废水的二次利用

一种家庭废水二次利用系统

1 一种家庭废水二次利用系统朱军、严宝、兰建、张跃华、莫莉（成都大学，工业制造学院，四川成都610106）摘要：目前，全球水资源面临严重危机，而居民在用水过程中，存在一定的浪费。本家庭废水二次利用系统由集水箱（处理箱）、蓄水箱和一小型水泵及其控制电路组成，对具有二次利用价值的家庭废水进行收集、处理过滤和再利用。系统中控制电路由继电器等组成，实现了自动化，其结构简单，使用方便，安全可靠，成本低廉，能耗低，废水过滤效果较好。本系统能够有效的节省水资源，具有广泛的理论意义和实用价值。关键词：家庭废水、二次利用、液位继电器、自动控制 A SYSTEM OF SECONDARY USE OF FAMILY WASTEWATER ZHU Jun, YAN Bao, LAN Jian，ZHANG Yue-hua, MO Li (College of Industrial Manufacturing, Chengdu University, chengdu sichuan 610106 ) Abstract：At present, The global water resources is facing a serious crisis .But, There is a certain degree of waste on use of water. This design composed by the Collection box(processed box), Storage box, a small water pump and the control circuit. The system can achieved the purpose of collection , filtration and secondary used of family wastewater. This design have the simple structure, good safety, high reliability, low cost, low energy consumption, good filter effect and this equipment is easy to use. So this system can be effective to save water resources and have a wide range of theoretical and practical value. Key words: domestic wastewater, secondary use, liquid level relays, automatic control 1.前言目前，全球性的缺水问题对居民节约用水提出了更高的要求。本项目的研究能在一定程度上解决居民节水的问题。对于本课题前人已经做了一些有价值的研究，但他们的研究成果存在一些不足，有的过滤效果不佳，有的使用不便，有的能耗较高，有的需占用大量空间。未能得到推广，现有技术有进一步改进、完善的必要。而本项目的研究成果利用了活性炭层过滤颗粒杂质，利用海绵吸附油污，采用一只100W交流电机及继电器控制电路实现自动控制，降低能源消耗，并合理利用厨房中水槽下及天花板上的空间，在一定程度上解决了现有技术的缺陷。本项目的研究结果适用于任何家庭中有二次利用价值的废水，其创新性主要在于实现自动或手动两种控制方式，采用多层过滤，且过滤层可定期更换等。实现功能：①集水箱（处理箱）水位达到上限时自动向蓄水箱抽水，达到下限时自动停止抽水；②蓄水箱水位达到上限时自动停止向蓄水箱抽水，达到下限自动开始抽水；③控制系

统失效时由手动开关控制抽水；④集水箱（处理箱）和蓄水箱都设有溢流口。本作品已于2008年10月获“第三届全国大学生机械创新设计大赛”四川赛区二等奖，证书编号：2008--0121 作者简介：朱军（1987年—），学士，成都大学工业制造学院2006级学生，主要从事模具设计制造方向的研究。通讯地址：四川省成都市外东十陵镇成都大学205信箱邮政编码：610106 联系方式：朱军

一种家庭废水二次利用系统

2 2.系统组成本系统包括一个100W电动机水泵、一个置于厨房中水槽以下的集水箱（处理箱）、一个设置于天花板以上的储水箱和由液位继电器、中间继电器、水位控制器以及开关等电器元件组成的控制电路。集水箱（处理箱）和储水箱均由防锈能力较强的锌铁皮制成。 2.1. 集水箱（处理箱）集水箱（处理箱）内部由固定隔板分为两部分，由“人工选择机构”决定“含油污”和“无油污”的废水分别进入这两部分进行处理[1]；无油污废水处理部分设置有废水过滤层，过滤层由上下交错的，且可更换的刚性隔板和一层活性炭层组成；含油污废水处理部分在无油污处理部分过滤的基础上，在活性炭过滤层之前设置一由海绵和铁筛组成的油污吸附层；集水箱（处理箱）的上部和下部分别设置有溢流口和排渣口；集水箱（处理箱）的侧壁设置控制水泵自动开、停的液位控制器及当水位过高时的报警装置。如图1所示：

图1 集水箱（处理箱）

一种家庭废水二次利用系统

3 2.2. 储水箱储水箱设置于厨房天花板之上的隐蔽空间，其一侧设置有溢流管，底部设置有出水管。控制电路的各个探头安装于集水箱（处理箱）和储水箱的侧壁；水箱之间以管道相连。

图2 系统工作过程1——水槽，2——人工分水机构，3——集水箱（处理箱），4——隔板（海绵吸附层），5——活性炭层，6——水满溢出口，7——排渣口，8——电动机水泵，9——PVC管，10——储水箱，11——马桶⑤、⑥、⑦、A、B、C、D、E——水位控制器和液位继电器探头 3.系统工作过程（如图2）无油污废水从水槽1经人工分水机构2流入集水箱（处理箱），废水从隔板4翻越经活性炭层5进行处理。含油污废水经水管流入集水箱（处理箱），废水从隔板4翻越经海绵吸油层后再经活性炭层5进行处理。6和7分别是水满溢出口和排渣口。集水

箱（处理箱）的另一端连接水泵，水泵和继电器[2]、水位控制器组成控制系统。A、B、C、D、E是由水位控制器控制，⑤、⑥、⑦由继电器控制。水位达到A点，水位控制器控制水泵抽水，下降到B点停止抽水；当储水箱10的水位到达E点时水位控制器控制水泵也不再抽水（无论3中水量多少）。在水泵停止抽水、溢出口6被堵导致水位上升到⑤时继电器控制的报警装置将报警。水泵与储水箱10用PVC管相连，储水箱的排水口与马桶11连接，加以利用。

3.1.废水的过滤

图3 由刚性隔板、海绵吸油层和活性炭层构成的集水箱（处理箱）集水箱（处理箱）用固定刚性隔板分为两部分。无油污处理部分又被分为4个部分。含油污处理部分被固定在箱壁上的隔板、海绵吸油层和活性炭过滤层分为5个部分。如图3所示：

一种家庭废水二次利用系统

4 3.1.1.无油污废水的过滤当无油污废水从进水口进入集水箱（处理箱），即进入第一个部分，第一部分和第二部分靠连通器原理接通，废水在这个空间里经过足够时间的沉积，除去了密度较大的颗粒杂质。当水位达到第二块隔板的高度时，此时废水已经过了足够时间的沉积而从第二部分翻到第三部分。第三块隔板是为钢丝网和活性炭夹层。从第二部分翻过来的废水经过活性炭层的过滤进入第四部分。 3.1.2.含油污废水的过滤当无油污废水从进水口进入集水箱（处理箱），即进入第一个部分，第一部分和第二部分靠连通器原理接通，废水在这个空间里经过足够时间的沉积，除去了密度较大的颗粒杂质。当水位达到第二块隔板的高度时，此时废水已经过了足够时间的沉积而从第二部分翻到第三部分。经过海绵吸油层吸附油污后进入第四部分，再经活性炭层的过滤进入第五部分。 3.2.废水的抽取、储存当第四部分水位达到上限位置时，水位控制器控制电动机[3]带动水泵自动向储水箱抽水；当水源不足，即第四部分水位达到下限位置时，水位控制器控制电动机自动停止抽水；储水箱水位达到上限位置时，水位控制器控制控制电动机停止抽水（无论集水箱（处理箱）中水量多少都不再抽，若集水箱（处理箱）中水量过多则由溢出口排入下水道）。水位控制器和继电器安装如图4所示：

图4 控制电路探头接线方式A、B、C、D、E由水位控制器控制，5、6、7由液位继电器控制；A-为储水箱上限水位控制点，水位上升到A点水与探头接触，水位控制器自动断泵；B-为储水箱下限水位控制点，水位下降到B点水与探头脱离，水位控制器自动开泵；C-为上、下水箱公用线，放在上、下水箱的最低点；D-为集水箱（处理