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        建筑雨水收集循環(huán)利用工藝探析

        2021-09-14 03:00:58梁文靜徐杰何軼張科杰
        關(guān)鍵詞:收集箱調(diào)節(jié)閥雨水

        梁文靜 徐杰 何軼 張科杰

        (恒尊集團(tuán)有限公司,浙江舟山 316106)

        1 引言

        目前,在建筑行業(yè)日常的施工作業(yè)過(guò)程中,需要大量的水進(jìn)行沖洗、降溫、除塵以及其他作業(yè),為了達(dá)到施工的要求,往往會(huì)造成大量的水資源浪費(fèi),與節(jié)能減排、綠色環(huán)保的理念相悖。如今“綠色建筑”理念對(duì)建筑行業(yè)提出了新的要求,將回收的雨水用于建筑施工作業(yè),是城市建設(shè)過(guò)程中一項(xiàng)非常好的措施。但在綠色建筑施工作業(yè)過(guò)程中,如何高效地收集雨水以及采用何種舉措循環(huán)利用雨水成了現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,同時(shí)在雨水收集過(guò)程中也出現(xiàn)了很多技術(shù)性問(wèn)題。由于各種問(wèn)題存在很大的不確定性,甚至出現(xiàn)二次污染或者安全事故,已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展,因此,急需開(kāi)發(fā)建筑雨水收集并循環(huán)利用工藝來(lái)解決當(dāng)下難題。

        2 建筑雨水收集循環(huán)利用工藝的要求分析

        傳統(tǒng)建筑施工過(guò)程中會(huì)造成大量水資源的浪費(fèi),大大增加了企業(yè)的負(fù)擔(dān)等問(wèn)題與不足[1-5],如何有效地循環(huán)利用水資源成了重中之重[6-10]。查閱并參考其他水資源重復(fù)利用工藝,最終明確了建筑雨水收集循環(huán)利用工藝的設(shè)計(jì)要求[11-15],具體如下:

        (1)操作簡(jiǎn)單,自動(dòng)化程度高,實(shí)用方便;

        (2)設(shè)置水壓自動(dòng)控制器、壓力調(diào)節(jié)閥等,可以有效調(diào)節(jié)水資源的用量;

        (3)設(shè)置雨水供水調(diào)節(jié)系統(tǒng)和雨水循環(huán)利用系統(tǒng),可有效利用水資源。

        3 建筑雨水收集循環(huán)利用工藝的設(shè)計(jì)

        3.1 雨水調(diào)節(jié)收集系統(tǒng)過(guò)程分析

        利用CAD 軟件設(shè)計(jì)的建筑雨水收集循環(huán)利用工藝見(jiàn)圖1。

        圖1 建筑雨水收集循環(huán)利用工藝

        如圖1,在建筑施工現(xiàn)場(chǎng),通過(guò)電機(jī)3 帶動(dòng)離心泵2 運(yùn)轉(zhuǎn),使雨水過(guò)濾器1 的外部和內(nèi)部產(chǎn)生強(qiáng)大的壓強(qiáng)差,繼而利用雨水過(guò)濾器1 將殘剩的水分以及雨水通過(guò)單向止回閥4 回收到雨水收集箱5 里面。在收集雨水的過(guò)程中,雨水過(guò)濾器1 外部是由濾網(wǎng)組成的,可以防止其他雜質(zhì)造成堵塞的現(xiàn)象,單向止回閥4 的作用是單向流通,可以防止雨水收集箱5在氣壓較大的情況下產(chǎn)生倒流現(xiàn)象。

        在雨水調(diào)節(jié)收集過(guò)程中,水壓自動(dòng)控制器17 不僅可以改變雨水收集箱5 內(nèi)部的壓強(qiáng),還可以使雨水回收在一個(gè)相對(duì)比較安全的環(huán)境中。當(dāng)電機(jī)6 帶動(dòng)離心泵16 運(yùn)轉(zhuǎn),將雨水收集箱5 收集的雨水通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥7 以及水流傳感器8 輸送到雨水循環(huán)控制系統(tǒng)15 中。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥7 里面設(shè)置有控制器,可通過(guò)接受電信號(hào)來(lái)控制閥門的開(kāi)度,水流傳感器8可以輸出脈沖信號(hào)直接監(jiān)測(cè)并感應(yīng)出管道中水的流速,通過(guò)計(jì)算即可得出水流對(duì)應(yīng)管道的壓力。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥7 可以調(diào)節(jié)管道中雨水流量,也可根據(jù)實(shí)際需要,構(gòu)建遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

        3.2 雨水循環(huán)利用系統(tǒng)過(guò)程分析

        當(dāng)收集的雨水經(jīng)過(guò)雨水收集箱5 調(diào)節(jié)后流向雨水循環(huán)控制系統(tǒng)15,由于雨水中的部分雜質(zhì)密度大于水的密度,在雨水循環(huán)控制系統(tǒng)15 中逐漸分層,下層慢慢產(chǎn)生聚沉。將聚沉的固體物定期從廢水沉淀池14 中清除,上層的雨水則可以循環(huán)利用。首先,通過(guò)電機(jī)9 帶動(dòng)離心泵13 運(yùn)轉(zhuǎn),將雨水循環(huán)控制系統(tǒng)15 中上層囤積的雨水通過(guò)安全閥10 流向電動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥12,在兩者之間雨水流動(dòng)的過(guò)程中安裝有水流傳感器11,水流傳感器11 可以輸出脈沖信號(hào)直接監(jiān)測(cè)并感應(yīng)出管道中水的流速,通過(guò)計(jì)算即可得出水流產(chǎn)生的壓力。由于安全閥10 在雨水循環(huán)過(guò)程中有保護(hù)系統(tǒng)的功能,當(dāng)循環(huán)系統(tǒng)中雨水流量過(guò)大時(shí),即超過(guò)系統(tǒng)規(guī)定的壓力值時(shí),安全閥打開(kāi),會(huì)將循環(huán)過(guò)程中的一部分水流排除管道外,從而使循環(huán)系統(tǒng)的壓力值處于允許值之下,進(jìn)而保證循環(huán)系統(tǒng)不會(huì)因壓力過(guò)大發(fā)生事故。而電動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥12 具有根據(jù)流過(guò)管道的水流壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)管道的流通口徑的作用,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)水流。在循環(huán)利用雨水過(guò)程中,安全閥10 和電動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥12 的協(xié)同作用,可以更好地保證雨水循環(huán)利用的高效進(jìn)行。

        4 施工過(guò)程中建筑雨水收集循環(huán)利用分析

        4.1 施工過(guò)程中建筑雨水收集循環(huán)利用技術(shù)可行性分析

        4.1.1 調(diào)節(jié)收集水資源技術(shù)可行性分析

        本系統(tǒng)工藝在雨水調(diào)節(jié)收集過(guò)程中,首先,采用電機(jī)帶動(dòng)離心泵運(yùn)轉(zhuǎn),利用雨水收集器兩側(cè)產(chǎn)生的壓強(qiáng)差,可以大量地收集殘剩的水分,采用單向止回閥設(shè)計(jì)防止干吸過(guò)程時(shí)發(fā)生水分回流現(xiàn)象,從而保證儲(chǔ)存收集更多的水分。與此同時(shí),利用水壓自動(dòng)控制器來(lái)調(diào)節(jié)雨水收集箱內(nèi)部的壓強(qiáng)。其次,采用電機(jī)再次帶動(dòng)離心泵運(yùn)轉(zhuǎn),利用水流傳感器所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,從而保證水分在流通管道的壓力承受范圍之內(nèi)輸送水分,最終實(shí)現(xiàn)快速、高效、安全地將收集的水分輸送到雨水收集箱中。

        4.1.2 高效循環(huán)利用水資源可行性分析

        本系統(tǒng)在水資源循環(huán)利用的過(guò)程中,首先,利用廢水沉淀池排除固體沉淀物,減少了系統(tǒng)部件堵塞的可能性。其次,利用安全閥的調(diào)節(jié)、水流傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、電動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)管道流通口徑等協(xié)同作用功能,保證了整個(gè)循環(huán)利用水資源作業(yè)高效、安全地進(jìn)行。再次,在整個(gè)雨水收集及循環(huán)利用的過(guò)程中,電動(dòng)調(diào)節(jié)閥及電動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥、水壓自動(dòng)控制器均是電動(dòng)作業(yè),不但可以保證系統(tǒng)協(xié)同作業(yè)維持在正常壓力范圍內(nèi),還可以實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程中隨雨水量自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉,極大地提高了整個(gè)循環(huán)體系的工作效率。

        4.2 施工過(guò)程中建筑雨水收集循環(huán)利用節(jié)約成本分析

        本試驗(yàn)針對(duì)某建筑工地某一部分施工結(jié)束后加之下雨天氣,實(shí)施雨水收集工藝與以往沒(méi)有任何措施進(jìn)行對(duì)比,采用此建筑雨水收集循環(huán)利用工藝進(jìn)行大面積雨水收集,同時(shí)每隔1 h 測(cè)量收集的雨水量,見(jiàn)圖1。

        圖1 某建筑工地收集雨水量

        根據(jù)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)得出,使用建筑雨水收集循環(huán)利用工藝,在10 h 內(nèi)約收集雨水41 t。工地用水屬于工商業(yè)用水價(jià)格,約4.10 元/m3,這片區(qū)域可以收集的用水量節(jié)約成本約168.1 元,同時(shí)針對(duì)整個(gè)建筑工地進(jìn)行預(yù)估,每次節(jié)約成本2 000 元左右,每年僅這一個(gè)建筑工地至少可以節(jié)約15 萬(wàn)元,相比較沒(méi)有采取任何處理措施而言,不但提高了水資源的利用效率,而且環(huán)保節(jié)能。

        5 結(jié)語(yǔ)

        本建筑雨水收集循環(huán)利用工藝,經(jīng)過(guò)技術(shù)可行性分析及試驗(yàn)分析,不但有效地解決了傳統(tǒng)施工過(guò)程中水資源大量浪費(fèi)的問(wèn)題,而且節(jié)省了經(jīng)濟(jì)成本,同時(shí)提高了雨水的利用價(jià)值,對(duì)于建筑工地的水資源利用有一定的借鑒意義。

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