劉朝志
(遵義建筑設計院 貴州遵義 563000)
城市建筑區域內部常用中水,依據中水來源和中水的存儲位置,可以被分為建筑物中水以及建筑小區中水兩種類型。這兩種類型的中水在回用系統當中的應用特點和應用要求雖然存在一定的不同,但是實際的應用效果和回用所需要達到的目的卻高度一致。與市政供水不同,建筑中水在城市當中的應用范圍相對狹窄,如何促使其實現水資源配置優化,是建筑設計領域主要應當考慮的設計問題。
中水回用的主要目的在于實現水資源的循環利用,發揮水資源在環境和建筑當中的最大價值,從而實現水資源的有效節約。經過世界各國的積極實踐,我國結合國際經驗于1985年在北京正式建立了第一座中水處理設施,中水處理設施的出現,標志著我國正式開始了中水回用的系統建設。北京市在近三十年的發展當中,積累了寶貴的經驗,同時也收獲了極大程度的水資源節約效益,效果十分顯著。據統計,背景完成(何為背景完成?)的中水回用系統建設每天能夠實現生活污水處理超過20000m3,市內污水再生利用率接近40%。
北京市的城市中水回用取得了豐厚的成果,國內其他省市也開展了中水回用系統的建設,其中天津、青島、大連等沿海城市,陸續打造了符合城市發展特點和城市地理環境的中水回用建設方案。以青島市為例,青島市于2001年開始便依托海泊河污水廠開展了中水回用試點工程,市內中水資源供應量達原供應量四倍,(何為原供應量的4倍?)并廣泛應用于景觀、綠化、洗車、沖廁等領域。
目前城市建筑所主要采用的中水回用系統,根據中水回用的管道架設方式,主要分為直接回用和間接回用兩種類型。
城市建筑當中的管道架設連接了中水水廠和一般用戶,用戶在使用中水時可以直接通過管道獲取到中水水廠所提供的中水資源,從而完成中水回用,這種回用方式被稱為中水的直接回用方式。目前市政建設當中,常見的中水直接回用系統由幾種類型構成。最常見的供水類型為雙供水系統建設。傳統市政供水為單一的配水管網,與建筑小區進行聯系。在原供水管網的基礎之上,引入一條中水供水管道,實現面向建筑居民的多類型供水,是最為常見的中水直接回用雙系統;此外,部分地區的建筑中水,一般還會采用專用管道供水方式,為中水用戶提供中水回用資源。相較于前者,專用管道供水方式的成本相對較高。但供水效果和中水資源利用效果明顯更好,因此這種類型的直接供水一般面向工業生產單位,為工業產區建筑提供中水供給。有條件的工業單位還會搭建專門的中水回用區,為中水回用提供便利;對于城市內的大型建筑群或者大型住宅小區,一般情況下所采用的中水直接回用方式為就地利用。這種類型的建筑區域內所產生的污水可以經由所處地段的污水處理環節進行循環和供給,并通過就地利用方式,實現沖廁、綠化、道路澆灑等功能[1]。
相較于直接回用,間接回用一般借助于地理優勢和環境優勢,來實現中水回用。整個間接回用的中水回用系統需要由污水廠作為中間環節,通過回灌的方式,將原有的污水排入到地下,建筑用戶再通過地下開采取水的方式,獲得中水資源,實現回用。一般情況下,中水間接回用需要依靠城市地下水環境來實現回用系統的設置。上游地區在完成污水的凈化處理后,位于上游的污水廠需要將已經完成凈化的中水資源排入到地下水體當中,地下水通過循環,流入到下游地區,下游地區則通過開采取水策略,對這部分中水資源進行獲取,從而得到中水資源的利用。
通過前文的論述應該明確,中水回用方式無論采用間接還是直接,對于城市基礎設施建設情況的考驗都十分巨大。城市建設水平的不足,直接導致城市建筑中水回用能力低下,無法實現高效率的水資源利用,最終影響中水回用水平。但就目前的發展情況來看,國內大部分城市雖然在數十年間建立了中水設施,但是卻缺乏規模化,大量的中水系統設施被閑置、城市管理運行能力不足,最終導致中水回用成本大幅度增加。相關統計顯示,2017年北京、天津兩市的中水系統所完成的中水回用效率不足設計預算標準的50%,這一現象表明,城市中水回用系統并未能夠如期發揮作用[2]。
中水系統所進行的中水回用,實際上是通過水資源的循環利用來實現對于水資源的控制。但是在城市居民的認知當中,由于缺少對于中水回用的理論了解,同時在應用中水資源進行沖廁、綠化時,發現中水資源當中存在顏色和異味,因此普遍認為中水等同于污水。這種錯誤的認知造成了國內大部分城市的中水回用系統難以真正作用到居民建筑的生活當中,無法切實地為水資源利用提供技術支持。
作為建筑中水,中水資源的來源一般來自于居民生活環境之中,常見的住宅建筑、寫字樓、飯店賓館等,均是主要的中水資源來源地。這些建筑當中的廁所、淋浴、廚房等環節所產生的排放廢水,均可以經由污水廠處理,實現中水回用。在城市建筑中水回用方面,明確中水來源,合理進行中水特征的篩選,形成中水處理方案,是目前實現中水回用系統優化的主要方案。筆者主要結合居民生活用水,對中水回用的來源劃分進行了設計。其中,居民生活用水當中所出現的自然雨水、冷卻水、洗漱用水等,應當作為優質雜排水,這一類廢水資源內部主要成分為泥灰,在進行廢水處理時相對簡單,具有較高的經濟成本和回用價值,是幾種類型當中最優組合;部分廚房排水存有較多的油垢和化學制劑殘留物,這種類型的廢水處理技術相對復雜,但仍然具有較高的回用價值,因此被列為第二等雜排水,可以進行處理回用。
優質雜排水是城市建筑中水回用當中主要考慮的雜排水資源,因此本文在進行建筑中水回用系統設定時對優質雜排水的會用流程進行分析。常見的回用有生物氧化和混凝沉淀兩種方式。其中生物氧化主要借助格柵和調節池等設施,對原水進行生物接觸樣化處理,并通過沉淀、過濾和消毒等步驟,使其轉化成為可被再度利用的中水資源;混凝沉淀處理同樣需要在調節池當中進行,其中間需要借助活性炭進行雜質吸附,從而實現中水的獲取。
綜上所述,城市建筑的中水回用系統,往往需要依托大規模的市政建設和中水資源利用來完成;對于中水就地水源就地使用的直接使用系統,需要開發商或建設方首先在觀念上提升,當前環保及綠色建筑的要求,都需要中水系統與主體建筑同時設計、施工及使用,并且應把中水日回用量統計納入綠建環保考核指標,通過合理設置城市建筑的中水系統,認真規劃中水資源的主要來源,能夠盡可能多地提高中水資源的應用范圍,從而促進中水資源的回用價值提高,中水使用范圍的擴大,讓中水利用成為常態,消除社會公眾對于中水回用產生過多的誤解,灌輸民眾對節約用水與中水回用是綠色環保和建設美好家園的行動措施。