绿色建筑水处理与回用技术分析
前言：本站为你精心整理了绿色建筑水处理与回用技术分析范文，希望能为你的创作提供参考价值，我们的客服老师可以帮助你提供个性化的参考范文，欢迎咨询。
根据进水水质不同分别提出了相应的处理工艺，而未对其处理工艺所能达到的出水达标水质进行分类。中水处理一般由“前处理+主要处理+后处理”组成。文献[7]规定的7种处理工艺中，“前处理”均为格栅和调节池，“主要处理”采用絮凝沉淀、生物处理、土地处理或膜处理，“后处理”采用过滤、消毒等工艺。通过对7种处理工艺分析可知，这些处理工艺中水水质均能符合文献[8]，但其中有4种工艺几乎不具备脱氮功能，出水总氮难以达到文献[9]的标准;另3种处理工艺中，采用生物处理单元及土地处理单元的工艺按脱氮功能设计，出水水质才能满足达到文献[9]的总氮要求。
2中水处理工艺研究
2．1中水处理预处理改进工艺研究
[10]文献[7]规定，当以优质杂排水或生活污水为中水水源时，采用的预处理工艺。考虑绿色建筑小区中水处理的规模效益及环境影响等因素，对绿色建筑中水预处理工艺流程进行改进，取消了格栅，同时改进了调节池的构造，改进后的绿色建筑中水预处理流程。
2．1．1取消格栅取消格栅后，对后续中水处理的正常运行影响较小。当中水水源是优质杂排水时，原水中的较大颗粒物较少;当以生活污水为中水水源时，文献[7]规定应在建筑物排水系统中设置化粪池进行沉淀。因此，无论是以生活污水还是优质杂排水为水源，在原水中均很少有较大固形颗粒物。其中，仅有的部分较大固形颗粒物在改进后的调节池中也能去除，并且在调节池后续还设有毛发聚集器作保障，因此不会影响后续中水主要处理单元的正常运行。取消格栅后，减轻了中水处理设施对绿色建筑(小区)的环境影响。若在绿色建筑(小区)的中水处理设施设置格栅，将与小区整体环境不协调;格栅每天清出的污染物会产生异味，影响周边的空气质量;雨季污物不及时清除就外运还会污染地下水。取消格栅后，缩短了中水处理工艺的流程，降低了设备投资和运行费用，减轻了中水处理劳动强度，方便了中水处理设施的运营管理。
2．1．2改进调节池的特点文献[7]规定调节池宜设置预曝气管、集水坑和泄水管。改进后的调节池具有水质水量调节、沉砂、初沉、集泥等功能，不设置预曝气管，增加了调节池的异味消除措施。调节池主要在以下三方面做了改进:(1)设置集泥坑。中水处理工艺无论是采用生化处理还是物化处理，都要产生大量的剩余污泥。若将剩余污泥在小区内集中处理，既不经济，又会增加中水处理系统的管理难度，同时污泥处理过程中产生的异味也会影响小区环境;若将其外运集中处理则会增加劳动强度和运行费用。故提出在调节池内设置集泥坑，贮存全部剩余污泥。剩余污泥经沉淀、浓缩后，定期(一般为3个月)由市政吸粪车抽出外运，并进行集中处理。(2)取消预曝气管。由于改进后的调节池具有集泥功能，若设置预曝气管会影响剩余污泥的沉淀和浓缩。此外，预曝气还会使剩余活性污泥迅速繁殖增量，使可沉降污染物悬浮于污水中，加大后续中水处理的负荷，增加投资和运行费用，故改进设计中取消了预曝气管。(3)设置排气管，消除异味。当调节池附近有建筑物时，宜在调节池顶部设置排气管，并接至就近建筑物的排水(雨水)立管，使调节池产生的异味从建筑物顶排出。若调节池附近无建筑物，宜在调节池附近修建1座水封井，并配置活性炭。将调节池顶部设置的排气管接至水封井，使外排气体经活性炭吸附后由单独的排气管竖直排出。
2．2中水处理主要工艺研究
当绿色建筑中水用途为城市杂用和建筑杂用时，可以选用文献[7]规定的七种处理工艺，即可达到文献[8]要求进行回用。当绿色建筑中水用途为景观环境用水时，“主要处理”工艺单元应具备脱氮除磷功能，以确保达到文献[9]要求。
2．2．1中水用于市政杂用水或建筑杂用水当绿色建筑中水用途为市政杂用水或建筑杂用水时，推荐以下几种处理工艺:(1)以物化处理为主的处理工艺，该工艺只适合于优质杂排水。物化处理宜采用混凝气浮。混凝主要去除原水中的悬浮物和胶体杂质，对可溶性杂质(如阴离子表面活性剂)去除能力较差;沉淀与气浮都是混凝反应后的有效分离手段，但由于气浮池中的微小气泡可以粘附带有极性的表面活性剂，易上浮分离，因此适合在建筑中使用。该工艺具有可间歇运行的特点，特别适用于住(客)房使用率波动较大、水源水量变化较大或间歇性使用的公共建筑的中水处理。(2)普通生物处理与物化处理相结合的处理工艺。该工艺一般适合生活污水或优质杂排水。普通生物处理宜采用接触氧化法、曝气生物滤池等高负荷工艺，无需设置缺氧区脱氮;不宜采用生物转盘，因生物转盘部分盘面暴露在空气中，会有较大的气味;若选择序批式反应器如SBR、CASS等，应综合考虑间歇排水与后续处理的衔接及对后续处理设施投资的影响。由于阴离子表面活性剂等可溶性杂质易在生物处理中去除，沉淀效果稳定且投资低，故生物处理后的物化处理一般采用混凝沉淀处理即可。该工艺具有处理效果稳定可靠、投资运行费用低、占地少等优点，适合于住宅和公共建筑中广泛推广使用。(3)以MBR为主的处理工艺。该工艺一般适合生活污水或优质杂排水。膜生物反应器(MBR)是在活性污泥法的曝气池内设置超滤膜组件，用超滤膜替代常规的二沉池和后置的过滤消毒工艺，能在较大程度上节省处理构筑物的占地和提高活性污泥法的出水水质。该工艺具有占地少、出水水质稳定、排泥少、自动化程度高等优点。但MBR工艺投资和运行费用均较高，且滤膜易堵塞，堵塞时可能会导致出水发黑、发臭，会对周围环境产生不良影响。随着膜组件的清洗、再生技术的成熟，该工艺将会在绿色建筑中推广使用。
2．2．2中水用于景观环境用水当绿色建筑中水用途为景观环境用水时，推荐以下几种处理工艺:(1)脱氮生物处理与物化处理相结合的处理工艺。该工艺一般适合生活污水或优质杂排水。脱氮生物处理宜采用具有脱氮功能的前置反硝化接触氧化法、前置反硝化曝气生物滤池、SBBR等工艺，主要降解原水中的有机物、氨氮、总氮、总磷，SS等通过后续物化处理去除。该工艺具有处理效果稳定可靠、投资运行费用较低、占地少等优点，适合在拥有水景的绿色住宅和公共建筑中使用。(2)硝化生物处理与人工湿地相结合的处理工艺。该工艺一般适合生活污水或优质杂排水。硝化生物处理也宜采用接触氧化法、曝气生物滤池等高负荷工艺，但在设计时应以硝化负荷为主要设计参数。硝化生物处理运行期间主要以曝气进行有机物降解和氨氮硝化为主，无需设置缺氧区脱氮，从而可提高生化池的设计负荷。总氮主要集中在后续人工湿地中的缺氧环境中，通过反硝化去除。对反硝化所需的碳源可采用原水补充，也可将人工湿地同时用于中水处理和环境景观水的循环处理，由环境景观水提供碳源。该工艺具有出水水质稳定、排泥少、投资和运行费用低等优点，缺点是人工湿地占地较大，但人工湿地有很强的生态景观效应，可以很好地融于小区的绿化景观。该工艺适合在拥有水景的绿色住宅建筑小区中推广使用。
2．2．3中水回用设施分析(1)中水池。较大容积的中水池是保证中水处理率和回用率的关键因素之一。若中水池容积过小，在中水回用高峰水量不足时需补充市政水;在中水回用低谷时，经处理后中水则溢流直接排放。在中水同时回用于环境景观水和城市杂用水时，宜用景观水体(如人工湖)代替中水池，回用水直接从景观水体中抽取。如此，既能取消中水池而降低投资，又能充分利用景观水体的调蓄作用保证有足够大的水量调节容积。(2)消毒设施。中水同时回用于环境景观水和城市杂用水时，消毒宜采用以下流程。中水回用于环境景观水时，根据环境景观用水的性质不同，文献[9]对粪大肠菌群指标的控制分别为:不得检出、500个/L、2000个/L、10000个/L。因此，中水必须先经过消毒后才能回用。由于景观水体中一般都配置有动植物，因此宜采用紫外消毒。中水从经过水体中抽取回用于城市杂用水时，文献[8]对卫生学指标控制更加严格，要求总大肠菌群数不多于3个/L，因此必须再消毒后才能回用。为了防止管路和中水用水点内细菌的滋生和满足使用的卫生安全要求，必须用氯消毒以防止二次污染。
3结语
通过对文献[8]和文献[9]衔接性不足的问题和2种中水标准的指标比较分析，结合文献[7]，分别推荐了适合2种水质标准的处理工艺，并指出了各工艺的应用范围和特点。当中水用于市政杂用水或建筑杂用水，推荐了3种处理工艺;当绿色建筑中水用途为景观环境用水时，推荐了2种处理工艺。本文还根据绿色建筑的特点，建议推行中水预处理改进工艺，该工艺取消了格栅和改进了调节池。改进后的调节池取消了预曝气管，增设了集泥坑和排气管，改进后的预处理工艺有利于减少中水处理设施对绿色建筑环境的影响，方便了运行管理，降低了投资和运行费用。
作者：王建中单位：上海市白龙港污水处理有限公司
