摘要：要想有效減少工業(yè)廢水的排放以及降低工業(yè)的能源消耗，就必須在工業(yè)廠區(qū)的設(shè)計(jì)中做好排水的節(jié)能設(shè)計(jì)。文章主要介紹了在當(dāng)下的工業(yè)廠區(qū)設(shè)計(jì)中，在排水方面存在的節(jié)能問題以及相應(yīng)的解決辦法。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廠區(qū)；工廠廠房；給排水系統(tǒng)；節(jié)能設(shè)計(jì)；能源消耗；工業(yè)廢水 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TU991 文章編號(hào)：1009-2374（2017）11-0161-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.082

按照《中華人民共和國節(jié)約能源法》的相關(guān)規(guī)定，對(duì)于一些固定資產(chǎn)所投資的工程項(xiàng)目的建設(shè)與設(shè)計(jì)，要合理地遵循節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范與用能標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于那些不能達(dá)到合理節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范與用能標(biāo)準(zhǔn)要求的一些項(xiàng)目，審批機(jī)關(guān)就不能夠?qū)ζ鋵徟?，待?xiàng)目建設(shè)完成后，無法達(dá)到合理節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范與用能標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求的，不能驗(yàn)收。

中國以工業(yè)為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將長期無變化，所以在我國供需矛盾激化和能源資源緊缺的條件下，做好工業(yè)節(jié)能可以有效解決工業(yè)甚至是整個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程當(dāng)中的能源緊缺問題，其有較為重要的戰(zhàn)略意義。所以對(duì)于給排水設(shè)計(jì)而言，怎樣不斷設(shè)計(jì)與優(yōu)化工業(yè)廠區(qū)的給排水系統(tǒng)，盡最大可能地節(jié)約能源，是眾多排水設(shè)計(jì)工作者不容忽視的一個(gè)問題。接下來談?wù)劰P者在工業(yè)廠區(qū)給排水節(jié)能設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的一些問題和相關(guān)解決方法，供參考。

1 排水中存在的節(jié)能問題

1.1 沒有分質(zhì)供水

工業(yè)中使用的水和生活里使用的水都是來自自來水，但是在工業(yè)的使用過程中對(duì)水的質(zhì)量沒有生活中那么嚴(yán)苛，如果在工業(yè)的用水過程中，水的質(zhì)量不斷加以區(qū)分的話，不僅會(huì)增加工廠成本，還會(huì)浪費(fèi)一定程度的水資源。

1.2 沒有分壓供水

除了整個(gè)工廠都采用自來水供水之外，工廠里面還沒有科學(xué)的分壓供水系統(tǒng)，因?yàn)樵诠S里面通常都是一整套的排水管網(wǎng)，這種設(shè)計(jì)讓清污分流和雨污分流等工作進(jìn)展困難。在污水的處理中，不僅增加了成本的費(fèi)用，更浪費(fèi)了水資源。

1.3 缺乏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

污水的處理與回收以及再利用是需要進(jìn)行一個(gè)充分的市場(chǎng)調(diào)研，并且需要制定有關(guān)的計(jì)劃。對(duì)于清污分流以及雨污分流等工作，工廠沒有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，污水的回收和處理等工作的工藝相對(duì)來說還不夠成熟。總的來說，工廠在廢水的處理方面仍有較大的隱患。這些隱患不僅會(huì)導(dǎo)致工廠在處理廢水這一問題上的成本的提高，更為主要的是造成水資源的浪費(fèi)。

2 解決節(jié)能問題的策略

2.1 適當(dāng)利用市政網(wǎng)的壓力

一般來講，市政的供水壓力在整個(gè)城市中普遍高于其他地區(qū)，大約在0.3MPa。有些地區(qū)的供水壓力不足，需要兩次加壓，這就造成了資源的損耗，如果可以適當(dāng)將市政管網(wǎng)的壓力給這些地區(qū)分區(qū)供水，能夠有效地減少能源的不必要消耗。因此對(duì)于一些工業(yè)區(qū)的供水應(yīng)盡可能的利用市政管網(wǎng)，當(dāng)這些工業(yè)區(qū)所需的水量過高或者水壓過大以至于市政網(wǎng)直供無法滿足時(shí)，可以對(duì)于生活和生產(chǎn)用水的提供分別采用變頻調(diào)速系統(tǒng)和普通泵加壓的方式。不同的工作環(huán)境下，變頻調(diào)速可能會(huì)出現(xiàn)不同的節(jié)能狀況，但一般都大于30%，變頻調(diào)速會(huì)根據(jù)不同的情況針對(duì)性地自主變頻，有利于對(duì)設(shè)備的保護(hù)，使設(shè)備能夠更高效地工作且工作時(shí)間延長，同時(shí)可以避免產(chǎn)生過多的噪音，使員工能夠舒適安穩(wěn)地進(jìn)行作業(yè)。對(duì)于一些對(duì)水質(zhì)沒有特殊要求的工業(yè)區(qū)，可以采用管網(wǎng)夜間高水壓。廠內(nèi)應(yīng)實(shí)行二級(jí)計(jì)量的模式對(duì)生產(chǎn)和生活用水進(jìn)行監(jiān)控，第一級(jí)監(jiān)控全廠，第二級(jí)應(yīng)計(jì)量單位住戶的用水，此模式可以對(duì)廠內(nèi)所有用水狀況進(jìn)行全方面的觀察計(jì)量，對(duì)于節(jié)約用水有著重要的意義。管網(wǎng)疊壓用水可以有效地節(jié)約能源，但很多工業(yè)區(qū)都處在較為偏僻的位置，此方式難以運(yùn)用到實(shí)際中，如果可以應(yīng)盡可能地運(yùn)用此方式供水。

2.2 工廠里的用水量要符合規(guī)范

工廠內(nèi)的用水量不是越高越好，真正合理的用水量應(yīng)該是按照《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)。如何讓工廠內(nèi)的供水系統(tǒng)科學(xué)規(guī)范，可采取以下辦法：（1）利用市政管網(wǎng)的壓力，輔以豎向分區(qū)以平衡用水點(diǎn)的水壓，最后達(dá)到直接給工廠供水的目的；（2）通過并聯(lián)的方式將水泵分區(qū)以減少減壓閥的個(gè)數(shù)，用水點(diǎn)的水壓減少后即可實(shí)現(xiàn)節(jié)水的目的；（3）減少生活水池的深度，這樣就可以有效減少水泵的提升高度，節(jié)約能源；（4）如果工廠內(nèi)一定要使用變頻泵給水，要先考慮變頻變壓的模式，因?yàn)檫@種模式比變頻恒壓更節(jié)能。

2.3 熱水系統(tǒng)的熱源選擇

通常在工業(yè)廠區(qū)內(nèi)，熱水的使用地只在浴室以及食堂，因此熱水系統(tǒng)一般是定時(shí)系統(tǒng)。在工廠的熱水系統(tǒng)中，用來加熱水能源的熱量如何產(chǎn)生是工廠是否節(jié)能的重要影響因素。在選擇加熱水資源的眾多能源中，首先應(yīng)該被考慮的是工廠內(nèi)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄熱量。

但是工廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的熱量畢竟難以收集，因此熱源的選擇除了有廢氣能量之外，還可以考慮取之不盡、用之不竭的太陽能。由于我國獨(dú)特的地理位置，使得日照時(shí)間較長，因此我國對(duì)于收集太陽能方面有先天的地理優(yōu)勢(shì)，有利于太陽能熱水器的大面積使用。太陽能熱水器主要由集熱系統(tǒng)、儲(chǔ)水系統(tǒng)以及循環(huán)系統(tǒng)三部分組成。集熱系統(tǒng)又包括集熱器等，集熱器可以分為兩種類型——平板型和真空型。通常太陽能熱水器的工作流程是集熱器收集熱量加熱給水箱中的冷水，然后利用熱水上行冷水下行的原理，將熱水通過循環(huán)系統(tǒng)，送至熱水儲(chǔ)存箱，冷水繼續(xù)加熱，形成循環(huán)，但是運(yùn)用太陽能熱水器加熱水資源也有其不完美的一面。因?yàn)樵跍囟容^低的冬季，太陽能熱水器的產(chǎn)出量可能無法滿足人們的需求。因此在工廠中，除了由太陽能熱水器作為熱水系統(tǒng)的熱源之外，可能還需要輔助熱源，以備不時(shí)之需。一旦出現(xiàn)了陰雨天氣，太陽能熱水器無法產(chǎn)出滿足工廠內(nèi)浴室以及食堂的需求量時(shí)，輔助熱源主要幫助熱水加熱，以保證工廠的正常運(yùn)行。除此之外，在天氣較惡劣的寒冬，工程還必須要保證太陽能熱水器的抗凍性能以及在夏天的抗熱性能和承壓能力等。如果工廠處在一些能源較豐富的區(qū)域，還可以選擇其他能源作為工廠內(nèi)熱水系統(tǒng)的熱源，比如風(fēng)能、海洋能等。

2.4 提高水資源的使用效率，保證水資源不浪費(fèi)

節(jié)約水資源已經(jīng)成為近年來全世界共同呼吁的話題，水資源作為人類必需的能源之一，需求和儲(chǔ)備出現(xiàn)的矛盾日益明顯。我國有近一半的城市處于缺水狀態(tài)，1/6的城市屬于嚴(yán)重缺水狀態(tài)。在工業(yè)生產(chǎn)上水資源的作用不用強(qiáng)調(diào)，因此為了有效解決需求與供給的矛盾，在工業(yè)廠區(qū)的設(shè)計(jì)過程中，一定要將節(jié)約用水放到設(shè)計(jì)的重點(diǎn)中。在工業(yè)廠區(qū)中，要綜合利用所有可以使用的水資源，只有這樣才能在不浪費(fèi)水資源的前提下完成工業(yè)產(chǎn)出。

工業(yè)廠區(qū)中的水的節(jié)約可以分為兩個(gè)部分：第一部分是廠區(qū)內(nèi)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水和生活產(chǎn)生的廢水的回收利用；第二部分是雨水收集后的回收利用。具體的節(jié)約水能源的方法有：（1）將生產(chǎn)和生活廢水回收處理再利用。對(duì)于廠區(qū)內(nèi)必須要進(jìn)行的綠化澆灌以及沖廁用水和道路沖洗這些對(duì)水質(zhì)要求不高的需求點(diǎn)，可以采用將生活廢水以及生產(chǎn)廢水收集到污水處理站后回收再處理進(jìn)而使用的辦法。同樣如果在廠區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)過程中對(duì)水質(zhì)的要求不高，也可以將處理后的廢水投入使用；（2）雨水的收集。雨水的收集利用和廢水的使用相似，都是先收集進(jìn)而處理，最后達(dá)到符合某種指標(biāo)的水。經(jīng)過某些設(shè)施和藥劑處理后的水也可以用于廠區(qū)內(nèi)的廁所沖洗、綠化澆灌以及道路用水。除此之外，經(jīng)過處理后的雨水還可以用于廠區(qū)內(nèi)的景觀用水。站在經(jīng)濟(jì)化的角度上，廠區(qū)內(nèi)的雨水可以盡可能多地全部收集，在簡單處理的前提下，用于綠化澆灌以及景觀用水。另外還可以將雨水排到地下，讓雨水經(jīng)過地面沙石的過濾轉(zhuǎn)化為合適的淡水資源。

2.5 合理選擇系統(tǒng)配備

工廠除了要做到水資源的節(jié)約回收再利用之外，還要學(xué)會(huì)選擇合適的系統(tǒng)裝置以做到節(jié)能節(jié)水。

通常在工廠內(nèi)，水資源的流通是通過排水管道實(shí)現(xiàn)的。因此在流通的過程中，管道的流速以及內(nèi)部管壁的粗糙程度，都會(huì)對(duì)水資源的利用率帶來極大的影響。一般來說，如果管壁的粗糙程度以及壓力較小，水受到的阻力就會(huì)較小。如果事先確定了管道的直徑，選擇較為光滑且單位距離阻力更小的管道材料可以有效地降低能源的損耗，如果情況允許，增加管道的直徑也可以使供水受到的阻力更小。因此按照工廠的實(shí)際設(shè)計(jì)過程中一定要針對(duì)管網(wǎng)制定出一個(gè)合適的、有利于提高水資源使用效率的方案。廠內(nèi)用水主要是一些配有器材和衛(wèi)生器，可以從這些設(shè)備入手，在水的最后使用階段采取相應(yīng)的措施以節(jié)約水的損耗。對(duì)于需水設(shè)備等，在能夠滿足其能夠用于生產(chǎn)生活的最低功能標(biāo)準(zhǔn)的情況下，選擇更為節(jié)能的器材器具可以提高水的利用效率，減少不必要的損耗。針對(duì)于此，采取的措施主要有三方面：（1）便器的更換。應(yīng)將廠內(nèi)水量消耗較大的便器更換為節(jié)能型，在靜置水箱中存有的水應(yīng)不超過6L；（2）衛(wèi)生間內(nèi)部設(shè)施的更換。應(yīng)將長流水的器具更換為帶有紅外感應(yīng)比較靈敏的器具，通過靈敏的控制能夠有效減少水的損耗；（3）沐浴設(shè)施的更換。沐浴器盡量安裝腳踏開關(guān)，對(duì)配有三個(gè)或以上沐浴器的浴室應(yīng)配置環(huán)形水管道。其有關(guān)措施如下：（1）使用節(jié)水型小、大的便器，坐便器的水箱容積應(yīng)該要小于6L；（2）在衛(wèi)生間器具的使用上，要盡量地使用感應(yīng)式?jīng)_洗閥大便器、小便器、紅外感應(yīng)水嘴等一些可以消除長流水的器具與水嘴；（3）在浴室淋浴器的選擇中，要使用腳踏開關(guān)淋浴器，大于三個(gè)淋浴器的配水管道將其布置為環(huán)形。

3 結(jié)語

在工廠的設(shè)計(jì)過程中，一定要著重注意排水節(jié)能這一部分的設(shè)計(jì)，因?yàn)橹挥泻侠砀咝У乩昧怂Y源，才能保證工廠能長期久遠(yuǎn)地發(fā)展下去。

參考文獻(xiàn)

[1] 汪涵義.試論在工業(yè)廠區(qū)之內(nèi)的節(jié)水性的改進(jìn)以及相關(guān)工作當(dāng)中需要進(jìn)行提高的環(huán)節(jié)[J].工業(yè)環(huán)境開發(fā)和設(shè)計(jì)資訊，2012，（12）.

[2] 楊鳳蘭.變頻調(diào)整水泵在自動(dòng)化供水系統(tǒng)中的節(jié)能實(shí)踐[J].電氣時(shí)代，2015，（1）.

作者簡介：張強(qiáng)（1969-），女，河北邯鄲人，中國能源建設(shè)集團(tuán)安徽電力建設(shè)第二工程有限公司工程師，研究方向：供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)。

（責(zé)任編輯：王 波）