CN102839720B - 自动回收净化杂排水再循环利用系统 - Google Patents

Abstract

自动回收净化杂排水再循环利用系统。所属技术领域：节约水资源技术领域，该发明涉及人员集中用水的单位或学校医院等，将洗涮用过的杂排水，通过自动水净化系统回收处理后，再用于冲厕、涮墩布、浇花树等；该系统是将除冲厕用水外的其它洗涮用水，回收至沉淀水箱4，达到一定水位后，通过虹吸管8随机快速排至存水槽9和导水槽12，同时打开了净化剂联动注入装置10、11、13，混有净化剂的水，经过搅拌后，经注水管6进入净化水箱14，被净化沉清后的中水经过L形导水管15、过滤网17、虹吸管II20进入储水水箱22，通过供水管47供给用户；水箱底面安装有自动排除沉淀物装置，(图1)中的29-38。为便利清走沉淀杂物，并安装了风干系统如图3中的49-63，图1中贯穿各水箱内部的移动探视系统23-28，随时查看箱体内部及周边情况，便于设备的管理与维护。

Description

自动回收净化杂排水再循环利用系统

技术领域：本发明属节约用水技术领域

背景技术：

多年来，我国所面临的天然水资源日益减少，随着社会高度发展，人类社会工业化和城市化日益加剧，人们的生活用水及工业用水不断增加，而且全国天然优质水资源日益短缺，城市河流、湖泊补水量不断减少，有的大小型河流及湖泊面临着干沽断流的可能。目前全国有420多个城市缺水，其中有180多个城市严重缺水，尤其北京市每年用水量已超过10亿吨，周边的水库存水量及河流的水流量已经在渐渐地减少，地下水位每年以米的速度下降，现在已经在用子孙后代的水资源了。虽然国家用大力气，大量资金进行南水北调工程，可以暂时解决北京的缺水问题，但是水资源是有限的，加之长距离南水北调途中的水流失，蒸发、农田用水等，流到北京已所剩无几，还要防大旱少雨雪等问题。

北京市每年用水量已超过10亿吨，被排出污水也有10亿吨，面对如此巨大的排污压力，使本地的各大型污水处理厂，长期超负荷运作，甚至有的未经处理的污水直排入江河，直接污染周边环境，现在还有一种怪现象确实每天都在多次发生，市区有上千万个化粪池，每个化粪池每年需要清理一至二次，这些大量的粪杂物运出市区做有机肥料非常少，足有95％以上被吸粪车从这个院化粪池将粪杂物吸入车内，到附近的院内将粪杂物倒入下水道或雨水井内，如此行成了长年积累后的粪杂物有一小部分排入市政排水系统，雨水管道系统，大部分还是存积于各小区的各种管道内，堵、塞现象时常发生。

面对如此诸多问题，如何利用高科技，提高对现有水资源利用率，是解决上述问题有效途径之一，多年来，社会上大多数行业排污废水中，都含有很高比重的优质杂排水，此类杂排水没有经过充分利用即被废弃，但仍具有很高的回收利用价值。如下表所示平时用水种类：

可以看出已用水回收率应占总用水量的60-75％，可循环利用率应占总用水量的40-58％，如果将上表中除冲厕用水外，其它用过的水在很短时间内快速回收直接净化处理成可以利用的标准中水，再继续使用和循环利用，会节约大量的天然优质水资源，同时也减少了排污压力。

现在已用水再利用有几种方式方法，挤压过滤法，净化出合格中水效率低，每天最多只有三、四十吨水，远达不到中水利用目的，加之，高价格设备，高能耗运行，净水成本高，经济条件一般的单位用不起此类设备。污水处理厂净化济方法，庞大的管网很难触及到各个中水用水点，所以，2005年以后建设的楼房双向供水管道，至今仍在使用优质自来水，所设置的中水供水系统如同虚设。

发明内容：本发明的目的是为居民区、办公楼群、医院、学校、宾馆及饭店等各单位为整体，提供一种大中型二次用水、循环用水及污水零排放系统。本发明是将一般优质杂排水管道与冲厕排水管道在适当位置切换成各自独立分开管道。自来水管道与中水供水管道，也在适当位置切换成各自独立分开的管道，将各种优质杂排水在很短时间内及时收集汇总到该发明的水箱系统中，经过该系统净化后得到再利用的达标中水，将中水通过一个单独的中水供水系统供给各个冲厕、洗拖布、洗衣物、浇花树等各中水用水点。

为达到上述目的，本发明装置如(附图1)、(附图2)、(附图3)所示，5为杂排水收集管道，4为沉淀水箱，10、11、13为自动放入净化剂联动装置，16为各种净化材料箱，19为待时水箱，22为中水储水水箱，51为风干房，67为雨雪水收集池。它们的各自功能、结构与特点相互位置与关系如下，多功能沉淀水箱4一侧的杂排水收集管道5前端已安置有适量大小的沉淀井和过油井，各种优质杂排水经初步沉淀、滤油后，经杂排水收集管道5、缓冲盒3，注入到沉淀水箱4底部，由于杂排水不断注入，与沉淀水箱4顶面连通的自动冲水水箱7，水位不断上涨，当水位高过自动冲水水箱7的内外连通虹吸管8顶端时，在水的自重与虹吸管8的虹吸作用下，优质杂排水通过虹吸管8吸水喇叭口进入，从位置低于吸水喇叭口的出水口不停地随机快速排出，出水口是接入存水槽9内。当自动冲水水箱7水位低于虹吸管8吸水喇叭口时，空气进入虹吸管8内，自动冲水水箱7停止排水，可见自动冲水箱7是反复随时逐渐集水与快速排水的工作方式。进入存水槽9的水同样是随机脉冲式地工作，当经过存水槽过程中，杂排水在存水槽9内有一定水位的滞留水，随机向上托起浮球10，推动液态净化剂联动注入装置11，向杂排水中加入适量的事先调节好的各种净化剂；当存水槽9的水位高过导水槽12进水口时，杂排水同样是随机脉冲式地快速流入导水槽12，导水槽12是有一定坡度的，其上面流动的水有较大冲击力，推动了按装在导水槽12上方的粉状净化剂注入联动装置13，叶轮的转动，同时带动了粉状净化剂联动输出装置，向杂排水内自动加入适量净化剂，此时，含有各种净化剂的杂排水，流经带有紊流栅的导水槽12，经初步搅拌后，随机快速地流入带有搅拌叶轮的注水筒6，进一步地将水与各种净化剂搅拌均匀后，通过注水筒6，将杂排水注入到净化水箱14底部。此水滞留在净化水箱14中，使之充分得以净化。净化水箱14是封闭水箱，当收集到的杂排水通过自动冲水水箱7，一次一次不断地向净化水箱14注入含有各种净化济的杂排水，使净化水箱14里面的水不断向上涨高，被沉清净化后的中水水位高过L型导水管15顶端喇叭口时，自然地通过导水管15上端喇叭口流到与导水管15连通的较大颗粒的固体净化材料网箱16的底部，通过过滤网17和各种颗粒净化材料箱16向上涨高水位，当中水水位高过通向待时水箱19的溢流口18时，被净化成高洁度的中水，随机流入到待时水箱19内，待时水箱19应大于自动冲水水箱7的几倍以上，由于水箱间的高度有限，待时水箱19应设计为长方型。此时净化水箱14里的中水不断通过净化材料网箱16流入待时水箱19，使之水位不断升高，当水位高过虹吸管II20时，待时水箱19里的中水随机快速地通过虹吸管II20注入到中水储水水箱22内。中水储水水箱22是用来储蓄用户随时使用的中水，通过出水口47，供给中水给水设备，为防止短时间内一旦用水量较大，储水水箱22的中水供不上使用，特设计了(图3)中雨雪水收集池67与中水储水水箱22水互补系统；当储水水箱22的水位降到低于封堵浮球45时，封堵浮球45随即下落，注水口44自动打开，此时，(图3)中的雨雪水收集池67中的水通过连通管69、46、注水口44向储水水箱22注入水源。注水口44在同一管径的管道端口分成两个或三个注水口44，注水口44由于栽面面积的缩小，注水口44用很小的力度即可封闭和开启，所以封堵浮球45体积不必太大。当用户大量用水时，收集到的杂排水不断增多，净化后的杂排水进入储水水箱22，水位增高使封堵浮球45向上移动，堵闭注水口44，切断了(图3)中雨雪水收集池67里的水向储水水箱22注入。当储水水箱22里的水不断增多，由于水箱体积有限，来水装不下时，多出来的中水水位高过溢流管21时，溢流管21自动向排水管42排水，流入污水池29内，当污水池29的水位高过一定水位时，清水泵30自动开启，将污水池29内的中上部分的清水通过注水管65抽到雨雪水收集池67内，由此可见，雨雪水收集池与储水水箱22水互补作用。为了防止储水水箱22和雨雪水收集池67的水同时供应不足时，特设计了自来水供水管道电子节门48为临时补水装置，当储水水箱22里的水位底于最低水位时，没有其它水源供应，报警器自动向值班人员报警，值班工作人员在监控器前，用电脑控制电源开关转换箱2，打开自来水管电子伐门48及时补水。当储水水箱的水位高过一定水位时，水位信号自动传入电脑，使电源开关转换箱2自动关闭电子伐门48，停止自来水的注入。沉淀水箱4和净化水箱14的顶面带有坡度，使收集到的杂排水100％地流动，防止含有各种污染物质在不流动的水里长时间发生物化反应，生成其它有害物质或有毒气体，给水净化过程增加负担。其中，沉淀水箱4和净化水箱14两个水箱底面均匀地铺满排列安装多个上大下小斗状沉淀斗36，水净化过程中，每天都有大量的沉淀物，沉积于沉淀斗36内，当需要清理沉淀物时，工作人员在中控室微机前键盘操作控制电源开关转换箱2，开启电子伐门34、37，沉淀水箱4和净化水箱14底面沉淀斗36内含有沉淀物的水自动流经叶轮38，排水管42，注入到污水池29内，此时叶轮38被流动的水自然形成的推动力，向着一定方向转动，与叶轮38中心轴固定连接的毛涮35，随着叶轮38一起转动，贴着沉淀斗36内壁转动的毛涮35，将粘滞于沉淀斗36内壁上的沉淀物刷洗干净，沉淀物随同流动的水排出箱体，随即关闭电子伐门34、37。当污水池29里的水上涨到一定水位时，清水泵30通过自动起闭装置开启，污水池29里边的中上部分的清水抽到雨雪水收集池67内，当污水池29降到一定水位时，清水泵30自动关闭，污水泵32自动开启，将存积于污水池29中下部分带有沉淀物的水抽到(图2)中风干房51内。污水池29是收集带有沉淀物的水，为了彻底清除污水池29内的沉淀物，在污水池29内的污水泵32和清水泵30的周围设计安装了隔离栅31，隔离栅31下端开有流水孔33，当污水泵32抽水时，隔离栅31内与外围的水形成水位落差，带有沉淀物的水随机从流水孔33向污水泵方向流动，同时冲涮滞留于污水池29底部的沉淀物，及时地被污水泵32抽掉。达到了清理污水池目的；风干房是本节水设备中一道重要环节，当各个楼房化粪池需要清理粪杂物时，由吸粪车司机将化粪池中粪杂物吸入吸粪车内，运到风干房51，打开风干房51上的通料孔57，将粪杂物倒到风干网54上。风干网54分上下两层，上层是大孔网，将粪杂物里边的较大杂物隔离开进行风干，拌有液体的小粒径粪杂物落到下层带有网箱55的细风干网上面，此时随同(图1)中的污水泵抽来含有沉淀物的水一道在此细网箱55里面渗漏、风干。风干房51围墙下半部四周安装有通风百叶罩50。带有坡度的上盖和流线形通风管58，通风管58随较高的楼房或锅炉房烟筒通向高处，通风管58安装越高风干房内的空气流动越快，粪杂物风干速度快；当需要清理风干房51内被风干的粪杂物时，用汽车或手推车从门49进入风干房51内，将车辆置于风干网50一头下面，开起电机63转动，通过变速齿轮箱62、传动轴61带动带有链条的齿轮60转动，风干网50同时也随同滚轴52转动，风干网50上面的被风干的粪杂物在有车的方向脱落到车内，用汽车或手推车运到需要有机肥的地方，做优质肥料；为了观查水箱内部情况或查看各个仪表及水箱的温度、污水池情况时，工作人员在监控室微机控制带有滑轮的电机1转动，被固定在牵动绳28上面的探视头23和磁铁块25，随着牵动绳28前后移动，可观测到各个水箱内部情况、各仪表及污水池29等情况，叛断是否要做下一步工作。为防止污水中悬浮物附着于透明管26外壁上影响观测水箱内部情况，半园形磁铁毛涮24、39随牵动绳28前后移动时与磁铁块25正负级相反相吸的原理带动毛涮磁铁24、39前后移动，当毛涮磁铁移到水箱穿通孔40、27时，毛涮磁铁24、39被阻，停止向前移动，磁铁25移动至下一水箱时，下一个毛涮磁铁24、39向前移动，从而洗涮各箱体内透明管26目的。

附图说明，(图1)是自动回收净化杂排水再循环利用系统的水箱结构示意图。(图2)是风干房内设备结构示意图。(图3)是雪雨水收集池结构示意图，其中主要由五大部分组成，分别为净化剂联动输出装置7-17，水箱结构部分3、4、14、19-28，清除沉淀物部分29-38，雨雪水收集部分(图3)中的64-69，风干部分(图2)中的50-63。1滑轮电机，2信号与电源开关转换箱，3缓冲盒，4沉淀水箱，5杂排水收集管，6注水管，7自动冲水水箱，8虹吸管，9存水槽，10浮球，11液态净化剂联动注入装置，12导水槽，13粉状净化剂联动注入装置，14净化水箱，15L形导水管，16净化材料网箱，17过滤网，18溢流口，19待时水箱，20虹吸管II，21溢流管，22储水水箱，23探视头，24带毛涮半园形磁铁，25磁铁块，26透明管，27穿通孔，28牵动绳，29污水池，30清水泵，31隔离栅，32污水泵，33流水孔，34电子伐门，35毛涮，36沉淀斗，37电子伐门，38叶轮，39带毛涮半园磁铁，40穿通孔，41水箱基坐，42排水管，43放水管，44注水口，45封堵浮球，46雨雪水收集池与中水储水水箱连通管，47出水口，48自来水管道电子节门，(图2)中，49风干房门，50通风百叶罩，51风干房，52转动轴，53污物风干支架，54风干网，55细网箱，56地漏，57通料孔，58通风道，59污水泵连通管，60齿轮链条，61传动轴，62变速齿轮箱，63电机。(图3)中，64雨雪水收集管，65清水泵连通管，66检查孔，67雨雪水收集池，68草坪，69储水水箱连通管。

具体实施方式：如附图1、附图2、附图3所示，(图1)中，是收集到的已用水净化过程各个水箱结构排列组成部分，水箱依次由左至右顺序排列，自动冲水水箱7，净化水箱14，待时水箱19，以上是收集与处理过程水箱，只要水到达预定水位就会排到下个水箱，是动态随机脉冲式工作状态。储水水箱22一侧的注水管45与(图3)中的雨雪水收集池底部连通管69连通，(图1)中、污水池29里的清水泵30与(图3)中雨雪水收集池67相连通，形成了水互补关系。沉淀水箱4和净化水箱14底面均安装有沉淀斗36，毛涮35，叶轮38，排污节门34、37，排出管42，具有清扫排出水箱底面沉淀物功能。污水池29内底面的污水泵32通向(图2)中风干房51，(图1)中水箱净化系统根据安置场地及用水量多少来设计，或设置在地下室或设置在室外草坪的地下。(图3)中雨雪水收集池67，它的体积越大越好，应安置在室外草平下或操场下面，(图2)中的风干房应安置在高建筑物背面地面上方，通风道58应随主体建筑向上升起越高越好，起到加快通风速度。实际上是即要参考总的用水量多少，又要看安置场地大小来设计，例如某居民区建筑面积为100万平方米，大约三万居住人口，日用水量应3000吨水，中水储水水箱可设计为1500立方米，雨雪水收集池3000立方米。例如，两栋8层办公楼，建筑面积为5万平方米，约1000工作人员，储水水箱可设计为50立方米，70平方米房间可宽松地将设备坐落其中。

箱体及箱内结构件采用不锈钢、玻璃钢或塑料材料。除箱体、风干房、雨雪水收集池现场制作组装外，其它配件匀制成成品后现场组装。

Claims (6)

1.一种自动回收净化杂排水再循环利用系统，其特征在于、将洗涮后的优质杂排水直接回收，通过杂排水收集管(5)经过缓冲盒(3)注入到沉淀水箱(4)的底部，带有坡度顶板的沉淀水箱(4)，与自动冲水水箱(7)的底相连通，自动冲水水箱(7)的底部平面部分要高于下一净化水箱14的水位，虹吸管(8)的进水喇叭口位于自动冲水水箱(7)内侧底部，出水口位于与自动冲水水箱(7)一侧相邻的存水槽(9)内，与存水槽(9)一侧连接的带有紊流栅的导水槽(12)，导水槽(12)上方安装有液体净化剂联动注入装置(11)和粉状净化剂联动注入装置的叶轮(13)，导水槽(12)末端连接带有搅拌叶轮的注水筒(6)，注水筒(6)末端探入净化水箱(14)底部，净化水箱(14)顶面带有坡度，净化水箱(14)和沉淀水箱(4)的底面分别安装多个布满箱底面的沉淀斗(36)，沉淀斗(36)底面安装有叶轮(38)，叶轮(38)中心轴固定连接毛涮(35)，贴着沉淀斗(36)内壁转动的毛涮(35)，将粘滞于沉淀斗(36)内壁上的沉淀物刷洗干净，沉淀物随同流动的水排出箱体，叶轮(38)底下弯头连接电子伐阀门(34，37)，电子阀门(34，37)末端与排水管(42)连通；排水管(42)末端接入污水池(29)内；净化水箱(14)最高水位高于下一水箱待时水箱(19)的最高水位，L形导水管(15)一头的喇叭口位于净化水箱(14)内部上端，其排出口位于净化材料网箱(16)内的底面，净化材料网箱(16)底面与L形导水管(15)末端之间安装有过滤网(17)；当自动冲水水箱(7)迅速排水至存水槽(9)的同时，当存水槽(9)的水位高过导水槽(12)进水口时，杂排水同样是随机脉冲式地快速流入导水槽(12)，导水槽(12)是有一定坡度的，其上面流动的水有较大冲击力，推动了安装在导水槽(12)上方的粉状净化剂注入联动装置的叶轮(13)，并同时打开了液态净化剂联动注入装置(11)和粉状净化剂联动注入装置，含有净化剂的水经过注水筒(6)进入净化水箱(14)，再通过L形导水管(15)从净化水箱(14)顶端流入净化材料网箱(16)底部，再通过溢流口(18)，进入待时水箱(19)，待时水箱(19)坐落在储水水箱(22)的顶面之上，待时水箱(19)与储水水箱(22)是由虹吸管II(20)连通的；虹吸管II(20)的进水喇叭口位于待时水箱(19)内底部，其排出口位于储水水箱(22)顶端，在储水水箱(22)一侧底部和上部分别安装有带有电动阀门放水管(43)和溢流管(21)，分别与排水管(42)连通，带有电子阀门和单向阀门的出水口(47)，出水口(47)一侧与装有电子阀门的自来水管道(48)连接；安装在储水水箱(22)中底部的注水口(44)底面安装有封堵浮球(45)，与注水口(44)连通的连通管(46)通向雨雪水收集池(67)底部的连通管(69)；污水池(29)底面设置有污水泵(32)、中上部设置有清水泵(30)，污水泵(32)和清水泵(30)周围分别安装有隔离栅(31)，隔离栅(31)底端设置有流水孔(33)；污水泵(32)排出口位于风干房(51)内；风干房(51)围墙下半部四周安装有通风百叶罩(50)，风干房(51)一侧安装有风干房门(49)，其中底面安装有地漏(56)，上端安装有流线形的通风道(58)，另一侧安装有通料孔(57)，风干房(51)内安装有污物风干支架(53)，转动轴(52)，上层是大孔风干网(54)，下层带有网箱(55)的风干网；动力装置包括带链条的齿轮(60)、电机(63)、传动轴(61)、变速齿轮箱(62)；清水泵(30)的排出口位于雨雪水收集池(67)上端内侧，雨雪水收集池(67)上端一侧安装有雨雪水收集管(64)，上方安装有检查孔(66)，观查各水箱内部情况及各个水箱周边情况的探视装置安装于沉淀水箱(4)净化水箱(14)和储水水箱(22)内中下部，其配件包括贯穿各水箱内部的透明管(26)，牵动绳(28)，带有滑轮的电机(1)、牵动绳(28)固定连接的磁铁块(25)和探视头(23)，透明管(26)外围安装有带毛刷的半圆型磁铁(24，39)、与透明管(26)相匹配的位于水箱上的水箱穿通孔(27，40)。

2.根据权要求1所述的自动回收净化杂排水再循环利用系统，其特征在于，直接快速回收的优质杂排水，通过收集管(5)经过缓冲盒(3)注入到沉淀水箱(4)底部，顶面有坡度的沉淀水箱(4)顶面与自动冲水水箱(7)的底是联通的，自动冲水水箱(7)的底部分要高于下一净化水箱(14)的水位，自动冲水水箱(7)里的水是通过虹吸管(8)排出到存水槽(9)中，虹吸管(8)的吸水喇叭口位于自动冲水水箱(7)内底部，出水口位于自动冲水水箱(7)外侧的存水槽(9)内，存水槽(9)坐落在净化水箱(14)的上方，导水槽(12)中装有紊流栅，导水槽(12)上方安装有液态净化剂联动注入装置(11)和粉状净化剂联动注入装置的叶轮(13)，导水槽(12)末端连接带有搅拌叶轮的注水筒(6)，注水筒(6)的末端安装在净化水箱(14)内底部，净化水箱(14)上端侧面安装有待时水箱(19)，待时水箱(19)内一侧安装有净化材料网箱(16)，过滤网(17)，溢流口(18)；净化水箱(14)里的水是通过L形导水管(15)排入到待时水箱(19)的，待时水箱(19)里的水是通过虹吸管II(20)排到储水水箱(22)。

3.根据权利要求1所述的自动回收净化杂排水再循环利用系统，其特征在于具有独特的将水净化后的各种沉淀物自动清除装置，包括沉淀水箱(4)和净化水箱(14)底面分别安装有多个布满箱底面的上大下小沉淀斗(36)、叶轮(38)、毛涮(35)、电子阀门(34，37)、排水管(42)，排水管的未端接入污水池内上端，污水池(29)中底部安装有隔离栅(31)、流水孔(33)、污水泵(32)。

4.根据权利要求1所述的自动回收净化杂排水再循环利用系统，其特征在于储水水箱(22)与雨雪水收集池(67)的水互补装置，雨雪水收集池(67)底部安装有连通管(69)，与储水水箱安装的连通管(46)是同一根管，连通管(46)端头安装在储水水箱(22)内，与注水口(44)连接，注水口(44)分成2个或三个注水口(44)，其下面安装有封堵浮球(45)，溢流管(21)安装在储水水箱(22)的正面外侧上部，放水管(43)安装在储水水箱(22)正面外侧下部；污水池(29)内中下部安装有清水泵(30)，清水泵(30)的清水泵注水管(65)位于雨雪水收集池(67)内的顶部，雨雪水收集池(67)的顶面安装有检查孔(66)。

5.根据权利要求1所述的自动回收净化杂排水再循环利用系统，其特征在于风干房(51)内有污水泵(32)的污水泵连通管(59)、风干房(51)四周围墙中底部分别安装有通风百叶罩(50)，其中一侧安装有风干房门(49)，底面安装有地漏(56)，上面安装有流线型通风道(58)，侧面有通料孔(57)；风干房(51)室内地平面上正中安装有风干网架设备，包括有污物风干支架(53)，转动轴(52)，风干网(54)，细网箱(55)，带链条的传动齿轮(60)，电机(63)，传动轴(61)，变速齿轮箱(62)。

6.根据权利要求1所述的自动回收净化杂排水再循环利用系统，其特征在于观查各水箱内部及周边环境情况的探视系统，包括有贯穿沉淀水箱(4)、净化水箱(14)和储水水箱(22)中底部的透明管(26)，透明管(26)内的牵动绳(28)，牵动绳(28)两端安装有滑轮电机(1)、磁铁块(25)和探视头(23)，透明管(26)外围安装有两个带毛涮的半圆型磁铁(24，39)与透明管(26)相匹配的位于水箱上的水箱穿通孔(27，40)。