智能家庭廢水再利用裝置的研制

智能家庭廢水再利用裝置的研制

國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目指導(dǎo)教師：韋煒成員：韓少博柳理定羅納德院校：西安文理學(xué)院學(xué)院：物理與機(jī)械電子工程學(xué)院

目錄研究目的及意義主要研究內(nèi)容整體結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計凈水過濾設(shè)計實驗結(jié)果分析取得成果結(jié)束語國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目在實際生活中，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濾家庭廢水，檢測裝置檢測水位，通過可編程控制器處理水位信號，控制閥體和水泵工作，實現(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)計的目的與意義主要研究內(nèi)容該裝置主要研究的是實現(xiàn)家庭廢水再利用裝置的智能化自動控制，確保節(jié)水環(huán)保省時省力省空間。主要研究內(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)上實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新；2、擬定設(shè)計方案和技術(shù)路線；3、實現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)、凈水過濾系統(tǒng)、水位檢測及閥體控制系統(tǒng)設(shè)計；4、搭建實驗平臺，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

本裝置共有大小儲水箱三個：兩個一級廢水水箱，分別用于收集洗菜池和洗漱臺的廢水，并進(jìn)行初次過濾。一個大容量二級凈水水箱，進(jìn)行廢水的過濾凈化。十一個自動控制的閥門和三個水位感應(yīng)器；一個小功率無聲水泵；水管等，裝置設(shè)計如圖。整體結(jié)構(gòu)設(shè)計裝置實驗平臺搭建圖現(xiàn)場實驗效果

系統(tǒng)上電后單片機(jī)首先要進(jìn)行程序初始化，調(diào)用水位檢測模塊和液晶顯示模塊的子程序，通過水位檢測模塊的輸入值計算出當(dāng)前的液位值，液晶模塊實時顯示當(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)用語音子程序，語音播放“水位已超警戒位”提示音，并給PLC控制系統(tǒng)一個水箱水滿低脈沖信號；如果不足水位下限，單片機(jī)調(diào)用語音子程序，語音播放“水量不足”提示音，并且給PLC控制系統(tǒng)一個水箱水量不足低脈沖信號,控制相應(yīng)的閥門和水泵工作?？刂葡到y(tǒng)硬件設(shè)計控制系統(tǒng)是以三菱PLC為主控制器，主要由輸入設(shè)備接收水位檢測信號，PLC信號進(jìn)行處理并作相應(yīng)的，通過繼電器驅(qū)動各個閥門的開與關(guān)。廢水再利用的整個過程自動進(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)計主程序流程圖控制系統(tǒng)軟件設(shè)計PLC梯形圖水箱過濾系統(tǒng)設(shè)計水箱的整體設(shè)計分為兩部分，通過兩級水箱共同作用達(dá)到凈水效果家庭生活污水水質(zhì)分析表項目

淘米水洗漱水洗碗水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)計的家庭廢水水質(zhì)按照以下數(shù)值考慮：PH值：7.20；濁度（NTU）：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）同時成本非常低，使用簡潔方便，使用時間長，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：因為未處理的洗滌水會很容易變成厭氧（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)含有機(jī)吸附劑)作用：它對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)量檢測廢水凈化前與凈化后的對比過濾系統(tǒng)采用活性炭技術(shù)為核心，輔以過濾、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，同時能做到整個過程完全自動控制，安全性也有極大的保證。處理箱中的活性炭、過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。整個裝置無毒無害，經(jīng)濟(jì)合理，對環(huán)境沒有任何副產(chǎn)物及危害。

PH濁度（度）有機(jī)物質(zhì)相對含量（mg/L）凈化前7.20154.32407.5凈化后6.424050.34凈化前后水質(zhì)對比取得成果國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目

1.實物模型2.技術(shù)報告3.獲得專利