超高層建筑雨水回收及中水回用技術的應用研究

摘 ?要：由于城市建設飛速發(fā)展，使得城市水資源趨于匱乏。針對該情況，政府部門大力號召城市居民節(jié)能減排，充分利用雨水回收技術改善城市水資源匱乏等問題，以此起到保護環(huán)境的作用。為此，本文從當前水資源現狀以及雨水回收利用意義為出發(fā)點，通過對超高層建筑雨水回收技術以及中水回用技術進行淺顯分析，為建筑行業(yè)的環(huán)保發(fā)展提供借鑒。

關鍵詞：超高層建筑;雨水回收;中水回用技術

中圖分類號：X703.1 ??文獻標識碼：A ???文章編號：2096-6903（2019）03-0000-00

0 引言

當前，我國建筑行業(yè)在發(fā)展過程中越來越注重“節(jié)能環(huán)?！?，并將該項環(huán)保理念貫徹到整個建筑施工環(huán)節(jié)當中。由于我國水資源極為匱乏，許多地域存在水資源分布不均勻情況。這種情況嚴重影響我國可持續(xù)發(fā)展，較為惡劣的生態(tài)環(huán)境導致我國每年因水資源問題損失千億。而雨水回收技術與中水回用技術能夠有效緩解城市供水緊張等問題，還能達到保護環(huán)境、節(jié)約資源的目的，推動我國綠色建筑發(fā)展。

1 我國水資源現狀以及雨水回收利用的意義

當前，我國城市能源日漸短缺。水資源更是極為匱乏，其主要是因為我國水資源地域分布不均勻，南方水資源較多，北方水資源較少，特別是西北與華北地區(qū)更是缺水嚴重;此外我國屬于季風氣候，使得降雨時間不均勻，夏季雨水較多，許多地區(qū)會出現洪澇災害，冬季雨水較少。另外，我國是地球水資源最為匱乏的國家之一，由于地下水極為匱乏，使得我國許多城市面臨水資源短缺現象，甚至有些城市出現嚴重缺水問題。

由于缺水嚴重，人們逐漸將目光轉向雨水資源利用。通過科學合理的回收雨水資源后，不但可以緩解城市用水壓力，補給因地下水缺失導致的城市地面下沉情況，還能降低城市排水管道負荷，避免雨季到來時許多城市出現“看海”的內澇局面，從而改善城市生態(tài)環(huán)境，推動社會可持續(xù)發(fā)展。

2 超高層建筑雨水回收技術流程

超高層建筑雨水回收技術，主要是通過將匯集到的雨水進行回收處理與利用，將收集到的雨水轉變成產品用水，并逐漸替代市政供水。也就是說，在超高層建筑施工中應用雨水回收技術，既能收集大量雨水，，同時還能緩解城市地下排水壓力。超高層建筑應用雨水回收設計，還需結合當地降雨量，根據建筑工程的實際情況進行設計。

在超高層建筑某層中設置雨水收集箱，并在樓頂使用APP高聚物改性瀝青防水卷材來收集雨水。超高層建筑施工單位可以使用虹吸式雨水系統(tǒng)，其能夠有效控制雨水流量，并將質量較好的雨水通過超高層建筑管道進行分流存儲。待雨水回收系統(tǒng)完成設計后，建筑施工設計人員還需要根據實際情況制定雨水回收處理方案。然后將流經超高層屋頂的雨水進行初期流經處理，確保不同質量的雨水流向不同的雨水儲存箱，并經過沉淀、過濾等多項處理技術，將過濾好的雨水收集到清水池中。這種雨水回收處理過程越多，雨水過濾后質量就變得越來越好，將為社會帶來巨大的經濟效益。

建筑施工設計人員可在收集系統(tǒng)的前端設置雨水棄流裝置，其主要作用是攔截降雨初期的徑流，屋面的初期雨水棄流可采用2mm～3mm，以便于廢棄掉初期收集到的含雜質雨水，當攔截水量達到設定值時，可終止棄流，然后將這些雨水匯流到某個樓層的蓄水池當中，雨水儲水池可采用PP模塊水池、HDPE模塊水池、混凝土水池、玻璃鋼水池等多種材質和形式，并設置必要的溢流裝置，借助石英砂清洗過濾雨水中存在的細小顆粒，確保收集到的雨水化學成分不超標;然后利用提升泵對這些雨水進行過濾、消毒，雨水處理凈化去除的主要污染物是COD、SS等;并定期在雨水儲存箱內加入微生物抑制藥物，防止雨水在長期困頓中變質惡化，最終使收集到的雨水轉變成能夠使用的較清潔水源。若用水點對于水池要求較高，可以增加后續(xù)的雨水深度和消毒處理措施。

3 超高層建筑中水處理回用技術

中水指的是一定范圍內可以反復使用的雜質水，也就是人們常說的非飲用水。這些水可以沖洗廁所、地面、綠化澆灑等，并符合國家雜質用水標準。超高層建筑規(guī)劃中，應根據該工程使用功能，設定不同的中水回用措施，并建立一套或者是幾套廢水原水處理系統(tǒng)，然后分別置放在指定樓層當中，以便緩解超高層用水量。中水處理工藝可采用以下幾種處理措施：

3.1物化法中水處理工藝

該工藝方法主要是水質較好的優(yōu)質雜排水當做中水水源，其主要目的在于減少原水中的有機物，降低水色渾濁度，該項施工工藝流程是將調節(jié)池中儲存好的原水進行均勻混合，通過預曝氣處理法，使原水匯總的混合凝結物發(fā)生沉淀，同時過濾掉大分子有機物，實施膠體截流。也就說將帶有雜質的原水通過格柵過濾后，進入到調節(jié)池當中，利用物化處理方法對原水進行消毒，使其轉變成可回用的中水。

該工藝的主要特點是：占地面積小，過濾系統(tǒng)可以間歇性的運行，且管理操作模式比較簡單。但是物化處理工藝對水的要求極高，不能多種水源進行混合處理，處理中水帶有一定的局限性。為此，超高層建筑在應用此項工藝時，需要借助污水處理廠中的生物處理技術使其符合回用水的標準，通過消毒、除色、脫氮除磷、活性炭吸附等予以水質深度處理。

3.2生化法中水處理工藝

中水水源屬于綜合性排水方法，這種方法的主要目的就是除去中水中殘留的懸浮物與有機物。生化法中水處理工藝，主要是把不同的水量、水質的原水通過調節(jié)池進行均勻攪拌混合后，利用預曝氣處理方法予以有效處理，然后將處理好的原水流入到生化池當中，借助生物膜吸附技術，使水中有機物得以氧化，經過過濾消毒后，就能夠獲得水質比較穩(wěn)定的中水。其工藝流程為：將超高層中收集的原水，通過格柵進行初步過濾后，使其流入到調節(jié)池當中，借助生物處理措施使原水在沉淀池中得以沉淀、過濾、消毒等，最終變成符合質量要求的中水。

生化中水處理工藝的主要特點是：鼓風曝氣產生的氣體從總進氣管中流入到分氣管內，曝氣膜管與加強管在氣體的影響下產生縫隙，再在氣壓影響下促使曝氣管內的管?？讖堥_，以增加曝氣的均勻度。一旦停止供氣，管膜孔就會在水壓的作用下予以閉合，以避免曝氣管發(fā)生堵塞現象。由于曝氣管產生的氣泡具有良好的分散性，使其具有了較高的氧轉移率。另外，該項工藝填料主要是使用彈性組合填料，其優(yōu)勢是這種填料具有材質優(yōu)良，穩(wěn)定性能好，容易掛膜，可以讓大量的水生物附著在上面，并且不容易出現結團等情況，同時應用時間較長。另外，在該工藝中添加臭氧消毒，使其維持性能穩(wěn)定，以此達到徹底消毒殺菌的目的。倘若部分時段在缺少足量原水時，也應采用間歇性曝氣法，保持蓄水池內部生物菌始終處于活性狀態(tài)。

3.3膜生物反應器中水處理工藝

膜生物反應器中水處理工藝主要是將生物處理技術和膜分離技術優(yōu)化結合的一種方法。膜分離組件大多都放置在曝氣池當中，這樣污水中大量的有機物被微生物予以分解，通過篩分措施，使得微生物顆粒能夠在膜分離組件中截留下來，從而得到優(yōu)質中水水源，其主要工藝流程如下：將本工程收集的原水通過格柵進入調節(jié)池當中，開啟膜生物反應器，對已經過濾好的原水實施消毒，使其成為優(yōu)質中水。

該工藝特點是工藝簡單，占地面積小，中水水質較好，通常不需要實施三級處理就能符合回用標準。在操作方面，可以進行全自動化管理。生物處理技術與膜分離技術相互結合是一種較為流行的新型工藝，可取代以往傳統(tǒng)工藝，提高固液分離效果，并能夠將廢水中的膠體物質、懸浮物質去除，以達到凈化水分離的目的，提高生物處理濃度，縮短單元水處理停留時間，避免水中微生物菌群流失，營造適合菌群生長的環(huán)境，從而更好的分解大分子有機物。在實際應用中，生物膜技術在長期過濾過程中極其容易發(fā)生堵塞，導致通水量下降，此時應采用化學清洗法減少緩膜堵塞情況。中水回用處理技術對比，如表1所示。

4 回用水使用安全措施

實際應用中，回用水供水管道應與生活飲用水管道分開設置，適當考慮供水系統(tǒng)的自動補水，并滿足如下要求：（1）補水的水質應滿足回用水的供水系統(tǒng)水質要求;（2）補水應在回用水系統(tǒng)供水量不足的時候進行，補水能力應滿足回用水中斷時系統(tǒng)的用水量要求;（3）當采用生活飲用水補水時，清水池（箱）內的自來水補水管出水口應高于清水池（箱）內的溢流水位，且間距不得小于2.5倍的補水管管徑，并嚴禁采用淹沒式浮球閥補水;（4）回用水管道上不得設置取水龍頭，并設置誤接、誤用、誤飲的措施，如按要求規(guī)定涂色、標識“不得飲用”等字樣;若設有取水口，應設置鎖具;所有的閥門、水表、給水栓、取水口等均應設置明顯的“雨水”、“中水”等標識;所有儲水設備均需要設置警示牌。

5 結語

隨著社會飛速發(fā)展，超高層建筑應用雨水回收、中水回用技術，既能收集大量雨水，又能得到質量良好的雨水，還能緩解城市地下排水壓力。通過各種中水回用處理技術，使得儲存的水質符合生活使用水標準，這樣既能減少污水排放量，又可以達到節(jié)約用水的目的。超高層建筑系統(tǒng)中應用的主要核心技術是利用微生物，避免設備發(fā)生腐蝕，有效緩解城市供水緊張的情況，此外還能達到保護環(huán)境、節(jié)約資源的目的，推動我國綠色建筑發(fā)展，為社會帶來巨大的經濟效益。

參考文獻

[1]曹苑.某高層綠色建筑雨水回收系統(tǒng)設計與分析[J].安徽建筑，2019，26（07）：56-59.

[2]鄧鵬飛.中水回用技術在建筑節(jié)水中的應用分析[J].江西建材，2019（05）：50-51.

[3]葉娟.綠色住區(qū)雨水資源綜合利用及水環(huán)境系統(tǒng)改善措施[J].清洗世界，2019，35（02）：42-43.

收稿日期：2019-05-10

作者簡介：王勝海（1987—），男，安徽合肥人，本科，建筑給排水工程師，研究方向：建筑給排水。

Research on Application of Water Recycling Technology in Rainwater Recovery of Supertall Buildings

WANG Shenghai

（Anhui Architectural Design & Research Institute Co.， Ltd.， Hefei Anhui 230000）

Abstract： Due to the rapid development of urban construction， urban water resources are gradually becoming scarce. In response to this situation， government departments have strongly called on urban residents to save energy and reduce emissions， and make full use of rainwater recovery technology to improve the problem of urban water scarcity in order to achieve environmental protection. For this reason， this article will start from the current status of water resources and the significance of rainwater recycling， and analyze the rainwater recycling technology and water reuse technology of super high-rise buildings. It is hoped that it can provide environmental protection ideas for colleagues in the construction industry.

Keywords： super high-rise building; rainwater recovery; reclaimed water reuse technology