机场给排水系统优化设计与节能研究

摘要：机场给排水系统承担着为机场提供清洁水源、排除废水和保障机场正常运行的重要任务。然而，传统的给排水系统往往存在能耗高、水资源浪费严重等问题。因此，对机场给排水系统进行优化设计和节能研究，对于提升机场的可持续运营能力具有重要意义。鉴于此，本文主要分析探讨了机场给排水系统优化设计与节能方面的内容，以供参阅。

关键词：机场；给排水系统；设计；节能

引言

随着全球航空运输业的快速发展，机场规模不断扩大，功能日益复杂。机场给排水系统作为机场基础设施的重要组成部分，其设计的合理性与运行的节能性直接关系到机场的正常运营、旅客体验以及环境保护。传统的机场给排水系统在设计与运行过程中往往存在水资源浪费、能耗较高等问题，难以满足现代机场绿色、高效发展的要求。因此，开展机场给排水系统优化设计与节能研究具有极为重要的现实意义。

一、机场给排水系统概述

（一）机场给排水系统的构成

机场给排水系统主要由给水系统和排水系统两大部分构成。给水系统包括水源取水、水处理、供水管道网络以及储水设施等环节，其主要功能是为机场内的各类用水设施，如航站楼、机场酒店、办公区域、消防系统以及飞机的地面供水等提供充足、优质的水源。排水系统则涵盖了雨水排水系统、污水排水系统以及污水处理设施等。雨水排水系统负责收集机场区域内的降雨径流，通过排水管道和沟渠将雨水迅速排离机场，防止积水影响机场运行；污水排水系统收集机场内生活污水、生产废水以及飞机维修产生的含油废水等，经污水处理厂处理达标后排放或回用。

（二）机场给排水系统的特点

1.用水需求多样性

机场内不同区域和设施对用水的要求差异较大。例如，航站楼内旅客用水主要集中在卫生间、餐饮区域等，用水时间相对集中且水质要求较高；飞机地面清洗和维修用水则对水量和水压有特定要求；消防系统则需要在关键时刻提供足够的消防用水，对供水的可靠性要求极高。

2.排水水质复杂性

机场排水中包含多种类型的污水，如生活污水中的有机物含量较高，飞机维修产生的含油废水含有大量的石油类物质，此外，机场跑道区域的雨水径流可能受到航空煤油、融雪剂等污染，导致排水水质复杂，处理难度较大。

3.运行可靠性要求高

机场作为交通枢纽，其运营具有连续性和不可中断性的特点。给排水系统必须保证24小时不间断运行，无论是供水不足还是排水不畅都可能引发严重的安全事故，影响机场的正常航班起降和旅客出行。

（三）机场给排水系统现状与问题分析

1.水资源利用效率低

部分机场在给水系统设计中未充分考虑水资源的循环利用，存在大量优质水用于非关键用途的情况，如景观灌溉、道路冲洗等仍使用饮用水源，而污水处理后的回用率较低，造成水资源的浪费。

2.排水系统设计不合理

一些机场的排水系统存在雨污分流不彻底的问题，导致雨水和污水混合处理，增加了污水处理成本和难度。同时，雨水排水系统在应对暴雨等极端天气时，排水能力不足，容易出现积水现象，影响机场运行安全。

3.能耗较高

机场给排水系统中的水泵、污水处理设备等运行能耗较大，部分设备选型不合理或运行控制方式落后，导致能源浪费严重。例如，供水泵长期处于高负荷运行状态，未能根据实际用水量进行智能调节；污水处理厂曝气设备能耗过高，且运行效率有待提高。

二、机场给排水系统优化设计策略

（一）给水系统优化设计

1.分质供水设计

根据机场不同区域和用水设施的水质要求，采用分质供水系统。将饮用水、非饮用水（如中水用于冲厕、景观灌溉、道路冲洗等）分别供应，可有效减少饮用水的使用量，提高水资源的利用效率。例如，在航站楼内设置中水回用系统，收集处理后的中水用于卫生间冲厕，可节约大量的饮用水资源。

2.优化供水压力

通过对机场供水区域进行压力分区，合理确定各区域的供水压力，避免因压力过高导致的管网漏损和能源浪费。采用变频调速水泵等设备，根据实际用水量自动调节供水压力，实现供水系统的节能运行。例如，在机场远离水源或地势较高的区域设置加压泵站，采用智能控制技术，根据用水需求调节泵站的运行参数，确保供水压力稳定且节能。

（二）排水系统优化设计

1.完善雨污分流系统

对机场排水系统进行全面改造，确保雨水和污水完全分流。在机场建设初期，合理规划雨水排水管道和污水排水管道的布局，避免交叉污染。对于已建成机场，加强对排水管道的排查和改造，修复破损管道，纠正错误连接，提高雨污分流的效果。同时，在雨水排水口设置初期雨水收集装置，将初期雨水进行单独处理，避免污染雨水直接排放。

2.强化污水处理与回用

建设高效的污水处理厂，采用先进的污水处理工艺，如生物处理技术、膜分离技术等，提高污水处理效果，确保达标排放。同时，加大污水处理回用力度，将处理后的中水回用于机场的绿化灌溉、道路冲洗、飞机清洗等对水质要求较低的环节。例如，采用膜生物反应器（MBR）工艺处理机场污水，该工艺具有出水水质好、污泥产量少等优点，处理后的中水可满足大部分回用需求。

三、机场给排水系统节能措施

（一）节能设备的选用

1.高效水泵

选用高效节能型水泵，其具有较高的效率曲线，能够在较宽的流量范围内保持高效运行。例如，采用新型的离心泵，其采用先进的叶轮设计和密封技术，与传统水泵相比，可提高效率10%-20%。同时，根据机场给排水系统的实际工况，合理选择水泵的型号和数量，避免大马拉小车的现象。

2.智能照明与通风设备

在机场给排水系统的建筑物内，如污水处理厂、泵站等，采用智能照明系统，根据室内光线强度和人员活动情况自动调节照明亮度，节约照明用电。安装通风设备时，选择节能型风机，并采用变频控制技术，根据室内空气质量和温度自动调节通风量，降低通风能耗。

（二）优化系统运行控制

1.建立智能监控系统

构建机场给排水系统的智能监控平台，对供水系统的水位、水压、流量，排水系统的液位、流量等参数进行实时监测。通过数据分析和智能算法，实现对给排水系统设备的远程监控和自动控制。例如，当供水系统用水量减少时，智能监控系统自动调节水泵的运行频率，降低供水量；当排水系统液位过高时，自动启动备用排水泵，确保排水畅通。

2.实施能耗管理策略

制定机场给排水系统的能耗管理计划，定期对系统的能耗进行统计和分析，找出能耗高的环节和设备，采取针对性的节能措施。例如，对水泵的运行时间、耗电量进行记录分析，根据不同季节和时段的用水需求，制定合理的水泵启停计划，减少不必要的能耗。

结束语

总而言之，机场给排水系统的优化设计与节能研究对于提升机场运营效率、减少能源消耗和保护环境具有重要意义。通过采用系统集成与分区管理、节水与节能并重、智能化与自动化控制等优化设计原则，以及雨水收集与利用、中水回用、高效节能的水泵与管网系统、太阳能与热泵供热等节能技术，可以实现机场给排水系统的节能降耗和可持续发展。未来，随着技术的不断进步和应用的深入推广，机场给排水系统的优化设计与节能研究将发挥更加重要的作用。

参考文献

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