陳瑋軍

摘 要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市的各類建筑物不斷朝著高度與復(fù)雜度上發(fā)展，萬一發(fā)生火災(zāi)后，建筑物內(nèi)人員及時(shí)疏散的難度極大，給建筑消防帶來了新的挑戰(zhàn)，水資源在其中起到重要作用。本文嘗試探討中水回用技術(shù)在建筑消防中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：中水回用；建筑消防；回用技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU991.57 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）16-0191-02

我國(guó)是世界上13個(gè)貧水國(guó)家之一，而且人均水資源在逐漸下降，現(xiàn)在人均占有水資源僅為2100m3，人均占有量?jī)H為世界平均水平的1/4，16省人均水量低于重度缺水線，部分北方地區(qū)甚至低于最低限，靠本地水已難維系生態(tài)需求。而跨流域調(diào)水不能解決水資源短缺的根本性問題，根據(jù)水利部《全國(guó)水資源綜合規(guī)劃》，到2030年，考慮南水北調(diào)因素，沿海地區(qū)年缺水量仍將達(dá)到214億立方米。

城市貧水狀況更為嚴(yán)峻：據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)660個(gè)城市中有330多個(gè)城市不同程度缺水，其中嚴(yán)重缺水的城市達(dá)108個(gè)，在32個(gè)百萬人口以上的大城市中，就有30個(gè)城市長(zhǎng)期受缺水的困擾。由于水資源的不足，我國(guó)城市工業(yè)每年損失達(dá)數(shù)千億元。水的回用是環(huán)境保護(hù)和水污染治理的重要途徑。在我國(guó)建筑消防用水方面同樣存在水源不足的問題，各地發(fā)生的嚴(yán)重火災(zāi)在事后分析原因發(fā)現(xiàn)，本來能夠及時(shí)撲滅的大火很多都因?yàn)橄浪磫栴}而得不到及時(shí)的處理，建筑消防水源成為消防中的一大難題。因此，探究建筑消防如何應(yīng)用中水回用具有實(shí)際意義。

1 中水水源及其雜用水水質(zhì)

“中水”一詞是相對(duì)于上水（給水）、下水（排水）而言的。將生活污水等作為水源，經(jīng)過相應(yīng)處理后作雜用水，其水質(zhì)指標(biāo)處于上水和下水之間，故稱作中水，所對(duì)應(yīng)的的技術(shù)叫做中水技術(shù)。對(duì)于淡水資源相對(duì)缺乏，城市供水相對(duì)不足的缺水地區(qū)，應(yīng)用中水技術(shù)既能節(jié)約水源，又能將污水變廢為寶，是解決水污染問題的重要途徑，也是值得國(guó)家在各省市各地區(qū)重點(diǎn)推廣的新技術(shù)、新工藝。

中水水源可包括：沐浴排水、盥洗排水、廚房排水、洗衣排水、廁所排水等生活污水、城市污水廠二沉池出水等。工業(yè)污水、醫(yī)院污水、放射性污水、公共食堂污水、餐廳污水不能作為中水水源。

目前我國(guó)中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)有：《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ25.1-89，新標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為CJ/T48-1999）、《生活雜用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)法》（CJ25.2-89）、《再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/T95-2000）等。中水作為生活雜用水，其水質(zhì)必須滿足以下基本條件：衛(wèi)生上可靠安全，沒有有害物質(zhì)，其重要的衡量指標(biāo)有細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群數(shù)、懸浮物量、BOD、COD等；外觀上無讓人不悅的感覺，其重要的衡量指標(biāo)有濁度、色度、臭氣、表面活性劑和油脂等；不會(huì)嚴(yán)重腐蝕設(shè)備和管道，不引起維護(hù)管理方面的難題，主要涉及pH、硬度、溶解性固體等。

2 中水回用技術(shù)

為了將生活污水等處理成為符合中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水，至少要分三個(gè)階段進(jìn)行處理：首先是預(yù)處理，通過格柵以及調(diào)節(jié)池，去除掉污水中的固體雜質(zhì)和均勻水質(zhì)；其次是主處理，去除掉污水中的溶解性有機(jī)物；最后是后處理，通過消毒處理等手段對(duì)出水進(jìn)行深度處理，保證出水達(dá)到中水標(biāo)準(zhǔn)。中水處理采用哪種工藝流程要參考中水水源和中水的用途。

中水回用處理工藝。中水回用常用傳統(tǒng)處理技術(shù)包括生物法和物化法。其中，中水回用常規(guī)處理工藝中，常用的生物處理方法有生物接觸氧化法、活性污泥法等；常見的物化處理方法有混凝沉淀、過濾、活性炭吸附、深度消毒（紫外、氯氣、臭氧或二氧化氯等）等方法。單一的水處理方法較難達(dá)到回用水水質(zhì)的要求，所以中水回用需將不同污水處理技術(shù)進(jìn)行組合深度處理污水。中水處理流程可分為以下幾種：首先，以物化方法處理為主，適用于Ⅰ類和Ⅱ類污水，其處理流程為原水→格柵→調(diào)節(jié)池→混凝處理→過濾→消毒→中水；其次，以生化方法處理為主，適用于Ⅰ類和Ⅱ類污水，其流程為原水→格柵→調(diào)節(jié)池→一段生物處理→沉淀→過濾→消毒→中水；再次，二段生化處理，適用于Ⅱ類和Ⅲ類污水，其流程為原水→格柵→調(diào)節(jié)池→—段生物處理→沉淀→二段生物處理→沉淀→過濾→消毒→中水；最后，物化+生化處理，適用于Ⅱ類和Ⅲ類污水，其流程為原水→格柵→調(diào)節(jié)池→混凝或氣浮→沉淀→生物處理→沉淀→過濾→消毒→中水。

膜生物反應(yīng)器MBR工藝，該工藝是將生物處理與膜分離技術(shù)相結(jié)合得到的一種高效污水處理新工藝。近年來，城市污水和工業(yè)廢水的處理常常應(yīng)用該工藝，MBR工藝在中水回用處理中應(yīng)用也十分廣泛。它的優(yōu)點(diǎn)是出水的水質(zhì)良好，不會(huì)產(chǎn)生衛(wèi)生問題，感官性狀佳，同時(shí)處理流程簡(jiǎn)單、占地少、運(yùn)行穩(wěn)定、易于管理且適應(yīng)性強(qiáng)，但投資費(fèi)用相對(duì)較高，存在技術(shù)壁壘。由于面臨水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高以及可利用建設(shè)用地面積日益減少的雙重壓力，近年來，我國(guó)MBR市場(chǎng)正在加速成長(zhǎng)，至2014年底，我國(guó)已有近100座規(guī)模超1萬m3/d的MBR工程投入運(yùn)行，并出現(xiàn)了近20座超10萬m3/d處理規(guī)模的MBR工程。MBR工藝在我國(guó)市政領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用，2014年底投入運(yùn)行的MBR工程累計(jì)處理能力近350萬m3/d。

CASS工藝。CASS（Cyclic Activated Sludge System）是在SBR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即在SBR的進(jìn)水端增加了一個(gè)生物選擇器，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水，間歇排水。自界外污水渠來的污水由地下管道接入，重力流進(jìn)入格柵槽，經(jīng)粗格柵除污機(jī)除去大粒徑漂浮物后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，由調(diào)節(jié)池提升泵提升至細(xì)格柵槽，然后自流至室外沉砂池，砂水分離，而后自流至CASS生化反應(yīng)池，污水在這里發(fā)生缺氧（攪拌）反應(yīng)，再經(jīng)好氧（曝氣）反應(yīng)除去有機(jī)物，隨后經(jīng)硝化、反硝化處理氨氮和磷，最后經(jīng)過沉淀、排水和閑置工序形成完整的一個(gè)周期的處理流程。生物選擇器的設(shè)置，能夠有效地抑制絲狀菌的生長(zhǎng)和繁殖，阻礙污泥膨脹，提升系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

CASS工藝對(duì)于降解污染物是推流過程，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)、沉淀、排水功能，是一個(gè)“好氧—缺氧—厭氧”交替反復(fù)運(yùn)行的過程，具有一定程度的脫氮除磷效果。與傳統(tǒng)的活性污泥法比較，CASS工藝有建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用低、有機(jī)物去除效果好、出水的水質(zhì)好、管理運(yùn)行上簡(jiǎn)易可靠、污泥產(chǎn)量低、性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。CASS工藝的設(shè)計(jì)參數(shù)包括：污泥負(fù)荷0.1～ 0.2kgBOD5/（kgMLSSd），污泥齡15～30天，水力停留時(shí)間12小時(shí)，工作周期4小時(shí)，在高濃度污水的處理回用過程中，CASS工藝的優(yōu)越性更加明顯。endprint

3 中水回用在城市建筑消防中的應(yīng)用

3.1 水源缺乏是城市消防給水面臨的主要問題

水仍然是我國(guó)目前應(yīng)用最廣泛的滅火劑，我國(guó)城市消防水源主要分三大類：最重要的消防水源是我國(guó)城市給水管網(wǎng)上設(shè)置的固定消火栓；輔助消防水源有消防水池、水井、水庫(kù)等人工水體，以及河流、湖泊、溪流等天然水體。缺水將直接導(dǎo)致城市消防用水失去可靠的保障，一旦發(fā)生重大火災(zāi)事故，消防用水不足將使消防部門陷于被動(dòng)，大大增加了撲救難度，造成人民生命安全和財(cái)產(chǎn)的損失。消防用水對(duì)水的質(zhì)量并無特殊要求，利用中水來滿足我國(guó)城市消防供水的需要，解決我國(guó)目前城市消防供水水壓偏低，水源不足、無法保證火場(chǎng)使用的問題，是我國(guó)城市消防供水的新解決途徑，對(duì)于環(huán)境保護(hù)和水污染治理都具有重要意義，是我國(guó)未來城市消防供水的重要發(fā)展方向。

3.2 中水用作我國(guó)建筑消防水源的可行性分析

3.2.1 水質(zhì)問題

從消防的實(shí)際意義上看，用于撲救火災(zāi)的水體都可以用來做消防水源。消防規(guī)范中明確規(guī)定：消防用水可由給水管網(wǎng)、天然水源或消防水池供給。深入研究《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ25.1-89）與《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-85）可以發(fā)現(xiàn)，中水水質(zhì)與生活飲用水水質(zhì)的主要差異是中水的BOD5和CODCr等有機(jī)物指標(biāo)相對(duì)較高，但仍然優(yōu)于大部分自然水源，因此，將中水應(yīng)用于消防，水質(zhì)并不影響。

考慮到消防系統(tǒng)在平時(shí)均要充滿水，需要充分驗(yàn)證中水是否會(huì)對(duì)消防系統(tǒng)的管道和設(shè)備造成危害，中水和普通自來水作靜置對(duì)比試驗(yàn)的結(jié)果顯示，經(jīng)長(zhǎng)期靜置后，中水和自來水的濁度、色度、總大腸菌群數(shù)、氨氮、細(xì)菌總數(shù)等各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)的變化量無明顯差異?？梢缘贸鼋Y(jié)論，在無其他污染的情況下，中水水質(zhì)相對(duì)于普通自來水不會(huì)快速惡化。據(jù)研究，中水一般屬于輕度腐蝕性。通過開展金屬腐蝕試驗(yàn)結(jié)果表明，普通鋼管和鍍鋅鋼管平均腐蝕率分別為0.134mm/a和0.05mm/a。由腐蝕判別標(biāo)準(zhǔn)可以判斷，當(dāng)金屬腐蝕速率低于0.13mm/a時(shí)就接近于不腐蝕。因此，當(dāng)消防系統(tǒng)管道采用鍍鋅鋼管時(shí)，中水對(duì)消防系統(tǒng)管道幾乎不會(huì)產(chǎn)生危害。因此，從水質(zhì)方面講，中水作為建筑消防水源是可行的。

3.2.2 工程技術(shù)問題

從工程技術(shù)層面上講，中水作為建筑消防水源最大的問題是安全防護(hù)問題。在以往的設(shè)計(jì)中，消防用生活用水作為水源，生活用水和消防水可以直接連通。為了保障居民生活用水的安全可靠，當(dāng)中水作為消防水源時(shí)，消防用水與生活用水之間不可以直接連通，包括設(shè)有止回閥、穩(wěn)壓泵等設(shè)施的管路連接等各種形式都是不被允許的。因此，在設(shè)計(jì)中可以考慮通過應(yīng)用技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)消防用水和生活用水分離的要求，比如在設(shè)計(jì)時(shí)將消防水箱與中水箱合并，當(dāng)中水系統(tǒng)沒有設(shè)置中水箱時(shí)，可以考慮單獨(dú)設(shè)置消防水箱的方法。因此，通過采取一定的技術(shù)手段，可以保障居民生活用水不受影響，并同時(shí)滿足消防用水的需求，可以說中水作為建筑消防水源在工程技術(shù)上也是可行的。

3.3 相關(guān)配套設(shè)施——消防水鶴

中水用于建筑消防可配套使用消防水鶴，它是專為消防車加水的設(shè)備，普通的城市市政消火栓直徑一般為65mm，在保證壓力的前提下，加水能力為10L/s，為10噸的消防車加滿水需17分鐘，若用直徑為150mm的水鶴，加滿10噸的消防車只用45s即可。相對(duì)于普通市政地下消火栓，水鶴節(jié)約了大量的時(shí)間。此外，水鶴系統(tǒng)環(huán)?？箖?、無滲漏、無污染，沙土回填后還能節(jié)省空間，7到8天便可以施工完畢，易維護(hù)、使用壽命不小于50年。

縮短加水時(shí)間保證火場(chǎng)用水，對(duì)火場(chǎng)撲救的意義是非常重大的，水鶴的應(yīng)用將極大的提高火場(chǎng)的撲救能力，縮短火災(zāi)的撲救時(shí)間，減少火災(zāi)帶來的人民和財(cái)產(chǎn)危害。在我國(guó)城市消防供水系統(tǒng)中安裝配套適當(dāng)數(shù)量的水鶴，將可以有效滿足提高消防車加水速度的要求，節(jié)省大量的加水時(shí)間?？稍谥兴到y(tǒng)的主管道每隔2公里設(shè)置一個(gè)水鶴，達(dá)到每個(gè)消防水鶴供水覆蓋面積接近4km2的目的。而城市消火栓一般是在主干道上每隔120m設(shè)置一個(gè)，這樣每平方公里至少要設(shè)置40個(gè)消防栓左右。與此同時(shí)，水鶴在維修、管理、冬季保溫、漏水損失等多個(gè)方面，都有著顯而易見的優(yōu)勢(shì)。綜上所述，我國(guó)城市新區(qū)的市政建設(shè)，可考慮設(shè)置配備獨(dú)立的中水消防供水系統(tǒng)，設(shè)置消防管道合理的管徑，以此來保證供水壓力。同時(shí)布置大口徑的水鶴，充分保證城市消防給水的需要。

4 中水回用存在的一些問題

雖然中水技術(shù)在建筑消防方面有著相對(duì)重要作用，但仍有諸多問題值得深入研究和探討，主要包括以下幾個(gè)方面：首先，水質(zhì)水量相對(duì)不夠穩(wěn)定，涉及到的居民用戶不能夠放心使用。這主要是由于個(gè)別工藝和設(shè)備保證不了項(xiàng)目需求，實(shí)現(xiàn)不了預(yù)期效果，同時(shí)現(xiàn)階段的系統(tǒng)運(yùn)行管理水平有待提高，造成一旦發(fā)現(xiàn)問題可能得不到及時(shí)解決，從而影響水質(zhì)水量；其次，中水回用設(shè)施的設(shè)計(jì)規(guī)模得不到充分發(fā)揮，導(dǎo)致其運(yùn)行和管理成本提高，不能真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能與節(jié)水；再次，中水回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)過高，甚至一些指標(biāo)與飲用水水質(zhì)指標(biāo)相同，對(duì)中水技術(shù)的推廣和普及造成了一定的阻礙；最后，我國(guó)廣大居民對(duì)中水的可靠性和安全性還存在不同程度的顧慮，甚至誤解。

5 結(jié)語

總的來說，中水回用技術(shù)對(duì)于環(huán)境保護(hù)和污水治理具有重要意義，它能夠?qū)⑽鬯厥绽茫档团盼哿?，從而降低污水?duì)環(huán)境的負(fù)面影響和污水處理的負(fù)荷，達(dá)到了節(jié)能節(jié)水的目的。處理后的水回用于建筑中，還可以充分降低對(duì)水資源的開采和過度使用。只要我們能夠按照正確合理的方式設(shè)計(jì)和布置中水回用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)過程的管理和運(yùn)行，用最小的構(gòu)建成本發(fā)揮最大的環(huán)境效益，中水技術(shù)將具有十分廣闊的前景。

城市消防關(guān)系到國(guó)家發(fā)展和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，時(shí)刻面臨城市火災(zāi)的威脅和隱患，我國(guó)應(yīng)當(dāng)不斷完善和改進(jìn)城市消防設(shè)施，為防止和治理火災(zāi)創(chuàng)造條件保障和政策支持。城市消防規(guī)劃指導(dǎo)著城市消防設(shè)施的建設(shè)，其中城市消防供水設(shè)施的建設(shè)更是不可或缺的重要組成部分。中水作為建筑消防水源，它的水質(zhì)可以完全滿足城市消防需求，用消防系統(tǒng)的管道采用鍍鋅鋼管時(shí)，中水對(duì)消防系統(tǒng)幾乎不會(huì)產(chǎn)生危害。

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