高校綠色校園建設(shè)中節(jié)水措施的探索與實(shí)踐

文＿田海濤（廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，設(shè)備與環(huán)境學(xué)院副院長，注冊公用設(shè)備工程師、高級工程師、副教授，碩士）

陸 青（廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院后勤管理處，注冊監(jiān)理工程師、高級工程師，碩士）

蔣雪華（中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司廣西分公司，注冊公用設(shè)備工程師、高級工程師）

黨的二十大報告提出要“加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型”，強(qiáng)調(diào)“推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展綠色化、低碳化是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)”。為把綠色低碳發(fā)展理念全面融入國民教育體系各個層次和各個領(lǐng)域，2022年10月26日教育部印發(fā)《綠色低碳發(fā)展國民教育體系建設(shè)實(shí)施方案》，要求“將綠色低碳發(fā)展融入校園建設(shè)，在新校區(qū)建設(shè)和既有校區(qū)改造中優(yōu)先采用節(jié)能減排新技術(shù)產(chǎn)品和服務(wù)”。因此，推進(jìn)綠色校園建設(shè)，有助于為學(xué)校綠色發(fā)展提質(zhì)增效。目前，綠色校園建設(shè)主要評價依據(jù)為國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《綠色校園評價標(biāo)準(zhǔn)》《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》《既有建筑綠色改造評價標(biāo)準(zhǔn)》，包含已有資源節(jié)約、再生資源利用、環(huán)境保護(hù)等方面。本文以綠色校園建設(shè)的重要組成部分——節(jié)水措施為探索與實(shí)踐對象，為實(shí)現(xiàn)校園水資源節(jié)約集約利用，加快校園節(jié)水技術(shù)推廣應(yīng)用，推動校園節(jié)水項(xiàng)目建設(shè)提供借鑒。

校園節(jié)水措施可歸納為“開源”“節(jié)流”“轉(zhuǎn)型”三個方面?！伴_源”即加強(qiáng)非常規(guī)水源利用，主要指雨水回用、再生水利用等節(jié)水措施。“節(jié)流”即遏制用水浪費(fèi)，主要指降低管網(wǎng)漏損率、使用節(jié)水衛(wèi)生器具、采用節(jié)水灌溉方式等節(jié)水措施。“轉(zhuǎn)型”即推廣先進(jìn)節(jié)水技術(shù)成果，推進(jìn)數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)在節(jié)水措施中的應(yīng)用，提升“開源”與“節(jié)流”效果，實(shí)現(xiàn)校園節(jié)水轉(zhuǎn)型升級。下面針對各項(xiàng)主要節(jié)水措施，結(jié)合廣西某高校節(jié)水項(xiàng)目實(shí)例進(jìn)行探索。

一、雨水回用

（一）技術(shù)探究

雨水資源作為可再生資源，具有非耗竭性、可持續(xù)收集使用的特點(diǎn)，且雨水污染程度輕、處理成本低，加之高校校園占地廣、雨水匯流面積大、雨水徑流量大，因此雨水回用在高校節(jié)水方面潛力巨大。此外，雨水的回用有助于校園場地中雨水的徑流減排，可有效降低校園內(nèi)澇風(fēng)險。

校園雨水回用一般包括收集、棄流、儲存、處理、回用等步驟。收集的雨水主要來自校園屋面、地面，由于雨水在匯流過程中會混合屋面、地面上的污染物，因此需要對污染程度較嚴(yán)重的初期雨水進(jìn)行棄流，將其排入市政污水管道。雨水可以儲存在校園內(nèi)景觀水體或雨水蓄水池中，經(jīng)過凈化處理后回用，常見的處理方法見表1。校園雨水回用主要用于綠化用水、地面道路沖洗、沖廁用水、景觀水體補(bǔ)水等方面。

表1 雨水回用常見的處理方法

（二）工程實(shí)例

1.工程概況

以廣西某高校校園雨水回用項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目雨水來自教學(xué)樓屋面、廣場地面及路面，雨水回用用于綠化用水、景觀水體補(bǔ)水，設(shè)計(jì)區(qū)域綜合雨量徑流系數(shù)取0.42。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)重現(xiàn)期按1年計(jì)算，初期棄流雨水量取3mm，實(shí)際可收集雨水量為59.60mm。該項(xiàng)目的雨水收集處理設(shè)備置于地下，具體工藝流程見圖1，主要設(shè)施見表2，現(xiàn)場照片見圖2。

圖1 雨水回用工藝流程圖

圖2 雨水回用設(shè)備間

表2 雨水回用主要設(shè)施

2.工程注意事項(xiàng)

（1）提升原水水質(zhì)。增加雨水徑流路線上的綠地面積或采用轉(zhuǎn)輸型植草溝，并在雨水收集口處設(shè)置格柵或石籠、自然置石等景觀設(shè)施對雨水中的雜質(zhì)進(jìn)行攔截，也可利用濕地對雨水進(jìn)行預(yù)處理，降低雨水面源污染，最大限度提升原水水質(zhì)。

（2）防止二次污染。采用密封雨水蓄水池，并在蓄水池外包裹PE防滲膜、土工布等，確保不會發(fā)生滲漏，防止地面、土壤中的污染物滲入對雨水造成二次污染。

（3）保障用水安全。雨水回用時，水質(zhì)應(yīng)符合《建筑與小區(qū)雨水控制及利用工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50400—2016）的有關(guān)規(guī)定。進(jìn)行綠化灌溉時，回用雨水應(yīng)避免與行人接觸，不宜采用水霧化的噴灌方式。

二、再生水利用

（一）技術(shù)探究

再生水包括市政再生水和建筑再生水，市政再生水以市政污水或污水處理廠出水為水源，建筑再生水以建筑生活排水和其他可以利用的水為水源。如高校所在區(qū)域無市政再生水供給，可將校園內(nèi)建筑生活排水中污染程度較輕的盥洗排水、沐浴排水等優(yōu)質(zhì)雜排水進(jìn)行再生處理利用，起到節(jié)約自來水的作用，降低校園污水的排放量，減少污水處理廠的處理負(fù)荷。

校園建筑再生水利用一般包括收集、處理、儲存、供水等步驟。建筑生活排水系統(tǒng)宜采用污廢分流，將優(yōu)質(zhì)雜排水進(jìn)行單獨(dú)收集。當(dāng)以優(yōu)質(zhì)雜排水為原水時，處理工藝宜以生物處理為主，常見的處理設(shè)施見表3。處理后的再生水進(jìn)入貯存池，通過獨(dú)立的供水系統(tǒng)用于綠化用水、地面道路沖洗、沖廁用水、景觀水體補(bǔ)水等方面。

表3 再生水利用常見的處理設(shè)施

（二）工程實(shí)例

1.工程概況

以廣西某高校實(shí)訓(xùn)綜合樓再生水利用項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目原水為公共衛(wèi)生間洗手盆排水，收集水量約為48.3m3/d，原水污染物濃度取值如下：BOD5=90mg/L～110mg/L、CODcr=100mg/L～140mg/L、SS=90mg/L～110mg/L。處理后的再生水用于地面沖洗和綠化用水，日用水量為20m3/d。該項(xiàng)目的處理站設(shè)置于負(fù)二層，處理規(guī)模按需定產(chǎn)取典型值為60m3/d，具體工藝流程見圖3，主要設(shè)施見表4，現(xiàn)場照片見圖4。

圖3 再生水利用工藝流程圖

圖4 再生水利用處理站

表4 再生水利用主要設(shè)施

該項(xiàng)目采用的MBR一體化設(shè)備為A2O工藝與膜過濾相結(jié)合。A2O工藝由厭氧池、缺氧池、好氧池組成，可以實(shí)現(xiàn)同步脫氮除磷。膜組件的高效截留作用，可以將泥水分離，有效降低出水懸浮物含量，同時實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器污泥齡和水力停留時間的完全分離，延長污泥齡，提高有機(jī)物降解率。

2.工程注意事項(xiàng)

（1）保障用水安全。再生水供水系統(tǒng)的管道應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，該項(xiàng)目安裝的水龍頭采用帶鎖箱的沖洗水龍頭，避免非工作人員誤用。再生水用于地面沖洗和綠化，水質(zhì)應(yīng)符合《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920—2020）的規(guī)定。

（2）保障人員安全。該項(xiàng)目處理站房間內(nèi)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)補(bǔ)充新風(fēng)，處理設(shè)施設(shè)有蓋板，每小時換氣次數(shù)不小于8次，同時房間內(nèi)設(shè)置二氧化碳濃度顯示及報警裝置。

（3）保障處理效果穩(wěn)定。該項(xiàng)目主要處理階段采用的MBR一體化設(shè)備為A2O工藝與膜過濾的組合，為保障處理設(shè)備運(yùn)行過程中功能穩(wěn)定，主要采取以下三點(diǎn)措施。

一是維持適當(dāng)有機(jī)物濃度。A2O工藝屬于活性污泥法處理，通過活性污泥中的微生物對有機(jī)污染物進(jìn)行分解，因此需要維持水中的有機(jī)物濃度為微生物代謝提供營養(yǎng)物質(zhì)。該項(xiàng)目為高校實(shí)訓(xùn)綜合樓，需注意寒暑假期間原水進(jìn)水量減少的情況下，活性污泥中微生物的生理狀態(tài)。必要時，可考慮按BOD∶N∶P=100∶5∶1的比例人為添加營養(yǎng)物質(zhì)。

二是維持膜組件清潔。膜組件會截留大量污染物，為保障水處理效果，需要定期對膜組件進(jìn)行清洗。該項(xiàng)目采用在線清洗方式，配套加藥罐和反洗加藥罐，可實(shí)現(xiàn)浸泡化學(xué)清洗和反向化學(xué)清洗功能。

三是污泥定期排除。由于膜組件的泥水分離作用，延長了污泥齡，因此MLSS值很高、F/M值很低，致使微生物受營養(yǎng)限制比增值率很低，所以剩余污泥量很少。MBR一體化設(shè)備只需定期排放污泥，外運(yùn)至污水處理廠進(jìn)行減量化、穩(wěn)定化、無害化處理即可。

三、降低管網(wǎng)漏損率

（一）技術(shù)探究

衛(wèi)生器具漏水、閥門漏水、管道漏水、水池水箱溢流等給水管網(wǎng)漏損現(xiàn)象會造成水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，如何快速發(fā)現(xiàn)漏損點(diǎn)并及時修復(fù)是降低管網(wǎng)漏損率的關(guān)鍵，也是節(jié)水的重要措施。發(fā)現(xiàn)漏損點(diǎn)的方法主要有以下兩種。

1.水平衡測試

分市政引入、區(qū)域引入、建筑引入三級安裝計(jì)量水表，下級水表的計(jì)量覆蓋上一級水表的所有出流量，掌握各級用水量現(xiàn)狀，進(jìn)行水平衡測試，通過分析發(fā)現(xiàn)水量不平衡區(qū)域，找出管網(wǎng)漏損點(diǎn)。

2.管網(wǎng)測漏

通過聲波檢測、水壓測量、管道探測等技術(shù)對管網(wǎng)進(jìn)行檢測，定位漏損點(diǎn)，可由技術(shù)人員攜帶設(shè)備對管網(wǎng)進(jìn)行定期巡檢，也可通過信息化手段對管網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，及時發(fā)送管網(wǎng)滲漏報警信息。

（二）工程實(shí)例

以廣西某高校節(jié)水項(xiàng)目為例，校園給水管網(wǎng)分三級安裝NB-IOT超聲遠(yuǎn)傳水表，水表樣式見圖5?？蔁o線傳輸用水?dāng)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)用水情況遠(yuǎn)程監(jiān)控。學(xué)校建立用水計(jì)量監(jiān)測管理平臺，根據(jù)用水層級關(guān)系分析測試管網(wǎng)水平衡狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)漏損區(qū)域。同時，學(xué)校建立管網(wǎng)滲漏監(jiān)測平臺，在校園給水管道上安裝50套物聯(lián)網(wǎng)智能探漏設(shè)備，探漏設(shè)備見圖6。通過兩點(diǎn)定位確定漏損點(diǎn)，其中鑄鐵管兩點(diǎn)檢測距離為300m，PE管兩點(diǎn)檢測距離為100m。借助信息化技術(shù)，管網(wǎng)滲漏監(jiān)測平臺可實(shí)現(xiàn)地下管網(wǎng)可視化管理和管網(wǎng)動態(tài)實(shí)時監(jiān)測。

圖5 NB-IOT超聲遠(yuǎn)傳水表

圖6 物聯(lián)網(wǎng)智能探漏設(shè)備

四、使用節(jié)水衛(wèi)生器具

（一）技術(shù)探究

為提升節(jié)水效果，水龍頭、淋浴器花灑、小便器、大便器等終端用水器具均需采用節(jié)水型產(chǎn)品，如公共建筑洗手盆的水龍頭及蹲式大便器、小便器的沖洗閥可采用延時自閉式或感應(yīng)式產(chǎn)品，當(dāng)大便器采用沖洗水箱時應(yīng)選用有大、小便分檔的沖洗水箱，其中小檔應(yīng)滿足洗凈、污水置換、水封回復(fù)等功能且不應(yīng)大于大檔用水量的70%，大檔的一次沖洗水量不得大于6L?！毒G色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》要求二星級、三星級綠色建筑的節(jié)水衛(wèi)生器具用水效率等級需達(dá)到2級，一星級綠色建筑需達(dá)到3級。校園常見衛(wèi)生水器具的用水效率等級指標(biāo)見表5。

表5 校園常見衛(wèi)生器具的用水效率等級指標(biāo)

（二）工程實(shí)例

以廣西某高校節(jié)水項(xiàng)目為例，對校園教學(xué)樓、宿舍樓等場所的終端用水器具進(jìn)行節(jié)水技術(shù)升級改造，在不改變師生用水習(xí)慣的情況下實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水。該項(xiàng)目累計(jì)更換節(jié)水水龍頭8926個，更換節(jié)水淋浴器花灑5700個，更換節(jié)水小便器延時自閉沖洗閥200個，更換節(jié)水大便器沖洗水箱4700個，有效減少了校園用水量，相比升級改造前，2023年9月校園教學(xué)樓、宿舍樓平均節(jié)水9146m3。

五、采用節(jié)水灌溉方式

（一）技術(shù)探究

由于高校校園內(nèi)綠化用地占比較高，綠化用水量較大，因此為節(jié)約用水，校園綠化灌溉應(yīng)采用節(jié)水灌溉方式，如噴灌、滴灌等。并可設(shè)置氣候變化調(diào)節(jié)控制器或土壤濕度感應(yīng)器，當(dāng)雨天或土壤濕度適合時可自動關(guān)閉灌溉裝置。各灌溉方式節(jié)水率比較見表6。

表6 各灌溉方式節(jié)水率比較

（二）工程實(shí)例

以廣西某高校節(jié)水項(xiàng)目為例，該校園綠化灌溉面積約8000m2，將綠化灌溉方式由手動地面灌溉升級為自動噴灌系統(tǒng)，相比地面灌溉單日可節(jié)水約12m3，同時減輕了綠化人員的工作量。

六、結(jié)語

校園節(jié)水作為綠色校園建設(shè)的重要組成部分，可有效賦能學(xué)校綠色發(fā)展。本文結(jié)合廣西某高校節(jié)水項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對雨水回用、再生水利用、降低管網(wǎng)漏損率、使用節(jié)水衛(wèi)生器具、采用節(jié)水灌溉方式等節(jié)水措施進(jìn)行探索，研究成果可對廣西高校綠色校園建設(shè)中節(jié)水項(xiàng)目的相關(guān)研究起到一定借鑒作用。