CN102518265A

CN102518265A - 屋顶湿地系统

Info

Publication number: CN102518265A
Application number: CN2011103784159A
Authority: CN
Inventors: 杜建强; 武涛
Original assignee: SUZHOU DEHUA ECOLOGICAL ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU DEHUA ECOLOGICAL ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明提供一种屋顶湿地系统，建筑屋顶铺设有防水层，防水层上铺设隔根层，隔根层上面铺设排水槽，排水槽上依次铺设生态填料层和混合填料层，混合填料层上架设布水主管和布水支管，与布水主管相连通的布水支管以辐射状横向排列，布水主管和布水支管上铺设有植物载体，植物载体上载种有植物，布水主管通过管道与进水渠连接，排水槽通过管道连接到出水渠。通过人工湿地处理雨水，资源化利用水资源，节约用水，提供清洁水源；通过湿地植物和绿化环境，提供生态氧吧的效益；作为人工强化湿地系统，有污水处理的功能，将雨水净化达到建筑中水回用的标准，用于冲厕、绿化灌溉、景观水补充水源等，减少了清洁水源的使用量。

Description

屋顶湿地系统

技术领域

本发明涉及一种用于处理雨水的屋顶湿地系统，属于环保工程水处理技术领域。

背景技术

屋顶湿地是一种利用建筑物或构筑物顶部平台进行的一种新型的用于雨水处理的形式，其结合绿化和人工湿地处理功能于一体，绿化是以土地为载体的环境建设；人工湿地是一种生态的水处理技术；雨水处理是水资源的综合利用，符合节水型社会所提倡的中水回用政策，也是绿色建筑评价的重要指标之一。从这个意义上说，可以认为屋顶湿地是一种生态建筑的绿色技术。

雨水资源化利用的方法很多，主要有：1）物理法：如雨水砂缸过滤、雨水气浮等，这些技术的应用大多是需要反冲洗，设备投资大、运行成本高，能耗大，需要反冲洗的高压水泵，有时效率欠佳，还伴有噪声和振动等；2）化学法：利用絮凝剂的絮凝沉淀、雨水的强氧化剂等，该方法存在二次污染，另外，污泥需要运输和二次处理，运行成本较高；3）生物-生态法：如生物接触氧化法、生物膜技术、生物盘技术等，往往需要在收集雨水后再占用土地建设构筑物，有的还需要曝气、反冲洗和清泥等措施，同样是能耗较大，运行成本高，还占用土地，在土地资源日益紧张的环境下，更体现了屋顶湿地系统技术的先进性。

利用屋顶湿地处理雨水是近年来污水处理的新领域，是生态工程技术的又一次实践和发展，解决了生态工程，尤其是人工湿地技术占地面积大的缺点，利用屋顶空地，延续了人工湿地技术无二次污染、能耗低、投资省、处理稳定、使用年限长等生态技术的优点，更增加了屋顶绿化的夏季降温冬季保温作用，更为城市日益稀缺的绿化面积提供了广阔的空间，减少CO₂的排放量，成为城市中有效的城市氧吧；又将屋顶和地面收集的雨水回收利用，节约水资源的同时，利用屋顶势能可以直接布水到绿化灌溉、冲厕等用水点，无需再加动力设备，除实现雨水回用的节水功能外，也为节能作出更大的贡献。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于处理雨水的屋顶湿地系统。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

屋顶湿地系统，特点是：建筑屋顶铺设有防水层，防水层上铺设隔根层，隔根层上面铺设排水槽，排水槽上依次铺设生态填料层和混合填料层，混合填料层上架设布水主管和布水支管，与布水主管相连通的布水支管以辐射状横向排列，布水主管和布水支管上铺设有植物载体，植物载体上载种有植物，布水主管通过管道与进水渠连接，排水槽通过管道连接到出水渠。

进一步地，上述的屋顶湿地系统，其中，所述生态填料层的厚度为100mm~350mm，混合填料层的厚度为100~200mm。

更进一步地，上述的屋顶湿地系统，其中，所述隔根层的厚度为10~20mm。

再进一步地，上述的屋顶湿地系统，其中，所述植物载体为束状编织物块。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

①充分利用生态技术，一方面通过人工湿地处理雨水，资源化利用水资源，节约用水，提供清洁水源；另一方面通过湿地植物和绿化环境，提供生态氧吧的效益；作为人工强化湿地系统，有污水处理的功能，可以依据要求和现场情况，收集雨水，将雨水净化达到建筑中水回用的标准，用于冲厕、绿化灌溉，景观水补充水源等，减少了清洁水源的使用量，降低了日常管理费用，也符合节水型城市的要求，也可以为绿色建筑的指标；

②整个系统采用轻质的材料设于屋顶上，填料层是多孔疏松的介质，孔隙率大于75%，保有空气层；具有良好的保温和隔热功能，可以降低建筑物夏季和冬季的空调等能耗；

③屋顶湿地的覆盖，能够有效防止城市酸雨和暴晒等造成的屋顶混凝土老化，隔热层和防水层的卷材脆化等问题，延长屋顶材料的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明系统的平面布置示意图；

图2：图1的A-A剖面示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，建筑屋顶23铺设有防水层22，防水层22上铺设隔根层21，隔根层21上面铺设排水槽20，排水槽20上依次铺设生态填料层19和混合填料层18，混合填料层18上架设布水主管7和布水支管8，与布水主管相连通的布水支管8以辐射状横向排列，布水主管7和布水支管8上铺设有植物载体24，植物载体24上载种有植物25，植物载体24是培育和种植植物25的基质，布水主管7通过管道与进水渠5连接，排水槽20通过管道连接到出水渠10。依据水量和水质考虑填料层的厚度，依据建筑设计考虑填料的重量，采用比表面积大，多孔，疏水性能好，质量轻的材料，陶粒填料和土壤作为混合填料层18，能够给生物生长提供空间，再配合生态填料层19的污水净化作用，作为屋顶湿地的核心填料技术。生态填料层19采用矿物分选物，其中加有一定量的原木碳。生态填料具有良好的吸附能力，能够有效去除雨水中的污染物，并对混合填料层脱落的生物膜进一步消解处理，被植物利用，让整个系统形成良好的生态系统。

植物载体24可减少水分的蒸发量同时给植物在暴晒情况下提供生长所需的必要水源，提供植物生长所需的必要营养，保护布水管道，防止暴露，太阳暴晒等不利条件，延长材料的使用寿命。植物载体24还能有效的防止灰尘、垃圾等直接污染湿地滤料。植物载体为软性的布编织而成，成本低，重量轻，在季节交替更换植物的时候，植物收割的时候，可以和植物一起收走，既便于植物收割，又有利于垃圾等清理工作，安装时也可以将培育好的植物和植物载体一起铺设，植物造型等可以在地面完成，只需要一次性的高空吊装，减少了施工费用，避免了高空作业的危险，也提高了施工的安全系数。植物25选择主要选取菖蒲和鸢尾等，这些植物有很强的去污能力，同时要种植有一定覆盖率的水鳖等植物，有利于水质净化效果。再依据环境要求，搭配不同种类的景观植物，可以增加屋顶湿地的观赏性，提高屋顶湿地的应用功能，作为屋顶公园或休息区。

防水层22防止处理的雨水下渗，影响原建筑物的使用。隔根层21保护原建筑物屋顶不因植物的生长而破坏，其材料能够有效防止植物根系的穿透。

屋顶湿地的雨水处理流程是将收集的雨水通过进水管1输送，开启进水球阀2，关闭应急排水球阀3，将雨水输送到进水渠5中，进水渠5上用盖板17遮盖；雨水再由进水蝶阀6控制汇集到布水主管7，由布水主管7再分配到布水支管8通过布水蓬头均匀布水到屋顶湿地的填料层内的混合填料层18，每个布水支管8的尾部都有堵头9封口；雨水通过混合填料层18再下渗到生态填料层19，雨水先在混合填料层18表面，再下渗到生态填料层19，是雨水的主要停留区，也是雨水净化的主要功能区，雨水通过生态填料层19后，即可达到建筑回用水标准或需要用途的相应水质标准，处理后的清洁水通过防水层22和隔根层21上面的排水槽20后，再通过出水管11到出水渠10，清洁水从出水渠10通过回用出水管13配送到各个用水点，通过管道输送到净水池，可用于各种用途，如绿化灌溉，建筑冲厕，景观水补充水源等。高差或用水水压满足用水点的要求时，可不用潜水泵12；在高差不满足或压力不足时，可选用潜水泵12将处理后的水加压通过回用出水管13输送到各用水点。

当系统运行故障时，需要应急排水，则开启应急排水球阀3和球阀15，关闭进水球阀2、进水蝶阀6、球阀16。应急排水由进水管1通过应急排水球阀3，再通过应急排水管4到出水渠10再通过应急管14和球阀15，将水排到污水管网或雨水管网。

当系统清洗进、出水渠时，关闭进水蝶阀6，开启应急排水球阀3，开启球阀15和球阀16，收集的雨水由进水管1，通过进水球阀2控制进入进水渠5后，再通过球阀16进入应急管14。另外，收集的雨水可通过应急排水球阀3进入应急排水管4直接排到出水渠10，再由应急管14通过球阀15排放到污水管网或雨水管网。

从建筑物的屋顶开始由下层到上层依次是：

防水层22：复合防渗膜；

隔根层21：10~20mm的细沙和隔根材料；

排水槽20：排水槽或管；

填料层：分为两层，分别为100mm~350mm的生态填料层19和100~200mm的混合填料层18；

布水管：布水主管7和布水支管8均为HDPE给水管；

植物载体24：吸水性强的编织物，厚度约30mm，以束状编织成块应用，可依据面积和形状，因地制宜的编织；

植物25：选择菖蒲、鸢尾为主，搭配景观类植物。

经屋顶湿地系统处理后，出水各水质指标可达到建筑回用水标准，用于绿化灌溉、景观水补充水源、冲厕等用途。其结构合理，安装简便，安全性能高，不仅有屋顶绿化的功能和特点，还有污水处理的功能。

需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.屋顶湿地系统，其特征在于：建筑屋顶铺设有防水层，防水层上铺设隔根层，隔根层上面铺设排水槽，排水槽上依次铺设生态填料层和混合填料层，混合填料层上架设布水主管和布水支管，与布水主管相连通的布水支管以辐射状横向排列，布水主管和布水支管上铺设有植物载体，植物载体上载种有植物，布水主管通过管道与进水渠连接，排水槽通过管道连接到出水渠。

2.根据权利要求1所述的屋顶湿地系统，其特征在于：所述生态填料层的厚度为100mm~350mm，混合填料层的厚度为100~200mm。

3.根据权利要求1所述的屋顶湿地系统，其特征在于：所述隔根层的厚度为10~20mm。

4.根据权利要求1所述的屋顶湿地系统，其特征在于：所述植物载体为束状编织物块。