CN116675384A - 一种多级水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多级水处理装置，涉及水处理设备领域，解决的是传统水处理技术水处理去除微污染物效果有限及水资源浪费的问题；一种多级水处理装置，包含筛网过滤器、活性炭过滤器、紫外线消毒器、钙镁离子交换器、液位控制系统、反渗透膜和PH控制系统；本发明采用误差修正算法精确感知液位高低并通过液位控制系统控制水的出入以免造成水资源浪费；本发明采用筛网过滤、活性炭过滤、离子交换器、反渗透膜和紫外线消毒多级过滤和处理方式，有效消除各种污染物和微生物，实现水源净化；本发明通过设置水处理过程水资源回用以节约水资源。

Description

一种多级水处理装置

技术领域

本发明涉及水处理设备领域，更具体的涉及一种多级水处理装置。

背景技术

目前，多级水处理装置已经成为了水处理领域的一个热门技术，得到了广泛的关注和应用。多级水处理装置根据水中不同的成分和污染物进行不同的处理，有效地解决了水质污染的问题，为人们提供更加纯净、安全的水源。在家庭、办公场所和工业生产多种场合中得到广泛应用。

在传统的水处理技术中，水处理效果有限，尤其是在处理水中难以去除的微污染物方面，传统技术往往无法达到预期效果，而且对水进行反复处理过程中消耗大量水资源。

因此本发明公开一种多级水处理装置，采用筛网过滤、活性炭过滤、离子交换器、反渗透膜和紫外线消毒多级过滤和处理，有效消除各种污染物和微生物，提供更加纯净的水源，同时对处理过程中的水源进行回用，节约水资源。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明公开一种多级水处理装置，本发明采用误差修正算法精确感知液位高低并通过液位控制系统控制水的出入以免造成水资源浪费；本发明采用筛网过滤、活性炭过滤、离子交换器、反渗透膜和紫外线消毒多级过滤和处理方式，有效消除各种污染物和微生物，实现水源净化；本发明通过设置水处理过程水资源回用以节约水资源。

为了实现上述技术效果，本发明采用技术方案：

一种多级水处理装置，包含：筛网过滤器、活性炭过滤器、紫外线消毒器、钙镁离子交换器、液位控制系统、反渗透膜和PH控制系统；其中：

筛网过滤器，用于在水处理的最初阶段过滤水中可见的大颗粒或杂质；

活性炭过滤器，用于使用活性炭过滤水中的氯、异味、色素、有机化合物以及其它化学污染物；

紫外线消毒器，用于在过滤最后阶段杀灭水中细菌、病毒和其他致病微生物；

钙镁离子交换器，用于将可再生的钙和镁离子替换水中的硬度离子，改善水的质量；

液位控制系统，用于感知液位高低并输出相应的电信号以控制水的出入；所述液位控制系统包括液位传感器、液位控制器、操作面板、进出水阀和报警装置，所述液位传感器用于测量和监测液体水平，所述液位控制器用于接收来自所述液位传感器的信号并控制水的进出，所述操作面板用于手动调整所述液位控制系统参数、查看液位状态及设置警报，所述进出水阀用于控制水的进出，所述报警装置用于提醒操作人员，保证系统的稳定运行；

反渗透膜，用于将水中的溶解性离子、有机污染物和大分子物质过滤出去，去除水中病毒和细菌有害物质的同时保留水中的微量元素和有益物质；所述反渗透膜包括支撑层、硬膜层、中间层和保护层；所述支撑层用于支撑反渗透膜的基层，所述硬膜层用于阻挡水中大分子物质的穿透，所述中间层用于筛选水中的离子、小分子物质和重金属污染物，所述保护层用于保护所述反渗透膜不受机械损伤和破坏；

PH控制系统，用于通过添加化学品稳定水的PH值，确保水的健康和安全性；所述PH控制系统包括PH测量仪、PH控制器、输送系统和PH显示屏；所述PH测量仪用于检测水中的PH值，所述PH控制器用于接收来自所述PH测量仪的信号，调节化学药剂的投入量控制水的PH值，所述输送系统用于药剂的输送，所述PH显示屏用于查看PH值和调整所述PH控制系统参数；

所述筛网过滤器位于多级水处理装置最上方，所述活性炭过滤器位于所述筛网过滤器下方，所述钙镁离子交换器位于所述活性炭过滤器下方，所述反渗透膜位于所述活性炭过滤器下方，所述紫外线消毒器位于所述反渗透膜外侧，所述PH控制系统和液位控制系统通过电信号连接所述多级水处理装置。

作为本发明进一步的实施例，所述钙镁离子交换器包括触媒床、树脂罐和钙镁离子交换控制器，所述触媒床表面涂有阳离子交换树脂，用于捕获水中的钙离子和镁离子，实现离子交换，所述树脂罐材料为具有耐腐蚀性能和抗紫外线能力的耐酸碱塑料，用于容纳触媒床，所述钙镁离子控制器用于监控钙镁离子交换处理过程，实现自动化操作和快速维护。

作为本发明进一步的实施例，所述液位控制系统采用误差修正算法测量水深，同时根据液位的变化对多级水处理装置进行控制，以达到预定的液位目标；所述液位传感器采用电容式液位传感器将信号转换为电信号输出至所述液位控制器；所述进出水阀包括控制阀门和控制泵，所述控制阀门用于调节液体进出的流量，并根据液位控制器的指令进行开关控制，以实现对液位的自动调节，所述控制泵用于提供水源；所述液位控制器包括微处理器和智能控制芯片，通过信号处理和控制实现对液位变化的自动检测和自动控制。

作为本发明进一步的实施例，所述误差修正算法实现液位精准监测的方法为：

将所述液位传感器监测到的液位信息转化为函数数据信息，通过分析记录采集到液位数据得到液位函数，函数数据分析表达式如式(1)所示：

式(1)中，为输入液位信息变量，/>表示液位采集样本集，t表示液位采集样本特征数；

将分析后的液位函数进行逻辑聚类，逻辑聚类函数如式(2)所示：

式(2)中，和/>为c组液位数据聚类后得到的数据，δ为聚类质量标准；

在多维数据库中对液位数据进行误差修正，得到精确液位信息，所述误差修正函数为：

式(3)中，w为维数，u为2～5之间的常数，v为1～4之间的常数，k表示修正因子，通过式(3)得到经过误差修正后液位高度。

作为本发明进一步的实施例，所述电容式液位传感器通过测量液体表面与感应电极之间的电容值大小，从而间接测量液位高度，所述电容式液位传感器包括感应电极、扫描电路和信号处理电路，所述感应电极用于感应液位高度，所述扫描电路用于读取感应电极与液体之间的电容值，并将其转化为电信号，所述信号处理电路用于处理和放大电信号，以生成液位水平信号。

作为本发明进一步的实施例，所述报警装置为声光报警器，在所述液位控制系统监测到液位超出预定范围时，通过将电信号转化为声音和光信号，发出强烈的声光警示以提醒操作人员；所述声光报警器包括微控制器、高亮度LED灯和音响扬声器，所述微控制器用于处理报警信号转换成电压信号及数字信号，所述高亮度LED灯发出闪烁光进行报警提示，所述音响扬声器用于将电信号转化为声音信号，并放大信号，发出声音进行报警提示。

作为本发明进一步的实施例，所述反渗透膜为半透膜，孔径为几纳米，所述反渗透膜采用负压工作原理，水流进入膜元件后受到压力作用，水分子从高浓度处流向低浓度处，所述反渗透膜过滤出无法通过膜的微生物、病毒、有机物和无机盐污染物质，所述反渗透膜利用对水分子的扩散作用，将水中有机物和溶剂按分子大小逐层过滤，所述反渗透膜通过拦截溶解在水中的盐离子，超滤出清晰的淡水，将离子挤出水分子之外，实现去除水中的硬度成分及其他微量溶解物的目的。

作为本发明进一步的实施例，所述PH控制系统通过所述PH控制器接收所述PH测量仪的测量信号，根据测量结果通过所述PH显示屏控制所述输送系统投入化学药剂调节PH，以达到维持目标溶液PH值设定值的目的；所述PH测量仪采用离子选择性电极检测水中的PH值，所述输送系统包括计量泵、阀门和管路，所述PH控制器采用PLC接收来自所述PH测量仪的信号，通过控制所述输送系统投入化学药剂的用量控制水的PH值，实现PH值自动控制，保证水的PH值稳定。

作为本发明进一步的实施例，所述多级水处理装置处理水源的步骤为：

步骤1、液位监测，在水处理过程中通过所述液位控制系统实时监测水液位变化并调节水的流量；

步骤2、粗过滤，水通过粗过滤器去除砂、泥和生锈大颗粒杂质，减轻后续过滤装置的负担，保护后续过滤器的使用寿命；

步骤3、活性炭过滤，活性炭表面有大量的微孔和吸附性活性物质，水通过所述活性炭过滤器去除水中的异味和色斑；

步骤4、离子交换过滤，水通过钙镁离子交换器将钙镁离子替换水中的离子；

步骤5、反渗透过滤，水通过反渗透膜去除水中的溶解性有害物质；

步骤6、PH值控制，水在过滤后通过所述PH控制系统控制水PH值稳定，以便用户使用；

步骤7、纯化处理，过滤完成后使用紫外线消毒器消灭水中细菌和病毒，降低水的使用风险；

步骤8、回用，制备过程的水净化后用于浇灌植物回用；

所述多级水处理装置通过一系列的过程对水进行净化处理，产生高品质的水以供使用。

与现有技术相比，本发明有益的积极效果是：

本发明采用误差修正算法精确感知液位高低并通过液位控制系统控制水的出入以免造成水资源浪费；本发明采用筛网过滤、活性炭过滤、离子交换器、反渗透膜和紫外线消毒多级过滤和处理方式，有效消除各种污染物和微生物，实现水源净化；本发明通过设置水处理过程水资源回用以节约水资源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术者员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，

图1为本发明一种多级水处理装置的总体架构图；

图2为本发明一种多级水处理装置的电容式液位传感器结构示意图；

图3为本发明一种多级水处理装置的声光报警电路图；

图4为本发明一种多级水处理装置的水处理流程图；

附图说明：

1-筛网过滤器、2-活性炭过滤器、3-紫外线消毒器、4-钙镁离子交换器、5-反渗透膜、6-PH控制系统。

具体实施方式

下面将结合本文实施例中的附图,对本文实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本文一部分实施例,而不是全部的实施例。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外，在说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。

为了实现上述技术效果，本发明采用技术方案：

一种多级水处理装置，包含：筛网过滤器1、活性炭过滤器2、紫外线消毒器3、钙镁离子交换器4、液位控制系统、反渗透膜5和PH控制系统6；其中：

筛网过滤器1，用于在水处理的最初阶段过滤水中可见的大颗粒或杂质；

活性炭过滤器2，用于使用活性炭过滤水中的氯、异味、色素、有机化合物以及其它化学污染物；

紫外线消毒器3，用于在过滤最后阶段杀灭水中细菌、病毒和其他致病微生物；

钙镁离子交换器4，用于将可再生的钙和镁离子替换水中的硬度离子，改善水的质量；

液位控制系统，用于感知液位高低并输出相应的电信号以控制水的出入和；所述液位控制系统包括液位传感器、液位控制器、操作面板、进出水阀和报警装置，所述液位传感器用于测量和监测液体水平，所述液位控制器用于接收来自所述液位传感器的信号并控制水的进出，所述操作面板用于手动调整所述液位控制系统参数、查看液位状态及设置警报，所述进出水阀用于控制水的进出，所述报警装置用于提醒操作人员，保证系统的稳定运行；

反渗透膜5，用于将水中的溶解性离子、有机污染物和大分子物质过滤出去，去除水中病毒和细菌有害物质的同时保留水中的微量元素和有益物质；所述反渗透膜5包括支撑层、硬膜层、中间层和保护层；所述支撑层用于支撑反渗透膜5的基层，所述硬膜层用于阻挡水中大分子物质的穿透，所述中间层用于筛选水中的离子、小分子物质和重金属污染物，所述保护层用于保护所述反渗透膜5不受机械损伤和破坏；

PH控制系统6，用于通过添加化学品稳定水的PH值，确保水的健康和安全性；所述PH控制系统6包括PH测量仪、PH控制器、输送系统和PH显示屏；所述PH测量仪用于检测水中的PH值，所述PH控制器用于接收来自所述PH测量仪的信号，调节化学药剂的投入量控制水的PH值，所述输送系统用于药剂的输送，所述PH显示屏用于查看PH值和调整所述PH控制系统6参数；

所述筛网过滤器1位于多级水处理装置最上方，所述活性炭过滤器2位于所述筛网过滤器1下方，所述钙镁离子交换器4位于所述活性炭过滤器2下方，所述反渗透膜5位于所述活性炭过滤器2下方，所述紫外线消毒器3位于所述反渗透膜5外侧，所述PH控制系统6和液位控制系统通过电信号连接所述多级水处理装置。

进一步的，所述钙镁离子交换器4包括触媒床、树脂罐和钙镁离子交换控制器，所述触媒床表面涂有阳离子交换树脂，用于捕获水中的钙离子和镁离子，实现离子交换，所述树脂罐材料为具有耐腐蚀性能和抗紫外线能力的耐酸碱塑料，用于容纳触媒床，所述钙镁离子控制器用于监控钙镁离子交换处理过程，实现自动化操作和快速维护。

在具体实施例中，水从进水管进入所述钙镁离子交换器4中，经过传感器的检测后，传输到树脂罐中，树脂罐内触媒床表面的阳离子交换树脂与水中的钙、镁离子发生离子交换作用，树脂中的氢离子被释放出来，钙、镁离子被固定在树脂上，交换完成后，优质软化水从钙镁离子交换器4的出水管流出，当树脂吸附的钙、镁离子达到一定数量时进行冲洗回收，向树脂层注入盐水或稀酸溶液，将树脂中吸附的离子释放出来，排出钙镁离子交换器4以外的地方，然后再将树脂层充盐重置。

进一步的，所述液位控制系统采用误差修正算法测量水深，同时根据液位的变化对多级水处理装置进行控制，以达到预定的液位目标；所述液位传感器采用电容式液位传感器将信号转换为电信号输出至所述液位控制器；所述进出水阀包括控制阀门和控制泵，所述控制阀门用于调节液体进出的流量，并根据液位控制器的指令进行开关控制，以实现对液位的自动调节，所述控制泵用于提供水源；所述液位控制器包括微处理器和智能控制芯片，通过信号处理和控制实现对液位变化的自动检测和自动控制。

在具体实施例中，所述液位控制传感器检测液体的高度后将其转换为电信号传输到液位控制系统中的液位控制器，所述液位控制器根据电信号的大小和变化情况计算出液位的高度，并对液位传感器产生的信号进行处理，判断液位高度是否到达设定范围，液位高于设定值时执行放液指令，液位低于设定值时执行加液指令，同时液位控制器也会输出相应的控制信号，进一步操作执行机构进行液位的调节；所述液位控制系统通过反馈机制进行液位的实时调整，当液位高度与目标值偏差过大时，液位控制器调整控制信号，使得控制阀门控制水的出入，保持液位控制系统的稳定性，实现液位的自动化控制，提高水处理的效率和稳定性。

进一步的，所述误差修正算法实现液位精准监测的方法为：

将所述液位传感器监测到的液位信息转化为函数数据信息，通过分析记录采集到液位数据得到液位函数，函数数据分析表达式如式(1)所示：

式(1)中，为输入液位信息变量，/>表示液位采集样本集，t表示液位采集样本特征数；

将分析后的液位函数进行逻辑聚类，逻辑聚类函数如式(2)所示：

式(2)中，和/>为c组液位数据聚类后得到的数据，δ为聚类质量标准；

在多维数据库中对液位数据进行误差修正，得到精确液位信息，所述误差修正函数为：

式(3)中，w为维数，u为2～5之间的常数，v为1～4之间的常数，k表示修正因子，通过式(3)得到经过误差修正后液位高度。

在具体实施例中，在液位测量过程中存在误差的影响，在进行误差修正之前，先对测量数据进行分析和逻辑聚类，确定各种误差对应的影响因素，然后根据误差来源及误差量的大小，采用误差修正方法进行处理，通过对采用误差修正算法进行液位测量及仪器直接液位测量的不同效果进行对比分析，判断误差修正算法对液位监测效果的影响，对比结果如表1所示：

表1：测量方式对液位监测效果影响对比表

由表1可知：在测量温度及测量压力相同情况下，采用误差修正测量液位方式与仪器直接测量方式的测量时间差距微小，但误差修正测量液位方式的测量准确率高于仪器直接测量方式，由以上分析可得：本发明采用误差修正算法精确感知液位高低实现水位控制以免造成水资源浪费。

进一步的，所述电容式液位传感器通过测量液体表面与感应电极之间的电容值大小，从而间接测量液位高度，所述电容式液位传感器包括感应电极、扫描电路和信号处理电路，所述感应电极用于感应液位高度，所述扫描电路用于读取感应电极与液体之间的电容值，并将其转化为电信号，所述信号处理电路用于处理和放大电信号，以生成液位水平信号。

在具体实施例中，电容式液位传感器将电极安装在水处理容器内，同时连通电量测量电路，测量电路中的两个电极与电容器的两个电极相连，电极之间隔着的介电常数与电极面积和电容的大小成正比，与隔着的间距成反比，在电极面积不变条件下，间距和介电常数增加，电容值减小；间距或者介电常数减小，电容值增加，因此当液体的液位高度改变时，电容器的电容值随之变化，测量电路通过读取电容式液位传感器采集到的两电极间的电容值通过计算得到液位值。

进一步的，所述报警装置为声光报警器，在所述液位控制系统监测到液位超出预定范围时，通过将电信号转化为声音和光信号，发出强烈的声光警示以提醒操作人员；所述声光报警器包括微控制器、高亮度LED灯和音响扬声器，所述微控制器用于处理报警信号转换成电压信号及数字信号，所述高亮度LED灯发出闪烁光进行报警提示，所述音响扬声器用于将电信号转化为声音信号，并放大信号，发出声音进行报警提示。

在具体实施例中，所述声光报警器通过电极传播电信号，使振荡器工作，产生高频电信号，高频电信号通过放大器放大，驱动音响扬声器发出声音，同时高频电信号通过光电传感器驱动高亮度LED灯发出闪烁光；声音和光发出后吸引相关人员的注意，并提供警报信号以及警告信息，从声音和光的强度、频率及闪烁次数判断异常情况的严重程度和性质，在异常情况解除后，声光报警器自行停止发出声音和光，并回到待机状态等待监测下一个异常情况。

进一步的，所述反渗透膜5为半透膜，孔径为几纳米，所述反渗透膜5采用负压工作原理，水流进入膜元件后受到压力作用，水分子从高浓度处流向低浓度处，所述反渗透膜5过滤出无法通过膜的微生物、病毒、有机物和无机盐污染物质，所述反渗透膜5利用对水分子的扩散作用，将水中有机物和溶剂按分子大小逐层过滤，所述反渗透膜5通过拦截溶解在水中的盐离子，超滤出清晰的淡水，将离子挤出水分子之外，实现去除水中的硬度成分及其他微量溶解物的目的。

在具体实施例中，所述反渗透膜5利用压力差将水中的微生物、病毒、有机物和无机盐污染物质过滤出去，泵将待处理水源输送至所述反渗透膜5内部，产生一定的压力差，待处理水源经过所述反渗透膜5过滤后，其中的水分子透过孔径到达膜的另一侧，形成一种纯净的水体，而微生物、病毒、有机物和无机盐污染物质因过大被截留，实现水的净化。

进一步的，所述PH控制系统6通过所述PH控制器接收所述PH测量仪的测量信号，根据测量结果通过所述PH显示屏控制所述输送系统投入化学药剂调节PH，以达到维持目标溶液PH值设定值的目的；所述PH测量仪采用离子选择性电极检测水中的PH值，所述输送系统包括计量泵、阀门和管路，所述PH控制器采用PLC接收来自所述PH测量仪的信号，通过控制所述输送系统投入化学药剂的用量控制水的PH值，实现PH值自动控制，保证水的PH值稳定。

在具体实施例中，所述PH控制系统6通过PH测量仪检测出水的PH值，通过电信号的形式输出给PH控制器，PH控制器接收到PH测量仪的PH值电信号后，根据事先设定的设定值或设定参数，计算出需要调整酸碱度所需的操作量，PH控制器通过设定程序控制输送系统调整加入酸、碱的量来进行PH值的调节，PH传感器检测到酸碱度的变化，再次将结果输出给PH控制器，使其继续调节，以达到对PH值的控制，在控制过程中，操作人员根据PH显示屏手动控制PH控制系统的运行，通过循环PH控制系统对待处理水的PH值进行动态跟踪和调节，保证PH的稳定性。

进一步的，所述多级水处理装置处理水源的步骤为：

步骤1、液位监测，在水处理过程中通过所述液位控制系统实时监测水液位变化并调节水的流量；

步骤2、粗过滤，水通过粗过滤器去除砂、泥和生锈大颗粒杂质，减轻后续过滤装置的负担，保护后续过滤器的使用寿命；

步骤3、活性炭过滤，活性炭表面有大量的微孔和吸附性活性物质，水通过所述活性炭过滤器2去除水中的异味和色斑；

步骤4、离子交换过滤，水通过钙镁离子交换器4将钙镁离子替换水中的离子；

步骤5、反渗透过滤，水通过反渗透膜5去除水中的溶解性有害物质；

步骤6、PH值控制，水在过滤后通过所述PH控制系统6控制水PH值稳定，以便用户使用；

步骤7、纯化处理，过滤完成后使用紫外线消毒器3消灭水中细菌和病毒，降低水的使用风险；

步骤8、回用，制备过程的水净化后用于浇灌植物回用；

所述多级水处理装置通过一系列的过程对水进行净化处理，产生高品质的水以供使用。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术者员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术者员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (9)

1.一种多级水处理装置，其特征在于：包含：筛网过滤器(1)、活性炭过滤器(2)、紫外线消毒器(3)、钙镁离子交换器(4)、液位控制系统、反渗透膜(5)和PH控制系统(6)；其中：

筛网过滤器(1)，用于在水处理的最初阶段过滤水中可见的大颗粒或杂质；

活性炭过滤器(2)，用于使用活性炭过滤水中的氯、异味、色素、有机化合物以及其它化学污染物；

紫外线消毒器(3)，用于在过滤最后阶段杀灭水中细菌、病毒和其他致病微生物；

钙镁离子交换器(4)，用于将可再生的钙和镁离子替换水中的硬度离子，改善水的质量；

液位控制系统，用于感知液位高低并输出相应的电信号以控制水的出入；所述液位控制系统包括液位传感器、液位控制器、操作面板、进出水阀和报警装置，所述液位传感器用于测量和监测液体水平，所述液位控制器用于接收来自所述液位传感器的信号并控制水的进出，所述操作面板用于手动调整所述液位控制系统参数、查看液位状态及设置警报，所述进出水阀用于控制水的进出，所述报警装置用于提醒操作人员，保证系统的稳定运行；

反渗透膜(5)，用于将水中的溶解性离子、有机污染物和大分子物质过滤出去，去除水中病毒和细菌有害物质的同时保留水中的微量元素和有益物质；所述反渗透膜(5)包括支撑层、硬膜层、中间层和保护层；所述支撑层用于支撑反渗透膜(5)的基层，所述硬膜层用于阻挡水中大分子物质的穿透，所述中间层用于筛选水中的离子、小分子物质和重金属污染物，所述保护层用于保护所述反渗透膜(5)不受机械损伤和破坏；

PH控制系统(6)，用于通过添加化学品稳定水的PH值，确保水的健康和安全性；所述PH控制系统(6)包括PH测量仪、PH控制器、输送系统和PH显示屏；所述PH测量仪用于检测水中的PH值，所述PH控制器用于接收来自所述PH测量仪的信号，调节化学药剂的投入量控制水的PH值，所述输送系统用于药剂的输送，所述PH显示屏用于查看PH值和调整所述PH控制系统(6)参数；

所述筛网过滤器(1)位于多级水处理装置最上方，所述活性炭过滤器(2)位于所述筛网过滤器(1)下方，所述钙镁离子交换器(4)位于所述活性炭过滤器(2)下方，所述反渗透膜(5)位于所述活性炭过滤器(2)下方，所述紫外线消毒器(3)位于所述反渗透膜(5)外侧，所述PH控制系统(6)和液位控制系统通过电信号连接所述多级水处理装置。

2.根据权利要求1所述的一种多级水处理装置，其特征在于：所述钙镁离子交换器(4)包括触媒床、树脂罐和钙镁离子交换控制器，所述触媒床表面涂有阳离子交换树脂，用于捕获水中的钙离子和镁离子，实现离子交换，所述树脂罐材料为具有耐腐蚀性能和抗紫外线能力的耐酸碱塑料，用于容纳触媒床，所述钙镁离子控制器用于监控钙镁离子交换处理过程，实现自动化操作和快速维护。

3.根据权利要求1所述的一种多级水处理装置，其特征在于：所述液位控制系统采用误差修正算法测量水深，同时根据液位的变化对多级水处理装置进行控制，以达到预定的液位目标；所述液位传感器采用电容式液位传感器将信号转换为电信号输出至所述液位控制器；所述进出水阀包括控制阀门和控制泵，所述控制阀门用于调节液体进出的流量，并根据液位控制器的指令进行开关控制，以实现对液位的自动调节，所述控制泵用于提供水源；所述液位控制器包括微处理器和智能控制芯片，通过信号处理和控制实现对液位变化的自动检测和自动控制。

4.根据权利要求3所述的一种多级水处理装置，其特征在于：所述误差修正算法实现液位精准监测的方法为：

将所述液位传感器监测到的液位信息转化为函数数据信息，通过分析记录采集到液位数据得到液位函数，函数数据分析表达式如式(1)所示：

式(1)中，为输入液位信息变量，/>表示液位采集样本集，t表示液位采集样本特征数；

将分析后的液位函数进行逻辑聚类，逻辑聚类函数如式(2)所示：

式(2)中，和/>为c组液位数据聚类后得到的数据，δ为聚类质量标准；

在多维数据库中对液位数据进行误差修正，得到精确液位信息，所述误差修正函数为：

式(3)中，w为维数，u为2～5之间的常数，v为1～4之间的常数，k表示修正因子，通过式(3)得到经过误差修正后液位高度。

5.根据权利要求1或2所述的一种多级水处理装置，其特征在于：所述电容式液位传感器通过测量液体表面与感应电极之间的电容值大小，从而间接测量液位高度，所述电容式液位传感器包括感应电极、扫描电路和信号处理电路，所述感应电极用于感应液位高度，所述扫描电路用于读取感应电极与液体之间的电容值，并将其转化为电信号，所述信号处理电路用于处理和放大电信号，以生成液位水平信号。

6.根据权利要求1所述的一种多级水处理装置，其特征在于：所述报警装置为声光报警器，在所述液位控制系统监测到液位超出预定范围时，通过将电信号转化为声音和光信号，发出强烈的声光警示以提醒操作人员；所述声光报警器包括微控制器、高亮度LED灯和音响扬声器，所述微控制器用于处理报警信号转换成电压信号及数字信号，所述高亮度LED灯发出闪烁光进行报警提示，所述音响扬声器用于将电信号转化为声音信号，并放大信号，发出声音进行报警提示。

7.根据权利要求1所述的一种多级水处理装置，其特征在于：所述反渗透膜(5)为半透膜，孔径为几纳米，所述反渗透膜(5)采用负压工作原理，水流进入膜元件后受到压力作用，水分子从高浓度处流向低浓度处，所述反渗透膜(5)过滤出无法通过膜的微生物、病毒、有机物和无机盐污染物质，所述反渗透膜(5)利用对水分子的扩散作用，将水中有机物和溶剂按分子大小逐层过滤，所述反渗透膜(5)通过拦截溶解在水中的盐离子，超滤出清晰的淡水，将离子挤出水分子之外，实现去除水中的硬度成分及其他微量溶解物的目的。

8.根据权利要求1所述的一种多级水处理装置，其特征在于：所述PH控制系统(6)通过所述PH控制器接收所述PH测量仪的测量信号，根据测量结果通过所述PH显示屏控制所述输送系统投入化学药剂调节PH，以达到维持目标溶液PH值设定值的目的；所述PH测量仪采用离子选择性电极检测水中的PH值，所述输送系统包括计量泵、阀门和管路，所述PH控制器采用PLC接收来自所述PH测量仪的信号，通过控制所述输送系统投入化学药剂的用量控制水的PH值，实现PH值自动控制，保证水的PH值稳定。

9.根据权利要求1所述的一种多级水处理装置，其特征在于：所述多级水处理装置处理水源的步骤为：

步骤1、液位监测，在水处理过程中通过所述液位控制系统实时监测水液位变化并调节水的流量；

步骤2、粗过滤，水通过粗过滤器去除砂、泥和生锈大颗粒杂质，减轻后续过滤装置的负担，保护后续过滤器的使用寿命；

步骤3、活性炭过滤，活性炭表面有大量的微孔和吸附性活性物质，水通过所述活性炭过滤器(2)去除水中的异味和色斑；

步骤4、离子交换过滤，水通过钙镁离子交换器(4)将钙镁离子替换水中的离子；

步骤5、反渗透过滤，水通过反渗透膜(5)去除水中的溶解性有害物质；

步骤6、PH值控制，水在过滤后通过所述PH控制系统(6)控制水PH值稳定，以便用户使用；

步骤7、纯化处理，过滤完成后使用紫外线消毒器(3)消灭水中细菌和病毒，降低水的使用风险；

步骤8、回用，制备过程的水净化后用于浇灌植物回用；

所述多级水处理装置通过一系列的过程对水进行净化处理，产生高品质的水以供使用。