建筑中水合理利用分析

任 凤 聊城大学建筑工程学院本科在读

1 建筑中水系统

建筑中水系统由中水原水收集系统、原水处理系统和供水系统三部分组成[1]。中水并不是真正意义上的水资源，是经过特殊工艺处理形成的满足国家非饮用水水质标准的“再生水”。中水原水收集系统是指收集、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。中水原水包括以下3 个方面：

一是卫生间排水。其包括沐浴排水、盥洗排水、冲厕排水等。沐浴排水系指公共浴室排水、私人淋浴排水、私人盆浴排水等排水类别，沐浴排水由于会使用皂剂等化学成分较高的洗涤剂会造成排出的水中化学成分超标，同时水体中有机物和悬浮物含量较低；盥洗排水指日常生活中洗脸洗衣排水等，与沐浴排水相似，由于使用大量化学制品，其阴离子含量高，有机物和悬浮物含量相当，污染程度较轻；冲厕排水包括大、小便排水，粪便中的细菌及有机质较高，含有较多的悬浮物，污染程度较大，处理较复杂。

二是厨房排水。厨房排水涵盖餐厅、公共食堂、私人厨房等场所，大部分由洗菜、刷锅、刷碗筷等排水组成，是生活排水系统的重要组成部分。其排出的水往往需要除油等特殊处理工艺进行降油脂含量，有机物含量较高，需进行除油工艺处理。

三是冷凝水排水。冷凝水主要是指通风空调系统利用水循环进行空气调节而排出的水，其水质质量较高，水中有机物及悬浮物含量、细菌含量均较低。

上述建筑中水原水按组合形式不同可以分为优质杂排水、杂排水和生活排水3种[2]。由除冲厕排水以外的卫生间排水和冷凝水组成优质杂排水，其污染程度较低，净化工艺较简单且处理所需费用较低，是建筑中水原水处理的首要之选。除冲厕以外的生活排水即为杂排水，水质污染程度中等。所以，由生活排水组成的生活污水污染程度较为严重，处理工艺复杂，技术要求高，费用高。

2 建筑中水处理工艺

建筑中水处理工艺是指将收集的中水原水经过各种生化反应将具有污染的水处理成可用于绿化、冲厕、洗车、道路洒水降尘等方面的、符合生活用水质量且达到非饮用水标准的生活用水。

2.1 以优质杂排水或杂排水作为中水原水

如前所述，优质杂排水和杂排水水质污染较轻，能经过较简便的处理工艺净化成为达到非饮用水标准的用水质量。其处理工艺主要如下：

2.1.1 物化处理

物化处理即是物理、化学处理，利用物理原理或者某些离子的化学反应处理废水，主要工艺包括调节、混凝、吸附、离子交换和蒸发浓缩。

调节是利用调节设备（调节池，包括均量池和均质池）减小污废水的波动情况，保证进行净化所用的处理设备能发挥正常作用，不至因水的波动造成设备净化能力降低；混凝是指向污废水水体投放凝聚剂、絮凝剂和助凝剂等化学药剂（如聚合氯化铝、铝盐、铁盐等），通过凝聚剂水解产物压缩胶体颗粒的扩散层，达到胶粒脱稳而凝结，或者通过凝聚剂的水解和缩聚反应形成的高聚物的强烈吸附桥架作用，使胶粒吸附黏结，是水质净化处理方法之首选；吸附是利用活性炭等具有吸附微小粒子等作用的材料将水体中的微小粒子吸附去除，此法主要用于脱色、除臭、去除溶解性有机物等物理性质；离子交换，即是用新溶液中的无害离子交换需要净化的溶液中的有害离子，达到去除稀溶液中某种离子的目的，与此原理相对应的应用于水质处理即是利用某些离子交换剂中的无害离子与污废水中的有害离子进行交换，去除污废水中有害离子的过程；蒸发浓缩是指将需要进行净化的水体整体进行加热处理，使得水中的部分有害物质汽化去除。

2.1.2 生物和物化处理相结合

生物处理即利用微生物（各种细菌、霉菌以及单细胞动物或多细胞动植物）的新陈代谢作用处理污废水。按照微生物生活环境的不同，可以分为好氧性处理和厌氧性处理2 种。好氧处理是在污水中含有充分溶解氧的条件下，利用好氧性微生物使水中的有机物分解成二氧化碳、氨及水等，中水处理多采用好氧生物处理技术，包括活性污泥法、接触氧化法、生物转盘等处理方法[3]。厌氧处理是在污水中缺氧的条件下，利用厌氧性微生物使水中的有机物分解成甲烷、二氧化碳、硫化氢、氮及水等，一般采用甲烷发酵法（消化法）等进行处理。利用生物处理和物化处理相结合的方法，能高效地进行污废水处理，同时依靠好氧细菌和厌氧细菌处理污水，可以大大提高水质质量，二者结合，取长补短。

2.1.3 微滤/超滤膜分离

微滤膜过滤是膜过滤技术的一种，是目前世界上应用最早的用“膜”过滤技术，通常使用天然或人工合成的高分子化合物作为膜材料，能截留0.1 ～1.0 μm 的颗粒，允许大分子和固体颗粒通过，但能够阻止细菌、悬浮物通过。其主要的分流机理是筛分截留，应用范围广泛，造价高。

2.2 以生活污水作为中水原水

除上述优质杂排水和杂排水所应用的物化技术、生物与物化技术相结合、微滤/超滤膜分离3 种水体净化技术外，生活污水处理还可采用生物与深度处理相结合、曝气生物滤池、膜生物反应器等方法。

2.2.1 生物与深度处理相结合

与普通处理相比，深度处理净化级别更高，净化技术要求更先进，净化标准也更加严格，适用于水质要求较高的情况。深度处理是指将已经进行一、二级处理的生活污水再进一步运用絮凝沉淀等方法对水质进行净化。利用无机高分子混凝剂（如聚合氯化铝）水解产生的化学离子，对水中的有害物质具有高度电中即桥联作用，去除有毒有害微粒。生物处理与深度处理相结合可安全高效地进行生活污水净化。

2.2.2 曝气生物滤池

曝气生物滤池，即将生物氧化和截留悬浮固体相结合，污水通过滤料层，水体含有的污染物被滤料层截留，并被滤料上附着的生物降解转化，同时溶解状态的有机物和特定物质也被去除，所产生的污泥保留在过滤层中，而只让净化的水通过，以提高水体质量。该方法被广泛应用于需进行深度处理和净化标准较高的水质处理领域，目前还可进行脱硫脱氮处理。

2.2.3 膜生物反应器

其是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，主要运用膜分离设备截留水中的活性淤泥与大分子有机物，可保留世代时间较长的有机物，对深度处理有较好的效果。

3 建筑中水回用的应用

建筑中水经过相关处理工艺的处理，其有机质含量大大降低，水体质量大幅度提高，达到国家非饮用水水质标准后，可用于施工降尘、绿化、道路洒水等生产生活的多个方面。建筑中水回用是节约水资源的重要举措，近年来国家大力推进水资源合理利用，同时出台了相关政策约束水资源浪费行为。

陕西省西安市成效较好的中水回用项目是“华府门第”住宅小区，回用率高达90%。由于附近没有市政管网及污水厂，其产生的生活污水经过接触氧化+MBR 的处理后回用，供给小区绿化、道路清洗和水景补水等。日处理量92.3 m3，保证了废水不外排[4]。

山西省太原市有市精神病医院、山西大学、省委机关、国贸大饭店、太重机械集团、省人民医院、太重宾馆、大唐四季花园和迎泽宾馆9 家单位和小区建有中水处理设施，日处理规模合计约为3100 m3。其中，国贸大饭店的中水设施与主体工程的建设严格按照“三同时”制度实施，其收集了客房淋浴排水和写字楼盥洗排水，日处理量可达210 m3，中水回用于楼内厕所冲水，运营单位在不到3 年的时间内就收回了成本，每年节约水费约35 万元[5]。

4 建筑中水回用存在的问题及解决措施

建筑中水回用是解决水资源稀缺、节省水资源的重要措施，由于对建筑中水回用处理工艺不明确、不了解，难免会出现各种各样的社会经济问题。

4.1 建筑中水回用技术成本较高

建筑中水原水处理工艺中所需的处理设施、处理剂等往往比自来水的价格更高，数据统计显示，某些处理设施的总运行成本能达到11137 元/m3。因此，各中水处理设施的配备应考虑其生产规模，合理计划生产规模，提高设备功能的同时降低生产成本。

4.2 建筑中水系统不完善

建筑中水系统不完善，造成中水供水系统水质水压不稳定，人们不敢放心使用；某些设备的性能较差，造成水质净化效果不理想，降低了人们的使用率。为解决此类问题，应着重考虑中水系统的完备性，同时优化中水净化系统。

5 建筑中水发展的意义

在全球淡水资源严重稀缺、各国人口不断增长、用水排水量逐年升高的情况下，有效解决用水问题成为重中之重。逐步采用净化后的水是解决水资源稀缺问题的重要途径，由此产生了建筑中水回用技术，净化后的水能代替新鲜水源应用于不需要高水质标准的区域，大大节省了水资源。