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浅谈建筑中水系统 内容摘要本文根据我国及世界各处淡水资源匮乏的现状，中水再利用的处理技术，阐述了中水系统的含义、意义、分类以及组成。描述了中水系统的处理工艺流程和方法；并对中水处理设施进行了解析，使我们了解了格栅、调节池、曝气池、沉淀池和消毒的一些设计要求。中水系统将是城市节约用水的一个发展方向。关键词：中水、中水系统、工艺流程、中水设施要求。AbstractChina, the paper and the world of scarce freshwater resources throughout the present situation of water re-use of process technology, explained the meaning of water in the system, meaning, process, composition and application in practical situations. System describes the processes of water systems, processes and methods; and water treatment facilities in the resolution, so that we know the grill, adjust tanks, aeration tanks, sedimentation tanks, and disinfection of some of the requirements. City water system treatment is the development trend of building water system.Key words: water, water system, process, requirement of water facilities. 目录引言11 中水系统21.1中水概念21.2中水系统31.3建筑中水设施52建筑中水回用处理技术52.1建筑中水回用处理流程52.2建筑中水回用处理的方法53中水回用处理设施解析73.1格栅73.2调节池73.3混凝处理器83.4气浮池83.5沉淀池93.6过滤池93.7曝气池103.8消毒114中水回用的发展存在的问题11总结12致谢13参考文献14引言当今世界能有80个国家，约20多亿人口面临淡水资源危机，其中26个国家的3亿多人正生活在缺水状态中。预计到2011年，还将增加8个国家，缺水已成为一个世界性的问题。节水是缓解这一问题较现实的办法，而污水回用是一条有效的节水途径。采用建筑中水系统，使污水处理后回用，有着“双重”意义既可减少污染，又可增加可利用的水资源，有明显的社会效益和经济效益。因此在建筑逐步向绿色生态建筑发展的今天，建筑中水系统成为建筑给排水的一个发展方向。对于淡水资源缺乏、供水严重不足的城市来说，中水回用是缓解水资源不足，防治水污染，保护环境的重要途径。所以中水回用技术将是一个良好的可持续发展的策略。本文将主要介绍建筑中水回用各工艺流程，以及工艺流程的构筑物设计要求。1 中水系统1.1中水概念何谓“中水”？其定义有多种解释，在污水工程方面称为“再生水”，工厂方面称为“回用水”，一般以水质作为区分的标志，其主要是指城市生活污水经处理后达到国家规定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水。中水回用，就是把生活污水或工业废水经过深度技术处理后，去除各种杂质，去除污染水体的有毒、有害物质及某些重金属离子，进而消毒灭菌，其水体无色、无味、水质清澈透明，且达到或好于国家规定的杂用水标准(或相关规定)，广泛应用于企业生产和居民生活。1.2中水系统中水系统（Reclaimed Water System）由中水原水的收集、储存、处理和中水供给等工程设施组成的有机结合体，是建筑物或建筑小区的功能配套设施之一。1.2.1中水回用系统的分类中水回用系统按其供应的范围大小和规模，一般有下面四大类： （1）排水设施完善地区的单位建筑中水回用系统该系统中水水源取自本系统内杂用水和优质杂排水。该排水经集流处理后供建筑内冲洗便器、清洗车、绿化等。其处理设施根据条件可设置在建筑内部或临近外部。如北京新万寿宾馆中水处理设备设于地下室中。（2）排水设施不完善地区的单位建筑中水回用系统城市排水体系不健全的地区，其水处理设施达不到二级处理标准，通过中水回用可以减轻污水对当地河流再污染。在该系统中，中水水源取自该建筑物的排水净化池(如沉淀池、化粪池、除油池等)，该池内的水为生活污水的总和。该系统处理设施根据条件可设于室内或室外。 （3）小区域建筑群中水回用系统 该系统中水水源取自建筑小区内各建筑物所产生的杂排水。这种系统可用于建筑住宅小区、学校以及机关团体大院。其处理设施放置小区内。 （4）区域性建筑群中水回用系统 该系统特点是小区域具有二级污水处理设施，区域中水水源可取城市污水处理厂处理后的水或利用工业废水，将这些水运至区域中水处理站，经进一步深度处理后供建筑内冲洗便器、绿化等用途。1.2.2按中水的实际使用情况分为以下四类(1)工业用水。由于不同工业涉及的对象不同，所以工业用水的水质标准也不同。如工业冷却的用水水质标准较低，建筑施工的用水水质标准相对较高。(2)农业用水。农业用水主要用于农田灌溉和室内育种。(3)生活服务用水。依据生活杂用水水质标准，生活服务用水主要包括冲厕，供暖，洗车，园林绿化和道路清洁等。(4)其它用水。包括地下水回灌和地表水补给等。中水是地下水回灌的有利选择之一，地表水补给主要用于河流径流和湖泊填充。用水成本是使用单位水量所需的总费用。它不但包括供给子系统的供给价格、输送子系统的输送成本还包括利用时人员劳务报酬，利用设备费用等。1.2.3中水水源及用途（1）、中水水源可取自生活污水和冷却水，一般可按下列顺序取舍：冷却水沐浴排水盥洗排水洗衣排水厨房排水厕所排水。医院污水不宜用作中水水源。中水水源可分为3类：A、不含厨、厕排水，以冷却水、雨水、洗浴水为主的优质杂排水；B、含厨房排水的杂排水；C、杂排水+厕所排水。（2）、用途对于小区居民来讲，中水系统的应用可以提供很大的实惠。首先是降低水费支出。像绿化用水、洗车用水等公共用水，一般小区都是直接引用自来水，这笔水费最终还会摊到每户业主身上。如果使用循环再利用后的中水，就等于一水二用，一个小区，一年算下来就是不小的费用。现在居民冲洗厕所一般使用自来水，如果用中水，一次可以省9升自来水，全家一个月，算下来有多少吨？不过，由于消费心理的原因，很多设计师不打算将中水用于户内的清洁用水。当然，自来水、中水会走两趟管路，可能会占点面积。以东京都为例，冲厕用水为90.6%，冷却用水为3.0%，消防用水为2.4%，洗车用水为1.2%，清扫用水为1.2%，绿化用水为0.7%，其它0.9%。中水处理系统成本很低，不会增加买房者的负担。说简单点，就是要加几个池子的问题。中水处理后的水质也较有保证，比城市地区一般河水的水质要好。1.3建筑中水设施建筑中水系统由原水收集系统、水处理系统和中水供水系统组成。原水收集系统主要是采集原水，包括室内中水采集管道、室外中水采集管道和相应的集流配套设施；中水处理设备是用来处理原水使其达到中水的水质标准；中水供水系统通过室内外和小区的中水给水管道系统向用户提供中水。2建筑中水回用处理技术2.1建筑中水回用处理流程中水原水水质不同，处理流程也不一样。原则上应该根据中水水源的水质水量和用水要求，经过水量平衡和试验确定工艺流程，同时考虑投资、运行管理和设备情况进行技术经济分析，优选处理方案。我国一般采用以下几种处理流程：流程1(物化处理为主)适用于A、B类原水原水格栅调节池混凝处理器或气浮池过滤消毒中水流程2(生化处理为主)适用于A、B类原水原水格栅调节池好氧处理设施沉淀过滤消毒中水流程3(二段生化处理)适用于B、C类原水原水格栅调节池厌氧处理设施沉淀池好氧处理设施沉淀过滤消毒中水流程4(物化+生化处理)适用于B、C类原水原水格栅调节池混凝处理器或气浮池沉淀池好氧处理设施沉淀过滤消毒中水2.2建筑中水回用处理的方法2.2.1按建筑中水回用处理的程度划分一般包括预处理、二级处理及深度处理三个阶段。（1）预处理：也称一级处理，一般包含拦截、沉淀、水质水量调节、除油、水解酸化等，对水中的污染杂质有一定去除效果，主要作用为保证后续处理的稳定性，根据原水的杂质的物理性质决定选用哪种预处理方式。（2）二级处理：是中水回用处理的主体，主要工艺有物化处理（混凝沉淀工艺等）、生物处理（微生物或植物吸附降解处理等）、物理处理（膜过滤处理等）等，主要作用为去除水中的污染物，根据原水的污染物种类及物理化学性质决定采用哪种工艺。 （3）深度处理：是处理后的污水进行回用前的最后处理，保证水质和用水安全性。主要工艺有：杀菌消毒、离子交换、介质过滤、膜分离等，根据原水处理后可能存在的杂质或可能出现的二次污染物质的种类和性质选用合适处理方式。 2.2.2按建筑中水回用处理的作用原理划分一般分为 3 种类型： （1）物理处理法： 膜滤法，适用于水质变化大的情况。 采用这种流程的特点是：装置紧凑，容易操作，以及受负荷变动的影响小。 膜滤法是在外力的作用下，被分离的溶液以一定的流速沿着滤膜表面流动，溶液中溶剂和低分子量物质、无机离子从高压侧透过滤膜进入低压侧，并作为滤液而排出；而溶液中高分子物质、胶体微粒及微生物等被超滤膜截留，溶液被浓缩并以浓缩形式排出。 （2）物理化学法适用于污水水质变化较大的情况。一般采用的方法有：砂滤、活性炭吸附、浮选、混凝沉淀等。这种流程的特点是：采用中空纤维超滤器进行处理，技术先进，结构紧凑，占地少，系统间歇运行，管理简单。 （3）生物处理法适用于有机物含量较高的污水。一般采用活性污泥法、接触氧化法、生物转盘等生物处理方法。或是单独使用，或是几种生物处理方法组合使用，如接触氧化+生物滤池；生物滤池+活性炭吸附；转盘+砂滤等流程。这种流程具有适应水力负荷变动能力强、产生污泥量少、维护管理容易等优点。 3中水回用处理设施解析3.1格栅 格栅是一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成,倾斜安装在进水的渠道,或进水泵站集水井的进口处,以拦截污水中较大的悬浮物及杂质,以保证后续处理构筑物或设备的正常工作。中水回水处理系统应设置格栅，格栅宜采用机械格栅。格栅可按下列规定设计：（1）设置一道格栅时，格栅条空隙宽度应小于10mm；设置粗细两道格栅时，粗格栅条空隙宽度为1012mm，细格栅条空隙宽度为2.5mm。（2）设在格栅井内时，其倾角不得小于60。格栅井应设置工作台，其位置应高出格栅前设计最高水位0.5m，其宽度不宜小于0.7m，格栅井应设置活动盖板。3.2调节池调节池是为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。 因为有些反应对水质、水量和冲击负荷有一定要求，如厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于生活污水来说，适当尺寸的调节池是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是对水量和水质的调节，例如调节污水pH值和水温，兼有预曝气作用。一般还可考虑原水水质兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。调节池通常分为：水量调节池和水质调节池两种，按作用分：均质池，水量缓冲池，均质均量池。调节池可按下列规定设计：（1）调节池内宜设置预嚗气管，嚗气量宜为0.60.9m3/h。（2）调节池底部应设有集水坑和排泄管，池底应有不小于0.02坡度，坡向集水坑。当采用地埋式时，顶部应设置人孔和直通地面的排气管，池壁应设置爬梯和溢水管。其中，中、小型工程调节池可兼用作提升泵的集水井。在中、小型中水处理工程中，设置调节池后可不再设置初次沉淀池。3.3混凝处理器 混凝处理器是指将混凝剂投加到溶解池中，由于混凝剂可以使胶体颗粒脱稳而聚集起来，通过排渣管排出大颗粒物质。溶解池的选择，取决于中水回用处理设施的规格，混凝剂的品种。大中型设施通常建造混凝土溶解池，小型的可用陶缸。一般至少设两池（或两格），交替使用。池顶高出地面0.2m，底坡应大于20%，池底设排渣管，超高为0.20.3m。为了加速药剂溶解应设搅拌装置，搅拌装置主要用机械搅拌。凡和混凝剂溶液接触的池壁、设备、管道等，应根据药剂的腐蚀性，并采取相应的防腐措施。混凝剂的投加方式，根据高程布置和溶解池位置的高低，分为重力投加和压力投加。重力投加是利用重力将药剂投加在水泵吸水管内或吸水井中的吸水喇叭口处，利用水泵叶轮混合。压力投加是利用水泵，将药剂投加到水管中，一般用于将药剂投加到压力水管中，或标高较高的构筑物内。3.4气浮池气浮是通过某种技术在水中生产大量的微小气泡，使之与污水中悬浮微粒絮凝粘附，因密度下降至小于水而上浮到水面形成浮渣，从而达到去除水中的悬浮微粒。气浮池主要用于处理含有悬浮微粒密度近于1及沉淀法难以去除的水，如洗毛发废水、含藻类较多的低温浊水源水。目前常用的气浮池均为敞开式水池，池子的形状有圆形和矩形两种。平流式矩形气浮池应用比较广泛。其优点是可以按比例扩大，构造简单易于设计与施工，经加药反应后的原水容易进入，排泥也较方便，占地也较少。平流式气浮池的有效水深一般为2.02.5m，长宽比一般为1：11：1.5，气浮池的表面负荷率为510m/（mh），水力停留时间一般为1020min。3.5沉淀池沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。沉淀池在废水处理中广为使用。它的型式很多，按池内水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种。（1）平流式沉淀池 由进、出水口、水流部分和污泥斗三个部分组成。池体平面为矩形，进口设在池长的一端，一般采用淹没进水孔，水由进水渠通过均匀分布的进水孔流入池体,进水孔后设有挡板,使水流均匀地分布在整个池宽的横断面。沉淀池的出口设在池长的另一端，多采用溢流堰，以保证沉淀后的澄清水可沿池宽均匀地流入出水渠。堰前设浮渣槽和挡板以截留水面浮渣。水流部分是池的主体。池宽和池深要保证水流沿池的过水断面布水均匀，依设计流速缓慢而稳定地流过。污泥斗用来积聚沉淀下来的污泥,多设在池前部的池底以下,斗底有排泥管，定期排泥。平流式沉淀池主要用混凝土筑造。平流式沉淀池构造简单，沉淀效果好，工作性能稳定，使用广泛，但占地面积较大。若加设刮泥机或对比重较大沉渣采用机械排除，可提高沉淀池工作效率。（2）竖流式沉淀池 池体平面为圆形或方形。废水由设在沉淀池中心的进水管自上而下排入池中，进水的出口下设伞形挡板，使废水在池中均匀分布，然后沿池的整个断面缓慢上升。悬浮物在重力作用下沉降入池底锥形污泥斗中，澄清水从池上端周围的溢流堰中排出。溢流堰前也可设浮渣槽和挡板，保证出水水质。这种池占地面积小，但深度大，池底为锥形，施工较困难。（3）辐流式沉淀池 池体平面多为圆形，也有方形的。直径较大而深度较小，直径为20100米,池中心水深不大于4米，周边水深不小于1.5米。废水自池中心进水管入池，沿半径方向向池周缓慢流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流入出水渠。3.6过滤池过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的过程。滤池通常设在沉淀池或澄清池之后。过滤的作用，不仅在于进一步降低水的浊度，而且水中有机物、细菌乃至病毒等将随水的浊度降低而被部分去除。过滤的主要作用是悬浮颗粒与滤料颗粒之间的粘附作用的结果。当含有杂质颗粒的水从上而下通过滤料层时，杂质颗粒在拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力作用下，会脱离流线而与滤料表面接近，这是一种物理力学作用。杂质颗粒在物理力学作用靠近滤料颗粒表面，在范德华引力和静电力相互作用下，以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用下，被粘附于滤料表面上，或者粘附在滤粒表面上原先粘附的颗粒上。滤料选择原则:（1）滤料应具有足够的机械强度；（2）具有足够的化学稳定性，尤其不能含有对人类健康和生产有害的物质；（3）具有一定的颗粒级配和适当的空隙率；（4）滤料应尽量就地取材，货源充足，价廉。3.7曝气池曝气池是利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。污水在池内停留一定时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水和活性污泥充分接触的混合条件。曝气池主要由池体、曝气系统和进出水口三个部分组成。池体一般用钢筋混凝土筑成，平面形状有长方形、方形和圆形等。曝气方法主要有鼓风曝气和机械曝气。鼓风曝气，又称压缩空气曝气,主要由曝气风机及专用曝气器组成。采用这种方法的曝气池，多为长方形混凝土池，池内用隔墙分为几个单独进水的隔间，每一隔间又分成几条廊道。污水入池后顺次在廊道内流动，直至从另一端排出。空气是用空气压缩机通过管道输送到池底的空气扩散装置，使空气成为气泡弥散逸出，在气液界面把氧气溶入水中。扩散装置有多孔管、固定螺旋曝气器、水射器和微孔扩散板等四种不同型式。 机械曝气，一般是利用装在曝气池内的机械叶轮转动，剧烈搅动池内废水，使空气中的氧溶入水中。叶轮装在池内废水表面进行曝气的，称为表面曝气。这种装置通过叶轮的提水作用,促使池内废水不断循环流动,不断更新气液接触面以增大吸氧量。叶轮旋转时在周缘形成水跃，可有效地裹入空气；叶片后侧产生负压，可吸入空气，所以充气效果较好。叶轮浸水深度和转速可以调节，以保证最佳效果。典型的机械曝气池有圆形表面加速曝气池、标准型加速曝气池、IO型加速曝气池和方形加速曝气池等。鼓风曝气和机械曝气两种方法有时也可联用，以提高充氧能力，这适用于有机物浓度较高的污水。 3.8消毒中水处理必须设有消毒设施，并应符合下列要求：（1）消毒剂宜采用次氯酸钠、二氧化氯或二氯异氰尿酸钠。（2）投加消毒剂应采用自动定比投加，与被消毒水充分混合接触。（3）采用氯化消毒时，加氯量一般为有效氯58mg/L，消毒接触时间应大于30min。当中水水源为生活污水时，应适当增加加氯量。4中水回用的发展存在的问题中水回用技术是污水资源化综合利用技术。在我国由于多方面原因，尚未得到普遍推广应用，主要表现在：（1）对水资源短缺的严重性仍然缺乏正确估计，很多人总认为水是最廉价的资源，取之不尽，用之不竭，还没有认识到水资源短缺已到了非常严重的程度；（2）对于开发非传统水资源的必要性与优越性缺乏认识，总是想到传统的办法而没有采取新的战略；（3）到现在为止，我国城市废水的处理率和收集率还很低，如果城市废水没有收集起来没有处理干净，当然谈不上回收利用；（4）缺少必要的法规政策和经济激励措施来促进城市废水的再利用；（5）对于一些经济适用技术的研究开发还缺少足够的支持与推广；（6）人们严重缺乏水荒的危机感；（7）政策法规不完善，执法的力度不够。中水回用作为开源节流的有效途径，将成为城市建筑给排水的发展趋势。首先在单个建筑中应用单独循环方式；并在一些新建小区中应用小区循环方式。走一条从小循环到大循环，从新建区向旧城区，从缺水地区到其它地区，从经济富裕地区向贫困地区的路子，最终建立完善的城市中水系统。总结在中水回用处理过程中，中水原水进入格栅，先去除掉大的污染物，在通过调节池，然后进入曝气