高校用水特性研究—以河北建筑工程學院為例

鄧大鵬 趙志麗

(河北建筑工程學院,河北 張家口 075000)

0 引 言

河北建筑工程學院位于河北省張家口市,占地面積54萬平方米,總建筑面積為28萬平方米,在校教職工785人,學生14274人.該城市氣候干燥,降水量較少,雨水利用效率較低;學校用水人群密集,用水時間規律,校園綠化率較高,用水消耗量大.依據校園智能數字化管理系統,總結校區用水規律以及找出存在的供水不平衡與漏水現象,提出完善節水的具體措施方案.

1 校園建筑用水數據

校園用水分為兩部分:一部分是來自市政管網,這是生活用水的來源,另一部分是中水站處理后的中水,主要用于沖廁和綠化.

按照不同建筑的用途可將校園建筑分為以下幾類:教學辦公樓用水、宿舍用水、食堂用水、浴室用水、綠化用水、其他用水.通過讀取具體各類的用水量和總用水量,計算各類用水的比例.調取河北建筑工程學院3月初到6月底的用水量,如表1,分析四個月以來的校園總體用水與每月用水,根據自來水與中水的利用兩部分探討用水比例結構.

表1 河北建筑工程學院3-6月用水量(單位m3)

2 校園建筑用水分析

2.1 自來水

2.1.1 校園總體用水分析

如圖1所示,河北建筑工程學院的用水量占比最大的是綠化用水,占比58.5%,其次是宿舍用水,占比26%,食堂與辦公樓用水相差不大,分別占比7.2%和7%,浴室占比1.3%,教學樓占比極少,基本可忽略不計.

圖1 河北建筑工程學院用水占比

通過與其他地區高校用水比例進行對比,可知高校用水量最大的應是宿舍用水,在40%左右,而河北建筑工程學院的宿舍用水僅占比26%,綠化用水占比超一半以上,存在著用水比例不平衡的狀況,辦公樓、食堂及浴室用水情況在正常范圍內.

2.1.2 逐日用水分析

對綠化用水、宿舍用水、食堂與辦公樓用水進行逐日分析,用水量變化分別如圖2、圖3、圖4、圖5所示.

圖2 綠化給水逐日用水量 圖3 宿舍給水逐日用水量

圖4 食堂給水逐日用水量圖 圖5 辦公樓給水逐日用水量

由圖2可以看出,綠化給水量每日用水量在1500～2000m3/d居多,從5月開始用水量下降,下降后用水量在500m3/d以內,與溫度升高,夏天降雨增多及灌溉需水量減少有關.

由圖3可以看出,宿舍給水每日用水在500m3/d上下,偶爾出現峰值,可能存在漏損,整體相對平穩.

由圖4可以看出食堂給水每日用水量分布在100～125m3/d之間,總體相對均勻.

由圖5可知辦公樓給水每日用水基本在120m3/d上下,偶爾出現個別250m3/d以上的高峰.

2.2 中水

2.2.1 校園總體中水分析

如圖1所示,河北建筑工程學院的中水占比最大的是宿舍用水,占比75.8%,一部分用于綠化,占比20.3%,其余建筑中水占比3.9%.宿舍是學生生活最聚集、時間最長的場所,中水主要用于沖廁,其中主要集中用于宿舍.中水站出的水量遠遠小于水表的記錄水量,說明有大量的自來水用于沖廁補充,除去中水站處理廢水的轉化率低不足以供給使用之外,還存在著宿舍沖廁裝置老化、不靈活現象,導致沖廁有一定的水資源浪費.綠化是該校用水占比最大部分,并且可以由中水灌溉,一部分中水用于綠化,可節約一定經濟成本.

2.2.2 逐日用水分析

對宿舍中水、綠化中水進行逐日用水分析,用水量變化圖分別如圖6、圖7所示.

圖6 綠化中水逐日用水量 圖7 宿舍中水逐日用水量

由圖6可知,綠化中水用量在3月份出現低谷,4月開始在400m3/d左右,6月開始下降,與溫度升高,夏天降雨,放假有關.

由圖7可知宿舍中水用水量在18m3/h左右,相對穩定,晚上11點左右出現最高峰.

3 校園用水評價

完成用水量分析后,可知綠化用水是該校園用水最大用水,并超出一定標準.針對綠化灌溉,構建評價指標體系,結合實際情況,邀請行業相關人士對目前綠化澆灌從設施、后勤保障、信息化程度等多方面進行打分,全面、準確地對綠化用水做出評價,如表2.

表2 綠化給水用水評價

利用矩陣判斷標度(1～9標度法)對指標進行兩兩打分,再做一致性檢驗.

一致性檢驗:由判斷矩陣計算出相對重要性權重,再將特征向量進行一致性檢驗.

計算判斷矩陣最大特征根:

(1)

檢驗偏離一致性CI:

(2)

一致性指標CR:

CR=CI/RI

(3)

當CR<0.1時,則一致性檢驗合格,否則重新計算到CR<0.1.

表3 準則層A對目標層O權重計算

表4 指標層B對目標層A1權重計算

表5 指標層B對目標層A2權重計算

表6 指標層B對目標層A3權重計算

通過兩層權重計算,得到在綠化給水用水評價指標的綜合權重.

表7 綜合權重計算

4 校園節水措施

4.1 完善水表數據上傳智慧管理平臺

在分析數據過程中,發現管理平臺有數據缺失現象,如4號宿舍樓中水、給水數據和副教的給水數據,而這些建筑中水表都已安裝完畢并無損壞,數據卻無法上傳,需進一步排查原因.

平臺計量體系存在數據重復、混亂現象.此現象在中水數據中尤為明顯,主要是因為中水站產水數量不足以供給學校沖廁與綠化需求,補充了大量自來水;水表數據顯示也存在重復計量現象,上傳數據不夠精準.

4.2 降低不合理用水量

現階段高校皆是節水型高校,但仍存在設備不靈活現象.根據宿舍樓逐時變化圖可知,夜晚偶會出現用水峰值,其原因為沖廁裝備失靈,該現象目前在宿舍十分常見,更換沖廁設備可減少用水損失.

減少綠化用水可大大減少該?？傆盟?由綠化給水用水評價可知,用水投資對綠化用水影響最大,其次為設備量測精度和設施覆蓋度,可將用水投資適當減少用來維護、提升澆灌設施,進而減少綠化用水.

4.3 提高中水回用效率

目前河北建筑工程學院中水站采用厭氧-缺氧-好氧工藝(A-A-O)進行污廢水處理,每日出水量遠遠小于需求量.不斷提高中水回用效率是節水型綠色校園的追求,提高一個百分點即可增加不少用水量,從而減少自來水補充,達到節水目的.與此同時,可增加雨水回收利用,通過設計儲水池等收集雨水并進行處理利用.

5 結 語

建設節水型綠色校園也是國家綠色發展重要組成部分,離不開技術與道德的共同提升.通過建立智慧管控平臺記錄用水數據、發現漏損現象是建設節水型校園的第一步;在合理范圍內調整用水結構、加強用水管理、更換節水器具是下一步;提高中水站處理水平、提升灌溉效率、加強節水思想是長遠戰略.