CN201202147Y

CN201202147Y - 一种太阳能家庭污水再利用装置

Info

Publication number: CN201202147Y
Application number: CNU2008201179432U
Authority: CN
Inventors: 解峥; 赵鑫; 贾巾月
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2018-05-30

Abstract

本实用新型涉及污水再利用装置，是一种太阳能家庭污水再利用装置。它包括大、小储水箱，管路，水泵，水泵控制系统及供电系统，供电系统包括太阳能电池组件、蓄电池、充电控制器和逆变器，为整个系统提供电力。本实用新型还包括单向阀，电磁阀，补水漂子阀门，手动阀门和电源切换装置。本实用新型，生活污水经收集过滤后进入大储水箱，水泵将大储水箱中的水输送至小储水箱，小储水箱中的水用于冲洗厕所。本实用新型使用太阳能作为电力，大大节约了能源。同时，大阳能与市电可以互相切换，污水和自来水也可以相互自动切换，真正达到节能减排和自动化控制的目的。

Description

一种太阳能家庭污水再利用装置

技术领域

本实用新型涉及污水再利用装置，特别是涉及一种太阳能家庭污水再利用装置。

背景技术

我国是缺水大国，而且能源日趋缺乏，但在生活中，水的再利用却非常不足。而洗脸、洗浴、洗衣水，在没有进入城市污水道之前，由于家庭生活污水本身并不脏，对家庭环境没有污染，基本上是可以直接用来打扫卫生、冲厕所。鉴于此，人们发明了各种各样的家庭生活污水再利用装置，如专利号为“200420108717”名称为“家庭二次利用水装置”的中国实用新型专利就公开了这样的一种装置，它由小容器、大容器、水泵和水位继电器；小容器的进水口连接着家庭卫生间的浴缸或洗衣机排水管，小容器出水口通过管道连接着大容器的进水口，大、小容器之间的管道上设有水泵。据查证，涉及家庭污水二次利用的专利很多，该专利及其他家庭污水二次利用的专利均存在节水不节能的问题，在节约水的同时增加了电能的消耗，消耗了电能就等于增加了温室气体的排放；在污水生成量不足时应用自来水的自动补充、相互切换还比较欠缺，自动化程度不高，实用性差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是解决污水再利用装置节水不节能的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种太阳能家庭污水再利用装置，它包括大、小储水箱、管路、水泵、水泵控制系统和供电系统，所述管路分别连接大、小储水箱和水泵，水泵用来将大储水箱中的水输送至小储水箱，所述水泵控制系统，控制水泵的开关；所述供电系统，为整个系统提供电力，所述供电系统包括太阳能光伏发电系统。

所述太阳能光伏发电系统包括太阳能电池组件、蓄电池、充电控制器和逆变器，所述充电控制器分别与太阳能电池组件和蓄电池电连接，所述蓄电池与逆变器电连接，所述逆变器与水泵电连接。

所述逆变器与照明电路并联。

所述水泵控制系统包括大储水箱浮子开关，小储水箱浮子开关，分别与水泵和电源相连。

本实用新型还包括单向阀，所述单向阀设置在连接大、小储水箱的管路中。

本实用新型还包括补水漂子阀门，设置在小储水箱内，用于控制小储水箱的水位。

本实用新型还包括电磁阀，设置在连接自来水管道与小储水箱之间的管路中。

本实用新型还包括手动阀门，与电磁阀并连设置在连接自来水管道与小储水箱之间的管路中。

本实用新型还包括电源自动切换装置，用于切换太阳能光伏发电系统与市电系统。

本实用新型，生活污水经收集过滤后进入大储水箱，水泵将大储水箱中的水输送至小储水箱，小储水箱中的水用于冲洗厕所。由于使用太阳能作为电力，大大节约了能源。同时，大阳能与市电可以互相切换，污水和自来水也可以相互自动切换，达到节能减排和自动化控制的目的。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为本实用新型污水再利用原理图；

图3为本实用新型太阳能光伏发电系统示意图；

图4为本实用新型市电与太阳能发电系统切换原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作出详细的说明。如图1、图2所示，本实用新型包括大、小储水箱1、2，管路，水泵12，水泵控制系统及供电系统，所述管路分别连接大、小储水箱1、2和水泵12，用于将大储水箱1中的水输送至小储水箱2，所述水泵控制系统，用于控制水泵的开关；所述供电系统，为整个系统提供电力；其特征在于所述供电系统包括太阳能光伏发电系统。

如图3所示，图3为本实用新型的太阳能光伏发电系统示意图。所述太阳能光伏发电系统包括太阳能电池组件11、蓄电池12、充电控制器13和逆变器14，所述充电控制器13分别与太阳能电池组件11和蓄电池12电连接，所述蓄电池12与逆变器14电连接。其中，太阳能电池组件11选用120W/17V，蓄电池12选用12V/50Ah铅酸免维护蓄电池、充电控制器选用12V/7A，逆变器选用12V/220V/150W。安装时，将光伏电池组件11安装在屋顶以利用阳光产生电能，并通过铺设的电缆引到室内的电气柜中。电气柜中放置充电控制器13、蓄电池12和逆变器14，三者配合组成电能控制、转换系统。太阳能电池组件11与水平面按一定的倾斜角度正面朝南架设，其电流输出端用双芯电缆连接到充电控制器13的输入端子上，充电控制器13的输出端子与蓄电池12的正、负极板用电缆连接。蓄电池12的正、负极板同时要用电缆连接到逆变器14的正、负输入端子上，逆变器14的交流电压输出端子用电缆接到水泵12上做为其工作的电源。当白天太阳光充足时，太阳能电池组件11将光能转换成直流电流输出到充电控制器14上，充电控制器14可以为蓄电池12提供最佳的充电电流和电压，同时向逆变器14提供正常工作的直流电流，逆变器14的作用就是将该直流电逆变成220V交流电供水泵12或照明等其他负载使用。

如图4所示，图4为本实用新型市电与太阳能发电系统切换原理图。电源切换装置100的两个输入端101、102分别与逆变器输出端和市电系统连接，电源切换装置100的输出端103与本实用新型的水泵或其他负载连接。

当在阴雨天或夜晚时，太阳能电池11不能提供电能时，由蓄电池12输出储存的电能经逆变器16向负载供电，当连续阴天和光照不足时，蓄电池电量输出下降到一定程度时，逆变器16将停止供电通过电源切换装置，自动切换到供电公司的交流电。

在正常情况下使用太阳能发电供应家庭的照明和本系统的控制用电，交流电只作为应急需要，因此该系统可以满足污水利用装置全天正常工作时对电源的要求。

大、小储水箱1、2分别由PVC板焊接而成，耐酸耐腐蚀，小储水箱2放置在天花板下方，大储水箱1放置在地板上，一般天花板下的横行下水管道距离天花板30cm，所以高处小储水箱2的高度不要超过30cm，长宽根据房间的大小设计，房间经过吊顶高处小储水箱2完全可以被掩盖起来。低处大储水箱1的设计和制作，经查阅《建筑结构载荷规范》，一般应满足以下数值，当今卫生间设计的活荷载按2.5KN/m²取值；低位大储水箱1注满水的质量加上活动的人质量及其附属物质量不能超过2.5KN/m²，高度不超过30cm。

将小储水箱2以有力的支撑固定于卫生间的高处。在安装低位大储水箱1前，应先找平，并做防水，然后放置大储水箱1。如果卫生间的面积较大，可以做若干个大储水箱1进行连通，然后表面被盖水泥板，最后镶瓷砖。在完成被盖低位大储水箱1前，将坐便器和其他的下水管焊接提高，高出瓷砖表面，总之安装完大储水箱后要高出卧室和客厅约25到30cm。

在高处小储水箱2的下端与马桶的上水管相连，复式结构的楼房的二层生活污水管道与高位小储水箱的顶部相连；低处大储水箱1的进水口与浴盆、脸盆、洗衣机的下水管道相连；低位大储水箱1的溢出管道与总下水管道相连，输出水管道与水泵12的入水管端相连，水泵12的出水口加装单向阀4门后与高位小储水箱1的底部相连；然后在两个储水箱上分别安装二个漂子，分别安装一组行程组合开关，并连接相应的导线。

在高处小储水箱2的一侧靠近顶部处安装一个漂子阀门5，漂子阀门5的近端并联安装电磁阀10和手动阀门9各一个，然后和自来水管道11连接。另外应用直径较粗的PVC管将高位的小储水箱2顶部的溢水管和低位大储水箱1顶部相连。

对于单层结构楼房，生活污水经收集过滤后进入低位储水箱1，当水位到达一定量时，低位大储水箱1底部的漂子由于浮力的作用被顶起，当漂子上升到一定程度时，整个水泵电路处于闭合状态；当低位储水箱储水不足时，漂子落下，下降到一定程度时，电路断开，切断水泵12的电源，避免烧毁水泵电机12。

当高位小储水箱2由于马桶3的用水水位下降时，漂子下降，到一定程度使行程组合开关闭合，并且低位大储水箱内有水，低位组合开关闭合时，水泵12开始工作，将水由低位大储水箱1抽到高位的小储水箱2；当高位小储水箱2内的水位上升到一定程度时，漂子上移，到一定程度，行程组合开关断开，水泵电机12停止工作，不再补水。

当低位大储水箱1储水过多时，污水可经溢出管道排到总下水道8。如果近期产生的可利用的污水较少时，低位储水箱1的漂子继续下移，可以使控制低位储水箱1的电磁阀10行程开关闭合，同时高位储水箱2的水位下降到一定程度，高位水箱2控制电磁阀10的形程开关也闭合，使整个电磁阀10回路闭合，电磁阀10打开，应用自来水向高位储水箱2补水，当水位到达一定程度时，高位储水箱2的行程开关断开，电磁阀10停止工作，停止补水。

如果供电公司交流电和太阳能发电均不能正常供应时，可以应用手动打开阀门9向高位水箱2补水，当到达一定水位后高位储水箱2的漂子阀门5自动关闭。这样使得该装置达到自动补水，达到自动控制的目的。调整两个行程组合开关的活动区间，使高位储水箱2的水位处于最佳水平。

对于复式结构楼房一、二层的用水功能最好分开来用，一般洗衣用水、洗漱用水在二层，马桶用水在一层，这样二层污水经过过滤后直接排入一层的高位小储水箱2，当高位小储水箱2注满后通过上部的一水溢水管道直接排入低位的储水箱1，当低位的大储水箱1注满后，在经过溢水管道排入主排水管道，这样可以大大节约电能的使用，只是当高位小储水箱2污水不足时，才有电的应用，电机才能启动。其工作原理同单层结构工作原理。

为了保持的清洁，应定期在储水箱中投掷漂白粉，防止有机质的变质和腐败。

本实用新型，节水、节电、减排效果明显。

(1)轻松实现节约用水50％以上。

目前每天有大量的清水用于冲洗马桶，造成了水资源的浪费。居民所用水量按照每户3人家庭计算，每人每天漱洗用水量约为20-30升，洗澡用水20-30升；冲厕用水30-50升，每人冲洗用水合计在70-110升。漱洗用水直接通过排污系统排走的水量，足够每天冲洗厕所的用水量。把这些“干净的”漱洗水排掉，意味着每天每人要浪费掉40-60升水，同时也多排放40-60升的污水，还加大了污水处理的工作量。按照一户3人计算，每年浪费水43800—65700升，年平均浪费水54750升，按照饮用水水价为3.7元/m³计算，每户每年浪费162—243元。按照城市污水排放收费标准规定，需要多交纳的排污费为饮用水的50％，依此计算，每年每户要多支出243-365元。卫生间污水二次利用装置具有自动收集、自动储存洗涤废水的功能，节水率高达50％以上。

(2)节电效果明显。

本装置发电功率为120W，经过逆变电源后仍可以供给100W的功率，这样完全可以解决一般家庭的低功率的照明设备的用电和本装置控制用电，如果每天用电时间8小时，那么每天可以节约用电0.8KW.h，每年可以节约用电292KW.h，本装置的运行完全不使用不可再生能源，不仅解决了本装置的用电问题，而且也解决了日常生活照明的问题。

(3)减少了污水、二氧化硫和二氧化碳的排放。

应用此装置后，一个三口之家一年因家庭污水二次利用可以节约饮用水54750升，在节水的同时也就减少了54750升污水的排放，减轻了城市管网的排污压力，减轻了城市污水处理的压力。

在全国节能减排总攻中曾陪严副总理指出：每节约1度电可以减少10克二氧化硫和15公斤的二氧化碳的排放，每节约0.125吨水可以减少10克二氧化硫和15公斤的二氧化碳的排放。按上述计算，一个三口之家，平均每年可以节约用水54750升，那么一年内通过一个家庭的节约用水可以减少4380克二氧化硫，6570公斤的二氧化碳的排放。节电的同时也减少了排放，主要通过以下方式减少了排放，太阳能为绿色能源，在发电时不产生二氧化碳，没有气体排放，每年可以节约用电295.5度，每节约1度电可以减少10克二氧化硫和15公斤的二氧化碳的排放计算，那么每年可以减少2955克二氧化硫和4432.5公斤二氧化碳的排放。

一个三口之家，如果应用此装置，在节水节电的同时，每年可以减少7335克二氧化硫和11002.5公斤的二氧化碳的排放，从每个家庭作起，减少了有毒有害气体和温室气体的排放。

(4)二次利用污水不会产生沉淀聚集

自1995年以来，市场上出售的洗衣机都设有循环水流，在洗涤时可将水中的线绒，绒屑、绒渣收集到过滤袋中。所以洗衣机排出的水不含固体杂质，不会产生固体沉淀聚集物。洗手盆排水属于无固体物排水，在洗手盆下水口处设有0.5 x 0.5毫米的滤网，可以100％滤出毛发。浴盆排水洗浴水中含有毛发、皮屑等，在浴盆排水口上设有0.5 x 0.5毫米的滤网，可以100％滤出毛发和皮屑。使杂质无法进入节水装置，更不会在其内聚集沉淀。

(5)冲厕水质完全满足标准要求

日本是个淡水资源严重缺乏的国家，废水利用在日本已经有50年的历史，对废水冲厕制定了安全可靠的标准。而我国废水利用才刚刚起步，还没有具体的冲洗厕所水质标准。我们依据日本的冲厕所水质标准，对我们的装置进行了试验检测(见下表)，结果完全达标。

序号	项目	标准要求	实际测定值	判定
序号	项目	标准要求	实际测定值	判定	1	浊度(度)	≤20	8-18	合格
2	色度(度)	≤30	无	合格	1	浊度(度)	≤20	8-18	合格
2	色度(度)	≤30	无	合格	3	臭、味	无不快感	无不快感	合格
4	PH	6.5-7.6	6.7-6.8	合格	3	臭、味	无不快感	无不快感	合格
4	PH	6.5-7.6	6.7-6.8	合格	5	COD(毫克/升)	≤40	≤20	合格
6	BOD(毫克/升)	≤20	无	合格	5	COD(毫克/升)	≤40	≤20	合格
6	BOD(毫克/升)	≤20	无	合格	7	浮游性物质(毫克/升)	不控制	61-60	合格
8	NH₄-N(毫克/升)	≤20	0-4	合格	7	浮游性物质(毫克/升)	不控制	61-60	合格
8	NH₄-N(毫克/升)	≤20	0-4	合格	9	杂菌数(个/毫升)	不控制	0-40	合格
10	大肠菌群数(个/毫升)	不控制	0-40	合格	9	杂菌数(个/毫升)	不控制	0-40	合格

应用本实用新型，节水效果显著，而且该装置结构简单，操做简便，自动化程度高，具有较高的实用性，在复式结构的楼房尤为适用。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims

1、一种太阳能家庭污水再利用装置，包括大、小储水箱、管路、水泵、水泵控制系统和供电系统，所述管路分别连接大、小储水箱和水泵，水泵用来将大储水箱中的水输送至小储水箱，所述水泵控制系统，控制水泵的开关；所述供电系统，为整个系统提供电力；其特征在于所述供电系统包括太阳能光伏发电系统。

2、根据权利要求1所述的太阳能家庭污水再利用装置，其特征在于所述太阳能光伏发电系统包括太阳能电池组件、蓄电池、充电控制器和逆变器，所述充电控制器分别与太阳能电池组件和蓄电池电连接，所述蓄电池与逆变器电连接，所述逆变器与水泵电连接。

3、根据权利要求2所述的太阳能家庭污水再利用装置，其特征在于所述逆变器与照明电路并联。

4、根据权利要求1所述的太阳能家庭污水再利用装置，其特征在于所述水泵控制系统包括大储水箱浮子开关，小储水箱浮子开关，分别与水泵和电源相连。

5、根据权利要求1所述的太阳能家庭污水再利用装置，其特征在于它还包括单向阀，所述单向阀设置在连接大、小储水箱的管路中。

6、根据权利要求1所述的太阳能家庭污水再利用装置，其特征在于它还包括补水漂子阀门，设置在小储水箱内，用于控制小储水箱的水位。

7、根据权利要求1所述的太阳能家庭污水再利用装置，其特征在于它还包括电磁阀，设置在连接自来水管道与小储水箱之间的管路中。

8、根据权利要求7所述的太阳能家庭污水再利用装置，其特征在于它还包括手动阀门，与电磁阀并连设置在连接自来水管道与小储水箱之间的管路中。

9、根据权利要求2所述的太阳能家庭污水再利用装置，其特征在于它还包括电源自动切换装置，用于切换太阳能光伏发电系统与市电系统。