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基本信息
- 項目名稱：
- 基于水壓馬達(dá)的中水回用系統(tǒng)
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 隨著城市用水量和廢水量不斷增加，水資源的供需矛盾愈來愈尖銳，已成為影響社會安定和經(jīng)濟發(fā)展的制約因素。為了緩解這一矛盾，水資源的利用也必須走可持續(xù)發(fā)展的道路，針對這一情況，研制了“水壓馬達(dá)及其中水回用沖廁系統(tǒng)”，該系統(tǒng)能夠合理的轉(zhuǎn)化和利用自來水本身的壓力能，為中水輸送泵提供動力能源，將中水提升到廁所的儲水箱，并對儲水箱進(jìn)行適當(dāng)改動和調(diào)整，使其達(dá)到即可以實現(xiàn)中水沖洗完畢自動清水補償，又可實現(xiàn)在無中水時直接采用清水沖洗的沖洗方式。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前，大型的中水回用系統(tǒng)大致可分為以下三類：一是城市污水處理廠污水處理回用的城市中水系統(tǒng)；二是若干建筑群生活污水集中處理回用的小區(qū)中水系統(tǒng)；三是單棟建筑物生活污水處理回用的建筑中水系統(tǒng)。但由于以上中水回用系統(tǒng)的設(shè)備體積龐大，占地面積大，一次性資金投入大，一般只適用于新建的小區(qū)供排水系統(tǒng)。因此，推廣使用受到一定的限制。 我們研究的“水壓馬達(dá)及其中水回用沖廁系統(tǒng)”，提出了一種全新的生活中水回用系統(tǒng)。主要對小區(qū)、學(xué)校、商場、車站、寫字間、辦公樓等家庭和公共設(shè)施的現(xiàn)有的進(jìn)排水管道進(jìn)行適當(dāng)改造，通過在自來水管道上安裝隔離式水壓馬達(dá)將自來水本身所具有的壓力能進(jìn)行合理的轉(zhuǎn)化和利用，用以作為中水輸送泵的動力能源，將中水提升到廁所的儲水箱，并對儲水箱進(jìn)行適當(dāng)改動和調(diào)整，實現(xiàn)先大量中水沖廁，后小量清水沖洗的沖廁方式，在保證最大限度地提高中水利用率的前提下，又考慮到人們感觀要求。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 我國是一個淡水資源嚴(yán)重匱乏的國家，為解決水資源短缺矛盾，必須采用可持續(xù)的水資源利用模式——節(jié)約型模式。除了提倡節(jié)約用水，開辟新水源外，污水廢水的再生利用也是一條重要途徑。 “基于水壓馬達(dá)的中水回用系統(tǒng)”，提出了一種新的生活中水利用系統(tǒng)。主要以普通家庭、住宅小區(qū)為對象，通過水壓馬達(dá)將自來水本身所具有的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能輸出出來，用以作為污水提升泵的動力能源，將污水提升到廁所的儲水箱，實現(xiàn)先大量中水沖廁，后小量清水沖涮的沖廁方式，在保證最大限度地提高中水利用率的前提下，同時兼顧使用者感觀要求。 創(chuàng)新點： 1)提出了基于水壓馬達(dá)的能量轉(zhuǎn)換方式，有效地將自來水的壓力能轉(zhuǎn)換成輸送泵所需的機械能； 2)提出了兩相流式?jīng)_廁裝置，實現(xiàn)了中水和清水復(fù)用沖廁的目的。 技術(shù)關(guān)鍵： 1)水壓馬達(dá)的方案設(shè)計； 2)兩相流沖廁裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 技術(shù)指標(biāo)： 1)沖廁水箱的容積：12L（中水箱和清水箱各6L）； 2)裝滿水箱所用時間：30s； 3)沖廁水箱距地面高度：2m； 4)系統(tǒng)采用水泵輸水方式。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- “基于水壓馬達(dá)的中水回用系統(tǒng)”提出與討論的是通過像自來水液壓能一樣的低壓能驅(qū)動來實現(xiàn)將中水泵到高處的問題，它是基于“包裹”驅(qū)動設(shè)計的，并且對其作了詳細(xì)的理論分析和實驗驗證，可以實現(xiàn)： （1）將自來水壓力能轉(zhuǎn)換為輸出軸的動能； （2）系統(tǒng)驅(qū)動形式保證了馬達(dá)與自來水無直接接觸，可避免飲用水被污染。 （3）沖廁水量可調(diào)，并能實現(xiàn)中水與清水兩相流沖廁。 水壓馬達(dá)的工作效率比相同條件的水輪機要高，因為它將能量集中在包裹軟管上，以一個合力來驅(qū)動轉(zhuǎn)子，防止了能量損失。 以上結(jié)論說明，我們所設(shè)計的系統(tǒng)基本達(dá)到了工程實踐的要求，在實際應(yīng)用中將會發(fā)揮巨大的作用。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2008年11月，該項目被評為“國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃”項目 2009年6月12日，在第十一屆“挑戰(zhàn)杯”吉林省課外科技作品競賽中獲得二等獎。
作品所處階段
- 實驗生產(chǎn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 1）一次性技術(shù)轉(zhuǎn)讓；2）技術(shù)入股
作品可展示的形式
- 1、實物展示；2、錄像動畫展示；3、圖片展示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 中水回用是解決水資源不足和水環(huán)境污染兩大難題的有效途徑，有助于實現(xiàn)經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益的有機統(tǒng)一。中水的利用可以節(jié)省水資源，緩解城市缺水，保護環(huán)境，防治污染，保持社會、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。我國城市污水年排放量已達(dá)到414億m3 ，全國污水回用率如果平均達(dá)到10%，年回用量可達(dá)40億m3 ，是正常年份缺水(60億m3 )的67%。通過污水回用，可解決全國城市缺水的一多半，回用規(guī)模、回用潛力之大，足可以緩解一大批缺水城市的供水緊張。
同類課題研究水平概述
- 日本早在1962年就開始了中水回用的研究，70年代已初見規(guī)模。90年代初，日本在全國范圍內(nèi)進(jìn)行了廢水再生回用的調(diào)查研究與工藝設(shè)計，對污水回用在日本的可行性進(jìn)行了深入的研究和示范工程，在嚴(yán)重缺水的地區(qū)廣泛推廣污水回用技術(shù)，使日本近年來的取水量逐年減少，節(jié)水初見成效。瀨戶內(nèi)海地區(qū)污水回用量已經(jīng)達(dá)到該地區(qū)所用淡水總量的2/3，新鮮水取水量僅為淡水量的1/3，大大緩解了瀨戶內(nèi)海地區(qū)水資源嚴(yán)重短缺的問題。 美國也是世界上采用污水再生利用最早的國家之一。美國利用回收水始于1962年，70年代初開始大規(guī)模建設(shè)污水處理廠，隨后即開始回用污水。80年代開始有近30家工廠連續(xù)使用處理后的城市污水，年用量約3億 。加利福尼亞每年利用凈化污水2.7億 ，相當(dāng)100萬人口一年的用水量，凈化污水主要用于灌溉、澆灌公園花木。1992 年美國國家環(huán)保局制定的“水再生利用導(dǎo)則”中列舉了大量的示范工程，并制定相應(yīng)的政策、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，以便更好的推廣此項節(jié)水措施。目前，有357個城市回用污水，再生回用點536個。盡管在20世紀(jì)70年代初以來的30余年中，總用水量增加了1.4倍，但總?cè)∷糠炊鴾p少了，中水利用使美國這一工業(yè)和農(nóng)業(yè)大國的水資源利用取得了驕人的成績。 我國對城市污水處理與利用的研究，早在1958年就開始列入國家科研[12]。20世紀(jì)60年代關(guān)于污水灌溉的研究已達(dá)到一定的水平。70年代中期進(jìn)行了城市污水以回用為目的的污水深度處理小試。80年代初，我國青島、大連、太原、北京、天津、西安等缺水的大城市相繼建設(shè)了一些中水利用的示范工程，目前已經(jīng)投產(chǎn)的城市污水利用工程約有30個，利用工程規(guī)模在1.5×105 m3/d左右，約為全國城市污水設(shè)計處理水量的1%以上，主要利用于工業(yè)及市政等方面。市政雜用水包括公園綠化及河湖用水、城市綠化用水、道路路面噴灑用水等，每平方米綠地可按每天用水2升計算，道路噴灑水量與每天噴灑次數(shù)有關(guān)，每立方米回用水可噴灑2500 m2道路面積(以噴灑一次計)。工業(yè)用戶重點是回用至熱電廠與化工廠等冷卻用水以及城市污水處理廠內(nèi)部雜用水(如可用于污泥脫水沖洗濾布、噴灌綠地、沖洗路面及洗車用水等)。在“十五”計劃初步安排中，國家要求城市污水處理量的10%作進(jìn)一步處理后回用，建立中水道。從全國來講，每天有幾百萬噸中水要回用，這是一個很大的數(shù)目，需要統(tǒng)籌安排。
