Samoa Hostel Truth Tank/zh
真相水箱灰水系统旨在为位于萨摩亚旅舍场地内的卫星太阳能淋浴提供灰水处理系统。该系统的设计遵循加州灰水标准，同时也符合洪堡湾可持续生活中心的标准。在仔细考虑了各种替代方案后，最终选定了设计方案，并在一处私人住宅内进行建造测试，最终于2011年春季在萨摩亚旅舍投入使用。
背景
洪堡湾可持续生活中心正在萨摩亚炊事屋建造一座旅舍，为游客提供经济实惠的住宿，并提供可持续生活和历史修复的体验式教育机会。旅舍将包含配备太阳能淋浴设施的露营地。淋浴产生的灰水将由“真相水箱灰水系统”处理和处置。该系统将与爪足浴缸一起使用进行测试，然后将其移至萨摩亚旅舍，与太阳能淋浴设施一起使用。
项目定义
Truth Tank 灰水系统旨在为位于 Somoa 旅馆内的卫星太阳能淋浴提供灰水处理系统。
项目标准
- 教育价值：能够直观地传达灰水系统如何运作。
- 可持续性：太阳能淋浴的灰水系统需要使用对环境影响最小的可回收和当地资源材料。
- 成本：构建和维护系统所需的总金钱和劳动力。
- 可维护性：设计的合理性和耐用性。
- 美学价值：最佳解决方案应满足其整体美学价值的三个目标：设计的视觉吸引力及其与周围环境的流畅性。
- 安全：将系统带来的危险和健康危害降至最低。
成本
创建真相水箱灰水系统所涉及的成本有两种形式：人工成本和金钱成本。
设计时间
右图显示了建造真相池所需的设计工时细目。大部分工时都花在了系统构建上。
建筑和材料成本
以下是建造真相池的材料成本。由于捐赠、学生折扣和使用再生材料，成本略有降低。然而，由于建造真相池灰水系统所需材料的质量问题，我们的团队为了确保系统的结构稳固性和使用寿命，最终超出了预算。
| 材料 | 数量 | 我们的成本（$） | 零售（$） |
|---|---|---|---|
| 红木 2 英寸 x 6 英寸 | 81英尺 | 255.15 | 280.67 |
| 红木 1/4 英寸 x 5 英寸 | 51英尺 | 15.00 | 15.00 |
| 木钉 | 45 | 4.98 | 4.98 |
| 有机玻璃（1/4英寸厚） | 16英寸x21.75英寸 | 捐赠 | 27.25 |
| 池塘衬垫 | 100英尺2 | 46.00 | 46.00 |
| 储物桶 | 1 | 捐赠 | 26.00 |
| 篦 | 1 | 2.00 | 2.00 |
| 3英寸PVC管 | 10英尺 | 9.99 | 9.99 |
| 1.5英寸PVC管 | 10英尺 | 5.49 | 5.49 |
| 开/关阀 | 2 | 26.98 | 26.98 |
| 1.5英寸PVC管三通接头 | 2 | 5.38 | 5.38 |
| 1.5英寸PVC管帽 | 2 | 4.98 | 4.98 |
| 3英寸至1.5英寸PVC接头 | 1 | 6.74 | 6.74 |
| 1.5英寸PVC适配器 | 4 | 5.56 | 5.56 |
| 1.5英寸隔板 | 4 | 67.92 | 67.92 |
| 4英寸L型支架 | 12 | 33.48 | 33.48 |
| 铰链 | 2 件装 | 4.04 | 4.04 |
| 螺钉、螺栓、垫圈、螺母 | 各种各样的 | 49.61 | 49.61 |
| 木胶 | 2瓶 | 27.98 | 27.98 |
| 硅胶水族箱密封胶 | 1瓶 | 5.84 | 5.84 |
| PVC底漆/水泥 | 我每个 | 12.13 | 12.13 |
| 豌豆砾石 | 18英尺3英寸 | 18.00 | 18.00 |
| 粗砾石 | 1.5英尺3英寸 | 1.50 | 1.50 |
| 水葫芦 | 5 | 捐赠 | 15.00 |
| 芦苇 | 6 | 捐赠 | 28.00 |
| 小计 | 608.75 | 730.52 | |
| 船运 | 21.31 | 21.31 | |
| 税 | 45.38 | 53.32 | |
| 总成本 | 675.44 | 805.15 | |
预期维护成本
该系统的设计目标是尽可能减少维护，但仍需要进行一些维护以保持系统正常运行。任何沉淀在调压罐中的固体都需要清除。管道和豌豆砾石可以通过将水直接倒入人工湿地池中，并让水从打开的冲洗盖中流出进行冲洗。如果有植物死亡，则需要更换。窗户可能需要定期擦拭以保持其透明度。最后，生锈的金属部件需要更换。下方有一张图表，描述了这些维护活动预计所需的时间。
| 任务 | 时间（分钟/年） |
|---|---|
| 调压罐清理 | 90 |
| 通过冲洗盖冲洗 | 10 |
| 可能重新种植 | 20 |
| 清洁窗户 | 5 |
| 更换生锈的金属部件 | 15 |
| 总时间 | 140 |
最终设计
Truth Tank 灰水系统始于一根直径为 1.5 英寸的 PVC 管道，该管道从淋浴间连接到装有水葫芦的调压箱底部。调压箱的出水口高于入水口，以便固体物质有时间沉淀，并利用水葫芦进行预处理。<ref>人工湿地系统中的生物过程人工湿地<ref>出水口还会形成水头，即水的初始高度，以帮助水利用重力在系统中流动。根据加州法律规定，调压箱顶部还设有金属格栅，以防止与灰水接触。<ref>加州灰水法第 16a 章：加州管道规范<ref>水从调压箱流出，并通过一根直径为 1.5 英寸的 PVC 管道进入人工湿地水箱。
管道从侧面底部通过防水隔板进入水箱，并在各个方向上至少有三英寸厚的大块粗砾石环绕，以防止砾石堵塞。水箱的其余部分填充了豌豆砾石，作为基质，微生物生物膜可以在其上形成，用于处理灰水。水箱内有两个挡板。第一个挡板固定在底部，第二个挡板悬挂在水箱顶部。第一个挡板比砾石线短两英寸，因此灰水始终位于地下，这是加州法律的法定要求。悬挂挡板下方有两英寸的空间供水流动。灰水流过第二个挡板下方后，水会上升至出水孔，出水孔用隔板防水。出水孔在每个方向上至少有三英寸厚的粗砾石环绕，以防止固体堵塞。箱体和挡板均由红木制成。内部衬有池塘衬垫，正面有一扇有机玻璃窗，可以通过拉开遮光窗帘来观看。人工湿地池内种植着芦苇，它们吸收养分，并在根系中容纳微生物，分解水中的污染物。
在人工湿地池之后的管道系统中，有一个冲洗盖，盖后接一个阀门。该阀门可以关闭渗滤场，迫使用于冲洗的水从冲洗盖中流出。之后，灰水进入一根直径为3英寸的PVC管道，管道上钻有大小和高度依次递减的孔。这根管道位于一个填满覆盖物的沟槽中。根据加州灰水法的规定，水会逐渐从管道中排出至地表以下两英寸处。渗滤场允许覆盖物上的微生物进行进一步的生物处理，然后最终渗入地下。
- 安装
安装真相窗口。
组装人工湿地水箱。
安装池塘衬垫。
安装装饰边条。
管道从水源到水箱，位于门廊下方。
可以看到管道从门廊下方延伸到水箱，再到渗滤场。水源——一个浴缸——位于背景中。
构建和实施说明
调压罐
灰水系统通过一根一英寸半的 PVC 管连接到淋浴间，该管通向由胡椒桶制成的缓冲罐。管道通过距离底部一英寸的一个孔进入缓冲罐，该孔通过隔板防水。罐内种植了水葫芦。管道出口的结构与入口相同，带有隔板，并且出口位置高于入口水位，因此水必须上升到出口。这迫使水在缓冲罐中停留一段时间，让一些固体沉淀下来。缓冲罐顶部安装有金属格栅，以防止人们接触灰水。安装此屏障的步骤如下：从格栅上切下一个圆形件，并将其放入胡椒桶盖环的顶部，使格栅的锋利边缘刺入塑料中。
人工湿地灰水池
从调压箱引出的1.5英寸PVC管在靠近水箱的地方设有冲洗阀，以便轻松清洁水箱的进水侧，并冲洗掉第一个挡板前方的砾石部分。红木箱的所有侧面均由2英寸乘6英寸的红木板构成。将红木板切割成适合水箱各侧面和底部的尺寸，沿着木板的2英寸边钻出间距均匀的孔，并将榫钉插入孔中。榫钉安装到位后，将适当数量的木板粘合在一起，并用夹子夹紧24小时，以确保密封严密并保证适当的干燥时间。所有侧面都搭建好后，进行打磨，以确保良好的贴合度和光滑的表面。然后在小侧面的中心（靠近底部）切出一个1.5英寸的孔，以便安装隔板并穿过1.5英寸的PVC管。在正面切割一个比有机玻璃窗玻璃四周小一英寸的矩形孔。然后在有机玻璃窗玻璃和正面红木侧面一英寸边缘内钻适当数量的孔，以便螺栓穿过这些孔。
箱子由底部穿过两侧的螺丝固定，箱子四角各有三根镀锌L形支架。挡板由半英寸厚、六英寸高的红木栅栏板制成。根据加州灰水法，从水箱底部开始的第一个挡板支架应比豌豆砾石表面短两英寸，使水位线低于水面。第二个挡板应与水箱底部至少留出两英寸的距离，并悬挂在水箱顶部。挡板的制作方法是将大小合适的栅栏板片固定在一起，然后用小木支架将它们连接在一起，并用不锈钢螺丝拧紧。
将池塘衬垫放入盒子后，在池塘衬垫上凿出两个直径为一英寸半的孔，与进出水管孔对齐，并安装隔板，为进出水管形成防水密封。然后在池塘衬垫上凿出一个与木板上矩形孔大小相同的矩形孔。将有机玻璃固定在木板上，压紧池塘衬垫，形成防水密封。挡板用松焦油防水，并安装在盒子中，用豆砾石支撑。然后在盒子中填充豆砾石和粗砾石，使每个进出水管周围大约有三英寸的粗砾石边缘，以防止固体物质在管口积聚。在种植合适的湿地植物时，将水箱剩余的空间填充豆砾石。
利奇菲尔德
从水箱引出的1.5英寸PVC管在靠近水箱的地方有一个冲洗阀，这样可以轻松清洁水箱的出水口，并冲洗掉剩余的半块豆形砾石。从水箱引出的1.5英寸PVC管连接到一根3英寸PVC穿孔管，该管位于一个沟槽中，沟槽内填充有覆盖物，尺寸与系统容量相符。根据加州灰水法规定，水从管道流出深度应为地表以下两英寸。
结果
该系统的部分组件已在私人住宅安装测试，其余组件则存放在萨摩亚旅舍进行安装。在当前位置进行的初步测试中，水能够通过管道从水源流经水箱，最终流入渗滤场。由于豌豆砾石是该系统的组件之一，在系统运至最终位置后才会安装，因此测试得以快速完成。
讨论
在整个设计和施工过程中，我们团队一直关注的主要问题之一是如何正确确定系统的尺寸。该系统的尺寸设计使得水箱能够容纳16加仑的水，足够使用太阳能淋浴器进行10分钟的淋浴。通过上下移动调压罐上的出水孔，可以调整整个系统的容量，从而需要更多或更少的水量才能继续流动。有人担心，如果系统突然接收大量的水，这些水可能会未经任何处理就直接流过系统。解决这个问题的方法是使用渗滤场。在加利福尼亚州，建议的处理灰水的方法是通过渗滤场将其排入地下。由于我们系统的最后一个部分是渗滤场，因此无论水流经系统的速度有多快，它始终都符合加州灰水标准，并且在系统早期部分进行的任何处理都将使其超过加州灰水标准。
我们系统的另一个合法性问题来自调压箱。根据加州规定，灰水的静置时间不得超过24小时。如果超过24小时无人使用淋浴，调压箱中就有可能积存灰水。解决这个问题的一个简单方法是确保萨摩亚旅舍安排一名员工每天打开淋浴几分钟，将任何可能积存的灰水从调压箱中冲刷出来，排入人工湿地水箱。
后续步骤
真相水箱灰水系统的人工湿地池和渗滤场目前安装在一处私人住宅内，待测试后再安装到萨摩亚旅舍。随着旅舍的建设推进，太阳能淋浴器也将建成，真相水箱系统也将搬迁。搬迁将为拆卸系统管道并进行测试期间发现的任何必要改动提供机会。
