建筑施工排水智能回收利用研究及應用

楊偉濱

摘 要：結合深圳市某市政污水處理廠建設項目，針對基坑排水等項目排水進行沉淀回收，設計建設臨時排水智能回收及利用系統，將回收的中水用于混凝土養護、道路沖洗等，在減少項目自來水使用的同時節約水資源，不僅能產生較好的經濟及，更能取得良好的綠色施工示范效益，以期對同類工程建設項目施工過程中的水資源回收利用提供參考。

關鍵詞：建筑施工；施工節水；排水回用；中水回用

中圖分類號：TU753.66? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）11-0099-03

0 引言

水資源作為生命之源，是人類生存、社會經濟發展必不可少的資源，更是社會發展的生產之要、生態之基。隨著綠色建造成為時代的主流，人們節水節能意識逐步提高。在大型建設項目實施過程中，踐行節水理念是新時代的建設項目必須重視的一個課題。

大型工程建設項目，特別是低海拔的深基坑工程，因為存在大量泥漿制備、混凝土攪拌養護、道路車輛沖洗等施工用水以及基坑降水及施工用水后的臨時排水。水資源的回收與利用綠色施工中不斷地嘗試和探索，卻往往由于施工用水投入在項目總投入中占比過小而被忽略，綠色施工往往不能很好的落實[1]。

1 工程概括

1.1 項目概括

本項目為深圳市某污水處理廠項目，設計規模為22.5萬t/d，占地面積5 ha，位于深圳市寶安區福永河畔，西側毗鄰珠江口。項目用地地下水位標高為黃海高程2.5 m，而項目用地地面黃海高程僅4 m，地下水資源極其豐富。項目采用雙層半地下結構，池體部分下沉至地下。基坑主要深度為9 m（局部16 m），東西長約256 m，南北寬約139 m，基坑開挖面積約35 584 m2。

基坑對于工程降水要求較高，基坑降排水幾乎持續項目的整個周期。為達到文明施工的高標準及確保工程質量，項目施工期間需采用自動噴淋系統進行防塵污染治理、混凝土養護及施工車輛自動沖洗。在施工準備階段，施工排水工作是非常重要的一項基本工作，其對后續施工的影響是直接的。在項目策劃階段，將排水及節水就作為項目施工的重要環節進行策劃論證，并確保在正式開工前落地實施。

1.2 施工排水及用水特點

施工排水主要來源于基坑滲漏水、養護水、道路沖洗水、降雨等。施工排水的主要特點是施工排水污染較少、含泥沙量高、易于處理等。施工排水的主要雜質為泥沙，包含泥漿、黃泥等。泥沙含量較高時，排水水質顏色呈黃色渾濁、無光澤，基坑開挖時排水SS （水中懸浮物）達到500 mg/L以上，按城市排水規范，不允許直接排放。

在排水溝設計過程中，考慮到施工場地狹窄、排水量大的特點，項目現場采用全場環形布置臨時排水溝（水溝寬80 cm），間隔設置沉淀池，將黃泥水分級沉淀。在沉淀池中將黃泥水與清水分兩級分別進行沉淀處理，最終匯總至總沉淀池，進行進一步處理后排入市政管網或環境水體。

隨著建筑施工綠色施工理念的深入，各項目實施單位對工地揚塵防治、出場施工車輛整潔等方面更加關注。建筑施工用水除了生活辦公用水外，主要的用水量集中于場區道路及車輛沖洗、混凝土養護、廠區綠化、降塵噴淋等方面。由于這部分用水在項目總用水量中所占比重較大，施工用水的用水量也隨之大量地提升。

在場區道路上進行車輛沖洗、噴淋養護等操作對水質的要求并不高，因此施工車輛沖洗主要是通過高壓水槍沖洗來實現，而在場區道路上清洗主要是利用霧炮機進行降塵，混凝土噴淋養護則主要通過霧化噴頭實現。施工排水經沉淀處理后，完全可以滿足沖洗等使用要求。

2 設計思路及原理

為了減少施工過程中自來水的使用、踐行節約用水、綠色施工的理念，設計施工施工排水回收利用系統。設計思路主要從兩個方面考慮。

一方面是對施工排水進行初級的凈化。經試驗，施工排水自然沉淀至澄清可回收使用時，SS約110 mg/L，且經自然沉淀已難以將SS降低至100 mg/L以下。回收水指標設置為SS小于110 mg/L；當SS大于110 mg/L時，不進行回用，進行進一步的靜置沉淀[2，3]。

另一方面，在排水回收后，根據項目情況設置一定容量的儲存罐，本系統應用項目采用的是3個24 m3儲水罐，并設置一套施工用水系統，包含穩壓裝置、液位控制等系統，與自來水互為備用，并優先使用排水回收水源。當儲存罐滿水時，施工多余排水通過沉淀池預留口排入市政管網[4]。

2.1 沉淀系統及儲存裝置

施工排水源主要來自基坑內降水及道路沖洗等。將各用水點產生的廢水通過排水溝進行收集，排水溝每50 m設置1 m×1 m×0.8 m的初級沉淀池，并及時清理。將排水溝最終匯總至六級沉淀箱過濾處理，經過SS在線監測滿足要求后進行廢水回收，多余排水排入市政管網。

為了保證沉淀效果，本項目采用三級+三級沉淀池設置，通過采取時控開關+電磁閥控制系統技術來保障沉淀時間，確保SS滿足排放或回收利用要求。基坑排水進入三級沉淀池后進行初步沉淀，三級沉淀池通過水泵控制將排水抽至四級沉淀池出。本項目經過多次試驗，探索出最佳的間歇排水時間為20 min+5 min，既按照靜置20 min再泵啟動5 min的頻次，進行間歇性排水，可以確保六級沉淀后的排水水質符合回用及排放要求。六級沉淀池設置如圖1所示。

2.2 智能控制系統

沉淀池設置SS傳感器，采用自動閥門及物聯網技術，通過時控開關+電磁閥控制系統技術，將儲水罐水位、濁度、SS、PH等信息集合到項目智慧工地平臺。通過水的SS實時數據及儲水罐液位聯動水泵進行儲水控制，并通過穩壓泵介入施工用水系統，達到自控、智控的要求，以此保證系統的穩定運行[5]。

2.3 自動加壓雙回路系統

在施工排水的回用過程中，一方面，要保障使用的穩定性，避免中水回用中出現的不足。另一方面，還要考慮施工管理人員的安全衛生問題，確保回收利用的中水不用于辦公等人體接觸用水。設計臨時用水采用雙回路供水，現場施工用水采用自來水與回收中水雙回路使用，辦公、生活等用水使用單獨回路自來水直供。

3 經濟和社會效益

該系統由工地排水自動控制系統及相應的設備組成，包括工地排水自動控制系統、排水自動監測系統及回水利用系統。該系統可根據工程需要進行設置，可實現遠程實時監控，具有可靠性高、經濟性好、智能性強等特點。在具體的項目試驗應用中，該方案取得了良好的經濟與社會效益。

3.1 經濟效益

建筑施工排水智能回收利用系統設置簡單，使用經濟，因回收而額外投入的資金約2萬元。回水利用有效節約了工地水資源，根據項目統計數據，月回收用水量約3 200 m3/月，該項目中水回收率高達到50%以上，按照深圳市自來水價格5.1元/t算，節約16 320元/月。同時，該項目主體實施約15個月，共計節約超20萬元。

3.2 社會效益

2022年中國年人均用水量為425 m3 ，總回收用水量為48 000 m3，相當于節約了123人的年總用水量，極好地踐行了高效、低耗的綠色發展理念。在此基礎上，項目采用低投入、高效率、智能化的方式，不僅有效解決了工地黃泥水排放問題，還踐行了深圳市水務部門關于節水理念踐行的號召。最終該項目獲得當地水務項目水土保持（工地排水）的示范性項目及主管部門對該項目的高度評價。

4 結束語

本文結合具體項目施工，研究施工排水智能回收利用系統的應用效果。該系統通過對施工排水進行凈化處理后收集并儲存，設置雙回路施工供水系統，將施工排水回收利用于道路沖洗、噴淋養護、防塵噴灑等，高效回收施工排水，利用智能控制手段將排水循環利用。該系統的提出與應用，實現了高效節水、節能環保的綠色建造理念，并利用智能設備與智慧工地系統相結合，為后續建設項目探索綠色施工與智能建造的融合提供了參考。

參考文獻

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[6] 劉樹寶，朱國偉，孫運存.綠色施工節水措施在工程中的綜合應用[C]//浙江省土木建筑學會.第26屆華東六省一市土木建筑工程建造技術交流會論文集（下冊）.《施工技術》雜志社，2020：3.