超高层建筑雨水回收及中水回用技术的应用研究

摘  要：由于城市建设飞速发展，使得城市水资源趋于匮乏。针对该情况，政府部门大力号召城市居民节能减排，充分利用雨水回收技术改善城市水资源匮乏等问题，以此起到保护环境的作用。为此，本文从当前水资源现状以及雨水回收利用意义为出发点，通过对超高层建筑雨水回收技术以及中水回用技术进行浅显分析，为建筑行业的环保发展提供借鉴。

关键词：超高层建筑;雨水回收;中水回用技术

中图分类号：X703.1   文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2019）03-0000-00

0 引言

当前，我国建筑行业在发展过程中越来越注重“节能环保”，并将该项环保理念贯彻到整个建筑施工环节当中。由于我国水资源极为匮乏，许多地域存在水资源分布不均匀情况。这种情况严重影响我国可持续发展，较为恶劣的生态环境导致我国每年因水资源问题损失千亿。而雨水回收技术与中水回用技术能够有效缓解城市供水紧张等问题，还能达到保护环境、节约资源的目的，推动我国绿色建筑发展。

1 我国水资源现状以及雨水回收利用的意义

当前，我国城市能源日渐短缺。水资源更是极为匮乏，其主要是因为我国水资源地域分布不均匀，南方水资源较多，北方水资源较少，特别是西北与华北地区更是缺水严重;此外我国属于季风气候，使得降雨时间不均匀，夏季雨水较多，许多地区会出现洪涝灾害，冬季雨水较少。另外，我国是地球水资源最为匮乏的国家之一，由于地下水极为匮乏，使得我国许多城市面临水资源短缺现象，甚至有些城市出现严重缺水问题。

由于缺水严重，人们逐渐将目光转向雨水资源利用。通过科学合理的回收雨水资源后，不但可以缓解城市用水压力，补给因地下水缺失导致的城市地面下沉情况，还能降低城市排水管道负荷，避免雨季到来时许多城市出现“看海”的内涝局面，从而改善城市生态环境，推动社会可持续发展。

2 超高层建筑雨水回收技术流程

超高层建筑雨水回收技术，主要是通过将汇集到的雨水进行回收处理与利用，将收集到的雨水转变成产品用水，并逐渐替代市政供水。也就是说，在超高层建筑施工中应用雨水回收技术，既能收集大量雨水，，同时还能缓解城市地下排水压力。超高层建筑应用雨水回收设计，还需结合当地降雨量，根据建筑工程的实际情况进行设计。

在超高层建筑某层中设置雨水收集箱，并在楼顶使用APP高聚物改性沥青防水卷材来收集雨水。超高层建筑施工单位可以使用虹吸式雨水系统，其能够有效控制雨水流量，并将质量较好的雨水通过超高层建筑管道进行分流存储。待雨水回收系统完成设计后，建筑施工设计人员还需要根据实际情况制定雨水回收处理方案。然后将流经超高层屋顶的雨水进行初期流经处理，确保不同质量的雨水流向不同的雨水储存箱，并经过沉淀、过滤等多项处理技术，将过滤好的雨水收集到清水池中。这种雨水回收处理过程越多，雨水过滤后质量就变得越来越好，将为社会带来巨大的经济效益。

建筑施工设计人员可在收集系统的前端设置雨水弃流装置，其主要作用是拦截降雨初期的径流，屋面的初期雨水弃流可采用2mm～3mm，以便于废弃掉初期收集到的含杂质雨水，当拦截水量达到设定值时，可终止弃流，然后将这些雨水汇流到某个楼层的蓄水池当中，雨水储水池可采用PP模块水池、HDPE模块水池、混凝土水池、玻璃鋼水池等多种材质和形式，并设置必要的溢流装置，借助石英砂清洗过滤雨水中存在的细小颗粒，确保收集到的雨水化学成分不超标;然后利用提升泵对这些雨水进行过滤、消毒，雨水处理净化去除的主要污染物是COD、SS等;并定期在雨水储存箱内加入微生物抑制药物，防止雨水在长期困顿中变质恶化，最终使收集到的雨水转变成能够使用的较清洁水源。若用水点对于水池要求较高，可以增加后续的雨水深度和消毒处理措施。

3 超高层建筑中水处理回用技术

中水指的是一定范围内可以反复使用的杂质水，也就是人们常说的非饮用水。这些水可以冲洗厕所、地面、绿化浇洒等，并符合国家杂质用水标准。超高层建筑规划中，应根据该工程使用功能，设定不同的中水回用措施，并建立一套或者是几套废水原水处理系统，然后分别置放在指定楼层当中，以便缓解超高层用水量。中水处理工艺可采用以下几种处理措施：

3.1物化法中水处理工艺

该工艺方法主要是水质较好的优质杂排水当做中水水源，其主要目的在于减少原水中的有机物，降低水色浑浊度，该项施工工艺流程是将调节池中储存好的原水进行均匀混合，通过预曝气处理法，使原水汇总的混合凝结物发生沉淀，同时过滤掉大分子有机物，实施胶体截流。也就说将带有杂质的原水通过格栅过滤后，进入到调节池当中，利用物化处理方法对原水进行消毒，使其转变成可回用的中水。

该工艺的主要特点是：占地面积小，过滤系统可以间歇性的运行，且管理操作模式比较简单。但是物化处理工艺对水的要求极高，不能多种水源进行混合处理，处理中水带有一定的局限性。为此，超高层建筑在应用此项工艺时，需要借助污水处理厂中的生物处理技术使其符合回用水的标准，通过消毒、除色、脱氮除磷、活性炭吸附等予以水质深度处理。

3.2生化法中水处理工艺

中水水源属于综合性排水方法，这种方法的主要目的就是除去中水中残留的悬浮物与有机物。生化法中水处理工艺，主要是把不同的水量、水质的原水通过调节池进行均匀搅拌混合后，利用预曝气处理方法予以有效处理，然后将处理好的原水流入到生化池当中，借助生物膜吸附技术，使水中有机物得以氧化，经过过滤消毒后，就能够获得水质比较稳定的中水。其工艺流程为：将超高层中收集的原水，通过格栅进行初步过滤后，使其流入到调节池当中，借助生物处理措施使原水在沉淀池中得以沉淀、过滤、消毒等，最终变成符合质量要求的中水。

生化中水处理工艺的主要特点是：鼓风曝气产生的气体从总进气管中流入到分气管内，曝气膜管与加强管在气体的影响下产生缝隙，再在气压影响下促使曝气管内的管模孔张开，以增加曝气的均匀度。一旦停止供气，管膜孔就会在水压的作用下予以闭合，以避免曝气管发生堵塞现象。由于曝气管产生的气泡具有良好的分散性，使其具有了较高的氧转移率。另外，该项工艺填料主要是使用弹性组合填料，其优势是这种填料具有材质优良，稳定性能好，容易挂膜，可以让大量的水生物附着在上面，并且不容易出现结团等情况，同时应用时间较长。另外，在该工艺中添加臭氧消毒，使其维持性能稳定，以此达到彻底消毒杀菌的目的。倘若部分时段在缺少足量原水时，也应采用间歇性曝气法，保持蓄水池内部生物菌始终处于活性状态。

3.3膜生物反应器中水处理工艺

膜生物反应器中水处理工艺主要是将生物处理技术和膜分离技术优化结合的一种方法。膜分离组件大多都放置在曝气池当中，这样污水中大量的有机物被微生物予以分解，通过筛分措施，使得微生物颗粒能够在膜分离组件中截留下来，从而得到优质中水水源，其主要工艺流程如下：将本工程收集的原水通过格栅进入调节池当中，开启膜生物反应器，对已经过滤好的原水实施消毒，使其成为优质中水。

该工艺特点是工艺简单，占地面积小，中水水质较好，通常不需要实施三级处理就能符合回用标准。在操作方面，可以进行全自动化管理。生物处理技术与膜分离技术相互结合是一种较为流行的新型工艺，可取代以往传统工艺，提高固液分离效果，并能够将废水中的胶体物质、悬浮物质去除，以达到净化水分离的目的，提高生物处理浓度，缩短单元水处理停留时间，避免水中微生物菌群流失，营造适合菌群生长的环境，从而更好的分解大分子有机物。在实际应用中，生物膜技术在长期过滤过程中极其容易发生堵塞，导致通水量下降，此时应采用化学清洗法减少缓膜堵塞情况。中水回用处理技术对比，如表1所示。

4 回用水使用安全措施

实际应用中，回用水供水管道应与生活饮用水管道分开设置，适当考虑供水系统的自动补水，并满足如下要求：（1）补水的水质应满足回用水的供水系统水质要求;（2）补水应在回用水系统供水量不足的时候进行，补水能力应满足回用水中断时系统的用水量要求;（3）当采用生活饮用水补水时，清水池（箱）内的自来水补水管出水口应高于清水池（箱）内的溢流水位，且间距不得小于2.5倍的补水管管径，并严禁采用淹没式浮球阀补水;（4）回用水管道上不得设置取水龙头，并设置误接、误用、误饮的措施，如按要求规定涂色、标识“不得饮用”等字样;若设有取水口，应设置锁具;所有的阀门、水表、给水栓、取水口等均应设置明显的“雨水”、“中水”等标识;所有储水设备均需要设置警示牌。

5 结语

随着社会飞速发展，超高层建筑应用雨水回收、中水回用技术，既能收集大量雨水，又能得到质量良好的雨水，还能缓解城市地下排水压力。通过各种中水回用处理技术，使得储存的水质符合生活使用水标准，这样既能减少污水排放量，又可以达到节约用水的目的。超高层建筑系统中应用的主要核心技术是利用微生物，避免设备发生腐蚀，有效缓解城市供水紧张的情况，此外还能达到保护环境、节约资源的目的，推动我国绿色建筑发展，为社会带来巨大的经济效益。

参考文献

[1]曹苑.某高层绿色建筑雨水回收系统设计与分析[J].安徽建筑，2019，26（07）：56-59.

[2]邓鹏飞.中水回用技术在建筑节水中的应用分析[J].江西建材，2019（05）：50-51.

[3]叶娟.绿色住区雨水资源综合利用及水环境系统改善措施[J].清洗世界，2019，35（02）：42-43.

收稿日期：2019-05-10

作者簡介：王胜海（1987—），男，安徽合肥人，本科，建筑给排水工程师，研究方向：建筑给排水。

Research on Application of Water Recycling Technology in Rainwater Recovery of Supertall Buildings

WANG Shenghai

（Anhui Architectural Design & Research Institute Co.， Ltd.， Hefei Anhui 230000）

Abstract： Due to the rapid development of urban construction， urban water resources are gradually becoming scarce. In response to this situation， government departments have strongly called on urban residents to save energy and reduce emissions， and make full use of rainwater recovery technology to improve the problem of urban water scarcity in order to achieve environmental protection. For this reason， this article will start from the current status of water resources and the significance of rainwater recycling， and analyze the rainwater recycling technology and water reuse technology of super high-rise buildings. It is hoped that it can provide environmental protection ideas for colleagues in the construction industry.

Keywords： super high-rise building; rainwater recovery; reclaimed water reuse technology