2009年第14期(總第84期)中國現(xiàn)代教育裝備★觀察與觀點(diǎn)★建立校園循環(huán)水系統(tǒng)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(yù)測和工況設(shè)計(jì)等具體細(xì)節(jié)。關(guān)鍵詞:校園循環(huán)水系統(tǒng)備選方案配套建設(shè)循環(huán)水水箱自然河道或景觀河水資源短缺是當(dāng)今困擾經(jīng)濟(jì)發(fā)展的世界性難題，從水資源分配的總量來看，我國排名在前，但人均水資源一、校園循環(huán)水系統(tǒng)的基本特點(diǎn)和開發(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(guī)模的不斷擴(kuò)張，人類賴以生存的環(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(duì)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展形成不同的是，可以不考慮生產(chǎn)用水的循環(huán)利用問題。學(xué)校了制約作用;因此，提倡節(jié)約用水、保護(hù)水資源和加強(qiáng)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(tǒng)。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的水量為“廁所沖刷系統(tǒng)總量相當(dāng)大，強(qiáng)調(diào)節(jié)約用水，不僅是為了節(jié)約，更是為和綠化澆灌系統(tǒng)”提供部分或全部補(bǔ)給(如圖1所示).了弘揚(yáng)節(jié)能環(huán)保的社會(huì)意義。近年來，在各地行政卞管■環(huán)水專用水苗部i的指導(dǎo)和推動(dòng)之下，學(xué)校節(jié)水工作在全社會(huì)節(jié)水項(xiàng)水惶目的推廣過程中始終走在前沿。學(xué)校用水控制管理系統(tǒng)包括:“單位月用水總量控制、 人均用水最控制、節(jié)水器具的建設(shè)改造規(guī)模、節(jié)水制度的制訂及落實(shí)情況和水資源的重復(fù)利用技術(shù)運(yùn)用”等多個(gè)方面。其中，在節(jié)水為所油別用成設(shè)備的投入建設(shè)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(yàn)，廣大師生的節(jié)能環(huán)保意識(shí)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(fù)使用價(jià)值，本文將著重研究循環(huán)水系統(tǒng)在校園日常運(yùn)作圖1校園循環(huán)水系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)途徑中推廣使用的可行性。東南沿海地區(qū)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(duì)循環(huán)作者簡介:張毅，本科，中教高級(jí)，總務(wù)處處長。王水系統(tǒng)C N M H不節(jié)的配套建設(shè)。斌，本科，中教高級(jí)，總務(wù)處副處長。.以蘇州地區(qū)為例，地處水鄉(xiāng)，大小河道分布廣泛，EMEE Email:cmee @263.net105方方數(shù)據(jù)中國現(xiàn)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，無論是自然河道，還是人工景觀下面是某高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校基于景觀河水源的水循河，能夠保證常年不斷流、不缺水，為開發(fā)利用循環(huán)水環(huán)系統(tǒng)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(jié)能改造的實(shí)例以下是根據(jù)該地區(qū)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(jié)能改造前后的統(tǒng)計(jì)推算表(如表1所示):系統(tǒng)使用情況分析:表1循環(huán)水節(jié)能改造的基本指標(biāo)(1)景觀河完全依賴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(tǒng)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(jì)算，耗電量不到1度，折算的電費(fèi)JOmA_ 1900.地100 I構(gòu)3力1.3辦m 13月肌成本約5分/噸，基本可以忽略不計(jì);統(tǒng)計(jì)測算條件如下:(3)完全保證了周邊綠化區(qū)澆灌用水的需求;(1)學(xué)校已普及使用節(jié)水龍頭和部分使用自動(dòng)感應(yīng)(4)景觀河的儲(chǔ)水能夠得到有效的自然更新，保證沖刷設(shè)備，但對(duì)生活用水的使用不設(shè)限制:了水資源的質(zhì)量;(2)在校生與住宿生按1: 1標(biāo)準(zhǔn)計(jì)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(jì)算，假期維修保養(yǎng)用水情況暫不作統(tǒng)計(jì):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(fèi)行為，水費(fèi)按目前2.7元/噸標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，暫不考統(tǒng)和綠化澆灌系統(tǒng)進(jìn)行水源補(bǔ)給慮日后漲價(jià)因素;對(duì)于周邊緊貼河道的學(xué)校，只要河水質(zhì)量長年穩(wěn)(4)循環(huán)水節(jié)能改造設(shè)備- -次性投入及 8常運(yùn)作費(fèi)定，只需通過簡單的過濾處理后，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(tǒng)的供水源。如果外圍河道水源質(zhì)量不能達(dá)(5)循環(huán)水節(jié)能改造范圍至少包括廁所沖刷系統(tǒng)和.標(biāo)，可以考慮在緊貼河道的校園內(nèi)側(cè)建立適當(dāng)規(guī)模的過綠化澆灌系統(tǒng)的主體部分;濾蓄水池，并再次為頂層沖刷系統(tǒng)和綠化澆灌系統(tǒng)提供(6)表中“年節(jié)約支出”是按較低的循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)水源保障。水效能的計(jì)算結(jié)果，實(shí)際上通過加強(qiáng)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?qū)崿F(xiàn)循環(huán)水利用率的再提高和各項(xiàng)成本支出的進(jìn)- -步的可持續(xù)性，因?yàn)樵谀戏蕉鄶?shù)平原地區(qū)，河道的流量是減少。比較穩(wěn)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(tǒng)的主要建設(shè)途徑為綠化系統(tǒng)提供澆灌水源1.利用校園內(nèi)錄觀河的蓄水儲(chǔ)量，為廁所沖刷系統(tǒng)月前，校園規(guī)劃建設(shè)過程中，基本都已將給排水系和綠化澆灌系統(tǒng)進(jìn)行水源補(bǔ)充統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行過優(yōu)化設(shè)計(jì)，每個(gè)校區(qū)有獨(dú)立的給水入河水能調(diào)節(jié)環(huán)境的生態(tài)指標(biāo)，從傳統(tǒng)的私家園林的口，也有獨(dú)立的排水出口，從水平衡的角度來分析考營造布置，到現(xiàn)代化的校園規(guī)劃設(shè)計(jì)，都會(huì)考慮配置人慮，一個(gè)單位如果有幾百噸的日用水量，也必然會(huì)有相工河或人工湖等親水景觀工程。這些位于地平標(biāo)高以下當(dāng)數(shù)量的廢水向外排出:因此，可以考慮在校區(qū)的排水的景觀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(shè)一-定規(guī)模的蓄水池，經(jīng)過適當(dāng)?shù)倪^濾南方雨水相對(duì)充足地區(qū)，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(tǒng)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(tǒng)，如期換水，成本支出相當(dāng)驚人。果要.MYHCNMH(三考慮采用恰當(dāng)?shù)奈鬯诰坝^河規(guī)模達(dá)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門的沖刷水箱來實(shí)現(xiàn)循環(huán)水污染。同時(shí)，當(dāng)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(xiàn)代教育裝備.深度，并做好水池頂部蓋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全處理，以要具備日常使用功能和應(yīng)急使用功能。防發(fā)生意外。在增設(shè)循環(huán)水水箱的過程中，要充分考忠建筑的承當(dāng)蓄水水質(zhì)達(dá)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(yīng)堅(jiān)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(tǒng)的澆灌用水來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(shè)備并聯(lián)使用。2.利用電子控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)水傳輸和使用環(huán)節(jié)三、校園循環(huán)水系統(tǒng)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(tǒng)的混合運(yùn)行，加刷系統(tǒng)提供水源補(bǔ)充上環(huán)保、衛(wèi)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(guī)模，可以考同系統(tǒng)之間的可靠配合;因此，最有效的辦法是運(yùn)用一慮將原來雨落水管道直接引入專門的蓄水池，然后再作定的自動(dòng)控制技術(shù)來協(xié)調(diào)各個(gè)分支系統(tǒng)的工作邏輯。為循環(huán)水的供給水源。通過這一方案， 能夠獲得比較清(1)樓頂水箱水位與地面水泵的配合問題潔的循環(huán)水資源，經(jīng)過沉淀之后，可以得到水質(zhì)較好的循環(huán)水系統(tǒng)的特點(diǎn)決定了供水動(dòng)力必須實(shí)現(xiàn)上傳過后備用水。程中的動(dòng)力輔助，因此配備相應(yīng)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用水箱是最理想的，這樣可以方法一，在屋頂水箱配置機(jī)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(tǒng)提供水源和沖力，泵系統(tǒng)選用簡易的自動(dòng)泵來配合控制，自動(dòng)泵的特點(diǎn)是但要想在這一位置建立水箱并不現(xiàn)實(shí);因此，比較實(shí)用能夠進(jìn)行簡單的壓力檢測，實(shí)現(xiàn)水箱水滿后的自動(dòng)關(guān)閉的方案還是將雨落水管道直接引入專門的地面蓄水池，功能，但問題是當(dāng)水箱上水完成后，它只能工作在連續(xù)然后由水泵上傳到樓頂?shù)膶Ｓ盟?，這才是真正可行的的開關(guān)狀態(tài)，不僅耗費(fèi)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.利用專用管道收集樓層部分盥洗設(shè)備的排水，再據(jù)水泵的泵水能力，白天設(shè)置多個(gè)時(shí)段的供電時(shí)間，晚次為廁所沖刷系統(tǒng)提供水源補(bǔ)充間不工作，非工作日也不工作。此備選方案特別針對(duì)宿舍等集中用水量特別大的場方法二，樓頂水箱不使用機(jī)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(hào)來控的排水口相互分離，那么，收集這部分洗滌用水的實(shí)用制水泵的開啟和關(guān)閉。性就明顯提升。電子傳感器有多種結(jié)構(gòu)，一種是浮球控制下的機(jī)械與上一方案相似，收集的這部分生活用水應(yīng)當(dāng)直接開關(guān)，可以直接控制交流接觸器線圈的通電狀態(tài)，這是引入專門的地面蓄水池，然后再由水泵傳輸系統(tǒng)上傳到最為簡單的工作模式，只要處理好絕緣，在采用低壓接樓頂專用水箱以實(shí)現(xiàn)循環(huán)水的再利用。觸器的狀態(tài)下，可以簡單安全地實(shí)現(xiàn)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(duì)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(fù)利用，通常需要在地面建造小規(guī)模的浮標(biāo)磁感應(yīng)開關(guān)的傳感器，工作壽命相對(duì)比較長，但是專用畜水池，并與屋項(xiàng)的專門水箱相配合才能實(shí)現(xiàn)水循安裝不便利。當(dāng)然，最重要的是，上.述兩 類傳感器應(yīng)該環(huán)的過程。在單體建筑與大型水循環(huán)系統(tǒng)相隔距離較遠(yuǎn)工作在小信號(hào)狀態(tài)下，才能延長維修周期，也就是說用的條件下，也算是一種切實(shí)可行的改造方案。這些信號(hào)開關(guān)的觸點(diǎn)來控制中間繼電器，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(tǒng)的配套建設(shè)和技術(shù)難點(diǎn)方法三，傳感器部分采用純電子電路來制作，利用1.在主體教學(xué)樓和宿舍樓的樓項(xiàng)增設(shè)防銹的輕型蓄水的導(dǎo)電性能來傳遞上下限水位的信號(hào)，再經(jīng)放大處理水箱好逐級(jí)推動(dòng)水泵T作這釉技術(shù)粒鬻通常需要進(jìn)行專門水循環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)決定了系統(tǒng)內(nèi)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(dú)建立，不能夠出現(xiàn)與原商品供水共用管再需曳HCNMHG道或水箱的情況。應(yīng)當(dāng)說，這兩套系統(tǒng)都需要保養(yǎng)，都(2)河面水位與水泵工作周期的配合問題CMEE E-mail:emee @263.net107另方數(shù)據(jù)中國現(xiàn)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(shè)太陽能光伏發(fā)電設(shè)備，應(yīng)當(dāng)說， 在現(xiàn)器的方式來采樣驅(qū)動(dòng)。有技術(shù)條件下完全可以實(shí)現(xiàn)白天抽水動(dòng)力由太陽能供(3)河面水位與水箱水位的配合工作問題給;不過，太陽能發(fā)電系統(tǒng)- -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，技術(shù)運(yùn)用的社會(huì)意義大于經(jīng)濟(jì)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(hào):而河面?zhèn)魑?、校園循環(huán)水系統(tǒng)使用過程中的注意事項(xiàng)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(tǒng)的開發(fā)利用只是節(jié)約資源的一種措狀態(tài)即可。兩者的信號(hào)最終都是加到水泵上，加權(quán)方式施，并不能完全取代原有的生活用水供給設(shè)備，哪怕是是“與門模式”，或者說是串聯(lián)模式，只有當(dāng)上下傳感針對(duì)單一的廁所沖刷系統(tǒng)。器都給出啟動(dòng)信號(hào)時(shí)才能正常工作(如圖2所示)。2.循環(huán)水開發(fā)利用的過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮與現(xiàn)有給排水設(shè)備的配套問題，避免低效的重復(fù)建設(shè)。3.加強(qiáng)原有供水管網(wǎng)的漏損檢測，規(guī)避單方面提高;|盟本恒了循環(huán)水的利用率，而忽略了對(duì)商品水的節(jié)約管理。4.為了更好地統(tǒng)計(jì)循環(huán)水系統(tǒng)的使用效率，有必要信號(hào)比較器在每個(gè)系統(tǒng)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。自然河道或景觀間5.循環(huán)水節(jié)能利用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以是整體單元，也恒水檢可以是由多個(gè)獨(dú)立的分體單元組合起來運(yùn)行。設(shè)計(jì)過程中要做好預(yù)決算工作，充分測算資金的回報(bào)率和設(shè)備使用效率及便利性，不能簡單地為實(shí)現(xiàn)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)水專用水箱與商品水箱出水口的配合問題而盲目投資，最終淪為面子工程或形象工程。為了更好地實(shí)現(xiàn)循環(huán)水源與商品水源的分離，從入通過以上分析，筆者認(rèn)為在南方水資源相對(duì)豐富的水管道到排水管道都要求做到相互獨(dú)立，所以對(duì)于廁所地區(qū)，開展以上節(jié)能項(xiàng)目的改造，能夠在履行節(jié)能環(huán)保沖刷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，也應(yīng)該配置獨(dú)立的沖側(cè)小水箱來實(shí)現(xiàn)的社會(huì)實(shí)踐的同時(shí)，進(jìn)- -步獲取可觀的經(jīng)濟(jì)效益。保守整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)的終端工作:當(dāng)然，沖刷用小水箱也可估計(jì)，-次性的投入成本(含逐年維護(hù)成本),在系統(tǒng)正式運(yùn)行后的3~5年內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)前期成本的回收，之后就根據(jù)需要采用紅外感應(yīng)等自動(dòng)控制技術(shù)。至于循環(huán)水專用水箱和商品水箱兩套系統(tǒng)工作模式能逐步實(shí)現(xiàn)更多的節(jié)能效益。值得一提的是，方案設(shè)計(jì)的切換，還是考慮采用人工操作的處理方案，只要季節(jié)中的科學(xué)預(yù)算和施工規(guī)劃是整個(gè)系統(tǒng)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(guī)的給水系統(tǒng)，而影響到成本回收效率和未來的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。僅依靠循環(huán)水系統(tǒng)來維持。3.利用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)循環(huán)水傳輸過程中的恒壓控制利用變頻設(shè)備為高層供水的技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)得到廣泛運(yùn)用，但~一次性投入的成本和維護(hù)成本均比較大， 針對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的特點(diǎn)，一般不適宜采用，但在資金許可ti參考文獻(xiàn)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，在樓頂無法安裝專用水箱時(shí)，采用變頻系統(tǒng)的恒壓控制技術(shù)，就能在沒有水箱的條件下實(shí)現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)的中國煤化工計(jì)年200電子版整個(gè)工作過程。tt ITYHC N M H Gi/2008/ni01.htm4.利用太陽能光伏設(shè)備，為供水電泵提供局部的動(dòng)108Email:cmee @263.net CME