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【摘要】随着城市化和工业化加速推进，我国部分地区現有供水设施规模、供水水质难以满足发展需求。工程性缺水较为突出，而且污水处理设施建设不足，污水管网建设相对滞后，区域布局不平衡，污泥处理规模水平尚需提高，雨水收集及排放系统不足。本文主要对建筑施工污水自动控制循环利用技术。
【关键词】建筑施工；污水；来源；自动控制；循环利用
基于以上水资源特点，出于水资源保护和循环利用的原则，建筑工程施工中采用自动控制的污水收集和处理技术，可以将施工现场的各种污水经过处理后循环利用于消防用水、混凝土养护用水、厕所冲洗、绿化浇灌等用途。
1、施工现场污水来源分析
建筑施工现场的污水来源主要有三种：1.雨水；2.基坑降排水；3.冲洗养护废水。雨水具有季节性特点，雨季多而其他季节少，单次降雨会得到大量雨水，无雨时则无水可用。基坑降排水在高层建筑的深基坑中十分常见，降水通常要持续进行到基坑回填完成。在没有使用污水循环利用系统施工场地，冲洗和养护用水主要取自市政管网自来水，废水的产生基本伴随主体结构整个施工过程。
由于天然雨水具有硬度低，污染物少等优点，因此它是污水循环利用首要来源，对其收集及净化工艺需要深度设计。
2、施工现场用水需求分析
施工现场用水贯穿整个项目的生产周期，各个生产环节对水资源的需求量极大。将施工现场的各种污水经过适当处理后形成中水，可循环利用于以下几个方面。
（1）绿化浇灌：项目部内种植各类绿化植物，中水可用于灌溉、涵养植物。
（2）混凝土养护用水：试块的养护伴随着主体结构的整个施工过程，养护水体水质要求不高，同样可利用中水作为养护用水。
（3）消防用水：消防安全是项目施工过程管控的重要环节，各类消防安全设施布置合理分布在整个施工现场，对于水的需求量极大，可将中水接入专用消防水管，使用中水作为储备的消防用水。
（4）环境卫生：中水可利用于楼道拖地、办公生活区场地冲洗、洗车场冲洗、厕所冲洗用水以及装修后外墙玻璃的清洗等方面。
3、循环用水系统设计
对于污水收集方法，可结合现场实际，因地制宜，提出合适的收集方案。
方案一：地势平坦场地利用地下室消防水池或集水井做蓄水池。
当施工现场自然地面两端高差不大且地下室设置消防水池时，在地下室完工之后，修建导流明渠使污水按照指定路径经过污水处理池后流进消防水池或集水井备用。
方案二：高差较大场地使用移动式玻璃钢水箱收集污水。
对于施工场地高差较大的，可以在场地较低处放置可移动式钢制水池作为污水净化处理池，利用重力将污水引入污水处理池中，根据具体情况选择埋置型、半埋型或地上型玻璃钢水箱。
根据施工现场场地特点，环绕现场修建导流明渠，选择适当的污水收集方案，按需要布置供水管线，构建高效的循环用水系统。
4、自动控制污水利用系统工艺流程
经过综合净水经验以及工程特点的分析，我们得出了以下比较合理的自动控制污水利用系统工艺流程，如下图所示。
5、污水处理工艺技术
污水净化工艺应根据收集的污水水质与用水水质标准及用水量来确定。因为工程用水水质要求不高，一般采用较为简单的物理方法对污水进行处理。
污水进入沉淀池，经过适当时间进行沉淀后，悬浮物等杂质分离，污水经过简单过滤后进入反应池。由于污水中生物需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）以溶解性为主，简单过滤对BOD、COD等溶解性物质去除效果不明显。为去除以上溶解物，投入适当剂量的混凝剂对水体进行处理。混凝剂一般采用聚合氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等，通过现场试验，发现聚合氯化铝（即PAC）处理溶解物效果最为显著。该产品具有净水效果好，净水速度快，安全性高，不产生二次污染，属绿色环保产品。同时产品以具有吸附能力的天然材料为原料，具有极强的净化效果，可除去水中的重金属及悬浮颗粒，处理原水不受水温，pH值的影响，使用范围广，处理后的水透明度极高，且氯离子含量符合饮用水标准，不会对钢筋混凝土结构产生侵蚀作用，可循环回用。
因此，在反应池上使用PAC自动投药装置，投放剂量约为30～50Kg/千吨水，快速去除污水中的溶解物质，使中水达到水质标准。使用自动加药装置是以计量泵为主要投加设备、将溶药箱、搅拌器、加药装置、电力控制系统等按工艺流程需要组装在一个公共平台上，形成一个模块，按需要将定量的药剂放入搅拌溶液箱内进行搅拌溶解，溶解完毕后再通过计量泵送至投加点的工作过程，加药量的大小由下文自动控制系统实现按需调节。同时，为了提高污水处理效率，建立沉淀、反应、过滤一体化水池，最后，经过PAC反应后的水体进入过滤池后，通过砂滤-膜滤处理工艺，去除较为微细的颗粒，最后形成可回用的中水，供给各类施工用途。
6、自动控制系统匹配
了解污水的特性、用水的需求，对于污水的收集、处理、循环利用的技术管理与控制具有重要的意义。
为了表征污水处理后水质的效果，规定了一些水质指标，如悬浮物、浊度、PH值、生物需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）等。通过控制水质指标，实现污水处理循环再用。
通过配备计算机编程技术以及各类检测仪器，建立循环利用污水自动控制系统。自控系统采用进口和国产设备及电器结合，设计和编程考虑主要设备的自动运行，在保证可靠的前提下尽可能节约成本。通过对系统主要设备的选型，可使其造价比国内同类型系统价格有较大幅度的降低。
此外，建立该系统对于对污水回用处理过程中的数据可进行采集和定时存贮，根据需要可查询任意时刻各种设备的故障记录及仪表的历史记录，且对历史数据进行一定的分析。
目前可编程控制器（PLC）的种类有很多，如欧姆龙的CPM2A系列、西门子公司的S7200系列和S7300系列、A-B Rockwell公司及三菱公司的产品等。结合现场实际，综合各类因素，选用性价比最高欧姆龙公司的CPM2A系列。它具有处理速度可满足系统要求、基本指令丰富、程序易于修改、维护工作量小、网络组态容易等特点。 监控软件是在Delphi软件的基础上进行编程，该软件可使系统维护人员在极短时间掌握，其性能在国内许多企业已经得到应用检验。此外，该软件获得技术支持容易，其性能完全满足本系统需要，而价格却比其它同类型软件要低。
通过建立该系统，能够自动控制进水泵、过滤泵、加压泵、加药装置等设备的启动、运行和停止及不正常运行时的报警等。同时监控污水回用处理的整个过程，实时监测进出水水质的主要指标悬浮物、浊度、ph值等；当各工艺阶段的水质指标达不到预定目标时，可由计算机自动适时调整运行参数，使出水水质可达到中水回用标准，可经济、安全、可靠地实现系统处理运行和水质监测的自动化。
7、技术要点
根据自动控制的污水收集和处理技术特点，归纳总结主要有下列几项关键技术及技术创新点：
①施工现场零能耗的重力式污水收集系统设置技术；根据施工场地大小和地势高低，应用不同方案用于施工现场污水的收集。
②现场自动控制系统实现处理污水的抽取和排放，抽取的污水在简易混合器内与集成PAC（聚合氯化铝）自动投药装置投加的药剂混合后，进入沉淀过滤池内实现全自动处理后作中水用途。
③通过配备计算机编程技术以及各类检测仪器，建立循环利用污水自动控制系统，监控污水回用处理的整个过程，实时监测进出水水质的主要指标，适时调整运行参数，使出水水质可达到中水回用标准，可经济、安全、可靠地实现系统处理运行和水质监测的自动化。
8、经济社会效益
建立以保护水资源、合理利用污水为核心目的的自动控制污水收集和处理系统，对于我国目前很多地区出现的水资源匮乏、污水利用效率低的现状起到了极大的改善作用，不仅减少了对市政水源的浪费，还将施工场界内的污水当成资源利用起来，节约施工成本，另一方面也减少了污水向场外的排放，降低了建筑施工對周围环境的压力。同时，它的推广应用对于促进绿色施工的发展有一定的意义。
参考文献：
[1]张继方，常同举.关于污水处理中自动控制系统的应用分析[J].建筑工程技术与设计，2016（12）.
[2]田鑫.污水处理中自动化控制的应用[J].建筑工程技术与设计，2015（18）.
作者简介：
刘熙，广州协安建设工程有限公司，广东广州。
【关键词】建筑施工；污水；来源；自动控制；循环利用
基于以上水资源特点，出于水资源保护和循环利用的原则，建筑工程施工中采用自动控制的污水收集和处理技术，可以将施工现场的各种污水经过处理后循环利用于消防用水、混凝土养护用水、厕所冲洗、绿化浇灌等用途。
1、施工现场污水来源分析
建筑施工现场的污水来源主要有三种：1.雨水；2.基坑降排水；3.冲洗养护废水。雨水具有季节性特点，雨季多而其他季节少，单次降雨会得到大量雨水，无雨时则无水可用。基坑降排水在高层建筑的深基坑中十分常见，降水通常要持续进行到基坑回填完成。在没有使用污水循环利用系统施工场地，冲洗和养护用水主要取自市政管网自来水，废水的产生基本伴随主体结构整个施工过程。
由于天然雨水具有硬度低，污染物少等优点，因此它是污水循环利用首要来源，对其收集及净化工艺需要深度设计。
2、施工现场用水需求分析
施工现场用水贯穿整个项目的生产周期，各个生产环节对水资源的需求量极大。将施工现场的各种污水经过适当处理后形成中水，可循环利用于以下几个方面。
（1）绿化浇灌：项目部内种植各类绿化植物，中水可用于灌溉、涵养植物。
（2）混凝土养护用水：试块的养护伴随着主体结构的整个施工过程，养护水体水质要求不高，同样可利用中水作为养护用水。
（3）消防用水：消防安全是项目施工过程管控的重要环节，各类消防安全设施布置合理分布在整个施工现场，对于水的需求量极大，可将中水接入专用消防水管，使用中水作为储备的消防用水。
（4）环境卫生：中水可利用于楼道拖地、办公生活区场地冲洗、洗车场冲洗、厕所冲洗用水以及装修后外墙玻璃的清洗等方面。
3、循环用水系统设计
对于污水收集方法，可结合现场实际，因地制宜，提出合适的收集方案。
方案一：地势平坦场地利用地下室消防水池或集水井做蓄水池。
当施工现场自然地面两端高差不大且地下室设置消防水池时，在地下室完工之后，修建导流明渠使污水按照指定路径经过污水处理池后流进消防水池或集水井备用。
方案二：高差较大场地使用移动式玻璃钢水箱收集污水。
对于施工场地高差较大的，可以在场地较低处放置可移动式钢制水池作为污水净化处理池，利用重力将污水引入污水处理池中，根据具体情况选择埋置型、半埋型或地上型玻璃钢水箱。
根据施工现场场地特点，环绕现场修建导流明渠，选择适当的污水收集方案，按需要布置供水管线，构建高效的循环用水系统。
4、自动控制污水利用系统工艺流程
经过综合净水经验以及工程特点的分析，我们得出了以下比较合理的自动控制污水利用系统工艺流程，如下图所示。
5、污水处理工艺技术
污水净化工艺应根据收集的污水水质与用水水质标准及用水量来确定。因为工程用水水质要求不高，一般采用较为简单的物理方法对污水进行处理。
污水进入沉淀池，经过适当时间进行沉淀后，悬浮物等杂质分离，污水经过简单过滤后进入反应池。由于污水中生物需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）以溶解性为主，简单过滤对BOD、COD等溶解性物质去除效果不明显。为去除以上溶解物，投入适当剂量的混凝剂对水体进行处理。混凝剂一般采用聚合氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等，通过现场试验，发现聚合氯化铝（即PAC）处理溶解物效果最为显著。该产品具有净水效果好，净水速度快，安全性高，不产生二次污染，属绿色环保产品。同时产品以具有吸附能力的天然材料为原料，具有极强的净化效果，可除去水中的重金属及悬浮颗粒，处理原水不受水温，pH值的影响，使用范围广，处理后的水透明度极高，且氯离子含量符合饮用水标准，不会对钢筋混凝土结构产生侵蚀作用，可循环回用。
因此，在反应池上使用PAC自动投药装置，投放剂量约为30～50Kg/千吨水，快速去除污水中的溶解物质，使中水达到水质标准。使用自动加药装置是以计量泵为主要投加设备、将溶药箱、搅拌器、加药装置、电力控制系统等按工艺流程需要组装在一个公共平台上，形成一个模块，按需要将定量的药剂放入搅拌溶液箱内进行搅拌溶解，溶解完毕后再通过计量泵送至投加点的工作过程，加药量的大小由下文自动控制系统实现按需调节。同时，为了提高污水处理效率，建立沉淀、反应、过滤一体化水池，最后，经过PAC反应后的水体进入过滤池后，通过砂滤-膜滤处理工艺，去除较为微细的颗粒，最后形成可回用的中水，供给各类施工用途。
6、自动控制系统匹配
了解污水的特性、用水的需求，对于污水的收集、处理、循环利用的技术管理与控制具有重要的意义。
为了表征污水处理后水质的效果，规定了一些水质指标，如悬浮物、浊度、PH值、生物需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）等。通过控制水质指标，实现污水处理循环再用。
通过配备计算机编程技术以及各类检测仪器，建立循环利用污水自动控制系统。自控系统采用进口和国产设备及电器结合，设计和编程考虑主要设备的自动运行，在保证可靠的前提下尽可能节约成本。通过对系统主要设备的选型，可使其造价比国内同类型系统价格有较大幅度的降低。
此外，建立该系统对于对污水回用处理过程中的数据可进行采集和定时存贮，根据需要可查询任意时刻各种设备的故障记录及仪表的历史记录，且对历史数据进行一定的分析。
目前可编程控制器（PLC）的种类有很多，如欧姆龙的CPM2A系列、西门子公司的S7200系列和S7300系列、A-B Rockwell公司及三菱公司的产品等。结合现场实际，综合各类因素，选用性价比最高欧姆龙公司的CPM2A系列。它具有处理速度可满足系统要求、基本指令丰富、程序易于修改、维护工作量小、网络组态容易等特点。 监控软件是在Delphi软件的基础上进行编程，该软件可使系统维护人员在极短时间掌握，其性能在国内许多企业已经得到应用检验。此外，该软件获得技术支持容易，其性能完全满足本系统需要，而价格却比其它同类型软件要低。
通过建立该系统，能够自动控制进水泵、过滤泵、加压泵、加药装置等设备的启动、运行和停止及不正常运行时的报警等。同时监控污水回用处理的整个过程，实时监测进出水水质的主要指标悬浮物、浊度、ph值等；当各工艺阶段的水质指标达不到预定目标时，可由计算机自动适时调整运行参数，使出水水质可达到中水回用标准，可经济、安全、可靠地实现系统处理运行和水质监测的自动化。
7、技术要点
根据自动控制的污水收集和处理技术特点，归纳总结主要有下列几项关键技术及技术创新点：
①施工现场零能耗的重力式污水收集系统设置技术；根据施工场地大小和地势高低，应用不同方案用于施工现场污水的收集。
②现场自动控制系统实现处理污水的抽取和排放，抽取的污水在简易混合器内与集成PAC（聚合氯化铝）自动投药装置投加的药剂混合后，进入沉淀过滤池内实现全自动处理后作中水用途。
③通过配备计算机编程技术以及各类检测仪器，建立循环利用污水自动控制系统，监控污水回用处理的整个过程，实时监测进出水水质的主要指标，适时调整运行参数，使出水水质可达到中水回用标准，可经济、安全、可靠地实现系统处理运行和水质监测的自动化。
8、经济社会效益
建立以保护水资源、合理利用污水为核心目的的自动控制污水收集和处理系统，对于我国目前很多地区出现的水资源匮乏、污水利用效率低的现状起到了极大的改善作用，不仅减少了对市政水源的浪费，还将施工场界内的污水当成资源利用起来，节约施工成本，另一方面也减少了污水向场外的排放，降低了建筑施工對周围环境的压力。同时，它的推广应用对于促进绿色施工的发展有一定的意义。
参考文献：
[1]张继方，常同举.关于污水处理中自动控制系统的应用分析[J].建筑工程技术与设计，2016（12）.
[2]田鑫.污水处理中自动化控制的应用[J].建筑工程技术与设计，2015（18）.
作者简介：
刘熙，广州协安建设工程有限公司，广东广州。