[0003] 本发明总体上涉及一种住宅废水系统，更具体地涉及一种废水再利用系统，并且更特别地涉及接收来自水处理装置的废水并且将废水再使用以供再利用的这种系统。

[0004] 水处理系统(例如，反渗透(RO)过滤系统和水软化器)在许多家庭中很常见。然而，从这些处理系统中排出的污染物或废水通常被送往排废装置。如果该废水可以再利用，则将有助于大幅节约用水。这也可以为在其他家用中使用RO水提供了更多理由，否则考虑到排出废水与RO水的比率，这可能会过于浪费。例如，常规RO过滤系统典型地使用四加仑的水来净化一加仑的水(即比率为4:1)。

[0028] 本文所描述的本发明的实施例并非旨在穷举或将本发明限制于所披露的精确形式。而是，为描述而选定的实施例被选定成使本领域技术人员能够实施本发明。

[0029] 图1至图2示出了说明性废水再利用系统10，该废水再利用系统包括水处理装置12以及废水罐14，该水处理装置说明性地被示出为反渗透(RO)过滤系统。废水罐14说明性地为非承压罐，该非承压罐被配置成收集并处理废水，如本文进一步详述的。冷水源16(说明性地冷水阀或止挡件)和热水源18(说明性地热水阀或止挡件)分别向废水再利用系统10提供冷水和热水。热水源18通过热水管线22流体地联接至第一流体输送装置或主要流体输送装置(说明性地水龙头20)，以向水龙头20提供热水以从出水口23进行输送。水龙头20可以是任何典型的厨房水槽水龙头，例如包括下拉式水龙头20a、固定式水龙头20b和一体式(例如，弹簧喷管)水龙头20c(图2)。Fourman等人的美国专利号11,085,175中示出了说明性水龙头20c，该专利的披露内容通过援引而明确地并入本文。

[0030] 根据如图2和图7A至图8所示的说明性实施例，冷水源16流体地联接至常规流体连接器，比如阀24。说明性地，阀24是三端口阀组件。冷水源16流体地联接至阀24的第一端口26。阀24的第二端口28通过冷水管线30流体地联接至水处理装置12，以向水处理装置12提供冷水。阀24的第三端口31通过冷水入口管线32流体地联接至废水罐14，以直接向废水罐
14提供冷水。冷水入口管线32通过常规连接器34流体地联接至废水罐14。在一个说明性实施例中，冷水入口管线32是不锈钢编织管。在一个说明性实施例中，连接器34是带螺纹的连接器，比如9/16‑24UNEF软管连接器。

[0031] 进一步参考图1和图2，说明性水处理装置12使用过滤方法来处理冷水。在一个说明性实施例中，水处理装置12是反渗透(RO)过滤系统，该过滤系统使用已知的过滤器方法和膜来处理冷水。水处理装置12可以是任何已知的反渗透过滤系统。于2023年6月29日提交的PCT国际专利申请号PCT/US23/26646中示出了说明性反渗透过滤系统，该国际专利申请的披露内容通过援引而明确地并入本文。水处理装置12可以通过经处理的水管线38向由第二流体输送装置(说明性地辅助水龙头36)限定的过滤出水口提供经处理的水。说明性地，辅助水龙头36是包括出水口37的常规饮料或饮用水水龙头。虽然示出了单独的流体输送装置或水龙头20和36，但应理解的是，出水口23和出水口37可以由单个流体输送装置或水龙头限定。

[0032] 通过废水管线40向废水罐14提供来自水处理装置12的污染物(或“脏”)侧的废水。废水管线40通过连接器42流体地联接至废水罐14。在一个说明性实施例中，连接器42是常规快速连接器，比如内孔2”(6.35mm)、外螺纹9/16‑24UNEF软管连接器。

[0033] 在图1、图2、图4和图5所示的说明性实施例中，废水罐14包括紫外线(UV)处理装置(图4)，该紫外线处理装置处理(例如，灭菌)来自水处理装置12的废水。经处理的废水然后可以通过冷水出口管线44从废水罐14被供应至主要水龙头20。冷水出口管线44通过常规连接器46流体地联接至废水罐14。在一个说明性实施例中，连接器46是带螺纹的9/16‑24UNEF连接器。

[0034] 继续参考图1、图2、图4和图5，第一泵或水龙头泵48说明性地将来自废水罐14的经处理的(例如，无菌的)水移动至主要水龙头20。水龙头泵48可以被配置成增加流向水龙头20的水的压力和体积。在一个说明性实施例中，水龙头泵48的电压为6‑14伏特。在一个说明性实施例中，水龙头泵48的流量为每分钟5.2‑6.7升。在一个说明性实施例中，水龙头泵48的泵扬程大于2米。在一个说明性实施例中，水龙头泵48的寿命周期大于20,000小时。

[0035] 溢流管线60通过常规连接器62流体地联接至废水罐14。在一个说明性实施例中，连接器62是快速连接器，比如内孔2英寸(6.35mm)、外螺纹9/16‑24UNEF连接器。溢流管线60说明性地将废水罐14中过量的水引向排水装置64(例如，排水管)。说明性地，第二泵或排水泵66帮助溢流水通过溢流管线60并冲入排水装置64。在一个说明性实施例中，排水泵66的电压为8‑15伏特。在一个说明性实施例中，排水泵66的流量为每分钟4.5‑5.5升，并且泵扬程大于1.5米。在一个说明性实施例中，排水泵66的寿命周期大于20,000小时。

[0036] 继续参考图1，废水罐14通过电源72说明性地连接至标准壁装插座70。说明性地，电源72为12V DC电源。

[0037] 图3是说明性废水再利用系统10的逻辑框图。在框73处，通过打开热水源18，说明性地通过热水管线22直接向水龙头20的手动控制阀74提供热水。控制阀74可以以已知的方式控制通过其流向出水口23的水的流量(图2)。控制阀74说明性地包括常规混合阀，该混合阀包括可操作地联接至可移动阀构件(未示出)的手柄，该手柄用于控制输送至出水口23的水的流速和温度。

[0038] 返回到图3的框73，通过打开冷水源16，说明性地通过冷水入口管线32直接向废水罐14提供冷水。水流量传感器80(说明性地霍尔效应传感器)可以检测向废水罐14提供的冷水的水流量(图5)。参考图4和图5，可电动操作阀82(例如，电磁阀)定位在冷水入口管线32的连接器34与冷水出口管线44的连接器46的中间。

[0039] 更特别地，如果测量的水流体积低于预定值(例如，如框81a处所示的3升)，则可电动操作阀82打开并且水龙头泵48关闭(如框83a处所示的)。这允许冷水通过冷水出口管线44直接从冷水管线30流向水龙头20。如果测量的水流体积大于预定值(例如，如框81b处所示的3升)，则可电动操作阀82关闭并且水龙头泵48被启用(如框83b处所示的)。这允许废水罐14中的经处理的废水通过冷水出口管线44流向主要水龙头20。如果如由水流量传感器80所确定的经过了预定时间而水龙头20没有操作(如框81c处所示的)，则系统10说明性地进入睡眠模式(如本文进一步详述的)。

[0040] 进一步参考图3，通过废水管线40向废水罐14提供来自水处理装置12的废水(如框85处所示的)。传感器84(液位传感器或水位传感器)说明性地在框88处检测废水罐14中废水的水位。如果测量的水位低于预定值(如框87a处所示的)，则可电动操作阀82打开并且水龙头泵48关闭。这允许来自冷水源16的冷水通过冷水出口管线44直接流向水龙头20。如果废水罐14中的测量的水位处于期望的水位(如框87b处所示的)，则可电动操作阀82关闭并且水龙头泵48被启用(如框89处所示的)。这允许废水罐14中的无菌废水通过冷水出口管线
44流向水龙头20。如果废水罐14中的测量的水位高于预定值(如框87c处所示的)，则排水泵
66被启用并且过量的废水通过溢流管线60被送往排水装置64。

[0041] 进一步参考图4，废水罐14内的不同的水体积由水位A、B、C、D表示，如说明性地由水位传感器检测到的。A表示最大水位(例如，大约15.5升)。当传感器84检测水处于水位A时，则排水泵66开始使废水罐14排水。B表示最小水位(例如，大约2升)。当传感器84检测水处于或低于水位B时，则系统10停止使用废水并自动切换成自来水。更特别地，可电动操作阀82打开并且水龙头泵48关闭。C表示排水控制水位(例如，大约10升)。当使废水罐14排水时，水体积将从水位A减小至水位C，在该水位C的点处将自动停止排水(例如，通过停用排水泵66)。D表示保护水位(例如，大约5升)。只有在水位高于D时，才可以启动控制废水的水龙头泵48，以避免频繁启动和停用水龙头泵48。

[0042] 图4至图6示出了说明性废水罐14，该废水罐包括接纳内壳体92的外壳体90。外壳体90包括高度H和长度L。在一个说明性实施例中，高度H为300mm，并且长度L为490mm。在一个说明性实施例中，外壳体90由丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)制成。外壳体90说明性地支撑通气口105以防止废水罐14中的水压。可电动操作阀82、霍尔效应传感器、流体连接器34、42、46、62、水龙头泵48、排水泵66、印刷电路板(PCB)94和手动排水按钮95说明性地支撑在内壳体92的顶部表面96上。说明性地，水龙头泵48、排水泵66可以被接纳在外壳体90和/或内壳体92内或被定位在外壳体和/或内壳体的外部。印刷电路板94说明性地支撑控制器98，比如微处理器。

[0043] 内壳体92(即內罐)是废水罐14中储存水的地方。在一个说明性实施例中，内壳体92的储存区或容积为15升。在一个说明性实施例中，内壳体92由可回收塑料制成。说明性地，管件100流体地连接至连接器42，以允许废水流入内壳体92中。在一个说明性实施例中，管件100由聚合物(比如硅酮)制成。内壳体92说明性地包括测量废水罐14中的液位的液位传感器。说明性地，液位传感器可以是任何常规装置，比如与浮球配合的霍尔效应传感器。
在说明性实施例中，液位传感器定位成更靠近内壳体92的底部表面99。

[0044] 废水罐14的控制器98根据由液位传感器测量的液体量来采取各种动作。当测量到最大储存水位(图4中的A)时，废水罐14通过启用排水泵66开始自动排水。在一个说明性实施例中，该水位为正或负15.5升。当废水罐14正在排水时，一旦测量到排水控制水位(图4中的B)，则将通过停用排水泵66自动停止排水。在一个说明性实施例中，该水位为正或负十升。当测量到最小水位(图4中的C)时，控制器98操作可电动操作阀82，使得废水罐14停止向水龙头20提供废水并且切换成从冷水源16向水龙头20提供冷水。在一个说明性实施例中，该水位为正或负2升。测量到的废水量必须大于保护水位(图4中的D)以启用水龙头泵48，以避免频繁启动和关闭水龙头泵48。在一个说明性实施例中，该水位为正或负五升。

[0045] 说明性废水罐14还包括睡眠模式。当检测到水龙头20在限定的时间段内没有被使用时，排水泵66将自动排出废水罐14中的水。剩余的水体积将少于0.5升。在一个说明性实施例中，限定的时间段为36小时。当检测到水龙头20的使用时，废水罐14将进入正常工作模式。

[0046] 如果期望移除或清洁废水罐14，则使用者可以使用手动排水按钮95。当使用者运行手动排水按钮95时，控制器98将启用排水泵66，使得废水罐14将内部的废水排出。废水罐14中的剩余的废水体积将少于0.5升。

[0047] 在说明性实施例中，废水罐14还可以包括深度清洁模式。使用者将冷水入口管线32连接至连接器42。使用者将手动控制角度截止阀以向废水罐14供应水。在一个说明性实施例中，废水罐14将包括自动深度清洁模式(例如，定期进行而无需使用者直接输入)。

[0048] 内壳体92说明性地包括UV灭菌装置50以防止细菌随着储存的废水一起生长。在一个说明性实施例中，UV灭菌装置50是深圳市深紫源光学有限公司(Shenzhen NiceUV OpticsCo.,Ltd.)的系统。在一个说明性实施例中，功率为10‑15mW。在一个实施例中，波长为270‑280nm，并且电压为12VDC‑24VDC。在一个说明性实施例中，温度范围在‑25℃‑50℃，并且UV灭菌系统50的寿命周期大于10,000小时(大于10年)。在一个说明性实施例中，灭菌率大于99.9％。

[0049] 参考图6，外壳体90说明性地包括具有显示屏104和UV输入按钮106的用户界面或控制面板102。第一次使用时，使用者按下UV按钮106并保持三秒。然后UV灭菌装置50将灭菌两小时以对罐内部进行灭菌。UV灭菌装置50说明性地每两小时进入一次抑菌模式，工作十分钟。UV灭菌装置50说明性地每24小时进入一次灭菌模式，工作一小时。在睡眠模式下，UV灭菌装置50每十二个小时工作十分钟。当检测到水龙头20的使用时，UV灭菌装置50将恢复正常工作模式。如果UV灭菌装置50出现故障，则显示屏104将闪烁并且将从PCB 94上的音响装置(未示出)发出音响警报(例如，哔哔声)。UV灭菌装置50的正常功能将停止并且系统10将旁通至标准RO应用。

[0050] 图7A、图7B和图8示出了说明性阀24的附加的细节。说明性地，阀24是包括第一端口26、第二端口28和第三端口31的三端口阀组件。第一端口26、第二端口28、第三端口31可以包括快速连接联接器。阀24的第二端口28通过冷水管线30流体地联接至水处理装置12，以向水处理装置12提供冷水。在一个说明性实施例中，阀24由低铅铜制成。阀24说明性地包括单向阀110(例如，止回阀)，该单向阀允许冷水通过第一端口26从冷水源16流到冷水管线30，但不允许冷水管线30中的水流回阀24中。在一个说明性实施例中，第一端口26是带螺纹的连接器9/16‑24UNEF。

[0051] 图9示出了废水再利用系统200的另一说明性实施例，该废水再利用系统包括与上文详述的废水再利用系统10的元件类似的许多元件。因此，在下面的描述中，类似的特征用相似的附图标记来标识。通过冷水管线202从冷水源16向水龙头20提供冷水。通过热水管线22从热水源18向水龙头20提供热水。还通过冷水管线30从冷水源16向水处理装置12提供冷水。水龙头20可以是弹簧喷管水龙头20c，该弹簧喷管水龙头包括限定出水口23的可移除喷头205。

[0052] 说明性水处理装置12使用过滤方法来处理冷水。在一个说明性实施例中，水处理装置12是反渗透(RO)过滤系统，该过滤系统使用已知的过滤器方法和膜来处理冷水。水处理装置12可以是任何已知的反渗透过滤系统。

[0053] 说明性水处理装置12通过经处理的水管线204向水龙头20提供经处理的水。通过废水管线40向废水罐14提供来自水处理装置12的污染物(或“脏”)侧的废水。在说明性实施例中，废水罐14包括紫外线(UV)处理装置(例如，参见图4)，该紫外线处理装置处理(例如，灭菌)来自水处理装置12的废水。然后可以将经处理的废水通过经处理的废水管线212供应至次级或辅助水龙头210。水龙头泵48说明性地将无菌水从废水罐14移动至水龙头210。水龙头泵48可以被配置成增加流向水龙头210的水的压力和体积。溢流管线60说明性地联接至废水罐14。如上文进一步描述的，废水罐14中的过量的水可以通过溢流管线60被送往排水装置64。

[0054] 图10示出了类似于废水再利用系统200的废水再利用系统300的另一说明性实施例，其中，类似的特征用相似的附图标记来标识。在说明性废水再利用系统300中，向水龙头20而不是辅助水龙头提供废水罐14中的水。通过无菌水管线302向水龙头20提供无菌水。水龙头20可以是弹簧喷管水龙头20c，该弹簧喷管水龙头包括喷头205，该喷头通过出水管线
308流体地联接至无菌水管线302。出水管线308可以缩回到软管箱310内。

[0055] 图11是安装在橱柜320内的说明性废水再利用系统200、300的俯视图。图12是图11的位于橱柜320内的废水再利用系统200、300的前视图。说明性橱柜320包括支撑水槽盆324的上台面322。

[0056] 图13至图16示出了包括废水罐414的另一说明性废水再利用系统410。废水再利用系统410说明性地包括许多与上文详述的废水再利用系统10类似的特征。因此，类似的元件用相似的附图标记来标识。

[0057] 说明性废水罐414包括接纳内壳体92’的外壳体90’。外壳体90’包括前壁416、后壁418和相对的侧壁420、422。废水罐414的用户界面或控制面板102’说明性地由前壁416支撑(图13)。在说明性废水罐414中，用于冷水入口管线32的连接器34、用于废水管线40的连接器42、用于冷水出口管线44的连接器46和用于溢流管线60的连接器62全都由后壁418支撑(图14)。

[0058] 用户界面可操作地联接至控制器98，并且说明性地包括输入按钮424a、424b、424c以及相关联的光指示器426a、426b、426c。输入按钮424a说明性地是灭菌按钮，其中，使用者按下输入按钮424a以与上文详述的方式类似的方式启用UV灭菌装置50预定的时间和/或周期。当UV灭菌装置50启用时，光指示器426a说明性地被照亮。输入按钮424b说明性地是排水按钮，其中，使用者按下输入按钮424b启用排水泵66以将废水从内壳体92’排出至预定液位。当排水泵66启用时，光指示器426b说明性地被照亮。输入按钮424c说明性地是废水按钮，其中，使用者按下输入按钮424c控制可电动操作阀82，使得将经处理的废水通过冷水出口管线44从内壳体92’供应至水龙头20。光指示器426c说明性地被照亮以指示可电动操作阀82的该位置。

[0059] 虽然已经参考某些优选实施例详细描述了本发明，但是如所附权利要求中所描述和限定的变化和修改存在于本发明的精神和范围内。