高等院校节水措施研究及其效益分析

庄玉玲

(抚顺职业技术学院建工系，辽宁 抚顺 113122)

1 引言

随着我国高等教育的发展，各高等院校的办学规模不断扩大，人数不断增加，占地面积不断扩大，生活及实验设备日益完善，因此用水量逐步上升，已成为城市用水大户。现已东北某大学为例:目前占地面积261 万m2，建筑面积123 万m2，绿化面积62 万m2。博士、硕士、本科生共计34646 人，教职员工约5000 人，有游泳池一座，容量2100m3，每日补水量105m3。因此，采取节水措施有重大的社会意义—水资源保护和经济意义。

2 节水措施的研究与应用

2.1 采用节水型卫生器具及配水器具

2.1.1 采用真空节水型冲洗水箱

师生每日最大的用水量之一是冲厕用水量，约占总用水量的40%～50%。原来采用普通冲洗水箱，用水量6/2L(/次)，改用真空节水型冲洗水箱后，用水量3/1L(/次)。按平均每人每天大便1 次，小便4 次估算，每天节水量3L+4L=7L(人﹒ d)，全年节水量q1=7L×34646 人×295 天=7.15 万m3/年(295=365－70 天，学校每年放假70 天)。

2.1.2 采用红外感应限流一体化节水龙头

教学楼采用红外感应限流一体化节水龙头取代普通水龙头，通过水表测量，8 座教学楼每年节水q2=10.05 万m3，节水率32%。

2.1.3 采用空气膨化节水型淋浴喷头

普通喷头用水量9L/min，节水型喷头用水量5L/min，每分钟节水量=9－5=4L。

若按平均每人每次洗浴15 分钟，每生每周一次估算，年节水量:q3=4L×15 分钟×33786 人×295 天/7=8.54 万m3(33786 为住宿人数)。

以上三项措施的年节水量:Q1= q+q2+q3=7.15+10.05+8.54=25.74 万m3。

2.2 采用IC 卡计价器及用水限量收费制度

2.2.1 学校所有浴室均采用IC 卡计费

据调查原来每生洗浴用水时间至少20 分钟，采用IC 计价后，大多数缩短为10～15 分钟，消费2～3 元，至少节约5min 的用水量，淋浴器的额定出水量5L/min，这样，年节水量为:5533786(295/7)=3.56 万m3/年。

2.2.2 洗衣房IC 卡计价

根据洗衣房水表计量统计，安装IC 卡计价器后，每年节水量约为3.8 万m3。

2.2.3 开水供应采取限量收费制

3.2L 水壶0.4 元/壶，每月每生限量31 张水票，超过31 张，每壶0.8 元，实行限量制后，调查显示平均每日减少36%人次打水，8 个开水房年节水量约为1.15万m3/年。

以上三项措施的年节水量:Q2=3.56+3.8+1.15=8.51 万m3。

3 中水回用措施分析

3.1 中水原水的主要来源及水量

①学生宿舍的盥洗废水。对所有宿舍楼排水系统进行分水质改造，盥洗废水由单独的排水管道排至学校的中水处理站。水量:811m3/d。

②浴室的洗浴废水。水量:362m3/d。

③洗衣房洗衣废水。水量:85m3/d。

④游泳池每日排水。水量:105m3/d。

共计水量:1363m3/d，因此，采取中水回用措施具有很大的节水效益。

回用中水主要用于冲厕(570m3/d)及绿化灌溉(600m3/d)。

3.2 原水水质参数

原水水质参数如表1 所示。

3.3 处理工艺流程

采用流程简单，投资小，运行管理方便，技术成熟的工艺，故处理流程如图(1)，设计日处理量1400m3/d。

3.4 主要构筑物设计参数

①格栅:在进水口处设格栅一台，以拦截进水中较大的固体物。根据设计计算，选用BG8634—5 型机械格栅，有效宽度345mm，栅条间距5mm，安装角度α=50°，最大处理量65m3/h，电机功率120W。

表1 原水水质参数

图1 中水处理工艺流程

②集水池:因高校排水量不均匀，因此需设集水池，以保证水泵正常运转，并起一定的初沉作用。容积100m3，钢筋混凝土结构。

③毛发聚集器:为防止进水中的毛发，碎屑堵塞水泵影响叶轮工作，在提升泵前安装2 台毛发聚集器(一用一备)。型号:MF—300，DN300(mm)，H600(mm)

④曝气调节池:为保证后续接触氧化工艺的正常运行及调节水量，设立了曝气调节池，水利停留时间8 小时，容积V=500m3，曝气设备为型号QXB7.5—80 潜水曝气机，3 台，功率7.5kW/台。

⑤生物接触氧化池:生物接触氧化法利用附着在填料上的活性微生物长时间的与原水接触，可有效地降低BOD，同时还具有脱氮除磷的功能。接触氧化池有效容积V=140m3，接触时间t=6 小时，填料为聚丙烯纤维束半软性填料，填充率P=75%，穿孔管鼓风曝气供氧，气水比10∶1。选用2 台WSR50—300 罗茨鼓风机(一用一备)，P=15kW。

⑥石英砂过滤器:用于将生物处理过程中脱落下来的老化生物膜从水中分离出去，降低水中污染物浓度，选用GJA—300 型砂滤器，外形尺寸Φ30284480，滤料高度H=1200mm，滤速8～10m/h。

⑦碳过滤器:进一步去除水中悬浮物质、有机物、色度等，降低出水浊度，保证水质。型号为GJA—300活性炭过滤器，外形尺寸Φ30286390，滤料高度H=2000mm，滤速8～10m/h。

⑧中水回用池:用于收集和贮存中水，对供水起稳压调节作用及提供与消毒剂充分接触时间。容积V=150m3。

⑨紫外线消毒器:杀灭水中病源微生物。型号SJY—UV60T，功率P=750W。

3.5 出水水质

出水水质参数见表2，满足《城市污水再生利用 城市杂用水水质》标准中用于冲厕、绿化灌溉的标准要求。

表2 出水水质参数

3.6 经济效益分析

主要处理构筑物及设备投资:见表3。

设计、预算、工程监理等费用约13 万元。

安装调试费10 万元，管网工程造价50 万元。

总投资=182.92+13+10+50=255.92 万元

运转处理费:电费、人工费、设备维护费。合1.10元/吨。年节水量:Q3=1400m3/d×295(天)=41.3 万m3(中水处理站每年运行295 天)。

自来水水价2.9 元/吨(含污水处理费)，年节水费=413000×(2.9－1.1)=74.34 万元。收回投资时间=255.92/74.34≈3.44年。

表3 中水主要处理构筑物及设备造价表

4 雨水利用分析

4.1 设计处理水量

学校利用原有的景观水池，修建了雨水回用系统，回用雨水主要满足学校春夏季的道路、广场浇洒、洗车、喷泉补水等用水，日用水量380m3/d。年用水量:Q4=380×6×31=7.07 万m3(东北地区雨水站运行时间6 个月/年)。

因屋面雨水质量较好，故优先收集屋面雨水作为原水。降雨量:

式中:A——屋面面积，m2(361000m2);

H——年平均降雨厚度(600mm);

Ψ——径流系数;

α——季节折减系数;

β——初期弃流系数。

因此，可收集的降雨量完全能满足回用的水量要求。

设计处理水量为400m3/d。

4.2 处理工艺流程

雨水处理工艺流程如图2 所示，学校原有的景观水池(3000m3)，可利用作为补水蓄调池，混凝剂采用聚合氯化铝，消毒剂采用氯气。

出水水质经检测满足《城市生活杂用水水质标准》各项指标要求。

图2 雨水处理工艺流程

4.3 经济效益分析

(1)主要处理构筑物及设备投资:见表4。

(2)运转处理费:电费、人工费、设备维护费、药剂费。合计0.20 元/吨。自来水水价2.9 元/吨。

年节约水费= 7.07 万m3×(2.9－0.2)元/吨=190890 元。

收回投资时间= 71.84×104元/190890 元= 3.76年。

5 结论

通过采取以上节水措施，年节水量为:Q1+ Q2+Q3+Q4=25.74+8.51+41.3+7.07=82.62 万m3。

年节约水费240 万元，可见高校采取节水措施有着重大的社会意义和经济意义。当然，节约用水不仅限于采取节水技术与管理措施，还需要提高广大师生员工的节水意识，加强节约用水、保护水资源重要意义的宣 传，做到人人自觉地节约用水，更能取得巨大的收益。

表4 雨水水主要处理构筑物及设备造价表

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