智能家庭廢水再利用裝置的研制

1、智能家庭廢水再利用裝置的研制國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目 目錄v研究目的及意義v主要研究?jī)?nèi)容v整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)v系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)v系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)v凈水過(guò)濾設(shè)計(jì)v實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析v取得成果v結(jié)束語(yǔ)國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目l 在實(shí)際生活中，有很大一部分家庭廢水是可以在再利用的。為此，我們研制了智能家庭廢水再利用裝置，本裝置是用集水箱和蓄水箱收集并過(guò)濾家庭廢水，檢測(cè)裝置檢測(cè)水位，通過(guò)可編程控制器處理水位信號(hào)，控制閥體和水泵工作，實(shí)現(xiàn)廢水的再利用。 凈化后的水主要用于廁所沖水、家庭澆花，園林灌溉，拖地等。希望此裝置能夠緩解水資源短缺，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。本設(shè)計(jì)的目的與意義主要研究?jī)?nèi)容該裝置主要研究的是實(shí)現(xiàn)家庭廢水再

2、利用裝置的智能化自動(dòng)控制，確保節(jié)水環(huán)保省時(shí)省力省空間。主要研究?jī)?nèi)容為：1、分析、研究、歸納與總結(jié)已有的類似產(chǎn)品或技術(shù)方案，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新；2、擬定設(shè)計(jì)方案和技術(shù)路線；3、實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)、凈水過(guò)濾系統(tǒng)、水位檢測(cè)及閥體控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；4、搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行綜合調(diào)試；5、進(jìn)行結(jié)果分析。整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本裝置共有大小儲(chǔ)水箱三個(gè)：兩個(gè)一級(jí)廢水水箱，分別用于收集洗菜池和洗漱臺(tái)的廢水，并進(jìn)行初次過(guò)濾。一個(gè)大容量二級(jí)凈水水箱，進(jìn)行廢水的過(guò)濾凈化。十一個(gè)自動(dòng)控制的閥門和三個(gè)水位感應(yīng)器；一個(gè)小功率無(wú)聲水泵；水管等，裝置設(shè)計(jì)如圖。整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)l裝置實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建圖裝置實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建圖現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)效果 系統(tǒng)上電后單片機(jī)首先

3、要進(jìn)行程序初始化，調(diào)用水位檢測(cè)模塊和液晶顯示模塊的子程序，通過(guò)水位檢測(cè)模塊的輸入值計(jì)算出當(dāng)前的液位值，液晶模塊實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前液位值。判斷液位值是否超出了水位上（180mm）、下(20mm)警戒位。如果超出水位上限，單片機(jī)調(diào)用語(yǔ)音子程序，語(yǔ)音播放“水位已超警戒位”提示音，并給PLC控制系統(tǒng)一個(gè)水箱水滿低脈沖信號(hào)；如果不足水位下限，單片機(jī)調(diào)用語(yǔ)音子程序，語(yǔ)音播放“水量不足”提示音，并且給PLC控制系統(tǒng)一個(gè)水箱水量不足低脈沖信號(hào),控制相應(yīng)的閥門和水泵工作。控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)是以三菱PLC為主控制器，主要由輸入設(shè)備接收水位檢測(cè)信號(hào)，PLC信號(hào)進(jìn)行處理并作相應(yīng)的，通過(guò)繼電器驅(qū)動(dòng)各個(gè)閥門的開與關(guān)。廢

4、水再利用的整個(gè)過(guò)程自動(dòng)進(jìn)行，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。 智能家庭廢水再利用裝置控制系統(tǒng)原理框圖控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主程序流程圖主程序流程圖控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)PLC梯形圖梯形圖水箱過(guò)濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)水箱的整體設(shè)計(jì)分為兩部分，通過(guò)兩級(jí)水箱共同作用達(dá)到凈水效果水箱的整體設(shè)計(jì)分為兩部分，通過(guò)兩級(jí)水箱共同作用達(dá)到凈水效果 家庭生活污水水質(zhì)分析表項(xiàng)目項(xiàng)目 淘米水洗漱水洗漱水洗碗水洗碗水PH值6.147.006.57濁度（度）221.621.95142.65總磷（mg/L）0.990.941.85COD（mg/L）368.8217.12889.72本次設(shè)計(jì)的家庭廢水水質(zhì)按照以下數(shù)值考慮：PH值：7.20；濁度（NTU）

5、：154.32；總磷（mg/L）：2.42；COD（mg/L）：407.50； 凈水物質(zhì)選取活性炭吸附，此方案適用范圍廣，并且效果顯著，能有效的去除水中的有色，有毒微生物和懸浮物質(zhì)同樣也可以去除一些化學(xué)物質(zhì)和金屬，（如水中的鐵等）同時(shí)成本非常低，使用簡(jiǎn)潔方便，使用時(shí)間長(zhǎng)，除去濁度、色度及氣味。 凈水物質(zhì)選取砂濾料的選擇：石英砂濾料、麥飯石濾料、沸石濾料、陶粒濾料、金剛砂濾料、稀土瓷砂濾料等砂濾料的作用：用于截留廢水中的大顆粒雜質(zhì)。 凈水物質(zhì)選取紫外線消毒：因?yàn)槲刺幚淼南礈焖畷?huì)很容易變成厭氧（即含有的氧氣被耗光，），而因此產(chǎn)生厭氧細(xì)菌（如大腸桿菌），利用紫外線消毒和殺菌。除油材料：吸油布(內(nèi)含有

6、機(jī)吸附劑)作用：它對(duì)水中不溶或低溶解度有機(jī)物，（如芳香烴類）具有極強(qiáng)的吸附能力。 凈化后水的質(zhì)量檢測(cè)過(guò)濾系統(tǒng)采用活性炭技術(shù)為核心，輔以過(guò)濾、過(guò)濾系統(tǒng)采用活性炭技術(shù)為核心，輔以過(guò)濾、除油以及紫外線消毒技術(shù)。能高效完成廢水除油以及紫外線消毒技術(shù)。能高效完成廢水處理的任務(wù)要求，同時(shí)能做到整個(gè)過(guò)程完全處理的任務(wù)要求，同時(shí)能做到整個(gè)過(guò)程完全自動(dòng)控制，安全性也有極大的保證。自動(dòng)控制，安全性也有極大的保證。處理箱中的活性炭、過(guò)濾用的石英砂以及除處理箱中的活性炭、過(guò)濾用的石英砂以及除油構(gòu)件都可以拆卸進(jìn)行維修或清洗。整個(gè)裝置油構(gòu)件都可以拆卸進(jìn)行維修或清洗。整個(gè)裝置無(wú)毒無(wú)害，經(jīng)濟(jì)合理，對(duì)環(huán)境沒有任何副產(chǎn)物無(wú)毒無(wú)害，經(jīng)濟(jì)合理，對(duì)環(huán)境沒有任何副產(chǎn)物及危害。及危害。 PH濁度（度）有機(jī)物質(zhì)相對(duì)含量（mg/L）凈化前7.20154.32407.5凈化后6.424050.34凈化前后水質(zhì)對(duì)比取得