机械+阮浩+洗车污水循环利用系统设计说明书

1、第二届大学生水利创新设计大赛作品说明书项目名称： 洗车污水循环利用系统 团队人员： 阮浩 叶梅 刘成义 赵云辉 专业班级： 机械工程学院 机设13-9班 指导老师： 张东速（班主任）、苗思忠 机械工程学院 机设13-9班2015年4月8日洗车污水循环利用系统设计说明书洗车污水循环利用系统设计说明书设计者：阮浩 叶梅 刘成义 赵云辉指导教师：张东速（班主任）、苗思忠（安徽理工大学机械工程学院，安徽，淮南，232001）作品内容简介本作品名称为“洗车污水循环利用系统”，是一套高效的污水处理再利用的装置。考虑到较多洗车店都存在比较大的水资源浪费现象，而水资源又很宝贵，因此我们设想将污水循环再利用，从

2、而不仅可以节约我们的水资源，同时也减少了污水排放，节能环保。洗车污水循环利用系统由洗车废水收集装置、物理沉淀池、初步过滤装置、化学沉淀池、储水池、洗车装置组成。洗车废水产生后由布满小孔的铁板铺设的地面引入物理沉淀池，废水再经过带有大孔和小孔的过滤板，随即进入化学沉淀池，添加化学药剂进行沉淀（可开盖取出沉淀物）；经过处理的水自然流入蓄水池，再由潜水泵抽出，进入水箱；水箱旁利用增压器补充洗车时的水压，水箱上安装有控制装置，用来控制潜水泵和增压器。该系统可以高效的将污水重复利用，从而达到节水环保的目的。关键词：洗车 污水利用 节约用水 循环利用 环保联系人：阮浩联系电话E-

3、MAIL：1637017302 一、研究背景及意义目前人口的增长、经济的发展和资源的过量使用，对环境造成了很大的压力：水资源严重缺乏，水污染日益加剧。随着人民生活水平的提高，单位和家庭拥有的汽车数量也越来越多，这势必带来洗车用水的大量消耗，对于城市而言，则更加加剧了水资源短缺的矛盾。据统计，清洗一辆小型汽车需用水约0.06-0.10m3，一座大中城市一年用于洗车的水量则可供6万人口使用一年，洗车用水的消耗量由此可见一斑。此外，由于许多城市对洗车业的管理还欠规范，洗车水的随意排放造成污水横流，严重影响市容和市民的生活环境。洗车废水中含有油类、有机物、阴离子合成洗涤剂类等大量污染物质，如不经处理就

4、直接排放，势必对水体造成污染。针对洗车废水耗费大量水资源及污染环境的现状，一些城市已做出相应的限制，如北京、天津、石家庄等。哈尔滨市城市节约用水条例规定，在用水紧缺期限制洗车用水，经营洗浴、洗车等单位和个人应当安装节水设备。近年，哈尔滨市曾多次季节性禁止用清水洗车。一些城市还通过高水价办法，用经济手段控制洗车水消耗。可见，节约洗车用水、减少洗车水污染是极需解决的问题。针对洗车水处理及回收再用技术进行阐述，并指出洗车废水回用是发展的必然趋势。鉴于此，我团队设计了本产品，即一种节能绿色的洗车污水再循环利用装置。本产品具有如下特点：（1）本产品具有过滤，沉降，混合搅拌，净化等多种功能，可以完成洗车废

5、水的回收以及再利用；（2）本产品对不同油污废水采用化学结合沉淀方式，提高了水的纯净度，解决了对不同油污废水处理的技术难题；（3）本产品采用的原料回收成本低，材料获取简单易行，沉淀的泥沙也容易处理，得到的新水还可以再次使用，不仅节约了成本，还避免了浪费，符合绿色要求；（4）本产品使用的洗车废水容易收集，而且采用化学沉降的方法，降低了能耗，节约了成本，从而说明其经济效益良好。二、实际情况调查为了使本产品的设计更加合理，我们特地去了淮南市一些不同的洗车店进行了实际的调查(如图2-1,2-2)，并和相关工作技术人员进行了交流和讨论。了解到大多数洗车店的污水都是通过地面，没有经过任何处理得流入下水道，而

6、且用水量都比较大，平均每辆车用水约50升。洗车液还含有大量的防腐剂和色素，如果见这些污水直接通向下水道，可想而知这会对环境造成多大的污染，对水资源造成多大的浪费。这些现状急需得到改善，尤其是对一些缺水地区。中国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的14、美国的15，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。因此我们有必要节约用水，提高我们的水资源利用率，为我们的子孙留下干净的水源。我们对这种传统的洗车方式进行了改造，让水能安全的进行循环利用，节约我们

7、的水资源，保护我们的环境。 图2-1 洗车店工作现场 图2-2 洗车产生的油污及废水三、设计方案成品制备方案框图如图3-1所示化学沉淀洗车用水物理沉淀过滤网储水池储水箱自来水下水管图3-1 制备方案图四、关键装置设计4.1整体结构示意图洗车污水循环利用系统由洗车废水收集装置、物理沉淀池、初步过滤装置、化学沉淀池、储水池、洗车装置组成。其整体结构如图4-1所示。整套系统长约10m，深为3m，占用地下面积小于30m3。而地表占用面积不大，可放其他物品，充分节约了空间，为洗车创造了良好的环境。图4-1 循环利用洗车废水系统三维模型图4.2 设备组成介绍设备整体组成如图4-3所示。图4-3 循环利用洗

8、车废水系统组成图 4.2.1洗车废水收集装置本设备的洗车废水收集装置由带漏孔的铁板（Q235碳素结构钢）铺设的地面组成，铁板厚度为50mm,铁板下方有6根空心铁柱支撑。铁板上的孔直径为40mm，孔圆心间距70mm，均匀分布在板面。右方有1m宽钢板盖，可开启进行淤泥的清理和收集，便于重复利用。该装置主要是对洗车时的废水进行收集，使洗完车的水可以很容易流入物理沉淀池中，并且可以很大程度上减轻洗车时的废水淤积。创新点：带孔钢板铺设地面，快速收集污水，稳定性良好。4.2.2 物理沉淀池物理沉淀池（如图7所示）就是一个有坡度的大水池，斜面部分与水平夹角20°可用水泥或瓷砖铺设，方便淤泥在可开口

9、处沉淀，斜面底处为一过滤网，使正流下的洗车水不会搅乱沉淀处。水池用于收集装载废水，然后让废水在物理池中进行静处理，使废水沉淀。此时可以将一些较大的石子和泥土沉淀留着池底。上方有部分可开盖，这样可以随时对聚集在池底的污泥和垃圾进行处理。创新点：斜面设计方便污水流入主要沉淀区；过滤网使沉淀区静置；随时开盖处理。过滤网图4-4 收集与物理沉淀4.2.3 初步过滤装置本装备的过滤装置是由粗、细过滤网组成（如图4-5所示）。左边水进入的为粗网格过滤网薄钢板制，孔直径为20mm，均匀密布，可以将较大的垃圾和漂浮物阻挡在物理沉淀池中，右边水流出的为细网格过滤网，材料可为密布的铁砂网，孔直径为5mm。可以将一

10、些细小的沙子、杂质过滤留在过滤装置中，阀门A可控制初步过滤的水是否流入化学沉淀池。该过滤装置也是设计成可开盖（盖上有孔便于观察，材料为薄钢板或塑料制品），便于对过滤留下的沉淀物进行清理。 创新点：粗细网格依次过滤；阀门控制出水；随时开盖处理。 图4-5 初步过滤装置 4.2.4 化学沉淀池化学沉淀池是由一个大型水池和可开关的盖子组成（如图4-6所示）水池深2m，下方倒圆角为R300mm，方便收集化学沉淀，整体可净化5m3的水。在化学沉淀池中，我们主要的目的是去除其中的油污以及其中含有的各种化学物质。所以我们采用的方法是物理吸附化学絮凝。图4-6 化学沉淀池在入口处我们设计了一层过滤器。在过滤器

11、里过滤介质通常采用石英砂、活性炭、陶粒等。其中，石英砂、陶粒等滤料以滤除水中的泥、砂、铁锈、油污等；活性炭用来将水中的各种气味、颜色、洗涤剂、肥皂等吸附去除。池子的盖部有6个通道，这正是我们加入絮凝剂的地方，我们可以直接通过它将絮凝剂投入化学反应池。我们在此采用有机高分子絮凝剂。有机高分子絮凝剂是20世纪60年代后期才发展起来的一类新型废水处理剂。与传统絮凝剂相比，它能成倍的提高效能，且价格较低，因而有逐步成为主流药剂的趋势。加上产品质量稳定，有机聚合类絮凝剂的生产已占絮凝剂总产量30%60%。絮凝剂中含有的天然的高分子物质如淀粉、纤维素、壳聚糖等与丙烯酰胺进行接枝共聚，聚合物有良好的絮凝性能

12、，或兼有某些特殊的性能。国内研制的一些产品，主要应用于污水处理和污泥脱水，这是因为据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子型、阴离子型、非离子型3大类而有机高分子絮凝剂大分子中可以带-COO-、-NH-、-SO3、-OH等亲水基团，具有链状、环状等多种结构，故其具有活性基团多，分子量高，具有用量少，浮渣产量少，絮凝能力强，絮体容易分离，除油及除悬浮物效果好等特点。使用物理吸附化学絮凝后，水质完全达到再次洗车水的标准，而我们也实现了洗车水循环使用的目的。创新点：化学沉淀的独立处理；金属盖结合化学药剂容器和水质检测装置于一体；可开盖处理化学沉淀。4.2.5 储水池及水泵该装置由大型水池

13、、大型水泵及水管组成（如图4-7所示）。用于储存经过化学沉淀之后的水，以便循环利用时保证水的连续性。储水池还与其他储水器或下水道相连，防止水过多而漫出。水池深3m，直径2.5m，可水泥筑成，也可使用Q235碳素结构钢制成再埋于地下。储水池利用连通器原理与化学沉淀池连接，由阀门B进行控制，阀门B开关放于地表之上方便操作。储水池最大可存储水9m3，因此有很大的实用价值。图4-7 储水池水池底部是一个潜水泵，因为水池不算太深，水质安全，可装一220V小型潜水泵(QDX)，功率在800瓦左右较节约能源，并有以下特点：1）流量超大：135-145L/min（8.1-8.7m3/h）；2）体积小(仅听装奶

14、粉罐大小)、超大流量，效率高，电流小；实现了小体积大流量的完美结合；3）直流潜水泵，噪音超小；4）使用方便，潜水泵直接放入水里，不需接抽水管；泵体自带过滤器，可抽含颗粒、杂质、油分等液体；也可抽黏度较大液体；5）采用特种材料防水密封，防水性能好，绝缘强度高。永磁电机驱动，高效节能，使用寿命长；6）泵轴采用不锈钢制造，经久耐磨，不腐蚀，淡水、海水均可使用；7）超大流量系列微型潜水泵独有排气孔设计，真正确保超大流量。创新点：大容量蓄水，小功率输水，经济节约。4.2.6 总控与洗车装置该装置是由水箱，小型离心泵，水枪和高压水管组成（如图4-8所示），并且外接自来水管，以便储水池中的水不够时及时补充水

15、。水箱长1.5m宽1m高1.2m，有两层，内部实际箱体约可储水1.5m3，可一次性洗三辆车。对于净化的水未达标或储水箱水不够时，有一自来水水管通向水箱，并且有开关控制。水箱底部旁设有一小型离心泵(SFB)功率在600瓦左右，为水枪中的水提供压力方便洗车，同时让水枪也能控制水的是否流出。 图4-8 洗车装置水箱上设置有指针表和开关，指针所指的为水箱的实际储水量，利用水压感应测量。开关分别控制总电源，储水池底的小型潜水泵和水箱旁的小型离心泵，从而达到科学方便的控制整套系统，提高工作效率。高压水管和水枪没有特殊要求，市场上有很多同类型的产品。创新点：自来水补充用水；离心泵增大水枪水压；总控装置控制整

16、套系统。 4.2.7 设备工作过程分析洗车废水产生后由带漏孔的铁板铺设的地面引入装置，废水经过大孔和小孔的隔滤板，杂物可即时取出，然后是一个化学沉淀池，添加化学药剂进行沉淀（可开盖取出沉淀）。然后利用一个连通器原理安放一个蓄水池，有小型潜水泵进行抽水，蓄水池与沉淀池由阀门隔离。地面上还有水箱补充自来水，水泵也与水箱连接，利用小型离心泵补充洗车水压，水箱上有控制装置控制两个水泵。这样我们就可以高效的将污水重复利用，从而达到节约水资源保护环境的目的。废水收集装置物理沉淀池初步过滤装置化学沉淀池储水池自来水管储水箱絮凝剂小潜水泵 控制阀显示器 图4-9循环利用洗车废水系统工作简图五、主要创新点1）本设备具有洗车废水收集装置、物理沉淀池、初步过滤装置、化学沉淀池、储水池、洗车装置等功能，可以很好的实现对洗车废水的处理再利用，2）本设备在净水设备中