何仙薈　何品泉　李濱川　王茂森

摘 要：本文針對(duì)凈水器中洗滌水通路產(chǎn)生大量水資源浪費(fèi)的問題，擬以設(shè)計(jì)一種以微控制器為核心的凈水器廢水再利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電源模塊、水位自主檢測模塊、智能控制模塊、水位顯示模塊、聲光報(bào)警模塊和自動(dòng)切換模塊。本項(xiàng)目具有智能切換用水模式、智能顯示、節(jié)約環(huán)保、智能檢測和自動(dòng)聲光報(bào)警等優(yōu)點(diǎn)，可以有效地降低自潔式凈水器中水資源的浪費(fèi)，大幅度節(jié)省用水成本。

關(guān)鍵詞：自潔式；凈水器；廢水再利用

水資源可持續(xù)利用一直是全球各行各業(yè)堅(jiān)持不懈研究的重點(diǎn)。目前，自潔式凈水器應(yīng)用越來越廣泛，使用時(shí)會(huì)有一部分水對(duì)內(nèi)部的反滲透膜進(jìn)行沖洗，而沖洗后的“廢水”往往流進(jìn)了下水道。據(jù)研究結(jié)果顯示，“廢水”其實(shí)是經(jīng)過前三級(jí)濾芯過濾后，去除了很大部分雜質(zhì)的水，除了含鹽量比一般的自來水略高一些，其濁度、色度、有機(jī)物等指標(biāo)都要比自來水低得多，所以用來作為家庭清潔用水完全沒有問題。

一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

（一）凈水器的研究現(xiàn)狀

現(xiàn)今，國內(nèi)國外對(duì)凈水器的品種和數(shù)量的要求越來越多，凈水器工業(yè)也磅礴發(fā)展。凈水器僅僅適合小規(guī)模的供水。當(dāng)前的凈水器種類繁多，用途也各有差異。若按水質(zhì)分，有除余氯凈水器、除有機(jī)物凈水器、除硬度（軟化）凈水器、除氟凈水器、除鹽份凈水器、除硝酸鹽凈水器、除菌凈水器、特種凈水器。若按管路設(shè)計(jì)等級(jí)劃分可分為漸緊式凈水器和自潔式凈水器兩大類。

（二）廢水利用設(shè)備研究現(xiàn)狀

目前，所研制出來的廢水利用裝置采取的是物理和化學(xué)相結(jié)合的方式。通過水軟化設(shè)備對(duì)廢水進(jìn)行二次處理，將二次處理的水進(jìn)行再一次的利用。

二、凈水器廢水再利用系統(tǒng)的硬件部分

本系統(tǒng)硬件模塊主要包括：電源模塊、水位自主檢測模塊、智能控制模塊、水位顯示模塊、聲光報(bào)警模塊和自動(dòng)切換模塊。

（一）水位自主檢測模塊

水位自主檢測模塊主要由壓力傳感器組成，該模塊通過直接安裝在儲(chǔ)水箱內(nèi)底部的方式實(shí)時(shí)監(jiān)測箱內(nèi)水位信息。

（二）智能控制模塊

智能控制模塊主要由微控制器及最小系統(tǒng)組成，該模塊負(fù)責(zé)采樣分析從水位檢測模塊接收到的箱內(nèi)的水量信號(hào)并輸出相應(yīng)的信息給聲光報(bào)警模塊和自動(dòng)切換模塊。

（三）聲光報(bào)警模塊

聲光報(bào)警模塊主要由MY2490.19P 語音模塊和LED組成，該模塊通過接收智能控制模塊傳送的信息的方式，通過聲光提示用戶儲(chǔ)水箱水滿了，使用戶能及時(shí)的了解并加快使用。

（四）自動(dòng)切換模塊

自動(dòng)切換模塊主要由水泵和電控閥組成，當(dāng)接收到智能控制模塊的信號(hào)時(shí)，將儲(chǔ)水箱出水口切換至熱水器、冷水管和水龍頭。

（五）水位顯示模塊

水位顯示模塊主要由液晶顯示器組成，該模塊能夠顯示水箱內(nèi)的水量存儲(chǔ)情況。

三、凈水器廢水再利用系統(tǒng)的軟件部分

裝置初始化后，檢測儲(chǔ)水箱內(nèi)的水位并通過水位顯示模塊顯示，然后判斷水位是否到達(dá)閾值，若到達(dá)閾值，則通過自動(dòng)切換模塊將儲(chǔ)水箱出水管切換至廁所或者水龍頭；若大于預(yù)設(shè)值，則接著檢測儲(chǔ)水箱內(nèi)水位的信息。

四、凈水器廢水再利用系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）本裝置能實(shí)現(xiàn)凈水器“廢水”再利用的功能，同時(shí)置于箱內(nèi)的水位自主檢測模塊可以實(shí)時(shí)監(jiān)測箱內(nèi)水位的信息，并通過聲光報(bào)警模塊、水位顯示模塊向用戶提醒水箱儲(chǔ)備完畢的情況?，F(xiàn)今市場上的凈水器廢水再利用裝置只有循環(huán)利用的功能，而本產(chǎn)品相較于現(xiàn)有的凈水器廢水再利用系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)監(jiān)測水位，具有聲光報(bào)警提示的功能。

（2）現(xiàn)今市場上的凈水器廢水再利用裝置不能很好的向用戶展示水箱中水量存儲(chǔ)情況，而本裝置設(shè)計(jì)有水位顯示模塊，可以通過液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示儲(chǔ)水箱內(nèi)的水量情況。

總的來說，雖然自潔式凈水器極大地提高了生活用水的質(zhì)量，為人們帶來了數(shù)不盡的便利，但水資源可持續(xù)利用是人類永無止境的研究熱點(diǎn)。本項(xiàng)目所研發(fā)的凈水器廢水再利用裝置通過合理的設(shè)計(jì)布局從而對(duì)凈水器排放的“廢水”進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，在解決凈水器的水資源浪費(fèi)問題的同時(shí)，還具有人機(jī)交互等特點(diǎn)，滿足了功能性和智能化的要求。

五、凈水器廢水再利用裝置的發(fā)展前景

在中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和凈水器技術(shù)越來越成熟的前提下，凈水器受到越來越多家庭的歡迎。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2017年全年凈水器的銷售額是350億元人民幣，如果按凈水器的平均價(jià)格在每臺(tái)2000元計(jì)算，現(xiàn)在國內(nèi)每個(gè)省級(jí)區(qū)域平均每天至少有1650個(gè)家庭在購買安裝凈水器。但全國凈水器每年將排放10×109t

的“廢水”，無論是從經(jīng)濟(jì)效應(yīng)來說，還是環(huán)保政策考慮，本裝置都具有極好的發(fā)展前景。

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