建筑中水的应用研究

建筑中水的应用研究（共7篇）

建筑中水的应用研究 篇1

1 建筑物中水水源及应用

1.1 中水水源

建筑物中水的水源可选水源:冷凝冷却水、沐浴排水、盥洗排水、空调循环冷却系统排水、游泳池排水、洗衣排水、冲洗汽车废、厨房排水、厕所排水。目前采用比较多的是优质杂排水和灰水, 采用较多的是简易的人工处理系统。

1.2 中水的运用

中水回用的可能用途有:饮用水;与人体接触的用水, 如洗澡、洗涤水等;不与人体接触的用水, 如冲厕所、绿化、喷洒道路、水景工程、冷取水等。虽然纳米比亚首都温得和克将城市污水经过深度处理后直接做饮用水源, 但考虑到处理费用及卫生条件、公众心理等因素, 大多数国家和地区对此持保留态度, 一般不提倡。因此, 中水回用可以考虑的对象一般有厕所冲洗、喷洒用水、洗车用水, 不与人体接触的的人工景观水体、冷却水等。因此, 开展中水回用工作, 进行多方面的技术经济比较, 要确保处理水质, 根据回用对象的不同而取舍。

2 建筑物中水系统

建筑物中水系统是指一栋或几栋建筑物的各种排水经处理回用的杂用水供水系统。根据国内外已建成的建筑物中水工程, 按其中水水源划分, 有以下两种类型:

2.1 排水设施完善地区的建筑物中水系统

所谓排水设施完善地区, 是指建筑中水工程的建筑物所在地区的排水管网为分流制, 并且具有城市二级污水处理厂。中水水源取自本系统内灰水, 该系统水量小, 水量容易平衡。原水经集流处理后, 仍供应建筑内冲洗便器、绿化、洗车、扫除、水景、空调冷却等用水。设置这种系统的建筑生活排水和给水分别是双管线, 即排水管网为粪便排水管网和杂排水管网两类分流, 室内饮用给水管网和中水管网分质供水。

2.2 排水设施不完善地区的建筑物中水系统

这种系统中水水源, 来自该建筑物的排水净化池。这是因为排水设施不完善地区, 由于水处理设施达不到二级处理的标准, 市政排水管网尚为合流制或半分流制, 或虽有排水管网, 但距拟建中水工程的建筑物尚远, 近期尚不能排入。采用这种系统, 其室内饮用水、中水仍须两套管网分质供水, 而室内排水管网, 就不必分流排放, 要根据建筑物所在地区室外排水设施的现状和规划具体确定。

3 中水管路配置

3.1 中水水源的集流

3.1.1 集流方式

当中水水源来自生活排水, 根据建筑物所排放污水的水质、水量和中水用途所需水量, 可采用不同集流方式。

第一, 全集流全回用方式。全集流系统是把建筑物所排放的污水全部集流, 经水处理后达到中水水质标准后回用, 全部集流全回用系统因集流水质含粪便而使水质很差, 因而中水工程费用大, 水价较高。中水建设初步阶段可采用全集流、全回用的简易系统, 即中水不进居民的房内, 中水只在地面绿化、喷洒道路、地下车库地面冲洗和汽车冲洗等中使用。该系统使住宅内的管线仍维持原状, 适用于增设中水工程的建筑小区或区域性中水工程。

第二, 全集流、部分回用方式。当建筑物内的污水采用合流管道排放, 根据中水用水量情况, 仅使用部分合流的排水量可满足需要, 可以采用这种系统。这种系统的优点是只增设一套中水供水管网, 但集流的水质差。适用于增设中水工程的建筑小区。采用生活污水为中水水源, 可省去一套污水收集系统, 但中水仍然要有单独的供水系统。

第三, 部分集流、部分回用方式。这种方式系统集流的污水水质, 一般不含粪便冲洗后的排水和厨房排水。这部分优质杂排水或杂排水因不含粪便, 水质较好, 因而工程造价低, 水费低, 但需要双排水管网和双配水管网。管线上比较复杂, 给设计施工增加了难度, 也增加了管线投资。这种管路的配置, 在缺水比较严重或水价比较高的地区是可行的, 适用于办公楼、宾馆、饭店、综合商业大厦在等新建工程或者高档住宅区, 尤其在中水建设的起步阶段。

3.1.2 集流管网

民用或建筑小区中人们生活过程中用过的或生产活动中属生活排放的污水冷却水等为中水水源时, 中集流管网一般由以下几部分组成:第一, 建筑物室内分流污水集流管道和设备;第二, 建筑小区集流污水管道;第三, 污水泵站及有压污水管道;第四, 中水处理设施。

建筑物室内分流污水的集流管道和设备作用是建筑物内的污、废水。集流到室外集流管道, 经建筑物中水处理设施或小区中水处理站处理达标后, 经中水配水管供建筑物本身或小区应用。

3.2 中水配水管网及供水方式

3.2.1 配水管网

配水管网中水配水管网的任务是把处理达标的中水从水处理站输送到各个用水点。中水管网系统按其用途可分为两类:第一, 生活杂用水管网系统供民用、公共建筑和工厂生活间冲洗便器、洗涤、浇洒路面、绿化、水景工程和冷却水补充等杂用;第二, 消防管网系统供建筑小区、大型公共建筑独立的消防系统的消防设备用水。上述两种中水管网也可组成共用系统, 即生活杂用—消防共用中水系统。

3.2.2 供水方式

合理的供水方式应根据建筑物高度、室外中水配水管网可靠压力, 室内管网所需压力等因素确定。其中最主要的因素是室内中水系统所需总水压H和室外中水配水管网所具有的水压H0。1) 简单的供水方式, 当H0>H时, 而且水量在任何时间都能够满足室内中水管网需要时, 可采用简单的供水方式。该供水方式具有设备少、维护简单、投资少等一系列优点。这种供水方式的水平干管可布置在底层地下地沟内或地下室天花板下, 也可布置在建筑物最高层的天花板下、吊顶内或技术层中。2) 设置水泵和屋顶水箱的中水供水方式, 这种供水方式适用于室外中水管网的水压经常低于室内管网所需水压, 而用水泵提升到屋顶水箱供水, 应设吸水井或中水贮水池。3) 单设屋顶水箱的供水方式, 当室外中水配水管网的压力能够满足室内管网需要的水压, 在一日高峰时间, 由于水量的增加, 使室内中水管网压力下降, 不能保证室内供水, 可采用单设屋顶水箱的供水方式。在室外中水配水管网压力高时, 可供水到室内中水管网及水箱。室外中水管网水压因用水高峰而降低, 满足不了室内最高n层用水, 可由水箱供水。4) 分区供水的中水供水方式, 对于多层和高层建筑, 为减缓管中配水压力过高, 常将建筑物竖向分为二个或二个以上供水区, 低区直接由室外中水配水管网供水, 上面各个区由水泵、水箱联合供水, 划分供水分区和室内给水相同。

参考文献

[1]张自杰主编.排水工程[M].中国建筑工业出版社, 2000.

[2]冯尚友.水资源持续利用与管理[M].北京科学出版社, 2000.

建筑中水的应用研究 篇2

在我国传统建筑中, 对于地形、日照、风、水、气候等相关自然环境因素的处理上形成了很多值得我们借鉴的手法, 体现了人与自然和谐共生的理念。水作为人类生活的载体, 是建筑环境营造中主要考虑的因素之一。研究建筑环境中水的生态低技术手法和应用原则, 在现代建筑中合理地加以传承、创新与应用, 对于绿色生态建筑的发展具有重要的意义。

1传统建筑环境中水的低技术生态应用

1.1建筑选址与布局

由于功能特性和地理环境的不同, 我国的传统建筑呈现出丰富多样的形式。平原地区建筑主要运用“近水向阳”的原则进行布局, 山区丘陵地带的建筑则大都选用“背山面水”的模式, 其选址的主要依据都离不开水源。这不仅是因为水是生命的源泉, 是农业发展的命脉, 发挥着物质生产、交通运输等功能, 水还对建筑环境起到重要的生态服务功能。

水体与陆地相比较具有比热容大的特性, 能通过蒸发降低周围环境的温度, 由于水陆大气之间的温差和气压差而形成水陆风。为了取得良好的通风效果, 建筑组群及单体在总体布置上往往综合考虑这一因素的影响, 采取相适应的布局模式。例如在江南水乡, 纵横交错的水道和街巷呈不规则的网状穿梭于建筑之中共同作用形成风道, 形成的水陆风通过这些蜿蜒的巷道弄堂进入村落和建筑深处, 在炎炎夏日达到通风散热的效果。

1.2室内微气候调节

我国传统建筑特别是江南传统民居, 其排水方式以天井内排水为主, 雨水、生活废水等均流入天井进行汇集, 居民还常在天井中挖井储水, 天井成为建筑中重要的气候缓冲区, 有效地调节建筑内部的生态微气候。在夏季, 由于外墙的遮挡和屋面挑檐等遮阳设施形成的阴影, 窄而高的天井内部地面、墙面和空气基本没有受到阳光的直射, 地面温度通常比外面要低。再加上通过天井内四周地沟以及储水井中的水体的流动吸收和转移热量, 进一步降低地面温度。空气中的热量通过与降温的地面接触而被水体吸收和转移。经过反复循环, 使得天井内的空气温度通常要明显低于外界, 其原理分析见图1。而在冬季, 由于井内及沟渠中的水体温度相对较高, 可以将水体作为能量交换的媒介, 通过热量交换来调节室内的温度和湿度[2]。

1.3水资源的循环利用

对雨水的收集再利用是我国传统建筑中一直所注重的, 传统建筑中通常将流入天井的雨水部分导入太平缸或水池中用于防火, 也作为日常生活、灌溉等的补充水源。有的还在太平缸或水池中种上水生植物或者养上金鱼, 美化了建筑空间。在缺水地区更是注重将水资源进行合理分配, 循环使用, 达到资源利用的最大化, 例如江苏南京窦村的四方井、浙江浦江登高村的三连环“古自来水厂”等。

传统建筑的院落常常使用碎砖、碎瓦及多种天然石材等多孔或微孔材料来铺设庭院和天井的地面, 这些铺地材料具有十分良好的透气和透水性, 能够让雨水比较快地渗入地下, 避免地面的积水, 有利于排水并涵养水源, 保护了水资源自然循环的生态系统。

2建筑环境中水的低技术生态应用原则

水作为影响建筑环境的主要因素, 其低技术处理手法还有很多, 但归结起来建筑环境中水的生态应用都遵循了以下几项原则[3]。

2.1适宜性原则

适宜性是在顺应自然的前提下, 通过分析建筑环境中的自然条件, 进行水资源的合理利用。我国传统建筑的选址往往先确定水源条件, 然后依据水源的情况和特点进行建筑规划与布局。例如:在江浙一带水网密集的地区, 河流是当地居民的主要生活水源, 也是对外的主要交通航线, 在建筑布局上往往结合水源的特点采取临水而建、引水入乡、环河布局等形式。而在较为缺水的西北地区, 其主要水源为地下水, 通过渠系把水引入后贮存在坎儿井中, 村镇建设时往往是先修渠后筑路, 建筑组群的位置通常依据渠系所连结的坎儿井来确定, 呈现出曲折多变的特点。

2.2持续性原则

可持续性即保持或延长资源的使用性和完整性, 使自然资源能够长期为人类所利用, 既满足当代人需求又不影响后代人满足其需求能力的发展。在我国传统村镇中, 从建成之初一直运用至今的水利系统并不在少数。这些村镇通过建筑与水体的整体设计, 对水资源进行生态保护和优化配置, 达到水资源的循环利用和可持续发展。安徽的宏村便是一个典型的例子。南宋绍兴年间, 古宏村人为防火灌田, 独运匠心开仿生学之先河, 建造出堪称“中国一绝”的牛形人工水系。这种别出心裁的村落水系设计, 不仅为村民生产、生活、消防用水提供了方便, 而且调节了气温, 创造了“浣汲未防溪路远, 家家门前有清泉”的良好环境。通过水资源的循环往复, 宏村的水系一直保持干净清洁, 600多年沿用至今。

2.3低耗性原则

低耗性是尽量降低建筑对资源及环境的消耗, 减少整个自然生态系统的物质与能量输出, 使生态系统保持在自我调节的范围, 达到动态平衡。由于水本身所具有的一些物理特性, 使其能够在不消耗其他能源, 不增加环境负担的情况下, 保持环境的温度与湿度恒定。在实际应用中通过一些巧妙合理的设计, 利用水的比热容大、可循环流动等特点直接对建筑环境进行控制和调节, 在减少对其他资源消耗的同时创造舒适的建筑环境。

3现代建筑中水的生态低技术应用发展

3.1水与墙体结合, 降低建筑能耗

通过水的流动可以较快地将建筑环境内的热量转移带走, 特别是当水体与建筑表面直接接触时, 降温的效果尤其突出。在现代建筑中, 运用流水幕墙能够达到这种效果。例如上海世博会阿尔萨斯案例馆等一些典型建筑中, 流水幕墙一方面成为建筑外表亮丽的“皮肤”, 另一方面对抵挡太阳辐射热和降低环境温度起到了重要的作用, 缓解了建筑对空调系统的依赖, 彰显了低碳建筑的理念。

另外还可将水作为一种保温隔热的建筑材料, 通过对墙内设置的间层或者管道内的水量调节来控制墙体的热工性能, 通过水流循环往复带走墙体吸收的热量。结合我国的地理条件, 水墙比较适宜应用于大陆性气候地区建筑的西面墙体, 冬季墙体内的导管不注水, 空气间层加大, 墙体隔热性能提高, 有利于建筑的保温;在夏季, 向墙内导管中注水, 水流吸收太阳辐射热并通过循环将热量带走, 起到墙体隔热的作用。与此同时, 还能根据需要获取热水, 达到双重功效。

3.2水绿结合, 调节建筑环境

水能够吸附空气中的尘埃和污染颗粒, 达到净化环境的作用。尤其是当水流急速产生水雾时, 细微的水珠和空气分子之间发生碰撞, 可以形成对人体健康有益的负氧离子。在现代建筑特别是高层建筑中, 往往由于过分依赖空调系统而导致室内空气质量下降甚至恶化。在建筑设计中通过设置带有绿化和水体的中庭, 将外部空气通过双层玻璃幕墙、天窗等方式引入室内, 经过中庭水绿结合的净化加湿, 可达到提高建筑内部空气质量的目的。如果能够在适当条件下, 在建筑内引入喷泉, 就好比在室内加了一台天然的负离子发生器, 对人们的健康是非常有益的。

另外还可将绿化与蓄水屋面相结合, 植物屋顶不仅可以过滤雨水中的杂质, 简化对雨水再利用的步骤, 屋面所滞留的雨水可以通过蒸发和植物蒸腾作用扩散到大气中去, 从而调节气候和环境。

3.3以水源为载体, 提高空调效率

大地蕴含的热量与温度提供了一个恒定、安全的可替代能源选择, 对水体利用过程中逐步发展形成的水源热泵空调系统, 是将传统的空调器的冷凝器或蒸发器延伸至地下, 利用地下水或地表水作为能量输送和储存的载体, 实现能量转换。水体的温度一年四季相对稳定, 其波动范围远远小于空气的波动, 可以使得系统运行更加可靠、稳定, 保证了系统的高效性和经济性, 而且能有效地减少建筑能耗以及对环境有害的制冷剂的用量, 是一种环保节能、“零”污染、“零”排放的空调系统。

在实际应用中, 不同的水资源利用的成本存在较大差异, 在不同地区是否有合适的水源成为水源热泵应用的关键。

3.4雨水循环利用, 建设海绵城市

随着城市化进程的加快, 我国水资源形势日趋严峻, 水资源短缺、水污染严重、洪涝灾害等已经成为制约城市可持续发展的重要因素。在2013年城镇化工作会议上习总书记提出了大力建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”理念。城市能够像海绵一样, 在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”, 降雨时通过吸收、存蓄、渗透、净化雨水来调节水循环, 需要时将蓄存的水进行释放并利用, 让水在城市中的迁移显得更加自然。[4]

海绵城市建设遵循生态优先的原则, 在建筑与小区、城市道路、绿地与广场等规划建设中, 通过保护自然水系, 统筹考虑景观水体, 增加透水地面, 构建低影响开发雨水系统等, 实现雨水的可持续循环利用。

4结语

水是人类不可缺少的自然资源, 对营造舒适宜人的建筑环境起着重要的作用。在实践应用中, 我们应结合区域特点, 遵循适宜性、持续性、低耗性等原则, 在分析总结传统建筑中关于水的生态技术和应用经验的基础上, 从中汲取传统科学技术的精华, 将传统生态低技术与现代建筑技术相融合, 结合我国绿色建筑发展的要求, 利用水资源的生态效应改善建筑环境, 更好地为绿色生态建筑与可持续发展服务。

摘要：水是人类生活不可缺少的自然资源, 是影响建筑环境的主要因素之一。随着我国绿色建筑的发展, 如何运用好水体的生态效应来改善建筑环境已成为生态技术领域的重要研究内容。该文从我国传统建筑发展过程中形成的关于水的生态低技术理论入手, 探讨水在建筑环境中的生态应用手法和原则, 以及传统生态低技术在现代建筑中的传承、创新与发展。在实践应用中结合具体情况, 将传统低技术与现代技术相融合, 营造舒适宜人的建筑环境, 促进我国建筑走上绿色节能的可持续发展道路。

关键词：水,低技术,生态应用,建筑环境

参考文献

[1]王力, 颜舒婷.浅析低技术绿色生态建筑理论[J].城市建筑, 2014 (2) :208.

[2]李敏.江南传统聚落中水体的生态应用研究[D].上海:上海交通大学, 2010:44-45.

[3]周浩明, 华亦雄.中国传统建筑环境中水的低技术生态应用[J].华中建筑, 2006 (5) :117-120.

建筑中水的应用研究 篇3

中水是一种介于污水和自来水之间,能够在一定领域内使用的非饮用水,城市中的中水经常用作绿化用水、道路清扫以及建筑冲厕,也被越来越多的大中城市当作城市第二水源。中水的主要水源包括:城市污水、冷却排水、盥洗排水、厨房排水、厕所排水等。

中水处理回用[1]是一种污水的分散处理方法,对于集中式污水处理设施及管道无法实施或成本高昂时,分散处理是保护水环境、节约水资源的一种选择,比如景区、乡村、小镇等。建筑小区是设置污水处理装置的最小单位,有稳定的污水来源,也是具有大量非饮用水,如绿化、道路冲洗、水景等用水需求。随着国家和地方对水资源和水环境的保护,相比于城市污水集中管网和集中处理,小区就地处理回用污水具有更大的经济效益和社会效益,也得到许多城市的政策支持,如大连市就规定2014年后市内新建住宅小区必須建设中水设施[2]。

与城市污水集中处理相比,建筑小区中水回用技术需要具备3个条件,一是技术效果的稳定性,变化的进水水质和既定回用途径要求回用技术需要稳定的出水水质;二是设备和技术的可操作简易性,通常由物业部门维护运行回用设施设备,过于复杂的系统和技术组合不利于设施的正常运行,能够实现自动化、无人化处理回用是一个方向;三是设备和运行的经济性,小区中水回用的经济性应优于直接利用自来水,以保证业主和物业管理公司的经济利益。

2 技术组合的选择

2.1 核心技术

水处理核心技术直接决定了出水的水质及其稳定性、经济性。分散式水处理技术中,膜生物反应器、生物滤池、接触氧化是常用的核心技术[3]。

膜生物反应器是膜分离技术与生物处理技术有机结合的废水处理系统,以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池,在生物反应器中保持高活性污泥浓度,提高生物处理有机负荷,从而减少污水处理设施占地面积,并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。膜生物反应器占地面积小、出水水质好、无须设置二沉池,且运行、维护简单。其中的平板膜MBR工艺[3]又因其污泥浓度高达15000~20000mg/L、占地面积更小、并可实现在线清洗、污泥产生量更少等特点比中空MBR工艺更受青睐。但是膜易污染的特点[6]使膜生物反应器的使用受到一定限制,大量曝气和频繁地清洗并使其运行成本较高。大部分应用于城市污水处理的处理能力范围为小于387.5 m3/d,曝气分别占分体式和一体式MBR总能耗的20%~50%和80%~100%[7]。

生物滤池是由碎石或塑料制品填料构成的生物处理构筑物,以土壤自净原理为依据,使污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触,使污水得到净化的人工生物处理技术[8]。生物滤池的处理效果好,不产生二次污染,且微生物能够依靠填料中的有机质生长,无须另外投加营养剂,生物滤池缓冲容量大,能自动调节浓度高峰使微生物始终正常工作,耐冲击负荷的能力强。可以采用全自动控制,非常稳定,可以实现无人操作。生物滤池的池体采用组装式,便于运输和安装;同时能耗非常低,在增加处理容量时只需添加组件,易于实施,也便于气源分散条件下的分别处理。但是生物滤池的污水流动速度较慢,水处理量较小,设备占地较大,是它的一个明显缺陷。另外,生物滤池由于很难创造好氧厌氧交替的环境,除磷效果较差[9]。

接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料(分散式或悬挂式),池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水与填料充分接触.生物接触氧化法能去除生活污水中的污染物,首先填料和生物膜对有机物具有吸附阻留作用,然后在微生物作用下对有机物进行好氧分解。生物接触氧化法具有剩余污泥量少、耐冲击负荷强、运行管理简便等优点[4]。研究表明[5]:生物接触氧化法处理生活污水,在处理效果、动力消耗、经济效益和维护管理方面都明显优于活性污泥法,在处理有机废水和小区生活污水方面都取得了令人满意的效果。

以上3种核心技术各有优缺点,在建筑与小区中水处理工程实践中也都有应用。可根据小区中水规模、可用地块的大小、物业管理的专业性等因素进行选择。

2.2 消毒技术

消毒步骤是污水处理的必要步骤,在小区中水处理利用过程中,消毒也是重要的后处理步骤。消毒方式通常由化学药剂(固体、液体、气体)、紫外线等,污水再生过程广泛使用的主要有次氯酸钠、紫外、臭氧3种消毒技术。不同的工艺适用的消毒技术有所不同。砂滤出水的消毒宜选用臭氧与次氯酸钠组合消毒工艺,且可以大大降低了出水使用的生态安全风险。MBR出水的消毒采用次氯酸钠、紫外、臭氧单独消毒对微生物都有很好的去除效果[10]。

消毒技术或消毒剂的选用除了效果,也要考虑到建筑与小区的特殊性。次氯酸钠是一种强碱,形态可以是液体或固体粉末,其使用和保存要避免光照和热源,在使用过程中,也要避开人群。该消毒剂使用广泛,消毒能力较强,在建筑小区中使用较多。紫外灯具有良好的杀菌消毒效果,而且通过设备设计和遮挡,可以最小化对环境和人的影响,但需要有较大的消毒区域,满足其透射深度和辐照时间的要求。臭氧消毒具有良好的操作性[11],易于实现自动控制,占地面积小、反应速度快,是优异的建筑小区中水消毒技术。

3 小区中水回用技术的应用

建筑小区的中水回用已经在各地有了大量的工程应用,并取得了较好的效果。小区中水回用技术的工程应用情况见表1,包括核心技术和消毒技术、运行成本、出水水质标准、水量等。

由表1可以看出,接触氧化和MBR技术是工程上主要应用的核心技术,而消毒技术则以臭氧消毒为主。两级串联的接触氧化增强了系统的抗冲击负荷能力,保证了出水水质。据报道[20],2000年北京市对在一年间建设的项中水工程进行调查和评估发现,有项工程采用了生物接触氧化法,占比例达85%。

小区中水的水源多是小区的生活污水,经化粪池处理后的出水作为中水原水,而洗浴、盥洗、洗衣、雨水等污染较轻的废水,在收集系统许可的条件下也是一种很好的中水原水。而中水的用途大多为景观、绿化用水或冲厕等生活杂用,回用水质标准也多采用城市污水再生利用城市杂用水水质标准(GB/T 18920-2002),也会根据需要采用农业灌溉生产用水等相关标准。

现在,中水处理系统的运行、管理、维护和商业模式还并不完善。很多中水系统跟建筑小区一起进行设计、施工,但系统的运行主体为物业公司、开发商或政府部门,涉及的成本、收益和产权并不清晰,由此可导致运行管理问题。民间资本可以通过独立供给和BOT、TOT等方式进一步利用市场机制进行优化,确保设施的市场化运行,减轻政府部门的经济压力[21]。

4 结论

建筑小区中水处理工艺的核心工艺主要有膜生物反应器、接触氧化和生物滤池。膜生物反应器的出水水质好、占地小、操作方便,但膜容易被污染,运行成本较高;接触氧化具有占地小、运行管理简单、运行成本低等优点,适合作为建筑小区中水处理的核心工艺。臭氧消毒易于实现自动控制,占地面积小,即开即用,是优异的建筑小区中水消毒技术。

建筑中水的应用研究 篇4

1 中水回用的主要内容

“中水”一词最早来源于日本, 当时被成为“中水道”, 直到上个世纪的八十年代才被引入我国, 至今已被广泛接受。伴随着科学技术的快速发展, 中水回用技术也得到了较大的进步, 针对中水回用技术的研究也日渐深入。目前我国已经初步形成了一套关于中水回用技术的完整技术。具体来说中水就是指各种排水经处理后, 达到规定的水质标准, 可在生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水。中水系统主要由四部分构成, 分别是中水原水的收集、储存、处理以及中水供给等工程设施。发展到今天, 中水系统已经成为了各建筑物和建筑小区的必备功能配套设施。但是如果严格划分的话, 建筑中水又会根据中水系统建立的范围不同而具备不同的称呼, 建筑物中水主要是指在一栋或几栋建筑物内建立的中水系统, 小区中水则是指在小区内部建立的中水系统, 建筑中水是指在建筑物中水和小区中水的总称。

中水设计的主旨理念和中心思想就是通过微生物处理技术来改善有机废水的稳定性, 并利用二级氧化的方式来进行处理, 以及对洗浴废水进行处理。大量的实践表明, 洗浴废水在低浓度B0D5下生长的改性轮虫对低浓度洗浴废水具备着较好地处理效果, 并且同时具有较高的稳定性和耐冲击性。通过该工艺的利用能够在很大程度上减少和避免废水处理的不必要流程, 诸如混凝段和活性炭保护段都能够予以节省, 进而在一定程度上减少不必要的成本费用, 同时也降低了废水处理的劳动强度, 最终节省了废水处理的各项成本, 也在一定程度上减少了建筑工程中的浪费现象。

2 建筑中水系统的设计

2.1 建筑中水系统的形式

原水系统、供水系统和处理系统是建筑中水系统中不可或缺的重要组成部分, 各部分之间都具有较强的系统性, 共同组成了系统工程。从建筑中水系统的原理上来讲, 建筑中水系统综合了给水技术、排水技术以及水处理技术等方面的优势, 它的主要功能并不仅仅限于单一的污水处理, 也不是给排水系统同水处理系统的简单连接, 而是一种有机综合的系统工程。当前, 在我国应用的最为广泛的当属建筑单循环中水系统。该系统是指单栋建筑或几栋建筑所形成的中水系统, 通过吸收生活废水, 使其单独排入到城市排水管网或化粪池, 以优质杂排水系统作为中水水源的完全系统。从效果和成本方面的角度上来看, 这种系统具有流程简便、处理质量好以及成本不高等诸多优点。

2.2 水量平衡计算以及工艺流程设计

作为中水系统中不可或缺的一部分, 水量平衡系统能够在很大程度上保证处理前的原水能够被全部收集和处理后得到最充分的利用。从水量平衡系统的内容来看, 它包含了水量平衡计算、绘制水量平衡表以及采取相关措施等内容。其中水量平衡计算主要是指能够通过对各相关要素的计算来使各种水量在时间和数量上相协调, 能够做到延续并保持一致。绘制水量平衡图的主要目的则在于能够通过图表的观察更加直观地了解到中水系统中原水、储存以及处理和使用之间的动态关系。大多数情况下, 水量平衡计算包括了两道流程, 分别是首先确定作为中水水源的污废水中可以集流的水量, 其次则是探清中水用水量的多少, 根据双方数据的多少再来制定相应的水量平衡图。之后设定具体的中水处理工艺, 从作用方面来考虑中心处理工艺的最大影响在于能够清除水中的有机物质, 降低悬浮固体的含量。当前运用的最为广泛的处理工艺主要有生理处理工艺、物化处理工艺以及膜分离工艺等三种。在具体工艺的选择方面, 要根据建筑自身的实际情况来进行。在这个过程中主要应当对进水水质以及经济技术两方面的因素进行考虑, 确保选择的工艺能够达到自身在技术和经济性上的要求。与此同时, 还应当着重考虑处理工艺的稳定性, 并做好相关的管理和维护工作。

3 当前中水回用技术在建筑节水运用方面存在的问题

虽然历经多年的发展, 并且借助于科学技术的发展, 中水回用技术已经取得了长足的进步和发展, 但是其背后仍然存在许多问题阻碍着中水回用技术的进一步发展。其中主要存在三方面的问题:

1) 中水系统的稳定性不足。当前, 中水系统的稳定性仍然不能达到人们需求的标准和规格, 经常出现停止运行的状况, 使得水质难以得到足够的保障。产生这类问题的主要原因在于其中某些工艺或设备质量达不到应有标准, 并且对于中水系统的管理水平尚有欠缺, 使得一旦出现问题不能得到及时妥善的处理和解决。2) 在具体的利用过程中, 中水回用技术的经济性相对于城市给水优势不明显。就目前而言, 我国中水回用技术的相关设备在利用率上不能得到充分发挥, 并且各项设备的成本也较高, 使得中水回用技术在建筑节水中低消耗、低成本的优势难以发挥。3) 当前我国中水回用的水质标准设定过高。很长一段时间内, 我国执行的中水回用标准一直同生活杂用水质标准是相同的, 该标准中的总大肠菌群又与生活饮用水卫生标准相一致, 相对于其他发达国家来说仍属严苛。在这样的条件下, 许多中水工程都没有达到相应标准, 进而限制了其作用的发挥。

4 中水回用技术的未来发展趋势

中水回用技术在建筑节水中的应用具有极高的经济效益和环境效益, 符合绿色建筑的可持续发展理念。通过中水回用技术的应用不仅能够在一定程度上缓解我国水资源紧张的现状, 更能减少不必要的浪费。针对于当前中水回用在建筑节水方面存在的问题, 一定要在建筑开发过程中具备自己的技术体系, 将建筑节水和水资源的利用理念贯穿于各细节工作上, 最终通过合理的布局和使用来达到促进建筑实现节水的目的。

摘要：中水回用技术是绿色建筑理念下的一种产物, 通过中水回用技术的应用能够在很大程度上提升建筑工程的节水效果, 达到节约水资源的目的。本文将主要以中水回用技术在建筑节水中的应用为立足点, 对其进行简要的介绍和分析, 阐述如何针对具体实际情况来运用中水回用技术。

关键词：中水回用技术,建筑,节水,应用

参考文献

[1]吉倩倩.中水回用技术在建筑节能节水中的应用[J].科技信息, 2012.

[2]赵福增.我国绿色建筑节水及水资源利用技术措施和指标研究[D].重庆大学, 2007.

[3]韩云飞, 丁林, 何翊.中水回用技术及其在建筑消防中的应用[J].武警学院学报, 2009.

中药鉴定中水试、火试的应用研究 篇5

关键词：中药研究领域,水试,火试,鉴别方法

在中药研究领域中, 中药鉴定的对象十分复杂, 因此对其进行鉴别的方法也就多种多样, 譬如说常用的有基源鉴定、显微鉴定、性状鉴定、理化鉴定等。传统用水试和火试的鉴别方法其主要特点为简单、方便、易行且迅速等, 在中药的鉴定工作中具有重要的作用。

1 水试法

1.1 操作方法

水试法一般是经浸泡、水湿润、煮沸或是将药材置入水中、同水一起共研等操作, 来对药材表面或者是水液所发生的变化进行观察的方法。发生的主要变化一般为遇水膨胀、水液变色、产生黏液或是泡沫、产生特殊气味、水液呈现荧光、水面产生漂浮物等。例如黄芩经浸泡操作后, 其水浸液会变绿;桔梗粗粉经热水浸泡, 放冷后进行强力的振摇会产生持久性蜂窝状泡沫;秦皮经浸泡处理后, 水浸液在日光下会呈现出碧蓝色荧光;夏枯草果穗中的坚果遇到水后, 在坚果的表面会产生白色的粘液层;胖大海用热水进行浸泡处理, 外层的表皮会膨大呈现出海绵状;乳香加少量水后共研, 会发现其水液呈现白色乳状液;海藻用水浸泡后, 海蒿子会膨胀, 肉质黏滑[1]。

1.2 用途

水试法所得结果的主要用途包括有以下几点: (1) 对药材质量的优劣进行鉴别。譬如说沉香入水后若是下沉, 就表明其含有较高的油树脂, 质量较好;公丁香在入水后若是萼管垂直下沉, 就说明含有较高的挥发油成分, 质量较佳, 若将挥发油去掉一般在入水后会悬浮, 质量不好应慎用。 (2) 用于对药材真伪或则是掺伪的判断。譬如说, 桔梗、紫菀中都含有大量的皂苷成分, 在强力振摇下, 其水浸液会出现大量的持久泡沫;但是桔梗的伪晶霞草的根, 尽管形状同桔梗比较类似, 但是由于其不含有皂苷成分因此不具有该现象;紫菀的混伪品山紫菀只含有极少量的皂苷, 在进行强力振摇后虽然会产生少量的泡沫, 但是在短时间内会全部消失。 (3) 用于对药材品种的来源进行鉴定。 (4) 用于对外观性状比较相似的药物的区分与对比[2]。

2 火试法

2.1 操作方法

火试法是经灼烧、燃烧、隔物加热等手段来对药物反应时产生的变化进行观察的方法。在进行火试时所产生的一些变化主要包括有产生烟雾或是气味、膨胀、熔融、发出声音以及颜色改变等。譬如说朱砂粉末用火烧处理或是将其置于闭口管中进行加热, 会出现颜色由红变黑的现象, 放冷后依旧呈现黑色, 颜色不可逆;自然铜粉末经灼烧处理后会产生蓝色的火焰, 并且会发出爆鸣声以及会有刺激性气体生成;生石膏粉末经灼烧处理后会产生红黄色火焰, 并且会熔成白色磁状小块;珍珠用火灼烧时会产生爆裂声;对血竭细末进行隔纸加热, 其会慢慢融化, 并且会深入纸中呈现出黑红色, 对光照射会呈现出鲜红色, 不存在有扩散的油迹;青黛用火灼烧后会产生紫红色的烟雾[3]。

2.2 用途

火试法主要用途与水试法相同, 同样可以用来对真伪、质量、对比、品种来源等方面进行鉴定。譬如说, 马宝一般比较少用, 平时不容易看得到, 一般伪品会将同马宝粉末性状比较相似的一些其他粉末掺马尿后制得, 几乎可以乱真;对其采用火试法进行试验, 伪制品尽管会存在马尿气, 但是无法由分散自动聚集在中央。麝香的伪品一般是采用动物的肌肉或是肝脏的干燥粉末、熟蛋黄粉或是植物的干燥粉末等;在进行灼烧时, 掺有动物组织的伪品会存在肉类焦臭味, 对于掺有植物的伪品, 在对其进行灰化处理后其残渣会呈现出棕褐色甚至是黑色[4]。

3 结论

在今后的重要研究工作中应对传统经验鉴别方法不仅要予以继承, 还要对其进行创新与发展。水试与火试法同眼看、手摸、鼻闻、口尝等这些比较直接的鉴别方法有所不同, 是通过理化反应对其进行鉴别的方法。所以, 要对其进行创新与发展, 首先就应该多进行试验、多进行实践, 并且在实践中对其反应的原理进行探索, 从而能够对其本质予以进一步了解和掌握;而且, 将荧光观察以及显微鉴别技术同水试、火试法进行结合, 不但能够使水试、火试法的鉴别范围得以扩大, 而且还会对其得以完善, 方法的准确度得以提高等均具有十分重要的意义, 值得在今后的研究工作中对其予以进一步的探讨。

参考文献

[1]任仁安, 陈瑞华.中药鉴定学[M].上海:上海科学技术出版社, 2009:1034-1035.

[2]刘绍贵.常用中药鉴定手册[M].长沙:湖南科学技术出版社, 2007:2057-2058.

[3]吕侠卿.中药鉴别真传[M].长沙:湖南科学技术出版社, 2008:346-347.

建筑中水的应用研究 篇6

随着我国经济的发展, 水资源短缺问题日益突出, 发展“污水处理回用”实现水资源的可持续利用明确写入《国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》中, 水处理的趋势向污水处理循环再利用方向发展, 如今中水已被国际社会公认为第二水源。实践经验表明, 污水再利用是开源节流、减轻水体污染、改善生态环境、解决城市缺水的有效途径之一, 不仅技术可行, 而且经济合理。

上海大屯能源股份有限公司发电厂热电分厂通过对污水厂的生活污水在达到二级排放标准的基础上进行深度处理, 回收利用中水, 减少了环境污染, 同时节约了大量地下水资源。污水厂现有两组氧化沟和二沉池并联运行, 设计处理水量为15 000 t/d, 由于实际污水量尚未达到设计水量, 现实际使用一组氧化沟和二沉淀池, 实际处理水量为7 000～8 000 t/d。

热电分厂所需中水水量及其水质要求: (1) 水量:锅炉补给水和循环冷却水补水共需380 m3/h (9 120 m3/d) ; (2) 水质:pH值6.5～9.0, SS悬浮物<5 mg/L, 浊度<10 NTU, CODcr<10 mg/L, BOD5<10 mg/L。

深度处理工艺流程:二级出水→调节池→加混凝剂→提升水泵→高效澄清池→多介质过滤器→氧化池→提升水泵→吸附装置→清水池→供水泵→作为电厂用水。

2 全膜法工艺的应用

2.1 工艺流程

一期锅炉补给水化水处理车间设有2×20 t/h的原水预处理+反渗透+阴阳离子交换处理系统 (处理水源为深井水) , 考虑到一期水量较小, 并且一期反渗透设备需逐步更换, 阴阳床再生需酸碱, 两套系统分别运行造成人员工作量大。根据可行性研究报告及实际调研情况, 二期化水系统采用绿色除盐方式“全膜法”进行除盐作为矸石热电厂的锅炉补给水。工艺系统分为超滤预处理系统+两级反渗透系统+电除盐系统三部分, 即UF+RO+EDI。系统设计以反渗透脱盐为核心, 超滤为预处理, 用于保证反渗透系统的正常运行。EDI保证系统产水符合用水水质的要求, 设计出力为120 t/h。工艺流程为:中水 (PN≮0.4 MPa) →管道增压泵→波节管换热器→盘式过滤器→超滤装置→超滤水箱→超滤水泵→一级保安过滤器→一级RO高压泵→一级反渗透 (RO) 装置→RO产水箱→中间水泵→二级保安过滤器→二级RO高压泵→二级反渗透 (RO) 装置→电除盐EDI装置→除盐水箱→除盐水泵→除盐水至主厂房。出水达到次高压中温循环流化床锅炉补给水的要求:电导率<0.2 us/cm, Si O2≤20 ug/L, 总硬度≈0。

2.2 化水系统功能

2.2.1 超滤预处理系统 (UF)

超滤预处理系统作为反渗透的前处理, 主要目的是去除原水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物等妨碍后续反渗透运行的杂质。预处理的设备主要包括原水增压泵、波节管换热器、预留的絮凝剂加药装置、氧化杀菌装置、网式过滤器、超滤装置 (UF) 、超滤水箱、超滤反洗水泵、超滤化学加强反洗 (反洗分散洗) 加药装置等。

(1) 波节管换热器。由于水源为中水, 水温随季节变化较大, 采用换热器调节原水进水温度, 保持水温的相对稳定, 保证超滤、反渗透系统在较佳温度范围内运行。

(2) 盘式过滤器。在超滤装置前设盘式过滤器, 用以去除原水中较大颗粒的物质 (主要为悬浮物) , 保护超滤膜元件。本系统采用出力为201 m3/h的盘式过滤器1台 (含四个单元) , 过流材质采用不锈钢316。

(3) 超滤装置。预处理的主要处理装置为超滤装置。本系统采用OMEXELLTMSFP2860作为除盐系统的预处理, OMEXELLTMSFP2860超滤膜材质为PVDF的中空纤维, 对胶体、悬浮物颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的分离能力。

(4) 氧化剂杀菌加药装置。为提高超滤装置的运行效果、抑制微生物在膜元件内滋生, 预处理中投加氧化剂 (次氯酸钠) , 进行杀菌。同时系统还预留了絮凝剂加药装置, 在需要的时候进行投加。

(5) 超滤化学加强反洗 (反洗分散洗) 加药装置。为降低超滤装置的化学清洗频率和提高超滤装置的反洗效果、抑制微生物在膜元件内滋生。

2.2.2 反渗透初除盐系统 (RO)

反渗透初除盐系统承担了主要的脱盐任务。反渗透系统设备包括还原剂加药装置、阻垢剂加药装置、Na OH加药装置、UF水泵、中间水泵、一、二级保安过滤器、一、二级高压泵、一、二级反渗透膜组、中间水箱等。

(1) 还原剂加药装置。预处理水中残留的活性余氯对反渗透膜有破坏作用, 在保安过滤器前投加亚硫酸氢钠, 用以还原水中的氧化剂。

(2) 阻垢剂加药装置。阻垢剂加药系统在反渗透进水中加入阻垢剂, 防止反渗透浓水中碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等难溶盐浓缩后析出结垢, 堵塞反渗透膜。

(3) Na OH加药装置。反渗透膜不能脱除CO2, Na OH加药系统能提高水中pH值, 使水中部分CO2转化为重碳酸根, 提高反渗透脱盐效率。

(4) 反渗透装置。反渗透系统主要去除水中溶解盐类, 同时去除一些有机大分子, 前阶段未去除的小颗粒等。包括保安过滤器、高压泵、反渗透装置、反渗透清洗系统等。采用陶氏公司的反渗透膜, 一级采用低污堵速率的抗污染膜BW30-365FR;二级采用大膜面积、高产水量的超低压膜BW30LE-440。

在反渗透装置停运时, 自动冲洗3～5 min, 以去除沉积在膜表面的污垢, 使装置和反渗透膜得到有效保养。

2.2.3 EDI精除盐系统

二级RO的产水经过EDI装置可进一步去除水中的阴阳离子, 保证纯水水质。EDI技术是将电渗析和离子交换相结合的除盐新工艺, 该设备取电渗析和混床离子交换两者之长, 弥补对方之短, 即可利用离子交换做深度处理, 且不用药剂进行再生, 利用电离产生的H+和OH-, 达到再生树脂的目的。

为保证机组稳定运行锅炉补给水不间断, 深井水 (60 m深) 作为化学水处理系统备用水源。当中水水质不合格时, 切换备用水源, 设置两种水源的切换阀门以方便操作。

化学水处理系统自2006年10月份投入运行至今, 除盐水设备出力及水质均满足设计要求, 超滤进出口压差均在0.06 MPa, 一级反渗透总压差均在0.1～0.2 MPa, 2007年、2008年分别对超滤和反渗透装置进行过维护性化学清洗, 现系统运行稳定。该系统采用PLC+上位机的自动控制系统, 采用就地手、自动控制和上位机监测运行数据的方式, 系统具备轻微故障报警功能及危及系统安全的严重故障自动停止运行功能, 故障具备历史查询功能。

3 结论

中水深度处理十分重要, 其关键之处在于中水的品质, 污水厂的生活污水经深度处理后水质达到全膜法工艺中超滤的进水水质要求, 这是整个化学水处理系统安全稳定、可靠运行的保证, 而且可减少膜清洗的次数, 延长系统中膜的使用寿命, 保证系统出水稳定。

关于建筑中水工程的讨论 篇7

鉴于此, 寻求保护水资源的有效措施, 缓解水资源短缺等问题已经成为了各国现阶段最重要的任务之一。因此, 应尽快实现污水集中处理, 运用科学技术提高环境效益、经济效益和社会效益。利用中水循环也必将成为我国大中城市和一些缺水城市必须要采取的有效措施。

1 中水系统

1.1 中水的概念

“中水”主要是指将污水处理到符合国家要求的水质标准, 并且在条件允许的范围内循环使用的非饮用水。

1.2 中水系统

中水系统是将中水原水收集并储存后, 经过处理, 供给小区等一系列配套的相关设施。

一般情况下, 中水循环使用系统有4类: (1) 排水条件较完善的中水循环使用系统。系统中水取自优质杂排水。该排水经过收集、处理后, 供建筑内生活卫生、公共绿化等使用。 (2) 排水条件不完善的中水循环使用系统。系统中水取自该建筑物的沉淀池、化粪池和除油池等。 (3) 小区建筑中水循环使用系统。系统中水水源取自小区建筑物内所产生的杂排水。 (4) 建筑群中水循环使用系统。系统中水水源为经过城市污水处理厂深度处理后的水, 以供小区内建筑使用。

2 建筑中水循环使用的处理

2.1 概念

中水循环使用处理就是采用深度技术处理污水, 去除其中的各种杂质、有毒有害物质和某些重金属离子, 进而消毒灭菌, 以达到国家规定的杂用水标准 (或相关规定) 。

2.2 工艺简介

2.2.1 工艺类型

2.2.1. 1 物理处理法

比如膜分离法, 它是用膜孔将水过滤, 将水中的杂质过滤出来, 并且不发生化学反应, 处理技术简单。

2.2.1. 2 化学处理法

将化学物质与中水混合后, 将其中的有害物质分解出来。它科技含量高、效果好, 对地理位置的要求不高, 操作简单。

2.2.1. 3 生物处理法

比如生物过滤池法、氧化塘法等。它是根据污水量来选择微生物投入量, 具有适应污水量变化能力强、管理方便等优点。

2.2.2 选择原则

在选择中水循环使用处理方法时, 应根据水质和循环使用要求来选择。如果是将优质的杂排水作为水源, 一般采用物理化学法处理工艺;如果是将劣质的杂排水作为水源, 一般采用生物处理法或物理、化学结合的处理工艺。

2.2.3 中水处理方法

一般情况下, 中水处理包括预处理、二级处理和深度处理3个阶段。

2.2.3. 1 预处理

预处理又被称为一级处理, 一般包含拦截、沉淀、水质水量调节、除油和水解酸化等, 要根据原水杂质的物理性质选用合适的预处理方法。

2.2.3. 2 二级处理

二级处理是中水回用处理的主体, 主要工艺有物理处理法、化学处理法和生物处理法等。在进行二级处理时, 根据原水污染物的种类和物理、化学性质来选取适合的工艺。

2.2.3. 3 深度处理

深度处理的主要工艺有杀菌消毒、离子交换、介质过滤和膜分离等。在具体工作中, 根据原水处理后可能存在的杂质或可能出现的二次污染物质的种类和性质选用合适的处理方式。

3 中水利用现状

3.1 国外状况

20世纪80年代开始, 日本大力提倡使用中水, 要求新建的公共建筑物必须设置中水道;20世纪90年代初, 日本在新型脱氮、脱磷技术、膜生物反应器技术等方面取得了很大的进展。美国也是世界上使用中水循环最早的国家之一, 有300余座城市实现了污水循环使用。新加坡每天至少有数千万升经过深度处理的中水加入饮用水管中。

3.2 国内状况

在中水回用技术方面, 我国起步比较晚。目前, 中水主要还是用于居民冲厕、灌溉、景观用水和洗车, 因此, 应不断加大对其的研究力度。在北京, 许多小区都要求在建设时配备与中水处理相关的配套设施和设备房, 并将处理后的中水用于生活、公共服务等有需要的地方。截至2008年, 城区再生水回用率达50%.

4 中水循环使用中存在的问题

由于人们节约水资源的意识不强, 没有认识到水资源短缺的严重性;再加上中水循环使用方面的技术不成熟等, 大大降低了中水的回用率。目前, 我国城市中水循环使用中主要存在的问题有:成本高、使用率低、相关法律法规不完善、投资大、运行成本高等。由此可见, 中水循环使用的条件还不成熟, 这是一个急需思考和解决的问题。

5 总结

目前, 中水利用过程中还存在不少问题, 我们应该通过调整循环使用的处理布局, 研究新技术、制造新设备, 加大政策鼓励的力度, 从而有效推动我国中水循环使用事业的发展。

参考文献

[1]姜湘山.建筑小区中水工程[M].北京:机械工业出版社, 2003.

[2]钟琼.废水处理技术及设施运行[M].北京:中国环境科学出版社, 2008.

[3]张杰, 李冬.城市水系统工程技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.

[4]范瑾初, 金兆丰.水质工程[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.

[5]韩剑宏.中水回用技术及工程实例[M].北京:化学工业出版社, 2004.