高校澡堂洗浴水再利用-环境保护论文

1.可行性分析

目前高校污水一般直接纳入城市排水系统，这样不仅浪费水资源，而且还要交一定数额的排污费。

关键字：高校洗浴水 再利用 土壤生态处理 自控 

据调查，某学校澡堂中每天平均供应400吨自来水，除去寒暑假，学生一年在校总天数按250天计，那么一所4万学生的高校一年就要消耗10万吨自来水。而洗浴水都是随学校的排污管道排出，这样就浪费了太多的水资源。

此高校平均每人每天冲厕需水量约20升。此高效住宿生4万人，除去寒暑假，一年在校总天数按250天计，全校学生每年宿舍中冲厕需水量约为V= 20×40000×250/1000=20(万吨)。另据笔者向学校有关部门调查，此高校澡堂每天平均用水量为400吨，一年用水量为V=400×250=10(万吨)。由此知，澡堂废水量约10万吨左右，而这些水经处理完全可以用来冲厕。按理想情况计算，假如冲厕全部改用处理过的废水，那么每年全校可节约至少10万吨水，按每吨水2.8元计算，加上国家对污水排放还要征收一定的费用，每年可节约至少30万元水费。

污水处理设备还有管道铺设在开始时会花费一定数额的钱，但就长期的经济效益来说，整个系统在几年内便可以赢回成本，所以这套系统的可行性还是很高的。

2.系统概述

首先，对学校澡堂排水系统做改造，澡堂管道出口处建立小型的集水池(分储水池和备用池)，然后利用土壤生态处理法将澡堂水转变为水质达标水。同时，增加通往宿舍楼的管道，将集中处理过的澡堂水通过泵送到宿舍楼顶的水箱。此外，自来水管道也通往宿舍楼顶的水箱，两种水质的水在电子水位控制仪的作用下，在保证优先使用澡堂水下，使得水箱保持水满。水箱下有通往各层楼厕所冲水系统的管道，将连续不断的为厕所系统供水，这样在充分利用水资源的同时也节约了宝贵的水资源。以一所4万学生的高校为例，每年可以节省30万元，该系统安装简单，管道铺设简单，成本低廉，占用空间较少，维护和检修方便。

系统原理图

澡堂水 →  集水池 →  泵1 →  水处理系统  → 泵2 →  宿舍楼
 

3.系统详述

3.1洗浴水处理部分

3.1.1洗浴水处理原理

洗浴水处理采用污水土壤毛细管渗滤系统。此系统是一种就地污水处理技术，充分利用土壤中的动物、微生物、植物以及土壤的物理、化学特性将污水净化。由于利用了土壤的自然净化能力，因而具有基建投资低、运转费用少、操作管理简便等优点。同时还能够利用污水中的水肥资源，把污水处理与绿化相结合，美化和改善区域生态环境。

污水首先进入预处理设施。污水经厌氧发酵作用，其中的有机物得到部分分解，降低了污染物负荷，也提高了污水中速效养分的含量，有利于进一步净化和利用。

预处理后的污水经过水泵提升通过管道输送至渗滤场。在配水系统控制下，污水经布水管分配到每条渗滤沟中。污水在渗滤沟中通过砾石层的再分布，在土壤毛细作用下上升至植物根区。污水经过土壤的物理、化学作用和微生物的生化作用以及植物吸收利用后得到处理和净化。
3.1.2　渗滤沟结构
渗滤沟是本系统的关键设施，污水主要是在流经渗滤沟的过程中得以净化的.

渗滤沟主要由五部分组成。“底层”：又称布水层或垫层，由直径为20～40 mm的砾石和粒径为0.25～1.00 mm的粗砂组成，起承托渗滤层和使污水均匀分布的作用，内设埋深0.6 m的陶土布水管。“渗滤层”：是用当地土壤搀和一定比例的泥炭和炉渣配制而成的特殊土壤层，厚度为40cm，是污水净化的主要作用层。“表层”：由较肥沃的耕作土壤组成，是草坪植物的生长层，其上种植绿色期长的草坪植物“马尼拉”、“翦股颖”和“早熟禾”，实现污水绿地利用。“防渗层”：位于沟床最底层，由厚度为0.23 mm的聚氯乙烯薄膜构成，其作用是防止污水直接下渗，使砾石层经常处于水饱和状态，促使水分的毛细上升。“隔离层”：设置在特殊土壤层下，由可透水的无纺布构成，以防止上层土壤下落填入砾石层，破坏均匀布水。

3.2系统管道设计

3.2.1集水池

集水池主要用来收集干净的澡堂水，分为两部分：储水池和备用池。两个水池均为半封闭地下式，并且水池上方有水泥板覆盖物，在覆盖物的上方我们可以进行植草皮绿化。覆盖物有一块是可以活动的，为了以后检修以及清理污物。采用深度较浅的直槽，池底呈梯状，储水池和备用池通过管道连接。

备用池也是用来储水，使得水资源得到充分利用。主要在澡堂水输水管道出现问题以及清理储水池时使用。

3.2.2 过滤装置及清垢

在水池澡堂入出口处3米外设置长方形不锈钢滤网。滤网中空格空隙为1，在水池澡堂入出口处3米外设置滤网。在管道出口和泵的入口处添加了毛发过滤器。

定期对两个水池中的滤网进行除垢，并人工定期清理池中淤泥。此外，对水池还要进行监测，防止突然的滤网堵塞，以便及时处理堵塞事件，使得整个澡堂水再利用系统高效运行。

3.2.3输水管道

管道输水具有供水安全可靠，水质受环境影响小的优点，是常用的输水方式。此设计选择非金属管，并且管顶覆土深度应大于1-1.2m。水池的进水管和出水管应布置在相对位置，以保证池水可以循环，避免水流短路而导致水质恶化。

3.2.4加压泵

澡堂水经管道输送到寝室楼时采用调蓄增压给水方式，由加压泵将水提升供给宿舍厕所用水。泵的运行本身会产生很大的噪声，故将其安置到储水池附近。泵装置采用自动控制运行方式，水泵的启闭根据管网用水量的情况，水压的变化情况自动调节，调节方法为:根据管网压力变化，采用压力继电器来控制水泵的启闭。同时，泵1，2的启停是通过一自控装置同时控制的，同开同闭。水泵的启闭还和宿舍楼澡堂水管道的自动控制阀门同开同闭。当阀门关闭时，水泵停止运行。

总之，宿舍楼澡堂水管道的自动控制阀门关闭或者澡堂水量不够，水泵就会自动停止运行。

3.2.5单个宿舍楼输水管道设置

系统原理为首先将澡堂水用于厕所冲水系统，在澡堂水没有的情况下，自来水才开始向厕所冲水系统供水。

为了保证厕所可以连续不断的供水，在楼顶安置水箱，距楼顶大概1m。这样可以保证一定的水压，同时在水箱下面安装一条主输水管道通入各个楼层中。

澡堂水通过水泵加压，由输水管道至宿舍楼处，沿宿舍楼外壁通至楼顶水箱。管道见图

水箱中会随时充满水，通过安装在水箱侧面上的自动控制装置---电子水位控制仪来控制。

在水箱上方的自来水管道和澡堂水管道上各自安装阀门，这两个阀门由电子水位控制仪来控制。

通过对电子水位控制仪，设置参数来控制阀门的开闭，从而达到控制水箱水位的目的。

具体的效果为：

自来水管道上的阀门是常闭的，而澡堂水管道上的阀门是常开的。 电子水位控制仪在水箱中设置有三个水位1，2，3水位。澡堂水由泵送到水箱中后达到最高水位1水位，电子水位控制仪就发出让澡堂水管道上阀门关闭的命令，此时，水泵也停止工作。当水位降低到2水位时，电子水位控制仪指示澡堂水管道上阀门开启，水泵开始工作，澡堂水重新注入水箱。由于澡堂水有限，澡堂水会出现断流。这时，经过一定时间的使用，水位就会降到3水位，电子水位控制仪就发出让自来水管道上阀门开启，澡堂水阀门关闭，水池处水泵1停止运转的命令(泵1和澡堂水阀门的启闭是一体的，同开同闭)。此后的自来水供水，工作过程类似于澡堂水管道。

当水泵1的自控装置监测到有澡堂水时，就开始工作，向宿舍供水。同时宿舍澡堂水管道上阀门开启，电子水位控制仪收到信号就关闭自来水管道上阀门，澡堂水注入水箱。如此重复。

4.结语

整套系统属于城市污水中水回用，工程投入运行后，削减了污染物和污水的排放，改善了水环境，也可以缓解或在一定程度上解决城市水资源短缺的矛盾，对城市的社会，经济发展和人民生活水平的带来了重大影响，促进了城市的可持续发展。该系统安装简单，管道铺设简单，成本低廉，占用空间较少，维护和检修方便，对环境的影响也小。洗浴废水再利用系统的开发符合经济和社会双重效益。省钱不是我们最终的目的，节约宝贵的淡水资源才是全球人类共同的心声。

参考文献：

1.  张奎，张志刚，给水排水管道系统.机械工业出版社，2007

2.  纪轩，废水处理技术问答.中国石化出版社，2003

3.  尹军，陈雷，王鹤立，城市污水的资源再生及热能的回收利用.化学工业出版社，2003

4.  张天胜，历明蓉，日用化工废水处理技术及工程实例. 化学工业出版社，2002

5.  金兆丰，徐竟成，城市污水回用技术手册. 化学工业出版社，2003

6.  姜乃昌，水泵及水泵站（第四版）.中国建筑工业出版社，1998

7.  田宁宁，杨丽萍，彭应登，土壤毛细管渗滤处理生活污水