建筑中水合理利用分析

任 鳳 聊城大學(xué)建筑工程學(xué)院本科在讀

1 建筑中水系統(tǒng)

建筑中水系統(tǒng)由中水原水收集系統(tǒng)、原水處理系統(tǒng)和供水系統(tǒng)三部分組成[1]。中水并不是真正意義上的水資源，是經(jīng)過特殊工藝處理形成的滿足國家非飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的“再生水”。中水原水收集系統(tǒng)是指收集、輸送中水原水到中水處理設(shè)施的管道系統(tǒng)和一些附屬構(gòu)筑物。中水原水包括以下3 個(gè)方面：

一是衛(wèi)生間排水。其包括沐浴排水、盥洗排水、沖廁排水等。沐浴排水系指公共浴室排水、私人淋浴排水、私人盆浴排水等排水類別，沐浴排水由于會(huì)使用皂劑等化學(xué)成分較高的洗滌劑會(huì)造成排出的水中化學(xué)成分超標(biāo)，同時(shí)水體中有機(jī)物和懸浮物含量較低；盥洗排水指日常生活中洗臉洗衣排水等，與沐浴排水相似，由于使用大量化學(xué)制品，其陰離子含量高，有機(jī)物和懸浮物含量相當(dāng)，污染程度較輕；沖廁排水包括大、小便排水，糞便中的細(xì)菌及有機(jī)質(zhì)較高，含有較多的懸浮物，污染程度較大，處理較復(fù)雜。

二是廚房排水。廚房排水涵蓋餐廳、公共食堂、私人廚房等場所，大部分由洗菜、刷鍋、刷碗筷等排水組成，是生活排水系統(tǒng)的重要組成部分。其排出的水往往需要除油等特殊處理工藝進(jìn)行降油脂含量，有機(jī)物含量較高，需進(jìn)行除油工藝處理。

三是冷凝水排水。冷凝水主要是指通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)利用水循環(huán)進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)而排出的水，其水質(zhì)質(zhì)量較高，水中有機(jī)物及懸浮物含量、細(xì)菌含量均較低。

上述建筑中水原水按組合形式不同可以分為優(yōu)質(zhì)雜排水、雜排水和生活排水3種[2]。由除沖廁排水以外的衛(wèi)生間排水和冷凝水組成優(yōu)質(zhì)雜排水，其污染程度較低，凈化工藝較簡單且處理所需費(fèi)用較低，是建筑中水原水處理的首要之選。除沖廁以外的生活排水即為雜排水，水質(zhì)污染程度中等。所以，由生活排水組成的生活污水污染程度較為嚴(yán)重，處理工藝復(fù)雜，技術(shù)要求高，費(fèi)用高。

2 建筑中水處理工藝

建筑中水處理工藝是指將收集的中水原水經(jīng)過各種生化反應(yīng)將具有污染的水處理成可用于綠化、沖廁、洗車、道路灑水降塵等方面的、符合生活用水質(zhì)量且達(dá)到非飲用水標(biāo)準(zhǔn)的生活用水。

2.1 以優(yōu)質(zhì)雜排水或雜排水作為中水原水

如前所述，優(yōu)質(zhì)雜排水和雜排水水質(zhì)污染較輕，能經(jīng)過較簡便的處理工藝凈化成為達(dá)到非飲用水標(biāo)準(zhǔn)的用水質(zhì)量。其處理工藝主要如下：

2.1.1 物化處理

物化處理即是物理、化學(xué)處理，利用物理原理或者某些離子的化學(xué)反應(yīng)處理廢水，主要工藝包括調(diào)節(jié)、混凝、吸附、離子交換和蒸發(fā)濃縮。

調(diào)節(jié)是利用調(diào)節(jié)設(shè)備（調(diào)節(jié)池，包括均量池和均質(zhì)池）減小污廢水的波動(dòng)情況，保證進(jìn)行凈化所用的處理設(shè)備能發(fā)揮正常作用，不至因水的波動(dòng)造成設(shè)備凈化能力降低；混凝是指向污廢水水體投放凝聚劑、絮凝劑和助凝劑等化學(xué)藥劑（如聚合氯化鋁、鋁鹽、鐵鹽等），通過凝聚劑水解產(chǎn)物壓縮膠體顆粒的擴(kuò)散層，達(dá)到膠粒脫穩(wěn)而凝結(jié)，或者通過凝聚劑的水解和縮聚反應(yīng)形成的高聚物的強(qiáng)烈吸附橋架作用，使膠粒吸附黏結(jié)，是水質(zhì)凈化處理方法之首選；吸附是利用活性炭等具有吸附微小粒子等作用的材料將水體中的微小粒子吸附去除，此法主要用于脫色、除臭、去除溶解性有機(jī)物等物理性質(zhì)；離子交換，即是用新溶液中的無害離子交換需要凈化的溶液中的有害離子，達(dá)到去除稀溶液中某種離子的目的，與此原理相對(duì)應(yīng)的應(yīng)用于水質(zhì)處理即是利用某些離子交換劑中的無害離子與污廢水中的有害離子進(jìn)行交換，去除污廢水中有害離子的過程；蒸發(fā)濃縮是指將需要進(jìn)行凈化的水體整體進(jìn)行加熱處理，使得水中的部分有害物質(zhì)汽化去除。

2.1.2 生物和物化處理相結(jié)合

生物處理即利用微生物（各種細(xì)菌、霉菌以及單細(xì)胞動(dòng)物或多細(xì)胞動(dòng)植物）的新陳代謝作用處理污廢水。按照微生物生活環(huán)境的不同，可以分為好氧性處理和厭氧性處理2 種。好氧處理是在污水中含有充分溶解氧的條件下，利用好氧性微生物使水中的有機(jī)物分解成二氧化碳、氨及水等，中水處理多采用好氧生物處理技術(shù)，包括活性污泥法、接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤等處理方法[3]。厭氧處理是在污水中缺氧的條件下，利用厭氧性微生物使水中的有機(jī)物分解成甲烷、二氧化碳、硫化氫、氮及水等，一般采用甲烷發(fā)酵法（消化法）等進(jìn)行處理。利用生物處理和物化處理相結(jié)合的方法，能高效地進(jìn)行污廢水處理，同時(shí)依靠好氧細(xì)菌和厭氧細(xì)菌處理污水，可以大大提高水質(zhì)質(zhì)量，二者結(jié)合，取長補(bǔ)短。

2.1.3 微濾/超濾膜分離

微濾膜過濾是膜過濾技術(shù)的一種，是目前世界上應(yīng)用最早的用“膜”過濾技術(shù)，通常使用天然或人工合成的高分子化合物作為膜材料，能截留0.1 ～1.0 μm 的顆粒，允許大分子和固體顆粒通過，但能夠阻止細(xì)菌、懸浮物通過。其主要的分流機(jī)理是篩分截留，應(yīng)用范圍廣泛，造價(jià)高。

2.2 以生活污水作為中水原水

除上述優(yōu)質(zhì)雜排水和雜排水所應(yīng)用的物化技術(shù)、生物與物化技術(shù)相結(jié)合、微濾/超濾膜分離3 種水體凈化技術(shù)外，生活污水處理還可采用生物與深度處理相結(jié)合、曝氣生物濾池、膜生物反應(yīng)器等方法。

2.2.1 生物與深度處理相結(jié)合

與普通處理相比，深度處理凈化級(jí)別更高，凈化技術(shù)要求更先進(jìn)，凈化標(biāo)準(zhǔn)也更加嚴(yán)格，適用于水質(zhì)要求較高的情況。深度處理是指將已經(jīng)進(jìn)行一、二級(jí)處理的生活污水再進(jìn)一步運(yùn)用絮凝沉淀等方法對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化。利用無機(jī)高分子混凝劑（如聚合氯化鋁）水解產(chǎn)生的化學(xué)離子，對(duì)水中的有害物質(zhì)具有高度電中即橋聯(lián)作用，去除有毒有害微粒。生物處理與深度處理相結(jié)合可安全高效地進(jìn)行生活污水凈化。

2.2.2 曝氣生物濾池

曝氣生物濾池，即將生物氧化和截留懸浮固體相結(jié)合，污水通過濾料層，水體含有的污染物被濾料層截留，并被濾料上附著的生物降解轉(zhuǎn)化，同時(shí)溶解狀態(tài)的有機(jī)物和特定物質(zhì)也被去除，所產(chǎn)生的污泥保留在過濾層中，而只讓凈化的水通過，以提高水體質(zhì)量。該方法被廣泛應(yīng)用于需進(jìn)行深度處理和凈化標(biāo)準(zhǔn)較高的水質(zhì)處理領(lǐng)域，目前還可進(jìn)行脫硫脫氮處理。

2.2.3 膜生物反應(yīng)器

其是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，主要運(yùn)用膜分離設(shè)備截留水中的活性淤泥與大分子有機(jī)物，可保留世代時(shí)間較長的有機(jī)物，對(duì)深度處理有較好的效果。

3 建筑中水回用的應(yīng)用

建筑中水經(jīng)過相關(guān)處理工藝的處理，其有機(jī)質(zhì)含量大大降低，水體質(zhì)量大幅度提高，達(dá)到國家非飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，可用于施工降塵、綠化、道路灑水等生產(chǎn)生活的多個(gè)方面。建筑中水回用是節(jié)約水資源的重要舉措，近年來國家大力推進(jìn)水資源合理利用，同時(shí)出臺(tái)了相關(guān)政策約束水資源浪費(fèi)行為。

陜西省西安市成效較好的中水回用項(xiàng)目是“華府門第”住宅小區(qū)，回用率高達(dá)90%。由于附近沒有市政管網(wǎng)及污水廠，其產(chǎn)生的生活污水經(jīng)過接觸氧化+MBR 的處理后回用，供給小區(qū)綠化、道路清洗和水景補(bǔ)水等。日處理量92.3 m3，保證了廢水不外排[4]。

山西省太原市有市精神病醫(yī)院、山西大學(xué)、省委機(jī)關(guān)、國貿(mào)大飯店、太重機(jī)械集團(tuán)、省人民醫(yī)院、太重賓館、大唐四季花園和迎澤賓館9 家單位和小區(qū)建有中水處理設(shè)施，日處理規(guī)模合計(jì)約為3100 m3。其中，國貿(mào)大飯店的中水設(shè)施與主體工程的建設(shè)嚴(yán)格按照“三同時(shí)”制度實(shí)施，其收集了客房淋浴排水和寫字樓盥洗排水，日處理量可達(dá)210 m3，中水回用于樓內(nèi)廁所沖水，運(yùn)營單位在不到3 年的時(shí)間內(nèi)就收回了成本，每年節(jié)約水費(fèi)約35 萬元[5]。

4 建筑中水回用存在的問題及解決措施

建筑中水回用是解決水資源稀缺、節(jié)省水資源的重要措施，由于對(duì)建筑中水回用處理工藝不明確、不了解，難免會(huì)出現(xiàn)各種各樣的社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題。

4.1 建筑中水回用技術(shù)成本較高

建筑中水原水處理工藝中所需的處理設(shè)施、處理劑等往往比自來水的價(jià)格更高，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，某些處理設(shè)施的總運(yùn)行成本能達(dá)到11137 元/m3。因此，各中水處理設(shè)施的配備應(yīng)考慮其生產(chǎn)規(guī)模，合理計(jì)劃生產(chǎn)規(guī)模，提高設(shè)備功能的同時(shí)降低生產(chǎn)成本。

4.2 建筑中水系統(tǒng)不完善

建筑中水系統(tǒng)不完善，造成中水供水系統(tǒng)水質(zhì)水壓不穩(wěn)定，人們不敢放心使用；某些設(shè)備的性能較差，造成水質(zhì)凈化效果不理想，降低了人們的使用率。為解決此類問題，應(yīng)著重考慮中水系統(tǒng)的完備性，同時(shí)優(yōu)化中水凈化系統(tǒng)。

5 建筑中水發(fā)展的意義

在全球淡水資源嚴(yán)重稀缺、各國人口不斷增長、用水排水量逐年升高的情況下，有效解決用水問題成為重中之重。逐步采用凈化后的水是解決水資源稀缺問題的重要途徑，由此產(chǎn)生了建筑中水回用技術(shù)，凈化后的水能代替新鮮水源應(yīng)用于不需要高水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域，大大節(jié)省了水資源。