基本信息
- 项目名称：
- 新农村节水系统设计
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 该系统包括两个子系统，即“单户洗漱水回收处理再利用系统”和“整体废水回收利用系统”。前者是将洗手池中废水回收处理，通过“自给引流泵”，混合处理后用于座便器冲水。后者是将整个村庄系统洗浴以及洗漱用水，包括居民家庭洗浴、洗漱用水，公共洗浴中心洗浴用水等进行回收处理，再利用其来满足公共场所多种需水设施的需要。
- 详细介绍：
- 1 单户洗漱水回收处理再利用系统 该系统是针对单户居民设计的节水系统，其主要设计设施为洗漱水的收集处理装置，自给式引射装置，以及过量水排放装置等。 1.1系统运行简述 回收系统装置主要包括：1.洗漱池 2.原供水管道 3.排水管 4.回收管 5.便器供水阀 6．坐便器 7.单项止回阀 8.回收池 9.“自给引射泵”10.引射管11.渐缩管 12.混合管 13.渐扩管 日常洗漱用水排放后经过管道3排入回收池，管道3末端为倒置漏斗型，可以利用地心偏向力的作用，使得水和杂物初步分离，回收管道4高出回收池一定高度，一方面可以将过量的洗漱水自动排走，另一方面可以将过量的水排入回收管道4中，用于全系统的废水处理。而原水路在压力作用下流过“自给式引射泵”，利用高速引射原理实现对回收池内水的吸引作用，从而在不需要外界功能的情况下实现废水的回收，经过混合管后回压并继续供给用水。 该装置最大的好处就是不需要附加动力，实现了废水的收集回收排放一体化的效果。 2、整体废水回收处理再利用系统 2.1该系统主要包括“集水系统”，用于对洗浴用水的收集；“废水净化处理系统”，用于对废水的净化处理与储存；“供水系统”，将废水供给至公厕、绿化带等公共设施，达到废水节能再利用的目的。 要想达到将洗浴用水及洗手用水除杂后用于厕所的冲洗及绿化带的灌溉等，首先需估算及测量流量，倘若水量过小，则处理的效用将不能很好的实现。据分析预算大成村目标废水排水量在200~250（t/d），对于一个小型处理系统而言尚可，具体计算分析如下： 2.1集水系统 系统水的来源主要包括两方面，一方面各个家庭的洗浴用水以及过量的洗漱用水通过单户回收管道进行初步收集；另一方面将公共洗浴中心排放的废水通过回收管路与单户回收用水汇集到总的回收管路中，并集中运送到废水净化处理系统，完成集水过程。 2.2 废水净化处理系统 通过一级沉淀池，简易格栅，沉淀池，蓄水池、简易过滤过滤器等一系列装置（具体装置参见附录图3）对收集到的水进行简易净化，基本实现饮用以外用水的普通要求，其具体工艺科概述为“两虑”、“三沉”、“四井口”。具体设置情况为：在沉淀池入口处设置格栅，降低水流速度的同时，对第一步沉淀进行处理（格栅的规格及计算公式参见附录表一）；在沉淀池之后，蓄水池之前加装过滤器，对污垢进行最后一步过滤；将沉淀池底部设计为三格排泥斗，能有效延长洗浴用水在沉淀池中停留时间，使沉淀效果更佳；在改造沉淀池设置井1号盖，沉淀处理池上分别设置2、3、4号井盖，定期打开井盖检查，以便于实现对沉积污垢的及时有效清理。此外，应利用感应器控制蓄水池水高，以保证处理站正常工作。
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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
- 目的：节约淡水资源，实现水资源的回收再利用，为社会的可持续发展做出努力。 基本思路：目前，建设新农村是我国发展的一项重要规划，通过单户洗漱水回收利用和新农村整体废水回收利用的结合，实现节水效益的最大化。 创新点：一、通过自主设计改进的“自给式引射泵”将洗漱用水用于家用座便器冲水，实现家庭部分废水的回收再利用；二、仅回收较洁净废水，简化了传统处理工艺，更实用且易于推广。 技术关键及主要技术指标：自给式引射泵、回收管路的设计，废水处理工艺；隐射水源净水与污水比1:1，水泵DA 33-12*5 型。
科学性、先进性
- 科学性： 一、单户型节水 1、利用回收管路末端倒置的漏斗，实现洗漱水与残存颗粒污物杂质的分离，并将过滤水收集到回收池中； 2、通过自主设计的“自给式引射泵”，利用原有流体的压力与流速，以及其在管路中流速与压力的改变，实现对废水的引射混合。 二、系统水回收处理再利用 1、通过分离管路设计实现较洁净废水与彻底污水的分类排放，并将部分较为洁净废水回收，通过分散与集中管网将单户可用废水以及公共洗浴用水等回收收集到集中废水处理中心； 2、综合考虑管网规模，计算管路压头损失等利用泵的供压功能，将处理水输送到村镇周边以及中心等用水场所。 先进性：本作品一方面通过实验确定了洗漱水回收管道的设计，利用水流的高速引射以及管路损失原理自主设计制作了“自给式引射泵”，实现了无动力引射废水，用于马桶的冲水。另一方面，通过系统设计法设计了整个村庄的废水回收再利用系统，利用家庭用户以及公共设施部分较为洁净的废水，处理后再供给到村庄公共场合，用于公共厕所冲水、绿地灌溉、美化用水等。
获奖情况及鉴定结果
- 本系统设计在2010年高等教育部教育司主办的第三届全国大学生节能减排大赛中荣获国家级三等奖。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 非专利技术转让
作品可展示的形式
- ●模型 ●图纸 ●图片 ●录像
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
- 使用说明： 通过在家庭洗漱台下修建废水回收池，并在冲水座便器送水管路上安装自给引射泵，即可正常使用。 技术特点和优势： 在单户节水设计中：采用原管路水压的自吸原理实现无动力节水设计；设置倒置漏斗形排水阀，减少回收池内杂物颗粒的沉积。 在全系统中节水设计中：改进的回收管路可收集较洁净污水，从而简化了污水处理设施，比以往更节能。 适用范围及应用前景： 1、可以截取单户型设计部分制造节水马桶，用于城镇居民； 2、也可以截其系统设计部分，用于厂区、校园等人员居住相对集中的场所； 3、可为新农村的建设及已有建筑设施的改建做参考。 市场分析和经济效益预测： 加强新农村建设是国家提出的又一项重大决策，故本系统在新农村建设中将有广阔的市场。同时，其巧妙的设计使得回收水方便实用，用途广泛，节能效果明显，单就其节约的水量就能节省很大一笔费用，在节能减排盛行的年代里其必将受到很大关注，带来巨大的经济效益和社会效益。
同类课题研究水平概述
- 面对水资源短缺的现状，国内外许多国家都十分注重各类污水的资源化：日本从1968年开始大规模地回收和再利用城市污水，目前已形成了分布于城市、小区及建筑内的水道系统。早在1918年，美国加利福尼亚就颁布了回收水的农田灌溉法令。1965年，以色列卫生部颁布了允许用二级处理水来灌溉农作物的法规，现在，以色列的污水再利用量占总水量的70%。 目前，我国污水的处理利用尚处于发展阶段，20世纪80年代，某些缺水大城市相继开展了污水回用于工业和民用的试点研究。1985年北京环境科学院建成了我国首座中水处理试点工程，类似项目，目前北京已建成100多个，投入运行的约有70套左右。然而，由于市政管网跟不上，中水回用处理设备投资大，回收慢等原因，导致中水回用率低，很难在全国范围内推广使用。 在我国，把节水系统用到农村的更是鲜见，针对新农村这个“新生事物”，把节能建设贯彻到发展建设当中还处于研究阶段。本作品应需而生，一方面克服了传统节水设计的复杂耗能等缺陷，通过“自给引流泵”实现了节水节能目的；另一方面，将洗漱、洗浴废水合理处理后用于公厕冲水，绿地灌溉，喷泉供水，消防备水，农田补水等，实现了节约、实用、美化的一体化目的。 总之，本设计立足于现实，对传统设计进行了改进与创新，可实现高效节能与环保，将节能减排理念充分运用到了实际当中，让每一个人都能够悄然为节约型社会贡献出了自己的一份力量。
