施工工地水處理及回用技術(shù)

陳姍虹 李路野

摘 要：本文從偏遠(yuǎn)施工工地水資源利用和處理現(xiàn)狀出發(fā)，針對施工工地飲用水用水難和質(zhì)量低、生活污水處理難且成本高、廢水循環(huán)利用率低的問題，開展問題研究和技術(shù)分析，最終提出利用超濾工藝解決偏遠(yuǎn)施工工地飲用水問題；使用一體化污水處理裝置對施工工地生活污水進(jìn)行處理；引入新型纖維濾料過濾裝置處理施工工地雜用水，為施工工地污水處理及回用提供參考。

關(guān)鍵詞：環(huán)保技術(shù) 飲用水 污水處理 回用 施工工地

1.引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的騰飛，建筑施工行業(yè)飛速發(fā)展。由于建筑施工行業(yè)的特殊性，很多施工項(xiàng)目坐落于偏遠(yuǎn)地區(qū)，施工工地存在水資源消耗量大、污水產(chǎn)生量大、污水處理難度大的特點(diǎn)，造成諸多環(huán)境污染。如何在保證建筑施工質(zhì)量的同時(shí)，合理利用、充分節(jié)約水資源，實(shí)現(xiàn)施工工地污水減量化、無害化，成為當(dāng)下亟待解決的問題。因此，本文主要從偏遠(yuǎn)施工工地飲用水利用、生活污水處理以及施工廢水回用三個方面入手，分析水資源利用及處理現(xiàn)狀，提出幾點(diǎn)行之有效的處理和回用措施，為建筑施工企業(yè)提供參考。

2.偏遠(yuǎn)施工工地水資源利用及處理現(xiàn)狀

2.1偏遠(yuǎn)施工工地飲用水現(xiàn)狀

建筑施工工地可利用的水源主要包括：市政水源、自備井、雨水、施工降水以及試驗(yàn)水，而其中可作為飲用水的水源也只有前兩者。對于偏遠(yuǎn)施工工地來說，由于地處較為偏遠(yuǎn)的農(nóng)村、山區(qū)甚至荒漠、戈壁，市政水源很多情況下未能覆蓋到施工工地所在區(qū)域，因此缺乏充足的市政用水供給；另一方面，從自備井或者其他渠道獲得的水資源明顯無法達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)，對施工工地生產(chǎn)及駐場人員生活帶來極大不便。因此，如何解決偏遠(yuǎn)施工工地飲用水難和質(zhì)量不高的問題，成為了當(dāng)下一個較為棘手的問題。

2.2偏遠(yuǎn)施工工地生活污水處理現(xiàn)狀

根據(jù)項(xiàng)目施工管理的需要和安全生產(chǎn)的要求，現(xiàn)場管理人員及施工人員須24小時(shí)常駐現(xiàn)場，在此過程中產(chǎn)生大量生活污水。如何開展生活污水有效處理、實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，是每個施工工地都面臨且必須解決的問題。現(xiàn)階段，市區(qū)內(nèi)、較為靠近市區(qū)或者周邊具有市政管網(wǎng)鋪設(shè)的工地，采用的是直接將其產(chǎn)生的生活污水并入市政管網(wǎng)，最終輸送到污水處理廠集中處理的方式；但是另一些位于偏遠(yuǎn)地區(qū)或者周邊未覆蓋市政污水管網(wǎng)的地區(qū)，其生活污水的排放就暴露出巨大的問題。偏遠(yuǎn)建設(shè)項(xiàng)目施工工地，尤其是大型項(xiàng)目，建設(shè)周期普遍較長，現(xiàn)場人員多，產(chǎn)生大量生活污水未經(jīng)處理隨意排放，對周邊的河流、地下水等造成極大的環(huán)境污染，這與現(xiàn)階段我國所提倡的“綠水青山就是金山銀山”、“保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)生產(chǎn)力，改善環(huán)境就是發(fā)展生產(chǎn)力”背道而馳。在這種情況下，針對偏遠(yuǎn)施工工地，尋找一個行之有效的生活污水處理方法，是當(dāng)下亟待解決的一個問題。

2.3偏遠(yuǎn)施工工地廢水回用現(xiàn)狀

施工工地可循環(huán)利用的廢水水源主要有基坑降水、雨水、各類沖洗水、揚(yáng)塵噴灑水等。然而，由于這些水源水質(zhì)情況參差不齊，在回用前需要將水質(zhì)較差的可循環(huán)利用水進(jìn)行處理，使其達(dá)到《城市雜用水水質(zhì) GB/ T 18920-2002》標(biāo)準(zhǔn)，而后將其應(yīng)用于施工工地的養(yǎng)護(hù)用水、生產(chǎn)消防用水、沖廁、降塵水等，從而達(dá)到節(jié)約寶貴水資源的同時(shí)又能減少施工廢水排放量的目的，有效減輕施工工地對周邊環(huán)境的影響，具有明顯的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。所以說施工工地廢水回用技術(shù)也是當(dāng)下對于施工項(xiàng)目來說較為有效的節(jié)約水資源的有效且明智的措施。

3.環(huán)境工程污水處理的主要技術(shù)分析

3.1超濾工藝用于解決偏遠(yuǎn)施工工地飲用水問題

由于偏遠(yuǎn)的施工工地市政供水管網(wǎng)難以覆蓋到，因此其飲用水的水源多為山泉水、井水以及其他未經(jīng)處理的水體，其濁度、細(xì)菌、病毒、溶解性有機(jī)物、嗅味以及氨氮等指標(biāo)往往超出飲用水標(biāo)準(zhǔn)限值。

倘若采用傳統(tǒng)自來水處理工藝進(jìn)行飲用水處理，需在施工工地周邊專門興建一個小型的自來水處理廠，配備混凝沉淀池、過濾系統(tǒng)以及消毒車間，在此基礎(chǔ)上為了保證在水源水質(zhì)惡化的情況下還能夠正常出水，還需要增加深度處理單元以及臭氧活性單元等，占地面積大，建設(shè)成本高，且施工結(jié)束后甚至需要改建或者撤場，增加額外施工成本，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。另一方面，現(xiàn)有的自來水處理工藝仍然存在一系列的問題和弊端：

（1）藻及胞內(nèi)物質(zhì)。藻類大量繁殖，尤其在夏季呈現(xiàn)高藻的態(tài)勢，導(dǎo)致嗅味、藻毒素等一系列的水質(zhì)問題，而傳統(tǒng)工藝難以有效應(yīng)對。

（2）“兩蟲”風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)的凈水工藝對賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲去除能力有限。

（3）微生物泄漏?；钚蕴繛V池出水微生物泄漏，細(xì)菌的抗氯性增強(qiáng)。

（4）溴酸鹽控制。以臭氧活性炭為代表的深度處理工藝在臭氧氧化過程中易產(chǎn)生溴酸鹽、甲醛等危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)。

在這種情況下，利用超濾工藝對偏遠(yuǎn)施工工地的飲用水源進(jìn)行凈化，具有以下五項(xiàng)突出優(yōu)勢。

（1）超濾工藝屬于世界上先進(jìn)的第三代供水水處理技術(shù)，可廣泛的應(yīng)用于市政以及工業(yè)等領(lǐng)域。超濾膜是超濾工藝的核心，通常的超濾膜孔徑為0.001μm到0.02μm，依靠其孔徑的大小對水體中所含有的污染物進(jìn)行選擇性截留。超濾膜凈水大致原理如下圖1所示。

（2）抵抗水源污染沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。當(dāng)偏遠(yuǎn)施工工地遭遇暴雨導(dǎo)致水源不穩(wěn)定、產(chǎn)生較大水質(zhì)變化時(shí)，超濾工藝依舊能確保超濾出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)。

（3）濁度去除率高。超濾工藝保證出水的濁度維持在0.1NTU以下，且對于水體中顆粒物的去除率可以達(dá)到99.9%以上。

（4）與傳統(tǒng)自來水消毒等處理工藝相比，不僅能有效去除各類細(xì)菌微生物以及各類型的病毒，還不需液氯等藥劑投加，既節(jié)約了凈水成本，又避免了由藥劑投加所產(chǎn)生的氯代副產(chǎn)物造成的對人體的危害。

（5）超濾工藝屬于分散式的供水方式，一方面，具有占地面積小、維修管理方便等優(yōu)勢；另一方面，避免了市政管道在長距離輸送的過程中出現(xiàn)的水質(zhì)惡化的情況。

由此可見，超濾工藝在偏遠(yuǎn)施工工地的應(yīng)用能夠快速、高效地解決工地飲用水水量不足、質(zhì)量不高的問題，且成本較低，運(yùn)營維護(hù)簡單，適合在偏遠(yuǎn)施工工地大力推廣和運(yùn)用。

3.2一體化污水處理系統(tǒng)用于解決偏遠(yuǎn)施工工地生活污水處理的問題

由于偏遠(yuǎn)施工工地的地理劣勢，在周邊未配套市政污水管網(wǎng)的情況下，其產(chǎn)生的生活污水普遍無法得到有效處理并達(dá)標(biāo)排放。針對偏遠(yuǎn)地區(qū)施工工地生活污水處理現(xiàn)狀，推薦采用一體化污水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。一方面，一體化污水處理系統(tǒng)具有產(chǎn)生泥量少、低動力、低能耗、管理和操作簡單等特點(diǎn)；另一方面，一體化污水處理系統(tǒng)可復(fù)制性高，易進(jìn)行批量生產(chǎn)和制造；此外，一體化污水處理系統(tǒng)還具有使用壽命長、適用范圍廣等優(yōu)勢，當(dāng)項(xiàng)目完工后，還可移動到其他施工工地重復(fù)利用，降低生活污水處理成本。

施工工地生活污水，一般指廚余廢水、衛(wèi)生間糞尿水、洗澡水、衣物洗滌水等，其中所含的污染物主要是有機(jī)物（如蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等）以及大量病原微生物等。其中的有機(jī)物極不穩(wěn)定，容易腐化產(chǎn)生惡臭。針對偏遠(yuǎn)地區(qū)施工工地生活污水的水質(zhì)水量特點(diǎn)，一體化污水處理系統(tǒng)可以采用生物接觸氧化法作為處理污水的主體工藝，借助填料，并使得污水充分接觸氧氣，且以一定的流速流經(jīng)并且沒過填料；當(dāng)生物膜全部掛于填料上以后，進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部的生活污水可以與填料以及生物膜實(shí)現(xiàn)充分接觸，此時(shí)微生物依靠其新陳代謝的作用，對污水中所含有的有機(jī)物進(jìn)行降解和去除，污水得以完全凈化；一體化污水處理系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)也是利用了曝氣的方式，同時(shí)達(dá)到了對污水整體的攪拌以及混勻的作用，又滿足了微生物所需要的氧氣，從而使處理效率達(dá)到最高。

總的來說，將一體化污水處理裝置應(yīng)用于偏遠(yuǎn)地區(qū)施工工地，采用生物接觸氧化法、借助填料和生物膜進(jìn)行生活污水處理，主要具有以下五個優(yōu)勢。

（1）占地面積小、移動方便。由于項(xiàng)目規(guī)模、施工用地面積、施工人員數(shù)量、生活污水水質(zhì)水量等限制，不適合建設(shè)污水處理廠對施工工地產(chǎn)生的生活污水進(jìn)行處理，而一體化污水處理裝置體積小，可設(shè)于地面或埋在地下，占地面積少、移動方便成為了一體化污水處理裝置的最大優(yōu)勢。

（2）有效運(yùn)行時(shí)間長。一體化污水處理裝置由于采用了生物接觸氧化法作為其主體工藝，達(dá)到了生物膜法和活性污泥法的融合。因此，可實(shí)現(xiàn)一體化污水處理裝置的長效運(yùn)行。

（3）無臭味，濾池蠅等問題得以解決。常規(guī)的污水處理廠由于曝氣池這一設(shè)計(jì)，通常情況下會有濾池蠅較多的問題出現(xiàn)，而本一體化污水處理裝置采用裝填填料的方式，有效防止此類問題的產(chǎn)生。

（4）運(yùn)維及檢修方便。一體化污水處理裝置工藝設(shè)計(jì)雖然較復(fù)雜，但是裝置運(yùn)行和維護(hù)均較為方便，閥門及管件相對較少，并可以搭配設(shè)置遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，從而做到人在監(jiān)控室可以操控及監(jiān)視裝置運(yùn)行和處理情況，集成性極高。

（5）對生活污水中污染物處理效率高，去除效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。由于一體化污水處理裝置有效的將厭氧、缺氧以及好氧幾個區(qū)域相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)污水中有機(jī)物、氨氮以及各項(xiàng)指標(biāo)的高效去除。

可以看出，一體化污水處理工藝在偏遠(yuǎn)施工工地的應(yīng)用能夠最大程度適應(yīng)施工工地的情況，因地制宜，從而將施工工地所產(chǎn)生的生活污水進(jìn)行穩(wěn)定、有效的處理，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)（可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB18918-2002》中一級B標(biāo)準(zhǔn)），在有效減輕施工工地生活污水處理成本的同時(shí)保護(hù)生態(tài)環(huán)境、打造綠色工地。

3.3新型纖維濾料過濾裝置用于施工工地水資源回用的問題

施工工地作為用水大戶，施工用水量大，水資源循環(huán)綜合利用率低，水資源浪費(fèi)現(xiàn)象屢見不鮮。施工用水按用途不同，可以分為養(yǎng)護(hù)用水、生產(chǎn)消防用水、沖廁、降塵水以及材料設(shè)備清洗水、運(yùn)輸工具清洗水等，它們對水質(zhì)的要求不盡相同。通過對施工工地的用水水源以及用水情況分析可以看出，除管道沖洗及管道試壓用水等對水質(zhì)有較高要求外，大量的施工用水對水質(zhì)要求并不高，因此考慮將部分施工用水進(jìn)行處理達(dá)到施工用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后回用。

使用過的施工用水，主要超過回用水指標(biāo)的項(xiàng)目為濁度，也就是水中的懸浮物的含量；同時(shí)懸浮物與化學(xué)需氧量、總氮、糞大腸桿菌群等指標(biāo)有聯(lián)動關(guān)系，即當(dāng)水源或水體中的懸浮物指標(biāo)下降之后，其相關(guān)聯(lián)動指標(biāo)都會出現(xiàn)相應(yīng)的下降，整體的水質(zhì)都會得以提高。因此，降低施工工地待回用水的懸浮物指標(biāo)是實(shí)現(xiàn)水資源回用的關(guān)鍵。

一種新型的纖維濾料型過濾裝置是實(shí)現(xiàn)施工工地水資源回用的最佳解決方案，其選用的是有別于傳統(tǒng)砂濾濾料的可壓縮纖維濾料。該纖維濾料具有比表面積大、孔隙率高、截污容量大等諸多優(yōu)勢。將纖維濾料填充于立式過濾裝置之中，其形成的孔隙尺寸以及孔隙率沿過濾方向遞減，且還能形成曲折的過濾路徑。隨著過濾過程的持續(xù)進(jìn)行，懸浮物在濾層內(nèi)聚集后會形成額外的截流效果，該效果可作用于后續(xù)進(jìn)水的懸浮物上，使得過濾器的整體過濾效果得到增強(qiáng)。相對于傳統(tǒng)的砂濾過濾工藝，這種工藝更符合“理想濾層”機(jī)理，從而達(dá)到更好的過濾效率，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到《城市雜用水水質(zhì) GB/T 18920-2002》標(biāo)準(zhǔn)。

總的來說，將新型纖維濾料過濾裝置應(yīng)用于施工工地具有以下五個優(yōu)勢。

（1）占地面積小。以2000噸/日的處理量為例，新型纖維濾料過濾裝置占地面積為50m2左右，相對傳統(tǒng)濾池來說，占地面積減少了約80%。

（2）節(jié)省投資。由于新型纖維濾料過濾裝置的設(shè)計(jì)簡單，且不需修建池體或額外投加藥劑，相對傳統(tǒng)濾池來說，投資可以減少60%以上。

（3）運(yùn)行穩(wěn)定。當(dāng)進(jìn)水濁度在50 NTU以下時(shí)，可以保證在出水濁度在5 NTU以下，且能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行長達(dá)12小時(shí)。

（4）操作簡單且故障率低。新型纖維濾料過濾裝置還可以與PLC自動控制系統(tǒng)相結(jié)合，通過簡單的指令實(shí)現(xiàn)自動控制或者遠(yuǎn)程操作。

（5）反沖洗簡單。新型纖維濾料過濾裝置還具有反沖洗簡單的優(yōu)點(diǎn)，在出水水質(zhì)不滿足《城市雜用水水質(zhì) GB/T 18920-2002》標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，裝置可迅速開啟反沖洗泵進(jìn)行反沖洗。且反沖洗水量要求較低，避免反沖洗時(shí)對水資源造成二次浪費(fèi)。

4.結(jié)論

本文從偏遠(yuǎn)施工工地水資源利用和處理現(xiàn)狀出發(fā)，針對施工工地飲用水用水難和質(zhì)量低、生活污水處理難且成本高、廢水循環(huán)利用率低的問題，開展問題研究和技術(shù)分析，尋找行之有效的解決方法。

通過深入研究，我們提出：利用超濾工藝可以更好的解決偏遠(yuǎn)施工工地飲用水問題；使用一體化污水處理裝置對施工工地生活污水進(jìn)行處理并達(dá)標(biāo)排放；引入新型纖維濾料過濾裝置對施工工地雜用水進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。偏遠(yuǎn)地區(qū)施工工地節(jié)水大有潛力可挖，節(jié)約水資源勢在必行。

希望我國的基建事業(yè)在帶動經(jīng)濟(jì)騰飛的同時(shí)，能夠牢記總書記所闡述的“綠水青山就是金山銀山”，加大污水處理及回用技術(shù)的研究與應(yīng)用，打造綠色工地，建設(shè)美麗中國，共創(chuàng)和諧發(fā)展新環(huán)境。