建筑供排水體制初探

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摘 要:本文為“綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)研究”項目的“降低建筑水耗的綜合關(guān)鍵技術(shù)研究”課題中01 子項“綠色建筑水循環(huán)安全保障綜合性技術(shù)”的系列研究之二“供排水體制研究”的初步綜述性成果,總結(jié)和分析了國內(nèi)外現(xiàn)有的集中與分質(zhì)供排水體制的運行情況,并針對系統(tǒng)中的輸送、儲存等環(huán)節(jié)的實際狀況與存在問題進行了分析總結(jié)。
    關(guān)鍵詞:建筑供排水;質(zhì)供水;質(zhì)排水;質(zhì)雜排水;排水
    1 概述
    隨著人民生活水平的提高和水資源短缺問題的日益嚴(yán)重,在傳統(tǒng)的集中供排水體制的基礎(chǔ)上逐漸衍生出分質(zhì)供排水,即:供排水由單一系統(tǒng)直接供給/排放(市政供水由凈水廠直接到用戶;市政排水統(tǒng)一接入市政排水管網(wǎng),送至污水處理廠處理達標(biāo)后排放)發(fā)展成依據(jù)水質(zhì)不同分別供給/排放。分質(zhì)供水可以分為優(yōu)質(zhì)飲用水、傳統(tǒng)市政供水和中水(包括再生水、雨水和海水)三種,依據(jù)用途的不同分別供給;分質(zhì)排水主要可以分為優(yōu)質(zhì)雜排水、雜排水、生活污水和海水沖廁水,依據(jù)收集、再生與排放的不同目的而分別設(shè)置排水系統(tǒng)。
    有效地利用雨水也是解決城市水資源短缺的重要措施之一,沿海地區(qū)還可以利用海水來解決淡水資源不足的問題。
    2 供水體制
    2.1 常規(guī)供水系統(tǒng)
    目前常規(guī)市政供水系統(tǒng)有以下幾種:
    (1)共用低壓供水系統(tǒng)——當(dāng)給水管網(wǎng)水量、水壓經(jīng)常滿足要求時,采用生活和消防共用的低壓給供水系統(tǒng),由城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)直接供水,不設(shè)水泵房及高位水箱。
    (2)分散加壓供水系統(tǒng)——當(dāng)給水管網(wǎng)水量、水壓不能滿足小區(qū)內(nèi)的建筑物要求時,小區(qū)內(nèi)的各建筑分別設(shè)置加壓水泵房,每個水泵房只負(fù)責(zé)一棟樓或幾棟樓的給水,通常下面幾層由市政給水管網(wǎng)直接供水,上面幾層由水泵加壓后供水。
    (3)集中加壓供水系統(tǒng)——當(dāng)給水管網(wǎng)水量、水壓不能滿足小區(qū)給水要求時,整個小區(qū)由一個集中設(shè)置的加壓泵房供水,當(dāng)小區(qū)內(nèi)各建筑物的高度相近時,應(yīng)根據(jù)不利點所需壓力確定供水壓力。
    (4)集中加壓與分散加壓相結(jié)合的供水系統(tǒng)——對建筑物高度相差較大的小區(qū),給水管網(wǎng)水壓不能滿足小區(qū)給水要求,集中加壓站的供水壓力只滿足高度相近的建筑物對水壓的要求,而另一部分較高的建筑物,則另外進行加壓的給水系統(tǒng)。
    2.2 分質(zhì)供水
    為了合理、有效地利用寶貴的淡水資源,實現(xiàn)建筑中水資源的可持續(xù)利用,分質(zhì)供水不失為一種經(jīng)濟的策略,已開始在我國一些城市建筑一定范圍內(nèi)實施,通過分質(zhì)供水可以保證水資源的優(yōu)化配置,實現(xiàn)水的優(yōu)質(zhì)優(yōu)用、低質(zhì)低用,避免水資源的嚴(yán)重浪費。
    分質(zhì)供水就是根據(jù)使用目的的不同,分別供應(yīng)水質(zhì)不同的水,一般分為中水、市政供水和優(yōu)質(zhì)飲用水三種。
    (1)中水
    中水屬于低品質(zhì)、非飲用水,水源主要取自生活污水和冷卻水,分為A、B、C 三類:A 為不含廚、廁排水,以冷卻水、雨水、洗浴水為主的優(yōu)質(zhì)雜排水;B 為含廚房排水的雜排水;C 為雜排水和廁所排水的混合水。中水單設(shè)管網(wǎng)供應(yīng),用于沖廁、景觀環(huán)境、綠化、洗車、道路清掃和消防等用途。
    我國單體建筑、大型綜合建筑群都有中水利用的實例,中水供水亦采用常規(guī)供水方式:利用管網(wǎng)壓力供水、單設(shè)屋頂水箱供水、水泵水箱聯(lián)合供水。
    (2)市政供水和優(yōu)質(zhì)飲用水
    將傳統(tǒng)的市政供水和優(yōu)質(zhì)飲用水分質(zhì)供應(yīng),即前者主要用于洗滌、盥洗和洗浴等,后者是經(jīng)一定區(qū)域內(nèi)的凈水站,將市政供水進一步深度處理、加工和凈化,在原有供水管道系統(tǒng)上,再增設(shè)一條獨立的供水管道,將優(yōu)質(zhì)飲用水輸送至用戶,供用戶直接飲用,這種方式是否經(jīng)濟合理,在業(yè)內(nèi)存在較大爭議,不屬于“綠色建筑”課題的研究范疇,在此不予細(xì)述。
    (3)案例分析
    河北省邯鄲市滏陽河畔一花園小區(qū),建筑面積5 萬平方米,居民2200 人,中水主要用于沖廁、綠化和洗車,雜排水水量168 立方米/天。
    雜排水經(jīng)初級處理(隔除毛發(fā)和固體物質(zhì)),主處理(生化處理)再經(jīng)深度處理(物化處理),以確保儲水質(zhì)量。
    中水處理站設(shè)計為部分二層的帶地下室建筑,采用一級提升重力流處理,后加壓供水。流程如下.
    該工程設(shè)備工藝簡單,各處理單元運行狀態(tài)穩(wěn)定,出水水質(zhì)良好,滿足回用要求。處理設(shè)備投資38.5 萬元,中水收費1.18 元/立方米,低于目前邯鄲市自來水水價。
    3 排水體制
    3.1 常規(guī)排水系統(tǒng)
    目前我國普通居民住宅室內(nèi)排水設(shè)計大多數(shù)采用污廢水合流制,即糞便污水與其他生活污水一同經(jīng)化糞池處理后排入市政管網(wǎng),只有少數(shù)的高層住宅及一些智能型大廈采用污廢水分流制,即只讓糞便水進入化糞池而其他生活污水單獨排放。根據(jù)我國目前的國情,化糞池作為一種污水予處理設(shè)施在現(xiàn)階段是否必不可少,業(yè)內(nèi)尚存在爭議。如果采用污廢水分流制,就可以大大減少化糞池的容積及數(shù)量,這樣既有助于小區(qū)管線布局的合理性,也減少了日常維護、管理的費用,同時還可以降低工程投資。單獨排放的生活污水可以經(jīng)過適當(dāng)?shù)脑偕幚砗筮M行二次利用。
    3.2 分質(zhì)排水
    隨著水資源短缺的加劇,污水再生利用受到越來越多的關(guān)注,與中水利用直接相關(guān)的建筑分質(zhì)排水已逐步在全國范圍內(nèi)不同程度上被采用。分質(zhì)排水系統(tǒng)是指按排水的污染程度分別收集、排放的方式,根據(jù)不同的再生利用需要,可以有多種分質(zhì)方法。一般的做法是在建筑內(nèi)設(shè)兩條管道:一條為雜排水管道,收集除糞便污水以外的各種排水,如淋浴排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水等,輸送至中水設(shè)施作為中水水源,再生處理后可用于綠化、洗車、道路清掃、沖廁、消防和景觀環(huán)境等用途;另一條為糞便污水管道,收集便器排水,經(jīng)小區(qū)化糞池處理后排入市政管網(wǎng)。
    3.3 案例分析
    北京中海馥園小區(qū)采用分質(zhì)排水系統(tǒng):沖廁污水、廚房排水管道匯集后排至室外,經(jīng)化糞池處理后排入市政管網(wǎng);盥洗及淋浴廢水回收至2、3 號樓地下2 層的中水處理站,經(jīng)處理后回用于室外環(huán)境綠化、澆灑道路、地下車庫地面沖洗,并且預(yù)留余量供二期使用。中水處理工藝采用接觸氧化法。
    4 雨水利用
    雨水利用也是建筑水循環(huán)中分質(zhì)供水的一種,由于不同于常規(guī)意義上的分質(zhì)供水,單列本節(jié)加以敘述。
    對于建筑區(qū)雨水而言主要有屋面、道路、綠地三種匯流介質(zhì)。在這三種匯流介質(zhì)中,地面徑流雨水水質(zhì)較差,道路初期雨水中的COD 通常高達3000mg/L~4000 mg/L;而綠地徑流雨水又基本以滲透為主,可收集雨量有限;比較而言屋面雨水水質(zhì)較好、徑流量大、便于收集利用,其利用價值高。雨水處理后可作為中水應(yīng)用在很多方面。
    低層或多層建筑一般采用水落管外排水方式,而高層及大型綜合型建筑多采用內(nèi)落水方式。
    屋面雨水收集及處理工藝流程如下:
    城市雨水是城市可利用水資源的重要組成部分,雨水的收集利用不僅可以減輕城市暴雨洪澇的危害、降低城市雨水管網(wǎng)的投資,還可以補充建筑用水、替代部分新鮮淡水資源,甚至回灌地下、補充地下水資源,具有顯著的經(jīng)濟與環(huán)境效益。
    5 海水利用
    海水利用亦屬沿海城市建筑水循環(huán)中分質(zhì)供水、混合排水的一種,由于不同于常規(guī)意義上的分質(zhì)供水,故單列一節(jié)加以敘述。
    利用海水作為大生活用水是一項綜合技術(shù),它涉及海水取水、前處理、雙管路供水、地下和屋頂貯水、衛(wèi)生潔具、及系統(tǒng)的殺生、防腐、防滲和防生物附著技術(shù);大生活用海水與城市污水系統(tǒng)混合后含鹽污水的生化處理技術(shù);合理利用海洋稀釋自凈能力將大生活用海水進行海洋處置的技術(shù)等。防腐技術(shù)和防生物附著技術(shù)已基本成熟,大生活用海水技術(shù)的重點是高含鹽量污水的生化處理技術(shù)和海洋處置技術(shù)。
    香港海水沖廁起源于50 年代末,歷經(jīng)40 年的發(fā)展,海水沖廁已形成體系,占總?cè)丝诘?8.5%。每天沖廁用水約為52 萬立方米。像淡水供水系統(tǒng)一樣,在香港另有一個完全獨立的海水供應(yīng)系統(tǒng),為市區(qū)和新市鎮(zhèn)提供沖廁用水?,F(xiàn)在,已有76%的人口采用海水沖廁,海水用量達1.99×108m2/a。由于廣泛使用海水沖廁,因而節(jié)省了大量淡水。
    海水沖廁系統(tǒng)主要由供水站(泵房)、配水管、調(diào)蓄水池等組成,自成一套獨立的配水管網(wǎng)體系,供水站就近取海水并適當(dāng)處理后供用戶使用,該供水網(wǎng)絡(luò)由37 個抽水站、42 個配水池及約1050 km長的水管組成。
    6 總結(jié)
    解決城市化進程的加快和水資源緊缺之間的矛盾,必須研究傳統(tǒng)水源之外的其他各種可供水源的水量與水質(zhì)的特點,通過經(jīng)濟分析與對比,建立合理的供排水體制來實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置,保障用戶的供水安全。