⑴ 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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⑵ 城市雨水收集與回用
隨著人們環保意識的增強,城市雨水的收集利用會逐步發展起來。這也就需要有關部門轉變城市治水思路,先發展雨水利用工程,再建雨水外排系統,積極推動城市雨水利用與管理進程,使雨水利用系統能夠在大多數城市得到推廣和應用。本文作者結合多年來的工作經驗,對城市雨水收集與回用進行了研究,具有重要的參考意義。
伴隨著城市化建設,城市中建築屋面、路面、廣場、停車場地等表面大部分均進行了硬化處理,這些硬化處理雖然滿足了美觀、舒適、整潔的要求,但也為人類帶來了一定的隱患。降落的雨水主要依靠地表徑流;而近年來全球極端氣候致使暴雨、特大暴雨頻發,我國多個城市(北京、武漢、深圳、廈門等)發生內澇災害,嚴重危及人民群眾的生命財產安全和城市的正常運行。
與發達國家相比,我國存在城市排水標准偏低、缺乏應對特大暴雨的內澇防治系統、相應的預警及應急措施不完善等問題,這直接削弱了城市抵禦暴雨等氣象災害的能力。為解決此類問題,2013年國務院發布了《國務院辦公廳關於做好城市排水防澇設施建設工作的通知》(國辦發(2013)23號通知)。通知要求各地區積極推進低影響開發建設模式,採取蓄、滯、滲、凈、用、排相結合,實現生態排水,綜合排水。
低影響開發建設模式在國外發達國家及地區已普及幾十年,國內則剛起步。2011年將LID(低影響開發建設模式)首次寫入室外排水設計規范:應採取雨水滲透、調蓄等措施,從源頭降低雨水徑流產生量,延緩出流時間[1]。LID強調從源頭開始,全過程實施流量控制,能有效地削減降雨期間的流量峰值,減輕排水管道的壓力,降低城市內澇發生的頻率和強度。
雨水收集及回用是指針對因建築屋頂、路面硬化導致區域內徑流量增加而採取的對雨水進行就地收集、入滲、儲存、處理、利用等措施。主要包括收集、儲存和凈化後的直接利用;利用各種人工或自然水體、池塘、濕地或低窪地對雨水徑流實施調蓄、凈化和利用,改善城市水環境和生態環境;通過各種人工或自然滲透設施使雨水滲入地下,補充地下水資源。本文重點介紹源頭也即住宅區等小區內的雨水收集與回用。
1、雨水的收集
1.1屋面雨水收集
雨水收集回用系統應優先收集屋面雨水,不宜收集機動車道路等污染嚴重的下墊面上的雨水[2]
目前建築屋面大多採用對雨水無污染或污染較小的材料,屋面雨水水質相對較好,受外界污染影響相對較小,且其徑流量大,便於收集。
屋面雨水排放主要有以下兩種收集方式:
①屋面雨水經雨水斗收集排放至室外雨水管,經雨水管排至市政雨水管網,或者是排至室外雨水收集池,經雨水收集池溢流的部分再排至市政雨水管網。
②採用屋頂花園雨水利用系統,在確保屋面不漏水,多餘雨水水流通暢排放的前提下,植物的生長所需水量和土壤的吸水率在一定程度上提高了雨水的利用率。
1.2 地面雨水收集
地面雨水收集系統主要是收集硬化地面上的雨水和從屋面引至地面的雨水。
室外排水設計規范(2014年版)要求,地區整體改建時,對於相同的設計重現期,改建後的徑流量不得超過原有徑流量,可採取的綜合措施有下凹式綠地,設置植草溝、滲透池等,人行道、停車場、廣場和小區道路等可採用滲透性路面,促進雨水下滲,既達到雨水資源綜合利用的目的,又不增加徑流量[1]。城市排水(雨水)防澇綜合規劃編制大綱要求新建地區的硬化地面中,透水性地面的比例不應小於40%[3]。與傳統的路面相比,常見的透水瀝青、透水混凝土、草皮磚等透水地面,在使用上其透水性能有的還優於自然土壤的滲透能力。將地表徑流改為地下入滲,可以減少地表徑流,盡快補充地下水,並且更有利於環境的發展。
1.3 雨水的儲存設施
為便於回用,雨水的收集系統應設置雨水儲存調蓄設施。
儲存設施可以採用區域內景觀水體、水池等,其材料宜耐腐蝕、清潔、環保。
調蓄設施應盡量採用小區內天然的窪地、池塘等地面設施。天然條件不滿足時,可建造室外調蓄池。
1.4 雨水的棄流與外排
受空氣中粉塵及污染物的影響,初期雨水水質較差,回用較麻煩且成本高。考慮到雨水水量大,考慮將初期的雨水進行棄流,將中後期雨水進行收集回用。通過棄流初期徑流雨水就可以降低整體雨水收集的污染物濃度指標,收集到更優質的雨水。
雨水的降落量、大自然的變化多端都是無法控制的。所以,設有小區雨水系統的收集設施應設置相應的外排措施,當實際的降雨量超過了雨水系統收集設施的蓄水能力時,多餘的雨水就會形成徑流、溢流,匯到相應的雨水管道,通過雨水排水系統外排至市政雨水管網。
2、雨水的回用
2.1雨水回用的設計原則
雨水回用的設計原則主要有以下幾點:
①小區規劃中設有景觀水體時,在景觀水體的設計中,應優先選用雨水進行調蓄、補充,並設置雨水儲存設施。
②小區規劃中未設置景觀水體時,應優先考慮綠地、植草溝、透水鋪裝等入滲方式,其次考慮天然窪地、池塘等作為調蓄池,把徑流的高峰流量蓄起來,從而達到收集、處理、回收的目的。
③雨水收集回用應優先選用水質污染少,並且集水效率高的屋面雨水。屋面雨水可採用雨水入滲、收集回用或兩者相結合的方式,應根據當地的缺水情況、雨水的需求量和水質要求、雜用水量和降雨量季節變化的吻合程度、室外土壤的入滲能力以及經濟合理性等因素綜合確定。
2.2雨水回用的幾種方式
雨水回用是通過規劃和設計,採取相應的工程措施,將汛期雨水蓄積起來並作為一種可用水源,不僅可以增加城市水源,在一定程度上緩解水資源的供需矛盾,同時還可以有效地減小城市徑流量。雨水收集回用系統主要由收集、貯存、處理設施及回用水管網組成。雨水收集後需經過水質凈化設施對雨水進行水體凈化處理,當達到所需用水區域相應的排放標准後才可以使用,另外還可以起到削減外排雨水總流量及總量的作用。
目前,這些用水區域常見的雨水利用方式主要有以下幾方面:
(1)屋面雨水集蓄運用,運用屋頂做集雨面用於家庭、公共和工業等方面的非飲用水,如灌溉、沖廁、洗衣、冷卻循環、道路及廣場澆灑、消防水用水、景觀水補水等中水體系。
(2)屋頂美化雨水運用,屋頂美化是一種減少徑流量、減輕污染和城市熱島效應、調理修建溫度和美化城市。
(3)小區雨水集蓄運用,綠洲入滲,保護綠洲面積。
(4)雨水回灌地下水,在一些地址條件比較好的當地,進行雨洪回灌,人工補給地下水。
3、結語
小區雨水的收集與利用對實現雨水資源化、節約用水、雨水資源化、縮小雨水管網管徑、修復水環境、減輕城市的洪澇災害及緩解內陸湖泊的面源污染起著至關重要的作用。
我國是一個水資源嚴重短缺的國家,人均水資源量僅為世界人均佔有量的1/4,而且我國水資源分布存在顯著時空不均。近年來我國為緩解北方嚴重缺水的局面進行了南水北調工程,該項目工程量大、工期長。作為缺水地區不能坐等外部調水,應充分開發和回收利用當地一切可能的水資源,其中城市雨水就是長期忽視的一種水資源。通過雨水的合理收集與利用,補充地下水源,削減城市洪峰流量,有效控制地面水體的污染,對改善城市的生態環境、保持水土、緩解水資源緊張的局面有重要的現實意義。
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⑶ 江蘇省綠色建築設計標准對於雨水回用系統設計的要求建築工程介紹
制定江蘇省綠色建築設計標準是為規范江蘇省綠色建築,提高綠色建築建設水平。江蘇省綠色建築設計標准適用於江蘇省新建、改建和擴建民用建築的綠色設計。其中,江蘇省綠色建築設計標准對於雨水回用系統設計的要求是如何的呢?下面是建築網帶來的關於江蘇省綠色建築設計標准對於雨水回用系統設計的要求的內容介紹以供參考。
結合本地降雨特性,充分利用場地空間,合理設置綠色雨水基礎設施,減少雨水地表徑流。
結合總圖景觀設計合理確定雨水入滲范圍,採取雨水入滲措施,入滲下墊面面積不少於項目除屋面面積之外的佔地面積的50%。
充分利用綠地、水體或場地空間合理確定雨水生物滯留設施的形式和規模。
採取與景觀相匹配的生態措施,對屋面等不透水下墊面雨水進行引導、調蓄和凈化,降低徑流污染。
場地雨水實行徑流總量控制,年徑流總量控制率不宜低於55 %。
場地雨水外排設施的設計排水流量應按未設置「綠色雨水基礎設施」的條件進行校核,其排水能力不小於未設置「綠色雨水基礎設施」情況下的外排能力。
雨水回用系統方案及設計規模宜通過水量平衡和技術經濟比較後確定。
回用雨水的用途宜根據可回用水量、用水時間變化規律、水質要求等因素綜合考慮確定。
雨水回用系統水處理方案宜根據雨水收集范圍和回用雨水用途經技術經濟比較後合理確定。
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⑷ 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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⑸ 建築污水再生回用探討
據了解,全球及我國水資源匱乏問題日益嚴重,建築污水再生利用是建造綠色建築的重要組成部分,建築污水是重要的中水資源,將建築污水作為非傳統水源進行處理並回收利用,主要為將優質雜排水及雨水處理為可被人們使用的非飲用水,是一種安全、合理、並且經濟的降低資源損耗的途徑。
水是人類生存的生命線,是社會進步和經濟發展的生命線,也是我國實現可持續發展的重要物質基礎。中國是一個水資源十分豐富的國家,位居世界第六,但中國人口數量巨大,分攤到個人身上,人均水量佔有率僅為世界人均水平的四分之一,名列第110位。加上我國降雨地域、時間分布不均勻,水污染日益加劇,供水能力不足等原因,全國有三分之二的城市有不同程度的缺水現象出現,這對城市經濟的發展和人民生活水平的提高產生了嚴重的影響。
目前我國有400多個城市缺水,全國城市污水年排放量大約在414億m3,但污水處理率和二級處理率分別僅達到30%和15%,污水回用率的比例更低。污水再生利用不僅可以改善水環境,也可產生巨大的經濟、社會及生態效益。可見,中國污水處理與回用的潛力是巨大的,處理好污水再生利用,保護好生態環境,是亟待解決的問題。
1 建築污水再生回用概述
建築物根據其性質的不同,可以分為住宅、公共建築和工業建築,一般建築小區的生活用水可以分為室內用水和室外用水,建築用水根據其用途不同,又可分為生活用水、消防用水、生產用水及其他用水等;生活排水可以分為洗浴排水、盥洗排水、廚房排水及沖廁排水等。最關鍵的是要利用非傳統水源,其基礎是非傳統水源水量平衡的利用。但是,我國目前缺乏非傳統水源利用水量平衡的規范及指南,大多以《建築中水設計規范》(gb 50336-2002)的水量平衡設計思路,以年為單位進行水量的平衡設計,這樣使大多數項目的實際用水與水量平衡產生較大差異。隨著建築業的蓬勃發展,會使建築業的用水不斷增加,使污水的減量化、無害化和資源化也成為了污水回用的重中之重,在建築中建立水循環使用的概念,也是保護珍貴的自然水資源的重要途徑之一。建築污水建議優先使用的是雨水,因為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好。並且處理就地收集的雨水,行對於建築中水更佳經濟實惠。但是,由於地理條件的限制及時間的不確定性,怎麼樣利用日常的雨水水量是面臨的難點。
2建築污水再生回用的必要性
現代提倡建設節約型社會,實現水資源的可持續利用。居民用水量的增加對現有的水資源造成了越來越大的壓力,人們逐漸意識到了污水再生回用是一種非常可靠的供水水源,現在有越來越多的成功污水回用工程,供水和污水處理行業也意識到污水再生利用的經濟和環境效益。如果新建住宅小區的污水直接排入市政管網,不但加大了對市政基礎設施的投資,而且還加重了對排放水體河流的污染。如果建築小區排放的污水經過凈化處理後,再生水的水質完全可以達到居民沖廁、小區綠化、澆灑道路、景觀用水等要求,這樣小區污水再生水的回用,就實現了就地處理、就地回用的作用,既減少了污水的排放量,同時還節約了自來水的使用量,減少了污水對小區的生態環境的污染,促進了生態環境的建設。再生水的使用是生態住宅小區規劃、建設的重要內容之一,是水環境工程設計與建設的重要組成部分,是實現合理的投資達到最佳居住環境為綜合效益的重要手段,它符合可持續發展的戰略思想[1]。
3污水再生回用技術
為滿足高水質標准而進行污水處理的工廠,更新改造的成本不斷增加,可見污水再生回用技術越來越受人們的重視。將廢水或污水經二級處理和深度處理後回用於生產系統或生活雜用等被稱為污水回用。污水回用的范圍很廣范,包括工業上的重復利用水體的補給水和生活用水,設計時要考慮經濟、運行管理等方面,排水系統採用合流制的方式,即只採用一套排水收集管網,工程的總造價較低[2]。再生水處理站的水源為綜合性生活污水,具有污染程度較高的特點,但是可生化性比較好。
污水回用既可以很有效地節約和利用有限的、寶貴的淡水資源,又可以減少污水或廢水的排放量,減輕對水環境的污染,還可以緩解城市排水管道的超負荷現象,具有明顯的社會效益、環境效益及經濟效益。目前,盡管污水處理的技術很多,但其基本原理主要包括分離、轉化和利用。分離是指採用各種技術方法,將污水中的懸浮物或膠體微粒分離出來,從而使污水得以凈化,或者將污水中的污染物減少至最低限度。轉化是指將已經溶解在水中的、無法「取」出來或者不需要「取」出來的污染物,採用生物化學、化學或電化學等方法,使水中溶解的污染物轉化成無害的物質,或者轉化成容易分離的物質。
4 中水回用存在的問題
目前,我國建築中水回用仍然存在許多的問題,比如有些工藝、設備不完善,達不到預期的效果,在南方地區水源相對充裕,有時中水回用技術在實際的工程中並沒有用城市給水的方式經濟。許多人對中水的衛生性、安全性等存在顧慮,從而影響了中水回用的普及。另外,目前建築中水回用執行的是現行的《生活雜用水水質標准》[3]。這就出現了兩個問題:(1)許多現有的中水工程根本達不到該標准;(2)由於達標具有一定難度,故限制了中水工程的推廣和普及。這就要求我們在成熟運行良好的工藝和設備研發和推廣的同時,更新觀念,深刻了解中水回用水是有價值的水資源。水使用完之後不再是拋掉,而是對其進行合理的處理,得到回用水即二次使用,這樣就會減緩對高質量淡水水源缺少的壓力,從而減輕人類生存對世界水環境造成的影響。我們呼籲,政府有關部門要盡快制定中水回用指標的適宜限值並頒布實施,以降低中水工程的投資和處理成本,造福人類。
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⑹ 基於市政污水處理及回用問題略述
污水的資源化、污水的再生和利用既提高了水的利用率,又有效地保護了水環境,有利於實現城市水系統的健康、良性循環,從長遠來看,這將是有效地解決我國水資源短缺和水環境惡化問題的優化途徑。如何在滿足規定的各種技術條件下,優化污水處理,發展污水再生回用事業並合理利用污泥,是一個重要課題。本文就此提出了一些自己的觀點,望同行參考借鑒。
前言
隨著城市化的加快和經濟建設的發展,城市污水排放量迅速增長,大量未經處理的城市污水任意排放,不僅造成水環境的污染,更加劇了水資源的緊張,同時制約了城市經濟的發展,危害人民身體健康。而經過凈化的污水可以作為一種再生的水資源,具有量大、集中、水質和水量都較穩定的特點,能夠用於農業、工業和市政用水,不僅可以緩解城市水資源的供需矛盾,而且還可減少對水環境的污染。
一、工業廢水處理的特點分析
工業廢水處理的特點是:針對性強,技術變化多。主要技術有隔油、氣浮、混凝、沉澱、重力過濾和膜過濾、活性炭吸附、臭氧氧化、離子交換、電解、電滲析、反滲透等專用技術來分離減少工業廢水中的油、色、重金屬、有毒有害物質,在工業廢水治理中也常常用到水解酸化、接觸氧化、表面曝氣、純氧曝氣、厭氧和好氧活性污泥法等生化技術。由於工業廢水處理設施一般規模小殲睜旁、技術性強,工藝組合靈活,結構通常為鋼制,即使內部管線穿插較多,運行維護也不太困難。工業廢水處理在技術上是與城市污水處理類同的,但是如果把工業廢水處理設施的設計思路簡單地套用在城市污水處理工程中會帶來很多預想不到的問題。城市污水處理廠的特點是規模大、佔地大、設施尺寸大、單元多,處理設施通常為鋼筋混凝土結構,因此相應地要求整體工藝構成要簡單,單體設施構成也要簡化,盡量減少管線穿插和復雜結構,以便減少全廠設施設備的維修管理總量。正因為城市污水處理設施規模大,投入多,它的結構堅固簡單,使用年限長,規模效益好,單位處理成本較低,運行效果比較穩定,在環境治理上發揮的作用突出,因此一經確定要搞城市污水處理工程時,要根據城市污水處理工程的特點,借鑒他人的經驗與技術,慎重選擇工藝、考慮方案,即:整體工藝構成要簡單,單體設施構成要簡化,便於維護,便於運行,能耗盡可能低,佔地盡可能省,運行效果要穩定。
二、水污染控制的發展分析
隨著社會的發展和人們環境意識的增強,我國水早肆污染控制經歷了由單一污染源的治理、污染物濃度達標排放到區域污染綜合防治、以環境容量為依據的污染物排放總量控制的兩個階段。在氏橡過去的幾十年中,由於我國的污染防治工作一直擺脫不了點源治理、達標排放、三同時和誰污染、誰治理的政策,實際結果並不理想。據國家環保總局對我國5556套工業廢水處理設施調查結果表明,三個效率(污染治理設施的運行率、設備利用率、污染物去除率)較好的僅占運行設施總數的35.7%,其污染物去除率達到設計能力的只有50%,總體有效投資只佔全部處理設施總投資的31.3%,只有不足1/3的設備發揮作用。由此可見原有污水處理系統的規劃、設計、思想原則中存在不少問題,已不再適應當前我國經濟發展和環境保護的要求。
三、水處理及其回用問題分析
在污水深度處理、超深度處理、污水再生回用已經實用化了的今天,城市總體規劃與給水排水系統規劃都應當重新考慮,將污水的再生和回用放到重要位置上來。21世紀排水系統的定位應從以前的防澇減災、防污減災逐步轉向污水的資源化,從而恢復健康水循環和良好水環境,維系水資源可持續利用。
1、污水處理廠的規模、數目與選址。污水處理廠設計應進行近期及遠期規模的研究,以合理確定工程分期。以遠期規模做為污水處理廠選址的依據,其選址用地條件應滿足遠期處理用地的需要,以利於工程的擴建。對中小城市污水處理廠,近期建設規模不宜過大。按照傳統規劃方法,污水處理廠廠址一般盡可能地安放在各河系下游、城市郊區,但是這種系統布局使污水廠距離再生水用戶較遠,需鋪設的回用水管網費用相應增加,不利於污水的資源化。因此,在確定污水處理廠廠址時,還應對再生水的用戶進行調查分析(城市中的自然水面、小河、綠地和工業再生水用戶),並根據回用水的需求,在城市中適當位置設置污水凈化廠(再生水廠),收集附近區域的城市污水,根據回用水質要求加以處理之後就近回用。因此,城市污水廠的數目不應拘泥於傳統經驗,而應該依據城市實際中水回用的需要在適當位置建設合適規模的污水處理廠,使得整個城市形成大、中、小,近、遠期相結合的污水處理廠布局規劃。這樣,既有利於污水回用,又減輕了城市排水管網系統的負擔,易於實現分期建設,符合我國當前國情。
2、處理工藝。污水處理的方法較多,按照不同的分類標准可以分成不同的工藝流程。因此應該根據污水水質和回用水水質的要求,對水處理單元進行多種組合,通過技術經濟比較來選擇出經濟可行的污水處理流程。污水處理廠的設計進水水質,應在市區選擇幾個有代表性的排污口,定期實測其水質水量,採用加權平均確定其現狀水質濃度,以此為基礎,結合其它監測資料並考慮一定餘地,確定設計進水水質。因不同城市產業結構的差異,切忌簡單類比。這就要求在確定工藝流程的時候增加對該廠附近地區污水再生水需求情況的調查,以便對處理工藝進行適當的延長和完善,即可滿足污水回用水質的要求。隨著環境及法規的壓力,城市污水處理廠普遍採用二級生物處理工藝,在生物法中,有活性污泥法和生物膜法兩大類,活性污泥法因其處理效率高,在城市污水處理廠得到廣泛應用。另外,在排水管網為合流制的條件下,進入污水處理廠的污水流量雨天是晴天的2-4倍,當出現雨水沖擊負荷時,大量活性污泥從曝氣池轉移至二沉池,並造成污泥流失。改進型Orbal氧化溝工藝和SBR工藝可解決上述問題並使有機物得到有效降解。
3、污水回用。我國屬世界12個貧水國家之一,人均水資源佔有量僅2400m3,尤其北方地區人均水資源佔有量僅200-400m3,水資源的緊缺狀況在一定程度上限制了工農業生產和城市的發展,許多城市不得不到幾十公里以外開辟水源,其投資在1000元/m3以上,制水成本高達1.0元/m3以上。相比之下,城市污水處理廠二級處理的尾水,是一種穩定的水資源,經過處理後可做為工業冷卻洗滌用水、市政雜用水及城市河道湖面的景觀用水,其投資約200-300元/m3,制水成本在0.30元/m3左右。大部分城市工業用水量約占總用水量的50%-70%以上,其中冷卻、洗滌等用水量大但水質要求不高。在城市污水處理廠設計中,應研究污水回用的可能性,調查研究回用對象及水質要求,並結合回用水水質要求進行污水處理工藝選擇,進行廠區總平面布置時,應考慮污水回用的處理用地。在規劃中還應該引起注意的是應妥善處理和處置城市污水處理廠產生的大量污泥,避免產生二次污染,危害城市環境。目前較多的是將污泥填埋,這不但需要大量的土地,而且廢棄了大量污泥資源。因此污泥處置的最終出路應該是作為農業肥料充分利用污泥中富含的N,P,K等營養物質,既可避免污染,又可創造經濟效益。目前我國投入到污水廠建設的資金較為有限,要在全國范圍內普遍地實現污水資源化還需要一個認識過程,但是必須注意到這將是解決我國水問題的有效途徑。
四、結語
在回用經處理的城市污水時,應注意其使用的安全性,對可能與人體接觸的各種用水的安全性必須給予充分重視,不同用途的水應採用不同的處理工藝。對於接入居民住戶的回用水管線,可能存在用戶擅自改動管道,將其與自來水串接,也可能誤將回用水直接用於生活用水,或因管理體制不健全,一些人對回用水進行不法應用而危害他人健康。因此,回用水管線必須有明顯標識,並制定相應的施工、改接管理辦法,對與人體有直接接觸的各種用水,衛生防疫部門應制定有關辦法。同時要通過各種媒體宣傳回用水的積極意義。
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⑺ 城市污水回用系統建立的可行性分析
近幾年來,我國水資源嚴重缺乏。根據有關專家的分析,到21世紀,水資源將會成為最為緊張的資源。我國雖然地大物博,但是由於人口眾多,因而每個人所佔有的水資源很少,遠遠少於世界的平均水平。並且東南多、西北少。由於水資源的匱乏和水資源污染的加劇,我國城市用水緊缺問題更顯突出。建立城市污水回用系統具有重要的意義,筆者在本文中對城市污水回用系統建立的可行性分析。
0 引言
根據國家的相關資料,對城市污水的定義是,包括日常生活中使用過的污水、用於工此銷慧業建造的污水、部分被污染的雨水、及其他污染過的水的總稱。對於污水的最終處理有幾種措施,其一是將其回歸自然,其二是經過化學處理,進行資源的二次利用,其三是運用隔離技術。
1 城市回用水的需求量來分析
處理後的城市污水有多重用途,比如在城市中各種雜用、在工業中有充當冷卻水的作用、在農村可以澆灌莊稼、或者接入地下水等等。以下我們做簡要的分析。
1.1 沖廁用水量
別看沖廁用水量不大,但累積起來,其用量達到日常用水總量的30%~40%。而且沖廁用水對水質沒有什麼特別的要求。由於廁所用水水質基本無要求,以及在日常生活中的日常用水,對水質要求也不高,如澆花,家庭打掃衛生用水等,所以採用分質用水具有可行性。
1.2洗車用水量
我國的經濟發展蒸蒸日上,人們對生活品質的要求更高了。擁有私家汽車的中國人越來越多。因此,汽車的用水量也在逐漸上升。並且隨著汽車市場的不斷需求,這一部分的用水量還會加大。在洗車用水量中,由於各種車的用途不同、車的污染程度不同等各種情況,用水量也有所差別。所以國家應該從污水回收角度考慮,可以從政策上鼓勵汽車用水回用,為回用水開拓市場。
1.3園林綠化用水量
園林綠化用水對水質也沒有多少要求。隨著經濟的發展,人們對自己的居住環境要求越來越高,因此,城市的綠化面積會越來越大。由於國家開始對環境有高度的重視,各個城市的綠化正在不斷的進行各方面的改善,並准備朝著生態城市的目標發展,因此,城市的園林綠化用水量正在不斷加大。在十五規劃中,上海根據當前的綠化發展。此綠化規劃中,到2015年,計劃綠化覆蓋率達到48%以上。實現十年內我國絕大部分大中城市,實現綠色城市規劃,實現居民出門每500m就有一個公共的綠色帶。
從以上的各種統計中,可以得出園林綠化用水的比例正在逐年上升。有必要將這部分用回用水代替,以此來緩解城市水資源短缺現狀。
1.4澆灑道路用水量
城市的道路是非常重要的交通設施。需要對其進行公路的維護和修理,來保證公路可以正常使用。每個地方的公路不一樣森答,因此需要根據具體情況,比如城市的自然斗遲環境、空氣質量、公路的主要用途等等。城市道路用水量極大,並且城市道路用水水質要求不高,通過污水回收加以處理即可用滿足城市道路用水的水質要求,因此,澆灑道路用水,具有很大的回用水市場潛力。
1.5洗車用水量
國家在對用水方面制定了相關的政策,比如在《建築給水排水設計規范》中,規定了汽車用水量的標准用水量。當前汽車市場越來越繁榮,由於人們購買力的增強,很多人都擁有汽車。單從洗車用水水質分析,可以具有不同,根據車輛的通途,城市道路面等,選擇的沖洗方式和水質要求也具有區別。
根據以上的這些分析,在城市各個方面的用水,很多對水質都是沒有要求的。比如沖洗道路用水、洗車用水、園林綠化用水等等。這些對水質沒有要求的用水量佔到總的用水量的一半。而城市中往往將水質比較好的用水,用於這些方面,這就對水資源形成了浪費。因為這些水可以用費水來代替,或者對視進行二次循環利用。為了充分節省水資源,可以將城市污水進行處理後進行第二次利用,用於城市景觀用水具有巨大的可行性。城市景觀用水量極大,建立城市污水回收系統,對節約城市用水具有重大的意義。
2城市污水回用系統建立的可行性分析
2.1從城市規劃方面
在城市的規劃方面,由於規劃的科學性,城市區域的功能能夠很好地體現,進而使城市的功能越來越得到最大效用的發揮。並且,在城市的建築方面,因為地域的不同,因此,市內的各種建築都有其不同的功能和特點。比如北京的金融街,位於北京市的中心,用地面積達103.76ha,其主要功能是用於商業和辦公。其地理位置向西毗鄰二環,向東延伸到太平橋大街。根據城市發展規劃,規劃區的建築物基本都屬於高層建築,如寫字樓,酒店等等,這使得這些區域的水資源水質要求相似,因此這些區域用水統一處理水資源具有可行性。
2.2 從經濟發展水平方面
從我國當前的經濟背景中,和污水處理這一方面的專業技術兩者,我們建議在考慮污水的回收利用的同時,還應將城市的各個區域功能因素考慮進去。這樣制定一個新興的污水處理方案。既可以是水資源達到最大程度的使用,不會造成浪費,同時也可以減少城市在水資源方面的投資成本,這樣污水工程才能很好地應用於城市的各種事項。
根據調查顯示目前我國污水回收工程一直沒有得到廣泛的應用,分析其原因,主要是經濟效益問題,並且存在這明顯的規模效益因素,污水處理設施的單位投資與單位運行成本均是隨著處理水量的增大而降低。
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