建立校園循環(huán)水系統的可行性分析

2009年第14期(總第84期)中國現代教育裝備★觀(guān)察與觀(guān)點(diǎn)★建立校園循環(huán)水系統的可行性分析張毅王斌蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校江蘇蘇州215009摘要:研究了人員集中活動(dòng)的校園在循環(huán)水使用方面的實(shí)踐和探索，包括實(shí)例分析、資金預測和工況設計等具體細節。關(guān)鍵詞:校園循環(huán)水系統備選方案配套建設循環(huán)水水箱自然河道或景觀(guān)河水資源短缺是當今困擾經(jīng)濟發(fā)展的世界性難題，從水資源分配的總量來(lái)看，我國排名在前，但人均水資源一、校園循環(huán)水系統的基本特點(diǎn)和開(kāi)發(fā)價(jià)占有量卻十分有限，被聯(lián)合國列為幾大貧水國之一。由值于工業(yè)化規模的不斷擴張，人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境和資源學(xué)校的水資源使用主要是在生活用水方面，與企業(yè)正在遭受破壞和耗竭，并對人類(lèi)社會(huì )的可持續發(fā)展形成不同的是，可以不考慮生產(chǎn)用水的循環(huán)利用問(wèn)題。學(xué)校了制約作用;因此，提倡節約用水、保護水資源和加強的生活、工作等8常用水主要集中在廁所沖刷、宿舍起循環(huán)水的利用，是緩解水資源短缺矛盾的基本策略。居和綠化澆灌等若干系統。而關(guān)于水資源的循環(huán)使用的學(xué)校是人員大量集中活動(dòng)的地方，全年生活用水的途徑，主要是將可能收集起來(lái)的水量為“廁所沖刷系統總量相當大，強調節約用水，不僅是為了節約，更是為和綠化澆灌系統”提供部分或全部補給(如圖1所示).了弘揚節能環(huán)保的社會(huì )意義。近年來(lái)，在各地行政卞管■環(huán)水專(zhuān)用水苗部i的指導和推動(dòng)之下，學(xué)校節水工作在全社會(huì )節水項水惶目的推廣過(guò)程中始終走在前沿。學(xué)校用水控制管理系統包括:“單位月用水總量控制、 人均用水最控制、節水器具的建設改造規模、節水制度的制訂及落實(shí)情況和水資源的重復利用技術(shù)運用”等多個(gè)方面。其中，在節水為所油別用成設備的投入建設和改造方面，各地已有一定的實(shí)踐和管東小第一理經(jīng)驗，廣大師生的節能環(huán)保意識有了明顯提高。*t為了更好地利用自然資源，充分挖掘水資源的重復使用價(jià)值，本文將著(zhù)重研究循環(huán)水系統在校園日常運作圖1校園循環(huán)水系統的實(shí)現途徑中推廣使用的可行性。東南沿海地區的水資源較全國其他地方更為充足，但工中國煤化工列用的資源日益衰收稿日期: 2009-06-15減，建在于加快對循環(huán)作者簡(jiǎn)介:張毅，本科，中教高級，總務(wù)處處長(cháng)。王水系統C N M H不節的配套建設。斌，本科，中教高級，總務(wù)處副處長(cháng)。.以蘇州地區為例，地處水鄉，大小河道分布廣泛，EMEE Email:cmee @263.net105方方數據中國現代教育裝備2009年第14期(總第84期)年平均降水量在1000mm以上，降水最多的6月份月平均的利用了，并且還能為周邊的綠化景觀(guān)提供澆灌和噴灑降水量在160mm以上，降水最少的12月 份月降水量也在水源。35mm以上。事實(shí)上，無(wú)論是自然河道，還是人工景觀(guān)下面是某高等職業(yè)技術(shù)學(xué)?；诰坝^(guān)河水源的水循河，能夠保證常年不斷流、不缺水，為開(kāi)發(fā)利用循環(huán)水環(huán)系統的實(shí)例分析(如表2所示):提供了資源保障。.良2循環(huán)水節能改造的實(shí)例以下是根據該地區中等以上職業(yè)學(xué)校月均用水量在全面實(shí)行循環(huán)水節能改造前后的統計推算表(如表1所示):系統使用情況分析:表1循環(huán)水節能改造的基本指標(1)景觀(guān)河完全依賴(lài)雨水積累和地表徑流水的匯集，常年維持正常水位;(2)廁所沖刷系統采用2.2KW供水泵，10噸蓄水箱，400 |約回力元S幾S月元S0DA 」20噸 ] 0.0噸 .0.03噸 2000的力兒2.3mr[ 2$為航按每天使用一箱水計算，耗電量不到1度，折算的電費JOmA_ 1900.地100 I構3力1.3辦m 13月肌成本約5分/噸，基本可以忽略不計;統計測算條件如下:(3)完全保證了周邊綠化區澆灌用水的需求;(1)學(xué)校已普及使用節水龍頭和部分使用自動(dòng)感應(4)景觀(guān)河的儲水能夠得到有效的自然更新，保證沖刷設備，但對生活用水的使用不設限制:了水資源的質(zhì)量;(2)在校生與住宿生按1: 1標準計算，年工作日按(5)由于商品供水壓力不足，以往頂層供水困難的200天計算，假期維修保養用水情況暫不作統計:局面得到了有效緩和。(3)不考慮地下管網(wǎng)的滲漏，不考慮人為用水過(guò)程2.利用校園周邊自然河道的水資源，為廁所沖刷系中的浪費行為，水費按目前2.7元/噸標準計算，暫不考統和綠化澆灌系統進(jìn)行水源補給慮日后漲價(jià)因素;對于周邊緊貼河道的學(xué)校，只要河水質(zhì)量長(cháng)年穩(4)循環(huán)水節能改造設備- -次性投入及 8常運作費定，只需通過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)濾處理后，就可以直接將河水作用的回收周期暫定為10年;為循環(huán)系統的供水源。如果外圍河道水源質(zhì)量不能達(5)循環(huán)水節能改造范圍至少包括廁所沖刷系統和.標，可以考慮在緊貼河道的校園內側建立適當規模的過(guò)綠化澆灌系統的主體部分;濾蓄水池，并再次為頂層沖刷系統和綠化澆灌系統提供(6)表中“年節約支出”是按較低的循環(huán)水系統節水源保障。水效能的計算結果，實(shí)際上通過(guò)加強技術(shù)控制，完全能選擇自然河道作為循環(huán)水供給水源的好處在于水量夠實(shí)現循環(huán)水利用率的再提高和各項成本支出的進(jìn)- -步的可持續性，因為在南方多數平原地區，河道的流量是減少。比較穩定的。3.回收處理地下排水總管的廢水，經(jīng)暫存處理后，二、校園循環(huán)水系統的主要建設途徑為綠化系統提供澆灌水源1.利用校園內錄觀(guān)河的蓄水儲量，為廁所沖刷系統月前，校園規劃建設過(guò)程中，基本都已將給排水系和綠化澆灌系統進(jìn)行水源補充統的結構進(jìn)行過(guò)優(yōu)化設計，每個(gè)校區有獨立的給水入河水能調節環(huán)境的生態(tài)指標，從傳統的私家園林的口，也有獨立的排水出口，從水平衡的角度來(lái)分析考營(yíng)造布置，到現代化的校園規劃設計，都會(huì )考慮配置人慮，一個(gè)單位如果有幾百?lài)嵉娜沼盟?，也必然?huì )有相工河或人工湖等親水景觀(guān)工程。這些位于地平標高以下當數量的廢水向外排出:因此，可以考慮在校區的排水的景觀(guān)河通常能夠收納足夠量的雨水及地表徑流水，在總出口處，增設一-定規模的蓄水池，經(jīng)過(guò)適當的過(guò)濾南方雨水相對充足地區，完全可以保證常年蓄水充分而后，進(jìn)一步作為綠化澆灌系統的水源。不會(huì )溢出:同時(shí)，為了改善水質(zhì)，部分單位每年還要定中國煤化士付綠化澆灌系統，如期換水，成本支出相當驚人。果要.MYHCNMH(三考慮采用恰當的污水在景觀(guān)河規模達到上百平方米以上的面積時(shí)，已經(jīng)處理，以防產(chǎn)生循環(huán)有條件在附近的樓頂配置專(zhuān)門(mén)的沖刷水箱來(lái)實(shí)現循環(huán)水污染。同時(shí)，當占地面積受限時(shí)，可考慮增加蓄水池的106E-mail:cmee @263.net CME.2009年第14期(總第84期)中國現代教育裝備.深度，并做好水池頂部蓋板的結構設計和安全處理，以要具備日常使用功能和應急使用功能。防發(fā)生意外。在增設循環(huán)水水箱的過(guò)程中，要充分考忠建筑的承當蓄水水質(zhì)達不到基本的沖刷用水的要求時(shí)，如能受能力，一般情況下應堅持宜小不宜大的原則，優(yōu)先采聞到明顯的異味時(shí)，就只能作為綠化系統的澆灌用水來(lái)用輕型的防銹材料的小型水箱，容量不足時(shí)可以考慮將使用。多只設備并聯(lián)使用。2.利用電子控制技術(shù)，實(shí)現循環(huán)水傳輸和使用環(huán)節三、校園循環(huán)水系統的備選方案中的自動(dòng)控制1.利用屋頂雨水的潛在容量，收納后直接為廁所沖循環(huán)水的使用涉及到兩個(gè)以上系統的混合運行，加刷系統提供水源補充上環(huán)保、衛生、安全和效率等方面的要求，必須做到不學(xué)校的主體建筑樓頂面積都有一定的規模，可以考同系統之間的可靠配合;因此，最有效的辦法是運用一慮將原來(lái)雨落水管道直接引入專(zhuān)門(mén)的蓄水池，然后再作定的自動(dòng)控制技術(shù)來(lái)協(xié)調各個(gè)分支系統的工作邏輯。為循環(huán)水的供給水源。通過(guò)這一方案， 能夠獲得比較清(1)樓頂水箱水位與地面水泵的配合問(wèn)題潔的循環(huán)水資源，經(jīng)過(guò)沉淀之后，可以得到水質(zhì)較好的循環(huán)水系統的特點(diǎn)決定了供水動(dòng)力必須實(shí)現上傳過(guò)后備用水。程中的動(dòng)力輔助，因此配備相應功率的供水水泵單元是從利用自然重力的角度考慮，似乎直接將雨水引入基本的配置原則。頂層稍低于屋頂位置的專(zhuān)用水箱是最理想的，這樣可以方法一，在屋頂水箱配置機械式自動(dòng)進(jìn)水裝置，水依靠純自然動(dòng)力直接為廁所沖刷系統提供水源和沖力，泵系統選用簡(jiǎn)易的自動(dòng)泵來(lái)配合控制，自動(dòng)泵的特點(diǎn)是但要想在這一位置建立水箱并不現實(shí);因此，比較實(shí)用能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的壓力檢測，實(shí)現水箱水滿(mǎn)后的自動(dòng)關(guān)閉的方案還是將雨落水管道直接引入專(zhuān)門(mén)的地面蓄水池，功能，但問(wèn)題是當水箱上水完成后，它只能工作在連續然后由水泵上傳到樓頂的專(zhuān)用水箱，這才是真正可行的的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，不僅耗費電能，而且自身壽命也會(huì )縮短;實(shí)踐方案。因此，合理的改進(jìn)措施是為水泵配置多時(shí)段定時(shí)器，根2.利用專(zhuān)用管道收集樓層部分盥洗設備的排水，再據水泵的泵水能力，白天設置多個(gè)時(shí)段的供電時(shí)間，晚次為廁所沖刷系統提供水源補充間不工作，非工作日也不工作。此備選方案特別針對宿舍等集中用水量特別大的場(chǎng)方法二，樓頂水箱不使用機械式自動(dòng)進(jìn)水裝置、而所，如果能夠采取技術(shù)手段將廁所沖刷用水與洗滌用水采用電子傳感器，并由傳感器提供的上下限位信號來(lái)控的排水口相互分離，那么，收集這部分洗滌用水的實(shí)用制水泵的開(kāi)啟和關(guān)閉。性就明顯提升。電子傳感器有多種結構，一種是浮球控制下的機械與上一方案相似，收集的這部分生活用水應當直接開(kāi)關(guān)，可以直接控制交流接觸器線(xiàn)圈的通電狀態(tài)，這是引入專(zhuān)門(mén)的地面蓄水池，然后再由水泵傳輸系統上傳到最為簡(jiǎn)單的工作模式，只要處理好絕緣，在采用低壓接樓頂專(zhuān)用水箱以實(shí)現循環(huán)水的再利用。觸器的狀態(tài)下，可以簡(jiǎn)單安全地實(shí)現水泵的自動(dòng)工作，以_上兩個(gè)備選方案，基本的特點(diǎn)都是針對局部樓宇缺點(diǎn)是傳感器觸點(diǎn)壽命有限，維修周期短。另- -種使用的循環(huán)水進(jìn)行重復利用，通常需要在地面建造小規模的浮標磁感應開(kāi)關(guān)的傳感器，工作壽命相對比較長(cháng)，但是專(zhuān)用畜水池，并與屋項的專(zhuān)門(mén)水箱相配合才能實(shí)現水循安裝不便利。當然，最重要的是，上.述兩 類(lèi)傳感器應該環(huán)的過(guò)程。在單體建筑與大型水循環(huán)系統相隔距離較遠工作在小信號狀態(tài)下，才能延長(cháng)維修周期，也就是說(shuō)用的條件下，也算是一種切實(shí)可行的改造方案。這些信號開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)來(lái)控制中間繼電器，再由繼電器控制接觸器，最終控制水泵工作。四、校園循環(huán)水系統的配套建設和技術(shù)難點(diǎn)方法三，傳感器部分采用純電子電路來(lái)制作，利用1.在主體教學(xué)樓和宿舍樓的樓項增設防銹的輕型蓄水的導電性能來(lái)傳遞上下限水位的信號，再經(jīng)放大處理水箱好逐級推動(dòng)水泵T作這釉技術(shù)粒鬻通常需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)水循環(huán)系統的特點(diǎn)決定了系統內的水源保存和使用的電中國煤化工安裝完成后一般不渠道都必須單獨建立，不能夠出現與原商品供水共用管再需曳HCNMHG道或水箱的情況。應當說(shuō)，這兩套系統都需要保養，都(2)河面水位與水泵工作周期的配合問(wèn)題CMEE E-mail:emee @263.net107另方數據中國現代教育裝備2009年第14期(總第84期)為了保證水泵工作在有效模式下，不至于在缺水狀態(tài)下工作而損壞，必須在取水源安裝水位檢測裝置。具在前期投入資金充足的前提下，可以考慮在主要樓體方案可以參照樓頂水箱水位的檢測技術(shù)，用電子傳感層的屋頂配套建設太陽(yáng)能光伏發(fā)電設備，應當說(shuō)， 在現器的方式來(lái)采樣驅動(dòng)。有技術(shù)條件下完全可以實(shí)現白天抽水動(dòng)力由太陽(yáng)能供(3)河面水位與水箱水位的配合工作問(wèn)題給;不過(guò)，太陽(yáng)能發(fā)電系統- -次性投入成本極大, 回收兩者水位的檢測都是為了保證水泵的有效工作，但周期更長(cháng)，技術(shù)運用的社會(huì )意義大于經(jīng)濟效益。水箱傳感器的工作原理是水低啟動(dòng)水高停止，上下有一定的水位差，需要檢測高低兩個(gè)水位的信號:而河面傳五、校園循環(huán)水系統使用過(guò)程中的注意事項感器的工作原理是水高啟動(dòng)水低停止，只需檢測低水位1.循環(huán)水系統的開(kāi)發(fā)利用只是節約資源的一種措狀態(tài)即可。兩者的信號最終都是加到水泵上，加權方式施，并不能完全取代原有的生活用水供給設備，哪怕是是“與門(mén)模式”，或者說(shuō)是串聯(lián)模式，只有當上下傳感針對單一的廁所沖刷系統。器都給出啟動(dòng)信號時(shí)才能正常工作(如圖2所示)。2.循環(huán)水開(kāi)發(fā)利用的過(guò)程中，應當充分考慮與現有給排水設備的配套問(wèn)題，避免低效的重復建設。3.加強原有供水管網(wǎng)的漏損檢測，規避單方面提高;|盟本恒了循環(huán)水的利用率，而忽略了對商品水的節約管理。4.為了更好地統計循環(huán)水系統的使用效率，有必要信號比較器在每個(gè)系統的水泵控制單元安裝水表和電表，以更好地測算循環(huán)水的利用率。自然河道或景觀(guān)間5.循環(huán)水節能利用的結構設計可以是整體單元，也恒水檢可以是由多個(gè)獨立的分體單元組合起來(lái)運行。設計過(guò)程中要做好預決算工作，充分測算資金的回報率和設備使用效率及便利性，不能簡(jiǎn)單地為實(shí)現使用循環(huán)水的目的圖2河面水位與水箱水位的配合方式(4)循環(huán)水專(zhuān)用水箱與商品水箱出水口的配合問(wèn)題而盲目投資，最終淪為面子工程或形象工程。為了更好地實(shí)現循環(huán)水源與商品水源的分離，從入通過(guò)以上分析，筆者認為在南方水資源相對豐富的水管道到排水管道都要求做到相互獨立，所以對于廁所地區，開(kāi)展以上節能項目的改造，能夠在履行節能環(huán)保沖刷系統的設計，也應該配置獨立的沖側小水箱來(lái)實(shí)現的社會(huì )實(shí)踐的同時(shí)，進(jìn)- -步獲取可觀(guān)的經(jīng)濟效益。保守整個(gè)循環(huán)水系統的終端工作:當然，沖刷用小水箱也可估計，-次性的投入成本(含逐年維護成本),在系統正式運行后的3~5年內就可實(shí)現前期成本的回收，之后就根據需要采用紅外感應等自動(dòng)控制技術(shù)。至于循環(huán)水專(zhuān)用水箱和商品水箱兩套系統工作模式能逐步實(shí)現更多的節能效益。值得一提的是，方案設計的切換，還是考慮采用人工操作的處理方案，只要季節中的科學(xué)預算和施工規劃是整個(gè)系統中的關(guān)鍵，將直接條件許可，完全可以階段性地關(guān)閉常規的給水系統，而影響到成本回收效率和未來(lái)的經(jīng)濟回報。僅依靠循環(huán)水系統來(lái)維持。3.利用變頻技術(shù)實(shí)現循環(huán)水傳輸過(guò)程中的恒壓控制利用變頻設備為高層供水的技術(shù)現在已經(jīng)得到廣泛運用，但~一次性投入的成本和維護成本均比較大， 針對循環(huán)水系統的特點(diǎn)，一般不適宜采用，但在資金許可ti參考文獻其它條件受限的前提下，也是可以采納的一種方案;比[1]蘇州市氣象局.蘇州氣候概況,氣候概況, 2009.ht tp: //www. sz121. com/qx ji/showInf0.如，在樓頂無(wú)法安裝專(zhuān)用水箱時(shí)，采用變頻系統的恒壓控制技術(shù)，就能在沒(méi)有水箱的條件下實(shí)現循環(huán)水系統的中國煤化工計年200電子版整個(gè)工作過(guò)程。tt ITYHC N M H Gi/2008/ni01.htm4.利用太陽(yáng)能光伏設備，為供水電泵提供局部的動(dòng)108Email:cmee @263.net CME