建筑施工排水智能回收利用研究及應(yīng)用

楊偉濱

摘 要：結(jié)合深圳市某市政污水處理廠建設(shè)項(xiàng)目，針對基坑排水等項(xiàng)目排水進(jìn)行沉淀回收，設(shè)計(jì)建設(shè)臨時(shí)排水智能回收及利用系統(tǒng)，將回收的中水用于混凝土養(yǎng)護(hù)、道路沖洗等，在減少項(xiàng)目自來水使用的同時(shí)節(jié)約水資源，不僅能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)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(shè)項(xiàng)目施工過程中的水資源回收利用提供參考。

關(guān)鍵詞：建筑施工；施工節(jié)水；排水回用；中水回用

中圖分類號(hào)：TU753.66? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：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(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展必不可少的資源，更是社會(huì)發(fā)展的生產(chǎn)之要、生態(tài)之基。隨著綠色建造成為時(shí)代的主流，人們節(jié)水節(jié)能意識(shí)逐步提高。在大型建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施過程中，踐行節(jié)水理念是新時(shí)代的建設(shè)項(xiàng)目必須重視的一個(gè)課題。

大型工程建設(shè)項(xiàng)目，特別是低海拔的深基坑工程，因?yàn)榇嬖诖罅磕酀{制備、混凝土攪拌養(yǎng)護(hù)、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(shí)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(xiàng)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(shí)[1]。

1 工程概括

1.1 項(xiàng)目概括

本項(xiàng)目為深圳市某污水處理廠項(xiàng)目，設(shè)計(jì)規(guī)模為22.5萬t/d，占地面積5 ha，位于深圳市寶安區(qū)福永河畔，西側(cè)毗鄰珠江口。項(xiàng)目用地地下水位標(biāo)高為黃海高程2.5 m，而項(xiàng)目用地地面黃海高程僅4 m，地下水資源極其豐富。項(xiàng)目采用雙層半地下結(jié)構(gòu)，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(xù)項(xiàng)目的整個(gè)周期。為達(dá)到文明施工的高標(biāo)準(zhǔn)及確保工程質(zhì)量，項(xiàng)目施工期間需采用自動(dòng)噴淋系統(tǒng)進(jìn)行防塵污染治理、混凝土養(yǎng)護(hù)及施工車輛自動(dòng)沖洗。在施工準(zhǔn)備階段，施工排水工作是非常重要的一項(xiàng)基本工作，其對后續(xù)施工的影響是直接的。在項(xiàng)目策劃階段，將排水及節(jié)水就作為項(xiàng)目施工的重要環(huán)節(jié)進(jìn)行策劃論證，并確保在正式開工前落地實(shí)施。

1.2 施工排水及用水特點(diǎn)

施工排水主要來源于基坑滲漏水、養(yǎng)護(hù)水、道路沖洗水、降雨等。施工排水的主要特點(diǎn)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(zhì)為泥沙，包含泥漿、黃泥等。泥沙含量較高時(shí)，排水水質(zhì)顏色呈黃色渾濁、無光澤，基坑開挖時(shí)排水SS （水中懸浮物）達(dá)到500 mg/L以上，按城市排水規(guī)范，不允許直接排放。

在排水溝設(shè)計(jì)過程中，考慮到施工場地狹窄、排水量大的特點(diǎn)，項(xiàng)目現(xiàn)場采用全場環(huán)形布置臨時(shí)排水溝（水溝寬80 cm），間隔設(shè)置沉淀池，將黃泥水分級(jí)沉淀。在沉淀池中將黃泥水與清水分兩級(jí)分別進(jìn)行沉淀處理，最終匯總至總沉淀池，進(jìn)行進(jìn)一步處理后排入市政管網(wǎng)或環(huán)境水體。

隨著建筑施工綠色施工理念的深入，各項(xiàng)目實(shí)施單位對工地?fù)P塵防治、出場施工車輛整潔等方面更加關(guān)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(qū)道路及車輛沖洗、混凝土養(yǎng)護(hù)、廠區(qū)綠化、降塵噴淋等方面。由于這部分用水在項(xiàng)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(qū)道路上進(jìn)行車輛沖洗、噴淋養(yǎng)護(hù)等操作對水質(zhì)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(shí)現(xiàn)，而在場區(qū)道路上清洗主要是利用霧炮機(jī)進(jìn)行降塵，混凝土噴淋養(yǎng)護(hù)則主要通過霧化噴頭實(shí)現(xiàn)。施工排水經(jīng)沉淀處理后，完全可以滿足沖洗等使用要求。

2 設(shè)計(jì)思路及原理

為了減少施工過程中自來水的使用、踐行節(jié)約用水、綠色施工的理念，設(shè)計(jì)施工施工排水回收利用系統(tǒng)。設(shè)計(jì)思路主要從兩個(gè)方面考慮。

一方面是對施工排水進(jìn)行初級(jí)的凈化。經(jīng)試驗(yàn)，施工排水自然沉淀至澄清可回收使用時(shí)，SS約110 mg/L，且經(jīng)自然沉淀已難以將SS降低至100 mg/L以下。回收水指標(biāo)設(shè)置為SS小于110 mg/L；當(dāng)SS大于110 mg/L時(shí)，不進(jìn)行回用，進(jìn)行進(jìn)一步的靜置沉淀[2，3]。

另一方面，在排水回收后，根據(jù)項(xiàng)目情況設(shè)置一定容量的儲(chǔ)存罐，本系統(tǒng)應(yīng)用項(xiàng)目采用的是3個(gè)24 m3儲(chǔ)水罐，并設(shè)置一套施工用水系統(tǒng)，包含穩(wěn)壓裝置、液位控制等系統(tǒng)，與自來水互為備用，并優(yōu)先使用排水回收水源。當(dāng)儲(chǔ)存罐滿水時(shí)，施工多余排水通過沉淀池預(yù)留口排入市政管網(wǎng)[4]。

2.1 沉淀系統(tǒng)及儲(chǔ)存裝置

施工排水源主要來自基坑內(nèi)降水及道路沖洗等。將各用水點(diǎn)產(chǎn)生的廢水通過排水溝進(jìn)行收集，排水溝每50 m設(shè)置1 m×1 m×0.8 m的初級(jí)沉淀池，并及時(shí)清理。將排水溝最終匯總至六級(jí)沉淀箱過濾處理，經(jīng)過SS在線監(jiān)測滿足要求后進(jìn)行廢水回收，多余排水排入市政管網(wǎng)。

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

2.2 智能控制系統(tǒng)

沉淀池設(shè)置SS傳感器，采用自動(dòng)閥門及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過時(shí)控開關(guān)+電磁閥控制系統(tǒng)技術(shù)，將儲(chǔ)水罐水位、濁度、SS、PH等信息集合到項(xiàng)目智慧工地平臺(tái)。通過水的SS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及儲(chǔ)水罐液位聯(lián)動(dòng)水泵進(jìn)行儲(chǔ)水控制，并通過穩(wěn)壓泵介入施工用水系統(tǒng)，達(dá)到自控、智控的要求，以此保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[5]。

2.3 自動(dòng)加壓雙回路系統(tǒng)

在施工排水的回用過程中，一方面，要保障使用的穩(wěn)定性，避免中水回用中出現(xiàn)的不足。另一方面，還要考慮施工管理人員的安全衛(wèi)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(shè)計(jì)臨時(shí)用水采用雙回路供水，現(xiàn)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(dú)回路自來水直供。

3 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

該系統(tǒng)由工地排水自動(dòng)控制系統(tǒng)及相應(yīng)的設(shè)備組成，包括工地排水自動(dòng)控制系統(tǒng)、排水自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)及回水利用系統(tǒng)。該系統(tǒng)可根據(jù)工程需要進(jìn)行設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，具有可靠性高、經(jīng)濟(jì)性好、智能性強(qiáng)等特點(diǎn)。在具體的項(xiàng)目試驗(yàn)應(yīng)用中，該方案取得了良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

建筑施工排水智能回收利用系統(tǒng)設(shè)置簡單，使用經(jīng)濟(jì)，因回收而額外投入的資金約2萬元。回水利用有效節(jié)約了工地水資源，根據(jù)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，月回收用水量約3 200 m3/月，該項(xiàng)目中水回收率高達(dá)到50%以上，按照深圳市自來水價(jià)格5.1元/t算，節(jié)約16 320元/月。同時(shí)，該項(xiàng)目主體實(shí)施約15個(gè)月，共計(jì)節(jié)約超20萬元。

3.2 社會(huì)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(dāng)于節(jié)約了123人的年總用水量，極好地踐行了高效、低耗的綠色發(fā)展理念。在此基礎(chǔ)上，項(xiàng)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(wù)部門關(guān)于節(jié)水理念踐行的號(hào)召。最終該項(xiàng)目獲得當(dāng)?shù)厮畡?wù)項(xiàng)目水土保持（工地排水）的示范性項(xiàng)目及主管部門對該項(xiàng)目的高度評(píng)價(jià)。

4 結(jié)束語

本文結(jié)合具體項(xiàng)目施工，研究施工排水智能回收利用系統(tǒng)的應(yīng)用效果。該系統(tǒng)通過對施工排水進(jìn)行凈化處理后收集并儲(chǔ)存，設(shè)置雙回路施工供水系統(tǒng)，將施工排水回收利用于道路沖洗、噴淋養(yǎng)護(hù)、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(huán)利用。該系統(tǒng)的提出與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)水、節(jié)能環(huán)保的綠色建造理念，并利用智能設(shè)備與智慧工地系統(tǒng)相結(jié)合，為后續(xù)建設(shè)項(xiàng)目探索綠色施工與智能建造的融合提供了參考。

參考文獻(xiàn)

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