某高校生活区中水系统设计及改造方案研究

李丹媚

（洛阳理工学院 河南洛阳471023）

高校是用水和排水较集中的地方，其用水群体的特殊性，如学生集中住宿，具有为中水回用系统提供排水水量稳定，成分单一，易于收集的生活污水等特点[1]，高校已成为用水大户和排污大户。为建设节能减排的生态校园，在高校充分、合理地利用中水系统，是非常值得探讨和研究的。

1 工程概况

某高校已建学生生活区有8栋紧邻的学生公寓（公用卫生间）、1座浴池和2座学生食堂。根据实测数据分析，学生公寓盥洗排水量为446.79 m3/d，浴池洗浴排水量为168.67 m3/d，排水量总计达615.024 m3/d。若中水量按排水量的80%计算，学生生活区可产生的中水量约为500 m3/d。同时，建筑屋面雨水的污染程度小，处理工艺简单，虽水量不大且不稳定，但因学生生活区的原排水系统是分流制的，改造相对简单，也可作为补充水源加以利用。

本中水工程按照小区中水系统形式设计，将8栋学生公寓盥洗排水、浴池洗浴排水及建筑屋面雨水全部收集，通过建筑和室外原水管道收集到中水处理站，处理后的中水一部分直接回用到附近建筑物作冲厕用水，其余部分可以就近利用[2]，如再回用到食堂及浴池冲洗地面、校区绿化、冲洗车辆、浇洒道路、作消防水池与景观水体水源等。

中水处理工艺采用先进的A/O+膜生物处理技术进行处理，要求处理出水达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920－ 2002)标准。

2 中水原水系统

中水原水系统分为建筑中水原水系统和室外中水原水系统，其中建筑中水原水系统包括对原建筑排水管道进行改造，新增部分排水管道及清通设备；室外中水原水系统包括对原排水出户管的改造工程，新增排水管道及附属构筑物。

2.1 建筑中水原水系统

2.1.1 学生公寓卫生间原水管道

高校生活区学生公寓多采用公用卫生间，一般分为盥洗间和厕所，且给排水管道均集中在卫生间内，使得管道改造方案简单易行。

公用卫生间原水管道的设计意图，就是充分利用原建筑排水管道，并加以改造，将盥洗排水和冲厕污水分流，从而收集盥洗排水作为原水。在设计中应按以下两种情况考虑：

1）若盥洗排水横支管与冲厕排水横支管是成一条直线的，一般冲厕排水需要DN100的管径，而盥洗排水只需要DN50或DN75的管径。从节约工程造价方面考虑，新增原水管道应按盥洗排水所需管径设计。具体方法为：将各层排水横支管从盥洗排水管与冲厕排水管连接处截断，冲厕排水管起始端加清扫口，盥洗排水管末端延伸与新增原水管连接，见图1。

图1 Ⅰ型卫生间给排水管道改造图

2）若盥洗排水横支管与冲厕排水横支管是各自独立设置的，则不需增加原水管道，只需将盥洗排水水平出户管改接到室外原水管道检查井内。

2.1.2 浴池洗浴原水管道

浴池作为学生生活区必不可少的部分，也成为用水量大、集中且水质较好的排水大户。浴池排水常分为卫生间排水和洗浴排水，一般洗浴排水量大，管径也较大，不会与卫生间排水相连，只需将洗浴排水水平出户管改接到室外原水管道检查井内，这样既节约造价又简单易行。

同时，洗浴排水中含有人体皮肤分泌物、毛发、污垢等，容易造成排水管道堵塞，应在连接洗浴排水水平出户管的检查井内设置毛发收集器，对洗浴排水进行预处理。

2.1.3 建筑屋面雨水原水管道

对于建筑屋面雨水的收集，可充分利用原有雨水排水管道。若原有管道是按雨水直接排至散水上设计的，则需要增加一道平行于散水且带篦子的排水沟，用来汇集排至散水的雨水，沟末端通过管道与室外中水原水管道检查井相连；若原有管道是按雨水排至室外雨水管道检查井设计的，则只需将其在适当位置接入室外中水原水管道检查井即可。同时，也应考虑暴雨时雨水的溢流或超越措施，以避免雨水量过大对原水管道通畅及中水处理站正常运行的影响。

2.2 室外中水原水系统

根据中水处理站的位置及距其最远的中水原水点，参考污水管渠定线原则，确定中水原水管道的位置及走向；因建筑屋面雨水也排入室外中水原水管道，故应适当加大中水原水管道的设计管径。

室外中水原水管道宜按重力流设计，靠重力流不能直接接入的排水可考虑小型调节池，靠溢流将原水排走，以减少局部提升设备的投入；同时，管道改造工程受室外场地及其它管道的影响较大，设置分流井难度较大，可考虑在中水处理站设置调节池来调节多余水量或事故停运时的原水排水量。

3 中水处理站

中水处理站位置的确定是应优先考虑的，因其直接影响着室外中水原水及供水管道的走向、标高和工程量，从而影响站内各处理设施的标高，也决定了整个中水系统工程造价的高低。因此应合理地确认中水处理站的位置，尽可能地减小原水管道起点至中水处理站的管道长度及埋深，以节约工程造价。

中水处理站在常规设计要求的基础上，还用注意以下4个方面：

①中水处理站应优先考虑设置在排水量较大的建筑物附近，例如浴池，以减小中水原水管道的管径。

②中水处理站供水管道的设计，应考虑在站内将各种用途的供水管道分别引至相应位置，加装控制附件或带锁的接水口等，并做不得饮用的明显标示，由相关管理人员进行控制。

③对于有环境工程相关专业的高校，应在中水处理站设置实验室或化验室，已备学生将来作为实验和实习基地使用。

④中水处理站必须封闭管理，与学生生活区隔离，以避免学生或外来人员进入造成危害。

4 中水供水系统

中水供水系统分为建筑中水供水系统和室外中水供水系统，其中建筑中水供水系统包括对原建筑给水管道进行改造，新增部分管道、控制和配水附件；室外中水供水系统包括对原给水出户管的改造，新增管道及控制附件。

中水回用的原则是按水质要求由低到高依次确定，其确定顺序是冲洗厕所、冲洗地面、绿化、冲洗车辆、消防供水、景观水体、施工等。对于高校来说，中水供应应优先保证学生公寓冲厕使用，且学生公寓用水时段较为集中，其他用途用水供应应错开学生用水高峰。例如：浇洒道路、绿化、洗车用水可错开早晨6:00—9:00点，中午11:00—14:00点。景观水系、消防用水可作为最后考虑，也可作为中水系统平衡水量的措施。

中水供水管网布置的原则:

①管道布置尽量靠近用水负荷中心；

②管道优先布置在绿化带内；

③管线力求顺直，缩短供水距离，减小水头损失[3]。

4.1 建筑中水供水系统

同学生公寓卫生间中水原水管道设计方法相似，中水供水管道也应尽量利用原有给水管道，只需将各卫生间内盥洗给水横支管与冲厕给水横支管断开，再根据卫生间具体情况来确认，从以下两种情况进行分析：

1）若冲厕给水横支管距离给水立管更近，应将冲厕给水管道作为中水供水管道，这样避免了要重新安装的冲厕给水横支管与原管道标高冲突的问题。具体方法为：将各层给水横支管从盥洗给水管与冲厕给水管连接处截断，冲厕给水管末端盲死，盥洗给水管起始端延伸与新增给水管立管（饮用水给水管道）连接，见图1。

2）若盥洗给水横支管距离给水立管更近，应将冲厕给水管道作为中水供水管道，这样避免了要重新安装的盥洗给水横支管与原管道标高冲突的问题。具体方法为：将各层给水横支管从盥洗给水管与冲厕给水管连接处截断，盥洗给水管末端盲死，冲厕给水管起始端延伸与新增给水管立管（中水供水管道）连接，见图2。

图2 Ⅱ型卫生间给排水管道改造图

学生食堂和浴池冲洗地面用水供水管道上需要加装接水口（带锁），必须制作不得饮用的明显标示，由相关管理人员进行控制，避免误饮误用事故的发生。

4.2 室外中水供水系统

绿化浇灌、景观水系、消防水池等都是距离中水处理站较远，且需要操作人员在用水点进行操作。因此，在一般中水系统设计中，也需要增加一定的控制措施，才可保证操作人员的方便运行。室外中水供水管道的设计与生活给水系统相同，只是需要注意以下3点：

①将学生公寓周边原绿化给水管道与原给水管道分开，就近连接到室外中水供水管道上，原有绿化管道阀门井保留；绿化浇灌人工操作流程为：

a）接到浇灌绿地指示后开启变频水泵（清水池液位在冲厕保证液位以上）；

b）打开绿地用水阀门，开始浇灌绿地或道路冲洗；

c）浇灌或冲洗完毕，管网压力上升，水泵连锁停止运行（到达冲厕保证液位也停止运行）。

②从中水处理站直接向景观水系引水，中水供水管道上装设控制阀门等。

③消防用中水管道有两种接法：一是建筑消防给水管道与室外消防给水管道断开，与室外中水供水管道直接连接；二是消防用中水通过管道直接接入校区消防水池，作为第二水源。

5 总结

某高校生活区中水系统的设计改造方案，是在对原有室内外给排水管网改造基础上产生的，需综合考虑中水管道和原有管道、多种原水收集及多用途中水回用交叉影响等因素，一定要把握节约造价、简单易行的原则，制定出经济合理、切实可行的改造方案。

因此，探索和研究对原有给排水管网进行改造的中水系统，对于有很大节水潜力的高校而言，有着更重大的意义。

［1］刘金山.中水回用系统在校园内的应用探讨——以浙江建设职业技术学院为例［J］.科技通报，2011,27（6）：895—898.

［2］金世玉，辛洪云，蔡可心，徐 斌.高校中水回用系统规划设计探讨［J］.中国给水排水，2009，25（20）：22—24.

［3］梁伟刚.郑州市中心城区再生水专项规划介绍［J］.中国给水排水,2011，27(10):13—16.