家用漂洗水处理冲厕回用设备及其方法与流程

文档序号:32479383发布日期:2022-12-09 21:08阅读:76来源:国知局
家用漂洗水处理冲厕回用设备及其方法与流程

1.本发明涉及中水回用领域,涉及将家用漂洗水处理回用于冲厕的一种方法和家用设备。


背景技术:

2.根据我国家庭用水结构现状,人均生活用水量根据地区差异在100-250l/d 之间,其中部分污染不严重的水是可以回收处理再利用的。家庭生活用水中一般洗涤用水(包括洗菜、洗衣服等)约占三分之一;淋浴洗涤用水约占三分之一;冲厕用水约占三分之一。前二类污染不严重的用水经适当处理后回用冲厕,不仅节约水资源,而且也具有降低家庭用水支出的经济效益。
3.雷兆武等的文章《悬浮污泥层过滤处理校园洗漱污水并回用冲厕》对学生宿舍的洗漱污水经过大型集水池收集、处理后回用于该宿舍楼冲洗厕所,采用的工艺是pac+pam混凝和悬浮污泥层过滤,净水溢流进入中水池,消毒回用,产生的污泥引入化粪池处理。工艺处理效果较好,运行稳定,但投加的大量有机混凝剂和消毒药剂增加了系统成本,同时产生的化学污泥在家庭中难以处理和排放,易造成二次污染,污水在夏季易导致恶臭等环境问题。
4.中国专利cn113700083a涉及一种整体浴室废水利用系统,对整体浴室废水就地收集、过滤、消毒等处理,出水达中水标准再利用于冲厕,系统结构简单,节水效果显著。但整体设备检修、更换部件困难,尤其是起主要处理作用的微孔过滤器,容易被洗涤废水中微小的悬浮颗粒堵塞;对中水进行短时间消毒,并不能消除其长时间停留在中水水箱而发臭的隐患。
5.综上,家用洗涤水回用冲厕设备因其使用场地特殊,环境卫生要求高,必须最大程度避免恶臭产生。而现有专利通常采用大容积集水池来容纳短时间大流量进水,废水停留时间延长容易散发恶臭。针对以上问题,现有工艺和设备有待进一步提高和改进。


技术实现要素:

6.家庭通常使用自来水冲厕造成大量优质饮用水资源浪费,而居民洗衣废水中漂洗废水和脱水废水水质相对较好,具有一定重复利用价值,经过适当处理达到一定水质标准后,可替代自来水满足水质要求较低的冲厕所需,节约水资源同时降低家庭用水支出。现有专利和设备利用大型调蓄池储存洗涤废水,较长的污水停留时间导致难以避免的恶臭问题。为尽量消除恶臭隐患,适于家庭使用,本发明针对水质较好、短时间大流量间歇排放的家庭漂洗废水提出一种家用漂洗水处理冲厕回用设备及其方法。
7.本发明的具体方案如下:
8.家用漂洗水处理冲厕回用设备,所述设备包括控制系统以及与所述控制系统分别连接的漂洗水收集、循环水池系统、模块化过滤处理系统和回用池,漂洗水收集与循环水池系统包括单向连通的循环池和小型集水池,循环池与回用池单向连通,回用池与厕所洁具
单向连通;所述家用漂洗水收集至小型集水池,小型集水池通过进水泵连通至模块化过滤处理系统,模块化过滤处理系统与所述循环池连通,从而来循环回流处理漂洗水;模块化过滤处理系统包括可拆卸替换且再生的多级的过滤处理模块,过滤处理模块使用腐殖土颗粒填料或除磷颗粒填料。
9.进一步的,所述过滤处理模块包括模块箱体和所述填料,填料填充在模块箱体内,模块箱体底部设有穿孔滤板,模块箱体侧壁设有连通填料表面和底面的超越管,用于判断填料是否堵塞;
10.过滤处理模块共设有4~6级,各级过滤处理模块上下堆叠放置,填充除磷颗粒填料的过滤处理模块置于填充腐殖土颗粒的过滤处理模块的下方。
11.进一步的,所述模块箱体的顶面及底面均设半圆形凹槽,利用o型密封圈实现模块箱体间的密封。
12.进一步的,所述模块化过滤处理系统还包括布水配气装置和集水装置,所述集水装置即倾斜汇水底层,位于最下方的一级过滤处理模块的下方,收集并排出模块化过滤处理系统的出水;
13.所述布水配气装置包括配水顶层、配水立柱、排气立柱、通气穿孔管和风机,配水顶层位于最上方一级过滤处理模块的上方,配水顶层向下配水;配水立柱、排气立柱设置在模块化过滤处理系统的两侧,用于支撑以及配水配气,配水立柱、排气立柱的下方分别设置配水立柱进水管和排气立柱排气管,配水立柱、排气立柱的顶部分别设置配水立柱出水管和排气立柱进气管,配水顶层的两侧分别设置进水管和出气管,以活动接头形式和配水立柱出水管和排气立柱进气管相对接,并利用各自电动阀控制气/水的进出;
14.风机与排气立柱排气管连接,倾斜汇水底层设有通气穿孔管。
15.进一步的,所述模块化过滤处理系统还包括模块定位密封装置,模块定位密封装置包括轴瓦、抬升弹簧、联杆、定位销、弹簧搭扣装置,轴瓦下设有抬升弹簧,轴瓦安装在所述排气立柱或所述配水立柱上可绕其旋转,联杆与模块箱体连接,单级过滤处理模块由联杆上连接的轴瓦定位和运动,工作位由联杆上的定位销锚定;(联杆固定连接两个所述轴瓦,共同控制单级的过滤处理模块的定位和运动,联杆上有上下两个定位销,可刚好插入所述模块箱体中竖直方向上两凹槽,达到锚定定位的目的);
16.弹簧搭扣装置包括固定拉环和带长弹簧的挂钩,排气立柱或配水立柱的顶部轴瓦上表面设置一个所述带长弹簧的挂钩,在排气立柱或配水立柱的底端设置一个所述固定拉环,或者所述带长弹簧的挂钩和所述固定拉环的位置对调,形成一套所述弹簧搭扣装置,弹簧自然伸长的长度小于所述模块化过滤处理系统的高度从而达到各级所述过滤处理模块间的密封(弹簧伸长长度大于自然状态下长度,说明弹簧被拉伸,对轴瓦及其连接的过滤处理模块有向下压的作用,依靠这个压力完成模块间的密封)。
17.进一步的,所述循环池包括内圈区与外圈区,内圈区承接所述模块化过滤处理系统的出水,并通过三角溢流隔板与所述外圈区连通,内圈区底部设有泥斗;外圈区的底部设有穿孔排水管,并通过连接管、单向阀与所述小型集水池单向连通,实现漂洗水从循环池往小型集水池的单向流通,外圈还设有带风机的曝气砂头用于提高循环水中溶解氧含量;循环池下接出水管延伸至所述回用池,所述出水管利用循环池出水电动阀门控制通水。
18.更进一步的,所述小型集水池的出水管处设置液位探头和所述进水泵,出水管与
配水立柱进水管连接;小型集水池的池顶设置进水管与漂洗水连接,进水管上设有流量计。
19.进一步的,所述设备的底层为回用池,回用池侧壁设有低位液位探头和高位液位探头,高位液位探头上方设有回用池溢流口,高于回用池溢流口处设置自来水管,并增设自来水电动阀门避免自来水接触中水;回用池底部设有紫外灯;回用池内设置回用水提升泵,卫生洁具水箱设置高液位信号,当卫生洁具使用时水箱水位开始下降时,高液位信号断开控制启动回用水提升泵向卫生洁具水箱供水,当水箱水位高液位信号重新闭合时停止回用水提升泵。
20.回用池的上方设有所述漂洗水收集与循环水池系统,循环池的上方放置所述模块化过滤处理系统,小型集水池的上方放置所述洗衣机,洗衣机的排水口加装电动三通阀以控制排水方向,一个通向下水管道,另一个通向所述小型集水池。
21.家用漂洗水处理冲厕回用方法,包括:
22.(1)家用漂洗水经流量计排向小型集水池,流量计将排水量发送至控制系统;
23.(2)小型集水池的液位上升直至池内液位探头被触发且回用池中高位液位探头未被触发时,通过进水泵将漂洗水通过集水池出水管、配水立柱进水管泵入到模块化过滤处理系统的配水顶层中,并打开曝气砂头风机进行充氧;
24.(3)漂洗水经过配水顶层向下均匀配水,依次通过多级腐殖土颗粒填料及除磷颗粒填料的生化和物化过滤耦合的处理后,出水经循环池单向流入小型集水池,小型集水池中的漂洗水再不断被进水泵泵入模块化过滤处理系统进行循环回流处理;
25.通过所述控制系统得到循环回流处理的时长:控制系统首先计算漂洗水量与进水泵设定流量的比值v/q=t1和设定循环次数n的乘积n*t1,将此数值与初始设定循环时长相比较:
26.其中,初始设定循环时长为循环池和集水池的总设计池容与进水泵设定流量的比值v0/q=t0和设定循环次数n的乘积n*t0;
27.若此数值≥初始设定循环时长,说明进水量≥设定池容,多余漂洗水通过小型集水池的溢流口排出,循环池出水电动阀门从n*t0时刻开启,将经过n次过滤处理的回流水排出,直至小型集水池中液位低于设定液位,进水泵、曝气砂头风机、配水顶层的进水电动阀和循环池出水电动阀门同时关闭;
28.若该数值<初始设定循环时长,说明循环池中水位不满,循环时长可以相应减小,此时循环池出水电动阀门从n*t1时刻开启,直至小型集水池中液位低于设定液位;
29.(4)循环池出水电动阀门关闭后,开启所述排气立柱的风机30-60min,供给颗粒填料充足的氧气,促进降解残余的有机质;
30.(5)循环池的出水排入回用池后,回用池提升泵根据卫生洁具液位信号向卫生洁具供水。
31.进一步的,所述控制系统每日定时对回用池的池水进行紫外消毒;
32.若长时间无人使用厕所洁具,则将回用池的出水排向下水管道;
33.若回用池的水位不能满足厕所洁具用水量且进水泵并未工作时,则控制系统自动开启自来水电动阀门,向回用池中补充冲厕水直至回用池水位达到高位有效水深;
34.若回用池的水位达到高位有效水深,多余出水从回用池的溢流口排出,进水泵不工作。
35.本发明的有益效果具体如下:
36.(1)本发明的家用漂洗水冲厕回用设备将家庭优质杂排水循环经过腐殖土填料模块和除磷填料模块,利用生化法和物化过滤耦合,处理效果好,出水水质达到中水标准,可取代自来水用于冲厕,实现水资源的二次利用,节水效果显著。
37.(2)使用腐殖土颗粒和除磷颗粒作为填料,以废治废,绿色环保,同时颗粒机械强度和孔隙度较高,抗冲击负荷能力强,不易堵塞,并且还大大降低了设备的成本,配合专用的模块再生装置,再生后的过滤处理模块可循环使用,进一步降低设备更新成本。
38.(3)核心填料单元采用模块化组件,方便实现其整体拆卸和更换;利用超越管指示过滤水头判断填料是否堵塞,操作简单,适合家用。
39.(4)设备及过滤处理模块采用上下堆叠的方式,大大减少设备占地面积,适合应用于大部分小面积卫生间。
40.(5)采用很低的回流比和较大的循环池容积,解决了漂洗水短时间大流量的排放现状和小型集水池的现实需求之间的矛盾;通过缩小集水池容积,减少漂洗水在集水池的停留时间和每日定时对出水回用池水进行紫外消毒两方面,最大程度地避免恶臭产生。
附图说明
41.图1为本发明家用漂洗水处理冲厕回用设备的通水通气流程图:
42.其中,1-模块化过滤处理系统,2-出水回用池,3-小型集水池,4-循环回流池,5-洗衣机,6-洗衣机排水口,7-电动三通阀,8-流量计,9-集水池进水管, 10-配水立柱进水管,11-集水池溢流口,12-排气立柱风机,13-排气立柱排气管, 14-曝气砂头风机,15-循环池出气口,16-回用池溢流口,17-回用池出水口,18
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阀门。
43.图2为模块化过滤处理系统的结构示意图:
44.其中,101-腐殖土颗粒填料,102-除磷颗粒填料,103-模块箱体,104-穿孔滤板;105-半圆形凹槽,106-o型密封圈,107-旋转拉手,108-透明超越管,109
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配水立柱,110-排气立柱,111-轴瓦,112-抬升弹簧,113-联杆,114-定位销钉, 115-配水顶层,116-智能控制面板,117-凹进配水室,118-可拆卸穿孔配水孔板, 119-弹簧搭扣装置,120-通气穿孔管,121-配水顶层进水管(带电动阀),122
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配水顶层出气管(带电动阀),123-倾斜汇水底层,124-立柱薄层平台。
45.图3为漂洗水收集与循环水池系统的结构示意图:
46.其中,301-集水池泥斗,302-集水池排泥管,303-集水池液位探头,304-进水泵,305-连接管,401-循环池排水管,402-循环池排泥管,403-排水管孔,404
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三角溢流隔板,405-循环池内圈区,406-循环池外圈区,407-循环池泥斗,408
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曝气砂头,409-一周穿孔排水管,410-单向阀,411-循环池出水管(带电动阀)。
47.图4为回用池的结构示意图:
48.其中,201-低位液位探头,202-高位液位探头,203-自来水管(带电动阀), 204-紫外灯组,205-回用池提升泵。
49.图5为弹簧搭扣装置的结构示意图:
50.其中,119-1:含长弹簧的挂钩,119-2:固定拉环,119:弹簧搭扣装置。
具体实施方式
51.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白,下面结合说明书附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。应理解,所描述的实施案例仅为解释本发明的一部分实施例,而非全部实施例。
52.实施例1:
53.一种家用漂洗水处理冲厕回用设备,包括漂洗水收集与循环水池系统、模块化过滤处理系统1、出水回用池2和智能控制系统。整个设备置于卫生间地面上,长度为1.2-1.5m(本实施例为1.4m),占地面积为0.8-1.2m2(本实施例为1.0 m2),整体高度为1.2-1.4m(本实施例为1.3m)。设备底层为出水回用池2(简称回用池),其上共用池壁的为漂洗水收集与循环水池系统。漂洗水收集与循环水池系统分为二格,其中漂洗水收集池较小(小型集水池3),循环水池较大(循环回流池4),二个水池系统容积相当均为120l,采用矩形水箱结构形式,其上安装固定模块化过滤处理系统1和洗衣机5。洗衣机排水口6加装电动三通阀 7以控制排水方向,一个通向下水管道,另一个通向小型集水池3。电动三通阀 7的切换由洗衣机5内部控制电路控制,当洗衣机5关闭或洗涤时,令洗衣机洗涤废水排向下水管;当洗衣机5进入漂洗程序时,令洗衣机一次、二次漂洗水以及甩干水(共100l)通过重力自流排入小型集水池3。与小型集水池3连接的排水管道中设置流量计8,自动记录洗衣机5整个漂洗过程中进入模块化过滤处理系统1的总进水量并将数据发送到智能控制系统。与漂洗水接触的各部位采用不锈钢材质。
54.小型集水池3用于暂时收集漂洗水,其池容为10-20l(本实施例为20l),池高为100-120mm(本实施例为120mm)。集水池进水管9与洗衣机排水管连接,用以接收漂洗水。池底设集水池泥斗301,坡度为5-10
°
(本实施例为 10
°
),集水池泥斗301底部设置dn25 pvc穿孔集水池排泥管302(开孔直径 3-10mm,本实施例开孔直径为4mm),采用重力排泥。集水池排泥管302与阀门连接,实现定期手动排泥。出水管设置在高于泥斗上沿10mm位置,通过进水泵304与配水立柱进水管10连接,相同位置处设置集水池液位探头303,当漂洗水进水超过此设定液位时触发控制指令,开启进水泵304。集水池底部设置连接管305与循环池穿孔管(一周穿孔排水管409)相连,实现漂洗水的连通。小型集水池3侧壁距池顶15mm处设有集水池溢流口11,进水泵304不工作或发生意外情况时,多余漂洗水可及时通过集水池溢流口11排入下水管道。
55.模块化过滤处理系统1由多级过滤处理模块、布水配气装置、集水装置、模块定位密封装置组成,对漂洗水进行循环“生化+物化”处理,用于去除水中ss、 bod并降低漂洗水色度。过滤处理模块由模块箱体103和颗粒填料构成,作为过滤处理系统核心的颗粒填料共两类:腐殖土颗粒填料和除磷颗粒填料。腐殖土颗粒功能是利用生物膜吸附并分解水中有机物,降低cod和bod;腐殖土颗粒填料的制备参见中国专利《一种颗粒腐殖生物填料、生产方法及应用》(专利号: cn202010363502.6);除磷颗粒功能是通过物化作用过滤截留腐殖土颗粒上老化脱落的生物膜,降低漂洗水浊度和色度(参见南京大学李志远《粉煤灰基除磷颗粒填料的研发及生产应用》。颗粒填料的直径均为3-6mm。
56.过滤处理模块在模块化过滤处理系统1中共设置4~6级,其中模块箱体103 根据设计加工需要可为圆柱形、方形等外形,内装填料可为腐殖土颗粒或者除磷颗粒,各占级数可根据处理需求进行调整,但除磷颗粒模块须置于腐殖土颗粒模块下层。
57.本实施例中,过滤处理模块在模块化过滤处理系统1中共设置4级,其中模块箱体103根据设计加工需要可为圆柱形,内装填料可为腐殖土颗粒101或者除磷颗粒102,各占2级,颗粒填料的直径均为5mm,除磷颗粒的模块置于腐殖土颗粒的模块下层。模块填料高度为150-180cm(本实施例为180cm)。模块箱体103外径为500-700mm,壁厚为10-20mm,填料层超高30mm(本实施例为700mm,壁厚为15mm,填料层超高30mm),模块箱体103底板为穿孔滤板104,孔径为2-4mm(本实施例为3mm)。桶壁顶面及底面均设直径3-5mm (本实施例为3mm)的半圆形凹槽105,利用3-5mm(本实施例为3mm)o 型密封圈106实现密封。模块箱体103外壁设有旋转拉手107。模块箱体103侧壁较填料顶面高10mm处设连通填料表面和底面的透明超越管108,可以分流瞬时过高流量同时具有观察填料层过滤水头的作用,当填料过滤水头长时间超过上限产生溢流时,即可判断填料模块出现堵塞需要更换维护。
58.模块定位密封装置主体为具有配水功能和通气功能的钢管立柱构成,高度为 0.9-1.1m(本实施例为1.1m),左右对称布置,立柱中心距较模块箱体103直径大10-20mm(本实施例为16mm)。配水立柱109和排气立柱110内径均为 15mm,具有模块箱体支承以及配水配气功能。按照从高到低顺序,第一、三级过滤处理模块和配水顶层115均以配水立柱109为旋转轴,利用轴瓦111在各自安装高度的平面上可自由旋转;第二、四级过滤处理模块以排气立柱110为旋转轴,利用轴瓦111均可在各自安装高度的平面上可自由旋转。各轴瓦111下部设抬升弹簧112,利用抬升弹簧112可使轴瓦111连接的过滤处理模块有10mm上下活动行程。单级过滤处理模块由联杆113连接的两个轴瓦111定位和运动,工作位由联杆113上的定位销钉114锚定,当需要旋转退出工作位时将定位销钉 114解锁即可。
59.配水顶层115位于第一级过滤处理模块上端,同样利用独立轴瓦111旋转和定位。配水顶层115表面设有智能控制面板116,显示并控制家用漂洗水冲厕回用设备的运行;配水顶层下部设凹进配水室117,利用可拆卸穿孔配水孔板118 进行均匀配水,周边设半圆形凹槽105,密封方式同过滤处理模块。
60.在立柱的顶部轴瓦111上表面设置一个含长弹簧的挂钩119-1,在立柱底端设置一个固定拉环119-2,形成一套弹簧搭扣装置119,弹簧自然伸长的长度 (0.4-0.8m,本实施例为0.7m)小于固定装置高度。每根立柱对称设置两套弹簧搭扣装置119,模块化过滤处理系统1中共布设四套弹簧搭扣装置119用于过滤系统的各级过滤处理模块之间密封。
61.布水配气装置由配水顶层115、配水立柱109、排气立柱110、通气穿孔管 120和风机12组成。两柱靠近底部分别设置配水立柱进水管10和排气立柱排气管13,两柱靠近顶部分别设置配水立柱出水管和排气立柱进气管,配水顶层对应立柱的两侧分别设置配水顶层进水管(带电动阀)121和配水顶层出气管(带电动阀)122,以活动接头形式能在系统压缩密封状态下和配水立柱进水管10 和排气立柱排气管13相对接,并利用各自电动阀控制气水的进出。风机12与排气立柱排气管13连接,风机12在停止进水期间运行,从倾斜汇水底层123的穿孔干管进风口抽吸空气,依次通过各过滤处理模块的填料层,通过配水顶层出气管(带电动阀)122进入排气立柱110,再通过风机12排气接到卫生间排风系统排放。
62.集水装置即倾斜汇水底层123,位于最后一级过滤处理模块下方,高度为 50-70mm(本实施例为50mm),用于收集并排出模块化过滤处理系统1出水。集水装置密封方式同模块箱体103。集水方式为坡面集水,坡度为3-6
°
(本实施例为3
°
),底部采用dn50排水管401穿过循环池顶与循环池底部排泥管 402隔断连接,隔断上侧20mm处均匀设置管壁出水孔403,将
出水以辐流形式接入循环回流池4。
63.循环回流池4有效容积为100-110l(本实施例为100l),由高约100mm 的三角溢流隔板404将全池分为内圈区405与外圈区406。内圈区405处于循环回流池4中央,用于承接处理系统出水,长度为300-500mm,宽度为250-400mm (本实施例为长度为300mm,宽度为250mm),底部设泥斗407,坡度为3-10
°ꢀ
(本实施例为6
°
),循环池泥斗407底部设置dn50 pvc穿孔循环池排泥管 402(开孔直径5-12mm,本实施例开孔直径5mm),采用重力排泥。循环池排泥管402与阀门连接,定期手动排泥。外圈区406设置带风机14的曝气砂头408,用于提高循环水中溶解氧含量;底部绕循环池池壁设置一周dn25穿孔排水管 409(开孔直径3-6mm,本实施例的开孔直径3mm),并通过连接管305、单向阀410与小型集水池3连通,实现漂洗水从循环回流池4往小型集水池3的单向流通。循环回流池4侧壁高于集水池溢流口5-10mm处设置循环池出气口15,排气接到卫生间排风系统排放。循环池出水管(带电动阀)411设置在高于内圈区泥斗301上沿5mm位置,下接出水管延伸至出水回用池2,利用电动阀门控制通水,将处理完毕的漂洗水从循环池出水口411排放到出水回用池2。
64.智能控制系统连接各液位探头、各风机、各电动阀门和进水泵304,可通过既定程序调控各电动阀、水泵和风机的运行,也可通过按动对应机械按钮人工调控各电动阀、水泵和风机的运行,便于模块的拆卸和更换。智能控制系统中可编程逻辑控制器(plc)以漂洗过程中流量计8记录的进水总量和进水泵304设定流量的比值作为一次循环处理所需时间t,结合设定的回流处理次数(3-5次,如4次)来控制循环池出水管(带电动阀)411的开启时间,以集水池液位探头 303的触发来控制进水泵304的运行,实现漂洗水充分循环处理及排空循环回流池4两大功能。
65.出水回用池2有效容积为100-120l,池高为100-120mm(本实施例的有效容积为120l,池高为120mm)。侧壁距池底5-10mm和100-110mm处(如8 mm和110mm处)分别安装低位液位探头201和高位液位探头202,高位液位探头202上方3-5mm处设有回用池溢流口16,可将超过容纳体积的出水排出下水管道。高于回用池溢流口16顶5-10mm处设置自来水管,并增设自来水电动阀门203避免自来水接触中水。回用池底设置紫外灯组204,每日0:00开启,照射2h杀菌消毒,防止回用池水较短时间内发臭,维持洁净的家居卫生条件。回用池2内设置回用水提升泵205,卫生洁具水箱设置高液位信号,回用池提升泵 205根据卫生洁具液位信号向卫生洁具供水。池底侧壁上设有回用池出水口17,并增设阀门18,回用水长时间不使用时手动开启阀门18将其全部排出至下水道。
66.用漂洗水处理冲厕回用方法,具体流程如下:洗衣机5内部控制电路控制洗衣机排水口电动三通阀7的切换,当洗衣机5关闭或处于洗涤程序时,令洗衣机洗涤废水排向下水管道;当洗衣机5进入漂洗程序时,令洗衣机一次、二次漂洗水及甩干水通过重力自流,经流量计8排向小型集水池3。流量计8自动记录整个漂洗过程中进入设备的漂洗水量并将数据发送到控制系统。小型集水池3液位上升直至池内液位探头303被触发且回用池中高位液位探头202未被触发时,打开配水顶层115中的进水电动阀门121和进水泵304,以20l/min的流量将漂洗水通过小型集水池3的出水管、配水立柱进水管10泵入到模块化过滤处理系统 1的配水顶层115中,打开曝气风机14进行充氧。超出小型集水池3容纳体积的水通过溢流口11流入下水管道。
67.漂洗水经过配水孔板118均匀配水,依次通过多级腐殖土颗粒填料101及除磷颗粒
填料102的处理,利用腐殖土颗粒上生长的生物膜去除bod、色度等,利用除磷颗粒过滤截留老化脱落的生物膜,降低ss。出水在倾斜汇水底层123 汇集,自流通过dn50排水管401。由于管中隔断的存在,迫使出水从管壁出水孔即排水管孔403进入下方循环池内圈区405,沿半径方向向池周缓缓流动。悬浮物在流动中沉降,进入泥斗402,澄清水越过溢流隔板404缓慢流入外圈区406,通过穿孔管即一周穿孔排水管409单向流入小型集水池3。小型集水池3中漂洗水不断被进水泵304泵入模块化过滤处理系统1进行循环回流处理。
68.通过智能控制系统得到循环回流处理的时长。控制系统首先计算漂洗水量与进水泵设定流量的比值v/q=t1和设定循环次数n的乘积n*t1,将此数值与初始设定循环时长(循环回流池4和小型集水池3的总设计池容与进水泵304设定流量的比值v0/q=t0和设定循环次数n的乘积n*t0)相比较:若该数值≥初始设定循环时长,说明进水量≥设定池容,多余漂洗水通过集水池溢流口11排出,循环池出水电动阀门411从n*t0(以进水泵开启为零计时点)时刻开启,将经过n次过滤处理的回流水排出,直至小型集水池3中液位低于设定液位,进水泵 304、曝气风机、配水顶层115的进水电动阀和循环池出水电动阀门411同时关闭;若该数值<初始设定循环时长,说明循环回流池4中水位不满,循环时长可以相应减小,此时循环池出水电动阀门411从n*t1时刻开启,直至小型集水池3 中液位低于设定液位。
69.本实施例中,控制系统首先计算漂洗水量与进水泵304设定流量的比值v/q =5min和设定循环次数4次的乘积为20min,小于初始设定循环时长24min,说明进水量小于设定池容,循环池4中水位不满,循环时长可以相应减小,此时循环池出水电动阀门411从20min时刻开启(以进水泵304初始开启为零计时点),直至小型集水池3中液位低于设定液位。
70.进水泵304关闭后,控制系统持续开启立柱风机12和配水顶层出气电动阀 12220-40min(如30min),通过通气穿孔管120向处理系统1中均匀通气,利用微生物好氧分解颗粒上残余的有机物。
71.出水排入回用池2后,若回用池水位达到高位有效水深,多余出水从回用池溢流口16排出,进水泵304不工作;若未达到高位有效水深,下次的进水、过滤处理和排水等流程正常进行;当回用池水位低于低位有效水深(水量不能满足两次冲厕)且进水泵304并未工作时,智能控制系统自动开启自来水电动阀门 203,向回用池2中补充冲厕水直至回用池水位达到高位有效水深。控制系统设定回用池底紫外灯组204每日0:00开启,照射2h杀菌消毒。
72.通常情况下当卫生洁具使用时水箱水位开始下降时,高液位信号断开控制启动回用水提升泵205向卫生洁具水箱供水,当水箱水位高液位信号重新闭合时停止回用水提升泵205。而当长时间无人使用马桶后(如4天以上),回用池2内水质可能不理想甚至有发臭风险,此时可手动开启回用池出水口17处阀门18 将出水排向下水管道。
73.利用超越管108指示过滤水头,通过人工观察管内液位高度判定过滤处理模块的堵塞情况,设备无堵塞情况下各级超越管108中应无积水,若某级超越管 108液位较高,则可判定该级模块堵塞。更换堵塞模块的流程如下:按下智能控制面板上总开关,将现下运行参数存储在控制系统中并关停家庭漂洗水回用冲厕设备,落干1-2h,退出进水管121和出气管122的活动接头,打开四条弹簧搭扣装置119,活动接头向下滑动不再与立柱管道口相对接,每个过滤处理模块被抬升弹簧112抬升而间隔大约10mm距离,握住旋转拉手107将模块箱体103 绕立柱旋开,取出堵塞模块,更换新的模块,握住旋转拉手107将其旋回初始位置,
人工扣上四条弹簧搭扣装置119,再次按动总开关重新开启家庭漂洗水回用冲厕设备,完成整个模块更换过程。
74.堵塞模块在专门配备的模块再生装置中再生。
75.实施例2:
76.一种家用漂洗水处理冲厕回用设备,包括漂洗水收集与循环水池系统、模块化过滤处理系统1、出水回用池2和智能控制系统。整个设备置于卫生间地面上,长度为1.4m,占地面积为0.9m2,整体高度为1.4m。设备底层为出水回用池2 (简称回用池),其上共用池壁的为漂洗水收集与循环水池系统。漂洗水收集与循环水池系统分为二格,其中漂洗水收集池较小(小型集水池3),循环水池较大(循环回流池4)。二个水池系统容积相当均为120l,采用矩形水箱结构形式,其上安装固定过滤处理系统1和洗衣机5。洗衣机排水口6加装电动三通阀 7以控制排水方向,一个通向下水管道,另一个通向小型集水池3。电动三通阀 7的切换由洗衣机5内部控制电路控制,当洗衣机5关闭或洗涤时,令洗衣机洗涤废水排向下水管;当洗衣机5进入漂洗程序时,令洗衣机一次、二次漂洗水以及甩干水(共130l)通过重力自流排入小型集水池3。与集水池连接的排水管道中设置流量计8,自动记录洗衣机5整个漂洗过程中进入模块化过滤处理系统 1的总进水量并将数据发送到智能控制系统。
77.优选的,与漂洗水接触的各部位采用不锈钢或工程塑料材质。
78.小型集水池3用于暂时收集漂洗水,其池容为20l,池高为120mm。池顶进水管9与洗衣机排水管连接,用以接收漂洗水。池底设集水池泥斗301,坡度为8
°
,集水池泥斗301底部设置dn25 pvc穿孔集水池排泥管302(开孔直径 4mm),采用重力排泥。集水池排泥管302与阀门连接,实现定期手动排泥。出水管设置在高于泥斗上沿10mm位置,通过进水泵304与配水立柱进水管10 连接,相同位置处设置液位探头303,当漂洗水进水超过此设定液位时触发控制指令,开启进水泵304。集水池底部设置连接管305与循环池穿孔管(一周穿孔排水管409)相连,实现漂洗水的连通。小型集水池3侧壁距池顶15mm处设有集水池溢流口11,进水泵304不工作或发生意外情况时,多余漂洗水可及集水池时通过溢流口11排入下水管道。
79.模块化过滤处理系统1由多级过滤处理模块、布水配气装置、集水装置、模块定位密封装置组成,对漂洗水进行循环“生化+物化”处理,用于去除水中ss、 bod并降低漂洗水色度。过滤处理模块由模块箱体103和颗粒填料构成,在模块化过滤处理系统1中共设置4级,其中模块箱体103根据设计加工需要可为圆柱形,内装填料可为腐殖土颗粒101或者除磷颗粒102,各占2级,颗粒填料的直径均为6mm,除磷颗粒模块置于腐殖土颗粒模块下层。模块填料高度为180 cm。模块箱体103外径为600mm,壁厚为16mm,填料层超高30mm,模块箱体103底板为穿孔滤板104,孔径为3mm。桶壁顶面及底面均设直径4mm半圆形凹槽105,利用4mm o型密封圈106实现密封。模块箱体103外壁设有旋转拉手107。模块箱体103侧壁较填料顶面高10mm处设连通填料表面和底面的透明超越管108,可以分流瞬时过高流量同时具有观察填料层过滤水头的作用,当填料过滤水头长时间超过上限产生溢流时,即可判断填料模块出现堵塞需要更换维护。
80.模块定位密封装置主体为具有配水功能和通气功能的钢管立柱构成,高度为 1.1m,左右对称布置,立柱中心距较模块箱体103直径大14mm。配水立柱109 和排气立柱110内径均为15mm,具有模块箱体支承以及配水配气功能。按照从高到低顺序,第一、三级过滤处理模块和配水顶层115均以配水立柱109为旋转轴,利用轴瓦111在各自安装高度的平面
上可自由旋转;第二、四级过滤处理模块以排气立柱110为旋转轴,利用轴瓦111均可在各自安装高度的平面上可自由旋转。各轴瓦111下部设抬升弹簧112,利用抬升弹簧112可使轴瓦111连接的过滤处理模块有10mm上下活动行程。单级过滤处理模块由联杆113连接的两个轴瓦111定位和运动,工作位由联杆113上的定位销钉114锚定,当需要旋转退出工作位时将定位销钉114解锁即可。
81.配水顶层115位于第一级过滤处理模块上端,同样利用独立轴瓦111旋转和定位。配水顶层115表面设有智能控制面板116,显示并控制家用漂洗水冲厕回用设备的运行;配水顶层下部设凹进配水室117,利用可拆卸穿孔配水孔板118 进行均匀配水,周边设半圆形凹槽105,密封方式同过滤模块。
82.在立柱的顶部轴瓦111上表面设置一个含长弹簧的挂钩119-1,在立柱底端设置一个固定拉环119-2,形成一套弹簧搭扣装置119,弹簧自然伸长的长度(0.8 m)小于固定装置高度。每根立柱对称设置两套弹簧搭扣装置119,模块化过滤处理系统1中共布设四套弹簧搭扣装置119用于过滤系统各级过滤处理模块之间密封。
83.布水配气装置由配水顶层115、配水立柱109、排气立柱110、通气穿孔管 120和风机12组成。两柱靠近底部分别设置配水立柱进水管10和排气立柱排气管13,两柱靠近顶部分别设置配水立柱出水管和排气立柱进气管,配水顶层对应立柱的两侧分别设置配水顶层进水管(带电动阀)121和配水顶层出气管(带电动阀)122,以活动接头形式能在系统压缩密封状态下和配水立柱进水管10 和排气立柱排气管13相对接,并利用各自电动阀控制气水的进出。风机12与排气立柱排气管13连接,风机12在停止进水期间运行,从倾斜汇水底层123的穿孔干管进风口抽吸空气,依次通过模块填料层,通过配水顶层出气管(带电动阀) 122进入排气立柱110,再通过风机12排气接到卫生间排风系统排放。
84.集水装置即倾斜汇水底层123位于最后一级过滤处理模块下方,高度为50 mm,用于收集并排出模块化过滤处理系统1的出水。集水系统密封方式同模块箱体103。集水方式为坡面集水,坡度为4
°
,底部采用dn50排水管401穿过循环池顶与循环池底部排泥管402隔断连接,隔断上侧16mm处均匀设置管壁出水孔403,将出水以辐流形式接入循环回流池4。
85.循环回流池4有效容积为100l,由高约100mm的三角溢流隔板404将全池分为内圈区405与外圈区406。内圈区405处于循环池4中央,用于承接处理系统出水,长度为400mm,宽度为250mm,底部设泥斗407,坡度为8
°
,循环池泥斗407底部设置dn50 pvc穿孔排泥管402(开孔直径4mm),采用重力排泥。循环池排泥管402与阀门连接,定期手动排泥。外圈区406设置带风机 14的曝气砂头408,用于提高循环水中溶解氧含量;底部绕循环池池壁设置一周 dn25穿孔排水管409(开孔直径3mm),并通过连接管305、单向阀410与小型集水池3连通,实现漂洗水从循环回流池4往小型集水池3的单向流通。循环池4侧壁高于集水池溢流口10mm处设置出气口15,排气接到卫生间排风系统排放。循环池出水管(带电动阀)411设置在高于内圈区泥斗301上沿10mm位置,下接出水管延伸至回用池,利用电动阀门控制通水,将处理完毕的漂洗水从循环池出水管(带电动阀)411排放到出水回用池2。
86.智能控制系统连接各液位探头、各风机、各电动阀门和进水泵304,可通过既定程序调控各电动阀、水泵和风机的运行,也可通过按动对应机械按钮人工调控各电动阀、水泵和风机的运行,便于模块的拆卸和更换。智能控制系统中可编程逻辑控制器(plc)以漂洗过程中流量计8记录的进水总量和进水泵304设定流量的比值作为一次循环处理所需时间t,
结合设定的回流处理次数5次来控制循环池出水管(带电动阀)411的开启时间,以集水池液位探头303的触发来控制进水泵304的运行,实现漂洗水充分循环处理及排空循环回流池4两大功能。
87.出水回用池2有效容积为120l,池高为120mm。侧壁距池底10mm和110 mm处分别安装低位液位探头201和高位液位探头202,高位液位探头202上方 3mm处设有回用池溢流口16,可将超过容纳体积的出水排出下水管道。高于回用池溢流口16顶5mm处设置自来水管,并增设自来水电动阀门203避免自来水接触中水。回用池底设置紫外灯组204,每日0:00开启,照射2h杀菌消毒,防止回用池水较短时间内发臭,维持洁净的家居卫生条件。回用池2内与低位液位探头201同高度设置回用水提升泵205,卫生洁具水箱设置高液位信号,回用池提升泵205根据卫生洁具液位信号向卫生洁具供水。池底侧壁上设有回用池出水口17,并增设阀门18,回用水长时间不使用时手动开启阀门18将其全部排出至下水道。
88.一种家用漂洗水处理冲厕回用方法(一种家庭洗衣机漂洗水处理及回用冲厕的技术),具体流程如下:洗衣机5内部控制电路控制洗衣机排水口电动三通阀 7的切换,当洗衣机5关闭或处于洗涤程序时,令洗衣机洗涤废水排向下水管道;当洗衣机5进入漂洗程序时,令洗衣机一次、二次漂洗水及甩干水通过重力自流,经流量计8排向小型集水池3。流量计8自动记录整个漂洗过程中进入设备的漂洗水量并将数据发送到控制系统。小型集水池3液位上升直至池内液位探头303 被触发且回用池中高位液位探头202未被触发时,打开配水顶层115中的进水电动阀门121和进水泵304,以20l/min的流量将漂洗水通过小型集水池3的出水管、配水立柱进水管10泵入到模块化过滤处理系统配水顶层115中,打开曝气风机14进行充氧。超出小型集水池3容纳体积的水通过溢流口11流入下水管道。
89.漂洗水经过配水孔板118均匀配水,依次通过多级腐殖土颗粒填料101及除磷颗粒填料102的处理,利用腐殖土颗粒上生长的生物膜去除bod、色度等,利用除磷颗粒过滤截留老化脱落的生物膜,降低ss。出水在倾斜汇水底层123 汇集,自流通过dn50排水管401。由于管中隔断的存在,迫使出水从管壁出水孔即排水管孔403进入下方循环池内圈区405,沿半径方向向池周缓缓流动。悬浮物在流动中沉降,进入泥斗402,澄清水越过溢流隔板404缓慢流入外圈区406,通过穿孔管即一周穿孔排水管409单向流入小型集水池3。小型集水池3中漂洗水不断被进水泵304泵入模块化过滤处理系统1进行循环回流处理。
90.通过智能控制系统得到循环回流处理的时长。控制系统首先计算漂洗水量与进水泵设定流量的比值v/q=6.5min和设定循环次数5次的乘积为32.5min,大于初始设定循环时长30min,说明进水量大于设定池容,多余漂洗水通过集水池溢流口11排出,循环池出水电动阀门411从30min(以进水泵304开启为零计时点)时刻开启,将经过5次过滤处理的回流水排出,直至小型集水池3中液位低于设定液位,进水泵304、曝气风机14、配水顶层的进水电动阀121和循环池出水电动阀门411同时关闭。
91.进水泵304关闭后,控制系统持续开启立柱风机12和配水顶层出气电动阀 122 40min,通过汇水底层通气穿孔管120向处理系统1中均匀通气,利用微生物好氧分解颗粒上残余的有机物。
92.出水排入回用池2后,若回用池水位达到高位有效水深,多余出水从回用池溢流口16排出,进水泵304不工作;若未达到高位有效水深,下次的进水、过滤处理和排水等流程正常进行;当回用池水位低于低位有效水深(水量不能满足两次冲厕)且进水泵304并未工作
时,智能控制系统自动开启自来水电动阀门 203,向回用池2中补充冲厕水直至回用池水位达到高位有效水深。控制系统设定回用池底紫外灯组204每日0:00开启,照射2h杀菌消毒。
93.通常情况下,当卫生洁具使用时水箱水位开始下降时,高液位信号断开控制启动回用水提升泵205向卫生洁具水箱供水,当水箱水位高液位信号重新闭合时停止回用水提升泵205。而当长时间无人使用马桶后(如4天以上),回用池2 内水质可能不理想甚至有发臭风险,此时可手动开启回用池出水口17处阀门18 将出水排向下水管道。
94.利用超越管108指示过滤水头,通过人工观察管内液位高度判定过滤处理模块的堵塞情况,设备无堵塞情况下各级超越管108中应无积水,若某级超越管 108液位较高,则可判定该级模块堵塞。更换堵塞模块的流程如下:按下智能控制面板上总开关,将现下运行参数存储在控制系统中并关停家庭漂洗水回用冲厕设备,落干2h,退出进水管121和出气管122的活动接头,打开四条弹簧搭扣装置119,活动接头向下滑动不再与立柱管道口相对接,每个过滤处理模块被抬升弹簧112抬升而间隔大约10mm距离,握住旋转拉手107将模块箱体103绕立柱旋开,取出堵塞模块,更换新的模块,握住旋转拉手107将其旋回初始位置,人工扣上四条弹簧搭扣装置119,再次按动总开关重新开启家庭漂洗水回用冲厕设备,完成整个模块更换过程。
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