洗手间废水净化循环利用.docx
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洗手间废水净化循环利用
学生科技创新作品
项目名称：
洗手间废水净化循环利用
申请者：
组织组组长
所在学院：
石油化工学院
电子邮件：
联系电话：
兰州理工大学
二0一三年十月
洗手间废水净化循环利用摘要：
水是人类生存、生活、生产和维持良好生态环境不可缺少的基本条件，也是地球上一种重要的自然资源，它的多种功能其他资源无法替代，包括生命支持功能，生产支持功能，环境维护功能等。
虽然水是可更新的资源，但随着中国经济的发展，中国水资源状况不容乐观。
本文首先从水资源的数量、质量、时间与空间的分布特点以及利用和保护这几方面来分析中国水资源现状，然后重点介绍洗手间废水净化循环利用项目。
关键词：
水资源、节约、可持续、循环利用
正文：
水是人类生存必不可少的条件之一，没有水，也就没有生命的存在，可见水资源的重要性。
地球的储水量是很丰富的，共有14.5亿立方千米之多。
地球上的水，尽管数量巨大，而能直接被人们生产和生活利用的，却少得可怜。
首先，海水又咸又苦，不能饮用，不能浇地，也难以用于工业。
其次，地球的淡水资源仅占其总水量的2.5%，而在这极少的淡水资源中，又有70%以上被冻结在南极和北极的冰盖中，加上难以利用的高山冰川和永冻积雪，有87%的淡水资源难以利用。
人类真正能够利用的淡水资源是江河湖泊和地下水中的一部分，约占地球总水量的0.26%。
全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不平衡。
面临这严峻的水资源形势，我们应该做些什么去保护水资源呢？
要有惜水意识。
长期以来，人们普遍认为水资源是“取之不尽，用之不竭”的，不知道爱惜水资源，有的甚至将水白白浪费。
例如：
洗手、洗脸、刷牙时，让水一直流着；设备漏水，不及时修好等等。
这使水资源越来越紧缺，自来水更加来之不易。
爱惜水资源是节水的基础，只有意识到“节约水光荣，浪费水可耻”，珍惜生命之水，节约从我做起。
1.中国水资源数量
我国平均年水资源总量28124亿斥，其中河川平均年径流量
27115亿m，地下水8288亿vm居世界第六位，低于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和印度尼西亚。
我国是一个水资源短缺的国家，水资源总量居世界第六位，按人均水资源量计量，人均占有量为2500立方
米，为世界人均水量的1/4，世界排名第110位，被联合国列为13个贫水国家之一。
表1-1中国分区年将水量、年河川径流、年地下水、年水资源总量统计
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由上图可知，我国各流域由于面积不同，加之自然地理条件的差
异，水资源禀赋差别很大，全国年降水总量为61889亿立方米，多
年平均地表水资源（即河川径流量）为27115亿立方米，平均地下水资源量为8288亿立方米，扣除重复利用量以后，全国平均年水资源总量为28124亿立方米。
表1-2世界主要国家年径流量、人均和单位面积耕地占有量
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从表1-2可以看出，在世界主要国家中比较，我国水资源总量是
可观的，但是由于人口众多，导致人均水资源量远远低于上述主要国家，也大大低于全世界的平均水平。
如果从单位耕地面积水量来看，也远远小于世界的平均水平，我们用全世界7.2%的耕地，养育了全
球1/5的人口，从中可以窥测我国的水土资源是多么稀缺。
2.中国水资源质量
2.1中国水资源污染问题
我国水资源面临严峻形势，人均淡水资源量低，淡水资源的时空分布不均衡，水资源利用效益差、浪费严重。
水污染严重，不少地区和流域水污染呈现出支流向干流延伸，城市向农村蔓延，地表向地下渗透，陆地向海洋发展的趋势。
近几年来我国废水、污水排放量以每年18亿立方米的速度增加，全国工业废水和生活污水每天的排放量近1.64亿立方米，其中80%未经处理直接排入水域。
水资源已成为我国社会经济发展的短缺资源，成为制约建设小康社会的瓶颈之一。
因此，对我国的水污染防治需给予高度的重视，以实现我国水资源对经济社会可持续发展的保障。
2.2中国水资源污染特点由于历史欠账过多和众多的主、客观原因，纵观全国，水污染仍呈发展趋势。
传统的污染物（CODBOD未能控制住，富营养化和有毒化学物质的污染却相继增加；点源污染还没有效控制住，非点源污染问题在一些地区又突出起来。
由于80%以上的污水未经处理就直接排入水域，已造成我国三分之一以上的河段受到污染，90%以上的城
市水域严重污染，近50%的重点城镇水源不符合饮用水标准。
水资源不合理的开发利用，尤其是水污染的不断加重，引起了普遍缺水和严重的生态后果。
2.3造成中国水资源污染的原因造成我国水污染严重的主要原因在于：
我国许多企业生产工艺落后，管理水平较低，物料消耗高，单位产品的污染物排放量过高；城市人口增长速度过快，工业集中，而城市下水道和污水处理设施的建设发展速度极为缓慢，欠账太多，与整个城市建设和工业生产的发展不相适应；防治水污染投资少，加之管理体制和政策上、技术上的原因，仅有的投资亦未发挥应有的效果；有些地方对工业废水处理提出了过高的要求，耗资很大，而设施建成后却不能正常运行，投资效益差；不少新建的城市污水费用，而不能发挥应有的作用。
此外，由于用水和排水的收费偏低，使得人们（包括工矿企业）不重视节约用水、不合理利用水资源、不积极降低污染物排放量，造成水资源严重浪费和水污染不能得到有效控制的局面。
2.4中国水资源污染现状
我国水污染状况触目惊心。
总体看，水环境恶化趋势尚未得到根本扭转，水污染形势仍然严峻。
江、河、湖泊水污染负荷早已超过其水环境容量。
污水排放量仍在增长，七大江河水质继续在恶化，V类和劣于V类水所占比例仍很高。
水污染严重河流，依次为：
海河、辽河、淮河、黄河、松花江、长江、珠江。
其中海河劣于V类水质河段高达56.7%,辽河达37%黄河达36.1%。
长江干流超过皿类水的断面已达38%，比8年前上升了20.5%。
除西藏、青海外，75％的湖泊富营养化问题突出。
现在工业水污染仍旧突出，仍是江河水污染的主要来源。
近年来水污染事故频繁，平均每年达1000起左右。
不少老企业无钱治理，高污染的乡镇企业仍大量存在，企业违法排污现象普遍。
有61.5％的城市没有建成污水处理厂，相当多的城市没有建立污水处理收费制度，污水收采管网建设滞后，污水处理收费普遍过低。
因此除特大城市外，许多城镇污水没有得到有效地处理。
城乡居民饮用水安全问题严重。
地表饮用水源地不合格的约占25%，其中淮河、
辽河、海河、黄河、西北诸河近一半水质不合格。
华北平原地下水水源地，有35%不合格。
全国尚有3亿多人饮用水不安全，其中约有1.9亿人饮用水有害物质含量超标，农村有6300万人饮用高氟水，200多万人饮用高砷水，3800多万人饮用苦咸水，另外南方血吸虫疫区农村饮水也不够安全。
这不仅仅是因为众所周知的城市集中了大量的工业生产企业，工业废水排放量巨大；而且，随着城市规模的不断扩大以及人口的进一步增长，生活污水排放量与日俱增。
中国环境监测总站今年一至四月对全国地表水水质监测结果表明，流经上述限批城市的水质多数为重度污染。
如长江安徽段的巢湖全湖平均为V类（V
类水已不能和人体接触，劣V类水更是丧失基本生态功能）；黄河支
流渭河的渭南市、淮河支流沙颍河的周口市的国控断面今年前四个月的监测结果全部为劣V类。
国家环保总局近日对海河和淮河流域干流和支流六十七个断面水质抽样监测结果显示，全部为劣V类。
两年前
的松花江事件标志着中国进入了水污染事故高发期；今年入夏以来太湖、滇池、巢湖的蓝藻接连暴发，标志着中国进入了水污染密集爆发阶段。
3.中国水资源的时间分布特点从时间分配来看，中国大部分地区冬春少雨，夏、秋雨量充沛，降水量大都集中在5〜9月，占全年雨量的70%以上，且多暴雨。
黄河和松花江等河，近70年来还出现连续11〜13年的枯水年和7〜9年的丰水年。
中国地下水补给量约为7718亿立方米/年，其中长江流域最多，为2130亿立方米/年。
4.中国水资源空间分布特点
从空间分布来说，长江流域及其以南地区，水资源约占全国水资源总量的80%，但耕地面积只为全国的36%左右；黄、淮、海流域，水资源只有全国的8%,而耕地则占全国的40%。
表4-1中国主要流域年径流及人均、亩均占有量
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表4-1表明，我国水资源分布同人口、耕地分布极不协调，
长江流域及其以南的珠江流域、浙闽台诸河、西南诸河等流域，
国土面积、耕地和人口分别占全国的36.5%、36嚇口54.4%，但
水资源总量却占全国的81%,人均水量为全国平均水平的1.6
倍，亩均占有量是全国平均值2.3倍；辽河、海滦河、黄河、
淮河流域，面积为全国的18.7%（相当于南方的一半），水资
源总量却只为南方4片的10%;北方耕地占全国的45.2%，人
口占全国的38.4%，水资源总量更少，特别是海滦河流域尤为明显，人均占有水量为全国平均水平的16%,亩均为全国平均
水平的14%，水资源这种不均衡分布，严重地制约了国民经济的健康发展，调水成为经济和政治的热门话题。
5.洗手间废水循环利用
5.1项目简介在现代化生活中，人们的用水量很大，特别在洗手间，用完的废水直接排掉，导致水资源浪费。
其实我们可以安装一个废水净化系统，将净化的水装入储箱，用来冲洗厕所（停水时也可使用）。
此方案着重于废水净化循环利用，减少污染，节约水资源的原则而设计。
5.2研究目的我国的“水”存在两大主要问题：
一是水资源短缺，二是水污染严重。
有资料显示，我国是一个干旱缺水严重的国家。
人均淡水资源仅为世界平均水平的1/4、在世界上名列110位，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。
为缓解严峻的水形势，我们必须得节约用水，这主要体现在控制需求，创建节水型社会，杜绝水资源浪费。
同时需要采用良好的管理和技术手段，提高水资源利用率。
因此，为了缓解我国严峻的水资源形式，我便设计了一种能使污水净化并且循环利用的方案。
此方案符合中国水资源的可持续发展观，树立了人人珍惜，人人节约用水的良好风尚。
此方案的优点有：
（1）循环利用废水资源，节约用水。
（2）如果停水时，我们可以利用储箱的水清洗厕所，改良生活环境。
（3）循环节约用水，为我国构建节约型社会做贡献。
5.3设计思想及原理此设计项目涉及到的原理有过滤原理、重力、流体特性等。
其重点介绍过滤器及工作原理。
过滤器由简体、不锈钢滤网、排污部分、传动装置及电气控制部
分组成。
过滤器工作时，待过滤的水由水口过滤器流经滤网，通过出口进入用户所须的管道进行工艺循环，水中的颗粒杂技被截留在滤网内部。
如此不断的循环，被截留下来的颗粒越来越多，过滤速度越来越慢，而进口的污水仍源源不断地进入，滤孔会越来越小，由此在进、出口之间产生压力差，当大度差达到设定值时，差压变送器将电信号传送到控制器，控制系统启动驱动马达通过传动组件带动轴转动，同
时排污口打开，由排污口排出，当滤网清洗完毕后，压差降到最小值，系统返回到初始过滤状，系统正常运行。
过滤器由壳体、多元滤芯、反冲洗机构、和差压控制器等部分组成。
壳体内的横隔板将其内腔分为上、下两腔，上腔内配有多个过滤芯，这样充分利用了过滤空间，显着缩小了过滤器的体积，下腔内安装有反冲洗吸盘。
工作时，浊液经入口进入过滤器下腔，又经隔板孔进入滤芯的内腔。
大于过滤芯缝隙的杂质被截留，净液穿过缝隙到达上腔，最后从出口送出。
过滤器采用高强度的楔形滤网，通过压差控制、定时控制自动清洗滤芯。
当过滤器内杂质积聚在滤芯表面引起进出口压差增大到设定值，或定时器达到预置时间时，电动控制箱发出信号，驱动反冲洗机构。
当反冲洗吸盘口与滤芯进口正对时，排污阀打开，此时系统泄压排水，吸盘与滤芯内侧出现一个相对压力低于滤芯外侧水压的负压区，迫使部分净循环水从滤芯外侧流入滤芯内侧，吸附在滤芯内内壁上的杂质微粒随水流进穰盘内并从排污阀排出。
特殊设计的滤网使得滤芯内部产生喷射效果，任何杂质都将被从光滑的内壁上冲走。
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滤器进出口压差恢复正常或定时器设定时间结束，整个过程中，物料不断流，反洗耗水量少，实现了连续化，自动化生产
5.4项目设计简图
水槽
过滤器
滤液进入集水箱
楼板上层
楼板下层
滤渣排放
溢出水流
5.5项目的任务及意义
水是地球生物赖以存在的物质基础，水资源是维系地球生态环境可持续发展的首要条件，因此，保护和合理利用水资源是人类最伟大、最神圣的天职。
首先，保护水资源，首先要全社会动员起来，改变传统的用水观念，要在全社会呼吁节约用水，一水多用，充分利用循环水。
要树立惜水意识，开展水资源警示教育。
地球上水资源并不是用之不尽的，尤其是我国的人均水资源量并不丰富，地区分布也不均匀，而且年内变化莫测，年际差别很大，再加上污染严重，造成水资源更加紧缺的状况，黄河水多处多次断流就是生动体现。
所以说，人们一定要建立起水资源危机意识，把节约水资源作为我们自觉的行为准则，采取多种形式进行水资源警示教育。
其次，必须合理开发水资源，避免水资源破坏。
水资源的开发包括地表水资源开发和地下水资源开发。
水在开采地下水的时候，由于各含水层的水质差异较大，应当分层开采；对已受污染的潜水和承压水不得混合开采；对揭露和穿透水层的勘探工程，必须按照有关规定严格做好分层止水和封孔工作，有效防止水资源污染，保证水体自身持续发展。
第三，提高水资源利用率，减少水资源浪费。
有效节水的关键在于利用“中水”，实现水资源重复利用。
另外，利用经济杠杆调节水资源的有效利用。
由于水管理不到位，很多地方有长流水现象发生，而有些地方会“捧碗祈天”，因此，必须安装有效的水计量装置，执行多用水多计费的原则，达到节约用水的目的。
第四，进行水资源污染防治，实现水资源综合利用。
水体污染包括地表水污染和地下水污染两部分，生产过程中产生的工业废水、工业垃圾、工业废气、生活污水和生活垃圾都能通过不同渗透方式造成水资源的污染，长期以来，由于工业生产污水直接外排而引起的环境事件屡见不鲜，它给人类生产、生活带来极坏影响，因此，应当对生产、生活污水进行有效防治。
在城市可采取集中污水处理的途径；工业企业必须执行环保“三同时”制度；生产污水据其性质不同采用相应的污水处理措施。
总之，我们必须坚决执行水污染防治的监督管理制度，必须坚持谁污染谁治理的原则，严格执行环保一票否决制度，促进企业污水治理工作开展，最终实现水资源综合利用。
第五，改革目前的用水制度，加强政府的宏观调控，加大治理污染和环境保护力度，也是水资源保护利用的有效途径。
目前，应当加大改革力度，打破行业垄断，健全组织机构，统一管理，在全国建立起一个自下而上的水督察体系。
进一步改革水价，实行季节性水价,在水资源短缺地区征收比较高的消费税以限制用水等等。
从全文我们可知中国水资源现状不容乐观，保护水资源刻不容缓。
而我的作品主要从水资源多次循环合理利用为主来节约生活用水。
对于每一位公民，我们都必须意识到水资源的重要性，从自身做起，从小事做起，保护和节约水资源，从而促进水资源的可持续发展。
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