侯皓軒 范燁承 吳沛杰 何卓越
(深圳市紅嶺中學 石廈初中部,廣東 深圳 518049)
水是人類生產和生活中不可或缺的一部分,而淡水資源極其匱乏,人均淡水量不足,即便如此,日常生活中水資源的利用卻不夠合理,浪費嚴重。在此形勢下,日常生活中淡水的循環利用成為越來越重要的課題,找出一條實現日常生活中淡水循環利用的有效途徑、提高淡水利用率,進而緩解城市水資源壓力成為了探求者最迫切的任務。本方案著眼于獨立式建筑的水循環利用系統,將雨水和生活廢水經過過濾除雜等過程轉化為可以再次使用的水,提高利用率。
(1)每個獨立式建筑都是獨立的個體,水在其中循環后使用后,廢水自動將水排出,不需要人工操作,環保便捷。
(2)屋頂兩側各有可以進行雨水收集的水道,水道連接位于屋頂的儲水池(如圖1 所示),水都會流入儲水池并進行三次過濾后轉為可供使用的水。
1)第一層過濾使用不銹鋼濾網,過濾掉體積較大的固體雜質;
2)第二層使用海綿進行過濾,除去體積較小的固體雜質;
3)第三層用活性炭進行過濾,利用活性炭的吸附性,除去顆粒物和絮狀沉淀物。

圖1 儲水池的過濾示意圖
(1)雨水在樓頂收集經過濾后直通樓下的洗手間陽臺,使用時直接從陽臺的水龍頭流出用于澆灌陽臺的花草,也可用于清洗物體。陽臺上也可以設置凈水機,原理同屋頂的儲水裝置。
(2)洗手間中水龍頭會有兩個,一個為過濾后雨水用于清潔物品,另一個為多次殺菌消毒后的凈水用于清潔面部,刷牙漱口等。浴缸噴灑龍頭中的水也是經殺菌滅毒過的,分冷暖兩種。抽水馬桶主要利用虹吸原理,我們會在水箱中加入水量控制器,可調節單次出水量,根據實際需要選擇合適的水量,實現節約用水的目的。
(3)廚房里會有一個分離裝置,用于分離使用過的水中的油污,分離后可用于洗手間的清潔用水灌溉花草,或是收集凈化后二次利用。
(4)之后是一樓的噴泉,這是我們計劃的核心,因為整棟建筑所有的廢水都會匯集至噴泉處凈化,廢水的凈化裝置(如圖2 所示)設在屋頂的閣樓,污水廢水通過管道送至閣樓,經凈化后再送至噴泉做最后一步的凈化后經噴泉噴出凈水。噴泉外需設置玻璃罩,因為凈化后的水不可再被污染,有噴泉凈化設施后可大大提高污水的利用率和本設計的實用性。

圖2 廢水凈化裝置原圖
最后的項目是被設在外墻的節水設施。因為有時氣體液化會在外墻凝成水珠。我們會在外墻釘幾個小籃子,接外墻流下的水,可以利用這些水養一些小花草,生長在外墻上既你保護水資源又可以美化建筑的外觀。
以上就是獨立式建筑的水循環利用系統的結構原理介紹,本計劃較之其他方案的優處是實用度極高,計劃縝密有序,環環相連,可以大大加強對水的利用率。此外,由于是學生科技節主題活動探究,筆者水平有限,文中僅代表個人觀點,觀點不成熟之處,煩請指正。

圖3 獨立式建筑的水循環利用系統的結構原理