CN203960952U - 次净化水的多级利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种次净化水的多级利用装置，它由次净化储水系统和污水发电系统组成，所述的次净化储水系统包括高层净化储水系统和低层净化储水系统，所述的低层净化储水系统的储水箱上端的连接部分和高层净化储水系统储水箱上端的连接部分完全相同，高层净化储水系统储水箱的出水管与下层净化储水系统的储水箱进水管连接；所述的污水发电系统与低层净化储水系统的总下水管道连接，污水发电系统由污水的高楼发电和沼气发电或微生物发电组成。本实用新型通过污水净化再利用、高层污水发电、微生物(沼气)发电，巧妙地多次利用生活污水，缓解了淡水资源紧缺的问题，提高了水的利用效率。

Description

次净化水的多级利用装置

技术领域

本实用新型涉及一种废水再利用系统，具体的说是一种次净化水的多级利用装置。

背景技术

随着淡水资源的匮乏，我国越来越重视水资源的合理应用。在《国家环保“十一五”规划》中明确指出要进一步加强水资源的节约与利用。经调查，在国外的一些专家学者对各种节水系统也做了一系列的研究。德国是国际上城市雨水利用技术最发达的国家之一。1989年德国就出台了雨水利用设施标准(DIN1989)，对住宅、商业和工业领域雨水利用设施的设计、施工和运行管理，过滤，调蓄，控制与监测4个方面制定了标准。在新加坡，为了克服城市污水回用的心理障碍，政府规定：生产再生水的工艺均采用膜技术，其流程为：经过处理的废水——微过滤——反渗透过滤——紫外消毒——再生水水池。

在我国海相沉积地带，土壤呈盐碱性，地表水水质不好，缺乏充足的淡水资源，在自然灾害日益频繁暴发的今天，缺水将对居民生活构成严重的威胁，缺水危机常常是我们面临的现实，解决缺水问题的重要途径应该是将城镇生活污水变为城镇供水水源。城镇污水就近可得，来源稳定，容易收集，是可靠且稳定的供水水源。城镇污水经净化后回用主要可作为市政绿化、工业用水、景观用水以及城市二次用水。

经过我们的亲身经历，发现生活用水方面的浪费极大导致全国人均用水量偏高。现如今，许多环保人士都在提倡生活污水再次利用，比如洗菜水用来浇花等等。为此，我们结合了自身的想法以及各种节能减排的金点子设计了此系统，真正的达到了高效节水以及废水发电的效果。

在全球淡水资源极度匮乏的环境下，我们结合了生活中相关的节水措施，设计出了次净化水的多级利用装置，将切实有效的缓解淡水资源紧缺的状况，开启了我国节水节能的新时代。传统的节水措施受限于人的主观能动性，节水效率低下。新型节水系统的开发，能实现节水措施的“自动化”，其构造简单、成本低廉、效果显著，对我国“十一五”提出的能源战略、环境保护和自然资源的可持续发展都具有重要的现实意义。在利用污水发电方面，利用高层污水发电能产生大量电能，而沼气燃料电池不受卡诺循环限制，能量转换效率高，洁净、无污染、噪声低，模块结构、积木性强、比功率高，既可以集中供电，也适合分散供电。将沼气用于燃料电池发电，是有效利用沼气资源的一条重要途。并且，利用微生物燃料电池(或沼气池)技术能减少污水治理能量。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型公开了一种次净化水的多级利用装置，该系统可合理有效的利用废水，以此达到废水双重发电的效果，至少解决上述一个方面的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种次净化水的多级利用装置，它由次净化储水系统和污水发电系统组成，所述的次净化储水系统包括高层净化储水系统和低层净化储水系统，所述的高层净化储水系统由入水管、储水箱、浮杆和出水管组成，所述的入水管与储水箱的上端连接，入水管上设有手动阀门，手动阀门下方设有次净化层；储水箱的上端还设有紧急加水管道，紧急加水道与自来水管连通；储水箱的下部设有紧急放水管道和出水管，紧急放水管与下水管道连通；所述的浮杆底端连有单向阀门，浮杆设有两个，都设在水箱内部，一个与紧急加水管道配合，另一个与紧急放水管道配合，两个浮杆都通过连杆来固定。

所述的低层净化储水系统的储水箱上端的连接部分和高层净化储水系统储水箱上端的连接部分完全相同，高层净化储水系统储水箱的出水管与低层净化储水系统的储水箱进水管连接。高层净化储水系统储水箱的下端也设有紧急放水管道和出水管，紧急放水管道也与下水管道连通，出水管和卫生间冲厕管道连接，再与下水管道连通；储水箱内也设有两根浮杆，一个与紧急加水管道配合，另一个与紧急放水管道配合。

所述的污水发电系统与低层净化储水系统的总下水管道连接，污水发电系统由污水的高楼发电和沼气发电或微生物发电组成，污水的高楼发电是利用最终排出的所有污水的重力势能带动水轮机发电；沼气发电或微生物发电是利用楼底的微生物发电池或沼气池发电。

本实用新型的有益效果是：1、次净化水的多级利用装置，通过污水净化再利用、高层污水发电、微生物(沼气)发电，巧妙地多次利用生活污水，缓解了淡水资源紧缺的问题，提高了水的利用效率；2、次净化储水箱的巧妙安放是本系统的一大亮点。它的设计完成既最大化的减少了清水的使用量，又充分利用了生活污水，还实现了节水“自动化”；3、利用底层的微生物燃料电池(或沼气池)将废水中的有机质转化成了电能，不仅能量转化效率高、无污染，而且在获得电能的同时可以净化废水废物，削减或消除污染，真正的达到节能减排的效果。

附图说明

下面结合附图说明和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是次净化水的多级利用装置示意图；

图2是上层净化储水系统的原理图；

图3是本实用新型工作流程图。

其中，1-下水管道、2-浮杆、3-单向阀、4-紧急放水管、5-污水发电系统、6-入水管、7-手动阀门、8-次净化层、9-储水箱、10-紧急加水管、11-自来水管道、12-连杆、13-出水管、14-卫生间。

具体实施方式

图1、图2、图3中，一种次净化水的多级利用装置，它由次净化储水系统和污水发电系统组成，所述的次净化储水系统包括高层净化储水系统和低层净化储水系统，所述的高层净化储水系统由入水管、储水箱、浮杆和出水管组成，所述的入水管与储水箱的上端连接，入水管上设有手动阀门，手动阀门下方设有次净化层；储水箱的上端还设有紧急加水管道，紧急加水道与自来水管连通；储水箱的下部设有紧急放水管道和出水管，紧急放水管与下水管道连通；所述的浮杆底端连有单向阀门，浮杆设有两个，都设在水箱内部，一个与紧急加水管道配合，另一个与紧急放水管道配合，两个浮杆都通过连杆来固定。

所述的低层净化储水系统的储水箱上端的连接部分和高层净化储水系统储水箱上端的连接部分完全相同，高层净化储水系统储水箱的出水管与低层净化储水系统的储水箱进水管连接。高层净化储水系统储水箱的下端也设有紧急放水管道和出水管，紧急放水管道也与下水管道连通，出水管和卫生间冲厕管道连接，再与下水管道连通；储水箱内也设有两根浮杆，一个与紧急加水管道配合，另一个与紧急放水管道配合。

所述的污水发电系统与低层净化储水系统的总下水管道连接，污水发电系统由污水的高楼发电和沼气发电或微生物发电组成，污水的高楼发电是利用最终排出的所有污水的重力势能带动水轮机发电；沼气发电或微生物发电是利用楼底的微生物发电池或沼气池发电。

图1、图2、图3中，所述的次净化层分为5层，最上层即第一层为筛网层，用来过滤除去水中大型杂质；第二层为滤网层，用来过滤水中较小的可见杂质；第三层为活性炭层：用来去除水中各种异味以及吸附细小的不可见的杂质；第四层为生物膜层，用来去除以上三层所不能除去的杂质，达到进一步净化的效果；第五层为支撑层，由筛网构成，用来支撑以上4层。

净化层设计为可抽出的，形状中间凹槽式，以便抽出清洗和存积杂质。要清洗，更换净化层时，手动关闭净化层上方的阀门，将净化层抽出，清洗筛网、滤网以及生物膜，并更换活性炭。清洗完毕后，将净化层再插回，打开上方手动阀门，系统就能继续工作。

图1、图2中，当储水箱水位低于最低水位时，紧急加水管道口处的浮球下降，带动连杆单向阀门将紧急加水口打开，补充清水；当储水箱水位高于最高水位时，放水口浮球上升，带动连杆单向阀门将紧急放水口打开放出多余的水，再流入下水管道。

图1中，在污水发电系统中，对于固定高度的排水系统，其高度和水流强度均已确定。所以水轮机的效率和水流落差以及水头动能的关系都已确定，所以要想提高水轮机的效率，只能调节进水口、出水口、叶轮涡流、管道涡流等来实现。

水的通流通道存在摩擦力，会导致水动能的损失，从而影响能量转换效率，流道的入口(即进水口)、管道、出水口都存在摩擦及涡流，从而消耗发电用水的动能。

水流在转弯或绕行障碍物时，会产生脱流现象，脱流部分一般都会产生涡流，涡流是局部紊乱的水流，对水流动能消耗很大，在管道转弯、障碍处水流都会产生涡流，水轮机工作状态偏离设计范围时，叶片、尾水管中都会产生涡流，从而损失能量。

本实用新型设计的管道一般采用直线形管道，在必须得拐角处使用曲线形拐角，从而减小涡流引发的能量损失。水轮机位于最低的拐角的前端，同时叶片的中心位于管道外面，这样可以尽可能多的避免叶片涡流带来的能量损失。

图1中，在污水发电系统中，微生物燃料电池以附着于阳极的微生物作为催化剂，降解有机物(葡萄糖，乳酸盐，醋酸盐等)产生电子和质子。产生的电子传递到阳极，经外电路到达阴极，由此产生外电流；产生的质子通过分隔材料(PEM或盐桥)或直接通过电解液到达阴极，在阴极与电子、氧化物(铁氰化钾、氧气等)发生还原反应，从而完成电池内部电荷的传递。

本实用新型具体的使用步骤为，使用时，高层净化储水系统中，打开手动阀门，废水经过次净化层，得到一定程度的净化后，流入储水箱。当储水箱内的水位处于两个浮杆最高位与最低位之间时，储水箱内的净化水从出水管流出。由于高层净化储水系统储水箱的出水管与低层净化储水系统的储水箱进水管连接，再打开低层净化储水系统进水管处的手动阀门，水再次被净化层净化，流入储水箱，储水箱的出水口与卫生间冲厕管道连接。卫生间冲厕时，按下冲水开关即可，节水效果好，并且清洁卫生。卫生间冲厕后的废水再流入下水管道，下水管道内的水具有很大的重力势能，带动发电机叶片快速转动产生电能。经过发电机后的水再通过沼气发电或微生物发电设备，产生一定电能，整体上使废水得到了双重的有效利用。

以上仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种次净化水的多级利用装置，其特征在于：它由次净化储水系统和污水发电系统组成，所述的次净化储水系统包括高层净化储水系统和低层净化储水系统，所述的高层净化储水系统由入水管、储水箱、浮杆和出水管组成，所述的入水管与储水箱的上端连接，入水管上设有手动阀门，手动阀门下方设有次净化层；储水箱的上端还设有紧急加水管道，紧急加水道与自来水管连通；储水箱的下部设有紧急放水管道和出水管，紧急放水管与下水管道连通；所述的浮杆底端连有单向阀门，浮杆设有两个，都设在水箱内部，一个与紧急加水管道配合，另一个与紧急放水管道配合，两个浮杆都通过连杆来固定。

2.根据权利要求1所述的次净化水的多级利用装置，其特征在于：所述的低层净化储水系统的储水箱上端的连接部分和高层净化储水系统储水箱上端的连接部分完全相同，高层净化储水系统储水箱的出水管与低层净化储水系统的储水箱进水管连接；低层净化储水系统储水箱的下端也设有紧急放水管道和出水管，紧急放水管道与下水管道连通，出水管和卫生间冲厕管道连接，再与下水管道连通；储水箱内也设有两根浮杆，一个与紧急加水管道配合，另一个与紧急放水管道配合。

3.根据权利要求1所述的次净化水的多级利用装置，其特征在于：所述的污水发电系统与低层净化储水系统的总下水管道连接，污水发电系统由污水的高楼发电和沼气发电或微生物发电组成。