高層建築中水回用技術的應用

2022-10-15 12:18:05 字數 3160 閱讀 7319

摘要:隨著我國經濟的發展,城市中超高層建築越來越多,其功能複雜,本身擁有豐富的廢水資源,也有較大的用水需求,水資源浪費問題也日益嚴重。因此,如何進行合理中水回用規劃是超高層建築面對的重要問題。

關鍵詞:高層建築;中水回用;水資源

高層建築中水回用技術可以大大緩解水資源緊張的問題,是解決當前某些缺水城市水資源危機的重要途徑。因此,在現階段加強建築中水回用技術的研究,對提高超高層建築水資源的有效利用率、進而促進中水回用的產業化發展,達到節約用水的目的有著深進意義。以下,是本文簡述高層建築中的中水回用技術。

1 工程概況

某工程為超高層建築,主要功能為辦公、商業、餐飲等,總用地面積25,945m2,總建築面積210,964m2,其中地下層為車庫,1~6層為裙房,主要功能為商業餐飲,6層以上分為e、f兩座塔樓,其中e座高119.2m,f座高139.2m。

由於該工程三面臨海,位於淡水資源極度缺乏的城市,因此,應該充分重視水資源的利用問題。

2 高層建築中水回用技術

2.1 中水系統設計

本工程的供水水源為城市自來水。中水**系統向本建築全部衛生間供水。以公共衛生間內的手盆水、公共浴室排水、冷卻塔排水等作為中水原水,經過處理後的中水回用於公共衛生間內大小便器的沖洗以及車庫地面的沖洗補水等地方。

本建築內汙廢水量約732.6m3/d,按供水量的90%計。其中用於中水原水量約139.

7m3/d。因此,實際日排放量為592.9m3/d。

冷卻塔排水、綠化和澆灑道路等用水不排入汙水系統,此部分耗水量為440m3/d。設計的室內汙水和廢水進行分流排除,公共衛生間的一部分廢水作為中水原水迴圈至中水機房進行**;對於衛生間的生活汙廢水,設計為專用的通氣管排水系統進行排水;首層以下排水單獨排出室外。

中水原水量為139.7m3/d,中水回用系統的平均日用水量為228.8m3/d,兩水量相差部分由雨水補給(詳見雨水利用),可達到回用系統的1.

1倍(年收集水量佔回用水量百分數)最高日用水量為343.2m3/d。

2.2 中水回用工藝流程

2.2.1 工藝設計依據

本工程將中水處理站設在地下二層,需要處理的水量:中水原水平均日收集水量139.7m3/d,中水裝置日處理時間取12h/d,平均時處理水量為11.

6m3/h。因此,設計取裝置處理規模為12m3/h。中水水質標準:

符合《城市雜用水水質標準》(gb/t18920-2002),其中濁度、溶解性總固體、bod5、氨氮按嚴標準取值。

2.2.2 中水回用工藝流程

建築中水回用可以處理到兩種程度的回用水,一種是處理到可以供人類直接飲用的水,實現水資源的完全迴圈利用,但是這種工藝投資高且工藝複雜;另一種是處理到不供人類飲用,而是將處理水回用於沖廁、綠地用水、沖洗車庫地面用水等地方,後者應用較為普遍。中水處理有多種不同的工藝,處理時應該綜合考慮中水原水的水量、水質、以及處理水回用部位等因素。在實際應用中,根據原水水質不同,中水處理流程可以分為很多種。

中水原水首先經過格柵和曝氣調節池進行預處理,去除汙水中的雜質並且均勻水質;然後經過毛髮收集器,由一級提公升幫浦到達中水一體化裝置,再由二級提公升幫浦依次達到石英砂過濾器、活性炭過濾器、中水蓄水池(與雨水共用),最終向本建築的全部衛生間供水。此外,設計的中水處理工藝中還應用了鼓風曝氣機進行曝氣,增加足夠的溶解氧,使氧氣在液體中被充分攪拌和溶解,達到阻止液體中的懸浮物下沉的效果;濾池反沖洗裝置用於攔截水中的雜質,去除水中的顆粒物等雜質,以達到淨化水質的效果。

處理後的中水水質應符合《城市汙水再生利用城市雜用水標準》gb/t18920或《城市汙水再生利用景觀環境用水水質》gb/t18921的規定。

2.3 雨水利用系統

2.3.1 建築屋面雨水排水量

雨水量按該市暴雨強度公式計算,屋面雨水設計重現期為10年,降雨歷時5分鐘。溢流口和排水管系總排水能力按50年重現期設計。屋面總匯水面積11,000m2,雨水排水量約為600l/s。

其中暴雨強度公式為:

雨水量公式為:q=ψqf

室外雨水管道設計重現期p=2年;室外雨水管道設計降雨歷時t=15分鐘;室外綜合徑流係數ψ=0.65。

由以上公式計算所得雨水量約為597.3l/s。

2.3.2 雨水利用標準及利用方式

(1)雨水利用標準:重現期1年的雨水進行利用,不排入市政管網,超出的雨量排入市政管網。設計年降雨厚度1,255.1mm,平均年降雨次數121.6次。

(2)雨水利用採用**利用方式。

①收集量和回用量:根據本工程的用地現狀和投資情況,收集降落在屋面及硬化路面(匯水面積約25,900平方公尺)的雨水,處理後的雨水進入中水清水池,用於車庫沖洗和衛生間沖廁,用水量約89.1m3/d。

②年收集雨水量(紅線內)=10×0.8×1255.1×0.7×2.59=18,204m3

③雨水收集池:根據用水量、1年重現期降雨量(49.1mm)的收集量和用地現狀綜合確定為400m3,初期4mm的降雨不進入雨水蓄水池,經棄流池排出。

雨水蓄水池和棄流池位於室外。超過雨水蓄水池設計能力的降雨通過溢流管排至市政雨水管道。

④工藝流程:由設於雨水收集池內的潛水幫浦進入地下二層的雨水處理機房。雨水利用的工藝流程圖見圖1。

圖1 雨水收集工藝流程圖

由圖1可知,屋面雨水經過棄流池棄流初期雨水後,收集到雨水蓄水池,經砂濾和活性炭過濾器過濾,達到中水水質標準後,進入與中水共用的雨水蓄水池,用於中水系統供水或用於樓內車庫沖洗及衛生間沖廁。雨水處理裝置間歇執行,在有雨水時,執行12h,處理能力為7m3/h,處理後的清水全部存在清水池中,清水池容積100m3,與中水共用。

2.4 效益分析

施工完成之後對裝置進行了除錯,裝置可以正常執行,並且出水水質可以達到規範要求的水質標準。建築的中水回用經濟性主要受到當地水價的影響,水價越高,則建築中水回用系統的經濟效益越高,裝置的投資**期越短。該市現行一般商業用水水價為1.

8元/噸(不包含汙水處理費用),商業用水汙水處理費為1.2元/噸,即總的水費**為3.0元/噸。

本工程設計的中水回用系統的全年回用水量為54,180.6噸,則本建築的中水回用系統全年可以節約用水費用為162,541.8元。

3.結論

綜上所述,我國水資源的現狀緊張,而高層建築中水回用技術可以大大緩解水資源緊張的問題,並且收到較好的經濟效益和社會效益。因此,相關的工作人員要高度重視水的回用技術上,推動高層建築中水回用技術的發展,提高水的回用率,進而達到節水的目的,滿足目前較大的用水需求,改變水資源嚴重缺乏的現狀。

[1]郭建偉.超高層建築中水回用設計**[j].建築技術.2014(02)

[2]王瑩.**建築中水處理工藝及展望[j].城市建設理論研究.2013(06)

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