銅川公共洗手間中水回用工程方案
隨著現(xiàn)代工業(yè)化的迅速發(fā)展和世界人口的不斷增加，城市用水量劇增，水的質(zhì)量也在不斷下降，水資源越來越緊張，這已經(jīng)成為世界各國面臨的重要問題，我國的水資源總量可觀，局*四位，但是人均僅為世界平均水平的四分之一，同時在地區(qū)分布上很不平衡，南方多北方少，污水排放量也逐年增加，河湖污染日漸嚴重，隨著水資源需求量的急劇增加和水環(huán)境污染的日益嚴重，把城市外排污水作為第二水資源加以開發(fā)利用就顯得尤為重要。
目前公用洗手間沖洗廁所器具時，一般都是用自來水直接沖洗，人們洗手、洗臉的大量廢水沒有充分利用，造成了嚴重浪費。如果經(jīng)過一定處理后，能成為在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的中水，則可節(jié)省水資源，達到廢水重新利用的目的。中水的使用范圍包括沖廁用水、清潔地面、綠地澆灌、景觀河湖等，中水回用是*的節(jié)水措施，被譽為城市的第二水源，通過中水回用可在一定程度上緩解水資源的危機。
目前還沒有一種可適用于公用洗手間的廢水回用處理裝置，開發(fā)這種裝置尤為重要。
一、公用洗手間廢水回用處理裝置的原理
圖1為公用洗手間廢水回用裝置的基本設(shè)計方案，其工作原理為：洗手水從該裝置的進水口進入，通過通過光電感應(yīng)器測量該水的渾濁度，如果該水太渾濁，則直接排入污水管道；如果該水渾濁度在允許范圍內(nèi)，則經(jīng)過活性炭吸附網(wǎng)，流入紫外消毒側(cè)，消毒完成之后，可流入沖廁管道也可做其他用途。
二、公用洗手間廢水回用處理裝置的原理
1、渾濁度的光電檢測
渾濁度表示水的清澈或渾濁的程度，本裝置的渾濁度信號采集轉(zhuǎn)換部分選用紅外線發(fā)射、接收管。因為紅外線的穿透能力強，且透射光的強度隨著傳播介質(zhì)的變化而變化[1]。對于紅外線發(fā)射管而言，當將其正極接上直流電壓，負極接脈沖信號時，它將以一定的頻率向外發(fā)射出強度一定的紅外線，當紅外線過渾濁的液體時透射光的強度將發(fā)生變化。對于紅外線接收管而言，當其接收到的紅外線強度發(fā)生變化時，接收管的電阻將發(fā)生變化，若接收管串聯(lián)一個電阻后再在兩端加上一定的電壓，電阻或紅外線發(fā)射管兩端的輸出電壓將發(fā)生變化，從而將渾濁度的變化轉(zhuǎn)換成了電壓的變化。
得到電壓E1后，通過一個具有滯后比較特性的比較電路。E1為輸入量，Es為基準量。顯然，若輸出電壓為+E0 時，E1 必須大于(RE0 +R1E0 )/(R+R1)時，輸出才會翻轉(zhuǎn)為-E0 。同理，若輸出電壓為-E0 時，E1 必須小于(R1 Es一RE0 )/(R+R1)輸出才會翻轉(zhuǎn)為+E0
這部分應(yīng)放置在避光的空間，或者封閉性強的地方，因為若僅僅只在紅外線發(fā)射管兩端加一恒流源，當被測液體的渾濁度發(fā)生變化時，紅外線接收管所在電路的輸出電壓經(jīng)實測并沒有變化，分析其原因，主要是因為陽光、日光燈中都含有紅外線成分，并且其強度比紅外線發(fā)射管射出的紅外線的強度高，它們均會使紅外線接收管產(chǎn)生相應(yīng)的電壓輸出，紅外線接收管在多種紅外線發(fā)生源的作用下很難將有用的透射光信號提取出來，對測量渾濁度有很大影響。
- 渾濁度允許的水經(jīng)過活性炭吸附活性炭是一種經(jīng)特殊處理的炭，每克活性炭的表面積可達500～1500平方米。活性炭有很強的 “物理吸附”和“化學(xué)吸附”功能。活性炭的主要原料是富含碳的有機材料，如煤、木材、果殼等。這些含碳材料在活化爐中，經(jīng)過高溫和一定壓力通過熱解作用被轉(zhuǎn)換成活性炭。在此活化過程中，巨大的表面積和復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)逐漸形成，由此形成了*的多孔隙結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生巨大的表面積，具有強大的物理吸附能力。吸附就是利用了其巨大的比表面積，將物質(zhì)吸附在活性炭的微孔中。同時，活性炭能與多種化學(xué)物質(zhì)結(jié)合，從而控制水對這些物質(zhì)的吸收。 如活性炭能夠濾除水中化學(xué)有機物、重金屬、色度、異味、氯離子等。
如果采用活性炭吸附管，過濾速率過慢，容易造成水擁堵，所以采用活性炭過濾網(wǎng)的模式，增大活性炭表面積，增快過濾速率。
活性炭吸附法的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）有較大的相對表面積 ，密集分布的小孔和疏松分布的整體結(jié)構(gòu) ，同時能夠耐高溫、耐水 、耐腐蝕 、耐酸堿以及穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì) ，再加上活性炭本身具有一定的剛度和柔韌性 ，不易破碎 。
（2）吸附過程較為簡單直接 ，在吸附過程中不需要加入催化劑以及凝絮劑 ，能夠直接利用活性炭內(nèi)部疏松的孔結(jié)構(gòu)進行吸附 。
（3）能夠?qū)U水中的重金屬離子進行有效的吸附 ，吸附能力強且穩(wěn)定性較好 。
（4）活性炭的成本較低且制作簡單?；钚蕴康奈竭^程屬于物理變化，操作簡單靈活無污染 。
（5）可回收性較好，可以通過清洗、沖刷等方法對于使用過的活性炭進行回收再利用，同時對于吸附后很難處理的物質(zhì)可以與活性炭一起進行處理 ，避免對水體進行二次污染。這種方法的使用既節(jié)約了成本，同時又可以使得廢水問題得到很好地解決。
3、紫外消毒
紫外消毒技術(shù)由于其高效性，廣譜性，安全性等特點，在水處理消毒領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，相應(yīng)對紫外消毒設(shè)備的研究也越來越多。按照紫外消毒燈的類型，紫外消毒系統(tǒng)又可以分為低壓低強度、低壓高強度和中壓高強度紫外系統(tǒng)3類。在這里，采用的是低壓低強度紫外消毒系統(tǒng)。
紫外劑量與微生物滅活率之間存在著特定的函數(shù)關(guān)系，可用紫外線劑量-滅活率響應(yīng)曲線表達。紫外線劑量表達為進水中的紫外線強度與輻照時間的乘積。微生物滅活率表達為紫外消毒反應(yīng)器進、出口水中微生物濃度之間比值的對數(shù)值。
紫外燈在使用過程中，隨著時間的增加，紫外燈放出紫外線的強度會逐漸降低，因而在設(shè)計紫外消毒系統(tǒng)的過程之中，就需要考慮在燈的使用末期能夠保證足夠的殺菌劑量。在我國的消毒系統(tǒng)之中*使用的紫外燈替換時間大約是3000 h，但由于測定紫外線強度較困難，實際上燈管的更換都以使用時間為標準。
紫外線消毒技術(shù)的優(yōu)點：
（1）高效殺菌廣譜性
UVC 技術(shù)對幾乎所有的細菌、病毒都能高效率殺滅，殺菌效率可達 99％－99.9％。
（2）無二次污染
由于 UVC 技術(shù)可以被控制為僅僅是殺菌，并且不加入任何化學(xué)藥劑，因此它不會對水體和周圍環(huán)境產(chǎn)生二次污染，不改變水中任何成分。
（3）運行安全、可靠
不存在任何安全隱患，是一種對周邊環(huán)境以及操作人員相對安全可靠的消毒技術(shù)。
（4）運行維護費用低
由于技術(shù)的成熟，紫外消毒設(shè)施的運行維護很簡單，運行成本低，其性價比是所有消毒技術(shù)中高的。
（5）連續(xù)大水量消毒
紫外消毒設(shè)備可連續(xù)運行消毒，除定期需一、二小時以內(nèi)的例行保養(yǎng)外。
三、公用洗手間廢水回用處理裝置的特點
主要有以下幾個方面：
1、裝置盡可能簡單優(yōu)化，沒有特別繁瑣的設(shè)備。
2、盡量降低成本，達到簡單可靠的效果。不需要定時加入其它物質(zhì)，能夠直接高效的凈化廢水資源，且穩(wěn)定性較好。
3、沒有安全隱患，凈化的過程基本上都屬于物理變化，操作比較簡單，并且比較靈活，此外，對水體自身無污染，無化學(xué)作用。
4、經(jīng)過活性炭和紫外消毒后，殺菌效果特別強，且沒有加入化學(xué)液劑，對水*。
四、總結(jié)
此裝置的設(shè)計，需要考慮特別多的東西，怎樣使這個裝置使用起來更高效、更方便，每一部分如何連接，才能使這個裝置更節(jié)省空間，且被人們接受等，這些問題都特別重要。對于檢測混合度，直接用紅外發(fā)射、接收可能顯得簡陋，但如果使用555產(chǎn)生脈沖那種方法的話，成本必然會提升很多，并且電路也復(fù)雜了許多。活性炭吸附階段，使活性炭層的表面積盡可能大，這樣的話，吸附速率較快，不容易使水擁堵，造成溢出。紫外消毒階段，時間應(yīng)大于10s，否則除菌效果達不到預(yù)期要求。
設(shè)計產(chǎn)品應(yīng)多搜集其他人的成果和論文，善于總結(jié)，然后加入自己的想法，使文章更加完善。通過各種途徑搜集所需要的資料的過程，也可使自己的思路更加開闊，擁有更多的想法，使文章更完整，達到更好的設(shè)計效果。
銅川公共洗手間中水回用工程方案
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