绿色住宅小区中的水资源循环利用
关键词:绿色住宅小区，中水回用，雨水利用，水资源综合利用；
1、概述
水是一种不可缺少的重要资源，是人类社会可持续发展的重要条件。我国水资源时空分布不匀，南北地区、各季节降雨量差距大，在全国669座城市中有近400座常年供水不足，其中110多座城市严重缺水。同时，随着城市化进程的发展，污水排放量与日俱增，造成饮用水源的严重污染。另一方面我国生活用水浪费现象十分严重，全国城市供水管网漏损率高达20％，每年浪费水达100亿吨以上。随着社会的发展,保持生态系统内相对稳定和平衡的生态住宅小区成为人们住宅建设的发展趋势和潮流。
城市生态住宅小区是节约和循环型社会的重要组成部分,是一个技术与自然充分融合,资源利用最有效,环境清洁、优美、舒适的人工复合系统。由于生态住宅小区能够大大降低因自然灾害、生态环境破坏或暂时失衡等影响而产生的各种风险,因此有利于提高小区文明程度的稳定、协调和持续发展。水是生态住宅小区的基础。水资源的有效循环利用在生态小区规划建设中占据着十分重要的地位,水资源的“开源”是实现小区资源利用的首要环节。它要求在自然物质—经济物质一废弃物的转换过程中,通过高新技术的使用来推动物质的有效转换与再生,以及能量的多层次分级,从而在满足消费需求的同时,又能使生态环境得到保护,达到生态环境建设的目的。因此,研究生态住宅小区水资源循环利用有其重要的现实意义。
2、生态住宅小区水资源利用途径
对于生态住宅小区水资源的节约，主要体现在“开源”上，即不仅要利用一般市政管网中的自来水，而且要因地制宜的建立小区中的中水和雨水的循环利用系统，用于补给小区中景观、绿化、洗车、消防等用水，从而可以进一步满足饮用、食品加工等对高水质用水的要求。
2.1生态住宅小区中水循环利用系统
居住小区中水系统也称为小区污水处理厂，就是指在居住小区内建立的独立的生活污水处理与就地回用系统，有别于一般的城镇污水处理再生系统，属于水资源社会健康循环的一种方式。居住小区中水系统相对来说具有以下特征：①水源单一：一般来说仅仅包括居住小区内的居民的日常生活污水(由于雨水与生活污水分开处理，此处雨水利用不纳入中水处理系统的范畴，下节叙述)，这部分污水的污染物浓度相对较低，处理的难度不大；②水量变化大：由于居住小区内的中水系统主要处理居民的生活污水，因此排水时间主要集中在用餐和休息时段，加上城市居民生活卫生习惯和地域的差异以及季节的变化，污水处理设施的间歇运行和负荷冲击不容忽视；③出水水质要求高：由于小区的污水处理后将用于小区内回用，特别是用于补充景观水体和缘地浇灌时，难免会与人体发生间接接触。因此，中水系统的出水水质必须做到安全可靠，经济合理。
居住小区中水处理系统的选择主要考虑以下几个方面：①技术成熟，出水稳定；②占地面积小，投资省；③运行维护简便。目前，我国中水处理系统一体化设施应用较少，多数同城市污水处理系统类似，都是在城镇市政污水处理厂的研究基础之上，将城市污水处理中成熟的工艺运用于中水处理。主要包括预处理、主处理和后处理三个部分。其中预处理主要去除污水中呈漂浮和悬浮状态的固体物质，减轻管道和后续处理构筑物的工作负荷，通过筛滤截留和重力分离两种方法，主要的手段包括格栅、毛发聚集、调节沉淀和隔油等；主处理通过物化、生物、膜分离和土地处理等方法处理污水中呈胶体和溶解状态的有机物质；后处理是采用过滤、吸附和消毒等措施，去除水中残留的有机物、无机物和细菌、病毒等，进一步提高用水水质。
2.1.1以物化处理为主的处理工艺
处理工艺流程如下：
经过调节池的污水由毛发过滤器去除污水中含有的纤维状杂质后，进入机械搅拌池，通过向原水中投加化学剂，破坏胶体的稳定性，使得脱稳的胶体相互聚集形成细小颗粒，在气浮池中依附微小气泡实现固液分离，从而去除污水中的杂质净化水质，最后来自气浮池的水由压力滤罐过滤(或膜分离)后进入中水池待消毒回用。水处理中采用的化学药剂有无机混凝剂和有机混凝剂，当采用聚合氯化铝(PAC)或者聚合氯化铝(PAC)+聚丙烯酰胺(EAM)复合混凝剂处理洗浴废水时，能够有效去除COD、LAS、浊度和嗅味。据研究表明，该工艺对BOD5的去除率可以达到50％以上，对SS和TP的去除率也可达到85％左右。但由于该工艺对溶解性有机物、NH3．N和色度的去除能力较差，多用于有机物浓度较低和阴离子表面活性剂(LAS)较低的生活污水，同时还可以根据出水水质情况增设(生物)活性炭，系统灵活，不受气候限制，可四季运行。
2.1.2 以生物处理为主的处理工艺
生物处理是依靠微生物的活性，通过微生物自身或者它的代谢产物分解氧化溶解性的有机污染物和细菌，产生C02并自身增值。由于生物法的处理费用低廉，处理效果显著，一直是污水处理领域的主导方向，但由于微生物的培养和系统的运行管理较复杂，需要具有一定专业水平的人员来操作管理，实现对生物控制的自动化有一定难度，加上处理工艺运行供氧、产生的臭气和剩余生物污泥，对居住环境产生一定的影响，因此在中水处理这类小型污水处理领域运用有限。加上中水的水质和水量变化较大，因此生物处理工艺的选择首先必须能够抵抗一定的冲击负荷，常见的生物处理方法包括生物接触氧化、序批式反应、曝气生物滤池、生物转盘和生物流化床等，但目前在中水处理领域主要采用的生物处理方法主要是前三种。
这里只做了解。
2.1.3以人工湿地为主的处理工艺
人工湿地具有低能耗、高效率、运行管理简单和生态环保等特点，它是利用自然生态系统中物理、化学和生物的三种共同作用来实现对污水的净化。基质、植物和微生物是人工湿地三种的元素，这三种元素共同模拟了一种“自然环境”，任何单一的元素是无法单独完成降解污染物质的任务，它们之间相互依赖，相互扶持。基质为微生物的生长提供稳定的依附体，为湿地植物提供载体和营养物质；植物除直接吸收营养物质、富集污染物外，还为根区微生物的生长、繁殖和降解提供氧气，植物根系维持湿地水力传输；微生物的活动降解污染物，将污水中的有机物氮转化为无机氮，并为植物提供了生长养分。由于人工湿地特殊的环境效益，因此近年来得到逐步推广，特别是在我国南方城市，由于气候和植物生长等多种因素，人工湿地在有水景居住小区的中水处理工艺中应用广泛。典型处理工艺如下：
2.1.4以膜生物处理为主的处理工艺
膜生物反应器(MSR)是一种新的工艺，在国外已有成功的应用，国内正在研究和推广应用。它是集生物处理和膜分离于一身的高效生物处理工艺，利用好养微生物降解污水中的有机污染物，并在曝气池内设置超滤膜组件，用超滤膜替代传统的二沉池和后置的过滤消毒工艺，能较大程度上节省处理构筑物的占地和提高活性污泥法的出水水质，加上排泥周期长，世代周期长的硝化细菌将截留在反应器中，能够实现脱氮除磷的功能。
典型的处理工艺为：
2.1.5 小结
从以上分析可以看出，居住小区中水处理技术的选用是在城市污水处理处理技术的基础之上，根据居住区的水源特点和用水水质以及居住区自身的环境条件和经济基础，组合选用适宜的城市污水处理技术。国外多采用完全分流系统，各尽其责，并针对住区污水排放量小的特点开发一体化污水处理。就我国目前的使用情况来看，为了保证中水出水水质，多采用优质杂排水或者杂排水为处理水源，前期发展阶段采用的主要处理技术为物化和生物处理，随着人工湿地和膜生物处理技术的发展和普及，它们将成为未来居住小区的中水处理工艺的首选。除了处理工艺外，针对处理中产生的污泥问题，可考虑取消调节池的预曝气，在调节池的底端设置集泥斗储存污泥，最后统一由市政处理。
2.2 生态小区中雨水回收系统
雨水资源与生态住宅小区内地表水和地下水联合使用,可以提高水资源利用率,缓解小区用水压力,促进和改善小区的生态环境。生态住宅小区雨水资源就地利用,减少暴雨径流,削减洪峰流量,减轻防洪压力,降低径流中携带的大量污染物排入系统所造成的污染，并且可促进雨水供给地下水,有利于部分解决区域地面沉降问题。雨水利用与生态住宅小区景观设计结合起来,可提供设计所需消耗的水资源利用方法。
2.2.1雨水收集
生态住宅小区雨水主要来源于屋面、路面以及水景水面本身。水景和绿地可以直接利
用雨水。在目前小区建筑规划中,屋面与路面面积之和约占地面面积的40%,做好屋面和路面的收集将是雨水收集的重要部分。（1）屋面和屋顶花园雨水收集。屋面雨水收集过程主要是通过雨(水)落管设施的处理。屋顶花园雨水,如果能选择合适的花园的植被和上屋土壤，就能有效减轻雨水流失量并改善生态小区的环境。(2)地面雨水截污系统,可以借鉴我国古代建筑、园林中对雨水截留的设计。①古代住宅地面上设计的收集雨水的渗井。这些雨水可以直接灌溉树木。②休闲地边角上凿出的将雨水排向绿地的通道。③传统宅院园林地面以瓦片作为边界材料与路面相隔,既挡土又能使雨水流入园林。(3)改造硬化地面,增强雨水的就地入渗比例。
2.2.2 雨水处理
雨水收集后视其用途对其处理利用，并且可以作为中水补充水源综合利用，处理流程如下图：
2.2.3小结
雨水综合利用系统是使雨水集蓄利用、渗透与园艺水景观等相结合成为整体，是一个多目标综合体系。针对各小区具体情况，可设计多种不同类型的雨水综合利用系统，但其目的都是在小区内实现雨水回收利用、渗透补给地下水，构造和谐的水环境。
3、生态住宅小区水资源的综合利用
通过政府引导、小区规划,建设过程中的配套设施等同时建设,小区居民的积极参与,资源循环利用型的生态小区将呈现在我们面前:即小区内产生的雨水和废水经过适当处理,一些被用户冲厕重新利用,一些用于污水源热泵的水源,作为居民采暖、制冷和热水的资源,一些用于小区绿化灌溉和道路冲洗。在住宅小区内实现了水资源的零排放和全利用。节能、节水、治污生态小区资源的循环利用不但节约了水资源,充分合理利用小区垃圾为小区居民提供了更多资源和能源,而且治理了污染,美化了环境。
4、 结语
建设生态住宅小区,利用水的可循环规律,建设水资源的收集、回收与处理系统,强化和提升水的循环,深层次开发利用水可循环的特点,一方面是解决城市用水供需矛盾的根本途径,另一方面也是确保减少城市水土流失和促进城市生态环境建设的重要措施。在高新技术的支撑下,在法律法规等的保障下,充分利用雨水、污水以及中水回用,将成为一条更符合自然规律的崭新的水资源综合利用模式,将大大推动生态住宅小区的发展,也将大大推动城市生态环境建设的步伐。
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