建筑施工污水自動控制循環(huán)利用技術(shù)

文/劉熙 廣州協(xié)安建設工程有限公司 廣東廣州 510075

基于以上水資源特點，出于水資源保護和循環(huán)利用的原則，建筑工程施工中采用自動控制的污水收集和處理技術(shù)，可以將施工現(xiàn)場的各種污水經(jīng)過處理后循環(huán)利用于消防用水、混凝土養(yǎng)護用水、廁所沖洗、綠化澆灌等用途。

1、施工現(xiàn)場污水來源分析

建筑施工現(xiàn)場的污水來源主要有三種：1.雨水；2.基坑降排水；3.沖洗養(yǎng)護廢水。雨水具有季節(jié)性特點，雨季多而其他季節(jié)少，單次降雨會得到大量雨水，無雨時則無水可用。基坑降排水在高層建筑的深基坑中十分常見，降水通常要持續(xù)進行到基坑回填完成。在沒有使用污水循環(huán)利用系統(tǒng)施工場地，沖洗和養(yǎng)護用水主要取自市政管網(wǎng)自來水，廢水的產(chǎn)生基本伴隨主體結(jié)構(gòu)整個施工過程。

由于天然雨水具有硬度低，污染物少等優(yōu)點，因此它是污水循環(huán)利用首要來源，對其收集及凈化工藝需要深度設計。

2、施工現(xiàn)場用水需求分析

施工現(xiàn)場用水貫穿整個項目的生產(chǎn)周期，各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)對水資源的需求量極大。將施工現(xiàn)場的各種污水經(jīng)過適當處理后形成中水，可循環(huán)利用于以下幾個方面。

（1）綠化澆灌：項目部內(nèi)種植各類綠化植物，中水可用于灌溉、涵養(yǎng)植物。

（2）混凝土養(yǎng)護用水：試塊的養(yǎng)護伴隨著主體結(jié)構(gòu)的整個施工過程，養(yǎng)護水體水質(zhì)要求不高，同樣可利用中水作為養(yǎng)護用水。

（3）消防用水：消防安全是項目施工過程管控的重要環(huán)節(jié)，各類消防安全設施布置合理分布在整個施工現(xiàn)場，對于水的需求量極大，可將中水接入專用消防水管，使用中水作為儲備的消防用水。

（4）環(huán)境衛(wèi)生：中水可利用于樓道拖地、辦公生活區(qū)場地沖洗、洗車場沖洗、廁所沖洗用水以及裝修后外墻玻璃的清洗等方面。

3、循環(huán)用水系統(tǒng)設計

對于污水收集方法，可結(jié)合現(xiàn)場實際，因地制宜，提出合適的收集方案。

方案一：地勢平坦場地利用地下室消防水池或集水井做蓄水池。

當施工現(xiàn)場自然地面兩端高差不大且地下室設置消防水池時，在地下室完工之后，修建導流明渠使污水按照指定路徑經(jīng)過污水處理池后流進消防水池或集水井備用。

方案二：高差較大場地使用移動式玻璃鋼水箱收集污水。

對于施工場地高差較大的，可以在場地較低處放置可移動式鋼制水池作為污水凈化處理池，利用重力將污水引入污水處理池中，根據(jù)具體情況選擇埋置型、半埋型或地上型玻璃鋼水箱。

根據(jù)施工現(xiàn)場場地特點，環(huán)繞現(xiàn)場修建導流明渠，選擇適當?shù)奈鬯占桨福葱枰贾霉┧芫€，構(gòu)建高效的循環(huán)用水系統(tǒng)。

4、自動控制污水利用系統(tǒng)工藝流程

經(jīng)過綜合凈水經(jīng)驗以及工程特點的分析，我們得出了以下比較合理的自動控制污水利用系統(tǒng)工藝流程，如下圖所示。

圖1 自動控制污水利用系統(tǒng)

5、污水處理工藝技術(shù)

污水凈化工藝應根據(jù)收集的污水水質(zhì)與用水水質(zhì)標準及用水量來確定。因為工程用水水質(zhì)要求不高，一般采用較為簡單的物理方法對污水進行處理。

污水進入沉淀池，經(jīng)過適當時間進行沉淀后，懸浮物等雜質(zhì)分離，污水經(jīng)過簡單過濾后進入反應池。由于污水中生物需氧量（BOD）、化學需氧量（COD）以溶解性為主，簡單過濾對BOD、COD等溶解性物質(zhì)去除效果不明顯。為去除以上溶解物，投入適當劑量的混凝劑對水體進行處理。混凝劑一般采用聚合氯化鋁、硫酸鋁、三氯化鐵等，通過現(xiàn)場試驗，發(fā)現(xiàn)聚合氯化鋁（即PAC）處理溶解物效果最為顯著。該產(chǎn)品具有凈水效果好，凈水速度快，安全性高，不產(chǎn)生二次污染，屬綠色環(huán)保產(chǎn)品。同時產(chǎn)品以具有吸附能力的天然材料為原料，具有極強的凈化效果，可除去水中的重金屬及懸浮顆粒，處理原水不受水溫，pH值的影響，使用范圍廣，處理后的水透明度極高，且氯離子含量符合飲用水標準，不會對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生侵蝕作用，可循環(huán)回用。

因此，在反應池上使用PAC自動投藥裝置，投放劑量約為30～50Kg/千噸水，快速去除污水中的溶解物質(zhì)，使中水達到水質(zhì)標準。使用自動加藥裝置是以計量泵為主要投加設備、將溶藥箱、攪拌器、加藥裝置、電力控制系統(tǒng)等按工藝流程需要組裝在一個公共平臺上，形成一個模塊，按需要將定量的藥劑放入攪拌溶液箱內(nèi)進行攪拌溶解，溶解完畢后再通過計量泵送至投加點的工作過程，加藥量的大小由下文自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)按需調(diào)節(jié)。同時，為了提高污水處理效率，建立沉淀、反應、過濾一體化水池，最后，經(jīng)過PAC反應后的水體進入過濾池后，通過砂濾-膜濾處理工藝，去除較為微細的顆粒，最后形成可回用的中水，供給各類施工用途。

6、自動控制系統(tǒng)匹配

了解污水的特性、用水的需求，對于污水的收集、處理、循環(huán)利用的技術(shù)管理與控制具有重要的意義。

為了表征污水處理后水質(zhì)的效果，規(guī)定了一些水質(zhì)指標，如懸浮物、濁度、PH值、生物需氧量（BOD）、化學需氧量（COD）等。通過控制水質(zhì)指標，實現(xiàn)污水處理循環(huán)再用。

通過配備計算機編程技術(shù)以及各類檢測儀器，建立循環(huán)利用污水自動控制系統(tǒng)。自控系統(tǒng)采用進口和國產(chǎn)設備及電器結(jié)合，設計和編程考慮主要設備的自動運行，在保證可靠的前提下盡可能節(jié)約成本。通過對系統(tǒng)主要設備的選型，可使其造價比國內(nèi)同類型系統(tǒng)價格有較大幅度的降低。

此外，建立該系統(tǒng)對于對污水回用處理過程中的數(shù)據(jù)可進行采集和定時存貯，根據(jù)需要可查詢?nèi)我鈺r刻各種設備的故障記錄及儀表的歷史記錄，且對歷史數(shù)據(jù)進行一定的分析。

目前可編程控制器（PLC）的種類有很多，如歐姆龍的CPM2A系列、西門子公司的S7200系列和S7300系列、A-B Rockwell公司及三菱公司的產(chǎn)品等。結(jié)合現(xiàn)場實際，綜合各類因素，選用性價比最高歐姆龍公司的CPM2A系列。它具有處理速度可滿足系統(tǒng)要求、基本指令豐富、程序易于修改、維護工作量小、網(wǎng)絡組態(tài)容易等特點。

監(jiān)控軟件是在Delphi軟件的基礎上進行編程，該軟件可使系統(tǒng)維護人員在極短時間掌握，其性能在國內(nèi)許多企業(yè)已經(jīng)得到應用檢驗。此外，該軟件獲得技術(shù)支持容易，其性能完全滿足本系統(tǒng)需要，而價格卻比其它同類型軟件要低。

通過建立該系統(tǒng)，能夠自動控制進水泵、過濾泵、加壓泵、加藥裝置等設備的啟動、運行和停止及不正常運行時的報警等。同時監(jiān)控污水回用處理的整個過程，實時監(jiān)測進出水水質(zhì)的主要指標懸浮物、濁度、ph值等；當各工藝階段的水質(zhì)指標達不到預定目標時，可由計算機自動適時調(diào)整運行參數(shù)，使出水水質(zhì)可達到中水回用標準，可經(jīng)濟、安全、可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)處理運行和水質(zhì)監(jiān)測的自動化。

7、技術(shù)要點

根據(jù)自動控制的污水收集和處理技術(shù)特點，歸納總結(jié)主要有下列幾項關(guān)鍵技術(shù)及技術(shù)創(chuàng)新點：

①施工現(xiàn)場零能耗的重力式污水收集系統(tǒng)設置技術(shù)；根據(jù)施工場地大小和地勢高低，應用不同方案用于施工現(xiàn)場污水的收集。

②現(xiàn)場自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)處理污水的抽取和排放，抽取的污水在簡易混合器內(nèi)與集成PAC（聚合氯化鋁）自動投藥裝置投加的藥劑混合后，進入沉淀過濾池內(nèi)實現(xiàn)全自動處理后作中水用途。

③通過配備計算機編程技術(shù)以及各類檢測儀器，建立循環(huán)利用污水自動控制系統(tǒng)，監(jiān)控污水回用處理的整個過程，實時監(jiān)測進出水水質(zhì)的主要指標，適時調(diào)整運行參數(shù)，使出水水質(zhì)可達到中水回用標準，可經(jīng)濟、安全、可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)處理運行和水質(zhì)監(jiān)測的自動化。

8、經(jīng)濟社會效益

建立以保護水資源、合理利用污水為核心目的的自動控制污水收集和處理系統(tǒng)，對于我國目前很多地區(qū)出現(xiàn)的水資源匱乏、污水利用效率低的現(xiàn)狀起到了極大的改善作用，不僅減少了對市政水源的浪費，還將施工場界內(nèi)的污水當成資源利用起來，節(jié)約施工成本，另一方面也減少了污水向場外的排放，降低了建筑施工對周圍環(huán)境的壓力。同時，它的推廣應用對于促進綠色施工的發(fā)展有一定的意義。