莊玉玲

(撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院建工系，遼寧 撫順 113122)

1 引言

隨著我國高等教育的發(fā)展，各高等院校的辦學(xué)規(guī)模不斷擴(kuò)大，人數(shù)不斷增加，占地面積不斷擴(kuò)大，生活及實(shí)驗(yàn)設(shè)備日益完善，因此用水量逐步上升，已成為城市用水大戶?，F(xiàn)已東北某大學(xué)為例:目前占地面積261 萬m2，建筑面積123 萬m2，綠化面積62 萬m2。博士、碩士、本科生共計(jì)34646 人，教職員工約5000 人，有游泳池一座，容量2100m3，每日補(bǔ)水量105m3。因此，采取節(jié)水措施有重大的社會意義—水資源保護(hù)和經(jīng)濟(jì)意義。

2 節(jié)水措施的研究與應(yīng)用

2.1 采用節(jié)水型衛(wèi)生器具及配水器具

2.1.1 采用真空節(jié)水型沖洗水箱

師生每日最大的用水量之一是沖廁用水量，約占總用水量的40%～50%。原來采用普通沖洗水箱，用水量6/2L(/次)，改用真空節(jié)水型沖洗水箱后，用水量3/1L(/次)。按平均每人每天大便1 次，小便4 次估算，每天節(jié)水量3L+4L=7L(人﹒ d)，全年節(jié)水量q1=7L×34646 人×295 天=7.15 萬m3/年(295=365－70 天，學(xué)校每年放假70 天)。

2.1.2 采用紅外感應(yīng)限流一體化節(jié)水龍頭

教學(xué)樓采用紅外感應(yīng)限流一體化節(jié)水龍頭取代普通水龍頭，通過水表測量，8 座教學(xué)樓每年節(jié)水q2=10.05 萬m3，節(jié)水率32%。

2.1.3 采用空氣膨化節(jié)水型淋浴噴頭

普通噴頭用水量9L/min，節(jié)水型噴頭用水量5L/min，每分鐘節(jié)水量=9－5=4L。

若按平均每人每次洗浴15 分鐘，每生每周一次估算，年節(jié)水量:q3=4L×15 分鐘×33786 人×295 天/7=8.54 萬m3(33786 為住宿人數(shù))。

以上三項(xiàng)措施的年節(jié)水量:Q1= q+q2+q3=7.15+10.05+8.54=25.74 萬m3。

2.2 采用IC 卡計(jì)價器及用水限量收費(fèi)制度

2.2.1 學(xué)校所有浴室均采用IC 卡計(jì)費(fèi)

據(jù)調(diào)查原來每生洗浴用水時間至少20 分鐘，采用IC 計(jì)價后，大多數(shù)縮短為10～15 分鐘，消費(fèi)2～3 元，至少節(jié)約5min 的用水量，淋浴器的額定出水量5L/min，這樣，年節(jié)水量為:5533786(295/7)=3.56 萬m3/年。

2.2.2 洗衣房IC 卡計(jì)價

根據(jù)洗衣房水表計(jì)量統(tǒng)計(jì)，安裝IC 卡計(jì)價器后，每年節(jié)水量約為3.8 萬m3。

2.2.3 開水供應(yīng)采取限量收費(fèi)制

3.2L 水壺0.4 元/壺，每月每生限量31 張水票，超過31 張，每壺0.8 元，實(shí)行限量制后，調(diào)查顯示平均每日減少36%人次打水，8 個開水房年節(jié)水量約為1.15萬m3/年。

以上三項(xiàng)措施的年節(jié)水量:Q2=3.56+3.8+1.15=8.51 萬m3。

3 中水回用措施分析

3.1 中水原水的主要來源及水量

①學(xué)生宿舍的盥洗廢水。對所有宿舍樓排水系統(tǒng)進(jìn)行分水質(zhì)改造，盥洗廢水由單獨(dú)的排水管道排至學(xué)校的中水處理站。水量:811m3/d。

②浴室的洗浴廢水。水量:362m3/d。

③洗衣房洗衣廢水。水量:85m3/d。

④游泳池每日排水。水量:105m3/d。

共計(jì)水量:1363m3/d，因此，采取中水回用措施具有很大的節(jié)水效益。

回用中水主要用于沖廁(570m3/d)及綠化灌溉(600m3/d)。

3.2 原水水質(zhì)參數(shù)

原水水質(zhì)參數(shù)如表1 所示。

3.3 處理工藝流程

采用流程簡單，投資小，運(yùn)行管理方便，技術(shù)成熟的工藝，故處理流程如圖(1)，設(shè)計(jì)日處理量1400m3/d。

3.4 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

①格柵:在進(jìn)水口處設(shè)格柵一臺，以攔截進(jìn)水中較大的固體物。根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算，選用BG8634—5 型機(jī)械格柵，有效寬度345mm，柵條間距5mm，安裝角度α=50°，最大處理量65m3/h，電機(jī)功率120W。

表1 原水水質(zhì)參數(shù)

圖1 中水處理工藝流程

②集水池:因高校排水量不均勻，因此需設(shè)集水池，以保證水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并起一定的初沉作用。容積100m3，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

③毛發(fā)聚集器:為防止進(jìn)水中的毛發(fā)，碎屑堵塞水泵影響葉輪工作，在提升泵前安裝2 臺毛發(fā)聚集器(一用一備)。型號:MF—300，DN300(mm)，H600(mm)

④曝氣調(diào)節(jié)池:為保證后續(xù)接觸氧化工藝的正常運(yùn)行及調(diào)節(jié)水量，設(shè)立了曝氣調(diào)節(jié)池，水利停留時間8 小時，容積V=500m3，曝氣設(shè)備為型號QXB7.5—80 潛水曝氣機(jī)，3 臺，功率7.5kW/臺。

⑤生物接觸氧化池:生物接觸氧化法利用附著在填料上的活性微生物長時間的與原水接觸，可有效地降低BOD，同時還具有脫氮除磷的功能。接觸氧化池有效容積V=140m3，接觸時間t=6 小時，填料為聚丙烯纖維束半軟性填料，填充率P=75%，穿孔管鼓風(fēng)曝氣供氧，氣水比10∶1。選用2 臺WSR50—300 羅茨鼓風(fēng)機(jī)(一用一備)，P=15kW。

⑥石英砂過濾器:用于將生物處理過程中脫落下來的老化生物膜從水中分離出去，降低水中污染物濃度，選用GJA—300 型砂濾器，外形尺寸Φ30284480，濾料高度H=1200mm，濾速8～10m/h。

⑦碳過濾器:進(jìn)一步去除水中懸浮物質(zhì)、有機(jī)物、色度等，降低出水濁度，保證水質(zhì)。型號為GJA—300活性炭過濾器，外形尺寸Φ30286390，濾料高度H=2000mm，濾速8～10m/h。

⑧中水回用池:用于收集和貯存中水，對供水起穩(wěn)壓調(diào)節(jié)作用及提供與消毒劑充分接觸時間。容積V=150m3。

⑨紫外線消毒器:殺滅水中病源微生物。型號SJY—UV60T，功率P=750W。

3.5 出水水質(zhì)

出水水質(zhì)參數(shù)見表2，滿足《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)中用于沖廁、綠化灌溉的標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2 出水水質(zhì)參數(shù)

3.6 經(jīng)濟(jì)效益分析

主要處理構(gòu)筑物及設(shè)備投資:見表3。

設(shè)計(jì)、預(yù)算、工程監(jiān)理等費(fèi)用約13 萬元。

安裝調(diào)試費(fèi)10 萬元，管網(wǎng)工程造價50 萬元。

總投資=182.92+13+10+50=255.92 萬元

運(yùn)轉(zhuǎn)處理費(fèi):電費(fèi)、人工費(fèi)、設(shè)備維護(hù)費(fèi)。合1.10元/噸。年節(jié)水量:Q3=1400m3/d×295(天)=41.3 萬m3(中水處理站每年運(yùn)行295 天)。

自來水水價2.9 元/噸(含污水處理費(fèi))，年節(jié)水費(fèi)=413000×(2.9－1.1)=74.34 萬元。收回投資時間=255.92/74.34≈3.44年。

表3 中水主要處理構(gòu)筑物及設(shè)備造價表

4 雨水利用分析

4.1 設(shè)計(jì)處理水量

學(xué)校利用原有的景觀水池，修建了雨水回用系統(tǒng)，回用雨水主要滿足學(xué)校春夏季的道路、廣場澆灑、洗車、噴泉補(bǔ)水等用水，日用水量380m3/d。年用水量:Q4=380×6×31=7.07 萬m3(東北地區(qū)雨水站運(yùn)行時間6 個月/年)。

因屋面雨水質(zhì)量較好，故優(yōu)先收集屋面雨水作為原水。降雨量:

式中:A——屋面面積，m2(361000m2);

H——年平均降雨厚度(600mm);

Ψ——徑流系數(shù);

α——季節(jié)折減系數(shù);

β——初期棄流系數(shù)。

因此，可收集的降雨量完全能滿足回用的水量要求。

設(shè)計(jì)處理水量為400m3/d。

4.2 處理工藝流程

雨水處理工藝流程如圖2 所示，學(xué)校原有的景觀水池(3000m3)，可利用作為補(bǔ)水蓄調(diào)池，混凝劑采用聚合氯化鋁，消毒劑采用氯氣。

出水水質(zhì)經(jīng)檢測滿足《城市生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》各項(xiàng)指標(biāo)要求。

圖2 雨水處理工藝流程

4.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

(1)主要處理構(gòu)筑物及設(shè)備投資:見表4。

(2)運(yùn)轉(zhuǎn)處理費(fèi):電費(fèi)、人工費(fèi)、設(shè)備維護(hù)費(fèi)、藥劑費(fèi)。合計(jì)0.20 元/噸。自來水水價2.9 元/噸。

年節(jié)約水費(fèi)= 7.07 萬m3×(2.9－0.2)元/噸=190890 元。

收回投資時間= 71.84×104元/190890 元= 3.76年。

5 結(jié)論

通過采取以上節(jié)水措施，年節(jié)水量為:Q1+ Q2+Q3+Q4=25.74+8.51+41.3+7.07=82.62 萬m3。

年節(jié)約水費(fèi)240 萬元，可見高校采取節(jié)水措施有著重大的社會意義和經(jīng)濟(jì)意義。當(dāng)然，節(jié)約用水不僅限于采取節(jié)水技術(shù)與管理措施，還需要提高廣大師生員工的節(jié)水意識，加強(qiáng)節(jié)約用水、保護(hù)水資源重要意義的宣 傳，做到人人自覺地節(jié)約用水，更能取得巨大的收益。

表4 雨水水主要處理構(gòu)筑物及設(shè)備造價表

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