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《建筑技術雜志》2014年第二期

1系統設計要點

1.1中水處理工藝的選擇中水處理工藝的選擇應根據中水原水的水質和回用水標準，考慮經濟性、占地面積、管理方式及運行效果等因素綜合比較確定。以公寓及酒店的洗浴廢水為原水時，根據有關研究，雜排水的平均BOD5為186mg/L，沖廁回用水標準不大于10mg/L，其有機物的去除率為94%。考慮到傳統混凝沉淀處理的有機物去除率不高于50%，且處理效果不穩定等因素，因此對于以優質雜排水為中水原水的中水工藝選擇時，須考慮生物處理單元或活性炭吸附單元（表1）。目前實際應用中，生物處理單元多以生物接觸氧化池和膜生物反應器為主。MBR是將傳統活性污泥生物學處理工藝和浸沒式中空纖維膜物理性過濾工藝相結合，利用膜分離技術與生物反應技術各自的優點，開發出的高效水處理系統。具有耐沖擊負荷，污泥產量少，占地面積小等優點，目前隨著膜制造技術的進步和清洗方法的改進，MBR技術越來越受到重視。若建筑中水以生活污水為原水，處理工藝的選擇較多。實際工程中應用較為普遍的工藝為：原水→格柵→調節池→缺氧池→生物接觸氧化池→中間水池→砂過濾→活性炭過濾→消毒→中水水池。該工藝已應用多年，運行管理較為簡便，缺點是占地面積較大。此外，隨新技術發展，眾多新工藝在實際工程中得到了應用。蔡文等研究了以MBR工藝為核心的HANT工藝（缺氧+厭氧+MBR）處理生活污水的方法。結果發現，該工藝對COD和BOD5的去除率達96%以上，對濁度、懸浮物和氨氮的去除率高達99%以上。該反應器可直接設置于綠化帶下方，干凈衛生。劉博等[5]測試了MBR與濾布濾池組合工藝對生活污水的處理效果，試驗表明，該工藝運行穩定，對COD及氨氮等均有較高的處理率，完全可滿足回用水要求。此外，CASS工藝、一體式膜生物反應器等也有工程實際應用的報道。

1．2雨水的回收利用隨著城市防洪壓力的增大和綠色建筑理念的增強，建筑雨水回用普遍受到重視。由于屋面雨水含砂量等指標遠低于場地雨水，而且超高層建筑一般均設有較大面積的裙房屋面，加之塔樓豎向匯水面積疊加（有時此面積大于裙房屋面的面積），因此在降水量充足地區，屋面雨水的水源充足，一般均能滿足地下車庫沖洗、澆灑道路和景觀用水等。根據相關報道，雨水水質主要取決于以下因素：（1）降雨強度和歷時降雨強度越大，屋面沖刷程度越大，降雨歷時越長，水質越差；（2）屋面坡度和屋面材料，若屋面類型為坡頂瓦屋面，由于易受沖刷，初期徑流SS濃度較高；平頂瀝青油氈屋面初期徑流色度大、COD濃度高達上千；（3）季節和氣溫，如一年中在每年春季的幾場初期降雨水質較差，因為冬季少雨，屋面上沉積了大量灰塵和污染物。進入夏季后，氣溫升高、日照強烈，屋面材料（如瀝青油氈）分解出有機物質，使雨水色度、COD上升。由于初期雨水中污染物濃度較高，不利于處理設施的正常運行，且水量較小，因此對初期雨水進行棄流，棄流的水量一般考慮降雨厚度為3mm左右。曹秀芹等通過研究表明，北京地區屋面雨水棄流厚度為2mm，此時聚合氯化鋁混凝出水效果最好（由于雨水pH為5.6左右，不處于傳統無機鹽混凝劑最佳范圍），在其投加量為5mg/L時，接觸過濾后，屋面雨水COD去除率高達65%，SS去除率為88%，色度去除率為56%;考慮到雨水處理能力和控制的方便程度以及占用空間大小等因素，建議采用流量式雨水初期棄流裝置;為保障棄流裝置的正常運行，在棄流裝置前設置筒形過濾器去除雨水中的較大顆粒污染物。在南方地區，夏季雨水降雨量較大，而此時空調負荷也為全年中最大，因此，從時段性水量平衡而言，如將雨水用于冷卻塔補水最為合適，而用于景觀用水、澆灑道路等非連續用水，其雨水回收利用率較低。

1．3以優質雜排水為原水時常規工藝比對（1）原水→格柵→調節池→生物接觸氧化池→沉淀池→砂過濾→消毒→中水水池。該工藝優點為處理效果穩定，日常維護簡便，運行費用較低，應用較多；缺點是占地面積較大、填料可能堵塞。（2）原水→格柵→調節池→生物轉盤→沉淀池→過濾→消毒→中水水池。該工藝優點是處理效果好、無需曝氣、污泥回流設備，運行費用低；缺點為抗沖擊負荷能力差、生物轉盤易損機械部件多，日常維護工作量大，周圍環境差。目前應用較少。（3）原水→格柵→調節池→混凝土→沉淀池→砂過濾→活性炭過濾→消毒→中水水池。該工藝優點為工藝簡單，無須污泥馴化；缺點為運行費用高、占地面積大。實際應用不多。（4）原水→格柵→調節池→混凝土→砂過濾→活性炭過濾→消毒→中水水池。該工藝優點為省去沉淀池、占地面積較小；缺點為處理效果不穩定，運行管理要求高。實際應用較少。（5）原水→格柵→調節池→砂過濾→臭氧→消毒→中水水池。該工藝優點為純物理化學工藝，抗沖擊負荷能力強，出水水質穩定；缺點為運行費用很高，初投資較大。實際應用較少。（6）原水→格柵→調節池→膜生物反應器→消毒→中水水池。該工藝優點為污泥濃度高、處理效果好、產泥少、占地小；缺點為初投資較高。實際應用較多。

2中水回用技術展望

雖然很多建筑設計了中水回用系統，但實際節水效率不高，其中運行管理有較大的影響，因此建議有關單位能開展各種類型建筑物用水變化曲線資料調查，從而更好地指導中水設計。此外，目前自來水價格較低，中水回用從經濟上不具有絕對優勢，也是許多設備無法全負荷運行的主要因素。因此，建議通過自來水價格體系改革，依靠市場手段擴大中水利用的市場需求，進而促進中水回用的產業化發展，達到節約用水的目的。此外，不同水質的中水水源是否合并處理仍存在爭議。如生活污水與生活廢水、優質雜排水與雨水是合并處理或者分開處理。如《建筑中水設計規范》（GB50336—2002）中不建議將雨水與優質雜排水合用處理。但有學者認為，單獨處理雨水，特別是在北方少雨地區，設備使用效率較低，如將雨水、雜排水和適當比例生活污水混合處理，提高其可生化性，既可達到中水的連續利用，又可使生物處理單元污泥生長良好，出水的水質好。RabindraRajGiri等建議將雜排水與生活污水分開收集處理，原因是雜排水與生活污水混合不僅增加了雜排水污染物濃度，而且使處理工藝復雜化。而目前綜合污水回用基本按合并處理原則，主要是基于混合后污水的水質均質化，降低了沖擊負荷，并節省了1套收集管網和相應的設備投資。所以，今后有必要對多元化中水的水源工藝進行優化比選。

作者：郭建偉單位：華東建筑設計研究院總院