智慧管控显效能,科研助力节水新突破
在积极响应国家节水行动计划和推动绿色发展的战略背景下,成都信息工程大学致力于将科技创新融入水资源管理,以实现校园水资源的可持续利用。本文将我校在人工湿地科研和能源智慧管控平台的创新实践,有效提升用水效率、降低成本,并促进生态文明。项目覆盖教学与生活区,解决用水管理问题,建立高效环保用水体系,为高校水资源管理提供新思路。
一、基本概况
(一)学校基本情况
成都信息工程大学是四川省和中国气象局、国家统计局共建、四川省重点发展的省属普通本科院校。学校是国家首批学士学位授权高校、国家中西部基础能力建设工程高校、国家首批“卓越工程师教育培养计划”试点院校、四川省首批“一流学科”建设高校、四川省新增博士学位授予单位优先培育高校,是国际CDIO组织正式成员,全国气象科教融合创新联盟副主任委员单位,四川省网络空间安全协会理事长单位。
(二)用水基本情况
学校现有航空港、龙泉两个校区,占地面积2000余亩,师生人数逾3万,均采用市政供水。自搬迁到新校址,随着办学规模和招生人数的增加,用水量逐年增长,2023年用水134.15万立方米,水费支出367.98万元。
二、具体做法
(一)搭建能源智慧化管控平台
随着现有设施设备的改造,逐步建设能源智慧化管控系统,布局两校区。包括针对用电、用水的能源全监测管控,系统结构为B/S架构,管理主站、移动管理终端、用户使用端以WEB网页的形式,并根据权限授权实现管理或查询、缴费功能,从整体全面提升校区能源管理的智能化、精细化水平,提升校园运维管控与用能安全保障等能力。通过平台实现实时水平衡分析,从而动态获取校园二级水表(进栋表)的水平衡、水压力和水流量分析报告。
图1 能源智慧化管控平台截图
图2 物联网水表数据获取界面截图
(二)打造污水处理技术科普基地
基地主要含人工湿地与生物浮床两种生态型污水净化技术。净化后的水用于校内河道,减少对外部水资源的依赖,实现水资源的循环利用。项目情况如下:
1.人工湿地简介
人工湿地以废砖和煤灰作为基质,合理种植植美人蕉后对实验室废水和河水的混合物进行处理,通过物理、化学、生物三重协同作用使得污水得到净化,其基本结构如图3所示。
图3:湿地基本结构图
2.生物浮床简介
生态浮床是一种以水生植物为主体,以高分子材料或无机非金属材料等为载体和基质,通过植物根部的吸收,吸附作用和植物、浮床及微生物的协同作用,消减水体中的氮磷等有机物质,净化水质的生态技术,其基本结构原理如图4所示。
图4 浮床结构原理图
3.科普基地运行情况
基地配套有设备齐全的实验室,能够实现水质分析、原理探究、技术的研发与创新等功能,净化后的水流入校内河道,改善河道水质与校内生态。
三、实施成效
(一)节约用水量
通过人工湿地系统的优化,校园内循环用水率提高20%。2023年,用水人数30217,总用水量1336190立方米,人均44.2198立方米低于《四川省用水定额》先进值。
(二)管理模式优化
通过智能化改造供水管网系统和实施能源智慧化管控平台,学校能够有效减少水资源的浪费,降低水费支出,实现水资源的精细化管理,节约经济成本。
(三)生态效益及社会效益
净化后的水流入河道,改善校园景观,为师生提供一个更加宜人的学习和生活环境。科普基地既是我校污水处理技术研究的科研基地,同时也是我校本科教学、科普宣传的一个教学基地,可以形象直观的展示污水由浊变清的过程。该基地已接待院内外科研单位人员、中小学学生100余人次的科普宣传接待,承担学校环境科学专业、环境工程专业本科生8个班300余人次的教学参观。
图5 活动现场图片
(四)获得的奖项
在节约成本提升用水安全的同时,先后获得节水型单位、节约型校园示范型单位、节水型高校、成都市2022年度节约用水工作先进单位等荣誉,促进了生态文明建设和可持续发展理念的普及。作为研究基础和实验基地,学校流域水环境保护和修复科研团队依托校园人工湿地成功申报了四川省环境治理与生态保护重大科技专项、成都市科技惠民项目等多个省、市不同级别的科研项目。
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