緩解供水危機-住宅用節水產品能否勝任
摘要：為適應 社會 需要，2004年11月在北京舉辦了由北京市水務局主辦的，北京市節約用水辦公室和節約用水管理中心承辦的首屆“北京市節水型器具推廣展示會”。有將近50家生產節水器具的 企業 和13位熱心的市民帶著他們的產品參展。展品包括節水型龍頭、節水型便器、節水型水箱配件、節水型淋浴器以及節水型噴灌產品等節水型產品。無疑，這次展會為節水器具提供了展示的舞臺，節水技術、節水意識更加深入人心，同樣，也為人們選用節水器具提供了 參考 。本文將對節水器具的提出與社會的需求，節水器具的組成和結構，以及節水器具能否有效緩解供水危機進行一定的介紹。
關鍵詞：供水危機 節水產品 節水器具 節水意識
對于住宅用戶用水來說，節水器具可分為節水便器(大便器，小便器)，節水龍頭，廢水回收裝置和恒溫混水閥。
1 節水便器
1.1 發展 趨勢
節水便器主要有直排式和虹吸式。直排式的特點是結構簡單和節水，主要缺點是不能解決下水密封和返味 問題 ，衛生狀況差。 目前 國際國內主要的座便器為虹吸式，采用“S”型水密封，基本上解決了衛生和密封的問題，經過長期的結構優化，其節約用水量也基本達到極限(3/6 L)。由于受到其工作原理和結構的制約，要想再有突破難度極大。此外虹吸式座便器也存在堵塞、剩水不完全是凈水等原因引起使用不便及衛生問題。
虹吸式便器并非技術發展的終結。一方面，由于人類社會的發展和水資源的矛盾，人們對節水的要求不斷提高，迫切需要更為節水的器具。另一方面，隨著整體 科學 技術的進步和新材料的發明 應用 ，使得人們反思和攻克過去條件下不可能解決的技術難題，從而開拓出一片新的天地。目前國外市場上銷售的多為一次沖水量3~6 L的虹吸式坐便器，由于虹吸式本身結構上的特點，很難將耗水量真正降低到3 L以下，而一些節水型便器一次沖水量小于3 L，又適合各種形式的上下水管道系統，所以在國際市場具有很大的潛力。對直排式便器的重新關注正是順應當前 歷史 條件下的必然產物。正是人們進一步節水的需求刺激了對更加節水便器的研發，而 現代 新材料新技術的融合應用使得人們攻克了致命的技術難題，從而解決了虹吸式便器所不能解決的問題，引發了技術和產品的進步。可以預計，在未來相當長的一段時期內，直排式節水便器必將成為技術發展和市場的主流。而下文介紹的壓力流防臭節水便器、壓力流沖擊式節水便器和腳踏式高效節水便器就屬于直排式的節水便器。
1.2 幾種節水便器性能簡介
衛生間節水，就減輕了污水處理負擔;飲用水節水，就減輕了用戶的費用;所以說節水就是減污，每節約1 m3水，同時也就減少了1 m3污水的排放，減少了1 m3污水的處理，目前全國大約有1億臺坐便器正在使用，如果都使用節水便器，節水前景可觀，所以對現有的便器進行節水改造迫在眉睫。經過多年的 研究 與使用，節水便器的效果也越來越好。便器節水主要取決于3個方面：水箱及配件的設計、控制方式和安裝改造的方便程度。
節水便器，就是能夠在沖洗干凈，不返味，不堵塞的前提下，有限地節約用水的便器。根據市場出現的節水便器類型，大致可分為：壓力流防臭節水坐便器、壓力流沖擊式節水坐便器，腳踏型高效節水坐便器，感應式節水坐便器和雙按鈕節水坐便器以及免水沖小便器。
1.2.1 壓力流防臭節水坐便器
其主要由四部分構成：采用陶瓷密封的聯動式進水沖洗裝置、便器座體、磁脫離排污密封裝置及其他配件。
主要技術創新點
(1)采用直排式對現有坐便器的工作原理和結構形式進行了徹底改變，取消了S彎。
(2)采用磁脫離排污閥門密封，不漏一滴水，而且池內常存少量清水，潔凈且無異味回返，可有效阻止各種氣體、液體逆流，保證居室免受下水道內傳染病毒(“非典”、流感等)的侵入。解決了直排式便器密封和返味的難題。
(3)采用陶瓷密封單閥連動式進水閥門，進水量準確，使用方便，不漏水。
(4)大、小便用水自動分檔，大便沖洗少于3 L，小便沖洗少于1 L。
(5)無水箱，采用無動力等壓管直接與自來水管連接，安裝方便、簡潔，節省空間。
1.2.1.1工作原理及使用 方法
當觸發開關受到外力觸動后，力傳遞到觸發線上，由于觸發線本身的物理力學特性再將初始力傳遞到強磁觸發器上，使強磁的控制力與通過觸發線傳遞的初始力瞬間抵消，同時瞬間抵消的控制力作為打開排污閥的起動信號，增壓的水隨即旋轉噴出，形成強大的沖刷力。污物排除后，強磁恢復控制力，排污閥接收到強磁信號后，受力瞬間關閉，起始開關回位，觸發線回位，等待下一次外力觸發。
污物經過直排式排污過程后，在管道內的水平沖出距離在5米以上(達到國家標準要求)。現有坐便器在管道內的沖力主要來源于虹吸過后的的滲水力，這也是其用水量大的原因之一，而特節水型潔便器采用直排式沖洗原理，雖然用水量少，但污物自身的重力加速度使得污物在下落后有了一個初始速度，再加上水的沖力，完全可以將污物沖出的距離達到國家標準的要求。
1.2.2 壓力流沖擊式節水坐便器
結構見圖1
1 節水水箱(塑料密封壓力水箱) 2 呼吸閥 3 進水閥 4 過壓閥 5 陶瓷水箱 6 進水管 7 水管接頭 8 橡膠墊 9 螺母 10 節水便器 11 放氣閥
圖1 壓力流沖擊式坐便器結構示意
其核心部件就是呼吸閥和放氣閥，呼吸閥可以實現保證封閉水箱的壓力，同時不擾動管網壓力的作用。
1.2.2.1 工作原理
利用公共管網壓力，將水儲存、壓縮到封閉的壓力水箱中，直至水箱與外界管網壓力平衡。待使用沖洗時，按下控制閥使排水閥上部氣體通過泄壓管與外界大氣溝通，壓力下降，產生壓差，下部壓力水推開排水閥使壓力水沖擊推動將污物排出，利用相當于20~40 m高的水柱壓力，產生極高的瞬時流速和流量，能夠實現利用不到4 L的水就能夠沖洗干凈的效果。為保證壓力水的沖擊性能，坐便器設計兩個水道，一個水道為較小截面積的沿坐便器上圈的環形水道，水道上斜開出水角度按逆時針方向噴射的較細的7個小孔，使流出的水流形成向下的環形漩渦狀;另一個水道直接沖向污物，并形成噴射作用的水道。
對原有坐便器的改造比較方便，只需將原水箱組件拆除，把由全密封的高強度塑料水箱和橡膠密封件組成的組合體放入即可。也就是說，該產品不僅能夠適合直排，也適合虹吸式的排水方式。
市場上還有另外一種應用管網壓力的節水便器，而且不設水箱，利用一個電磁閥控制水流，電磁閥將管網壓力水直接排入便器內盆，
1.2.2.2 存在問題
目前市場出現的該類型節水坐便器不能區分大小便，仍然存在節水空間;第二，當管網壓力不足時，它的工作也將受到一定 影響 。
1.3 其他節水坐便器
1.3.1 腳踏型高效節水坐便器
采用腳動方式控制水流，可防治病毒傳染。直排式排水，采用水封、機械水封、止回閥等3道防臭措施，防臭效果好。除采用直排方式排水以外，它還應用了一套全新的進水控制組件，控制方式采用腳動，
1.3.2 感應式節水坐便器
將時間作為控制變量，根據時間的長短控制排水量，而且水箱的水位可以調節。
1.3.3 雙按鈕節水坐便器
按大小便用水量的不同設置兩個按鈕，以分別控制水流量。而且可以根據沖洗情況及時使按鈕復位，減少不必要的損失。
1.4 節水便器性能比較(見表1)
其中壓力流沖擊式節水坐便器和腳踏型高效節水坐便器都采用直排式，取消了存水彎，不存在堵塞現象，為了防止臭味，需采取必要的密封措施，在這一點上，這兩種產品都作了很多工作，采用多道密封，防臭效果好。他們不僅對水箱進行了改進，而且為了達到沖洗干凈的效果，還對便器內盆的造型和尺寸進行了科學的改進，可使水流產生高速高效的沖擊效果。通過現場的演示試驗，他們都能夠高效地將污物排除，而且節水效果明顯。感應式節水坐便器和雙按鈕節水便器仍然采用傳統的虹吸式排水方式，這兩種節水型坐便器只對控制部分進行了改進，可區分大小便，根據實際情況選擇排水量，控制靈活方便。
從市場節水便器看，設計思路新穎，改進類型多樣，節水效果良好，技術日臻成熟。可以直接應用到實際中去。除有的產品價格高以外，大部分都能夠被一般消費者接受，不存在價格瓶頸問題。如果將不同類型的節水便器在現有基礎上再進行一定的改進，比如，將感應開關或者腳踏開關應用到壓力流沖擊式節水便器中去， 或者將單按鈕的控制方式改成雙按鈕的控制方式，節水效果和控制方式將更加良好。
表1 不同節水便器性能比較
|
便器類型 |
一次沖刷水量 |
水箱 |
排水方式 |
控制方式 |
防臭效果 |
改造程度 |
|
|
大便/L |
小便/L |
||||||
|
壓力流沖擊式 |
1~3 |
有 |
虹吸式或直排式 |
按鈕 |
好 |
方便 |
|
|
無 |
直排式 |
一般 |
不方便 |
||||
|
腳踏式 |
3 |
1 |
無 |
直排式 |
腳踏 |
好 |
不方便 |
|
感應式 |
6 |
3 |
有 |
虹吸式 |
感應 |
好 |
不方便 |
|
雙按鈕式 |
6 |
3 |
有 |
虹吸式 |
按鈕 |
好 |
方便 |
|
傳統虹吸式 |
6 |
6 |
有 |
虹吸式 |
按鈕 |
好 |
|
國務院國辦發[2004]30號文件提出，組織實施資源節約重大技術示范，推廣應用先進高效的節能、節水設備和器具。隨著政府限制坐便器用水量不得大于6 L政策的出臺，節水型坐便器會越來越受到人們的青睞。
1.5 免沖水小便器
該產品結合 中國 國情，汲取國外先進技術，攻克了各種技術難關，自己研發制造的節水產品。這種免沖水小便器的核心部件是裝在小便斗底部的塑料濾罐，濾罐中的密封性液體在能夠有效將尿液和大氣隔開，形成一層密封屏障，濾液能夠將尿液有效過濾，將氣味封閉在濾罐中，達到了不用水沖洗而且防臭、不結垢、衛生的目標。北京市市政管理委員會委托北京市環境監測站對已安裝免沖水小便器的廁所進行氨氣和臭氣強度的檢測，結論是“免沖水小便器為 目前 比較可行的具有節水性能并能夠 應用 的產品”，該產品完全達到了《城市公共廁所衛生標準》二類廁所要求。
圖2 免沖水小便器結構示意
其結構見圖2。尿液經防濺罩通過瀉尿孔均勻地流入阻集器中;流入阻集器中的尿液穿過阻集液漂浮層進入中心管，該液體漂浮層形成一道屏障，密封了污水管中氣體溢出的通道，使尿味不能散發到空氣中;阻集液為50 mL的藍色液體，該液體阻燃，-200C不凝固，至少維持6個月的使用期限并很容易的進行補充。阻集器可以存住長期使用過程中產生的殘余尿堿，并可在阻塞時通過清理而輕易地去除。 為使小便斗內壁不結垢，免沖水小便器依據尿垢以及異味產生的原理，通過采用 現代 納米技術和高 科技 涂層技術，使免沖水小便器具有高密度的憎水性，從而防止了尿液的滯留和滲透，大大降低了尿液的異味。為保證免沖水小便器的正常使用，阻集器內的液體視使用程度需要每年補充1~2次。
2 節水龍頭
常用的節水龍頭的節水 方法 可分為加氣節水龍頭，限流水龍頭和增氧防垢淋浴噴頭。其中加氣節水龍頭和限流水龍頭都是通過加氣或者減小過流面積來降低通過水量的。這樣，在同樣的使用時間里，就減少了用水量，達到節約用水的目的。而增氧防垢淋浴噴頭雖然也是在出水口部進行改進，但是它改進的更徹底。同樣減少過流量，而且還增加了吸氧艙和增壓器，不僅減少了過流量，還使水流富含氧氣(見圖3)。對于普通的噴頭來說，停止使用時噴頭內部仍然會有滯留的水，這樣，長時間以后就會有水垢的富集，而這種防垢噴頭沒有容水腔，水流直接噴射出去，停止使用時不積水，減少產生水垢的機會。
圖3 增氧防垢淋浴噴頭結構示意
3 廢水回收裝置
這里所說的廢水回收裝置就是能夠將洗臉洗菜的水進行收集并過濾，并能夠自動沖廁的裝置。
4 恒溫混水閥
主要用于冷、熱水的自動混合，為單管淋浴系統提供恒溫細雨用水。一臺混水閥可帶多套淋浴噴頭同時工作。為達到恒溫控制，在混水閥內部設有壓力平衡裝置，當冷熱水單路供水時，混水閥自動切斷另一路給水，形成保護。
5 結語
縱觀以上各種節水器具，他們都具有自主知識產權，都是從實踐中來，都能夠解決具體 問題 ，對于節水都能夠起到很好的作用。可見，在住宅節水上，我們具備了前提條件，下一步就是如何讓消費者能夠接受，使節水器具走進千家萬戶。
同時，我們也要看到，包括住宅用水在內的城市公共設施用水占城市供水總量的35%，節水空間畢竟有限。而城市 工業 用水占城市總用水的60%(北方城市數據)，因此，挖掘工業用水的節水潛力，提高工業用水效率應該放在城市節水管理的首位。水利部最新統計顯示，2003年我國萬元GDP用水量為465 m3，是世界平均水平的4倍，顯示出我國水資源利用方式粗放、用水效率非常低下。這項統計還表明，全國工業萬元增加值用水量是發達國家的5至10倍。水的重復利用率為50%，而發達國家已達85%。我國節水事業任重道遠。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
