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淺談高校學(xué)生公寓環(huán)保節(jié)能改造探析論文
論文關(guān)鍵詞:環(huán)保節(jié)能 學(xué)生公寓 改造
論文摘要:高校學(xué)生人數(shù)多、居住集中、用水量大、建筑能耗大，而大學(xué)校園的節(jié)水、節(jié)能卻未受重視針對(duì)高校學(xué)生公寓污染排放特點(diǎn)，提出一種公寓中水回用與沼氣利用相結(jié)合的環(huán)保節(jié)能方法，分析了該方法實(shí)施的可行性，并對(duì)可能出現(xiàn)的問題提出相應(yīng)的對(duì)策。
0引言
在各行業(yè)中，建筑行業(yè)耗能大，發(fā)達(dá)國(guó)家建筑能耗占社會(huì)總能耗的30%~40%，在我國(guó)也占到25%以上。建筑行業(yè)耗能，一方面指各種建筑材料在生產(chǎn)過程中消耗大量的能源;另一方面指建筑物在使用過程中還將不斷消耗能源，包括建筑的采暖、空調(diào)、照明、炊事、電氣、用水等。而我們通常所說的建筑節(jié)能主要指節(jié)約建筑物在使用過程中的能耗。
近十年，隨著我國(guó)大學(xué)人數(shù)的激增，高校規(guī)�？焖贁U(kuò)張，對(duì)校舍、食堂等進(jìn)行了大量擴(kuò)建、增建，我國(guó)高校面貌發(fā)生了巨大改變。但大學(xué)校園在新建、擴(kuò)建時(shí)，往往追求時(shí)間效率，很少考慮在建造時(shí)就采用各種節(jié)能環(huán)保技術(shù)和設(shè)備。一所高校的學(xué)生公寓如果當(dāng)人數(shù)達(dá)到1萬(wàn)人左右的集中居住區(qū)，相當(dāng)大的能源浪費(fèi)、廢物污染被人們忽視。大學(xué)節(jié)能減排的潛力巨大，如使用節(jié)能燈、太陽(yáng)能供熱水或供電、中央空調(diào)節(jié)能、中水回用、地源熱泵等，但校園節(jié)能改造的難度和投資往往阻礙這些技術(shù)在各高校的實(shí)施。筆者針對(duì)學(xué)生公寓污染排放特點(diǎn)，提出在高校實(shí)施一種中水回用與沼氣利用相結(jié)合的技術(shù)，改造相對(duì)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)校園節(jié)水、污水減量以及降低能耗，還具有一定經(jīng)濟(jì)效益。
1學(xué)生公寓中水回用與沼氣利用技術(shù)分析
目前，在高校公寓普遍實(shí)行的是各種污水(包括盟洗、淋浴、洗衣、糞便污水)混合后排至化糞池，經(jīng)化糞池簡(jiǎn)單處理后由城市污水管網(wǎng)排至污水廠或直接排放到自然水體。該排放方式管網(wǎng)簡(jiǎn)單、處理費(fèi)用低廉，在城市生活小區(qū)也普遍采用。但該排水體制存在一定弊端，學(xué)生蠱洗、淋浴、洗衣廢水量大，污染程度輕，在中水水源中屬于優(yōu)質(zhì)雜排水，直接排放非�？上�，可作為中水水源處理后回用:公寓產(chǎn)生的糞便污水在降解過程中產(chǎn)生大量的可燃?xì)怏w—沼氣是一種優(yōu)良的能源，未被利用。
1.1學(xué)生公寓雜排水回用于沖廁技術(shù)分析
關(guān)于在高校實(shí)施中水回用的文獻(xiàn)較多，其中包括中水回用的優(yōu)勢(shì)分析、效益分析、中水處理工藝、設(shè)備的研究等。付婉霞等人實(shí)測(cè)了某高校學(xué)生宿舍1d24h內(nèi)的盟洗用水量變化曲線，認(rèn)為以蠱洗廢水為中水水源，需建造的調(diào)節(jié)池容積較小，可節(jié)省中水工程基建費(fèi)用。魏娜等人詳細(xì)分析了其所在高校的各類用水情況，宿舍用水中沖廁用水占總宿舍用水量的40%，其他占60%左右。因此，從排水量上分析，學(xué)生洗漱、淋浴、洗衣排水即學(xué)生公寓的雜排水回用于沖廁時(shí)，在水量上滿足要求。
在盟洗廢水處理上，主要處理方法有濕地處理、膜生物反應(yīng)器處理等，都能達(dá)到處理要求。劉建斌等人介紹了北京師范大學(xué)所建中水站，以學(xué)生宿舍盟洗間廢水和澡堂洗浴水為中水水源，采用物化加生物處理方法，出水水質(zhì)滿足GB/T18920-2002《城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。中水系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)所選中水水源的水質(zhì)情況選擇合適的處理工藝和設(shè)備。學(xué)生公寓不排放廚房污水，水質(zhì)相對(duì)單純，且僅以雜排水為中水水源，水污染程度輕，處理難度相對(duì)較小。據(jù)報(bào)道，北京對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)所建日處理量為1000t的中水處理站，集中處理幾幢建筑物的廢水，當(dāng)年節(jié)省水費(fèi)就達(dá)200多萬(wàn)元
目前已有城市中水設(shè)施中，存在中水系統(tǒng)運(yùn)行不正常、水質(zhì)水量不穩(wěn)定以及中水運(yùn)行成本較高等問題。出現(xiàn)這些問題，主要原因在于對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平不高，選擇的工藝、設(shè)備不過關(guān)等。筆者建議，在大學(xué)校園確定建造中水回用系統(tǒng)時(shí)，對(duì)能收集到的洗浴廢水和需要的中水量進(jìn)行的估算一定要盡量接近實(shí)際，作比較準(zhǔn)確的水量平衡表，從而確定合理的調(diào)節(jié)池容積以及中水處理站規(guī)模。此外，在選擇工藝及設(shè)備時(shí)，一定要考慮到是否有條件達(dá)到所需的維護(hù)管理水平，盡量選擇運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單的工藝設(shè)備，并節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，如采用生化處理，序批式活性污泥法(SBR>或膜生物反應(yīng)器(MBR)工藝等處理洗浴等生活污水都有很好的效果閉。
相比于居民小區(qū)住宅，學(xué)生公寓結(jié)構(gòu)更為對(duì)稱、內(nèi)部構(gòu)造簡(jiǎn)單、衛(wèi)生器具集中、用水點(diǎn)及排水點(diǎn)少，這十分有利于中水管網(wǎng)的改造。老式的學(xué)生宿舍一般為每個(gè)樓層設(shè)置公用衛(wèi)生間，改造更為簡(jiǎn)便。新式的學(xué)生公寓每個(gè)寢室設(shè)單獨(dú)衛(wèi)生間，改造相對(duì)復(fù)雜。公寓里單獨(dú)衛(wèi)生間排水管道的設(shè)置大致有兩種情況:①糞便污水與其他廢水在公寓內(nèi)由兩根排水立管分開排放，在室外檢查井匯合;②衛(wèi)生間僅設(shè)一根排水立管，所有的污水混合后排至室外檢查井。對(duì)于前一種情況，內(nèi)部排水管道不變，僅在室外分開收集兩種污水即可。大多數(shù)公寓符合后一種情況，可改造為沖廁和其他器具分開給水、沖廁污水與其他廢水分開排放，即自來(lái)水給水和中水兩套給水管網(wǎng)、糞便污水和雜排水兩套排水管。學(xué)生公寓內(nèi)部中水管道改造，可參考示意圖1。
1.2學(xué)生公寓糞便污水產(chǎn)沼氣利用技術(shù)分析
沼氣在我國(guó)農(nóng)村被廣泛使用，人畜糞便、農(nóng)田秸稈等在沼氣池中經(jīng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生以甲烷為主的可燃?xì)怏w沼氣。沼氣可作為燃料，沼液和沼渣是很好的肥料，在農(nóng)村是一種理想的生態(tài)節(jié)能模式。
沼氣屬于可再生的清潔能源，其能源效率明顯高于煤炭[[8]，城市卻很少利用沼氣。農(nóng)村由于有充足的動(dòng)物糞便以及分散式的住宅，形成了主要以家庭為單位的沼氣利用模式。城市雖然居住集中，可統(tǒng)一收集糞便污水，但需建造龐大的沼氣管網(wǎng)，投資大。沼氣產(chǎn)量受溫度影響大，冬季使用受到限制，這些因素都使得沼氣在城市難以推廣，更重要的原因是，由于城市糞便污水與洗衣、沐浴等廢水合排，水中含有的有機(jī)或無(wú)機(jī)物質(zhì)如表面活性劑、氨氮、氮氧化物、鈉離子等對(duì)產(chǎn)甲烷活性有明顯抑制作用，而農(nóng)村沒有完善的排水管網(wǎng)，各家的糞便污水單獨(dú)排放，反而可以很好地利用人畜糞便生產(chǎn)沼氣。
學(xué)生公寓相比住宅小區(qū)，人口居住更為集中，可收集的糞便量大，可在公寓附近空地建造沼氣池，產(chǎn)沼氣供高校炊事使用。沼氣利用技術(shù)成熟，實(shí)施難點(diǎn)在于沼氣池建造質(zhì)量的好壞。目前農(nóng)村建造較多的是供單個(gè)家庭使用的容積為8m3的池子和建造在集中養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)大型的沼氣站供多個(gè)家庭使用。高校在利用沼氣上，應(yīng)根據(jù)校園規(guī)劃，結(jié)合學(xué)生人數(shù)、初期投資等選擇合適的利用方式。此外，由于學(xué)生公寓糞便污水量大，沼氣池?zé)o法完全容納，可在糞便污水進(jìn)入沼氣池前，進(jìn)行固體與液體的不完全分離，或?qū)φ託獬剡M(jìn)行技術(shù)改造讓上層清液溢流等措施解決。
1.3中水回用與沼氣利用
公寓雜排水作為中水水源處理后回用于沖廁，公寓糞便污水用于產(chǎn)沼氣，從而達(dá)到高校污水減量、節(jié)省能源、使用清潔能源的目的。學(xué)生公寓雜排水回用，除了節(jié)水、減污外，還把洗浴廢水與糞便污水分開，從而增加了糞便污水可降解物濃度，并且避免大量化學(xué)洗滌劑進(jìn)入沼氣池，影響產(chǎn)氣量。學(xué)生公寓中水回用及沼氣利用流程示意圖如圖2。
2問題及對(duì)策
大學(xué)學(xué)生公寓在聯(lián)合采用建筑中水回用及沼氣利用技術(shù)時(shí)，可能會(huì)遇到一些技術(shù)以外的問題，如學(xué)生習(xí)慣于將洗衣廢水沖至廁所，使得能收集到的雜排水量小，而糞便水量過大。更嚴(yán)重的是洗衣廢水中的有害物質(zhì)多，對(duì)產(chǎn)甲烷菌不利�？赏ㄟ^校內(nèi)知識(shí)講座、宣傳等普及中水回用常識(shí)，讓同學(xué)們自覺按要求傾倒廢水。另外，在公寓衛(wèi)生間應(yīng)設(shè)置專門用于排泄洗衣廢水的水池，方便同學(xué)們使用。
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