浅谈高校学生公寓环保节能改造探析

论文关键词:环保节能学生公寓改造

论文摘要:高校学生人数多、居住集中、用水量大、建筑能耗大，而大学校园的节水、节能却未受重视针对高校学生公寓污染排放特点，提出一种公寓中水回用与沼气利用相结合的环保节能方法，分析了该方法实施的可行性，并对可能出现的问题提出相应的对策。

0引言

在各行业中，建筑行业耗能大，发达国家建筑能耗占社会总能耗的30%~40%，在我国也占到25%以上。建筑行业耗能，一方面指各种建筑材料在生产过程中消耗大量的能源;另一方面指建筑物在使用过程中还将不断消耗能源，包括建筑的采暖、空调、照明、炊事、电气、用水等。而我们通常所说的建筑节能主要指节约建筑物在使用过程中的能耗。

近十年，随着我国大学人数的激增，高校规模快速扩张，对校舍、食堂等进行了大量扩建、增建，我国高校面貌发生了巨大改变。但大学校园在新建、扩建时，往往追求时间效率，很少考虑在建造时就采用各种节能环保技术和设备。一所高校的学生公寓如果当人数达到1万人左右的集中居住区，相当大的能源浪费、废物污染被人们忽视。大学节能减排的潜力巨大，如使用节能灯、太阳能供热水或供电、中央空调节能、中水回用、地源热泵等，但校园节能改造的难度和投资往往阻碍这些技术在各高校的实施。笔者针对学生公寓污染排放特点，提出在高校实施一种中水回用与沼气利用相结合的技术，改造相对简单，可实现校园节水、污水减量以及降低能耗，还具有一定经济效益。

1学生公寓中水回用与沼气利用技术分析

目前，在高校公寓普遍实行的是各种污水(包括盟洗、淋浴、洗衣、粪便污水)混合后排至化粪池，经化粪池简单处理后由城市污水管网排至污水厂或直接排放到自然水体。该排放方式管网简单、处理费用低廉，在城市生活小区也普遍采用。但该排水体制存在一定弊端，学生蛊洗、淋浴、洗衣废水量大，污染程度轻，在中水水源中属于优质杂排水，直接排放非常可惜，可作为中水水源处理后回用:公寓产生的粪便污水在降解过程中产生大量的可燃气体—沼气是一种优良的能源，未被利用。

1.1学生公寓杂排水回用于冲厕技术分析

关于在高校实施中水回用的文献较多，其中包括中水回用的优势分析、效益分析、中水处理工艺、设备的研究等。付婉霞等人实测了某高校学生宿舍1d24 h内的盟洗用水量变化曲线，认为以蛊洗废水为中水水源，需建造的调节池容积较小，可节省中水工程基建费用。魏娜等人详细分析了其所在高校的各类用水情况，宿舍用水中冲厕用水占总宿舍用水量的40%，其他占60%左右。因此，从排水量上分析，学生洗漱、淋浴、洗衣排水即学生公寓的杂排水回用于冲厕时，在水量上满足要求。

在盟洗废水处理上，主要处理方法有湿地处理、膜生物反应器处理等，都能达到处理要求。刘建斌等人介绍了北京师范大学所建中水站，以学生宿舍盟洗间废水和澡堂洗浴水为中水水源，采用物化加生物处理方法，出水水质满足GB/T 18920-2002《城市杂用水水质标准》。中水系统应根据所选中水水源的水质情况选择合适的处理工艺和设备。学生公寓不排放厨房污水，水质相对单纯，且仅以杂排水为中水水源，水污染程度轻，处理难度相对较小。据报道，北京对外经济贸易大学所建日处理量为1 000 t的中水处理站，集中处理几幢建筑物的废水，当年节省水费就达200多万元

目前已有城市中水设施中，存在中水系统运行不正常、水质水量不稳定以及中水运行成本较高等问题。出现这些问题，主要原因在于对系统的运行管理水平不高，选择的工艺、设备不过关等。笔者建议，在大学校园确定建造中水回用系统时，对能收集到的洗浴废水和需要的中水量进行的估算一定要尽量接近实际，作比较准确的水量平衡表，从而确定合理的调节池容积以及中水处理站规模。此外，在选择工艺及设备时，一定要考虑到是否有条件达到所需的维护管理水平，尽量选择运行稳定、操作简单的工艺设备，并节省运行费用，如采用生化处理，序批式活性污泥法(SBR>或膜生物反应器(MBR)工艺等处理洗浴等生活污水都有很好的效果闭。

相比于居民小区住宅，学生公寓结构更为对称、内部构造简单、卫生器具集中、用水点及排水点少，这十分有利于中水管网的改造。老式的学生宿舍一般为每个楼层设置公用卫生间，改造更为简便。新式的学生公寓每个寝室设单独卫生间，改造相对复杂。公寓里单独卫生间排水管道的设置大致有两种情况:①粪便污水与其他废水在公寓内由两根排水立管分开排放，在室外检查井汇合;②卫生间仅设一根排水立管，所有的污水混合后排至室外检查井。对于前一种情况，内部排水管道不变，仅在室外分开收集两种污水即可。大多数公寓符合后一种情况，可改造为冲厕和其他器具分开给水、冲厕污水与其他废水分开排放，即自来水给水和中水两套给水管网、粪便污水和杂排水两套排水管。学生公寓内部中水管道改造，可参考示意图1。

1.2学生公寓粪便污水产沼气利用技术分析

沼气在我国农村被广泛使用，人畜粪便、农田秸秆等在沼气池中经厌氧发酵产生以甲烷为主的可燃气体沼气。沼气可作为燃料，沼液和沼渣是很好的肥料，在农村是一种理想的生态节能模式。

沼气属于可再生的清洁能源，其能源效率明显高于煤炭[[8]，城市却很少利用沼气。农村由于有充足的动物粪便以及分散式的住宅，形成了主要以家庭为单位的沼气利用模式。城市虽然居住集中，可统一收集粪便污水，但需建造庞大的沼气管网，投资大。沼气产量受温度影响大，冬季使用受到限制，这些因素都使得沼气在城市难以推广，更重要的原因是，由于城市粪便污水与洗衣、沐浴等废水合排，水中含有的有机或无机物质如表面活性剂、氨氮、氮氧化物、钠离子等对产甲烷活性有明显抑制作用，而农村没有完善的排水管网，各家的粪便污水单独排放，反而可以很好地利用人畜粪便生产沼气。

学生公寓相比住宅小区，人口居住更为集中，可收集的粪便量大，可在公寓附近空地建造沼气池，产沼气供高校炊事使用。沼气利用技术成熟，实施难点在于沼气池建造质量的好坏。目前农村建造较多的是供单个家庭使用的容积为8 m3的池子和建造在集中养殖场内大型的沼气站供多个家庭使用。高校在利用沼气上，应根据校园规划，结合学生人数、初期投资等选择合适的利用方式。此外，由于学生公寓粪便污水量大，沼气池无法完全容纳，可在粪便污水进入沼气池前，进行固体与液体的不完全分离，或对沼气池进行技术改造让上层清液溢流等措施解决。

1.3中水回用与沼气利用

公寓杂排水作为中水水源处理后回用于冲厕，公寓粪便污水用于产沼气，从而达到高校污水减量、节省能源、使用清洁能源的目的。学生公寓杂排水回用，除了节水、减污外，还把洗浴废水与粪便污水分开，从而增加了粪便污水可降解物浓度，并且避免大量化学洗涤剂进入沼气池，影响产气量。学生公寓中水回用及沼气利用流程示意图如图2。

2问题及对策

大学学生公寓在联合采用建筑中水回用及沼气利用技术时，可能会遇到一些技术以外的问题，如学生习惯于将洗衣废水冲至厕所，使得能收集到的杂排水量小，而粪便水量过大。更严重的是洗衣废水中的有害物质多，对产甲烷菌不利。可通过校内知识讲座、宣传等普及中水回用常识，让同学们自觉按要求倾倒废水。另外，在公寓卫生间应设置专门用于排泄洗衣废水的水池，方便同学们使用。