建筑施工污水自動控制循環利用技術

文/劉熙 廣州協安建設工程有限公司 廣東廣州 510075

基于以上水資源特點，出于水資源保護和循環利用的原則，建筑工程施工中采用自動控制的污水收集和處理技術，可以將施工現場的各種污水經過處理后循環利用于消防用水、混凝土養護用水、廁所沖洗、綠化澆灌等用途。

1、施工現場污水來源分析

建筑施工現場的污水來源主要有三種：1.雨水；2.基坑降排水；3.沖洗養護廢水。雨水具有季節性特點，雨季多而其他季節少，單次降雨會得到大量雨水，無雨時則無水可用。基坑降排水在高層建筑的深基坑中十分常見，降水通常要持續進行到基坑回填完成。在沒有使用污水循環利用系統施工場地，沖洗和養護用水主要取自市政管網自來水，廢水的產生基本伴隨主體結構整個施工過程。

由于天然雨水具有硬度低，污染物少等優點，因此它是污水循環利用首要來源，對其收集及凈化工藝需要深度設計。

2、施工現場用水需求分析

施工現場用水貫穿整個項目的生產周期，各個生產環節對水資源的需求量極大。將施工現場的各種污水經過適當處理后形成中水，可循環利用于以下幾個方面。

（1）綠化澆灌：項目部內種植各類綠化植物，中水可用于灌溉、涵養植物。

（2）混凝土養護用水：試塊的養護伴隨著主體結構的整個施工過程，養護水體水質要求不高，同樣可利用中水作為養護用水。

（3）消防用水：消防安全是項目施工過程管控的重要環節，各類消防安全設施布置合理分布在整個施工現場，對于水的需求量極大，可將中水接入專用消防水管，使用中水作為儲備的消防用水。

（4）環境衛生：中水可利用于樓道拖地、辦公生活區場地沖洗、洗車場沖洗、廁所沖洗用水以及裝修后外墻玻璃的清洗等方面。

3、循環用水系統設計

對于污水收集方法，可結合現場實際，因地制宜，提出合適的收集方案。

方案一：地勢平坦場地利用地下室消防水池或集水井做蓄水池。

當施工現場自然地面兩端高差不大且地下室設置消防水池時，在地下室完工之后，修建導流明渠使污水按照指定路徑經過污水處理池后流進消防水池或集水井備用。

方案二：高差較大場地使用移動式玻璃鋼水箱收集污水。

對于施工場地高差較大的，可以在場地較低處放置可移動式鋼制水池作為污水凈化處理池，利用重力將污水引入污水處理池中，根據具體情況選擇埋置型、半埋型或地上型玻璃鋼水箱。

根據施工現場場地特點，環繞現場修建導流明渠，選擇適當的污水收集方案，按需要布置供水管線，構建高效的循環用水系統。

4、自動控制污水利用系統工藝流程

經過綜合凈水經驗以及工程特點的分析，我們得出了以下比較合理的自動控制污水利用系統工藝流程，如下圖所示。

圖1 自動控制污水利用系統

5、污水處理工藝技術

污水凈化工藝應根據收集的污水水質與用水水質標準及用水量來確定。因為工程用水水質要求不高，一般采用較為簡單的物理方法對污水進行處理。

污水進入沉淀池，經過適當時間進行沉淀后，懸浮物等雜質分離，污水經過簡單過濾后進入反應池。由于污水中生物需氧量（BOD）、化學需氧量（COD）以溶解性為主，簡單過濾對BOD、COD等溶解性物質去除效果不明顯。為去除以上溶解物，投入適當劑量的混凝劑對水體進行處理。混凝劑一般采用聚合氯化鋁、硫酸鋁、三氯化鐵等，通過現場試驗，發現聚合氯化鋁（即PAC）處理溶解物效果最為顯著。該產品具有凈水效果好，凈水速度快，安全性高，不產生二次污染，屬綠色環保產品。同時產品以具有吸附能力的天然材料為原料，具有極強的凈化效果，可除去水中的重金屬及懸浮顆粒，處理原水不受水溫，pH值的影響，使用范圍廣，處理后的水透明度極高，且氯離子含量符合飲用水標準，不會對鋼筋混凝土結構產生侵蝕作用，可循環回用。

因此，在反應池上使用PAC自動投藥裝置，投放劑量約為30～50Kg/千噸水，快速去除污水中的溶解物質，使中水達到水質標準。使用自動加藥裝置是以計量泵為主要投加設備、將溶藥箱、攪拌器、加藥裝置、電力控制系統等按工藝流程需要組裝在一個公共平臺上，形成一個模塊，按需要將定量的藥劑放入攪拌溶液箱內進行攪拌溶解，溶解完畢后再通過計量泵送至投加點的工作過程，加藥量的大小由下文自動控制系統實現按需調節。同時，為了提高污水處理效率，建立沉淀、反應、過濾一體化水池，最后，經過PAC反應后的水體進入過濾池后，通過砂濾-膜濾處理工藝，去除較為微細的顆粒，最后形成可回用的中水，供給各類施工用途。

6、自動控制系統匹配

了解污水的特性、用水的需求，對于污水的收集、處理、循環利用的技術管理與控制具有重要的意義。

為了表征污水處理后水質的效果，規定了一些水質指標，如懸浮物、濁度、PH值、生物需氧量（BOD）、化學需氧量（COD）等。通過控制水質指標，實現污水處理循環再用。

通過配備計算機編程技術以及各類檢測儀器，建立循環利用污水自動控制系統。自控系統采用進口和國產設備及電器結合，設計和編程考慮主要設備的自動運行，在保證可靠的前提下盡可能節約成本。通過對系統主要設備的選型，可使其造價比國內同類型系統價格有較大幅度的降低。

此外，建立該系統對于對污水回用處理過程中的數據可進行采集和定時存貯，根據需要可查詢任意時刻各種設備的故障記錄及儀表的歷史記錄，且對歷史數據進行一定的分析。

目前可編程控制器（PLC）的種類有很多，如歐姆龍的CPM2A系列、西門子公司的S7200系列和S7300系列、A-B Rockwell公司及三菱公司的產品等。結合現場實際，綜合各類因素，選用性價比最高歐姆龍公司的CPM2A系列。它具有處理速度可滿足系統要求、基本指令豐富、程序易于修改、維護工作量小、網絡組態容易等特點。

監控軟件是在Delphi軟件的基礎上進行編程，該軟件可使系統維護人員在極短時間掌握，其性能在國內許多企業已經得到應用檢驗。此外，該軟件獲得技術支持容易，其性能完全滿足本系統需要，而價格卻比其它同類型軟件要低。

通過建立該系統，能夠自動控制進水泵、過濾泵、加壓泵、加藥裝置等設備的啟動、運行和停止及不正常運行時的報警等。同時監控污水回用處理的整個過程，實時監測進出水水質的主要指標懸浮物、濁度、ph值等；當各工藝階段的水質指標達不到預定目標時，可由計算機自動適時調整運行參數，使出水水質可達到中水回用標準，可經濟、安全、可靠地實現系統處理運行和水質監測的自動化。

7、技術要點

根據自動控制的污水收集和處理技術特點，歸納總結主要有下列幾項關鍵技術及技術創新點：

①施工現場零能耗的重力式污水收集系統設置技術；根據施工場地大小和地勢高低，應用不同方案用于施工現場污水的收集。

②現場自動控制系統實現處理污水的抽取和排放，抽取的污水在簡易混合器內與集成PAC（聚合氯化鋁）自動投藥裝置投加的藥劑混合后，進入沉淀過濾池內實現全自動處理后作中水用途。

③通過配備計算機編程技術以及各類檢測儀器，建立循環利用污水自動控制系統，監控污水回用處理的整個過程，實時監測進出水水質的主要指標，適時調整運行參數，使出水水質可達到中水回用標準，可經濟、安全、可靠地實現系統處理運行和水質監測的自動化。

8、經濟社會效益

建立以保護水資源、合理利用污水為核心目的的自動控制污水收集和處理系統，對于我國目前很多地區出現的水資源匱乏、污水利用效率低的現狀起到了極大的改善作用，不僅減少了對市政水源的浪費，還將施工場界內的污水當成資源利用起來，節約施工成本，另一方面也減少了污水向場外的排放，降低了建筑施工對周圍環境的壓力。同時，它的推廣應用對于促進綠色施工的發展有一定的意義。