基本信息
- 项目名称：
- 家用废水回收利用及循环装置
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 家用废水回收利用及循环装置能将普通家庭中较干净的废水分离出来进行利用，例如拖地等对水要求不高的场合。剩余的绝大部分再次回收用来冲马桶。它可安装在普通家庭的排水系统中，在厨房的下水管和卫生间的下水管中安装一个污水分离装置，经分离的较干净的水进入储水箱，进行二次利用。
- 详细介绍：
- 废水分流模块包括：废水分流装置Ⅰ、废水分流装置Ⅱ。废水分流装置包括：浑浊度传感器、分流阀、清洁水出口、浊水出口。洗刷时产生的废水由面盆经过传感器流入分流阀, 传感器感应废水浑浊度产生电信号, 电信号放大后控制分流阀中的电磁铁动作, 电磁铁再带动分流阀的阀芯动作,使废水分流.废水中污染严重的部分从分流阀浊水出口直接流入下水管, 相对清洁的从清洁水出口流入储水箱再次使用。此模块为设计的技术亮点，根据家庭生活废水浑浊度变化特点，设计了这种生活废水浑浊度传感器，传感器实时感应废水的浑浊度并产生电信号，提高了废水分离的自动化程度。该传感器应用于生活废水分离装置中，实现了生活废水根据浑浊度分流后再利用达到了更高效节水的目的。如今家庭中凡是有分流装置的都是手动，增加了劳动力，此装置突破这种局限，而且为废水循环提供高效稳定的保障。 储水箱模块包括：储水箱Ⅰ、储水箱Ⅱ、储水箱Ⅲ，其中储水箱Ⅰ、储水箱Ⅱ 对分流出来的较干净的水进行存储，储水箱Ⅲ对分流出来浊水进行存储。储水箱Ⅰ储水箱Ⅱ容积小，为塑料质，储水箱Ⅲ为铁质，安放在马桶上方，容积为20—30L，旁边有连通器，能很好的观察水位，同时旁通管能把多余的水排出，保证正常工作[5]。 增压模块是通过增压泵将分流出来的浊水压入储水箱Ⅲ 中，进行储存。本模块为全系统的动力中心，为废水的自吸提供动力保障。所用增压泵为家用静音型，价格便宜，耗电低。 管道模块包括：进水管、出水管、管道储水箱等。管道储水箱内置液位传感器，用于检测管道储水箱内液位的高度。当水位达到一定高度开始工作，在我们生活中水位传感器已被广泛应用，其耗电量可忽略不计。在此系统中能及时传递信号，实现增压泵自吸。 电子控制模块包括：水位传感器、浑浊度传感器和电子控制单元。电子控制单元收集来自于液位传感器和浑浊度传感器的信号，对废水分流模块和管道模块进行自动控制。此电控模块技术先进，也是当今的研究主题，电控单元调高了系统的自动化程度，减少了劳动力。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本设计基于家用废水再利用率低现状，通过对家庭废水排放实际分析设计了一套家用废水回收利用及循环装置，该系统主要由五个功能模块组成：废水分流模块、储水箱模块、增压模块、电子控制模块、管道模块。系统中主要涉及的技术关键点与创新点是：1、浑浊度传感器感应废水浑浊度产生电信号, 电信号放大后控制分流阀中的电磁铁动作, 电磁铁再带动分流阀的阀芯动作,完成废水的分流。2、管道储水箱中的液位传感器检测液位高度，当流入管道储水箱中的浊水到达一定高度时，由电控单元发出信号控制增压泵，完成水的自动上抽。 主要技术指标：增压泵为家庭微型，功率是40W，管道所用PVC管选用直径63mm型号，浑浊度传感器与水位传感器输出最大电压≤4V。
科学性、先进性
- 对于废水的处理，现在有两种方式：一、手动分流，人为的选择废水的去留，而且得人工冲厕，增加了劳动力，如在中国专利号为01264576.1的《家用水二次利用分水器》专利文献中记载手动旋转分水开关，使水进行分离。二、废水净化，此技术虽说技术先进，但成本较高，而且净水率低，即使净化后的水也不能再饮用。 本设备克服了以往的不足，其先进性为：首先，本设计中，一个突出的技术亮点是污水分离技术，本方案中自动技术不但达到了实时的效果，同时多传感器接入系统，使自动化程度变高。 本方案利用机电一体化，对生活中的废水进行分离，浑浊度传感器技术先进，增加水分离的自动化程度，提高了水的可重复利用性。 其次，利用了水位传感器，当废水排出时，动力系统自动抽水进入储水箱，实现了自动化。此种“家用废水回收利用及循环装置”不仅提高了自动化程度，而且结构简单，利于维修，废水利用效率高，它的成本低廉，整套设备只需占用很小的空间，非常适合家庭使用。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 技术转让，合作开发。
作品可展示的形式
- 模型 图纸
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 全设备体积小巧，耗电量低，配备小型无声增压泵即可工作，非常适合家庭用户使用，能使居民更好的利用废水，节省水费，为绿色环保做贡献。同时，本系统节水量多，自动化程度高，且不会增加用户额外劳动。 以烟台为例，现有固定人口近696万，流动人口50—100万，城市人口占200-250万，合计约有近30万个家庭将成为准客户。在使用该设备后平均每户（按三口之家计算）每月可节水3吨，目前水费为3元/方，则可节省水费9元/月；经计算每月该设备用电1/10度，电费0.55元/度，故电费可以忽略不计。该设备能对新建住房和现有住房进行配套安装，方便用户使用，且其性能稳定，可长久使用，按每套市场定价为370元，则多数用户都可以接受，而该设备的制造及安装成本为300元。 则收入为（370-300）*30万元=2100万元，经济效益和社会效益显著。面对严峻的水资源短缺问题，建设节水型社会已成为人们的共识，家庭节水的潜力巨大，而现在家庭中尚未有节水设备，则此设备市场前景非常广阔。
同类课题研究水平概述
- 本方案属于实用新型，因其实用性强，应用前景广，当前国内也有较多研究，但经过比对和查阅我们发现当前研究有如下不足： 1.当前的研究仅局限于某个关键技术的研究，例如污水浑浊度检测，污水分流等，不能有效的将关键技术融合起来发挥其实效性，造福于人类社会。同时各种传感器构造复杂，如2005年第24卷第5期《传感器技术》发表的“浑浊度传感器的设计”报道了用于检测洗衣机内浑浊度的传感器，利用了红外线原理，但较为繁琐，制作成本高。 2.当前研究出的作品大都是手动装置，操作不便，出错率高,给家庭用户环境卫生带来隐患。人为的选择废水的去留，而且得人工冲厕，增加了劳动力，如在中国专利号为01264576.1的《家用水二次利用分水器》专利文献中记载手动旋转分水开关，使水进行分离。 3.当前研究出的作品占地空间大，笨拙，不利于安装与维修。而且多数的研究方向都在于废水的净化，适应于家庭型的涉及较少。此种“家用废水回收利用及循环装置”不仅提高了自动化程度，而且结构简单，废水利用效率高，它的成本低廉，整套设备只需占用很小的空间，因此可方便地安装在卫生间和厨房之间，安装时只需对厨房和卫生间的废水下水管道进行小小的改装。所有管用PVC管，价格便宜，增压泵型号小、噪声小、耗电低，安装方便，体现了“节能减排”的宗旨。
