淋浴水循環利用系統的製作方法
2023-05-28 23:52:26
專利名稱：淋浴水循環利用系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於水處理設備，特別涉及一種淋浴水循環利用系統。
背景技術：
目前大多數的廢水處理方式，除了工業廢水以外，生活廢水的處理比較多採用的是活性汙泥或氧化溝法作為廢水處理的重要方式，分析這些水處理方式，存在以下一些不足1.處理後的水質標準比較低，生活汙水回用只是達到中水回用的標準；2.水處理系統體積龐大，佔地面積比較大，一般為固定式，難於移動；3.沒有專門針對淋浴水進行處理達到能飲用和淋浴標準的循環利用系統。
4.由於處理流程時間長，處理過程的熱量損失大，處理後水溫下降大，如果作為淋浴水再加溫，需要消耗加熱能源。
在一般的生活汙水回用中，對淋浴水進行處理後往往是作為洗車、澆花、衝洗馬桶等低質水來使用，水質標準比較低，利用率比較低；在一些野外進行工作的部門，人員需要在野外進行淋浴，經常會面臨駐地缺乏水源的情況，淋浴用水無法得到足夠保障。
發明內容
本發明的目的是解決現有技術不能將淋浴水循環利用提供高品質並可再用於淋浴的技術問題，提供一種具有多種水處理手段，能夠有效過濾、處理淋浴水，使淋浴水可以循環利用，輸出水質達到可以再次作為淋浴水的品質，並可移動作為野外使用的淋浴水循環利用系統。
為了實現本發明的目的，對淋浴廢水採用了多種水處理手段，包括設置潛水泵加壓，並在潛水泵上設置過濾器以及在系統中設置毛髮收集器進行廢水中毛髮類較大固體的過濾處理，在其後還設置了絮凝裝置對廢水中的表面活性劑、膠體等進行絮凝處理，並加裝了石英砂過濾器、活性碳過濾器、保安過濾器對廢水中微生物、懸浮物、有機物、顆粒等進行過濾處理，還設置有反滲透膜裝置進行脫鹽處理。淋浴廢水經過上述多種水處理手段進行了處理後，出水的水質在進行紫外線殺菌後可以達到飲用水的標準。
具體技術方案如下淋浴水循環利用系統，包括外殼及設置在外殼內依次由水管連通的潛水泵、毛髮收集器、絮凝裝置、石英砂過濾器、活性碳過濾器、精密過濾器、保安過濾器、高壓泵、反滲透膜裝置。
進一步而言，所述毛髮收集器包括設有出水口和入水口的殼體，殼體內設置有至少兩層濾筒，每層濾筒上都分布有網孔，每層濾筒的筒口邊沿都與殼體內壁水密性接觸，相鄰濾筒之間的殼體側壁上設置有二級排汙口，靠近入水口的殼體側壁上設置有一級排汙口。
更進一步的方案是，所述潛水泵的進水處設置有過濾網。此處的潛水泵為低壓潛水泵，用於對淋浴廢水加壓，為下步處理提供動力源，過濾網對毛髮等大尺寸物質進行初步攔截。
再者，所述保安過濾器採用梯度濾芯，該濾芯外層精度為10μ，內層精度為3～5μ；所述絮凝裝置是管道式絮凝裝置。管道式絮凝裝置大大降低了絮凝裝置的佔用空間，而且管道可以根據需要以不同的形狀排列連接，使得整套系統的體積大大減小。
再進一步的方案是，所述保安過濾器採用梯度濾芯，該濾芯外層精度為10μ，內層精度為3～5μ。採用梯度濾芯，不僅提高了過濾精度，還提高了濾芯使用壽命。因為普通濾芯為均一精度，在外表層堵塞後，就需更換；而該梯度濾芯由於內外層精度不一，對進入的不同粒徑的大小粒子進行分層截留，充分利用了濾芯的內外表層，提高了粒子的截留效果。在正常水質正常工作條件下，濾芯可維持3～4個月以上的使用壽命，比普通濾芯壽命提高50％。
在上述方案中，所述反滲透膜裝置配置有與其連通的、可對其反滲透膜進行清洗的清洗水箱，該清洗水箱的控制開關由可編程邏輯控制器進行控制。
更進一步，所述水管上設置有紫外線殺菌燈，可以殺滅水中細菌，可有效保證輸出的水質達到飲用水標準。
上述所有方案中，所述循環利用系統是安裝在汽車底盤上，汽車的底盤下安裝有車輪，實現車載式淋浴水循環利用系統，以適用於野外或需要移動用水的環境中。
本發明採用潛水泵的過濾網、毛髮收集器對淋浴廢水中的毛髮類大尺寸汙物進行初步攔截，以絮凝裝置對廢水中的表面活性劑、膠體進行絮凝處理，通過石英砂過濾器，採用微絮凝過濾方式，使廢水中大部分懸浮物、膠體變成微絮凝體在機械過濾層中截留而去除，以防其後序的活性碳微孔阻塞，影響吸附效果；而活性碳過濾器用於吸附廢水中的有機物和餘氯，降低出水的COD；保安過濾器以防止顆粒進行後序的高壓泵和反滲透膜裝置，損傷高壓泵部件和劃傷反滲透膜表面；反滲透膜裝置可以對廢水進行脫鹽處理，能去除98％以下無機鹽、有機物、微生物、細菌。而整個循環利用系統安裝在設置有車輪的汽車底盤上，可由汽車索引到需要的地方，適用於野外環境中。而且，由於本發明的處理流程簡短、快捷，淋浴水在處理過程中的熱量損失小，經處理後溫度保持基本不變，在再次作為淋浴水循環使用時，可有效減少加熱能源的投入。
可見，採用上述結構的本發明，與現有技術相比，具有多種水處理手段，能夠有效過濾、處理淋浴水，使淋浴水可以循環利用，輸出水質達到可以再次作為淋浴水的品質，並可移動作為野外環境使用，特別適用於野外訓練或作戰、野外考察、野外探險及沙漠、山區等缺水的場合。
圖1是本發明的結構示意圖；圖中標號，1是潛水泵，2是毛髮收集器，3是絮凝裝置，4是石英砂過濾器，5是活性碳過濾器，6是精密過濾器，7是保安過濾器，8是高壓泵，9是反滲透膜裝置。
具體實施例方式
下面結合具體實施例和附圖對本發明作進一步的說明。
如圖1所示，淋浴水循環利用系統包括外殼及及設置在外殼內依次由水管連通的潛水泵1、毛髮收集器2、絮凝裝置3、石英砂過濾器4、活性碳過濾器5、精密過濾器6、保安過濾器7、高壓泵8、反滲透膜裝置9。圖1中的虛線和箭頭表示了水管和水管中的水的流向。整套系統安裝在汽車底盤上，汽車底盤下設置有車輪，可被牽引移動。
整套系統從處理流程上來看，可分為預處理、反滲透、後處理三部分。
預處理部分包括潛水泵1(帶過濾網)、毛髮收集器2、絮凝裝置3、石英砂過濾器4、活性炭過濾器5、精密過濾器6、保安過濾器7。
潛水泵1的入水處帶有過濾網。本系統配置低壓潛水泵，用於對淋浴廢水加壓，為預處理提供動力源，過濾網對毛髮等大徑物質進行初步攔截。
毛髮收集器2，包括設有出水口和入水口的殼體，殼體內設置有至少兩層濾筒，每層濾筒上都分布有網孔(根據需要，每層濾筒可設置成不同的過濾級別，形成粗濾筒和細濾筒)，每層濾筒的筒口邊沿都與殼體內壁水密性接觸，相鄰濾筒之間的殼體側壁上設置有二級排汙口，靠近入水口的殼體側壁上設置有一級排汙口。毛髮收集器2對洗浴廢水毛髮進一步攔截，避免阻塞和影響後續單元設備的正常運行。毛髮收集器2創造性地採用雙層濾桶設計，濾桶開口向下倒置，淋浴水從下向上流動，經過兩次過濾，過濾效果可以提高30％左右。利用過濾後的產品水回流對兩層濾桶進行分級清洗，不需要人工拆卸清洗濾網，減輕了人工勞動的強度。對回流衝洗壓力要求低，只需要3m-5m高水柱壓力。毛髮收集器2的結構與使用，可以見專利申請號為200520035866.2中的內容。
絮凝裝置3，對淋浴廢水中的表面活性劑、膠體等進行絮凝處理，以及對鈣、鎂離子進行處理。絮凝裝置3使用管道式絮凝反應裝置，大大降低了絮凝反應佔用的空間。本裝置將絮凝反應在管道中進行，取消了原來絮凝反應使用的反應池或沉澱池，佔用的空間大大減小。管道可以根據需要以不同的形狀排列連接，不需專門留出位置，使得整套設備的體積大大降低。管道可以根據絮凝反應的時間要求確定長度，以達到最好的絮凝效果，提高了整個系統對淋浴水的處理能力。
由於淋浴水有可能是地表水，水中含有大量的的微生物和懸浮物，因此水質較差。石英砂過濾器4採用微絮凝過濾的方式，使水中大部分懸浮物、膠體和變成微絮凝體在機械過濾器濾層中截留而去除，確保活性炭過濾器5的進水濁度符合要求，以防其活性碳的微孔阻塞，影響其吸附容量。
活性碳過濾器5內裝填水處理專用活性炭，用於吸附水中的有機物和餘氯，降低出水COD。活性碳過濾器5的反洗以設備前後壓力差或設備運行時間來控制反衝洗周期，當設備運行到設定值時，設備進行反洗。反洗強度應使濾層膨脹15～25％。正常使用情況下活性碳過濾器出水餘氯一般小於0.1PPm。
反滲透膜裝置9前配置保安過濾器7，以防止顆粒進入高壓泵8及反滲透膜組件，損傷高壓泵8的部件和劃傷反滲透膜表面。
保安過濾器7，採用梯度精度濾芯，該濾芯外層精度為10μ，內層精度為3～5μ；這樣不僅提高了過濾精度，還提高了濾芯使用壽命。因為普通濾芯為均一精度，在外表層堵塞後，就需更換；而梯度精度濾芯由於內外層精度不一，對進水不同粒徑的大小粒子進行分層截留，充分利用了濾芯的內外表層，提高了粒子的截留效果。在正常水質正常工作條件下，濾芯可維持3～4個月以上的使用壽命，比普通濾芯壽命提高50％。當該過濾器進出口壓差達到1.0kg/cm2時需更換過濾器內濾芯。
高壓泵8採用多級高壓泵，為優質不鏽鋼材質，具有體積小，高效率，低噪聲等特點。高壓泵8配置星—三角起動裝置，防止高壓泵在啟停時產生強水錘衝擊，損傷高壓泵和反滲透膜元件。
反滲透部分反滲透膜裝置9為一套2.0m3/h反滲透脫鹽裝置。分為主體部分、輔助部分和化學清洗部分。
(1)主體部分反滲透膜裝置是整套系統脫鹽、脫有機物的心臟部分，經反滲透膜處理的水，能去除98％以上無機鹽、有機物、微生物、細菌。
(2)輔助配置反滲透膜濃水側配置電磁閥，每隔四小時和開、停機時進行低壓衝洗，衝走反滲透膜表面的汙染物，置換壓力膜管內的濃水。
反滲透膜裝置9設置有就地直接顯示裝置運行工況的壓力、濃水和淡水量、電導率等重要參數的就地儀錶盤。
高壓泵8後設置高壓保護開關，保證反滲透膜裝置9安全可靠運行。
反滲透每支壓力膜管產水側設有取樣口，方便取樣檢查。
(3)反滲透膜裝置9的化學清洗除日常啟停裝置前，進行低壓衝洗外，還需進行定期化學清洗。
化學清洗裝置在元件膜面受給水汙染時，可對反滲透膜裝置進行化學清洗。同時，為防止膜面汙物的積累，裝置採用可編程邏輯控制器進行程序控制，每隔3小時自動對膜表面衝洗1分鐘，可以有效防止膜面汙染，延長其化學清洗周期和膜使用壽命。
為此，本系統配置一套化學清洗裝置，其流程如下先清洗水箱(自備)，再清洗泵，然後清洗反滲透膜裝置；重複上述過程。
後處理部分包括儲水箱和紫外線殺菌燈。
反滲透膜裝置出水送入儲水箱，供淋浴用。
由於反滲透膜裝置的出水對細菌沒有防禦能力，在脫鹽水管道上加紫外線殺菌燈，殺滅水中細菌，防止細菌對純淨水有影響而造成水中細菌和大腸桿菌超標。可有效保證該產水的直接飲用。
上述淋浴水循環利用系統具有以下有益效果(1)分質供水淋浴廢水在處理後，有兩種不同質量的出水口，其一可作為淋浴用水，另一種可作為直接飲用水(可解決野外作戰缺水問題，滿足野戰部隊的需要)；(2)由於處理流程簡短、快捷，淋浴水在整個處理過程中熱量損失小，溫度保持基本不變，出水溫度在30℃左右，對淋浴水而言，可節約大量加熱能源；(3)運行成本≤1.5元/噸；(4)廢水利用率≥75％。
(5)水質可達到如表1的標準。
表1淋浴水循環利用系統的出水水質數據表
從表1中可以看出，經過上述移動多淋浴水循環利用系統處理過的出水水質已經超過國家標準的要求。
權利要求
1.淋浴水循環利用系統，包括外殼，其特徵在於在外殼內安裝有依次由水管連通的潛水泵(1)、毛髮收集器(2)、絮凝裝置(3)、石英砂過濾器(4)、活性碳過濾器(5)、精密過濾器(6)、保安過濾器(7)、高壓泵(8)、反滲透膜裝置(9)。
2.如權利要求1所述淋浴水循環利用系統，其特徵在於所述毛髮收集器包括設有出水口和入水口的殼體，殼體內設置有至少兩層濾筒，每層濾筒上都分布有網孔，每層濾筒邊沿都與殼體內壁水密性接觸，相鄰濾筒之間的殼體側壁上設置有二級排汙口，靠近入水口的殼體側壁上設置有一級排汙口。
3.如權利要求1或2所述淋浴水循環利用系統，其特徵在於所述潛水泵(1)的進水處設置有過濾網。
4.如權利要求1或2所述淋浴水循環利用系統，其特徵在於所述保安過濾器(7)採用梯度濾芯，該濾芯外層精度為10μ，內層精度為3～5μ；所述絮凝裝置(3)是管道式絮凝裝置。
5.如權利要求3所述淋浴水循環利用系統，其特徵在於所述保安過濾器(7)採用梯度濾芯，該濾芯外層精度為10μ，內層精度為3～5μ。
6.如權利要求4所述淋浴水循環利用系統，其特徵在於所述反滲透膜裝置(9)配置有與其連通的、可對其反滲透膜進行清洗的清洗水箱，該清洗水箱的控制開關由可編程邏輯控制器進行控制。
7.如權利要求3所述淋浴水循環利用系統，其特徵在於所述反滲透膜裝置(9)配置有與其連通的、可對其反滲透膜進行清洗的清洗水箱，該清洗水箱的控制開關由可編程邏輯控制器進行控制。
8.如權利要求1或5或6或7所述淋浴水循環利用系統，其特徵在於所述水管上設置有紫外線殺菌燈。
9.如權利要求1或2或5或6或7所述淋浴水循環利用系統，其特徵在於所述循環利用系統是安裝在汽車底盤上，汽車的底盤上安裝有車輪。
10.如權利要求8所述淋浴水循環利用系統，其特徵在於所述循環利用系統是安裝在汽車底盤上，汽車的底盤下安裝有車輪。
全文摘要
一種淋浴水循環利用系統，屬於水處理設備，解決了現有技術不能將淋浴水循環利用提供高品質並可再用於淋浴的技術問題，包括外殼及設置在外殼內依次由水管連通的潛水泵、毛髮收集器、絮凝裝置、石英砂過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器、保安過濾器、高壓泵、反滲透膜裝置，毛髮收集器採用分布有網孔的多層濾筒，可有效過濾毛髮；絮凝裝置採用管道式，可有效減少整套系統的體積；保安過濾器採用梯度精度濾芯，過濾效果好，使用壽命長。整套裝置安裝在汽車底盤上，可被牽引而移動，經過該系統處理的出水水質完全達到淋浴水的要求。可適用於野外訓練或作戰、野外考察、野外探險及沙漠、山區等缺水的場合。
文檔編號C02F9/00GK1951268SQ200610022050
公開日2007年4月25日 申請日期2006年10月17日 優先權日2006年10月17日
發明者黃益平, 師秦旭, 李煒, 劉凱 申請人:西南化工研究設計院