回用技術的發展,提高水的回用率,進而達到節水的目的。
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