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绿色建筑水环境保障技术

  (一)绿色建筑中水处理工艺流程

  建筑中水工艺处理单元主要包括预处理单元和处理单元两部分。预处理单元一般包括格栅、毛发去除、预曝气等;处理单元分为生物处理和物化处理两大类型。生物处理单元如生物接触氧化、生物转盘、曝气生物滤池、土地处理等。物化处理单元如混凝沉淀、混凝气浮等。本节针对目前工艺流程的应用情况,对绿色建筑的中水系统工艺流程选择及组合作出概括。

  1、预处理工艺

  (1)格栅及毛发去除

  和所有的污水处理系统一样,中水系统的最前端设置格栅,用于去除进水中较大的固体污染物。为了不影响泵和其他设备的正常运行,在泵前设置毛发过滤器是非常重要的。建议在绿色建筑中水工程中采用自动清污的机械细格栅和快开结构的毛发过滤器,以便于管理。

  (2)预曝气

  在现有中水系统中,调节池有曝气和不曝气两种形式。在调节池中加曝气措施有以下优点:使池中颗粒杂质保持悬浮状态而避免沉积给调节池清理带来困难;避免因生物厌氧活动引起气味产生;获得COD和BOD5等有机物指标一定范围的去除效果。鉴于以上理由,调节池内设置预曝气是有利的。

  2、 中心处理工艺

  中心处理工艺主要用于去除水中的有机物质,并进一步降低悬浮固体含量。目前采用的处理方法主要包括生物处理工艺、物化处理工艺、膜分离工艺等。

  (1)生物处理工艺

  生物处理工艺是去除洗涤剂的最有效方法,且技术可靠、运转费用低、出水水质较稳定。在原水中洗涤剂成分较多时,宜采用以生物处理法为主体的处理工艺。如宾馆饭店、洗浴中心等的原水主要以洗浴废水(BOD5<50mg/L)为主,因此可采用接触氧化法处理工艺。

  早期一些中水工程多采用生物转盘等中心处理工艺,由于存在机械部件多,容易产生气味等原因,所以在生物处理工艺为主的中水工程中宜少采用生物转盘。值得注意的是,一种新型生物膜处理工艺——曝气生物滤池在中水工程中开始得到使用。该工艺具有处理负荷高、装置紧凑等诸多优点,近年来引起关注,在水处理中开始实用化,该工艺的成功应用为绿色建筑中水回用提出了一个新的处理方法。

  土地处理方法是利用土壤的自然净化作用,将生物降解、过滤、吸附等多种作用有机结合,对于绿化面积迅速扩大的绿色生态住宅小区来说,污水的土地处理和绿地密切结合的优势使该工艺在中水处理中占有一席之地。

  综合以上几种生物处理工艺来看,大多生物处理设施都需要向生物反应池中供气,通常鼓风设备产生的噪音可能造成不良影响,考虑绿色建筑对于空间声环境要求高的因素,应选择噪音低的曝气设备。当采用鼓风曝气时,选用回转式风机、三叶罗茨风机等低噪音鼓风机可以得到省能降噪的预期效果。此外,绿色建筑中水处理工艺要选择产生气味小的生物处理工艺,这样才能满足其对于空气质量的要求。

  (2)物化处理工艺

  利用物理、化学原理去除中水中污染物质的方法。主要包括混凝沉淀、混凝气浮、过滤和活性炭吸附等。

  1)混凝沉淀(气浮)是在中水原水中预先投入化学药剂来破坏胶体的稳定性,使水中的胶体和细小悬浮物聚集成具有可分离性的絮凝体,继而通过沉淀或气浮使固液分离的一种方法。根据处理对象合理选择混凝剂的种类及投药量对保证处理效果和节约运行费用具有重要意义。因此,在绿色建筑中水工程中选用此物化工艺时要注意这个问题。另外,混凝工艺主要去除水中的悬浮状和胶体状杂质,对可溶性杂质去除能力较差,所以对原水中残留的洗涤剂处理效果不佳。如果单纯使用物化处理工艺,要考虑到这一点。

  2)过滤是利用惯性、沉淀、扩散或直接截留等作用将悬浮颗粒输送到滤粒表面,通过双电层之间的相互作用和分子间力的综合作用使之附着在滤料表面,从而与水分离的一种方法。

  3)活性炭吸附是利用活性炭的物理吸附、化学吸附、生物吸附、氧化、催化氧化和还原等性能去除污水中多种污染物的方法,主要去除的污染物包括溶解性有机物、表面活性剂、色度、重金属和余氯等。目前采用较多的是以砂滤加活性炭吸附为中心处理工艺的物化处理系统,出水均有不同程度的问题,有50%的根本无法运转。原因之一就是水质较好的杂排水,仅仅采用砂滤不能去除水中的溶解性污染物质,这样使得后续的活性炭吸附很快饱和,因此出水水质不清,往往带有明显的异味。如果将过滤改为超滤,结合物化处理工艺可以获得更好的效果。

  (3)膜分离工艺

  膜分离法处理效果好、装置紧凑、占地面积小,是近年来发展迅速的一种处理工艺。膜分离装置作为中水处理流程的后置单元,对保证中水水质极为有利。但由于膜处理的物理作用,对体现有机物浓度的指标如COD(Chemical Oxygen Demand ,即化学需氧量)、BOD5(Biochemical Oxygen Demand ,即生化需氧量,是一种用微生物代谢作用所消耗的溶解氧量来间接表示水体被有机物污染程度的一个重要指标)去除效果不显著,如果与生物处理工艺结合可以获得很好的效果。

  以往某些中水系统中很多采用超滤膜组件,由于超滤膜孔径较小,膜通量受到限制。表3-8为某中水工程实验采用不同截留分子量的超滤膜进行实验的结果。从中可以看出,几种膜的去除效果基本接近,但截留分子量越大,膜通量越大,这是因为膜孔径越大的缘故,因此选用膜通量大的超滤膜可以降低设备的造价。所以,近年来微滤膜用于水处理使膜通量得到扩大,目前研制出的0.4μm孔径的水处理中空纤维超滤膜,使膜通量大幅度提高,对膜分离工艺在中水处理中进一步扩大应用具有重要意义。

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