[0001] 本发明属于给排水卫生系统技术领域，特别涉及一种灰水回用系统及处理方法。

[0002] 近年来，国内高铁动车为节能环保，污物灰水零排放等均已装备真空集便系统，用于收集卫生间便器的污物及盥洗废水。现有技术将盥洗废水直接收集至污物箱内，污物箱内的污物在到站后抽空转运至污水处理厂处理，不但占用污物箱容积，而且浪费水，同时由于有些站点离污水处理厂较远，转运不方便，而且转运及交由污水处理厂处理均需缴纳一定费用，增加了污物处理的成本。另外，现有的铁路车辆将洗手后的灰水直接排至污物箱，没有对这部分灰水进行回收再利用，在很大程度上造成了清水的浪费，同时为了满足车辆远距离运行的用水要求，需要较大体积的清水箱，也在一定程度上增加了车辆的重量。

[0034] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

[0035] 如图1所示，本发明提供的一种灰水回用系统，包括控制装置1及通过管路依次连接的灰水排放设备、初级过滤装置2、灰水处理装置3和中水回用装置4。

[0036] 灰水排放设备包括洗手盆5、茶水炉(图中未示出)等，洗手盆5通过下水管6与灰水处理装置3连接，灰水处理装置3通过中水进水管7与中水回用装置4连接，中水回用装置4通过中水排水管8与便器(图中未示出)连接。

[0037] 在洗手盆5与灰水处理装置3连接的下水管6上设置初级过滤装置2，洗水盆5排出的灰水先通过下水管6上的初级过滤装置2对灰水进行初步过滤，将毛发或较大颗粒物过滤并截留在初级过滤装置2内，初步过滤后的灰水通过重力汇集至灰水处理装置 3中。

[0038] 本实施例中，如图2所示，初级过滤装置2由盒形的外壳2-1和过滤组件2-2组成，外壳2-1采用不锈钢材质，在外壳2-1的上部具有进水口2-4，与下水管6连接，在外壳2-1的下部具有出水口2-5，通过另一段下水管6与灰水处理装置3连接。

[0039] 过滤组件2-2安装在外壳2-1内，过滤组件2-2由初级物理过滤层2-2-1、活性炭初滤2-2-2、活性炭次滤2-2-3及次级物理过滤层2-2-4组成，初级物理过滤层2-2-1、活性炭初滤2-2-2、活性炭次滤2-2-3及次级物理过滤层2-2-4由进水侧向出水侧依次设置，初级物理过滤层2-2-1和次级物理过滤层2-2-4采用不锈钢滤网，次级物理过滤层2-2-4的目数大于初级物理过滤层2-2-1的目数。初级物理过滤层2-2-1可将灰水中的毛发、较大颗粒截流至本级过滤层内，灰水再经过其它三级过滤处理后，有效去除水中的有机物及其他物质，使灰水的浊度基本满足冲厕要求，对下游过滤装置起到积极的保护作用，灰水通过重力汇集至灰水处理装置3。

[0040] 在外壳2-1上设置检修门2-3，用于清理及更换过滤组件2-2，检修门2-3和外壳 2-1之间采用易于开关的封闭结构。

[0041] 如图1所示，灰水处理装置3由灰水箱9、次级过滤装置10、灰水箱低液位开关11、灰水箱高液位开关12、排泄阀13、灰水溢流阀14、排空电磁阀15及其管路组成。灰水处理装置3整体安装在车下。

[0042] 本实施例中，灰水箱9包括两个独立的腔室，分别为第一腔室9-1和第二腔室9-2，第一腔室9-1和第二腔室9-2相互连通，在第一腔室9-1和第二腔室9-2之间设置次级过滤装置10，经初级过滤装置2初步过滤的灰水由重力先汇聚进入第一腔室9-1内，再经过次级过滤装置10的二次过滤进入第二腔室9-2形成初始中水，第二腔室9-2通过中水进水管7与中水回用装置4连接，在中水进水管7上串接进水水泵16，第二腔室 9-2中的初始中水在进水水泵16的作用下经过中水进水管7进入中水回用装置4中存储。

[0043] 优选，灰水箱9整体呈L形，第一腔室9-1和第二腔室9-2左右设置，且第一腔室9-1的高度大于第二腔室9-2的高度，在第一腔室9-1上设置灰水箱高液位开关12，在第二腔室9-2上设置灰水箱低液位开关11，在第一腔室9-1的顶部安装有与外界连通的通气管17。第二腔室9-2内的灰水箱低液位开关11导通时，控制装置1控制进水水泵16启动将初始中水抽至中水回用装置4中暂时存储。

[0044] 第一腔室9-1的底部向第二腔室9-2的下方延伸，次级过滤装置10优选采用过滤膜组，过滤膜组安装在第二腔室9-2内并与第一腔室9-1连通，第一腔室9-1内的灰水由下向上被吸入过滤膜组，经过滤膜组的多级过滤后进入第二腔室9-2内，此时，经过过滤膜组的多级过滤后的水为初始中水。为了便于清洁更换过滤膜组，在第二腔室9-2的壳体上对应过滤膜组的位置设置一检修门9-3。

[0045] 如图3所示，本实施例中，过滤膜组优选采用一级圆桶状滤网结构或采用多级圆桶滤网层层套装在一起的结构，图3中所示的是采用了三级过滤结构，分别为滤网层 10-1、10-2、10-3。第一腔室9-1内的灰水先进入最中心的过滤桶内，再依次经过多层圆桶状的过滤网，最后进入第二腔室9-2内。采用圆桶结构的过滤膜组，有利于在保证过滤效果的前提下，减小过滤膜组的体积，进而减小灰水箱9的体积。过滤膜组也可以采用如图4所示的结构，过滤膜组由多级隔板滤网组成，图4中所示的是采用了三级过滤结构，分别为滤网层10-
4、10-5、10-6，多级隔板滤网层之间相互平行安装在第二腔室9-2内。次级过滤装置10的过滤膜可以采用过滤网和活性炭过滤等，是较初级过滤装置2更高精度的过滤，在初级过滤的基础上进一步去除灰水中的颗料、沉淀物、有机物等，使进入灰水箱9内的灰水达到初始中水的指标要求。

[0046] 由于第一腔室9-1的高度大于第二腔室9-2的高度，可以保证第二腔室9-2内的经过处理后的初始中水具有的存储量最大，而且保证第二腔室9-2内处理后的初始中水不会回流至第一腔室9-1内。在第一腔室9-1的顶部连接溢流管，溢流管接于车外，在溢流管上安装灰水溢流阀14，用于灰水回收利用系统及真空集便系统均出现故障时灰水溢流。

[0047] 在第一腔室9-1的底部连接排污管，排污管接入中转箱或污物箱，在排污管上安装排泄阀13。当系统故障时，或当中水使用饱和，无需再向中水回用装置4提供初始中水时，第一腔室9-1内的灰水箱高液位开关12导通时，控制装置1控制排泄阀13打开，将未处理的灰水排至真空集便系统的污物箱或中转箱内。

[0048] 在进水水泵16出水端的中水进水管7上连接有中水排空管20，中水排空管20的另一端与灰水箱9的第二腔室9-2连接，在中水排空管20上串接排空电磁阀15。当车辆进行防冻排空时，通过控制打开此排空电磁阀15来排空中水进水管7中的存水。

[0049] 如图1所示，中水回用装置4包括生化处理单元和中水存储箱21，生化处理单元包括除色除味模块22、消毒杀菌模块23。灰水箱9通过中水进水管7与中水存储箱21 连接，在中水进水管7上依次串接进水水泵16、除色除味模块22和消毒杀菌模块23。初始中水经除色除味模块22和消毒杀菌模块23处理后，形成为满足冲厕条件的中水，中水在中水存储箱21内存储，中水存储箱21的容积满足为设定冲洗次数所需的水量，在中水存储箱21上安装有中水高液位开关18和中水低液位开关19。中水回用装置4整体安装在车上，进水水泵16根据需要与灰水处理装置3集成在一起安装在车下。当然，进水水泵16也可以与中水回用装置4集成在一起安装在车上。

[0050] 中水存储箱21连接中水排水管7，为保证多便器使用时能够快速充足的供水，在中水排水管7上串接排水水泵24，排水水泵24采用增压水泵，在排水水泵24的作用下将中水存储箱21内的中水引到便器，完成便器的冲洗。

[0051] 其中，进水水泵16和排水水泵24优选采用电动隔膜水泵或气动隔膜泵。如图1所示，进水水泵16和排水水泵24都采用的是气动隔膜泵，气动隔膜泵通过气路与车上气源连接，在气路上串接过滤减压阀25、截止阀26，气动隔膜泵上安装电磁阀27与控制装置4连接。当然也可以进水水泵16和排水水泵24都采用电动隔膜水泵，由控制装置1控制，也可其中一个采用电动隔膜水泵，另一个采用气动隔膜泵。

[0052] 中水存储箱21的顶部同时通过清水进水管28与车上的清水箱29连接，在清水进水管28上由中水存储箱21向清水箱29依次串接有清水电磁阀30、单向阀31和手动三通球阀32，手动三通球阀32为常开阀，手动三通球阀32的一个出口连接清水支路33，清水支路33的另一端直接接入中水排水管8。在中水存储箱21内无水或排水出现故障时，控制清水箱29内的清水经过手动三通球阀32、清水支路33直接进入中水排水管8 中冲洗便器，保证便器正常使用。

[0053] 中水存储箱21设用通气溢流管路34，此通气溢流管路34设置在高于中水存储箱 21的高液位且低于清水进水管28的管口位置，当系统发生故障造成中水补水过多时，多余的中水通过通气溢流管路34排直车外或车下灰水箱9，防止中水进入清水进水管 28内，由于单向阀31的设置，即使通气溢流管路34发生堵塞排水较慢时，也不存在任何风险。

[0054] 在中水排水管7上还串接有压力开关35和手动球阀36，压力开关35和手动球阀36 安装在排水水泵24的出水端。其中，手动球阀36为常开阀，设置在中水排水管8与清水支路33连接处的前端，当中水回用装置4发生故障时，可通过操作手动球阀36和手动三通球阀
32，直接切换成由车辆清水箱29为便器冲洗供水，保证便器正常使用。压力开关35用于控制便器的冲水压力，当中水回用装置4和各便器连接的中水排水管 8水压降低到压力开关35设定值时，控制装置1控制排水水泵24启给中水排水管8加压至压力开关35导通。

[0055] 在排水水泵24的进水端还分支一排空水管与车外或中转箱或污物箱连接，在排空水管上串接手动排空阀37，可用于无电无气情况下手动排空中水存储箱21内的中水。

[0056] 下面详细描述该系统的处理方法，具体包括如下步骤：

[0057] A、洗手盆5排出的灰水经过初级过滤装置2处理后，依重力进入灰水处理装置3 中灰水箱9，灰水由第一腔室9-1经过次级过滤装置10过滤后进入第二腔室9-2，次级过滤装置10过滤后的水为初始中水，初始中水暂时存储在第二腔室9-2。

[0058] 此步骤中，当系统故障时，或当中水使用饱和，无需再向中水回用装置4提供初始中水时，且第一腔室9-1内的灰水箱高液位开关12导通时，控制装置1控制排泄阀 13打开，将未处理的灰水排至真空集便系统的污物箱或中转箱内。

[0059] B、判断中水回用装置4中的中水存储箱21是否达到低液位，是，则执行步骤C，否，则执行步骤F。

[0060] C、当判断中水存储箱21达到低液位，即中水低液位开关19导通时，判断灰水箱 9的第二腔室9-2内是否有初始中水，即判断第二腔室9-2内灰水箱低液位开关11是否导通。

[0061] 是，则执行步骤D；否，则执行步骤E。

[0062] D、当判断灰水箱9的第二腔室9-2内有初始中水，即判断第二腔室9-2内的液位高于灰水箱低液位开关11的设定液位时，控制进水水泵16启动进行抽水，将第二腔室9-2内的初始中水依次经除色除味模块22，消毒杀菌模块23处理后形成的可用中水抽至中水存储箱21内以对中水存储箱21补水。通过控制抽水时间及中水存储箱21的中水高液位开关18是否导通的双逻辑控制进水水泵16停止。

[0063] E、当判断灰水箱9的第二腔室9-2内无初始中水，即判断第二腔室9-2内的液位达到或低于灰水箱低液位开关11的设定液位时，控制清水电磁阀30打开，接通清水进水管28，通过清水箱29向中水存储箱21内补水。通过控制抽水时间及中水存储箱 21的中水高液位开关18是否导通的双逻辑控制清水电磁阀30关闭。

[0064] F、按下便器的冲洗开关时，排水水泵24启动，将中水存储箱21内的中水抽出，利用中水存储箱21内的中水冲厕。

[0065] 在上述步骤中，如系统出现故障，如中水存储箱21内无中水，灰水箱9内也无初始中水补充，或中水存储箱21的排水出现故障时，操作人员可直接操作手动三通球阀32，将清水箱29与清水支路33连通，同时关闭手动球阀36，此时，由清水箱29通过清水支路33、中水排水管8直接供水冲厕。

[0066] 此处，还具有次级过滤装置10的反冲洗步骤，具体为：

[0067] 控制装置1中设定次级过滤装置10的维护周期，当次级过滤装置10达到维护周期时，停止向中水存储箱21补水，控制灰水箱9中的灰水达到高液位，即当灰水箱高液位开关12导通时，控制排泄阀13打开，利用中转箱或污物箱内的建立真空形成的负压，将灰水箱9中的灰水吸入中转箱或污物箱内，利用负压吸水的过程，将次级过滤装置10进行反清洗。

[0068] 该灰水回用系统可以将洗手盆等灰水排放设备排放的灰水进行回收再利用，提高了灰水利用率，进而有效减少了清水用量和污水处理量，不但处理工艺简单，处理能力大，降低了污水处理成本，相对提高了污物箱使用容积，降低了车辆总重量，满足了车辆轻量化的更高要求，同时也有利于减少设备体积，占地面积小，易于安装、管理和日常维护。

[0069] 该系统可以用于铁路列车、动车、移动大巴、移动卫生间等系统的灰水回收利用，适用范围广泛。

[0070] 如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。