某高校生活區(qū)中水系統(tǒng)設(shè)計(jì)及改造方案研究

李丹媚

（洛陽理工學(xué)院 河南洛陽471023）

高校是用水和排水較集中的地方，其用水群體的特殊性，如學(xué)生集中住宿，具有為中水回用系統(tǒng)提供排水水量穩(wěn)定，成分單一，易于收集的生活污水等特點(diǎn)[1]，高校已成為用水大戶和排污大戶。為建設(shè)節(jié)能減排的生態(tài)校園，在高校充分、合理地利用中水系統(tǒng)，是非常值得探討和研究的。

1 工程概況

某高校已建學(xué)生生活區(qū)有8棟緊鄰的學(xué)生公寓（公用衛(wèi)生間）、1座浴池和2座學(xué)生食堂。根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)分析，學(xué)生公寓盥洗排水量為446.79 m3/d，浴池洗浴排水量為168.67 m3/d，排水量總計(jì)達(dá)615.024 m3/d。若中水量按排水量的80%計(jì)算，學(xué)生生活區(qū)可產(chǎn)生的中水量約為500 m3/d。同時，建筑屋面雨水的污染程度小，處理工藝簡單，雖水量不大且不穩(wěn)定，但因?qū)W生生活區(qū)的原排水系統(tǒng)是分流制的，改造相對簡單，也可作為補(bǔ)充水源加以利用。

本中水工程按照小區(qū)中水系統(tǒng)形式設(shè)計(jì)，將8棟學(xué)生公寓盥洗排水、浴池洗浴排水及建筑屋面雨水全部收集，通過建筑和室外原水管道收集到中水處理站，處理后的中水一部分直接回用到附近建筑物作沖廁用水，其余部分可以就近利用[2]，如再回用到食堂及浴池沖洗地面、校區(qū)綠化、沖洗車輛、澆灑道路、作消防水池與景觀水體水源等。

中水處理工藝采用先進(jìn)的A/O+膜生物處理技術(shù)進(jìn)行處理，要求處理出水達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920－ 2002)標(biāo)準(zhǔn)。

2 中水原水系統(tǒng)

中水原水系統(tǒng)分為建筑中水原水系統(tǒng)和室外中水原水系統(tǒng)，其中建筑中水原水系統(tǒng)包括對原建筑排水管道進(jìn)行改造，新增部分排水管道及清通設(shè)備；室外中水原水系統(tǒng)包括對原排水出戶管的改造工程，新增排水管道及附屬構(gòu)筑物。

2.1 建筑中水原水系統(tǒng)

2.1.1 學(xué)生公寓衛(wèi)生間原水管道

高校生活區(qū)學(xué)生公寓多采用公用衛(wèi)生間，一般分為盥洗間和廁所，且給排水管道均集中在衛(wèi)生間內(nèi)，使得管道改造方案簡單易行。

公用衛(wèi)生間原水管道的設(shè)計(jì)意圖，就是充分利用原建筑排水管道，并加以改造，將盥洗排水和沖廁污水分流，從而收集盥洗排水作為原水。在設(shè)計(jì)中應(yīng)按以下兩種情況考慮：

1）若盥洗排水橫支管與沖廁排水橫支管是成一條直線的，一般沖廁排水需要DN100的管徑，而盥洗排水只需要DN50或DN75的管徑。從節(jié)約工程造價方面考慮，新增原水管道應(yīng)按盥洗排水所需管徑設(shè)計(jì)。具體方法為：將各層排水橫支管從盥洗排水管與沖廁排水管連接處截?cái)?，沖廁排水管起始端加清掃口，盥洗排水管末端延伸與新增原水管連接，見圖1。

圖1 Ⅰ型衛(wèi)生間給排水管道改造圖

2）若盥洗排水橫支管與沖廁排水橫支管是各自獨(dú)立設(shè)置的，則不需增加原水管道，只需將盥洗排水水平出戶管改接到室外原水管道檢查井內(nèi)。

2.1.2 浴池洗浴原水管道

浴池作為學(xué)生生活區(qū)必不可少的部分，也成為用水量大、集中且水質(zhì)較好的排水大戶。浴池排水常分為衛(wèi)生間排水和洗浴排水，一般洗浴排水量大，管徑也較大，不會與衛(wèi)生間排水相連，只需將洗浴排水水平出戶管改接到室外原水管道檢查井內(nèi)，這樣既節(jié)約造價又簡單易行。

同時，洗浴排水中含有人體皮膚分泌物、毛發(fā)、污垢等，容易造成排水管道堵塞，應(yīng)在連接洗浴排水水平出戶管的檢查井內(nèi)設(shè)置毛發(fā)收集器，對洗浴排水進(jìn)行預(yù)處理。

2.1.3 建筑屋面雨水原水管道

對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設(shè)計(jì)的，則需要增加一道平行于散水且?guī)髯拥呐潘疁?，用來匯集排至散水的雨水，溝末端通過管道與室外中水原水管道檢查井相連；若原有管道是按雨水排至室外雨水管道檢查井設(shè)計(jì)的，則只需將其在適當(dāng)位置接入室外中水原水管道檢查井即可。同時，也應(yīng)考慮暴雨時雨水的溢流或超越措施，以避免雨水量過大對原水管道通暢及中水處理站正常運(yùn)行的影響。

2.2 室外中水原水系統(tǒng)

根據(jù)中水處理站的位置及距其最遠(yuǎn)的中水原水點(diǎn)，參考污水管渠定線原則，確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，故應(yīng)適當(dāng)加大中水原水管道的設(shè)計(jì)管徑。

室外中水原水管道宜按重力流設(shè)計(jì)，靠重力流不能直接接入的排水可考慮小型調(diào)節(jié)池，靠溢流將原水排走，以減少局部提升設(shè)備的投入；同時，管道改造工程受室外場地及其它管道的影響較大，設(shè)置分流井難度較大，可考慮在中水處理站設(shè)置調(diào)節(jié)池來調(diào)節(jié)多余水量或事故停運(yùn)時的原水排水量。

3 中水處理站

中水處理站位置的確定是應(yīng)優(yōu)先考慮的，因其直接影響著室外中水原水及供水管道的走向、標(biāo)高和工程量，從而影響站內(nèi)各處理設(shè)施的標(biāo)高，也決定了整個中水系統(tǒng)工程造價的高低。因此應(yīng)合理地確認(rèn)中水處理站的位置，盡可能地減小原水管道起點(diǎn)至中水處理站的管道長度及埋深，以節(jié)約工程造價。

中水處理站在常規(guī)設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，還用注意以下4個方面：

①中水處理站應(yīng)優(yōu)先考慮設(shè)置在排水量較大的建筑物附近，例如浴池，以減小中水原水管道的管徑。

②中水處理站供水管道的設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮在站內(nèi)將各種用途的供水管道分別引至相應(yīng)位置，加裝控制附件或帶鎖的接水口等，并做不得飲用的明顯標(biāo)示，由相關(guān)管理人員進(jìn)行控制。

③對于有環(huán)境工程相關(guān)專業(yè)的高校，應(yīng)在中水處理站設(shè)置實(shí)驗(yàn)室或化驗(yàn)室，已備學(xué)生將來作為實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)基地使用。

④中水處理站必須封閉管理，與學(xué)生生活區(qū)隔離，以避免學(xué)生或外來人員進(jìn)入造成危害。

4 中水供水系統(tǒng)

中水供水系統(tǒng)分為建筑中水供水系統(tǒng)和室外中水供水系統(tǒng)，其中建筑中水供水系統(tǒng)包括對原建筑給水管道進(jìn)行改造，新增部分管道、控制和配水附件；室外中水供水系統(tǒng)包括對原給水出戶管的改造，新增管道及控制附件。

中水回用的原則是按水質(zhì)要求由低到高依次確定，其確定順序是沖洗廁所、沖洗地面、綠化、沖洗車輛、消防供水、景觀水體、施工等。對于高校來說，中水供應(yīng)應(yīng)優(yōu)先保證學(xué)生公寓沖廁使用，且學(xué)生公寓用水時段較為集中，其他用途用水供應(yīng)應(yīng)錯開學(xué)生用水高峰。例如：澆灑道路、綠化、洗車用水可錯開早晨6:00—9:00點(diǎn)，中午11:00—14:00點(diǎn)。景觀水系、消防用水可作為最后考慮，也可作為中水系統(tǒng)平衡水量的措施。

中水供水管網(wǎng)布置的原則:

①管道布置盡量靠近用水負(fù)荷中心；

②管道優(yōu)先布置在綠化帶內(nèi)；

③管線力求順直，縮短供水距離，減小水頭損失[3]。

4.1 建筑中水供水系統(tǒng)

同學(xué)生公寓衛(wèi)生間中水原水管道設(shè)計(jì)方法相似，中水供水管道也應(yīng)盡量利用原有給水管道，只需將各衛(wèi)生間內(nèi)盥洗給水橫支管與沖廁給水橫支管斷開，再根據(jù)衛(wèi)生間具體情況來確認(rèn)，從以下兩種情況進(jìn)行分析：

1）若沖廁給水橫支管距離給水立管更近，應(yīng)將沖廁給水管道作為中水供水管道，這樣避免了要重新安裝的沖廁給水橫支管與原管道標(biāo)高沖突的問題。具體方法為：將各層給水橫支管從盥洗給水管與沖廁給水管連接處截?cái)?，沖廁給水管末端盲死，盥洗給水管起始端延伸與新增給水管立管（飲用水給水管道）連接，見圖1。

2）若盥洗給水橫支管距離給水立管更近，應(yīng)將沖廁給水管道作為中水供水管道，這樣避免了要重新安裝的盥洗給水橫支管與原管道標(biāo)高沖突的問題。具體方法為：將各層給水橫支管從盥洗給水管與沖廁給水管連接處截?cái)啵孪唇o水管末端盲死，沖廁給水管起始端延伸與新增給水管立管（中水供水管道）連接，見圖2。

圖2 Ⅱ型衛(wèi)生間給排水管道改造圖

學(xué)生食堂和浴池沖洗地面用水供水管道上需要加裝接水口（帶鎖），必須制作不得飲用的明顯標(biāo)示，由相關(guān)管理人員進(jìn)行控制，避免誤飲誤用事故的發(fā)生。

4.2 室外中水供水系統(tǒng)

綠化澆灌、景觀水系、消防水池等都是距離中水處理站較遠(yuǎn)，且需要操作人員在用水點(diǎn)進(jìn)行操作。因此，在一般中水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，也需要增加一定的控制措施，才可保證操作人員的方便運(yùn)行。室外中水供水管道的設(shè)計(jì)與生活給水系統(tǒng)相同，只是需要注意以下3點(diǎn)：

①將學(xué)生公寓周邊原綠化給水管道與原給水管道分開，就近連接到室外中水供水管道上，原有綠化管道閥門井保留；綠化澆灌人工操作流程為：

a）接到澆灌綠地指示后開啟變頻水泵（清水池液位在沖廁保證液位以上）；

b）打開綠地用水閥門，開始澆灌綠地或道路沖洗；

c）澆灌或沖洗完畢，管網(wǎng)壓力上升，水泵連鎖停止運(yùn)行（到達(dá)沖廁保證液位也停止運(yùn)行）。

②從中水處理站直接向景觀水系引水，中水供水管道上裝設(shè)控制閥門等。

③消防用中水管道有兩種接法：一是建筑消防給水管道與室外消防給水管道斷開，與室外中水供水管道直接連接；二是消防用中水通過管道直接接入校區(qū)消防水池，作為第二水源。

5 總結(jié)

某高校生活區(qū)中水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改造方案，是在對原有室內(nèi)外給排水管網(wǎng)改造基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，需綜合考慮中水管道和原有管道、多種原水收集及多用途中水回用交叉影響等因素，一定要把握節(jié)約造價、簡單易行的原則，制定出經(jīng)濟(jì)合理、切實(shí)可行的改造方案。

因此，探索和研究對原有給排水管網(wǎng)進(jìn)行改造的中水系統(tǒng)，對于有很大節(jié)水潛力的高校而言，有著更重大的意義。

［1］劉金山.中水回用系統(tǒng)在校園內(nèi)的應(yīng)用探討——以浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例［J］.科技通報(bào)，2011,27（6）：895—898.

［2］金世玉，辛洪云，蔡可心，徐 斌.高校中水回用系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)探討［J］.中國給水排水，2009，25（20）：22—24.

［3］梁偉剛.鄭州市中心城區(qū)再生水專項(xiàng)規(guī)劃介紹［J］.中國給水排水,2011，27(10):13—16.