環保型節水家庭系統

何佳蔓　王亞楠　王康

【摘要】中國是一個水資源嚴重短缺的國家，節約水資源已成為當今社會的一大主題。如今各行各業已開展了節水工作，節水教育也深入到千家萬戶。本次通過對北方地區城鎮居民生活用水和年降雨量調查分析，提出了家庭廚、衛用水的二次利用，家庭雨水收集利用的觀點，設置了環保型節水系統。若該系統能夠在居民家庭生活中得到推廣和普及將會起到了很好的節水效果。

【關鍵詞】生活用水；雨水收集；凈化；二次利用；節水

【Abstract】China is a country with a serious shortage of water resources. Saving water resources has become a major theme in today's society. Now all walks of life have carried out water-saving work， water-saving education has also reached tens of thousands of households. Based on the investigation and analysis of daily and seasonal rainfall of urban residents in northern China， this paper put forward the viewpoints of family kitchen and secondary use of sanitation water and collection and utilization of household rainwater and set up an environment-friendly water-saving system. If the system can be popularized and popularized in the family life of the residents will play a very good water-saving effect.

【Key words】Domestic water；Rainwater collection；Purification；Secondary use；Water-saving

1. 研究背景

1.1國家水資源詳情分析。

中國是一個水資源嚴重短缺的國家，人均水資源占有量排在世界第109位，僅為世界平均水平的1/4。隨著經濟的發展、人口的增加、社會的進步、工農業和城市用水量的激增，水資源供需矛盾日益突出。近年來，黨和國家對此高度重視，在全社會大力倡導節水型社會建設，以實現水資源的可持續利用。如今各行各業已開展了節水工作，節水教育也深入到千家萬戶。

1.2家庭廚、衛用水調查分析。

隨著社會的發展，人們生活水平的提高，居民生活用水量也越來越大。通過對北方地區城鎮居民生活用水調查了解到，一個3口人的家庭正常廚用（洗菜、洗碗、洗鍋、淘米等）每天用水量在57L/天左右，衛生（衛生間洗漱盆刷牙、洗臉）28L/天左右，沖廁78L/天左右，而絕大多數居民將廚、衛用水沒有充分利用起來直接棄掉，白白浪費了寶貴的水資源。如果將廚、衛所用過的廢水經過簡單凈化處理后并收集起來還可以進行家庭澆花、養魚和沖洗廁所，這樣將起到有效節約水資源的作用。

1.3雨水收集利用調查分析。

隨著城市化進程的加快，水資源匱乏、生態環境惡化等問題的出現，水資源問題已成為我國實施可持續發展戰略過程中必須認真解決的重大問題。目前，海水淡化雖可解決海濱城市缺水，但是在現有的技術條件下，因其造價太高而無法推廣。跨流域遠程調水是一項耗資巨大的工程，但即使是南水北調這樣大規模的調水工程也只能解決部分城鎮的用水問題，而利用雨水資源是一種最經濟、最廣泛、最簡便、最快捷、行之有效的途徑。本設計對雨水進行收集，再將收集的雨水凈化用于擦玻璃，既能節水也能達到減輕勞動力的目的。

2. 設計思路

（1）室內節水設計思路：由于家庭淘米、洗菜、洗水果、洗鍋碗和洗臉、刷牙等過程中會產生大量的廢水，這些廢水如果直接棄掉，無形中會造成水資源的浪費。若不采取凈化處理直接排入坐便器，廢水中的菜葉、雜質等會造成坐便器的堵塞和不衛生。為了達到既節水，又使用簡捷、方便、干凈衛生的效果，將廚、衛生活廢水經過凈化處理后，排入坐便器，達到二次利用和節約用水的目的 。

（2）室外節水設計思路：由于城市化進程的加快，水資源匱乏、生態環境惡化等問題日益凸顯，城市雨水作為水資源利用迅速這世界各地得到發展。本設計中包含一種高效房屋雨水收集高效利用系統，可對雨水進行收集和利用，達到節水的目的。

3. 結構設計

關于環保型節水家庭節水的系統，從如下室內，室外兩個方面進行結構設計：

3.1室內節水裝置結構設計：

（1）室內餐廚污水凈化裝置。

將洗菜盆和洗漱盆進行改造設計，或將從市面上購買來的洗菜盆和洗漱盆對其底部進行改造，分別增設一個長15～30cm，寬12～25 cm，高3～5 cm的可拆卸過濾裝置，該裝置是一種環保型水、油、廢渣自動分離的凈化裝置，該凈化裝置包括凈化水槽、水油分離裝置，水，廢渣分離裝置。本設計要點在于水槽本體和水槽的進水端之間設有濾網式過濾層，水油分離裝置的主體為水油分離箱，其側面設有吸油層和出油口。水，廢渣分離裝置之間設有抽屜式過濾層。而且在該凈化裝置的底部設有排污口，排污口設有閥門。該凈化裝置中間設有隔板，隔板中置有碳過濾層和化油劑。其結構設計合理操作簡單，能夠自動實現水油分離，水，廢渣分離（室內餐廚污水凈化裝置見圖1）。

（2）家庭洗衣用水的再次利用裝置。endprint

該裝置包括：洗衣機放置臺、污水過濾池、小型壓力水泵、儲水箱。洗衣機用水在排出后，在污水過濾池進行過濾后，利用小型水泵將其過濾后的水抽送到墻上的儲水箱，再可根據需要用儲水箱中的水沖廁（家庭洗衣用水的再次利用裝置見圖2）。

（3）太陽能沖廁水箱智能補水裝置。

本裝置設計一種太陽能沖廁水箱智能補水裝置，包括太陽能發電及儲電系統，沖廁水箱本體和補水管，水位智能控管電路。水位智能控管電路包括小型電動水泵，光敏電阻，浮球，微型LED燈，外接交流接觸器KM線圈。沖廁水箱本體需要不透光且內置有浮球位置控制桿。利用太陽能發電為本裝置提供動力來源，在完成為沖廁水箱補充水的同時，達到節能的效果（太陽能沖廁水箱智能補水裝置電路圖見圖3、太陽能沖廁水箱智能補水裝置見圖4）。

3.2室外節水裝置結構設計：

本設計是一種房屋雨水收集高效利用系統，該系統包括雨水收集槽、過濾裝置、高位儲水箱、電磁閥控制裝置、灑水槽、雨刷器、排水槽。本設計要點在于雨水收集槽通過水管道與過濾裝置連接，過濾裝置通過相應的管道與高位水箱連接，高位水箱再通過水管接到窗臺上方的灑水槽中，窗臺底部設置雨刷器裝置和排水裝置.我們可以通過相應電路控制雨刷器的啟動（類似于汽車雨刷器工作原理）并在排水槽最右端加一開口，使得多余的水可以及時排出（總體設計圖見圖5）。

4. 結論

本設計克服了家庭生活用水的嚴重浪費，節約用水只有從每個人做起，從千家萬戶做起，才能對節水起到積極作用；本設計巧妙的利用過濾、生物凈化等對生活用水和天然雨水進行凈化處理，從而達到廚、衛用水和雨水的二次利用，而且巧妙的利用太陽能等綠色能源，達到了節能環保的目的。

5. 應用前景

該節水系統應用于居民家庭中造價合理，設計簡單，通過對廚、衛用水的二次利用以及對雨水的收集利用，一戶人一年最少可節水51 m3，既可以節約大量的水資源，也可以減輕居民家庭每月水費的支出。適宜于普及推廣，具有廣闊的發展前景。

參考文獻

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