给水排水工程：建筑中水应用的可行有效措施

建筑中水特指将污废水经过适当处理后，再输送、分配给建筑生活杂用的一种“回用水”。它的主要特征是其水质介于给水和排水之间。

随着城市建筑的发展，用水量急剧增加，大量污废水的排放严重污染了环境和水源，造成水资源的日益不足和水质的日益恶化，而新水源的开发又相当艰巨。面对这种情况，采用建筑中水工程是现实可行的有效措施。建设中水工程既可以有效地利用和节约有限的、宝贵的淡水资源，又可以减少污废水排放量，减轻对水环境的污染，还可以缓解城市排水管网超负荷运行现象。具有显著的社会效益、环境效益和经济效益。

一、中水系统分类与组成

1.中水系统分类

（1）建筑中水系统：建筑中水系统通常是指一栋建筑，特别是一栋高层建筑及其附属建筑构成的范围内，以其排出的生活废水或生活污水为水源，经适当处理，水质达到中水水质标准后，用专用管道回送到原建筑物及其附属建筑或邻近建筑作为低水质用水。这种系统，一般以生活废水（洗浴废水、洗涤废水）以及空调排水为中水水源即可满足建筑的中水用水量要求。由于采用的是优质杂排水，其处理工艺简单，投资少，便于与建筑物的建设统一考虑，也能做到与建筑物的启用同步运行，因此是当前非常有现实意义的一种节水供水系统。

（2）小区中水系统：小区中水系统的中水原水取自居住小区内各建筑物排放的污废水。根据居住小区所在城市排水设施的完善程度，确定室内排水系统，但应使居住小区给排水系统与建筑内部给排水系统相配套。目前，居住小区内多为分流制，以杂排水为中水水源。居住小区和建筑内部供水管网分为生活饮用水和杂用水双管配水系统。此系统多适用于居住小区、机关大院和高等院校，尤其是新建小区，可以统一规划同步实施建设。

（3）城市中水系统：该种系统通常是以城市污水二级处理后的水为水源，再经深度处理后用专用管道送回城市使用。

2.中水系统组成

中水系统由中水原水系统、中水处理设施和中水供水系统等3部分组成。中水原水系统是指收集、输送中水原水到中水处理设施的管道系统和一些附属构筑物。

中水处理设施的设置应根据中水原水水量、水质和中水使用要求等因素，通过技术经济比较后确定。一般将整个处理过程分为前处理、主要处理和后处理等3个阶段。前处理用来截留大的漂浮物、悬浮物和杂物，包括格栅或滤网截留、油水分离、毛发截留、调节水量、调整pH值等。主要处理去除水中的有机物、无机物等。按采用的处理工艺，构筑物有沉淀池、混凝池、生物处理设施等。后处理是对中水供水水质要求很高时进行的深度处理，可采用的方法有过滤、生物膜过滤、活性炭吸附等。

中水供水系统应单独设立，包括配水管网、中水高位水箱、中水泵站或中水气压给水设备。中水供水系统的管网类型、供水方式、系统组成、管道敷设及水力计算与给水系统基本相同，只是在供水范围、水质、使用等方面有些限定和特殊要求。

二、中水水源及水质

1.中水水源及其水质

中水水源是指建筑的原排水，包括建筑物内部的生活污水、生活废水和冷却水。生活污水是指厕所排水，生活废水含淋浴、盥洗、洗衣、厨房排水。生活污水和生活废水的数量、成分、污染物浓度与居民的生活习惯、建筑物的用途、卫生设备的完善程度及当地气候因素等有关。建筑物排水污染物浓度见本书第十六章表16-1。各类建筑物生活用水量及所占百分率见表18-5。因为生活饮用、浇花、清扫等用水不能回收，所以建筑物生活排水量可按生活用水量的80%～90%计算。

表18-5　各类建筑物生活给水量及百分率

注洗衣用水量可根据实际使用情况而定。

2.中水水质

中水水质标准，主要由中水的用途决定，其标准的高低直接影响处理工艺的选择及工程投资，需充分考虑确定。对用于生活杂用的中水（不与人体接触的用水），应达到以下基本要求：

（1）卫生上安全可靠，无有害物质，其主要衡量指标有大肠菌指数、细菌总数、余氯量、悬浮物量、生化需氧量及化学需氧量。

（2）外观上无使人不快的感觉，其主要衡量指标包括浊度、色度、表面活性剂和油指标等。

（3）不引起管道、设备等的严重腐蚀与结垢，不造成维修管理困难，其主要衡量指标有pH值、硬度、蒸发残留物及溶解物等。

我国于2003年1月颁布了适用于厕所便器冲洗、城市绿化、洗车和清扫等GB/T 18920-2002《城市杂用水水质标准》见表18-6。用于景观环境水时，其水质应达到有关相应的水质标准。

表18-6　城市杂用水水质标准

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注混凝土拌合用水还应符合JGJ63的有关规定。

三、中水处理方法及系统设计

1.中水处理方法

（1）优质杂排水和杂排水为原水的处理方法：当以优质杂排水和杂排水为中水原水时，因水中有机物浓度较低，处理目的主要是去除原水中的悬浮物和少量有机物，降低水的浊度和色度，可采用以物理化学处理为主要工艺流程或采用生物处理和物理化学处理相结合的处理工艺。

（2）生活排水为原水的处理方法：当利用生活排水为中水原水时，因中水原水中有机物和悬浮物浓度都很高，中水处理的目的是同时去除水中的有机物和悬浮物，可采用二段生物处理、或生物处理与物理化学处理相结合的处理工艺。

（3）污水厂二级生物处理出水为原水的处理方法：当利用污水处理厂二级生物处理出水作为中水水源时，处理目的主要是去除水中残留的悬浮物，降低水的浊度和色度，应选用物理化学处理（或三级处理）。

2.中水系统设计

（1）水量平衡：水量平衡是指中水原水水量、中水处理水量，中水用水量通过计算调整达到平衡一致。水量平衡计算是系统设计经济合理性、长期良好运转的前提。

（2）中水系统设计：一般污水处理设计原则也适用于中水处理，但参数、要求等不完全一致，概述如下。

1）格栅、格筛：

a.格栅：用于截留原排水中较大的漂浮性或悬浮性杂质，设置在进水管（渠）上或调节池进口处，倾角不小于60°，设置一道格栅时，栅条间隙宽度应小于10mm，设置粗细两道格栅时，粗格栅间隙为10～20mm，细格栅间隙为2.5mm。

b.格筛：一般设于格栅后面，进一步截留细小杂质，如毛发、线头等。对于洗浴废水筛条间隙为0.25～2.5mm，如在筛面上覆以不锈钢细网或尼龙网，孔眼根据水质情况而定，一般为12～18目。为防止在格栅或格筛上积聚生物粘质，可间断地在进水中投加杀菌消毒剂。为防止油脂的积聚，最好同时用热水或蒸汽进行冲洗，可按1天1次设计。

2）调节池：调节池的作用是调节水量、均化水质，以保证后续处理设施能够稳定、高效地运行。

调节池的贮水时间一般不超过24h。为防止原排水在池内沉淀、腐化，一般应进行预曝气，同时还可有除臭、降温效果。

调节池曝气量为0.6～0.9m3/（m2·h），可去除15%～20%的BOD5，池深可取1.5～2.0m，调节池容积可按日处理水量的30%～40%计。厨房排水需经隔油后才可排入。在中小型中水处理工程中，调节池可以取代初次沉淀池。

3）沉淀池：设于物化处理的混凝沉淀或生物处理后的二次沉淀池，作用是进行泥水分离，使水澄清。建筑中水工程相对规模较小，多采用竖流式或斜板（管）沉淀池。

混凝处理是中水处理的重要方法之一，常用于主处理阶段，也用于后处理阶段。由于影响混凝和絮凝的因素很多，一般通过试验选择混凝剂种类和确定最佳投加量，中水处理中常用的混凝剂有石灰、铝盐、铁盐、高分子聚合物等。

4）接触氧化池：接触氧化池实际是装有填料的曝气池。也称淹没滤池，兼有活性污泥法和生物膜法两种作用。二者的优点：抗冲击负荷能力强、泥量少，不产生污泥膨胀，不需回流污泥，便于管理。而易堵、布气不均匀是其缺点。但工程实践证明，它仍是建筑中水工程中比较适用的一种设施。

接触氧化池容积负荷一般为1.0～1.8kgBOD5/（m2·d），水力停留时间为2h，生活污水水力停留时间为3h。

5）生物转盘：生物转盘是生物膜法的一种，一般采用多级串联，依污水BOD5浓度和表面负荷计算需要的面积，计算需要的片数、级数。BOD5面积负荷在10～20g/（m2·d），水力负荷为0.2m3/（m2·d），一般应由试验或相似污水运行资料确定。

6）过滤：过滤主要去除二级处理后水中残留悬浮物和胶体物质。一般可采用普通快滤池、压力式砂过滤器、纤维球过滤器、超滤膜过滤器等。目前我国采用无烟煤、石英砂双层过滤深层滤池较多，其效果好、含污能力强、周期长等。反冲洗通常采用气水联合法，先用空气及水冲洗3～5min，反冲强度为50～90m3/（m2·h），空气压力0.035MPa，再用滤后水反冲洗5～10min，反冲强度为25～50m3/（m2·h）。

当滤前水中主要含无机悬浮物时，可用直接过滤方式，如为有机悬浮物时，采用混凝过滤。滤速一般取25～50m3/（m2·h）。

7）消毒：消毒是确保中水安全使用的重要手段，任何一种流程都必须有消毒步骤，以达到卫生学方面的中水标准。消毒剂有液氯、次氯酸钠、氯片、漂白粉、臭氧等，其中用液氯、次氯酸钠较多，液氯在人口密集场所，安全问题必须予以特别重视。次氯酸钠发生需要溶盐等，制备过程中易对设备产生腐蚀作用。臭氧氧化能力强、消毒效果好，但设备成本高，耗电量大，维护管理要求高，尚难广泛采用。

氯化消毒，加氯量一般有效氯应为5～8mg/L，接触时间不小于30min，余氯量0.5～1.0mg/L，管网末梢为0.2mg/L。

上述处理设施，在小型中水处理系统中，也可将格栅、调节沉淀、生物处理、二次沉淀、过滤、消毒等各处理单元组合成一体化的成套的中水处理设备。这些设备一般都设计布置紧凑、占地较小、有一定的灵活性，国内外目前都已有专用定型设备生产供应。