高校澡堂洗浴水再利用-環(huán)境保護(hù)論文

1.可行性分析

目前高校污水一般直接納入城市排水系統(tǒng)，這樣不僅浪費(fèi)水資源，而且還要交一定數(shù)額的排污費(fèi)。

關(guān)鍵字：高校洗浴水 再利用 土壤生態(tài)處理 自控 

據(jù)調(diào)查，某學(xué)校澡堂中每天平均供應(yīng)400噸自來(lái)水，除去寒暑假，學(xué)生一年在校總天數(shù)按250天計(jì)，那么一所4萬(wàn)學(xué)生的高校一年就要消耗10萬(wàn)噸自來(lái)水。而洗浴水都是隨學(xué)校的排污管道排出，這樣就浪費(fèi)了太多的水資源。

此高校平均每人每天沖廁需水量約20升。此高效住宿生4萬(wàn)人，除去寒暑假，一年在?？偺鞌?shù)按250天計(jì)，全校學(xué)生每年宿舍中沖廁需水量約為V= 20×40000×250/1000=20(萬(wàn)噸)。另?yè)?jù)筆者向?qū)W校有關(guān)部門調(diào)查，此高校澡堂每天平均用水量為400噸，一年用水量為V=400×250=10(萬(wàn)噸)。由此知，澡堂廢水量約10萬(wàn)噸左右，而這些水經(jīng)處理完全可以用來(lái)沖廁。按理想情況計(jì)算，假如沖廁全部改用處理過(guò)的廢水，那么每年全校可節(jié)約至少10萬(wàn)噸水，按每噸水2.8元計(jì)算，加上國(guó)家對(duì)污水排放還要征收一定的費(fèi)用，每年可節(jié)約至少30萬(wàn)元水費(fèi)。

污水處理設(shè)備還有管道鋪設(shè)在開(kāi)始時(shí)會(huì)花費(fèi)一定數(shù)額的錢，但就長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)說(shuō)，整個(gè)系統(tǒng)在幾年內(nèi)便可以贏回成本，所以這套系統(tǒng)的可行性還是很高的。

2.系統(tǒng)概述

首先，對(duì)學(xué)校澡堂排水系統(tǒng)做改造，澡堂管道出口處建立小型的集水池(分儲(chǔ)水池和備用池)，然后利用土壤生態(tài)處理法將澡堂水轉(zhuǎn)變?yōu)樗|(zhì)達(dá)標(biāo)水。同時(shí)，增加通往宿舍樓的管道，將集中處理過(guò)的澡堂水通過(guò)泵送到宿舍樓頂?shù)乃?。此外，自?lái)水管道也通往宿舍樓頂?shù)乃洌瑑煞N水質(zhì)的水在電子水位控制儀的作用下，在保證優(yōu)先使用澡堂水下，使得水箱保持水滿。水箱下有通往各層樓廁所沖水系統(tǒng)的管道，將連續(xù)不斷的為廁所系統(tǒng)供水，這樣在充分利用水資源的同時(shí)也節(jié)約了寶貴的水資源。以一所4萬(wàn)學(xué)生的高校為例，每年可以節(jié)省30萬(wàn)元，該系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單，管道鋪設(shè)簡(jiǎn)單，成本低廉，占用空間較少，維護(hù)和檢修方便。

系統(tǒng)原理圖

澡堂水 →  集水池 →  泵1 →  水處理系統(tǒng)  → 泵2 →  宿舍樓
 

3.系統(tǒng)詳述

3.1洗浴水處理部分

3.1.1洗浴水處理原理

洗浴水處理采用污水土壤毛細(xì)管滲濾系統(tǒng)。此系統(tǒng)是一種就地污水處理技術(shù)，充分利用土壤中的動(dòng)物、微生物、植物以及土壤的物理、化學(xué)特性將污水凈化。由于利用了土壤的自然凈化能力，因而具有基建投資低、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用少、操作管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)還能夠利用污水中的水肥資源，把污水處理與綠化相結(jié)合，美化和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

污水首先進(jìn)入預(yù)處理設(shè)施。污水經(jīng)厭氧發(fā)酵作用，其中的有機(jī)物得到部分分解，降低了污染物負(fù)荷，也提高了污水中速效養(yǎng)分的含量，有利于進(jìn)一步凈化和利用。

預(yù)處理后的污水經(jīng)過(guò)水泵提升通過(guò)管道輸送至滲濾場(chǎng)。在配水系統(tǒng)控制下，污水經(jīng)布水管分配到每條滲濾溝中。污水在滲濾溝中通過(guò)礫石層的再分布，在土壤毛細(xì)作用下上升至植物根區(qū)。污水經(jīng)過(guò)土壤的物理、化學(xué)作用和微生物的生化作用以及植物吸收利用后得到處理和凈化。
3.1.2　滲濾溝結(jié)構(gòu)
滲濾溝是本系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)施，污水主要是在流經(jīng)滲濾溝的過(guò)程中得以凈化的.

滲濾溝主要由五部分組成?！暗讓印保河址Q布水層或墊層，由直徑為20～40 mm的礫石和粒徑為0.25～1.00 mm的粗砂組成，起承托滲濾層和使污水均勻分布的作用，內(nèi)設(shè)埋深0.6 m的陶土布水管?！皾B濾層”：是用當(dāng)?shù)赝寥罃v和一定比例的泥炭和爐渣配制而成的特殊土壤層，厚度為40cm，是污水凈化的主要作用層?！氨韺印保河奢^肥沃的耕作土壤組成，是草坪植物的生長(zhǎng)層，其上種植綠色期長(zhǎng)的草坪植物“馬尼拉”、“翦股穎”和“早熟禾”，實(shí)現(xiàn)污水綠地利用?！胺罎B層”：位于溝床最底層，由厚度為0.23 mm的聚氯乙烯薄膜構(gòu)成，其作用是防止污水直接下滲，使礫石層經(jīng)常處于水飽和狀態(tài)，促使水分的毛細(xì)上升?！案綦x層”：設(shè)置在特殊土壤層下，由可透水的無(wú)紡布構(gòu)成，以防止上層土壤下落填入礫石層，破壞均勻布水。

3.2系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)

3.2.1集水池

集水池主要用來(lái)收集干凈的澡堂水，分為兩部分：儲(chǔ)水池和備用池。兩個(gè)水池均為半封閉地下式，并且水池上方有水泥板覆蓋物，在覆蓋物的上方我們可以進(jìn)行植草皮綠化。覆蓋物有一塊是可以活動(dòng)的，為了以后檢修以及清理污物。采用深度較淺的直槽，池底呈梯狀，儲(chǔ)水池和備用池通過(guò)管道連接。

備用池也是用來(lái)儲(chǔ)水，使得水資源得到充分利用。主要在澡堂水輸水管道出現(xiàn)問(wèn)題以及清理儲(chǔ)水池時(shí)使用。

3.2.2 過(guò)濾裝置及清垢

在水池澡堂入出口處3米外設(shè)置長(zhǎng)方形不銹鋼濾網(wǎng)。濾網(wǎng)中空格空隙為1，在水池澡堂入出口處3米外設(shè)置濾網(wǎng)。在管道出口和泵的入口處添加了毛發(fā)過(guò)濾器。

定期對(duì)兩個(gè)水池中的濾網(wǎng)進(jìn)行除垢，并人工定期清理池中淤泥。此外，對(duì)水池還要進(jìn)行監(jiān)測(cè)，防止突然的濾網(wǎng)堵塞，以便及時(shí)處理堵塞事件，使得整個(gè)澡堂水再利用系統(tǒng)高效運(yùn)行。

3.2.3輸水管道

管道輸水具有供水安全可靠，水質(zhì)受環(huán)境影響小的優(yōu)點(diǎn)，是常用的輸水方式。此設(shè)計(jì)選擇非金屬管，并且管頂覆土深度應(yīng)大于1-1.2m。水池的進(jìn)水管和出水管應(yīng)布置在相對(duì)位置，以保證池水可以循環(huán)，避免水流短路而導(dǎo)致水質(zhì)惡化。

3.2.4加壓泵

澡堂水經(jīng)管道輸送到寢室樓時(shí)采用調(diào)蓄增壓給水方式，由加壓泵將水提升供給宿舍廁所用水。泵的運(yùn)行本身會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲，故將其安置到儲(chǔ)水池附近。泵裝置采用自動(dòng)控制運(yùn)行方式，水泵的啟閉根據(jù)管網(wǎng)用水量的情況，水壓的變化情況自動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方法為:根據(jù)管網(wǎng)壓力變化，采用壓力繼電器來(lái)控制水泵的啟閉。同時(shí)，泵1，2的啟停是通過(guò)一自控裝置同時(shí)控制的，同開(kāi)同閉。水泵的啟閉還和宿舍樓澡堂水管道的自動(dòng)控制閥門同開(kāi)同閉。當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，水泵停止運(yùn)行。

總之，宿舍樓澡堂水管道的自動(dòng)控制閥門關(guān)閉或者澡堂水量不夠，水泵就會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行。

3.2.5單個(gè)宿舍樓輸水管道設(shè)置

系統(tǒng)原理為首先將澡堂水用于廁所沖水系統(tǒng)，在澡堂水沒(méi)有的情況下，自來(lái)水才開(kāi)始向廁所沖水系統(tǒng)供水。

為了保證廁所可以連續(xù)不斷的供水，在樓頂安置水箱，距樓頂大概1m。這樣可以保證一定的水壓，同時(shí)在水箱下面安裝一條主輸水管道通入各個(gè)樓層中。

澡堂水通過(guò)水泵加壓，由輸水管道至宿舍樓處，沿宿舍樓外壁通至樓頂水箱。管道見(jiàn)圖

水箱中會(huì)隨時(shí)充滿水，通過(guò)安裝在水箱側(cè)面上的自動(dòng)控制裝置---電子水位控制儀來(lái)控制。

在水箱上方的自來(lái)水管道和澡堂水管道上各自安裝閥門，這兩個(gè)閥門由電子水位控制儀來(lái)控制。

通過(guò)對(duì)電子水位控制儀，設(shè)置參數(shù)來(lái)控制閥門的開(kāi)閉，從而達(dá)到控制水箱水位的目的。

具體的效果為：

自來(lái)水管道上的閥門是常閉的，而澡堂水管道上的閥門是常開(kāi)的。 電子水位控制儀在水箱中設(shè)置有三個(gè)水位1，2，3水位。澡堂水由泵送到水箱中后達(dá)到最高水位1水位，電子水位控制儀就發(fā)出讓澡堂水管道上閥門關(guān)閉的命令，此時(shí)，水泵也停止工作。當(dāng)水位降低到2水位時(shí)，電子水位控制儀指示澡堂水管道上閥門開(kāi)啟，水泵開(kāi)始工作，澡堂水重新注入水箱。由于澡堂水有限，澡堂水會(huì)出現(xiàn)斷流。這時(shí)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的使用，水位就會(huì)降到3水位，電子水位控制儀就發(fā)出讓自來(lái)水管道上閥門開(kāi)啟，澡堂水閥門關(guān)閉，水池處水泵1停止運(yùn)轉(zhuǎn)的命令(泵1和澡堂水閥門的啟閉是一體的，同開(kāi)同閉)。此后的自來(lái)水供水，工作過(guò)程類似于澡堂水管道。

當(dāng)水泵1的自控裝置監(jiān)測(cè)到有澡堂水時(shí)，就開(kāi)始工作，向宿舍供水。同時(shí)宿舍澡堂水管道上閥門開(kāi)啟，電子水位控制儀收到信號(hào)就關(guān)閉自來(lái)水管道上閥門，澡堂水注入水箱。如此重復(fù)。

4.結(jié)語(yǔ)

整套系統(tǒng)屬于城市污水中水回用，工程投入運(yùn)行后，削減了污染物和污水的排放，改善了水環(huán)境，也可以緩解或在一定程度上解決城市水資源短缺的矛盾，對(duì)城市的社會(huì)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的帶來(lái)了重大影響，促進(jìn)了城市的可持續(xù)發(fā)展。該系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單，管道鋪設(shè)簡(jiǎn)單，成本低廉，占用空間較少，維護(hù)和檢修方便，對(duì)環(huán)境的影響也小。洗浴廢水再利用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)符合經(jīng)濟(jì)和社會(huì)雙重效益。省錢不是我們最終的目的，節(jié)約寶貴的淡水資源才是全球人類共同的心聲。

參考文獻(xiàn)：

1.  張奎，張志剛，給水排水管道系統(tǒng).機(jī)械工業(yè)出版社，2007

2.  紀(jì)軒，廢水處理技術(shù)問(wèn)答.中國(guó)石化出版社，2003

3.  尹軍，陳雷，王鶴立，城市污水的資源再生及熱能的回收利用.化學(xué)工業(yè)出版社，2003

4.  張?zhí)靹?，歷明蓉，日用化工廢水處理技術(shù)及工程實(shí)例. 化學(xué)工業(yè)出版社，2002

5.  金兆豐，徐竟成，城市污水回用技術(shù)手冊(cè). 化學(xué)工業(yè)出版社，2003

6.  姜乃昌，水泵及水泵站（第四版）.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998

7.  田寧寧，楊麗萍，彭應(yīng)登，土壤毛細(xì)管滲濾處理生活污水