高校科研办公楼用水量变化特征及对污水处理工程设计参数的影响分析

张宪宁 杨东慧 李耀 李其乔 赵文玉 马邦定,2*

（1桂林理工大学环境科学与工程学院 广西桂林 541004 2桂林理工大学科技园 广西桂林 541004）

桂林某高校新校区是一个建设在离市区比较远的地段的新校区，设计污水管网将高校产生的污水输送到城市排水管网系统的投资过大，因而需要单独建立污水处理设施。并且，校区内建筑分散，地势高低起伏,难以将所有污水集中处理,需对某一单独建筑物或一些建筑物群进行处理。因此,研究高校某一功能建筑用水特征对污水处理设计有重要指导作用,本文研究了该高校科研办公楼用水特征及污水处理设计参数。

1 研究方案

科研办公楼主要功能在于教师办公、实验教学和科学研究，是高校非常重要的功能区之一，因此对该楼的研究具有很大的意义。根据教师上班的时间以及学生做实验研究的时间特点，在2013年的3月、6月及2014年的10月、12月中各抽出为期一周的时间，每日数据采集时间点定于 7：30、12：00、14：30、18：00、21：00 五个时间点记录该楼水表的读数，通过各时间点的差值可得出该时间段的用水量。为将用水量合理分配到每个小时段上，选取了几天时间由前期每日五次数据记录缩小到每日早六点至夜间零点逐时监测。据此综合整理数据，得出高校科研办公楼的用水特征。

2 用水量变化特征分析

数据综合处理结果如图1～图6所示。

图1 春季逐时用水量变化曲线图

图2 夏季逐时用水量变化曲线图

图3 秋季逐时用水量变化曲线图

图4 冬季逐时用水量变化曲线图

图5 采样周日间用水量变化曲线

图6 采样月日间用水量变化曲线

2.1 日内逐时用水量变化特征

从图1至图4可以看出，一年中各个季节的日内用水规律都很相似，用水高峰期主要在早上8：00～9：00 和下午 14:00～15:00这两个时间段。8点刚好是教师刚上班时间，部分研究生早起做实验，故用水达到一个峰值。据调查，本科生的实验教学大多在下午14点以后，故14:00～15：00这个时间段出现一个峰值。18点是教师下班时间，本科生实验用水基本为零，故18点以后用水量急剧下降。

图7 不同季节用水量对比图

2.2 日间用水量变化特征

从图1至图5可以看出，除一些特殊情况外，各季节日内用水特性基本一样：周一至周五用水量相近，周六和周日用水量则少些，因为高校每周有双休日，但有部分研究生做实验。

由图6也可看出，除了5月1日、2日和3日假期用水量少以外，其他时间也基本呈现出周一至周五用水量多，周六、周日用水量少的规律（5月1日为周四）。

2.3 不同季节用水量特性

由图7可以看出，夏季、秋季和冬季用水总量很接近，都在65m3左右，而春季少于其他三个季节，因为春季雨水多，同时也是病菌快速繁殖的季节，一些环境要求严格的实验不适于在春季做。

2.4 设计用水量的确定

由图1至图4可以得出，最高日用水量为11.57m3/d，平均日用水量为9.29m3/d，最高时用水量为2.00m3/h，由图1至图5及所有数据，可求得平均日用水量为9.29m3/d。最高日用水量为冬季周一用水量11.57m3/d，最高日逐时用水量见表1。

表1 最高日逐时用水量

由表知，最高日最高时为14～15时，用水量为2.00m3/h，占全天用水量的17.29%，时变化系数为4.15。

2.5 污水调节池容积计算

由《室外排水设计规范GB 50014-2006(2014年版)》知，污水处理设计流量采用平均日流量，为用水量的70%～80%，调节池流量由最高日逐时排水量计算，最高日逐时排水量取最高日逐时用水量的75%，计算结果如图8。

图8 调节容积池计算

调节池的理论调节容积等于图8中面积A和面积B中较大者，即调节池的理论容积为3.89m3，设计中采用的调节池容积，一般考虑增加理论调节容积的10%～20%，本调节池采用增加15%的理论调节容积，即调节池容积为5.84m3。

3 结语

3.1 用水量变化特征

桂林某高校科研办公楼用水变化具有一定规律，日内用水逐时变化主要出现两个高峰值，为早上8：00～9：00和下午14:00～15:00这两个时间段；日间用水变化特性呈现周一至周五用水多，周六、周日少；季节性变现为夏季、秋季和冬季用水量大致相同，春季用水量少。

3.2 污水处理设计参数

高校科研办公楼最高日用水量为11.57m3/d，平均日用水量为9.29m3/d，最高时用水量为2.00m3/h，日变化系数为1.24，时变化系数为4.15，调查得知，科研办公楼日均人数稳定在310人左右，故人均用水定额为37.232L/（cap*d），设计调节池的调节容积为5.84m3。