高层住宅排水发电的探索
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引言
现代化的城市高楼耸立，高层住宅众多，生活废水量大，但利用高层住宅的废水发电却未被人们所重视。本文主要针对高层住宅的生活废水，利用其势能发电。笔者自行设计了高楼废水发电装置，并对高楼废水发电装置的功率、效率进行试验分析，对该项目的可行性提供理论和事实依据，高楼废水发电的经济效益和社会效益可观。
l排水发电系统方案
高楼废水发电装置(见图1)主要由过滤系统、储水箱、微型水轮发电机和蓄电池组成。
大部分高层建筑将厕所废水与其他废水通过不同管道分别排放(厕所废水通过管道l排放)。由于厕所废水杂质多、水质差，不适宜用于发电，故高楼废水发电装置仅利用其他废水发电，如生活废水(洗漱用水、厨房用水等)和雨水等。除去厕所用水以外的其他所有生活废水，这部分水相对清洁，便于过滤和利用，故通过另外一根管道汇集加以利用。管道汇集的废水经过过滤系统过滤，该装置应用物理沉淀和滤网双重过滤，确保进入水箱的水不含较大体积杂物。从过滤装置流出的废水储存于储水箱中，储水箱底部安装自动落水阀，当水位达到一定高度后自动开启，水箱的水全部从底部管道流出，使水箱排水全自动化，无需人工控制。从水箱排出的水经管道引至微型水轮发电机，利用水的势能做功发电，最后废水通过尾管排至下水道。水轮发电机产生的电能储存在蓄电池中，供夜间照明使用。
2安装设计
2．1水箱安装高度的确定
预计2010年，我国南方城市居民人均居住用水为150～180L／(人·d)，按每户三口之家计算，每户全年产生废水约180m3。该装置适合10层楼及以上的高层住宅。为使一栋楼的废水发电效率达到最大(不考虑水的势能在管道中的损失)，一般将过滤器和储水箱安装在楼栋中部高度即可，考虑到水轮机的最佳使用条件，使水轮机使用寿命最大化，一般安装在20—30m高度较为合适。安装方式类似空调外挂式。
2．2水箱尺寸确定
在水流冲击下，微型水轮发电机由静止启动至平稳发电，为使发电效率达到最大，考虑水轮机一次发电所需的最小水量和便于水箱安装，水箱尺寸可参照长x宽×高=1500mm x 500mm x 1000mm设计。
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