衛生間節水裝置的研究與設計

劉江 李小明 王維欣

摘 ?要：本研究涉及的是一種衛生間高效節水裝置，其包括廢水回用裝置、水箱和開口向上的馬桶，馬桶左側上部固定安裝有水箱，對應水箱下部位置的馬桶內側設有能夠實現馬桶內側沖洗的沖水腔，沖水腔上部設有第一進水口，對應第一進水口位置的水箱內設有能夠控制第一進水口開啟、閉合的排水閥，水箱內側設有能夠控制排水閥開啟、關閉的馬桶水箱配件;馬桶下部設有排污管，排污管位于沖水腔下方;馬桶外側設有廢水回用裝置，廢水回用裝置包括第一進水管、第二進水管、單向閥、進水泵、回收水箱和能夠控制進水泵開啟的控制單元，回收水箱上部設有回收水進口，回收水箱下部設有出水口，回收水箱外側設有進水泵，具有使用方便而節水的優點。

關鍵詞：節水??減排??連通器??過濾網??控制單元??可持續發展

一、研究背景

在現代居家生活中，洗浴間的用水約占到家庭總用水量的70%，污水排放量占到了80%以上，而馬桶是當之無愧的第一大戶。洗浴間用水計算如下：

馬桶：按一個人每天平均小便4次，大便1次。根據GB6952——2015《衛生陶瓷》最高標準（1級水效），全沖（大便）一次4.5升，半沖（小便）一次3升。一個三口之家一周水量合計：清水量（4×3+4.5）×3×7=346.5升，等量排污346.5升。其他用水：飯前便后洗手，按每人每天8次，每次0.5升;早晚洗漱、洗腳用水，每人早晚各3升;洗衣機，每周洗衣一次20升。一周合計：（8×0.5+2×3）×3×7+20=230升，同時排污量230升。（注：洗澡、洗拖用水等未統計）。上述用水的方式，均為一次性消費，沒有二次回收利用。因此，造成清水使用量大，排污水量大。調整用水結構，改進用水方式，科學、合理、有計劃、有重點的用水，提高水的利用率，避免水資源浪費已經成為當今可持續發展的一大主題。各種衛生間高效節水裝置也應運而生，尤其是各類衛生間高效節水裝置更是層出不窮，通常采用對生活廢水收集再利用，但是普遍存在節水與正常使用難以兼容的問題（即：實現了節水但影響了衛生間的使用），從一定程度上影響了人們生活的便捷性。

二、研究內容

衛生間高效節水裝置，包括廢水回用裝置、水箱和開口向上的馬桶，馬桶左側上部固定安裝有水箱，對應水箱下部位置的馬桶內側設有能夠實現馬桶內側沖洗的沖水腔，沖水腔上部設有第一進水口，對應第一進水口位置的水箱內設有能夠控制第一進水口開啟、閉合的排水閥，水箱設有能夠控制排水閥開啟、關閉的馬桶水箱配件;馬桶下部設有排污管;馬桶外側設有廢水回用裝置，廢水回用裝置包括第一進水管、第二進水管、單向閥、進水泵、回收水箱和能夠控制進水泵開啟的控制單元，回收水箱上部設有回收水進口，回收水箱下部設有出水口，回收水箱外側設有進水泵，進水泵的進水口與回收水箱的出水口之間固定連通有第一進水管，沖水腔設有第二進水口，進水泵的出水口與第二進水口之間固定連通有第二進水管，第二進水管上固定安裝有能夠防止沖水腔內的水流至回收水箱的單向閥，進水泵與控制單元電連接在一起;沖水腔右側固定連通有導水圈，導水圈位于馬桶上部，導水圈內側設有能夠將水沖入馬桶內側的出水孔。

本結構合理而緊湊，具有使用方便而節水的優點，第一進水口和第二進水口的設置保證了水箱和回收水箱的單獨供水，二者互不干擾又互為補充，在達到節水目的的同時也保證了馬桶的正常使用;進水泵的設置為回收水箱內的水順利進入沖水腔提供了動力，使廢水能夠以一定的速度進入沖水腔內，保證了沖洗效果;單向閥的設置有效避免了沖水腔內的水倒流至回收水箱中而影響沖洗效果的現象發生;回收水箱的設置不僅實現了洗漱、洗衣等廢水的收集，同時廢水中殘留的洗滌成分也會對馬桶進行清潔，進一步提高了沖洗效果。

三、研究的現實意義

實現了部分生活廢水的二次再利用，可替代現行馬桶沖廁水量的60%以上，同時等效的減少了生活污水的排放量。該方法如推廣應用于中國4億個家庭，將產生巨大的社會經濟效益和生態環境效益。

各組成部分的特征及作用說明：

一、馬桶構造改造

在馬桶沖水腔部位3，增開一個孔，作為回收水的入口4。開孔的具體位置，可以是沖水腔的下方、側面或后方。馬桶生產廠家可根據自身產品的制造工藝特點，選擇適合的開孔位置。

二、回收水箱部分

回收水箱11有效容積應不小于20升，設置高度應滿足洗漱盆和洗衣機的排水可以自流入箱。水箱上部設有溢流口12，該設置高度應不超過馬桶沖水腔3，水箱滿，則通過溢流管、防臭地漏13排入下水道。在水箱下部設有浮球液位開關8，其閉合動作點代表水箱的4.5升水位線，動作信號傳輸到馬桶旁邊的液位指示燈15上。入水過濾器9的作用是避免固體雜物進入水箱。在過濾器的選型上，推薦使用過濾網兜，也可以用紗窗自制，用卡箍或繃帶將過濾網兜固牢在洗臉池和洗衣機的排水管10上。

三、輸水系統

管道泵6前裝有泵前過濾器7，理論上，如前述入水過濾網兜如果沒有破損，則水箱內不會有大的固體異物，設置泵前過濾器7的目的，是進一步確保異物不會進入管道泵6。管道泵后裝有單向閥5，單向閥的作用是防止馬桶沖水腔3內的水回流。管道泵6可選家用的普通水暖循環泵，該泵啟動神速，超靜音。

四、回收水箱液位指示燈和沖廁開關

液位指示燈15和沖廁開關16、17，設在馬桶旁邊方便使用的位置。液位指示燈15亮起，說明回收水可以正常使用。指示燈滅，說明回收水不足，則只能使用馬桶自備水箱1的清水沖廁。沖廁開關分為全沖16和半沖17兩個觸摸按鈕，啟動按鈕，則自動完成沖廁過程。

作者簡介

劉江（1976.12—），男，漢族，籍貫：湖南省永州，本科，高級教師，研究方向：物理學。

李小明（1975.7—），男，漢族，籍貫：湖南省常德，本科，高級教師，研究方向：物理學。