智能家庭廢水再利用裝置的研制

國家級大學生創新創業訓練項目指導教師：韋煒成員：韓少博柳理定羅納德院校：西安文理學院學院：物理與機械電子工程學院

目錄研究目的及意義主要研究內容整體結構設計系統硬件設計系統軟件設計凈水過濾設計實驗結果分析取得成果結束語國家級大學生創新創業訓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，促進可持續發展。本設計的目的與意義主要研究內容該裝置主要研究的是實現家庭廢水再利用裝置的智能化自動控制，確保節水環保省時省力省空間。主要研究內容為：1、分析、研究、歸納與總結已有的類似產品或技術方案，在此基礎上實現技術創新；2、擬定設計方案和技術路線；3、實現整體結構、凈水過濾系統、水位檢測及閥體控制系統設計；4、搭建實驗平臺，進行綜合調試；5、進行結果分析。整體結構設計

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，并進行初次過濾。一個大容量二級凈水水箱，進行廢水的過濾凈化。十一個自動控制的閥門和三個水位感應器；一個小功率無聲水泵；水管等，裝置設計如圖。整體結構設計裝置實驗平臺搭建圖現場實驗效果

系統上電后單片機首先要進行程序初始化，調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前的液位值，液晶模塊實時顯示當前液位值。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，單片機調用語音子程序，語音播放“水位已超警戒位”提示音，并給PLC控制系統一個水箱水滿低脈沖信號；如果不足水位下限，單片機調用語音子程序，語音播放“水量不足”提示音，并且給PLC控制系統一個水箱水量不足低脈沖信號,控制相應的閥門和水泵工作。控制系統硬件設計控制系統是以三菱PLC為主控制器，主要由輸入設備接收水位檢測信號，PLC信號進行處理并作相應的，通過繼電器驅動各個閥門的開與關。廢水再利用的整個過程自動進行，控制系統結構框圖如圖所示。

智能家庭廢水再利用裝置控制系統原理框圖控制系統軟件設計主程序流程圖控制系統軟件設計PLC梯形圖水箱過濾系統設計水箱的整體設計分為兩部分，通過兩級水箱共同作用達到凈水效果家庭生活污水水質分析表項目

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本次設計的家庭廢水水質按照以下數值考慮：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同樣也可以去除一些化學物質和金屬，（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。

凈水物質選取紫外線消毒：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，），而因此產生厭氧細菌（如大腸桿菌），利用紫外線消毒和殺菌。除油材料：吸油布(內含有機吸附劑)作用：它對水中不溶或低溶解度有機物，（如芳香烴類）具有極強的吸附能力。

凈化后水的質量檢測廢水凈化前與凈化后的對比過濾系統采用活性炭技術為核心，輔以過濾、除油以及紫外線消毒技術。能高效完成廢水處理的任務要求，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件都可以拆卸進行維修或清洗。整個裝置無毒無害，經濟合理，對環境沒有任何副產物及危害。

PH濁度（度）有機物質相對含量（mg/L）凈化前7.20154.32407.5凈化后6.424050.34凈化前后水質對比取得成果國家級大學生創新創業訓練項目

1.實物模型2.技術報告3.獲得專利