❶ 中水回用的发展及处理技术
水污染、水资源短缺已成为城市可持续发展的重大制约因素。针对水资源紧缺的现状,有必要对中水回用技术做重要阐述,简要介绍了中水回用的发展历程及各类处理工艺。
中国的城市化速度不断的加快,城市的规模也在迅速扩大,与此同时 水资源匮乏的矛盾日益突出,已构成诸多城市可持续发展的制约因素之一。根据中国工程院《中国城市可持续发展水资源开发利用》对中国城市水资源需求的预测,水资源供需矛盾将进一步加剧,至2030年,2050年城市用水需求将在原来的基础上增加590亿m3,910亿m3。解决水资源紧缺问题成为整个国家的发展问题,相应的三种解决办法,节水、蓄水、调水,而节水是最为经济可行的解决措施。中水利用是最主要最为行之有效的重要措施,对于提高水资源的利用效率,改善水环境有着非常重大的长远意义。
1中水的概念
在建设部《城市中水设施管理暂行办法》中将中水定义为:部分生活优质杂排水经处理净化后达到《生活杂用水水质标准》(CJ/T48-1999),可以在一定的范围内重复使用的非饮用水。中水是再生水,之所以称之为中水,是沿用了日本的说法,通常人们把自来水叫做“上水”,吧污水叫做“下水”,而中水的水质介于上水、下水之间,故名“中水”。中水虽然不能饮用,但它可用于一些对水质要求不高的场合,中水回用的对象分为市政杂用水,生活杂用水和工业用水。市政杂用水包括公园绿化和河湖用水、城市绿化用水、道路路面喷洒用水等;生活杂用水包括厕所冲洗、汽车洗涤;工业用户重点是回用至热电厂和化工厂等冷却用水以及城市污水处理厂内部杂用水等。
2中水回用的发展历程
中国对城市污水处理与利用的研究,早在1958年就开始列入国家科研课题;20世纪60年代关于污水灌溉的研究已达到一定的水平;20世纪70年代中期进行了对城市污水以回用为目的的污水深度处理工程试验;20世纪80年代初,济南、青岛、大连、北京、太原、天津、西安等缺水的大城市相继开展了污水回用于工业和民用的试验研究,像北京等一些城市已修建了回用试点工程并取得了积极的成果,不少公共建筑亦建设了水回用装置。目前世界上许多面临着严重水危机的国家都在积极利用城市污水,并将城市污水作为第二水源予以开发利用,已取得了成功的经验。美国有357个城市实现了中水处理后再利用;日本从20世纪60年代起一直大力研究和推广城市中水回用技术,广泛供给工厂、企业和居民小区;南非1986年建成了世界上第一座城市中水“再生水”厂,用作城市自来水的补充水源。此外,以色列、俄罗斯、英国以及中东诸国等都相继发展利用中水回用,以弥补日益缺乏的水资源。
3中水回用处理技术
中水回用工程多是以居民生活小区排放的生活污水为进水水源,出水要达到中水回用标准。中水水源大致可分为三种情况:一、污染程度较轻的优质杂排水譬如:沐浴排水,空调系统排水,降雨时的雨水等,应该优先选择这类水作为中水水源;二、杂排水,冲厕以外的生活排水组合,其污染程度处于中等;三、各类生活排水不经分散开而汇集到一起的污水称为生活污水,相比之下污染程度最为严重,其处理费用较高,工艺流程也较为复杂。根据不同的进水的水质以及中水回用的具体用途而选用不同的处理工艺。一般性的工艺流程可概括为:原水→格栅→调节池→主要处理工艺→过滤→消毒→中水。
处理流程中格栅与调节池处理为预处理,过滤、消毒等为后处理,预处理和后处理各种处理方法基本上是相同的。主要处理工艺可以选择,其中包括混凝沉淀、膜过滤 、生物处理、活性炭吸附等。按主要处理工艺中水回用处理方法一般分为三大类:物理化学处理法、膜滤法、生物处理法。
1、 物理化学处理法
物理化学处理法的主要处理工艺是混凝沉淀技术和过滤吸附技术,适用于处理污染程度较轻的优质杂排水,处理工艺流程短,技术简单,占地相对较小因此适宜小规模的中水工程采用。
2、 膜滤法(又称物理处理方法)
膜滤法主要是利用膜技术对污水进行处理,滤膜能轻易地将有机高分子物质、胶体微粒、微生物等污染物质过滤在外,容易操作,处理水量大,出水水质好,波动小易于实现微机自动控制,具有很好的发展前景,但工程设备一次性投资较高。
3、 生物处理法
生物处理法的主要处理工艺是利用微生物的吸附、氧化来降解污水中的有机物。对处理有机物含量较高的污水有着很好的效果,受水负荷变动影响小、出水水质稳定、运行费用较少适用于较大规模的中水工程。
以上三类处理工艺,根据原水水质、中水回用水质要求、投资成本、经济条件等进行选用,同时考虑对周围生态环境的影响。亦可几种工艺组合起来进行污水处理,可收到更好的处理效果。一种综合处理方法已经取得较好的处理效果,即臭氧生物活性炭净水工艺(BAC法)。
BAC 法主要利用臭氧、生物、活性炭三种技术工艺,臭氧生物活性炭作用对有机物的去除包括三个过程:臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。即在对有机物的去除上,先发挥臭氧的强氧化能力,将有机物氧化成可被微生物降解的小分子有机物,接着利用活性炭良好的吸附性能将其吸附,再由吸附在活性炭上的生物对吸附的有机进行生物降解,而臭氧分解产生的氧溶解在水中使水中的溶解氧常成饱和状态或接近饱和状态,这有为活性炭中的微生物降解提供必要的条件。这一臭氧与颗粒活性炭滤池相结合的臭氧生物活性炭净水处理工艺,一般置于后处理处。相应的研究和工程实践证明,BAC 法能高效去除水中的有机物,且由于运用了生物技术,大大延长了活性炭的运行周期,从而大幅度降低了运行成本。自德国杜塞尔水厂首先使用至今,已有30 多年的历史。目前在美国、日本、荷兰、瑞士等发达国家以成为给水净化处理技术的主导工艺。进入20 世纪90年代中后期,这种深度处理工艺在国内供水企业中也开始起步,发展至今取得很好的净水效果。这种技术工艺大多还是用于取水水源受污染的饮用水水厂,如果引进到中水处理中,经深度处理水质肯定会远好于经一般的处理工艺所得到的水。对用水水质要求较高的处理厂将会是一项值得采用的技术,该方法在严重缺水地区具有广阔的发展前景。
4结语
中水回用可有效减小污水的任意排放对环境造成的污染,同时减少水资源的浪费,实现污水的再利用,提高水资源的利用效率,具有极好的社会经济效益和环境效益。在推行中水回用的过程中肯定会遇到一些问题,如技术工艺、工程设备的问题而达不到预期的效果。但是随着科学技术的进步,中水处理的技术工艺将得到发展,工程设备也会越来越先进,中水回用将有着广阔的发展前景。随着中国城市化进程的推进,诸多地方缺水状况日益加剧,中水回用在供水和改善水环境方面将发挥越来越重要的作用。
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❷ 浅谈中水回用工艺及其可行性分析
现阶段,我国的水资源短缺问题正面临着严峻的考验,水,这个看起来取之不尽用之不竭的自然资源正在随着工业社会的发展而供不应求。保护水资源、节约水资源已成为主题,而中水回用技术则能很好地缓和缺水这个大问题。
1、我国水资源现状
全世界的淡水资源仅占其总水量的2.5%,在这仅有的2.5%中,又有70%以上被冻结在南极和北极的冰盖中,再加上高山冰川和永冻积雪,有86%的淡水资源难以利用。由此可见,人类可利用的水资源少之又少。而我国更是成为了世界13个水资源严重短缺的国家之一,且水资源分布极不均匀,南多北少,东多西少是我国水量分配的特点。
据监测,目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染,且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能,还加剧了水资源短缺的矛盾,并严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。此时,中水回用就显现出了它的重要性。
2、中水回用的可行性分析
中水,开始时称“中水道”,来于日本,因其水质及其设施介于上水道和下水道之间而得名。“中水”的定义有多种解释,在污水工程方面称其为“再生水”,工厂方面称为“回用水”,中水的划分界限一般都以水质为标志,其主要是指城市污水或生活污水经处理后可循环利用的非饮用水。
中国可开发利用的水资源大部分已开发利用,新增水源开发难度大且开发成本高,水资源紧缺形势日趋严峻。而每年大量工业废水和生活污水排放,不仅污染了环境,也浪费了宝贵水资源。因此,实施中水回用是提高中国水资源利用率的必要措施之一。
中水在多个领域都可以被广泛应用,在国外,已有很多国家在大范围使用中水系统,而随着我国经济、科技的快速发展,中水系统在我国部分地区也已投入使用。比如在建筑领域,中水系统在发达城市中应用广泛。建筑领域因其供水范围大,生活用水量和环境用水量都很大,可使用中水系统来满足各用户的用水需求。在北京、上海、天津等大城市,很多达到一定规模的住宅小区都被要求设有中水系统,可将生活污水处理到非饮用水标准,用作与人体非直接接触的景观用水、清洗及消防等,有效的实现了水的循环利用,节约了水资源。在建筑小区中,可用作中水水源的种类有很多,可选取小区内建筑物杂排水,小区生活污水,小区或城市污水处理厂经生物处理后的出水以及小区内的雨水等作为建筑中水水源。
中水回用在生产和生活中能起到很好的节水作用,其具有较低的水质及水价,可用来代替生活饮用水冲洗卫生洁具、绿化等,这样便可节约很大部分高质水,提高人们的可用水量。同时它还可以减少城市供排水系统的压力,加强了城市绿化和环境保护工作,保护了地下水源。因中水回用处理工艺较污水处理相对简单,故中水回用对减少城市污水处理厂的负荷也起到了至关重要的作用,在昂贵的理设施费用减低的同时还可降低其日常运行费用。
中水若想投入使用,其水质必须要满足以下要求:第一对人体的健康不能造成危害。第二要满足人们感观要求,即无不快的感觉,以解除人们使用中水的心理障碍,其衡量指标主要有浊度、色度、臭味等。第三要满足卫生要求,其指标主要有BOD5、细菌总数、余氯量等。最后还要满足设备构造方面的要求,即水质不易引起设备、管道的严重腐蚀和结垢。
3、中水回用存在的问题
虽然中水具有诸多优点,但其在投入使用中仍存在许多问题,那么为什么中水回用作为一项节水工程却不能得到很好的推广呢?其在经济、社会、技术等方面都存在问题。
首先是人们的意识问题,虽然中水经过复杂的处理,已达到可循环使用而不危害人健康的标准,但在人们的潜意识里中水永远劣于生活用水。调查表明,大部分居民不愿意使用中水,尤其是在水量丰富的南方地区,人们对中水缺乏客观科学的认识,认为中水的水质不达标,感官性状差,故加强民众对中水的认识是推进中水回用这一举措的重中之重。
在经济效益方面,由于中水处理技术的繁复性及运行费用等因素,中水的价格普遍偏高,有的地区其水价甚至高于自来水,在水价相同的情况下,居民肯定倾向于选择自来水而不是中水。
在监管体制方面,我国缺乏相对健全的对于中水的管理体制,目前国家只出台了一个《关于加强工业节水工作的意见》的政策,对中水回用的相关规定还不完善,导致无法可依。另外,中水自身也存在水质问题,其实中水水质并不稳定,在输送过程中也会因其水质不稳定出现结垢现象。
4、中水回用工艺
中水回用有两种处理按其用途不同可分为两种处理方式,一种是将其处理到饮用水的标准而直接回用到日常生活中,即实现水资源直接循环利用,这种处理方式适用于水资源极度缺乏的地区,但投资高,工艺复杂。另一种是将中水处理到非饮用水的标准,主要用于不与人体直接接触的用水,如便器的冲洗,地面、汽车清洗,绿化浇洒,消防,工业普通用水等。
选择相适应的处理工艺时需要根据水质、水量、回用条件的不同来选择。中水系统一般由污水收集、调节、预处理单元、深度处理单元、中水贮存、中水输配等部分组成。中水工艺包括预处理工艺、生物处理工艺、混凝工艺、过滤工艺、活性炭工艺、膜分离工艺等。
预处理主要是去除固体物和毛发,可在系统的最前段设置格栅以截留大的污染物。对于以洗浴水为主的处理中,由于毛发太多,故一般设置毛发过滤器,可有效地去除毛发。生物处理工艺用于去除水中可溶性有机物,可使用生物接触氧化、生物转盘、曝气生物滤池、土地处理。大多数生物处理设施需要向生物反应池中供气,可采用噪音较低的曝气设备。另外,中水处理的停留时间应大于2小时以取得良好的处理效果。混凝工艺主要去除原水中悬浮状和胶体杂质,可用聚合铝和聚合铁作为混凝剂。过滤的功能是去除水中微小的悬浮颗粒,常用的滤池有普通快滤池、V型滤池、虹吸滤池等。
中水处理采用传统的给水处理工艺,二级处理厂出水经泵提升,加入混凝剂后进入反应池,形成絮体后进入沉淀池沉淀,上层清液在V型过滤池中过滤,加氯消毒后送至清水池,再由泵送到用水点,处理流程简单易操作,可行性良好。
5、结语
为解决我国水资源极度紧缺且不平衡的现状,中水回用技术正在以迅猛的发展速度出现在我们的视野中。作为污水资源化的重要途径,其对社会的进步与发展起着至关重要的作用。
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❸ 中水回用系统在某住宅小区中的方案设计
中水是指各种排水经过物理处理、物理化学处理或生物处理,达到规定的水质标准,这种水质的指标是低于城市给水饮用水水质标准,但又高于污水排放标准的水质。是生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水,可用于冲洗便器、冲洗汽车、建设施工、工业生产、绿化和浇洒道路等。
从20世纪60年代初国外就开始了研究利用中水,近二十年来,中水开发与回用技术得到了迅速的发展,美国、日本等发达国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国家,占污水处理总量的46%出水直接回用于灌溉,其余33.3%和约20%分别回灌于地下或排入河道。我国是于上世纪80年代中期在北京建成了第一个中水试点工程。之后就开始了中水回用的研究报道,相关的标准及法规也陆续出台。
本文通过对本地区某住宅小区中水回用系统方案的比较探讨,阐述中水回用系统对城市长久发展及在环保节能方面的积极意义。
1 中水系统组成与形式
1.1 中水系统简介
小区中水系统是指在新、改、扩建的居住小区等集中建筑区内建立的中水系统,因供水范围较大,生活用水量和环境用水量都很大,设置中水回用系统易于形成规模效应,实现污废水资源化和小区生态环境的建设。小区中水系统框图见图1所示。建筑中水系统是一个系统工程,是给水工程技术、排水工程技术、水处理工程技术及建筑环境技术的有机结合,运用上述技术实现建筑群的使用功能、节水功能及建筑环境功能的统一。中水系统既不是污水处理厂的小型化,也不是给水排水工程和水处理设备的简单拼接。好的中水系统不仅可以为环境及建筑本身带来好的规模效益,而且从长久发展来说具有好的经济效益和社会效益。
1.2 中水系统的组成、水质和水源
小区中水系统是由中水原水收集系统、处理系统和中水供水系统三部分组成。中水原水收集系统是指收集、输送中水原水到中水处理设施的管道系统和一些附属构筑物;中水的处理系统是由前处理、主要处理和后处理三部分组成。前处理除了截留大的漂浮物、悬浮物和杂物外,主要是调节水量和水质,即设置调节池;主要处理是去除水中的有机物和无机物等;后处理是对中水供水水质要求很高时进行的深度处理。
小区中水系统水质要求虽然低于城市生活饮用水标准,但卫生指标如大肠菌群数等必须达标,且还要符合人们的感官要求,以解除人们使用中水的心理障碍,此外中水不应引起设备和管道的腐蚀和结垢,最重要的是施工使用要安全可靠。
由于小区中水系统规模较大,中水水源的选择种类相对较多,具体水源的选择要根据水量平衡和技术经济比较最终确定。通常我们选取小区中水系统的水源是小区建筑物内的杂排水、(即不含冲厕排水的排水,有沐浴排水、盥洗排水、冷却水、洗衣排水及厨房排水等。)小区生活污水和小区内雨水(可作为补充水源)。本地区降水量较少,故雨水不考虑在补充水源范围之内。
2 工程概况
本住宅小区位于呼和浩特东部新区核心区域,北面为城市主干路海拉尔东街,西侧为城市主干道科尔沁西路,南邻东站北街,东面为规划路。小区有4栋高层住宅,1号楼建筑面积15967.15m2,建筑高度42.6米,地上14层;2号楼建筑面积13169.5m2,建筑高度42.6米,地上14层;3号楼建筑面积16187.7m2,建筑高度42.6米,地上14层;4号楼建筑面积13109.3m2,建筑高度42.6米,地上14层。5号楼属于综合一类建筑,功能为公寓及公寓式办公,建筑面积25259.23m2,建筑高度44.5米,地上13层。6、7号楼属于低层商铺,6号楼建筑面积1397.4m2,地上2层。7号楼建筑面积2265.59m2,地上3层。小区主体下部为地下车库,地下车库面积20641.39m2,可停放车辆581辆。小区生活泵房、中水设备处理室、消防泵房和电气用房均设置于5号楼地下室。
3 小区中水水量平衡计算
小区功能分为住宅和综合楼两部分,中水用于冲厕和绿化等杂用,选定沐浴、盥洗和洗衣排水作为中水水源。
4 小区中水处理工艺及设施
中水处理工艺流程是根据中水原水的水量与水质,供应的中水水量与水质,以及当地的自然环境条件和对建筑环境的要求经过技术经济比较确定的。本小区位于我国北部内蒙古呼和浩特地区,处于高海拔、严寒、缺水地区,水质较硬。考虑到初投资及运行费用的问题,此次中水处理采用物理化学处理为主的工艺流程。见下图2。
4.1 格栅
格栅采用机械格栅,设置一道格栅,栅条空隙净宽为5mm。污水泵的吸水管上设置毛发聚集器去除毛发等杂物。
4.2 原水调节池
调节池选用预曝气的形式,这样不但可以使池中颗粒状杂质保持悬浮状态,避免沉积在池底,还可以使原水保持有氧状态,防止原水腐败变质,产生臭味。而且预曝气还可以去除部分的有机物。曝气负荷采用0.9m3/(m3・h)。
4.3 过滤设施
过滤是中水处理工艺中必不可少的后置工艺,它对保证中水的水质起到了决定性的作用。过滤分为两部分,首先采用微絮凝过滤,它是将絮凝和过滤相结合,工艺紧凑,设备简单。之后出水再经过活性炭过滤。活性炭过滤采用固定床,过滤器为两个,过滤器中炭层高度和过滤器直径比为1∶1,活性炭高度为5.0米,设计负荷为0.5kgCOD/kg炭,接触时间为30min,反冲洗时间为15min。
4.4 消毒
中水处理必须设有消毒设施,消毒剂投加采用自动投加方式,并能与被消毒水充分混合接触。消毒剂采用次氯酸钠消毒剂。加氯量为5mg/L(有效氯),消毒接触时间大于30min。
中水回用系统设计需要特别注意的是由于中水水质标准低于生活饮用水标准,中水系统与生活给水系统管道、附件和调蓄设施存在共存的问题,可能有居民误把中水当作生活饮用水使用,为了保证供水安全,采取以下防护措施:①中水管道严禁与生活饮用水管道直接连接;②所有明装的中水管道外壁按有关标准的规定涂色和标志;③对中水系统进行必要的监测控制和维护管理。
5 结语
本工程生活废水属于优质杂排水,经过中水水量平衡计算,本小区中水原水量与用水量之差很小,可以满足本小区冲厕及绿化用水。实现了节约水资源,达到节能减排的良好社会综合效益。
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❹ 生活排水系统采用分流制的优缺点
一般而言,在新城区采用分流制,旧城区采用截流式合流制。但鉴于我国目前排水系统的实际情况,真正意义上的分流制在实践中很难做到。雨污系统中有一根接错,两个系统就相通,可能就是合流制。根据某污水厂厂外管网工程实践证明,完全分流制必须从化粪池出口分流开始,并且采用专业监督和专业队伍施工。同时初期雨水污染也比较严重,截流式合流制有利于初期雨水的截流,因此中小城市建议以截流式合流制为宜。日本东京区部地区大部分采用合流制系统,他们认为尽管合流制会增加污水处理量,但合流制下水道系 统可充分利用原下水道系统,将其进行改造、重建与完善的建设费用、技术要求均低于分流制,故广泛使用。
2.污水厂排水去向
目前国家强调水的循环再用,要从“污染控制”向“水生态修复和恢复”转变,因此污水厂处理后污水的排放以就近向可作为中水回用的途径或可向内河排放作景观用水为宜。而环境影响评价常以事故排放为由,建议将处理后的污水向外江心排放,两者矛盾如何协调值得进一步讨论。
(一)污水处理新技术的发展
从可持续发展角度而言,采用延时曝气这种高资源占用(材料、土地)和高能源消耗低负荷工艺,以耗能方式取得污泥稳定的工艺是不适合中国国情的,从生活污水反应器发展趋势看是从活性污泥工艺和生物膜反应器向高效的移动床和流化床发展。
最近国内尝试使用一种高效载体生物强化A/O工艺,它是在A/O反应池的好氧池末端投加活性硅藻土,同时好氧硝化液和沉淀污泥回流至缺氧池,利用硅藻土的高效载体生物作用(流化床)和吸附,混凝及过滤等物化作用,实现生物脱N和物化除P,较好地解决了纯生物或纯化学污水工艺中脱N与除P相互矛盾的问题。
(二)污水管道设计中新管材的推广
在给排水工程中推广PCCP管、PVC-u管、PE管、聚丙烯(PP)等新型塑料复合管材,符合国家以塑代钢政策。同时管道摩阻小、排水量大、重量轻、施工方便,受到业主及施工方一致欢迎。但在具体使用过程中,应注意施工造成管道变形超标的问题,应确保管道两侧回填土的回填质量,必须分层夯实,使其密实度能够达到95%以上。
❺ 绿色建筑给排水技术措施
一、绿色建筑中的给排水技术措施
1中水回用技术。中水作为一种水质较好且较稳定的第二水源,对其进行回用可以达到很好的节水效果。中水回用技术在国外发展很长时间,技术体系也已经形成,并且取得了良好的经济效益跟环境效益。日本作为中水技术非常成熟的国家,东京早在20世纪90年代就曾在458栋建筑和2个工业区中规划建设中水系统,回用中水7.4万m3/d,建筑节水率达76%。在《河北省绿色建筑评价标准》中也有说明景观用水应优先考虑采用雨水、再生水,而不应采用市政供水和自备地下水井供水。另外,也可设置循环水处理设备,循环处理利用景观用水。在建筑中再生水一般乘坐中水,中水实质各类排水经过处理后达到规定的标准,然后可在市政、环境等范围内杂用的非饮用水。中水其水源一般包括沐浴排水、洗衣排水、盥洗排水、厨房排水、厕所排水以及空调冷却水。中水并不是单一水源,一般把以上这些水源分为3类:优质杂排水:空调冷却水、淋浴排水、盥洗排水等水质较好的水源;杂排水(灰水):除去厕所排水的生活排水;生活污水(黑水):所有的生活排水。
中水的处理工艺一般可分为物理化学处理法、生物处理法和膜处理法三大类。物理化学处理法以混凝沉淀(气浮)技术和过滤技术相结合的基本方式,生物处理法是利用好氧微生物的吸附、氧化作用,降解污水中的有机物质,膜处理法主要利用各类滤膜来进行处理。目前,绿色建筑的中水回用系统一般采用优质杂排水或杂排水作为中水水源,经简单处理后用于绿化灌溉、清洗车道等。建筑中排水水量大,且优质杂排水占比较大,是目前最有效的节水措施,但是由于建设中水回用系统会增加建设成本,并且后期运行需要人员管理,经济效益并不明显,因此存在一定的推广难度。
2雨水收集回用技术
1.雨水收集回用技术国内外发展现状:随着人们节水意识的不断提高,在建设中越来越后重视发展雨水收集回用工程,雨水作为洁净度较高的水源,具有极高的利用价值。通过一些工程措施来利用雨水资源,即可以减少自来水的使用量,又可以通过回灌地下水的方式减少排水量,降低了城市洪涝风险。因此,通过雨水收集回用的方式,即能够达到节水目的,又能达到补充地下水资源的效果,是城市水环境可持续发展的重要措施之一。国外对于雨水资源利用十分重视,从20世纪60年代初期,雨水资源的利用研究就已经在发达国家开展起来,并且把雨水的收集利用也作为城市规划中的重要部分。发达国家通过制定雨水利用的法律法规以及建设雨水收集回用设施等方法,逐渐形成了以“先利用后排放”思想的雨水资源利用体系。
但是随着低冲击开发(Low-ImpactDevelopment,简称LID)概念的提出,对于雨水资源利用的观念也发生了改变,对于雨水资源的利用尽量不改变该区域的水文状态。因此,目前发达国家新兴的城市通过合理的水文设计,综合采用入渗、过滤、蒸发和蓄流等方式尽量保持自然状态下的径流状态,使城市开发区域的水文功能尽量不发生改变,这对城市的可持续发展具有重大意义。我国城市雨水利用起步较晚,并且没有形成完整的体系,虽然国内各地也陆续编制了因地制宜的雨水利用规范,也相继完成了一些雨水收集示范项目,但是对于雨水资源还没有形成行之有效的利用。
2.雨水收集回用技术:在《河北省绿色建筑评价标准》中的控制项规定:雨水、再生水等非传统水源在储存、输配等过程中要有足够的消毒杀菌能力,且水质不会被污染,以保障水质安全;住区景观水体采用雨水、再生水时,在水景规划及设计阶段应将水景设计和水质安全保障措施结合起来考虑。因此可以知道绿色建筑中的雨水收集回用技术首先要保证水质的达标,因此在设计时要加入处理设施,采用常规处理工艺:雨水→初期弃流→蓄水池沉淀→过滤→消毒→出水。结合河北省的雨水利用现状,可以采取以下几种雨水收集回用技术:透水地面。增强地面的透水能力,在技术上不存在困难,且建设成本较低。
另外,还能补充地下水、减轻城市排水系统负荷,改善微气候,降低热岛效应,减小洪峰流量,对于改善城市的生态环境具有重要意义。建筑屋面雨水或路面、广场、绿地等雨水收集后回用。经初期弃流、截污措施后,进入蓄水设施,经雨水处理站处理、消毒后进入清水池,然后经回用水泵抽送回用于室外绿化、洗车、道路浇洒、地库冲洗等室外非饮用水项目,其中绿化采用节水灌溉。
3节水措施:节水措施是指通过减少耗水量的一些技术措施以达到节水的目的,主要有以下几种方式:
1.降低管网漏损:根据《城市建设统计年鉴》的数据,2010年我国总漏损水量为62.7552×108m3,可见因管网漏损所浪费的水量是巨大的。管网漏损的主要原因是管道老化、技术手段落后等原因造成的,通过选用新兴管材、高质量的给水附件,并合理选择连接方式可以有效减少管网漏损。
2.节水器具:有调查显示,洗浴用水和冲洗便器用水的量能够占整个家庭总用水量的50%以上。根据《河北省绿色建筑评价标准》中所规定,根据用水场合的不同,合理选用节水水龙头、节水便器、节水淋浴装置等。对采用产业化装修的住宅建筑,住宅套内均应采用节水器具。通过使用节水器具可以有效的达到节水效果。
3.采取合理的供水分区方式:通过采取合理的供水分区方式可以有效的降低用水器具的超压出流,可以很好的达到节水效果。
二、结语
随着绿色建筑概念的深入人心、人民节水意识的不断提高和国家政策的出台,都为绿色建筑的发展提供了良好的保障。给排水技术措施作为绿色建筑中的重要部分,直接决定了建筑的节水效果。本文主要根据河北省绿色建筑的发展现状,结合现有给排水技术措施,并提出了一些适合绿色建筑中使用的技术措施,并对其进行了探讨。
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❻ 中水是如何做到回用的
再生水是指废水或雨水经适当处理后,达到一定的水质指标,满足某种使用要求,可以进行有益使用的水。
❼ 建筑污水再生回用及雨水利用
建筑污水再生回用及雨水利用
了解全球及我国水资源危机以及水环境污染日趋严重的问题,执行国家关于节水的标准、规范,开展提高用水效率与节流、分质供水;污水是重要的中水水源,将污水作为非传统水源进行处理并回用是一种经济、安全、合理的降低水耗的途径,亦为社会公众所接受。而雨水收集和处理作为生活杂用水或景观用水要比回用生活污水更经济、安全、可靠,部分省市已在国家节水方针指导下,展开雨水利用、污水再生回用工作。
了解全球及我国水资源危机以及水环境污染日趋严重的问题,执行国家关于节水的标准、规范,开展提高用水效率与节流、分质供水;建筑污水是重要的中水水源,将建筑污水作为非传统水源进行处理并回用是一种经济、安全、合理的降低水耗的有效途径。
社会产业的不断发展带动用水量不断地增加,对现有水资源的压力越来越大,人们开始意识到水资源的重要性。虽然我国幅员辽阔水资源比较丰富,但是由于我国人口众多,人均可利用的水资源就很少了,尤其是内陆不发达城市,节约用水迫在眉睫,光凭节约用水是远远不够,关键在于怎么样把不可回收利用的废水变成可回收利用的水。
建筑污水是重要的中水水源,将建筑污作为非传统水源进行处理并回用是一种经济、安全、合理的降低水耗的途径,亦为社会公众所接受。而雨水收集和处理作为生活杂用水或景观用水要比回用生活污水更健康。
根据建筑物性质不同建筑可分为住宅、公共建筑和工业建筑,建筑用水由室内用水和室外用水组成。按建筑用水的用途又可分为生活用水、生产用水、消防用水、其他用水(景观环境用水、绿化和浇洒道路用水、工艺设备用水、车辆冲洗和循环补充用水、不可预见用水等)。
工业建筑的生产用水水量比较大,有时用完的废水就直接排掉了,造成很大的浪费,其实很多生产用水都是无污染的,可以用来冲洗车间地面、洗车、浇洒绿地等,都可以作为非生活饮用水使用。有的生产废水是高温的,经降温池降温后可作为工人淋浴用水或者采暖的锅炉使用。再生废水还可作为工业循环水使用,用于冷却生产设备。
很多国家在住宅区设置了一种家庭废水回收利用装置,它包括废水水源、蓄水箱、坐便器水箱,蓄水箱内倾斜设置过滤网,下端设有排污阀,蓄水箱上端设有开启式箱盖,其特点是:在蓄水箱和坐便器水箱之间连接空心浮动塞式提水器。本实用新型不使用任何动力设施,无噪音、无污染、结构简单、使用方便,不用改变室内结构,成本低。这种装置有效的利用了平时大家浪费的多余的污水,为环保做出了一份贡献。
在建筑中建立水循环的概念。此时建议优先采用雨水,主要理由是:①经过就地收集处理后的雨水,特别是降雨历时内中后期雨水水质相对建筑中水较佳;②雨水就地收集处理,相对建筑中水经济性更优。但是,因降雨的时间不确定性,日常雨水水量利用是难点。
雨水的获得是不需要支付任何费用的,同时由于水质条件较好,因此被认为是最有利用价值的水资源。雨水利用是一种综合考虑雨水径流污染控制、城市防洪以及生态环境的改善等要求,建立包括屋面雨水集蓄系统、雨水截污与渗透系统、生态小区雨水利用系统等,将雨水用作喷洒路面、灌溉绿地、蓄水冲厕等城市杂用水的技术手段。由于对居住小区内的雨水进行了合理的规划和充分利用,使得居住区内土壤中的含水率增大。雨水涵养地表水和地下水,调节小区气候,降低了雨水管系容量负荷,即减少雨水管道系统的投资和运行费用,总而言之,雨水利用的益处是很多的。
建筑雨水利用就是将水循环中的天空雨水以天然地形或人工方法收集、截流、储存、处理回用,供建筑及小区日常用水。雨水收集利用技术与住宅建设的结合将在很大程度上改变我们由于水资源日益枯竭而望天兴叹的生活。而随着由中国建筑设计研究院主编、北京泰宁科创科技有限公司参编的《建筑与小区雨水利用工程技术规范》国家标准的颁布实施,这一技术将会在全国得到快速普及,中国水资源日益枯竭、城市生态环境日益恶化的现状有望得到缓解。这些小区一般占地面积大,绿化比例高,有喷泉水池等水景观,并有完整的雨污分流系统,进行了一些雨水利用工程的改造。在较大面积的绿地及广场等地下可以设置地下式蓄水池或蓄水渗透池,还可以利用人工水池、人工湖等雨季来临,可以将雨水存入蓄水池中,经过简单的处理如:沉淀、过滤、消毒等即可用作浇洒绿地、冲洗路面、冲厕所及洗车等耗水量大而又对水质要求不高的用水项目。在一些工业区,将雨水进一步处理,作为冷却循环用水节省小区或厂区内雨水管道的投资,在夏季即雨季用水高峰期缓解城市的供水压力,在长时间无降雨的情况下,可以由市政给水管网供给,这些方面的工作还有待进一步的提高。建筑雨水利用的措施。
雨水利用分直接利用与间接利用,前者是将雨水收集后直接回用用于绿化、冲洗道路和停车场与汽车、景观用水及建筑工地用水,由于我国大多数地区降雨量全年分布不均,故直接利用往往不能作 为唯一水源满足要求,一般需与其它水源一起互为备用;后者是将雨水简单处理后下渗或回灌地下,补充地下水,改善生态环境,减轻城区水涝危害和水体污染等。在降雨量少而且不均匀的一些地区,如果雨水直接利用的经济效益不高,可以考虑选择雨水间接利用方案。雨水处理工艺简单:雨水水质较之中水要好的多,处理工艺简单,其杂质主要是由降水中的基本物质和流经汇水面而携带的外加杂质组成。加强水系综合整治和水网建设,因地制宜地拦蓄、利用雨洪水。
经济、环境和社会效益的比较:雨水利用与污水深度处理回用均可起到减少自来水用水量,降低城市引水、净水的边际费用的作用和环境保护的效果。而雨水利用还能更有效地减少向排水系统的排放量,节省了城市排水设施的运行费用;在城市暴雨时,能起到防洪减灾的积极作用。制定相应的雨水回收利用的政策、法规。根据城市规划和建设中忽视雨水回收设计与应用的实际问题,因此,城市污水资源化再利用是十分必要的,是消除缺水危机和解决环境最有效的途径之一。
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❽ 中水回用与污水资源化研究
在当前的生态环境中,水资源污染一直是城市发展建设中的重要问题之一,而中水回用以污水资源化为主要的目标,解决了水资源污染的问题,优化了水资源的利用模式,在当前的城市水资源管理过程中得到了广泛的应用,在本文的介绍中,主要是针对中水回用系统的现状以及影响因素进行分析,加强中水回用系统的应用,提高污水的资源化利用。
水是人类生存的必要条件,在我国960万平方公里的土地上,还有很多地区处于水资源缺乏的状态,而我国对于水资源的利用只是循环在开采、利用、污水排放的传统模式中,这样的方式造成了水资源的严重浪费,加强了我国水资源的短缺,当务之急就是能够环节现在的水资源短缺的问题,减少污水的排放量,而中水会用系统的运用能够改进目前存在的问题,提高水资源的利用率,促进污染的资源化。
1、中水回用现状
1.1系统组成
在现有的中水回用系统中主要是进行集中处理,二级处理的尾水会直接排入河道或者是成为中水的主要生产来源,而在城市的水资源管理中,针对雨水和污水实施分流 [1]。
1.2运行管理
现有的污水处理厂及中水厂的资金投入主要是来自于政府扶持,或者是社会各界的捐赠进行中水回用系统的建设,基础设备的养护检测主要是由城市的城管委进行负责,自来水公司则是代收污水的处理费用。
1.3污水处理产物利用
关于污水处理之后的中水在实际的生活中使用用途比较少,基本上分为两种,一种是在食堂的炉灶或者是沼气发电机的燃料中使用,就是作为沼气的使用用途。第二种是在供电厂使用,经过消毒和过滤几道程序作为冷却水进行使用 [2]。
2、中水回用系统的影响因素
2.1资金问题
在中水回用系统建设的过程中,需要大量的资金投入,但是城市污水理出以及中水回用系统都是属于公益性的事业,在建设的过程中基本上是属于国家的财政政府相关部门来承担的,或者是来自社会的捐赠,但是这种的情况比较的少,在建设的过程中资金的短缺会造成中水回用系统的不完整,不能发挥最大价值实现水资源的高效利用。
2.2系统隐患
在进行污水处理的过程中,基本上都是用原水或者是其他的组成成分进行污水处理,我们称之为生物降解工艺,但是如果在这个过程中将污染物中的微生物杀死,就会造成污水厂的停运,污水厂一旦停运,中水回用系统的建设就会受到一定的影响。
2.3产量受到限制
根据污水处理的理论,污水排放量比较的大,占自来水的一半以上,将污染进行排放,产量占水量的一般,也就是中水产量最大只可能是城市自来水量的25%,如果说中水产量在一定程度上超过了25%,那么中水回用系统中供给管网将带来非常大的经济损失。
2.4中水价格
在水资源利用过程中,中水的使用用途受到了限制,通过上述我们已经了解到中水只能用作生产、生活杂水使用,因为用途的首先造成了在价格上和自来水相对会比较低,还有上述的各个因素的影响,中水的利润空间非常小,因此中水的价格限制着中水回用系统的持续发展。
3、加强中水回用系统,促进水资源高效利用
3.1加大宣传力度,加强利用率
在现代的水资源中,中水作为一种新型的水源,在现代的生态系统中发挥着重要的作用,因此应该加强对中水的推广和宣传。在宣传上面,可以邀请社会的相关单位、学校、居民等到污水处理厂进行参观整体的流程,并且通过参观将整体的中水回收系统进行详细的介绍,借助参观者向社会群体进行宣传。在推广方面,让大众看到中水的作用,改变对中水的看法,从而提高中水的利用率。在进行推广宣传的时候,通过现代的互联网技术,自媒体的宣传,促进中水回用系统的应用。
3.2市场调研明确大众需求
在中水回用系统建设的过程中,可以根据市场调研的方法明确中水的市场需求,通过市场对中水的需求量,确保水资源的合理分配。在进行调查的过程中可以采用两种方法,首先是成立调研小组或者是技术开发小组,针对污水资源化组织调研工作,第二种是在生产的过程中进行研究和学习,也就是说在中水回用系统建设的过程中,结合相关的理论知识,加强生产中水的技术水平,从根本上提高中水的产量和处理技术,提高市场竞争力。
3.3加强资金的投入,确保系统建设
足够的资金投入,能够有效的保障和促进中水回用系统的建设和正常工作的开展,因此要加强资金的筹集,虽然在当前建设过程中,污水处理厂和中水回用系统作为一个公益性事业,但是在资金补贴上面,国家政府部门给了一定的资金扶持,为资金的筹集奠定了基础,在建设的过程中,由于工程量比较浩大,需要不断的扩展建设规模,无论是人力、物力还是财力,都需要资金的投入,如果是依靠政府的补贴没有办法满足建设的需求,因此要加强社会各界的扶持,首先可以借助社会融资的方式进行资金的筹集,其次是可以采用捐助的方式进行集资,加强资金的扶持力度,或者是通过企业的投资加强中水回用系统的建设,通过一定力量的资金扶持能够加快中水回用系统的建设,增强中水回用系统的功能,提高水资源的利用率。
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❾ 高层建筑中水回用技术的应用
高层建筑中水回用技术可以大大缓解水资源紧张的问题,是解决当前某些缺水城市水资源危机的重要途径。因此,在现阶段加强建筑中水回用技术的研究,对提高超高层建筑水资源的有效利用率、进而促进中水回用的产业化发展,达到节约用水的目的有着深进意义。
1 工程概况
某工程为超高层建筑,主要功能为办公、商业、餐饮等,总用地面积25,945m2,总建筑面积210,964m2,其中地下层为车库,1~6层为裙房,主要功能为商业餐饮,6层以上分为E、F两座塔楼,其中E座高119.2m,F座高139.2m。由于该工程位于淡水资源极度缺乏的城市,应该充分重视水资源的利用问题。
2 高层建筑中水回用技术
2.1 中水系统设计
本工程的供水水源为城市自来水。中水供应系统向本建筑全部卫生间供水。以公共卫生间内的手盆水、公共浴室排水、冷却塔排水等作为中水原水,经过处理后的中水回用于公共卫生间内大小便器的冲洗以及车库地面的冲洗补水等地方。本建筑内污废水量约732.6m3/d,按供水量的90%计。其中用于中水原水量约139.7m3/d。因此,实际日排放量为592.9m3/d。冷却塔排水、绿化和浇洒道路等用水不排入污水系统,此部分耗水量为440m3/d。设计的室内污水和废水进行分流排除,公共卫生间的一部分废水作为中水原水循环至中水机房进行回收;对于卫生间的生活污废水,设计为专用的通气管排水系统进行排水;首层以下排水单独排出室外。
中水原水量为139.7m3/d,中水回用系统的平均日用水量为228.8m3/d,两水量相差部分由雨水补给(详见雨水利用),可达到回用系统的1.1倍(年收集水量占回用水量百分数)最高日用水量为343.2m3/d。
2.2 中水回用工艺流程
2.2.1 工艺设计依据
本工程将中水处理站设在地下二层,需要处理的水量:中水原水平均日收集水量139.7m3/d,中水设备日处理时间取12h/d,平均时处理水量为11.6m3/h。因此,设计取设备处理规模为12m3/h。中水水质标准:符合《城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002),其中浊度、溶解性总固体、BOD5、氨氮按严标准取值。
2.2.2 中水回用工艺流程
建筑中水回用可以处理到两种程度的回用水,一种是处理到可以供人类直接饮用的水,实现水资源的完全循环利用,但是这种工艺投资高且工艺复杂;另一种是处理到不供人类饮用,而是将处理水回用于冲厕、绿地用水、冲洗车库地面用水等地方,后者应用较为普遍。中水处理有多种不同的工艺,处理时应该综合考虑中水原水的水量、水质、以及处理水回用部位等因素。在实际应用中,根据原水水质不同,中水处理流程可以分为很多种。
中水首先经过格栅和曝气调节池进行预处理,去除污水中的杂质并且均匀水质;然后经过毛发收集器,由一级提升泵到达中水一体化设备,再由二级提升泵依次达到石英砂过滤器、活性炭过滤器、中水蓄水池(与雨水共用),最终向本建筑的全部卫生间供水。此外,设计的中水处理工艺中还应用了鼓风曝气机进行曝气,增加足够的溶解氧,使氧气在液体中被充分搅拌和溶解,达到阻止液体中的悬浮物下沉的效果;滤池反冲洗设备用于拦截水中的杂质,去除水中的颗粒物等杂质。
处理后的中水水质应符合《城市污水再生利用城市杂用水标准》GB/T18920或《城市污水再生利用景观环境用水水质》GB/T18921的规定。
2.3 雨水利用系统
2.3.1 建筑屋面雨水排水量
雨水量按该市暴雨强度公式计算,屋面雨水设计重现期为10年,降雨历时5分钟。溢流口和排水管系总排水能力按50年重现期设计。屋面总汇水面积11,000m2,雨水排水量约为600L/S。
其中暴雨强度公式为:雨水量公式为:Q=ΨqF
雨水管道设计重现期P=2年;室外雨水管道设计降雨历时T=15分钟;室外综合径流系数Ψ=0.65。
由以上公式计算所得雨水量约为597.3L/s。
2.3.2 雨水利用标准及利用方式
(1)雨水利用标准:重现期1年的雨水进行利用,不排入市政管网,超出的雨量排入市政管网。设计年降雨厚度1,255.1mm,平均年降雨次数121.6次。
(2)雨水利用采用回收利用方式。
①收集量和回用量:根据本工程的用地现状和投资情况,收集降落在屋面及硬化路面(汇水面积约25,900平方米)的雨水,处理后的雨水进入中水清水池,用于车库冲洗和卫生间冲厕,用水量约89.1m3/d。
②年收集雨水量(红线内)=10×0.8×1255.1×0.7×2.59=18,204m3
③雨水收集池:根据用水量、1年重现期降雨量(49.1mm)的收集量和用地现状综合确定为400m3,初期4mm的降雨不进入雨水蓄水池,经弃流池排出。雨水蓄水池和弃流池位于室外。超过雨水蓄水池设计能力的降雨通过溢流管排至市政雨水管道。
④工艺流程:由设于雨水收集池内的潜水泵进入地下二层的雨水处理机房。雨水利用的工艺流程图见图1。
图1 雨水收集工艺流程图
由图1可知,屋面雨水经过弃流池弃流初期雨水后,收集到雨水蓄水池,经砂滤和活性炭过滤器过滤,达到中水水质标准后,进入与中水共用的雨水蓄水池,用于中水系统供水或用于楼内车库冲洗及卫生间冲厕。雨水处理设备间歇运行,在有雨水时,运行12h,处理能力为7m3/h,处理后的清水全部存在清水池中,清水池容积100m3,与中水共用。
2.4 效益分析
施工完成之后对设备进行了调试,设备可以正常运行,并且出水水质可以达到规范要求的水质标准。建筑的中水回用经济性主要受到当地水价的影响,水价越高,则建筑中水回用系统的经济效益越高,设备的投资回收期越短。该市现行一般商业用水水价为1.8元/吨(不包含污水处理费用),商业用水污水处理费为1.2元/吨,即总的水费价格为3.0元/吨。本工程设计的中水回用系统的全年回用水量为54,180.6吨,则本建筑的中水回用系统全年可以节约用水费用为162,541.8元。
3.结论
综上所述,高层建筑中水回用技术可以大大缓解水资源紧张的问题,并且收到较好的经济效益和社会效益。因此,相关的工作人员要高度重视水的回用技术上,推动高层建筑中水回用技术的发展,提高水的回用率,进而达到节水的目的。
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