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1、摘要我国是一个极其缺水的国家，国家出台了许多政策，要求生产节水产品，并要求增强居民节水意识。在国家大力号召下，许多生产厂家下大力度研发节水产品，来满足人们的需要，给人们带来更多的收益，节水产品在家庭生活中取得了良好的效果，人们从一系列的变化数字中领悟到节水减少了部分生活开支。实际生活中，我们有部分水是可以在再利用的。本设计基于中水回用的相关技术，通过集水箱收集家庭废水并进行简单处理，再输送至蓄水箱，最终用于厕所冲水、家庭浇花拖地以及厨房消防。该设计主要解决家庭废水回收利用的问题，意义旨在节约家庭用水，提高水的回收利用率，为环保节能献力。关键词：家庭废水 回收利用AbstractOur coun
2、try is a extremely water-short country. The country has issued a many policies, calling on the production water saving product requirements, and enhancing residents water saving consciousness. In countries under the call vigorously, many manufacturers of water supply products research and developmen
3、t, to meet the needs of the people, give people more earnings. Water saving products in family life has obtained good effect. People from a series of changes in the number of water saving awaken to reduce the costs of living. In real life, we have part of the water can be in recycled. This design ba
4、sed on the water reuse related technology, through the collection of water tank collection and simple family wastewater treatment and then transported to the water storage box, eventually used in toilet, family watering the flowers ，mopping the floor and kitchen fire. This design is mainly to solve
5、the problem of waste water recycling family, meaning the family to save water and improve water recycling, environmental protection and energy saving for their power.Key words: Family wastewater Recycling目录第一章 绪论11.1设计背景11.2家庭废水情况11.2.1家庭废水统计11.2.2家庭废水特点21.2.3家庭污废水的分类21.2.4家庭废水的处理要求21.3家庭废水的处理31.3.1
6、中水回用的概念31.3.2中水水质要求31.3.3中水的分类31.3.4中水处理方法41.4家庭废水处理中存在的问题51.5中水回用技术的现状与发展51.6本文主要研究内容及各章节安排6第二章家庭废水回收利用装置的总体设计说明82.1总体设计方案及定位82.1.1家庭废水水质标准82.1.2中水回用水质标准92.2装置设计方技术比较与选择102.3家庭废水回收利用装置外观及内部详细图解112.4本章小结15第三章小型饮用水应急处理装置各类材料的选择及介绍163.1家庭废水回收利用装置材料的选择163.1.1砂滤料的选择163.1.2除油材料的选择163.1.3活性炭的选择173.1.4活性炭应
7、用的安全问题183.1.5装置结构材料的选择183.1.6装置管材的选择183.1.7液位继电器的选择193.2家庭废水回收利用装置详解203.3本章小结23第四章家庭废水回收利用装置计算书244.1装置尺寸的设计计算244.1.1集水箱（处理箱）部分244.1.2提升水泵选择254.1.3蓄水箱部分254.1.4消防泵的选择264.1.5管径的选择26第五章造价估算275.1结构材料费275.2 组装费用计算275.3 总价及水均价计算27第六章参考资料29第七章 结语307.1系统特点307.2本装置的改进方向30第八章英文文献318.1文献原文318.2中文翻译34第一章 绪论1.1设计
8、背景我国是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一，淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的14、美国的15，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后，中国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对中国正在实施的可持续发展战略
9、带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。全国668座建制市中，约有400多座城市缺水，其中100多座城市严重缺水。在这种水资源极度缺乏，并且在不断的浪费的情况下，需要采取节水措施1。我们每个家庭或者个人都应将节水当作分内之事。家庭废水的回收利用是很重要的节水手段。在日常生活中，重复利用废水的方法很多。例如用洗漱用过的水来冲厕就是很好的节约方式。实际生活中人们早有这种意识并采取了这种方式，不少家庭已经把洗漱用过的水用桶收集起来，以备冲厕用，这是最原始的收集利用的方式。现在，人们在研制家庭废水再利用产品来丰富节水市场，在众多的废水利用产品中，还未有更简单、更实用、更好的
10、产品来推向市场，满足人们生活的需要。1.2家庭废水情况1.2.1家庭废水统计在调查显示中，家庭卫生间用水占生活用水60-70%，就用水冲厕这一块，一人平均一个月用水约1立方米，如果家庭不是用节水坐便器，用水量会更多。一个人一年用水12立方米。如果水费为每吨3.7元（北京），一个三口之家所用费用133.2元，在调查显示中，城市污水处理费用每吨0.9元（北京）左右。如果一个城市有200万人口，那么一年有1920万吨自来水被冲厕使用，同时有1920万吨废水产生，相关的污水处理费用为1728万元，产生了双向浪费，如果我们用可再利用的废水来冲厕，产生的经济效益和社会效益是很可观的2。1.2.2家庭废水特
11、点出去厕所排水外的家庭废水都可称为洗涤水。洗涤水的构成成分非常广泛，这反映了居民的生活方式以及家庭洗衣服洗澡等所选用的化学药品。洗涤水广泛含有高浓度的易降解有机物，比如做饭产生的油脂类、肥皂或其他洗涤剂产生的表面活性剂和其他剩余物。理论上来说，只有当洗涤水被排泄物污染过菜可能造成洗涤水轻微含有病原体。尽管如此，洗涤水的自身环境是很有利于病原体的生长，也就是说，洗涤水在回收利用前是需要经过处理的。此外，未处理的洗涤水会很容易变成厌氧（即含有的氧气被耗光，），而因此产生臭味。洗涤水的养分含量通常比一般的混合污水要低。在某些情况下，其磷的含量可能会很高，但是氮的含量通常都很低。如果人们都使用无磷洗涤
12、剂，那么洗涤水中的磷含量将会减至比经过预处理过的污水中磷含量更低。因此也将会把洗涤水重复利用的步骤降到最少3。1.2.3家庭污废水的分类空调系统排水、盥洗排水和沐浴排水等，其污染程度较轻，称为优质杂排水，在设计时应优先选择其作为中水水源；冲厕以外的生活排水组合，其污染程度中等，称为杂排水；所有生活排水的总称，其污染程度最重，称为生活污水，由于其处理费用较高，且难处理，所以在设计时应尽量不采用其作为中水水源4。1.2.4家庭废水的处理要求处理需求的预防在任何洗涤水管理中都应被看作一个重要的部分。这可以通过控制污染负荷或者使用的水量来实现。因此，所有的洗涤水系统应当提供用户关于环境友好家用化学药品
13、和保护水技术的信息。将节水设备与经济奖励政策相结合，比如消耗水的费用系统，洗涤水的产生量将在很大程度上得到减少。在规划城市下水道设施时，目标是每个人每天不产生超过80升的洗涤水。要收集和输送洗涤水，一个管道系统是必须的。和传统混合污水系统不同的是，因为不用输送厕所水此处我们可以用管径较小的管道。为了方式被油脂堵塞，管道应当用不少于0.5%的坡度笔直安装（没有凸出或凹陷）3。1.3家庭废水的处理1.3.1中水回用的概念将生活污水作为水源，经过适当处理后作杂用水，其水质指标间于上水和下水之间，称为中水，相应的技术称为中水技术。经处理后的中水可用到厕所冲洗、园林灌溉、道路保洁、城市喷泉等。对于淡水资
14、源缺乏，城市供水严重不足的缺水地区，采用中水技术既能节约水源，又能使污水无害化，是防治水污染的重要途径，也是我国目前及将来长时间内重点推广的新技术、新工艺5。本设计要求“家庭生活废水包括洗碗洗菜等污水（厕所排水除外）。这些废水通过该装置的处理能够用于厕所冲洗用水和家庭浇花拖地等，其意义可以节约用水充分利用水资源。”故本次设计回收利用废水的方式与中水相类似，因此以中水为基础来介绍一些工艺。1.3.2中水水质要求中水水质必须要满足以下条件： 1、满足卫生要求。其指标主要有大肠菌群数、细菌总数、余氯量、悬浮韧、BOD5等；2、满足人们感观要求，即无不快的感觉。其衡量指标主要有浊度、色度、臭味等；3、
15、满足设备构造方面的要求，即水质不易引起设备、管道的严重腐蚀和结垢。 其衡量指标有pH值、硬度、蒸发残渣、溶解性物质等。 近年来，我国对中水研究越来越深入，为保证中水作为生活杂用水的安全可靠和合理利用，于一九八九年正式颁布了生活杂用水水质标准6。1.3.3中水的分类中水因用途不同有三种处理方式1、将其处理到饮用水的标准而直接回用到日常生活中，即实现水资源直接循环利用，这种处理方式适用于水资源极度缺乏的地区，但投资高，工艺复杂；2、将其处理到非饮用水的标准，主要用于不与人体直接接触的用水，如便器的冲洗，地面、汽车清洗，绿化浇洒，消防，工业普通用水等，这是通常的中水处理方式；3、工业上可以利用中水回
16、用技术将达到外排标准的工业污水进行再处理，一般会加上混床等设备使其达到软化水水平，可以进行工业循环再利用，达到节约资本，保护环境的目的6。本次设计可以归为第二类当中，即通常的中水处理方式。1.3.4中水处理方法按处理方法，中水处理工艺一般分为 3 种类型：1、物理处理法： 膜滤法，适用于水质变化大的情况。采用这种流程的特点是：装置紧凑，容易操作，以及受负荷变动的影响小。膜滤法是在外力的作用下，被分离的溶液以一定的流速沿着滤膜表面流动，溶液中溶剂和低分子量物质、无机离子从高压侧透过滤膜进入低压侧，并作为滤液而排出；而溶液中高分子物质、胶体微粒及微生物等被超滤膜截留，溶液被浓缩并以浓缩形式排出。2
17、、物理化学法： 适用于污水水质变化较大的情况。一般采用的方法有：砂滤、活性炭吸附、浮选、混凝沉淀等。这种流程的特点是：采用中空纤维超滤器进行处理，技术先进，结构紧凑，占地少，系统间歇运行，管理简单。3、生物处理法 适用于有机物含量较高的污水。一般采用活性污泥法、接触氧化法(如图所示)、生物转盘等生物处理方法。或是单独使用，或是几种生物处理方法组合使用，如接触氧化 + 生物滤池；生物滤池 + 活性炭吸附；转盘十砂滤等流程。这种流程具有适应水力负荷变动能力强、产生污泥量少、维护管理容易等优点7。本设计以物理处理法为主。1.4家庭废水处理中存在的问题建筑中水回用存在的问题较多，首先，中水系统运行往往
18、不正常，水质水量不稳定，用户难以放心依赖，造成这种现象的主要原因是有些工艺、设备不过关，达不到预想效果，同时对系统的运行管理水平不高，出现问题不能及时解决，使水质水量常常发生较大的波动，甚至停产。其次，中水回用在实际工程中并不比使用城市给水更经济。对北京22个运行中的中水设施进行调研，通过分析发现普遍存在设施能力不能充分利用、运行成本过高的现象，其总运行成本有的甚至高达11.37元/m3，且平均总运行成本也为3.24元/m3，这主要是因为中水设施的设计规模得不到充分发挥。再次，中水回用水质标准太高。目前我国建筑中水回用执行的水质标准是现行的生活杂用水水质标准，该标准中总大肠菌群的要求与生活饮用
19、水卫生标准相同，比发达国家的回用水水质标准及我国适用于游泳区的类水质标准还严格，这一方面使得许多现有中水工程不达标，另一方面，也限制了建筑中水工程的推广和普及。很多人对中水的卫生性、安全性等存有顾虑，在感情上无法接受中水，从而影响了其普及。当然当前的水价偏低也是造成中水回用成本较高从而难以推广的重要原因之一8。1.5中水回用技术的现状与发展中水回用设备开发与回用技术近期得到了迅速发展，在美国、日本、印度、英国等国家(尤以日本为突出)得到了广泛的应用。这些国家均以本国度、区域的特点确定出适合其国情国力的中水回用技术，使中水回用技术越来越臻于完善。在中国，这一技术已受到各级政府及有关部门重视并对建
20、筑中水回用做了大量理论研究和实践工作，在全国许多城市如深圳、北京、青岛、天津、太原等开展了中水工程的运行并取得了显著的效果。目前，我国的国有工业企业和部分民企，比如污染严重和水资源利用较多的企业都建成了中水回用项目，为低碳生产和节能减排的国家级号召做出了贡献9。1.6课题主要设计内容及章节安排本次课题主要介绍了一种小型家庭废水回收利用装置的设计，本装置采用以活性碳吸附为主要工艺进行处理，包含除油污手段。本装置由几部分组成，包括集水箱（处理箱）、储水箱，小型水泵，液位控制器等（见图1-1）。本装置适用于家庭废水回收利用。图 1-1各章节主要内容及具体安排如下：第一章 ：绪论。本章主要介绍家庭废水
21、收受利用装置的设计背景及国内外中水回用技术的现状及发展。第二章 ：家庭废水回收利用装置的总体设计说明。本章主要介绍装置总体设计方案，家庭废水回收利用装置整体视图进行结构及管段布置详解。第三章 ：家庭废水回收利用装置各管段的详细介绍。本章主要对装置中各管段及组成部分进行单个详解，并阐述选择各类材料的理由。第四章 ：家庭废水回收利用装置的设计计算。本章主要介绍家庭废水回收利用装置尺寸计算，确定装置中各管段的详细长度及管径，从而确定装置的详细尺寸。第五章 ：家庭废水回收利用装置造价的计算。本章主要进行装置造价的计算，造价包括管段材料，填充材料，组装费用，以及内部耗材更替时所需的各项费用。第六章 ：家
22、庭废水回收利用装置的设计参考资料及附录。第七章 ：家庭废水回收利用装置设计总结。第二章家庭废水回收利用装置的总体设计说明2.1总体设计方案及定位本次设计是基于家庭废水回收利用的基础上，使得除厕所排水外的其他废水通过该装置的处理能够用于厕所冲洗用水和家庭浇花拖地等，其意义可以节约用水充分利用水资源。故本次设计对水质处理的要求并不很高，但是在可行性及成本方面有较高要求。2.1.1家庭废水水质标准家庭废水没有明确的水质标准，本次设计家庭废水水量水质参照戈蕾等 城市生活污水水量调查与水质分析。表2-1 城市家庭日用水量调查结果统计10（L/人d）对象各类型用水量洗澡水洗衣水淘米水洗漱水洗菜水洗碗水厕所
23、用水其他排水量户172.33.729.155.2142.489.5437.449.11122.41户260.065.08.03.032.08.050.012.0220.0户350.0050.04.05.020.05.0100.030.0225.0平均值60.839.577.054.4031.507.5162.4817.04189.2百分比/%26.417.23.11.913.73.327.17.4100根据表2-1显示，3户平均日总用水量为230.32L/人d。在各类型用水量中，洗澡水和厕所用水占的比例最大，分别为26.4%和27.1%；洗衣水和洗菜水次之，分别为17.2%和13.7%。而3户
24、的平均日排水量为189.2L/人d，这说明在城市家庭用水中，绝大部分用水质利用一次后便作为污水直接排出，并未进行循环利用。表2-2 城市家庭生活污水水质分析10项目洗澡水洗衣水淘米水洗漱水洗菜水洗碗水PH值7.027.436.147.007.436.57浊度（度）34.8183.4221.621.9513142.65总磷（mg/L）3.188.040.990.940.691.85COD（mg/L）81.4221.24368.8217.125.9889.72从表2-2中可以看出，各类型用水水质差别很大。综合表2-1及表2-2的统计结果，本次设计的家庭废水水质按照以下数值考虑（厕所排水不计算在内）
25、。PH值：7.20；浊度（NTU）：54.32；总磷（mg/L）：2.42；COD（mg/L）：107.50；BOD5以COD的0.57倍计算，则BOD5（mg/L）：61.28。2.1.2中水回用水质标准根据城市污水再生利用 城市杂用水水质（GB/T18920-2002）标准，中水回用水质要求如下：表2-3 中水回用水质要求11序号项目冲厕道路清扫、 消防城市绿化车辆冲洗建筑施工1pH6.0-9.02色度303嗅无不快感4浊度/NTU510105205溶解性总固体/（mg/L)1500150010001000-6（BOD5）/（mg/L)10152010157 氨氮/（mg/L)101020
26、10208阴离子表面活性剂/（mg/L)1.01.01.00.51.09铁/(mg/L)0.3-0.3-10锰/（mg/L)0.1-0.1-11溶解氧/（mg/L)1.012总余氯（mg/L)接触30min后1.0，管网末端0.213总大肠菌群/（个/L) 3通过生活废水水质及中水回用水质标准的比较，我们发现浊度以及BOD5超出指标，需进行相关处理。同时也要考虑到并未列出的色度以及嗅。2.2装置设计方技术比较与选择方案一：自然沉淀。此方案适用于多数家庭，但是沉淀时间长，且只能降低水的浊度，在有机物和色度等去除上没有太大的作用。方案二： 投加氯，过滤消毒，此方案雷同于水厂出水消毒，通过对需要用的
27、水体通入氯气或者投加液氯的方法进行消毒。此方案出水水质一般能达到规范标准，但浊度可能不能得到有效地降低。且加氯在普通家庭中可行性不是很高，存在很多问题。方案三： 活性炭吸附，此方案适用范围广，并且效果显著，能有效的去除水中的有色，有毒微生物和悬浮物质，同时成本非常低，使用简洁方便，使用时间长，能去除本设计所需除去浊度、色度及气味。方案四： 臭氧消毒，此方案雷同于方案二，出水水质一般能达到规范标准，但水中的悬浮物质并未能得到有效的去除，臭氧在普通家庭中使用并不实际，存在一定困难。方案五： 超滤膜分离，此方案安全高效，且能有效的去除水中的各类杂质，微生物等各类有害物质，达到净化水体的目的，但缺点是
28、单独使用成本太高，且超滤膜的清洗不方便。总结：经过以上五种方案的可行性，经济性及操作性的技术类比，对一、二、四三种方案进行了排除，不适合本类设计。对于二、四两种方案则进行比较，由于是家庭废水回收利用装置的设计，本身目的就是节能减排，因此不采用造价较高的超滤膜方案。初步确定采用石英砂过滤、活性炭吸附以及紫外线消毒工艺相结合的处理工艺。考虑到家庭废水含有大量油脂类污染物，而这类污染物极易堵塞管道，需通过一定工艺去除。2.3家庭废水回收利用装置外观及内部详细图解本设计主要处理工艺为活性炭吸附，并辅以除油脂及紫外线杀菌的方案。家庭废水包括厨房洗涤水以及卫生间洗漱水，通过排水管道收集汇合，由一根管送人该
29、装置中先经纱布粗滤，砂过滤以排出大型固体物质。废水在处理箱中通过纱布及活性炭粗滤后再经过除油工艺进行除油，除油工艺完成后再经过活性炭工艺进行最后的过滤程序。处理箱中的出水经水泵加压送至卫生间顶部的蓄水箱，进入蓄水箱之前设有紫外线消毒灯进行消毒以完成净水目的。蓄水箱中的水有三个用途，冲厕，消防自动喷淋以及放入盥洗盆用于拖地或浇花等等。活性炭工艺可以有效地降低废水的浊度，对水中色、嗅的去除也有很大作用，除油工艺则用于除油，而最后的紫外线消毒进行深度处理，完全能达到中水回用的相关标准。集水箱部分构造见图2-1图2-1集水箱本装置主要由液位继电器控制装置的运行。图2-1为集水箱部分，集水箱左壁设有溢水
30、口与排渣口。集水箱（处理箱）的右侧连接水泵，水泵和液位继电器A、B、C相连，并受液位继电器控制。水位达到A点，水位继电器控制水泵抽水，上升到B点停止抽水。在水泵停止抽水且集水箱的溢出口被堵导致水位上升到C时继电器C控制的报警装置将报警。水泵与蓄水箱用直径为25mm的PVC管相连。在集水箱部分，水流按照图中水流方向前进，分别通过石英石过滤、除油吸附、活性炭吸附三个阶段，并最终出水。蓄水箱部分构造见图2-2图2-2蓄水箱图2-2为装置的蓄水箱部分。蓄水箱中同样设置了液位继电器来控制水泵。蓄水箱左壁设有进水口，由一根直径25mm的PVC管将集水箱中的水输送进入蓄水箱。蓄水箱有效水位之上设置了直径为5
31、0mm的溢水口，底部设置直径50mm的放空口，溢水口与放空口通过同一根排水管排水。当蓄水箱中的水位下降到D处时，液位继电器控制水泵从集水箱中抽水，优先等级高于B处的液位继电器；当蓄水箱中的水位上升到E处时，液位继电器控制水泵停止从集水箱中抽水，优先等级高于A点的液位继电器。蓄水箱中的一部分出水通过蓄水箱中的潜水泵和管径40mm的管进行厨房消防喷淋供水，另一部分通过管径25mm的PVC管供给厕所用水及洗涤盆并用于拖地或浇花。消防水由于经常不被调用，因此需要定期放空。图2-3 集水箱俯视图图2-4 集水箱左视图在装置运行一定时间之后，需要对处理箱进行排渣排油。排渣排油的周期定为2周。如图2-3所示
32、，需要排渣排油时，先停止蓄水箱的进水并通过放空口将蓄水箱中的水放空，蓄水箱第一部分产生的杂质可以通过排渣口清理排出，第二部分产生的油脂可以通过排油口清理排出。石英石隔板、除油隔板以及活性炭隔板都是可以拆卸进行清洗或更换的。当集水箱中的水位超过50mm时，水便会通过溢水口溢出并排放。图2-5 蓄水箱俯视图图2-6 蓄水箱左视图蓄水箱中设置了两根紫外线灯管对进入蓄水箱中的水进行最后一步处理。紫外线灯管的长度为800mm。集水箱设有放空口与溢水口。2.4本章小结经过五种方案技术及经济比较，最终确定本装置采用活性炭技术为核心，辅以过滤、除油以及紫外线消毒技术。能高效完成废水处理的任务要求，同时能做到整
33、个过程完全自动控制，安全性也有极大的保证。处理箱中的活性炭、过滤用的石英砂以及除油构件都可以拆卸进行维修或清洗。整个装置无毒无害，经济合理，对环境没有任何副产物及危害。第三章小型饮用水应急处理装置各类材料的选择及介绍3.1家庭废水回收利用装置材料的选择3.1.1砂滤料的选择净水滤料是水处理行业中常用的净水材料之一，它的范围较为广泛，包涵种类也很多，用途、功能、性能各不相同，较为常用的有：石英砂滤料、鹅卵石滤料、锰砂滤料、麦饭石滤料、沸石滤料、无烟煤滤料、磁铁矿滤料、海绵铁滤料、陶粒滤料、石榴石滤料、金刚砂滤料、火山岩滤料、泡沫滤料、果壳滤料、稀土瓷砂滤料.本次设计中本着经济合理的原则，选用石英
34、砂滤料。石英砂滤料是采用天然石英矿为原料，经破碎，水洗精筛等加工而成，目前是水处理行业中使用最广泛、量最大的净水材料，无杂质，抗压耐磨，机械强度高，化学性能稳定，截污能力强，效益高、使用周期长，适用于单层、双层过滤池、过滤器和离子交换器中，各项指标均达到（CJ/T43-2005）标准。加工有精制石英砂，纯白石英砂，酸处理剂，普通石英砂，可满足不同用户的使用需求。 常用规格：0.5-1.0mm 0.6-1.2mm 1-2mm 2-4mm 4-8mm 8-16mm 16-32mm。此处我们选择10mm粒径的石英砂。普通石英砂滤料主要用在污水处理中，用三五年都没问题，只要防止石英砂流失就行，被污染了
35、不要紧，因为污水处理中，污泥可以进行好氧或者厌氧呼吸，将污水中的污染物降解12。因为石英砂滤料主要用于截留废水中的大颗粒杂质，需要进行定期清洗。根据使用情况，清洗周期应不长于两周。3.1.2除油材料的选择高效多功能有机吸附剂（SorpureTM SP1000系列）是采用国外最新高效吸附技术开发的新型环保吸附材料，它对水中不溶或低溶解度有机物，如芳香烃类或取代芳香烃类污染物具有极强的吸附能力，产水能够满足各种排放或膜法中水回用对进水要求。该产品可以广泛应用于膜法预处理、高温凝结水、电镀、医药、化工污水等处理过程。高效多功能有机吸附剂（SorpureTM SP1000系列），是一种复合材料。其微观
36、晶体呈堆积模板状结构，不同于活性炭的微孔表面吸附机理，有机吸附剂的吸附主要是分配原理和离子交换吸附原理，是一种多功能吸附材料。在水中有机吸附剂层状结构表面上的长链分子会在水中伸展，形成如“滤网”状结构。当含有有机污染物的水通过时，由长链有机分子构成的“滤网”与有机污染物颗粒或胶束通过分子间强作用力相结合，将其俘获并锁定在它的分子构架中。另外，在有机吸附剂模板间存在有可交换的阳离子，水中重金属离子或带电有机污染物分子也可以通过离子交换被吸附去除。吸附材料微观结构中的“滤网”是由模板上的长链有机分子构成，因此其过滤精度在纳米级尺寸，可以截留微小的污染物颗粒，去除精度极高。同时，由于模板间存在有巨大
37、的孔体积，所以其容纳油类污染物的量也极大，具有极高的纳污（油）量13。产品主要规格如下：项目指标外观形态粉状或颗粒颗粒大小，目数1230（或粉末）水含量，%10堆密度，kg/m3600800包装，kg/袋25包装，kg/桶50贮存凉爽干燥的地方3.1.3活性炭的选择根据木质净水用活性炭 GB/T 13803.2-1999标准中的规定，本装置中选用的木质活性炭外观为黑色无定形颗粒状，本身无毒、无臭、无味。木质净水用活性炭不能混入含有对人体健康有毒或有害的物质。本处活性炭应用于处理箱中最后一个流程，用于除色除嗅，同时也要去除废水中的浊度及有机物等等。经过技术经济比较，此处选用400m左右的果壳活性
38、炭。果壳活性炭主要以果壳和木屑为原料，经炭化、活化、精制加工而成。具有比表面积大、强度高、粒度均匀、孔隙节构发达、吸附性能强等特点。并能有效吸附水中的游离氯、酚、硫、油、胶质、农药残留物和其他有机污染以及有机溶剂的回收等。适用于制药、石油化工、制糖、饮料、酒类净化行业，对有机物溶剂的脱色、精制、提纯和污水处理等方面。经此配置此装置既可以去除水中的细菌，例如大肠杆菌，同样也可以去除一些化学物质和金属，如水中的铁等。当颗粒活性炭的吸附能力饱和时，颗粒活性炭就会丧失吸附能力，这时就需要进行颗粒活性炭的更换。而颗粒活性炭的更换周期需根据装置的使用情况，使用频率及所过滤水源的水质等实际情况而定，建议至少
39、3个月更换一次颗粒活性炭，也可根据需要及时更换。这样才能保证过滤筒中的颗粒活性碳保持良好的吸附性能，使装置过滤后的水质符合饮用要求14。3.1.4活性炭应用的安全问题通常都认为应用活性炭没有安全问题，但实际没有绝对的安全，对活性炭应用中的安全不能掉以轻心，对活性炭的性质和不安全的可能性要有所认识。 关于着火 1)活性炭不列入危险品类，但是可燃的。着火后不会发生有焰燃烧，只是阴燃。 2)活性炭不会自燃，在空气中可能会着火，与汽油、柴油等混合，可引起燃烧。 3)活性炭燃烧时如果通风不足，会生成有毒的一氧化碳。 关于贮存 1)活性炭必须存放在尽可能防火的建筑内。 2)活性炭不可与氧化剂混放 。3)贮
40、放处禁止明火，火花和吸烟14。3.1.5装置结构材料的选择由于家庭废水存在一定腐蚀氧化能力，故处理箱及蓄水箱均采用镀锌铁皮材料。镀锌铁皮俗称白铁皮。镀锌的低碳钢薄板，厚度为0.441.22mm，镀锌层厚度不小于0.02mm。不易生锈腐蚀，有平板和瓦楞形(波形)两种。常用于制造屋面、卷管和各种容器等。未镀锌的薄板俗称黑铁皮。镀锌铁皮的价格并不很高，符合本次设计技能环保的思路15。3.1.6装置管材的选择PP-R（Poly Propylene Random）即无规共聚聚丙烯，是当今发达国家普遍采用的新型水管材料， 由于水中含有很多不同种类的化学物质、矿物质和杂质，与金属管壁接触会产生化学作用，令管
41、壁出现氧化和脱落而造成二次污染。而PP-R管道的原料是采用可循环再用的环保物料加强聚丙稀，它不会释放出重金属或其它损害健康的物质；管壁不结垢，合乎卫生和健康标准，PP-R管是最适合作为饮用水及食品工业的卫生环保水管。该管材重量轻，比强度高，使用寿命长，产品内外壁光滑，流水阻力小，低噪音 ，物料可回收利用，保温节能，无毒、卫生16。3.1.7液位继电器的选择继电器是根据某种输入信号来接通或断开小电流控制电路，实现远距离控和保护的自动控制电器。其输入量可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电量，而输出则是触头的动作或者是电路参数的变化。液位继电器是控制液面的继电器。这是一个继电
42、器内部有电子线路。利用液体的导电性。当液面达到一定高度时继电器就会动作切断电源。液面低于一定位置时接通电源使水泵工作。达到自动控制的作用。自动控制由传感器和控制执行机构组成。液位控制器的传感器一般是导线。利用水的导电性。水的导电性较差，不能直接驱动继电器。所以要有电子线路将电流放大，以推动继电器工作。继电器就是执行机构17。本设计处理系统采用安良AFS-1型液位继电器。其引脚的定义如图3-1所示：图3-1 安良AFS-1型液位继电器具体安装方式本次设计不作论述。3.2家庭废水回收利用装置详解集水箱进水部分：集水箱收集除厕所排水外的其余生活废水。生活废水通过一根直径为50mm的塑料管进入集水箱，
43、水流方向如图3-2所示。图3-2集水箱处理部分：家庭废水进入集水箱后，依次会经过石英砂过滤Sorpure-TM SP1000系列高效多功能有机吸附段以及活性炭吸附段，具体过程见图3-3。图3-3集水箱出水部分：家庭废水在经过集水箱的处理后经过一根直径为25mm的塑料管输送至蓄水箱，期间会经过一台水泵加压。出水部分见图3-4。图3-4集水箱的控制措施：集水箱中设有三个液位继电器A、B、C（见图3-5），当水位到B处时，B处的液位继电器控制水泵开始抽水；当水位降至A处时，A处的水泵控制水泵停止抽水；当水泵不在抽水而集水箱溢水口堵塞导致液位上升到C处时，C处的液位继电器会接通报警装置发出警报。图3-
44、5蓄水箱进水部分：集水箱中的水通过水泵及一根直径为25mm的塑料管输送进入到蓄水箱中（见图3-6）。图中的蓝色部分为紫外线灯管。图3-6蓄水箱消防出水部分：蓄水箱中一部分水用于厨房消防喷淋系统，通过一台潜水泵以及直径为20mm的塑料管将水送至厨房（见图3-7）。图3-7蓄水箱的控制措施：蓄水箱中设有两个液位继电器D、E（如图3-8所示），由于消防水量需要得到保障，因此当蓄水箱中的水位下降至D处时，D处的液位继电器将控制水泵开始从集水箱抽水，此时不受集水箱中水位高低影响；当蓄水箱中的水位上升至E处时，E处的液位继电器控制水泵停止抽水，此时同样不受集水箱中水位高低控制。图3-83.3本章小结本章详
45、细的列出了装置选取滤料、活性炭、除油材料、结构材料、管材以及液位继电器的选择依据，并对处理箱中的石英石过滤、除油以及过滤过程进行了图示，对各管段的管径及管长作出了标示。蓄水箱以及蓄水箱出水的各个去向也作了详尽的图示说明。第四章家庭废水回收利用装置计算书4.1装置尺寸的设计计算本装置主要由两个大构件即集水箱（处理箱）和蓄水箱以及一些小构件包括水管、水泵、紫外线消毒灯等组成。分别对这些部分进行计算。4.1.1集水箱（处理箱）部分处理量 ： 根据第二章中的表1，由于本次设计不考虑厕所水，因此每人每天的排水为q=189.2（1-0.271）=137.93L/人d。假设一个普通家庭以三个人考虑，则日排水总量为Q=3q=413.79L/d。时变化系数为1.3-1.6，此处取1.5，则Qh=Q/241.5=25.86L/h。进水管段：收集废水的管道原则上使用家庭本身设置的排水管道。由于集水箱设置在卫生间楼层下，因此厨房排水需要通过管道汇合至卫生间。厨房排水量Qc=189.2（0.031+0.137+0.033+0.074）/241.5=3.25L/h，选用一根20mm的塑料管接至卫生间。卫生间排水管段则采用原有的排水管段，最终汇入50mm的立管。立管再以90度的弯头与一根50mm的横管相连，并接入集水箱18。集
