摘要:文中介紹了綠色建筑中雨水收集的方案和流程,區(qū)域建筑中中水處理和回用以及目前存在的問題和雨水、中水的利用及前景。

關(guān)鍵詞：雨水收集；中水回用；工藝系統(tǒng)

隨著社會的發(fā)展，人類對資源需求的增長和資源短缺之間的矛盾日益加劇，水的供給與需求矛盾日益突出，進(jìn)行水資源的合理開發(fā)利用已成為所面臨的問題。綠色建筑以可持續(xù)發(fā)展的思想為指導(dǎo)，提倡水的循環(huán)利用、雨水與中水處理回用，使水環(huán)境系統(tǒng)的綜合效率達(dá)到，降低能耗，做到無廢無污染，建成生態(tài)平衡的建筑環(huán)境。

城市的擴(kuò)張，將不可避免的造成不透水地面面積的增加、地表雨水徑流系數(shù)和徑流量的提高，從面導(dǎo)致雨水大量流失，需加大排水系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模和投資資金；同時，由于減少了雨水的地下滲入量，使得地下水得不到充分涵養(yǎng)，對城市的生態(tài)環(huán)境將產(chǎn)生不利的影響。為此，自20世紀(jì)70年代末起，世界各國都開始重視雨水特別是在城市建筑中雨水的收集、滲透與利用技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用。

1. 雨水收集

1.1 雨水水質(zhì)特點(diǎn)

天然降雨中污染指標(biāo)濃度較低，水質(zhì)基本良好。初期雨水污染主要為有機(jī)污染和懸浮固體污染，其他污染指標(biāo)濃度相對較低。雨水懸浮物、COD、氨氮、總P隨降雨歷時的延長而逐漸降低，降雨后期COD趨于穩(wěn)定，水質(zhì)較好。因此，雨水的收集利用應(yīng)考慮舍棄初期雨水徑流，以減少對處理設(shè)施的影響，設(shè)置初期棄流設(shè)施即可以達(dá)到此目的。屋頂?shù)挠晁跗趶搅骱螅梢允褂茫蝗诵械赖挠晁梢灾苯恿魅氲琅跃G地；機(jī)動車道的雨水經(jīng)過處理方可使用。

1.2雨水收集系統(tǒng)

雨水收集主要包括屋面雨水、廣場雨水、綠地雨水和污染較輕的路面雨水等。屋面雨水收集方式：按雨水管道的位置分為外收集系統(tǒng)和內(nèi)收集系統(tǒng)，外收集系統(tǒng)由檐溝、收集管、水落管、連接管組成；內(nèi)收集系統(tǒng)是屋面設(shè)雨水斗，建筑內(nèi)部有雨水管道的系統(tǒng)。

1.3雨水收集方案及流程

2．中水處理和回用

2.1建筑中水回用的定義

建筑中水回用就是將公共建筑或建筑小區(qū)中人們生活或生產(chǎn)活動中排放的生活污水、冷卻水，經(jīng)集流、水處理、輸配水等技術(shù)，回用于建筑或建筑小區(qū)。它是一種介于建筑生活給水與排水之間的雜用水。

2.2中水原水

中水水源即中水原水，亦即未經(jīng)處理的污水、廢水。按照排水水質(zhì)和污染程度輕重，中水原水可分為五大類：

（1） 冷卻水：主要是空調(diào)機(jī)房冷卻循環(huán)水中排放的部分廢水，其特點(diǎn)是水溫較高，但一般其他污染物質(zhì)含量較低；

（2） 沐浴、盥洗和洗衣排水；這種水的特點(diǎn)是有機(jī)物和懸浮物的濃度相對較低，但皂液和洗滌劑含量較高；

（3） 廚房排水：主要包括廚房、食堂、餐廳在制作過程中排放的污水，其特點(diǎn)是油脂、懸浮物和有機(jī)物含量高；

（4） 廁所排水：主要是指大便器和小便器排放的污水，其特點(diǎn)是懸浮物、有機(jī)物和細(xì)菌含量高；

（5） 雨水：除初期雨水外，其水質(zhì)相對較好。

中水水源應(yīng)優(yōu)先選用污染程度較低的生活污水，以降低處理費(fèi)用。中水水源常分為三大類：①優(yōu)質(zhì)雜排水：包括冷卻水、淋浴排水、盥洗排水和洗衣排水、雨水；②雜排水：包括上述優(yōu)質(zhì)雜排水和廚房排水；③生活污水：包括雜排水和廁所排水。

2.3 中水的水量

80%~90%，也可參照下表按人均用水總標(biāo)準(zhǔn)計算。各類建筑生活給水及占總用水的百分比如表1。

2.4 中水的水質(zhì)及要求

中水水質(zhì)應(yīng)滿足下列基本要求，即衛(wèi)生和安全可靠，無有害物質(zhì),感觀上無不快感,不會引起管道設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢。中水水質(zhì)必須滿足以下條件：

（1） 滿足衛(wèi)生要求。其指標(biāo)主要有大腸菌群數(shù)、細(xì)菌總數(shù)、余氯量、BODs 等。

（2） 滿足人們感觀要求，即無不快的感覺。其衡量指標(biāo)主要有濁度、色度、臭味等。

（3） 滿足設(shè)備構(gòu)造方面的要求，即水質(zhì)不易引起設(shè)備、管道的嚴(yán)重腐蝕和結(jié)垢。其衡量指標(biāo)有pH值、硬度、蒸發(fā)殘渣、溶解性物質(zhì)等。

近年來，中國對中水研究越來越深入，為保證中水作為生活雜用水的安全可靠和合理利用，于2003年5月1日正式實施了城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 18920-2002）,如表2所示。

2.5 處理工藝

綠色建筑中水處理推薦工藝：

（1） 以物化處理為主的處理工藝，只適合中水原水為優(yōu)質(zhì)雜排水。具體流程為：雜排水預(yù)處理→物化處理→后處理→中水。

物化處理宜采用混凝氣浮。混凝主要去除原水中的懸浮物和膠體雜質(zhì)，對可溶性雜質(zhì)如陰離子表面活性劑去除能力較差，沉淀與氣浮都是混凝反應(yīng)后的有效分離手段，但由于氣浮池中的微小氣泡可以粘附帶有極性的表面活性劑，易上浮分離，因此適合在建筑中使用。

該工藝具有可間歇運(yùn)行的特點(diǎn)，特別適用于客房使用率波動較大、水源水量變化較大或間歇性使用的公共建筑的中水處理。

（2） 普通生物處理與物化處理相結(jié)合的處理工藝。一般適合中水原水為生活污水或優(yōu)質(zhì)雜排水，流程為：原水→預(yù)處理→普通生物處理→物化處理→后處理→出水。

普通生物處理宜采用接觸氧化法、曝氣生物濾池等高負(fù)荷工藝，無需設(shè)置缺氧區(qū)脫氮。不宜采用生物轉(zhuǎn)盤，因為生物轉(zhuǎn)盤部分盤面暴露在空氣中，會有較大的氣味。若選擇序批式反應(yīng)器，應(yīng)綜合考慮間歇排水與后續(xù)處理的銜接及對后續(xù)處理設(shè)施投資的影響。由于陰離子表面活性劑等可溶性雜質(zhì)易在生物處理中去除，沉淀效果穩(wěn)定且投資低，故生物處理后的物化處理一般采用混凝沉淀處理即可。

該工藝具有處理效果穩(wěn)定可靠、投資運(yùn)行費(fèi)用低、占地少等優(yōu)點(diǎn)，適合住宅和公共建筑中廣泛推廣使用。

（3） 以MBR工藝為主的處理工藝。該工藝一般適合中水原水為生活污水或優(yōu)質(zhì)雜排水，流程為：原水→預(yù)處理→MBR→后處理→中水。

MBR是在活性污泥法的曝氣池內(nèi)設(shè)置超濾膜組件，用超濾膜替代常規(guī)的二沉池和后置的過濾工藝，能較大程度上節(jié)省處理構(gòu)筑物的占地和提高活性污泥法的出水水質(zhì)。

該工藝具有占地少、出水水質(zhì)穩(wěn)定、排泥少、自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)。但工藝投資和運(yùn)行費(fèi)用均較高，而且易發(fā)生膜堵塞，堵塞時可能會導(dǎo)致出水發(fā)黑、發(fā)臭，會對周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響。隨著膜組件的清洗、再生技術(shù)的成熟，該工藝將會在綠色建筑中推廣使用。

建筑中實行分質(zhì)供排水。供水系統(tǒng)可設(shè)二條不同的管網(wǎng)：一條輸送目前普通的飲用水和自來水，主要用于洗滌蔬菜、衣物等；一條為中水管道，輸送經(jīng)小區(qū)中水設(shè)施凈化處理的中水，主要用于環(huán)境衛(wèi)生清洗，以及沖衛(wèi)生間的便器等。

排水系統(tǒng)設(shè)兩條管網(wǎng)：一條為生活雜排水管道，收集除糞便污水以外的各種排水，例如，淋雨排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水等，輸送至中水設(shè)施作為中水水源；另一條為糞便污水管道，收集便器排水。

3 目前面臨的問題

目前在中水回用中所面臨的問題： (1)如何盡量小的改造原有住宅，達(dá)到“節(jié)水、節(jié)能、節(jié)地、治污”的要求；(2)充分利用雨水；(3)規(guī)范中水的設(shè)施規(guī)模；(4)推廣管理經(jīng)濟(jì)綜合優(yōu)化的處理工藝；（5）健全法律法規(guī)，加強(qiáng)發(fā)眾的節(jié)水意識。具體可歸結(jié)為如下幾項：

（1） 根據(jù)中水使用用途和目的，應(yīng)嚴(yán)格控制中水處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)。由于受各種排水的影響，集流的污水水質(zhì)較復(fù)雜，變化性大，為使中水回用安全，做到中水水質(zhì)衛(wèi)生和可靠，在技術(shù)和運(yùn)行管理上，應(yīng)保證經(jīng)中水處理站后的出水水質(zhì)稍高于國家和地區(qū)政府所頒布的中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

（2） 中水供水系統(tǒng)必須獨(dú)立設(shè)置，嚴(yán)禁與生活飲用水管連接。為防止誤飲，在中水管道上不應(yīng)裝設(shè)水龍頭，并在中水管道外壁及所有中水設(shè)施上均應(yīng)標(biāo)注明顯的“中水”標(biāo)志。

（3） 建筑中水系統(tǒng)的應(yīng)用在符合國家有關(guān)法規(guī)的前提下，應(yīng)立足于本地區(qū)的實際情況，根據(jù)中水水源的水質(zhì)及中水回用對象，合理選擇中水處理工藝，盡可能研制開發(fā)一系列具有處理效率高、適用性強(qiáng)的建筑中水系統(tǒng)，以便提高中水回用技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

（4） 美國、日本、德國、印度等國家都已經(jīng)有一些比較成熟的法規(guī)和政策，為雨水收集和利用系統(tǒng)鋪路。而中國，目前還沒有出臺任何強(qiáng)制性的法規(guī)，所以在雨水收集和利用的推廣上有很大的阻礙。

4.雨水及中水回用的技術(shù)應(yīng)用前景

雨水中水作為城市低水質(zhì)用水的第二資源，如能有效利用則兼具開源節(jié)流和環(huán)境保護(hù)的綜合經(jīng)濟(jì)和社會效益，也是城市污水資源化不可分割的一部分。目前，制約該技術(shù)普及應(yīng)用的主要原因有：現(xiàn)行城市自來水價格過低，中水及雨水回用技術(shù)缺乏經(jīng)濟(jì)動力。盡管水資源緊缺，水處理費(fèi)用逐漸增大，自來水成本也快速增長，但水價始終漲幅不高，這嚴(yán)重限制了中水工程設(shè)施的應(yīng)用。值得慶幸的是，政府與社會現(xiàn)已逐漸認(rèn)識到這個制約因素，部分地區(qū)已著手調(diào)整水價體系。相信不久的將來，在制定合理水價格體系的基礎(chǔ)上，積極研制開發(fā)各種商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化的中水設(shè)施，同時制定積極的經(jīng)濟(jì)政策，使房產(chǎn)投資商、物業(yè)管理者和用戶方受益，這必將極大地推動雨水收集及中水再利用技術(shù)的普及。

根據(jù)中水回用技術(shù)現(xiàn)狀，應(yīng)用前景的領(lǐng)域?qū)⒓杏谛陆ㄗ≌瑓^(qū)、別墅區(qū)和醫(yī)院、學(xué)校、賓館等現(xiàn)代化公共建筑物。可以預(yù)見，建筑中水和雨水資源化技術(shù)的成功應(yīng)用必將極大地緩解中國嚴(yán)峻的水資源短缺形勢。

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