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作品名称：智净先锋——清洁能源驱动的一体化污水处理智能装备设计
学校名称：厦门大学嘉庚学院
参赛队伍：智净先锋
队伍编号：230489
参赛学生：李涵芮陆文杰刘秉正汪炜文
指导老师：周亮
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

“智净先锋——清洁能源驱动的一体化污水处理智能装备”是创新型环保装备，旨在破解传统工业废水处理中能耗高、集成化低、操作复杂等瓶颈，尤其针对印染、化工等行业高浓度有机废水处理难题。当前，传统工艺依赖外接电网导致运行成本占环保支出 30%-50%，生物处理周期长达 8-12 小时，且设备分散占地 5-10 ㎡，难以满足中小企业及偏远地区需求。本项目响应“双碳”战略，通过“清洁能源+高效磁分离+智能控制”技术路径，构建模块化集成系统，实现低成本、低能耗、智能化处理。

装置采用立式模块化设计，整体尺寸 800mm×600mm×1200mm，占地面积仅0.48 ㎡，由主体结构、供能、搅拌、磁分离及数控模块构成。主体通过铝合金与 ABS 塑料拼接，顶盖内置密封空腔隔绝水电，矩形反应筒底部50°倾斜坡配合放射状出渣口，确保磁性吸附剂高效排出；供能模块集成 200W 单晶硅太阳能板（转换效率≥22%）与 500Ah 磷酸铁锂电池组，日均发电量满足 8 小时满负荷运行，阴雨天续航 3-5 天，实现能源自给；搅拌模块采用 50W 直流无刷电机驱动三叶螺旋叶轮，支持 50-300rpm 调速，增强污染物与磁性吸附剂混合；磁分离模块通过 1000 匝漆包铜线磁线圈产生 0.5-1.0T 磁场，配合气动阀门出渣口，吸附剂回收率≥95%；数控模块基于 STM32 单片机，7 英寸触控屏实时显示 12 项参数，支持全自动运行与故障报警。核心优势显著：技术上首创太阳能与磁分离深度协同，较传统设备节能 70%，磁场利用率提升 40%，处理周期缩短至传统工艺 1/4；性能上悬浮物去除率≥90%，COD 去除率 60%-80%，年运维成本仅 500 元（远低于活性污泥法 5000 元/年）；安全环保层面，外壳防腐等级IP65，电气系统多重保护，主体材料可回收率 80%，无二次污染。该装备处理量 0.5-1m³/h，单台制造成本 2.5 万元，投资回收期 1.5-2年，适用于中小企业预处理、终端处理及无电网场景，年减碳 5-8 吨，为偏远地区及中小企业提供可负担方案，助力“双碳”目标实现。未来将拓展处理量至 2-5m ³/h，开发物联网远程监控，提升智能化与规模化应用潜力。