基于高校優質雜排水及雨水利用的節水潛力分析

文／曹岳 深圳市利源水務設計咨詢有限公司 廣東深圳 518000

引言：

我國非傳統水源利用起步晚，在技術、管理、政策方面缺乏有效的指導與引導，導致非傳統水源的應用發展緩慢。習近平總書記強調要以“節水優先、空問均衡、系統治理、兩手發力”的方針治水，持續實施國家節水行動，加快推進節水型社會建設，持續實施國家節水行動，切實貫徹落實《“十四五”節水型社會建設規劃》是新時期做好節水工作的思想指引和根本遵循。

建筑中水回用是污廢水回用方法之一【1】，德國將“綜合用水值”概念應用于評價建筑器具節水、雨污水就地處理與利用【2】。建筑中水是將生活污水從源頭進行分離和收集-處理-輸送，中水處理設施靠近居民區或用戶終端，具有環境友好、系統規模靈活、再生水無需長距離管網輸送則可就地利用等優勢,中水作為水資源循環利用、緩解水危機的重要方式推廣其發展迫在眉睫【3】。高校是用水和污廢水排放大戶，人均用水量至少200-300L/(人·d)，且生活廢水組分單一、污染程度低且回用的途徑較多，有非常大的再生水利用潛力【4】。

1、節水概念

在水資源節約過程中主要有兩個關鍵步驟，第一是節約用水，科學合理地確定各地的用水定額，在城鎮規劃、市政設施建設、建筑設備工程設計中，做好節約水資源的頂層規劃，按照科學的方式合理取水用水，減少各環節不必要的用水量；第二是開發新的水源，加強非常規水資源配置，實現污水資源化利用和雨水集蓄利用。

節水概念包括節約用水、節制用水兩個層面。節約用水是指的是合理運用當前的經濟、技術、行政、法律、工程等方式構建更為高效的用水方式，提升用水效率，改善當前用水結構中的不合理組成，優化用水結構。更好地培養全民節水意識，不斷改良用水工藝技術，采取計劃用水方式，減少用水中的浪費現象，基于當前先進工藝技術的運用更好地構建科學的用水管理體系，推動用水方式由粗放低效向節約集約轉變，使水資源建設更好地滿足經濟可持續發展的需要。節制用水是指水資源開發利用的過程中，應強化全面系統的節水管理控制方式的構建，從宏觀層面對社會水循環量進行總體管理與規劃控制，改變傳統以需求定供應量的供水方式，建立以水定城、以水定人、以水定產的節水原則，落實水資源消耗總量和強度雙控。

2、高校主要建筑生活用水項目

節水載體建設是實施節水精細化管理的具體體現，也是開展綠色生活創建活動的重要依托。高校生活用水主要來自教學樓、辦公樓、實驗樓、學生宿舍、公共浴室、食堂餐廳等建筑內部的飲用、洗滌、洗衣、洗澡、沖廁等，其分項給水百分率見表1。主要建筑及綠化、道路澆灑的用水定額見表2。

表1 主要建筑物分項給水百分率（單位：%）

表2 主要用水建筑和綠化、道路澆灑用水定額

3、基于優質雜排水原水的中水系統方案

沐浴和盥洗潔具、洗衣機的排水屬于優質雜排水，占高校生活用水量的60%-70%【4】，其污染物濃度低，無病原微生物和色度，宜優先選作中水原水；便溺器具的排水含各類病原生物和色度，有機碳和氮磷等含量占70%以上；廚房餐飲廢水含有有機碳、油類和表面活性劑，約占生活用水量的20%。綠色建筑中水原水一般為優質雜排水或生活污水【5】，中水原水應結合水量均衡、技術經濟、安全可靠性、居民接受度等來選取。系統方案應根據原水水質、水量、中水用途、建筑內部給排水管道設置情況，經水量平衡和技術經濟分析合理確定。以優質雜排水用于原水是中水系統的最優方案，通常采用物化處理為主的工藝流程，其投資省、運行費用低。

基于優質雜排水為原水的中水系統，多采用以下三種方案：圖1為建筑內部采用雙管給水排水的中水系統，中水原水取自各建筑物的沐浴、盥洗、洗衣排水，經中水站凈化處理達到用水水質要求后，中水輸送到各建筑物沖廁、戶外綠化和道路澆灑及其他雜用；圖2為單、雙管給水排水的中水系統，中水原水取自宿舍、公共浴室的沐浴、盥洗、洗衣排水，中水僅供給教學樓、宿舍沖廁用水大戶和室外澆灑和雜用；圖3為單管供水、部分建筑雙管排水的中水系統，中水原水來自宿舍、公共浴室的沐浴、盥洗、洗衣排水，中水僅供給室外澆灑和雜用。

圖1 雙管給水排水的中水系統（食堂除外）

圖2 單、雙管給水排水的中水系統

圖3 單管供水、部分建筑雙管排水的中水系統

2.公共浴室按淋浴用水；宿舍按公用盥洗衛生間取值。

4、校園內部中水利用潛力測算

高校師生數量大，用水途徑廣泛而集中，具有較大的中水利用潛能。中水工程回收處理污水宜避開污染較嚴重的食堂廢水、實驗室廢水、糞便污水等，優先采用宿舍區洗滌、盥洗廢水、淋浴廢水等優質雜排水作為首選的原水。例如某高校學生3 萬人，教職員工2000人，校園主要的用水建筑有教學樓、辦公樓、圖書館、學生宿舍、公共浴室、食堂等。按表1、表2括號中數值計算所得平均日用水量及分項用水量見表3。這幾類建筑的平均日用水量至少5357.5（m3/d），年用水量至少195.6萬m3。收集盥洗、沐浴、洗衣排水優質雜排水，排水量折減85%，即（662.5+1697.4+472.5）＊0.85=2832.4（m3/d），則，中水產水量約為2832.4＊0.9=2167（m3/d），若考慮水凈化處理過程中10%的自耗水量，則每年僅優質雜排水可產生中水量至少80 萬m3。由此可知，以優質雜排水為原水的中水量，在滿足以上建筑內部沖廁用水外仍余775（m3/d），按澆灑道路或綠化用水定額1.0L 測算，可用于澆灑面積1163 畝。此外，食堂是高校建筑排水量最大的建筑，其排水水質屬于雜排水，僅食堂排水可產生中水930（m3/d）。

表3 平均日用水量及分項用水量測算（m3/d）

例如某高校在校舍建設的同時建立了日處理量200m3 的中水處理站，將中水水源的重點集中在浴室優質雜排水的選用，通過物理化學簡單的水質處理工藝，凈化之后的中水用于2.5 萬m3學生公寓的沖廁、加油站洗車、草坪灌溉等再生水回用體系。在中水工程實施之前，學校的實際年用水量為74萬m3，平均每日支出水費1 萬元，年總計水費支出356 萬元，水費占學校整體經費的比例較高。中水處理站穩定運行后，平均每天節省水費4217 元，年總計節水31 萬m3且節約開支163 萬元，中水回用的經濟效益、節水效益均顯而易見。

再例如某高校學生規模 14000 人，每天用水量至少為4200 m3，采用宿舍區洗滌及盥洗廢水、淋浴廢水、游泳池排水等優質雜排水作為中水原水，將這部分水收集處理后，中水水質要求達到國家標準《城市污水再生利用城市雜用水水質》（GB/T18920-2002）中城市雜用水要求，用作宿舍沖廁和綠化灌溉，每日中水代替市政自來水的水量為 1400 m3，按照當地自來水費4.9 元/m3計，每年節約資金約167 萬元，不僅能夠大量減少學校開支，也節約了寶貴的水資源。

5、構建校園良好的節水理念和管理體系

目前某些高校仍存在諸多水資源浪費和節水管理疏漏的弊端，比如，辦公樓、實驗樓、宿舍、食堂的衛生器具非節水型潔具，未建設中水和雨水非常規水源利用工程，實驗室器材清洗時水龍頭長流水，實驗過程中的冷凝器皿未進行循環再利用，草坪綠地和道路澆灑采用高壓大流量噴頭或是高灌溉強度漫灌作業方式，宿舍和公共浴室內學生用水無節制等等，依然存在著不同程度的水資源浪費現象。

在校園新建、改建、擴建規劃階段要有前瞻性，在項目初步設計階段應貫徹節能節水的方向引導。在設計后期注重創新性與可行性，因地制宜地把中水回用系統運用到校園的給排水工程中，建立雨水收集、凈化處理、回用系統，站，安裝草坪噴灌系統和智能節水系統，在盥洗間水龍頭上或各樓層安裝更為先進的計量儀器等，從基礎設施建設抓起，嚴格執行我國關于節水的相關規定和倡導，落實構建節約型社會的號召，按照當地政府的節水管理指導，做好校園節水、綠色建筑的頂層設計。

結合世界水日、中國水周、全國城市節約用水宣傳周等主題宣傳，開展必要的校園節水教育工作，普及節水知識，倡導綠色消費。精心策劃組織開展節水進校園等志愿服務活動，舉辦的節水主題詩歌征集、知識大賽、節水云講堂、公益講座等吸引師生公眾積極參與，凝聚起高校節水、惜水、愛水的良好氛圍，引導高校師生增強節約保護水資源的思想認識和行動自覺。

學校管理層應加強對節水管理的力度，將節水工作要求體現和貫徹到學校的規章管理制度之中，建立學校節水管理條例，促進師生與相關工作人員在作業過程中養成良好的節水意識，在日常生活、工作與學習過程中養成良好的節水習慣，對發現的浪費水資源現象予以警告與處罰。加強節約用水的綠色校園管理，以此達到良好的全面節水管理效果。

6、雨水利用的節水效益

雨水綜合利用也是可節水的重要途徑之一。雨水收集回用系統宜用于年均降雨量大于400mm 的地區，其任務是收集雨水、對所儲存的雨水進行水質凈化處理，達到相應的水質標準后可用于景觀用水、綠化用水、循環冷卻系統補水、汽車沖洗用水、路面、地面沖洗用水、沖廁用水、消防用水等。雨水收集回用系統由雨水收集、儲存、水質處理設施及回用水管網等組成。國外大規模系統化的城市雨水收集利用始于20世紀80年代美國馬里蘭州進行的低影響開發（LID）建設，住建部為推進城市水資源利用和城鎮節水頒布了《建筑與小區雨水利用工程技術規范》（GB50400-2006），類似高校校園這種區域性規模的雨水收集利用系統在環境改善、節水效益和經濟收益等方面均有優勢。雨水作為一種污染不嚴重、再利用成本低、開發簡單的水資源，高校雨水利用系統可從屋面、路面及綠地等處按照水的流動方向設置相應的收集裝置，并集中進行貯存、處理，經沉淀過濾等操作后按照校園用水需求加以利用，可以顯著提升綠色校園的經濟、社會效益和環保綜合效益。

7、節水器具與智能型節水管理系統

計量器具和節水器具的安裝和使用可起到良好的節水效果，節水馬桶、節水龍頭、節水型水箱、洗衣機、淋浴設備等節水器具得以開發。美國一項研究表明：通過計量和安裝節水裝置，家庭用水量可降低11%。以色列、日本等國通過引進節水型器具可實現家庭用水量減少20%～30%，其中日本節水龍頭可節水1/2、真空式抽水便池可節水1/3、節水型洗衣機每次可節水1/4【6】。校園建筑普遍推廣采用低用水量的衛生潔具、大小便器甚至真空便器、無水氣沖便器以及基于負壓的新型節水衛生器具等，可實現大幅降節水目的，對于構建節水型校園具有明顯的現實意義。

智能卡水控系統對師生節約用水用電、規范節水規范管理價格起到了良好的控制效果，智能計價管理方式對高校降低水電費支出有很好的促進作用。

結語：

水資源循環利用、緩解水危機的推廣其發展迫在眉睫，《“十四五”節水型社會建設規劃》指出，鼓勵建設分布式污水處理再生利用設施，完善節水技術推廣機制。要求在高校內開展必要的宣傳教育工作，培養廣大師生的節水意識與節水觀念，以此達到良好的節水運用效果。針對高校用水大戶，其優質雜排水和雜排水集中易于收集、因水質污染較輕其凈化處理費用較低、中水回用途徑廣泛，推進中水工程在高校普及具有重要的節水效益和經濟效益，因此建立基于優質雜排水原水的中水系統方案，發揮校園內部中水利用潛力，建立雨水利用工程項目，達到良好的節水效益。