第四节 建筑中水系统工程图识读
一、建筑中水工程系统概述
1.中水工程及中水系统的分类
中水工程是指以生活污水作为水源，经过适当处理后回用于建筑物或居住小区，作为杂用水的供水系统。对于淡水资源缺乏、城市供水严重不足的缺水地区，采用中水技术既能节约水资源，又可使污水无害化，是开源节流、防治污染的重要途径。
（1）建筑小区中水按用途分类
①冲厕中水，主要用于小区及建筑内部的中水用水，如冲洗厕所的大便器、小便器（槽）等。
②绿化中水，主要用于小区的浇洒绿地和树木等的绿化用水。
③消防中水，主要用于小区及建筑内部消火栓系统及自动喷水灭火系统等消防用水。
④冲洗汽车中水，主要用于汽车冲洗用水。
（2）中水系统按服务范围分类
中水系统根据其服务范围分为建筑中水系统、小区中水系统和城镇中水系统。
建筑中水系统是指单幢或相邻建筑物所形成的中水系统，系统框图见图1-25。建筑中水系统适用于建筑内部的排水系统采用分流制的情况，生活污水单独排放入城市排水管网或化粪池。水处理设施在地下室或邻近建筑物的外部。建筑内部采用分质供水方式，即管道系统分为生活饮用水管网和中水供水管网。目前，建筑中水系统主要在宾馆、饭店等公共建筑中应用。
图1-25 建筑中水系统框图
小区中水系统的中水原水，取自居住小区内各建筑物排放的污废水。可根据居住小区所在城镇排水设施的完善程度，确定小区排水系统，居住小区排水系统与建筑内部排水系统相互配套。目前，采用中水处理系统的居住小区，多采用分流制，为降低中水处理成本一般以杂排水为中水水源。居住小区和建筑内部供水管网采用分质给水方式，即采用生活饮用水和杂用水两套管路配水系统。此系统多用于居住小区、厂区和高等院校等，系统框图见图1-26。
图1-26 小区中水系统框图
图1-27是以城镇的污水厂处理的出水和部分雨水为中水水源，经提升后送到中水处理站，处理达到生活杂用水水质标准后，供本城镇作杂用水使用。城镇中水系统不要求室内外排水系统必须污废水分流，但城镇应有污水处理厂，城市管网采用生活饮用水和杂用水分质的供水系统。
图1-27 城镇中水系统图框
二、中水系统的组成
中水系统由中水原水、中水处理设施和中水供水三部分组成。
1.中水原水
中水原水水质和建筑物排水体系有关，一般选用优质杂用水和杂排水作为中水原水，建筑排水体制多采用分流制。
2.中水处理设施
中水处理设施的设置应根据中水原水的水量、水质和使用要求等因素，经过技术经济比较后确定。中水处理过程可分为预处理、主处理和后处理三个阶段。
（1）预处理
预处理是用来截留大的漂浮物、悬浮物和杂物，其工艺包括格栅或滤网截留、毛发截留、调节水量、调整pH值。物化处理工艺流程见图1-28。
图1-28 物化处理工艺流程
（2）主处理
主处理是指去除水中的有机物、无机物等。常用的处理构筑物有沉淀池、混凝池、生物处理设施、消毒设施等。生物及物化处理相结合的工艺流程见图1-29。
图1-29 生物及物化处理相结合工艺流程
（3）后处理
后处理是对中水供水水质要求很高时进行的深度处理，常用的工艺有过滤、膜分离、活性炭吸附等。膜生物反应器处理工艺流程见图1-30。
图1-30 膜生物反应器处理工艺流程
3.中水供水处理
中水供水系统单独设立，包括配水管网、中水储水池、中水高水位水箱、中水泵站或中水气压给水设备。中水供水系统的供水方式、系统组成、管道敷设方式及水力计算与给水系统基本相同，只是在供水范围、水质、使用等方面有些限定和特殊要求。
（1）合流制集水系统
即将生活污水和生活废水用一套排水管道集流排出的系统。集水系统的立管、支管的设计同建筑内部给水排水系统。集流干管分为室内集流干管和室外集流干管。管道合流制是以全部生活排水为中水水源，容易集取，不需要设置污、废水分流的两套排水管道，因此，可减少管网建设费用。
（2）分流制集水系统
建筑内部排水系统采用分流制，即当建筑内部排水系统分为污水管道和排水管道时，小区中一般有两套排水系统。
分流制管道布置是否合理顺畅与卫生间的位置、卫生器具的布置相关。大便器与洗浴设备一般分侧布置，多层建筑洗浴设备上下对应布置，以便接入单独立管。高层公共建筑的排水管宜在不同墙角敷设以利美观，污废水支管不宜交叉，以免横支管标高降低过大。
（3）原水集水管及附属构筑物
原水集水管及附属构筑物均应防渗、防漏，井盖做“中”字标志。
（4）原水引入处理系统
为了将原水引入处理系统，并将多余水量或事故停运时的原水排入排水系统而不影响原建筑排水系统的使用，即不产生倒灌，中水原水系统应设分流、溢流设施和超越管，其标高应能满足自流排放要求。
三、中水供水系统原理图
中水供水系统的管网系统类型、供水方式、系统组成、管道布置敷设以及水力计算和建筑给水系统基本相同。
1.中水管道设计特殊要求
中水系统在供给范围、水质、使用等方面都有限定和特殊要求。
①中水管道和设备要求。中水供水系统必须独立设置。中水管道、设备及受水器具应按规定着浅绿色，以免引起误用。
②中水管道必须具有耐腐蚀性，因为中水含有余氯和多种盐类，会产生多种生物和电化学腐蚀，应采用塑料管、衬塑复合管和设备，并做好防腐蚀处理，使其表面光滑，易于清洗结垢。
③中水管道不得装设取水嘴，便器冲洗宜采用密闭型设备和器具。绿化、浇洒、汽车冲洗宜采用壁式或地下式的给水栓。
④中水管道根据使用要求应安装计量装置。
2.小区中水给水方式
（1）单设水泵中水给水方式
单设水泵中水给水方式又分恒速泵给水方式和变频调速泵给水方式。
①恒速泵给水方式常为人工控制水泵启闭，水泵运行时，中水管网内有水，水泵停止时则管网内无水，常为定时供水，这种给水方式可用于小区绿化、汽车冲洗等。因绿化、汽车冲洗为定时用水，在用水时启动水泵即可。恒速泵小区中水方式原理见图1-31。
图1-31 恒速泵小区中水方式原理
1—中水池；2—恒速泵；3—小区中水管；4—阀门
②变频调速泵给水方式通过水泵转速的变化来调节管网的输配水量，满足用户用水量要求，它适应于定时用水和不定时用水，如冲厕、绿化、消防、汽车冲洗等，是较好而适用的给水方式。变频调速泵给水方式原理见图1-32。
图1-32 变频调速泵小区中水给水方式原理
1—中水池；2—水泵；3—变频控制装置；4—小区中水管网
（2）气压供水方式
采用气压给水设备的供水方式称气压供水方式。恒速水泵由气压给水设备的压力继电器控制。当气压水罐内气压达到高压时，水泵自动停止，由气压水罐供水；当气压水罐内气压达到低压时，水泵重新启动向管网和气压水罐供水，如此往复运行。这种中水供水方式适应于冲厕、消防、汽车冲洗、绿化等。其原理见图1-33。
图1-33 气压小区中水系统方式原理
1—中水池；2—水泵；3—气压水罐；4—小区中水管网
（3）水泵-水塔中水供水方式
在有条件的建筑小区可以建高位水塔或利用地形建高地水池或在建筑屋顶上设置水箱，既可储存水量，又可安装水位继电器，自动控制水泵的启动运行和停止，以满足小区中水用水要求。修建水箱、水塔或高位水池会增加建造费用，管理上也不方便，但水箱、水塔或高位水池储水量多，适用于设有消防系统或供电不可靠的小区的中水供水系统。水泵-水塔中水供水方式原理见图1-34。
图1-34 水泵-水塔中水供水方式原理图
1—中水池；2—水泵；3—水塔；4—小区中水管网
（4）中水消防用水与其他中水用水合用的中水供水方式
①中水用于消防、绿化、冲洗汽车、冲厕等时，在建筑小区内往往采用统一的中水管网。由于消防用水量大、水压高，需另设中水消防泵。平时启动杂用水（如绿化、冲厕、冲洗汽车）水泵，在消防时启动消防水泵。根据消防规范要求，中水水池内需储存2～3h的消防用水量，水箱或水塔内需储存10min的消防用中水量，且要求消防泵启动后，水泵消防水应直接进入消防管道系统。消防泵启动前，由水塔或水箱供水，消防泵启动后，由于止回阀自动关闭，消防水直接进入到共用管网系统。中水消防用水与其他中水用水的合用中水供水方式的管网一般采用环网布置形式，见图1-35。
图1-35 中水消防用水与其他中水合用的中水供水方式原理
1—中水池；2—其他杂用水水泵；3—消防泵；4—水塔（或水箱）；5—止回阀；6—小区中水管（消防与其他杂用水共用）
②在水塔（水箱）进出水管道上安装快速切断阀，它的控制与消防泵连锁，消防泵启动后，快速切断阀自动关闭，使消防泵输出的消防水迅速进入消防与其他杂用水共用的管网系统，见图1-36。
图1-36 安装有快速切断阀额定消防与其他杂用水的共用给水方式原理
1—中水池；2—其他杂用水水泵；3—消防泵；4—快速切断阀；5—水塔（或水箱）；6—小区中水管网（消防与其他杂用水共用）
四、水量平衡
水量平衡即中水原水量、中水处理量与中水用水量、给水补水量等通过计算、调整，使其达到总量和时序上的稳定和一致。
1.水量平衡措施
为使中水原水量及处理量、中水产出量及中水用量之间保持均衡，使中水供水量与中水用水量在一日中逐时不均匀变化，以及一年内各季的变化得到调节，就必须采取水量平衡措施。调节水量平衡的方法主要有以下几种。
（1）前储存式
即将污水或废水在处理前储存，将不均匀的排水集中起来再经处理设备进行连续稳定的处理。此种方式调节简便，但需要解决污、废水在前储存池的沉淀和厌氧腐败问题。这种方式适用于中水用水集中、用量较大的情况。
（2）预处理后储存（中储存式）
将不均匀的排水经预处理后储存起来，再经深度处理后使用。这种方式适用于预处理设备为批量式初处理设备或耐冲击负荷的设备，以及深度处理与供水联动的设备，中水储存池也常与处理构筑物相结合。
（3）后储存式即储存中水
这种方式适用于间断式处理设备，即收集一定量的污废水进行处理，处理后的水储存于较大的水池（水箱）中供中水用户用水。
（4）自动调节式调节池（箱）
自动调节式调节池（箱）均做得不是很大，利用水位控制处理设备运行，按照随处理随使用的原则进行，不够用时由自来水补充。这种方式适用于排水量比较充足且中水用量比较均匀的情况，但会使部分原水溢流。
（5）前存储后存储并用
前储存后储存并用通常稳妥的方法是设置原水调节池，用来调节原水量与处理量的不均衡；处理后设中水调节池，调节中水量与中水用水量的不均衡。这种水量平衡方式是《建筑中水设计规范》（CECS-3091）明确推荐的方式。
2.水量平衡图
水量平衡图是用图形和数字表示出原水的收集、储存、处理和使用之间水量平衡关系图，如图1-37所示。
图1-37 某大厦水量平衡图
水量平衡图的内容应主要包括以下要素：
①中水原水的生产部位及原水量，建筑的原排水量、储存量、排放量；
②中水处理量及处理消耗量；
③中水各用水点的用量及总用水量；
④中水损耗量和中水储存量；
⑤给水的用量，对中水系统的补给量；
⑥规划范围内的污水排放量、回用量、给水量及其所占比率。