CN102587448B - 一种雨水收集利用系统以及采用该系统的雨水收集利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种雨水收集利用系统以及采用该系统的雨水收集利用方法，包括设置于楼顶上的储水池，所述楼顶上还设置有反应池、沉淀池和过滤池，反应池设置有进水口，所述储水池设置有出水口，所述反应池、沉淀池、过滤池和储水池依次连通，所述反应池旁边安装有加药装置，该加药装置包括有罐体，罐体上安装有搅拌机，罐体侧面通过加药泵与反应池连接，这种雨水收集利用系统通过反应池、沉淀池、过滤池和储水池对雨水收集反应、沉淀去杂、过滤去杂和储存，可以对雨水进行有效收集利用，节约水资源，降低变电站的运行成本。

Description

一种雨水收集利用系统以及采用该系统的雨水收集利用方法
技术领域
本发明涉及一种雨水收集利用系统；本发明还涉及一种雨水收集利用方法。
背景技术
随着社会经济的发展和人口的不断增加，水资源的短缺已经成为目前人类社会面临的一个很严重的环境问题，甚至是未来人的生存问题。水是生命之源，是人类赖以生存的基本条件，地球上只有3%的淡水资源供人类使用。千百年来，人类一直在为最大限度的为利用淡水进行不懈的努力，并且逐渐意识到，水资源并非取之不竭，淡水资源的高效利用成为一种新的趋势。对雨水收集后可进行简单处理即可达到回用水的标准，相比较自来水的使用高费用有很好的利用价值。使用雨水，节约自来水用量的同时，可节省自来水使用费用，总体节省的费用相当可观。合理高效的进行雨水回用处理对社会造成的价值已经越来越被当代人所接受。随着环保行业的深入和拓展，随着社会节能减排的打趋势，合理利用该部分雨水是变电站节能减排的有效措施，并且是一种变电站饿革新。变电站工程的位置常为山区或丘陵地区，地势较为复杂，运行人员为2-3人，冲厕及绿化一直使用自来水，日积月累，会浪费大量自来水。如何对雨水进行收集并供变电站有效利用是亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种雨水收集利用系统，可以对雨水进行有效收集利用，节约水资源。本发明还要提供一种采用该系统的雨水收集利用方法。
    为了解决上述技术问题，本发明的一种雨水收集利用系统，包括设置于楼顶上的储水池，所述楼顶上还设置有反应池、沉淀池和过滤池，反应池设置有进水口，所述储水池设置有出水口，所述反应池、沉淀池、过滤池和储水池依次连通，所述反应池旁边安装有加药装置，该加药装置包括有罐体，罐体上安装有搅拌机，罐体侧面通过加药泵与反应池连接，所述过滤池中设置有多孔挡板，该多孔挡板上方填充了石英砂填料，所述过滤池底部与沉淀池连通，过滤池上部与储水池连通，所述沉淀池底部设置有若干斜管式泥斗。
    作为上述技术方案的改进，所述过滤池和储水池之间连接有用于对过滤池反冲洗的反冲洗泵。
    作为上述技术方案的改进，所述储水池上设置有溢流孔。所述储水池还连接有自来水管。
    一种采用所述系统的雨水收集利用方法，包括以下步骤：
A、反应步骤：将收集的雨水通过进水口引入反应池，将PAC、PAm药品加入到加药装置的罐体中，通过搅拌机混合后，经过加药泵输送到反应池中与收集的雨水混合反应；
B、沉淀步骤：反应后的水输送到沉淀池中，通过重力沉淀作用使水中的杂质沉淀并汇集到斜管式泥斗上，方便杂质排出；
C、过滤步骤：将经过沉淀处理的水输送至过滤池的底部，通过石英砂填料去除水中的悬浮物；
D、储存步骤：将经过过滤处理的水从过滤池的上部输送至储水池以备使用。
所述步骤D中需要往储水池中投放消毒片。所述消毒片为三氯异氰尿酸或者二氯异氰尿酸。
本发明的有益效果是：这种雨水收集利用系统通过反应池、沉淀池、过滤池和储水池对雨水收集反应、沉淀去杂、过滤去杂和储存，可以对雨水进行有效收集利用，节约水资源，降低变电站的运行成本。而且整个系统全部置于楼顶，完全满足变电站2-3人日常需要及绿化的基本需求，冲厕及绿化无需再另外布置自来水管网，整套系统自动化操作，可无人值守，只需定期补充氯片进行消毒和进行一次反冲洗即可。可配套各类型变电站做成套装备使用，使用前景广阔。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的雨水收集利用系统结构示意图；
图2是本发明的雨水收集利用系统截面结构示意图之一；
图3是本发明的雨水收集利用系统截面结构示意图之二；
图4是加药装置的结构示意图；
图5是本发明的雨水收集利用方法的流程示意图。
具体实施方式
雨水特点为：不定期，不定时，余量不受控制。初期雨水水质和后期雨水水质污染物有所变化。初期雨水中主要含有冲刷带来的悬浮物，SS含量在20-400之间，PH一般在6-8之间。浊度一般小于30nt。
所以，悬浮物及泥沙是变电站产生楼顶雨水的主要污染物，对悬浮物和泥沙的去除是其作为回用水处理的关键。
    参照图1至图4，本发明的一种雨水收集利用系统，包括设置于楼顶1上的储水池2，所述楼顶1上还设置有反应池3、沉淀池4和过滤池5，反应池3设置有进水口6，所述储水池2设置有出水口7，所述反应池3、沉淀池4、过滤池5和储水池2依次连通，所述反应池3旁边安装有加药装置，该加药装置包括有罐体8，罐体8上安装有搅拌机9，罐体8侧面通过加药泵10与反应池3连接。这种雨水收集利用系统通过反应池、沉淀池、过滤池和储水池对雨水收集反应、沉淀去杂、过滤去杂和储存，可以对雨水进行有效收集利用，节约水资源，降低变电站的运行成本。这种雨水收集利用系统通过反应池、沉淀池、过滤池和储水池对雨水收集反应、沉淀去杂、过滤去杂和储存，可以对雨水进行有效收集利用，节约水资源，降低变电站的运行成本。而且整个系统全部置于楼顶，完全满足变电站2-3人日常需要及绿化的基本需求，冲厕及绿化无需再另外布置自来水管网，整套系统自动化操作，可无人值守，只需定期补充氯片进行消毒和进行一次反冲洗即可。可配套各类型变电站做成套装备使用，使用前景广阔。
在本实施例中，所述过滤池5中设置有多孔挡板11，该多孔挡板11上方填充了石英砂填料12。所述过滤池5底部与沉淀池4连通，过滤池5上部与储水池2连通。雨水从过滤池底部进入，通过级配的滤料使雨水经过填料层，悬浮物被隔除，清水从上部自流进入储水池。
经过沉淀的雨水从过滤池底部进入，悬浮物等污染物大部分被截留在底部，方便排空清理。
    所述沉淀池4底部设置有若干斜管式泥斗13。沉淀池采用平流式，但底部设置有斜管式泥斗，方便污泥沉淀，省去了刮泥机带来的费用。
    所述过滤池5和储水池2之间连接有用于对过滤池反冲洗的反冲洗泵，可以定期（连续使用2天后）对过滤池进行反冲洗，一次约5~10min，保持过滤池的清洁。
所述储水池2上设置有溢流孔，使雨量大的时候，储存不了的水可以流出。所述储水池2还连接有自来水管，在储水不足时可以由自来水及时补充，使用更方便。
此外，变电站的储油设备含油的雨水经收集后，全部自流进入隔油池，隔油池内部分为集油池，溢流池和集水池。集油池兼有沉砂和储存的作用。隔油池对含油废水进行粗除油处理，即对大片的浮油进行隔除，并依靠吸油材料吸附上层浮油。当储油设备事故漏油时，满足最大漏油量在集油池中的储存，依靠溢流池的水位封闭作用将集油池中的事故绝缘油封闭在集油池中，防止外泄污染环境。集水池和溢流池中上层也装有吸油材料。从净化器底部出水自流进入储水池设备进行雨水的储存，依靠重力回用于冲厕和绿化。水量不足时依靠自来水进行自动补充。净化器内的纤维球经过长时间使用后内部藏有大量污染物，设计进行清理和更换。
    参照图5，一种采用权利要求1所述系统的雨水收集利用方法，包括以下步骤：
   A、反应步骤：将收集的雨水通过进水口6引入反应池3，将PAC、PAm药品加入到加药装置的罐体8中，通过搅拌机9混合后，经过加药泵10输送到反应池3中与收集的雨水混合反应；下雨时，变电站楼顶高处汇集流下来的雨水自流进入一体化雨水回用处理装置的反应池中。利用PAC（絮凝剂）、PAM（助凝剂）的絮凝作用进行化学反应，利用机械搅拌机增强反应效果。PAC的投加浓度设定为50mg/，PAM的投加浓度为3mg/l。加药泵选用计量加药泵。反应出水从上部自流进入改进的平流沉淀池中进行泥水分处理。
   B、沉淀步骤：反应后的水输送到沉淀池4中，通过重力沉淀作用使水中的杂质去除；絮凝结团后的悬浮物和污染物依靠重力沉降到沉淀池底部，上清液从沉淀池出水槽底部流出。该设备有效去除了雨水中的泥沙及悬浮物。
   C、过滤步骤：将经过沉淀处理的水输送至过滤池5中，通过石英砂填料去除水中的悬浮物；从沉淀池的出水槽出来的雨水从过滤池底部进入，通过级配的滤料使雨水经过填料层，悬浮物被隔除。清水从上部自流进入储水池。从底部出水进行回用。针对变电站雨水不定期，实用频率小，水量小的特点，设计该雨水回用处理装置中的石英砂每隔使用2、3次后进行一次反冲洗，净化石英砂。
   D、储存步骤：将经过过滤处理的水输送至储水池2以备使用。经过过滤池的雨水达到了中水回用冲厕和绿化的标准，进入储水池进行储存。当无雨时考虑到系统的连续性，将自来水接至储水池，利用液位自动控制，始终保持储水池中有水供回用。
考虑到雨水的不定期，不连续性，并考虑到定期设备池体不适用后会滋生细菌的原因，所述步骤D中需要往储水池2中投放消毒片，以防止池中滋生细菌。消毒氯片主要以三氯异氰尿酸或二氯异氰尿酸为主要有效成分的消毒片。溶解后生成次氯酸起到消毒的作用。有效氯含量≥90％ 分子式：C3O3N3CL3 物化性质：本品为白色结晶粉末或粒状物，具有次氯酸的刺激气味，比重0.96，在水中溶解度为：1.2克／100克(25℃)，遇酸或碱分解。
用本发明的雨水收集利用方法，具有的工程实例具体情况如下：
广东汇盈110KV西滘变压站楼顶可收集雨水面积约为15m2。变电站日常运行人员为2-3人，按照冲厕日用水量0.2T计算，每小时最大3次量计算，需要0.18T，绿化用水最大每天按照1.38T计算，考虑到设计余量，设计处理系统按照1.5T/H进行处理。广东省佛山市内的雨水主要污染物为SS、COD、石油类，浓度分别为400mg/l、200 mg/l、10 mg/l.,设计对楼顶雨水进行收集后进行处理，处理到中水回用标准，用于变电站的绿化和冲厕。
1 雨水设计污染浓度及排放浓度
在该项目中，雨水的浊度设计为30NTU，SS为50-400mg/l。雨水经计处理后达到中水回用标准，具体执行《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》GBT18920-2002的冲厕和城市绿化标准，指标如下：
表1  出水标准（绿化和冲厕用）
Figure 2012100649732100002DEST_PATH_IMAGE001
2变电站雨水回用净化装置设计参数
(1) 反应池
     单元数量：     两格
     处理水量：1.5t/h；
     外壳材料：     钢防腐
     外形尺寸： 1000×400×2000mm（h）；
     有效水深：1.7m；保护高度：0.3m；
     水力停留时间：27min；
     配备搅拌机两台：功率：0.75kw，转速：80r/min和43r/min；材质；钢防腐；
(2)沉淀池
     单元数量：一座
     处理水量：1.5t/h；
     外壳材料：钢防腐
     外形尺寸： 2900×800×2000mm（h）；配水区长度：0.5m；沉淀区长度：1.9m；出水槽长度：0.5m
     有效水深：1.6m；保护高度：0.4m；
     水力表面负荷：0.98m3/m2.h
     底部设置泥斗，深度：1m；定期污泥清理外运处理；
 (3)砂滤池
     钢防腐结构  1座  
     外形尺寸：800×500×2000mm(h)；
     保护高度：0.6m；
     设计过滤速度：8m/s；
     配石英砂厚度：1m。重量：600kg；垫层为鹅卵石，厚度：200mm；
     反冲洗强度：14L/m2.S
     配反冲洗泵一台：GD65-19；Q=20m3/h，H=20m，N=2.2kw；
     反冲洗时间：5~10min；
(4)储水池
     钢防腐结构  1座  
     外形尺寸：1400×800×2000mm(h)；
     保护高度：0.7m；
     有效容积：1.46m3；
     设置有进水孔，溢流孔，出水孔，自来水补水口等；
     补充自来水配置有电动阀一套；联动液位计；
(5)加药装置
     材质：PE  2座  
     外形尺寸：Φ800×1240mm(h)；
     有效容积：500L；
     配置加药泵型号：X068，Q=10L/H；
     配置溶解药品用搅拌机2台；功率：0.75kw，转速：43r/min；
(6)系统控制思路
①采用户外不锈钢箱体电控箱；PLC自动控制；
②雨水回用处理装置的反应池设置有溢流口，当遇到强暴雨时，多余雨水将从溢流口流出，保证了净化器的处理能力和效果；
③储水池水满后多余中水由溢流孔自流排放；无雨或水量不足时自动补充自来水；补充用自来水配置有电动阀；当储水池液位达到1.0m时，电动阀自动开启；当储水池液位达到1.2m时，电动阀自动关闭；
④消毒氯片由变电站人员根据实际雨水量及实际用水情况进行投加。
3 工程效益
环境效益：
预计工程建成后每年节约自来水约为：125吨；
社会、经济效益：
     储水池用水利用重力进行冲厕和绿化用途，无需再配置增压设备，节约能源；
     对环保型变电站雨水收集处理排放提出了新概念；开创了变电站雨水经处理用于冲厕和绿化的先例，节省了冲厕和绿化的自来水费用；
     可配套各类型变电站做成套装备使用，使用前景广阔；针对不同规模变电站可模块化配置。
上述雨水收集利用方法改变了变电站先用自来水冲厕及绿化的现状。提出利用雨水进行冲厕和绿化的概念，该套设备可配套各类型变电站做成套装备使用，使用前景广阔；体现了环保型变电站的理念。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种雨水收集利用系统，包括设置于楼顶（1）上的储水池（2），其特征在于：所述楼顶（1）上还设置有反应池（3）、沉淀池（4）和过滤池（5），反应池（3）设置有进水口（6），所述储水池（2）设置有出水口（7），所述反应池（3）、沉淀池（4）、过滤池（5）和储水池（2）依次连通，所述反应池（3）旁边安装有加药装置，该加药装置包括有罐体（8），罐体（8）上安装有搅拌机（9），罐体（8）侧面通过加药泵（10）与反应池（3）连接，所述过滤池（5）中设置有多孔挡板（11），该多孔挡板（11）上方填充了石英砂填料（12），所述过滤池（5）底部与沉淀池（4）连通，过滤池（5）上部与储水池（2）连通，所述沉淀池（4）底部设置有若干斜管式泥斗（13）。
2.根据权利要求1所述的雨水收集利用系统，其特征在于：所述过滤池（5）和储水池（2）之间连接有用于对过滤池反冲洗的反冲洗泵。
3.根据权利要求1所述的雨水收集利用系统，其特征在于：所述储水池（2）上设置有溢流孔。
4.根据权利要求1所述的雨水收集利用系统，其特征在于：所述储水池（2）还连接有自来水管。
5.一种采用权利要求1所述系统的雨水收集利用方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、反应步骤：将收集的雨水通过进水口（6）引入反应池（3），将PAC、PAM药品加入到加药装置的罐体（8）中，通过搅拌机（9）混合后，经过加药泵（10）输送到反应池（3）中与收集的雨水混合反应；
B、沉淀步骤：反应后的水输送到沉淀池（4）中，通过重力沉淀作用使水中的杂质沉淀并汇集到斜管式泥斗（13）上，方便杂质排出；
C、过滤步骤：将经过沉淀处理的水输送至过滤池（5）的底部，通过石英砂填料去除水中的悬浮物；
D、储存步骤：将经过过滤处理的水从过滤池（5）的上部输送至储水池（2）以备使用。
6.根据权利要求5所述的雨水收集利用方法，其特征在于：所述步骤D中需要往储水池（2）中投放消毒片。
7.根据权利要求6所述的雨水收集利用方法，其特征在于：所述消毒片为三氯异氰尿酸或者二氯异氰尿酸。
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