摘要：家庭住宅節(jié)水能夠有效地節(jié)約水資源和降低污水處理負(fù)擔(dān)，本文從家庭住宅節(jié)水系統(tǒng)的構(gòu)成入手來探討其節(jié)水系統(tǒng)的設(shè)計問題，以期為優(yōu)化城市污水處理系統(tǒng)提供重要參考。

關(guān)鍵詞：住宅節(jié)水 節(jié)水系統(tǒng) 裝置設(shè)計 污水處理

城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，城鎮(zhèn)居民的生活品質(zhì)得到明顯改善，其家庭用水量也明顯上升，同時帶來部分水資源的浪費(fèi)和沒有得到有效應(yīng)用，增加了市政供水和污水處理的負(fù)擔(dān)，推動著污水處理過程中藥品、電力及場地的不斷增加。為此，探討家庭用水的處理及二次利用問題已成為減輕市政水處理負(fù)擔(dān)和水資源節(jié)約的重要策略。也是響應(yīng)習(xí)總書記的可持續(xù)發(fā)展理念。本文以家庭用水構(gòu)成為切入點(diǎn)來探討其節(jié)水系統(tǒng)的設(shè)計問題以及在城市家庭改造中的應(yīng)用性。

一、城鎮(zhèn)家庭用水的構(gòu)成

城鎮(zhèn)家庭用水主要存在兩大類，一類是廚房用水和洗衣用水，這種用水對水質(zhì)有較高的要求，其所產(chǎn)生的污染為輕污染用水，可以用來沖洗馬桶、澆花及拖地等。另一類是清洗類用水，如清洗廚具、洗衣液及肥皂水等所產(chǎn)生的重污染水，這種用水應(yīng)直接排入市政污水管?，F(xiàn)在許多城鎮(zhèn)居民的節(jié)水意識得到提高，輕污染用水的使用率不斷提高，然而，由于輕污染用水常常是通過桶儲和盆接的方式進(jìn)行儲存和使用，限制了輕污染用水的使用范圍。城鎮(zhèn)家庭用水的構(gòu)成由自來水公司通過抽取河道或者湖庫等的水源，通過過濾凈化消毒后，通過自來水主管網(wǎng)，送入小區(qū)（或者分水管），再通過小區(qū)增壓（或者常壓）進(jìn)入每家每戶，小區(qū)一般每年要清洗本系統(tǒng)的自來水管網(wǎng)，并送樣到當(dāng)?shù)匦l(wèi)生檢疫局檢驗(yàn)合格繼續(xù)使用。由此可見，提高城鎮(zhèn)居民輕污染用水的效率是節(jié)約資源及降低市政污水處理、供水系統(tǒng)負(fù)擔(dān)的重要途徑，設(shè)計和優(yōu)化家庭節(jié)水系統(tǒng)也將具有重要意義。同時如何綜合利用污水處理及再次利用也是一項全新的課題。

二、城鎮(zhèn)家庭住宅節(jié)水系統(tǒng)的設(shè)計

（一）設(shè)計原則

城鎮(zhèn)家庭住宅節(jié)水系統(tǒng)設(shè)計原則是解決輕污染用水再利用和降低廢水處理負(fù)擔(dān)問題。解決輕污染用水存儲問題能夠提高其利用率和再利用范圍，比如通過水箱、流閥設(shè)置及相關(guān)除污設(shè)備和管線相連裝置等是提高其利用率的重要途徑。輕污染水的低水位和低水壓限制了其再利用范圍，為此，必須提升其高度，但這種高度的提升需要耗費(fèi)一定的能量。當(dāng)前，城鎮(zhèn)居民家庭用水多是利用市政供水系統(tǒng)的增壓泵來確保供水系統(tǒng)運(yùn)作的穩(wěn)定性，這種加壓使供水管道存在一定富余壓力，且消耗在家庭使用自來水時水龍頭口的節(jié)流損失上。由此發(fā)現(xiàn)，提升輕污染用水水位可以利用市政供水系統(tǒng)中該部分富余壓力來實(shí)現(xiàn)。同時，設(shè)計家庭節(jié)水系統(tǒng)時，還應(yīng)考慮使用輕污染水的便捷性，使其像使用自來水那樣便捷，且占用空間小。也就是說，設(shè)計家庭住宅節(jié)水系統(tǒng)時首先應(yīng)不影響自來水供、排水系統(tǒng)布置，其次應(yīng)便捷、美觀和占用空間小，并能一次投入而長期使用。在作者參與的一系列水資源調(diào)研和探討中，設(shè)計了一款家庭用節(jié)水裝置，該裝置涉及節(jié)水裝置領(lǐng)域，包括洗衣機(jī)、洗菜池、洗臉池、儲水箱和馬桶水箱，所述洗衣機(jī)、洗菜池和洗臉池下面均設(shè)置有粗濾網(wǎng)，并且通過水管、水泵以及活性炭過濾裝置連接儲水箱，所述儲水箱內(nèi)設(shè)置液位測控儀，所述儲水箱內(nèi)固定生物膜過濾裝置，所述儲水箱連接下水管道，所述儲水箱通過水管和紫外線生成器連接馬桶水箱，所述液位測控儀為帶成套液位顯示器的液位測控儀。該項設(shè)計思路新穎，創(chuàng)新力較高，尤其是出自在校的高中生，該家庭用節(jié)水裝置獲得國家專利，實(shí)屬可貴。

（二）家庭節(jié)水裝置系統(tǒng)的構(gòu)成及運(yùn)行原理

家庭節(jié)水系統(tǒng)主要由自來水系統(tǒng)、輕污染水出口、重污染水處理系統(tǒng)、自來水低位補(bǔ)償、溢流管、自來水出口、輕污染水溢流管及中水綜合利用系統(tǒng)等構(gòu)成，主要用到葉輪泵、分流閥、輕污染水水箱（低位及高位兩組）、減壓閥、液壓馬達(dá)、抽水馬桶及相應(yīng)的水管等裝置。

家庭節(jié)水裝置系統(tǒng)設(shè)計原理：

本實(shí)用新型能夠?qū)彝U水進(jìn)行系統(tǒng)收集，并進(jìn)行簡單無害化處理，同時還可以根據(jù)實(shí)際情況手動調(diào)節(jié)，合理地利用了家庭廢水，減少了水資源的浪費(fèi)。更進(jìn)一步的意義在于解決了城市生活污水重污染化的趨勢，以及為資源的可持續(xù)性利用創(chuàng)造了新的思路——即在每一個資源使用的子系統(tǒng)上就可以進(jìn)行循環(huán)和無害化處理。

該節(jié)水系統(tǒng)的核心主要是利用自來水管道的富余液壓對液壓馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動，并將其轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，而后驅(qū)動葉輪泵進(jìn)而提升輕污染水水位，輕污染水高位水箱和低位水箱分別為輔助裝置。在家庭用水出口管路設(shè)分流閥，按照不同水質(zhì)，輕污染用水或重污染用水可經(jīng)分流閥分別流向低位水箱或重污染處理系統(tǒng)，低位水箱為輕污染用水。利用自來水管路富余壓力的驅(qū)動作用，液壓馬達(dá)驅(qū)動葉輪泵將低位水箱的輕污染水提升至高位水箱中，并利用此水位差使其向抽水馬桶等用水裝置供水。葉輪泵能力不足是低位水箱可對輕污染水進(jìn)行緩存，并能給葉輪泵提供了良好的吸入條件，高位水箱主要用來儲水，以解決其供需時差。然而，如果高位水箱內(nèi)輕污染水不足，則會給此用水裝置的運(yùn)行帶來不便，所以，應(yīng)在高位水箱內(nèi)設(shè)置浮球閥，當(dāng)高位水箱內(nèi)輕污染水不足時能夠及時利用自來水來補(bǔ)充。若高位水箱內(nèi)輕污染水過剩，則可利用水箱溢流管路而直接將其排入重污染水裝置。如果設(shè)計系統(tǒng)中設(shè)置有綜合利用裝置，輕污染過剩歲可以直接排入綜合利用裝置。同時，低位水箱下單獨(dú)設(shè)置排污閥，以便于清理污垢。此外，為避免因自來水壓力過高而導(dǎo)致出水口壓力異常，還應(yīng)在管路裝置中設(shè)置減壓閥，并要處理好管路密封問題，以免管路氣體泄漏而污染室內(nèi)空氣。

此項核心設(shè)計創(chuàng)新創(chuàng)造力十足，不僅僅解決了家庭生活污水的無害化處理和再次利用問題，還解決了由于家庭污水產(chǎn)生的異味污染問題。有效的提升了生活品質(zhì)和生活環(huán)境。為小環(huán)境的改善提供了有效的思路和技術(shù)保障。

三、城鎮(zhèn)家庭節(jié)水系統(tǒng)的作用

改善及美化環(huán)境是城鎮(zhèn)發(fā)展的重要目標(biāo)，但綠化和清潔城鎮(zhèn)肯定會消耗大量水。當(dāng)前，城市綠化綠化及清潔用水多應(yīng)用地下水和市政管道的自來水，污水處理過的中水也有使用，盡管這些水的成本比自來水低，但其會消耗一定的電力，且會占用處理場地、藥品及處理設(shè)備等，其再生成本較高。利用此節(jié)水系統(tǒng)能夠優(yōu)化和改造市政污水處理系統(tǒng)，設(shè)置家庭輕污染水管道能夠充分利用佳通用水的剩余部分，由管道輸送能夠直接用于市政路面、水景等噴灑用水。這不僅能節(jié)約和利用了水資源，還能美好環(huán)境，降低了城市污水處理的負(fù)擔(dān)，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排和提高經(jīng)濟(jì)效益，從而推進(jìn)了城市的可持續(xù)發(fā)展。

四、結(jié)語

建設(shè)節(jié)約型社會、保護(hù)好生態(tài)環(huán)境已成為各方共識。節(jié)水，體現(xiàn)了水資源利用的智慧。我們要樹立節(jié)水惠及民生的理念，堅持把節(jié)水?dāng)[在優(yōu)先位置，進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與水資源水環(huán)境承載能力的協(xié)調(diào)水平。本實(shí)用新型能夠?qū)彝U水進(jìn)行系統(tǒng)收集處理，并自動除垢。處理后的水通過便器沖走，避免了洗菜水、洗手水及洗澡水等清水白白浪費(fèi)現(xiàn)象。城鎮(zhèn)家庭節(jié)水的結(jié)構(gòu)非常簡單，投入小，極易實(shí)現(xiàn)，節(jié)能效果顯著。若城鎮(zhèn)居民普遍使用該系統(tǒng)，不但能節(jié)約用水，還能帶來極大的經(jīng)濟(jì)效益。在降低居民生活開支的同時還能降低能耗，減輕市政污水處理的負(fù)擔(dān)。

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（作者簡介：郭新月，就讀于河南省鄭州市二中高中部，班長，校學(xué)生會主席。該生連續(xù)多年被評為“三好學(xué)生，優(yōu)秀學(xué)生干部”獲得過2016年中國中學(xué)生創(chuàng)新作文大賽河南賽區(qū)一等獎，全國決賽一等獎，小學(xué)起就參與希望小學(xué)支教活動和野外資源調(diào)研，多項業(yè)余研究獲得國家專利，包括：家庭用節(jié)水裝置，多功能便攜飯盒消毒具等，在省部級期刊發(fā)表文學(xué)作品多篇。）