建筑中水系统的分类及处理流程

建筑中水系统的分类及处理流程

1建筑中水的内涵中国是一个水资源严重短缺的国家。随着社会经济的快速发展和人口的增加，水资源不足的问题更加突出。因此，国务院规定，所有新建和改建项目必须实施“节能减排”措施。国家提倡节能减排的重要意义在于最大限度地节约资源(节能、节水)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间。因此,目前发展污水回用技术,减少污水排放量,保护现有可利用的水资源不被污染破坏,实现污水资源化,可有效缓解水资源紧张状况。而作为污水回用重要形式之一的建筑中水,由于其独特的区域性和灵活性,显现出开源和控制污染的双层功能,有着广阔的发展前景。目前,我国城市生活用水中公共建筑的用水量很大。比如大型的旅馆、饭店、办公楼、综合楼,学校等,其空调冷却排水、洗浴用水、洗衣用水、盥洗排水所占的比例较大,而其受污染程度却较轻,利用这部分水作为中水水源,不但可以实现污、废水资源化,缓解水资源不足,还可以减少污染排放,减轻城市排水设施的负担,具有明显的社会和环境效益。《建筑中水设计规范》(GBJ50336-2002)关于建筑物中水的定义为:一栋或几栋建筑物内建立的中水系统。建筑中水系统是由原水的收集、储存、处理和中水供给等工程设施组成的有机结合体,是建筑物的功能配套设施之一。建筑中水系统包括一套排水管(收集中水水源)、一套供水管(输配处理装置出水至中水用水点)、一套中水处理装置。2中水处理工艺设计中水处理是中水回用系统的关键。不同的中水水源、处理工艺以及处理规模直接影响处理效果及投资,影响中水设施的直接和间接效益。选择合理的中水处理工艺流程,不仅可以提高建筑中水系统对污水的回收和利用效率,而且可节省投资和运行维护费用。工艺流程的选择一般要综合考虑工程项目内对中水的需求量、水源量、中水的用途。2.1建筑物水源选择2.1.1优质杂排水、低污染废水建筑中水水源以建筑物的排水作为中水的水源可分为三类:A类:不含厨房、厕所排水,以空调冷却排水、洗浴排水、洗衣排水为主的优质杂排水。这部分排水占建筑排水的40%以上,其污染程度较轻,水质较好。是优先选择的中水水源。B类:含厨房排水的杂排水。厨房废水污染程度较高,含有动植物油、表面活性剂等,仅采用物理化学处理较难达到回用要求。C类:杂排水和厕所排水,即生活污水。因含有厕所冲洗污水,污染物浓度高,且含有大量细菌,其处理工艺要求较高。2.1.2建筑物水源的水质各类中水水源的水质见表1;公共建筑物各种排水污染浓度见表2。2.1.3建筑物水源保护量公共建筑物各分项给水百分率见表3。2.1.4中水水源的衡量指标中水的水质必须满足的基本要求:1)卫生上安全可靠,无有害物质,其主要衡量指标有大肠菌指数、细菌总数、余氯量、悬浮物量、生化需氧量及化学需氧量等。2)外观上无使人不快的感觉,其主要衡量指标有浊度、色度、臭气、表面活性剂和油脂等。3)不引起管道、设备等严重腐蚀、结垢和造成维修管理困难,其主要衡量指标有pH值、硬度、蒸发残留物及溶解性物等。中水供水水质标准见表4。综上分析,建筑中水水源应据建筑物排水的水质、水量,以及其他排水状况和中水用途及所需水量确定。应优先选用空调冷却排水、洗浴排水、盥洗排水、等污染较轻的杂排水为水源。2.2建筑物的水处理工艺选择2.2.1污水处理工艺的选择建筑中水处理工艺与技术的选用要切合工程项目及所处地区具体情况。主要注重以下主要因素:1)中水原水水质:确定原水水源是优质杂排水、杂排水还是混合生活污水,同时应取得可靠的水质资料。作为处理工艺技术选择的基本依据。2)中水供应对象与水质:根据中水用途及使用要求,确定中水的具体水质控制项目与指标,作为确定不同深度的处理工艺的依据。3)污泥处理方法:中水处理系统产生的污泥是干化处理后外运,还是好氧消化、厌氧消化减量后外运,或有条件直接运至污水处理厂等,这对整体处理系统有重要影响。4)依据公共建筑物的环境特点和相应要求,确定二次污染防治措施,避免异味气体、噪声振动、污泥等对周围环境的影响。2.2.2预处理处理工艺建筑中水处理工艺按其机理主要分为物理法、化学法、物理化学法及生物化学法等。中水处理工艺流程主要包括预处理、主要处理及后处理。预处理包括格栅或滤网截留、油水分离、毛发截留、调节水量、调整pH值等,主要截留大的漂浮物、悬浮物和杂物。主要处理包括沉淀、气浮、活性污泥法、生物膜法、膜生物反应器等处理单元,主要去除水中的有机物、无机污染物等。后处理包括过滤、吸附、消毒等。主要是为满足中水供水水质的不同要求而进行的深度处理。《建筑中水设计规范》推荐的我国典型中水处理工艺流程如表5。从表5看,中水处理工艺流程1、流程4以物化处理为主,处理A类原水(优质杂排水);流程2、流程5以生化处理为主,处理A类、B类原水(杂排水);流程3以二段生化处理为主,处理B类、C类原水(混合生活污水);流程6、流程7、流程8以物化和生化联合处理B类、C类原水。2.2.3建筑物的水处理过程比较1微絮凝预处理a.原水→毛发聚集器→调节池→微絮凝→过滤→消毒→出水;b.原水→毛发聚集器→调节池→混凝沉淀→消毒→出水;c.原水→毛发聚集器→调节池→微絮凝→过滤→微滤→超滤→消毒→出水。物化处理宜采用混凝气浮。混凝主要去除原水中的悬浮物和胶体杂质,对可溶性杂质(如阴离子表面活性剂)去除能力较差;沉淀与气浮都是混凝反应后的有效分离手段,但由于气浮池中的微小气泡可以黏附带有极性的表面活性剂,易上浮分离,因此适合在建筑中水处理工艺中使用。该工艺可间歇运行的特点,特别适用于住(客)房使用率波动较大、水源水量变化较大或间歇性使用的公共建筑(如宾馆、酒店)的中水处理。22采用生物处理和物理处理相结合的处理方法，通常适用于中水原水的各种排水和生活废水。主要流程如下(1)活性炭吸附法a.原水→筛滤→调节池→微絮凝→过滤→活性炭吸附→微滤→过滤→消毒→出水;b.原水→筛滤→调节池→生物接触氧化或生物转盘→沉淀→过滤→消毒→出水;(2)生物处理技术c.原水→筛滤→调节池→水解酸化→生物接触氧化→沉淀→过滤→消毒→出水;d.原水→筛滤→调节池→生物接触氧化→沉淀→生物接触氧化→过滤→消毒→出水;e.原水→筛滤→调节池→生物接触氧化→沉淀→微絮凝→过滤→活性炭吸附→消毒→出水。普通生物处理宜采用接触氧化法等处理工艺。不宜采用生物转盘,因为生物转盘部分盘面暴露在空气中,会有较大的异味气味;若选择序批式反应设施如SBR、CASS等,应综合考虑间歇排水与后续处理的衔接合理运行。由于有机污染物等可溶性杂质较易在生物处理中去除,沉淀效果稳定,故生物处理后的物化处理一般采用混凝沉淀处理。该工艺具有处理效果稳定、投资运行费用低等优点,适合于在公共建筑中广泛推广使用。3工艺特点的分析MBR是在活性污泥法的曝气池内设置超滤膜组件,用超滤膜替代常规的二次沉淀和后置过滤设施,能较大程度上节省处理构筑物的占地和提高活性污泥法的出水水质。该工艺具有占地少、出水水质稳定、排泥少、自动化程度高等优点。但MBR工艺投资较高,且有发生膜堵塞现象,可能会导致出水超标、异味气体会对周围环境产生不良影响。随着膜组件技术的提高和成熟,该工艺将会在公共建筑中推广使用。3建筑物的供水系统3.1供水系统建筑中水供水系统与建筑给水系统相类似,由建筑物高度、中水配水管网的压力、建筑中水供水管网所需压力等因素决定,一般可分为以下几种。3.1.1剩余压力供水方式利用中水处理设备出水余压,将中水供应至用水点,见图1。3.1.2家庭水处理厂和屋顶水处理厂的供水方式当中水配水管网水压低于室内中水供水所需水压时,靠水泵抽水到屋顶水箱储存,再由屋顶水箱供应至每层用水点,见图2。3.1.3频繁供水方案当中水配水管网水压低于室内中水供水所需水压时,利用变频供水装置,将中水供应至每层用水点,见图3。3.2箱箱内、外壁防护《建筑中水设计规范》明确规定:中水供水系统必须独立设置,并对中水供水管系统有如下要求。1)中水储存池(箱)应采用耐腐蚀,易清垢的材料制作,钢板池(箱)内、外壁及其附配件均应采用防腐处理。中水储存池(箱)的溢流管、泄水管均应采用间接排水方式排出。溢流管应设隔网。2)中水给水管道宜采用塑料给水管、塑料与金属复合管和其他给水管材,不得采用非镀锌钢管。3)中水道上不得装设取水龙头。当装有取水接口时,必须采取严格的防止误饮、误用措施。4)绿化、浇洒、汽车冲洗以采用有防护功能的壁式或地下式给水栓。5)中水管道外壁应涂浅绿色标志。6)中水储存池(箱)、阀门、水表及给水栓均应有明显的“中水”标志。4合理选择和解决回用行为中的各个方面的因素,并注意回用系统设计的设计与运用在公共建筑中应用中水回用技术应依据不同的工程项目和环境要求,综