CN104452875A - 一种负压式自扰动防污净水水窖 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负压式自扰动防污净水水窖，其特征在于：包括：集水过滤装置（1）、窖体防污净水装置（2）、集水导水部件（3）以及净化取水装置（4）；所述窖体防污净水装置（2）上设置有若干导气管（21），所述导气管（21）的上端与外界相通，所述导气管（21）的下端位于所述窖体防污净水装置（2）内部，所述集水导水部件（3）包括用于将所述窖体防污净水装置（2）内的水以自扰动方式导入所述集水导水部件（3）的导水口（31）。本发明提供的一种负压式自扰动防污净水水窖，以雨水为处理载体，实现循环利用，高效环保，符合生态用水要求；同时装置结构简单紧凑、成本低廉、经济适用、简易可行。

Description

一种负压式自扰动防污净水水窖

技术领域

本发明涉及一种负压式自扰动防污净水水窖，尤其涉及一种基于负压原理的雨水循环再利用装置，属于水利工程技术领域。

背景技术

在中国西北地区，地表水和地下水极度缺乏，雨水是唯一有利用潜力的水资源，因此，修建水窖是收集、利用雨水的有效途径，然而由于目前水窖治理方法的一些缺陷，使得现有水窖窖水大都会有浑浊、腥臭、甚至有可见的水生动植物的问题，这种水质易引发诸如肠道疾病等问题，水窖水质问题正严重地威胁着西北地区人民的健康。

产生这种水质问题的原因主要由以下两方面造成：1、集雨过程中地面杂质、甚至人畜粪便等污物会随水流进入水窖形成一次污染；2、水窖体积大，窖水贮存时间长，水体长期处于静止状态，缺乏氧气，形成死水，容易腐败变质，形成二次污染。

目前也存在一些水窖治理方法，主要集中于物理、化学及生物方法，但物理方法成本较高，化学方法非生态，存在安全隐患，多具有副作用，生物方法净化速度过慢，易引发新的水质问题。因此，有必要研制能够弥补这些方面不足的防污净水水窖装置，以解决水窖水污染问题，保障西北地区人民饮用水安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种取水时能够自动向水窖内鼓入空气气泡，在给水窖内的水补充氧气的同时，还可以实现水窖内的水体扰动，使死水变活水，防水质变质，从而达到水窖的自净水功能；进一步地，导水口为漏斗状的设置，在取水时扰动水窖内水体的能力进一步增强，水窖的自净水功能得到强化；更进一步地，沉砂池中设置溢流板的设计，能够初次除去集流过程中所带入的泥沙及污物，避免了底面上的污染物进入水窖。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种负压式自扰动防污净水水窖，其特征在于：包括：集水过滤装置、窖体防污净水装置、集水导水部件以及净化取水装置；所述集水过滤装置的入水口用于收集雨水，所述集水过滤装置的出水口与所述窖体防污净水装置的入水口相连，所述集水导水部件伸入所述窖体防污净水装置的内部下方，所述集水导水部件的出水口与所述净化取水装置的入水口相连；所述窖体防污净水装置上设置有若干导气管，所述导气管的上端与外界相通，所述导气管的下端位于所述窖体防污净水装置内部，所述集水导水部件包括用于将所述窖体防污净水装置内的水以自扰动方式导入所述集水导水部件的导水口。

集水过滤装置位于本发明的最上方，净化取水装置位于本发明的底部，窖体防污净水装置位于集水过滤装置和净化取水装置之间。

所述导水口为漏斗状。

所述集水过滤装置包括集雨场、第一导水管、沉砂池以及溢流板；所述集雨场用于收集雨水，所述沉砂池内设置有所述溢流板，所述溢流板将所述沉砂池分割为污水区和净水区，所述集雨场通过所述第一导水管连通所述沉砂池的污水区，所述净水区的出水口与所述窖体防污净水装置的进水口相连通。

所述溢流板的高度为所述沉砂池的高度的1/2~3/4，所述溢流板为竖直设置，所述溢流板的材质为花岗岩。

所述窖体防污净水装置还包括第二导水管、第一阀门、第二阀门、排气管、排气腔室、窖体和导气支管；所述净水区的出水口通过所述第二导水管与所述排气腔室相连通，所述排气腔室位于所述窖体的上方并与所述窖体相连通，所述排气腔室的上表面设置有所述排气管，所述导气管的下端设置有若干横向的所述导气支管，所述导气支管与所述导气管的侧壁相连通，所述第一阀门设置于所述第二导水管上，所述第二阀门设置于所述排气管上。

第二导水管连接沉砂池和位于窖体顶部的排气腔室， 导气管顶端敞露在空气中，底端位于窖体下部并分别分支成2个横向导气支管，排气管置于排气腔室顶端。

水窖窖体顶部设有突起的排气腔室，排气管与排气腔室紧密连接。

所述集水导水部件还包括第三导水管、第三阀门、第四阀门、第五阀门以及分流管；所述导水口伸入所述窖体的内部底端，所述导水口通过所述第三导水管与所述净化取水装置的入水口相连，所述分流管与所述第三导水管的侧壁相连通，所述第三导水管与所述分流管连接处的两端分别设置有所述第三阀门和第四阀门，所述第五阀门设置于所述分流管上。

所述净化取水装置包括净化池，所述净化池的入水口于所述第三导水管相连通，所述净化池内设置有过滤装置，所述净化池的下表面与取水管相连通，第六阀门设置于所述取水管上。 

所述过滤装置包括上层钢丝网层、砂滤层、活性炭吸附层和下层钢丝网层，所述上层钢丝网层和下层钢丝网层将所述净化池划分为3个相互连通的进水腔室、过滤腔室和出水腔室，所述进水腔室与所述第三导水管相连通，所述出水腔室与所述取水管相连通，所述砂滤层位于所述上层钢丝网层上，所述活性炭吸附层位于所述下层钢丝网层上。

集雨场通过第一导水管与沉砂池连接，再通过第二导水管与窖体连接，窖体通过第三导水管与净化池连接，形成一个整体的水流通路。

所述导气管的个数为至少2个，每个所述导气管上至少设置2个所述导气支管。

沉砂池体积小于窖体体积，净化池体积小于窖体体积，本发明的窖体在未取水时为密闭结构。

第一导水管、第二导水管、第三导水管、导水口、导气管、导气支管、排气管、分流管以及取水管均为PP-R管材，窖体、沉砂池和净化池均为浆砌石结构，通过防水密封胶带实现管材及主体结构间的连接和密封。

本发明提供的一种负压式自扰动防污净水水窖的工作原理如下：

集雨过滤：降雨时，雨水通过集雨场、第一导水管流至沉砂池，在沉砂池中溢流板的作用下，将雨水中泥沙及污物初次过滤掉，经过一次净化的水通过第二导水管注入窖体。

取水过滤：生活用水取水时，关闭第一阀门、第二阀门、第四阀门及第六阀门，打开第五阀门和第三阀门，在负压的作用下，通过2支导气管同时向窖体鼓入气泡，从而扰动水体、补充氧气，使死水变活水，防止变质，达到水窖的自净水功能，即整个系统的二次净化功能；饮用水取水时，关闭第一阀门、第二阀门、第五阀门，打开第六阀门、第三阀门和第四阀门，经过二次净化的水通过第三导水管流入净化池，先通过砂滤层，再通过活性炭吸附层，经取水管取出，此时净化池发挥三次净化功能。

本发明提供的一种负压式自扰动防污净水水窖，水窖窖体在未取水时为密闭结构，取水时，水流出时窖体内即呈负压状态，则大气从导气管进入窖体内部，给窖体内的水补充氧气并扰动水体，使死水变活水，防水质变质，从而达到水窖的自净水功能；导水口为漏斗状的设计，在取水时使周围的水向漏斗口汇入，使水体进一步地得到了扰动，强化了水窖的自净水功能；沉砂池中设置溢流板的设计，能够初次除去集流过程中所带入的泥沙及污物，避免了底面上的污染物进入水窖；净化池内过滤装置的设置，能够进一步除去水中杂质，使在水窖内取得的水达到饮用水标准；集水过滤装置实现了集水首次过滤（在沉砂池中设置了一块溢流板，初次除去集流过程中所带入的泥沙及污物），窖体防污净水装置实现了窖体的自净水（水窖集水完毕后即关闭进水阀与排气阀，取水时密封水窖内会产生负压，利用设置在密封窖体中的导气管向窖体内自动鼓入气泡，从而扰动水体、补充氧气，使死水变活水，防止变质，达到水窖的自净水功能），净化取水装置实现了过滤净水（饮用水取水处设置了净化池，池内设有钢丝网、砂滤层以及活性炭吸附层，从而进一步除去水中杂质，以达到饮用水标准），本发明通过以上三层次净水，实现了多层次、简单、经济、有效净水并且整个装置结构紧凑，能更好的达到简单经济净水的效果；水窖结构具有整体性，以扰动水体并鼓入空气为主，加入简单、经济、有效的净化装置，从防污治污的角度出发，在水窖的整体结构设计方面提出改进，以解决水窖水质问题，并利用西北山区地形特点，将水窖建于一定高度实现自流供水；本发明还具有系统自动控制，循环用水的特点，该水窖实现了雨水的循环利用，一旦建成可自行运作，无需花费太多时间管理。

本发明提供的一种负压式自扰动防污净水水窖，以雨水为处理载体，实现循环利用，高效环保，符合生态用水要求；同时装置结构简单紧凑、成本低廉、经济适用、简易可行。综上所述，该装置具有良好的推广价值和应用前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，一种负压式自扰动防污净水水窖，其特征在于：包括：集水过滤装置1、窖体防污净水装置2、集水导水部件3以及净化取水装置4；所述集水过滤装置1的入水口用于收集雨水，所述集水过滤装置1的出水口与所述窖体防污净水装置2的入水口相连，所述集水导水部件3伸入所述窖体防污净水装置2的内部下方，所述集水导水部件3的出水口与所述净化取水装置4的入水口相连；所述窖体防污净水装置2上设置有若干导气管21，所述导气管21的上端与外界相通，所述导气管21的下端位于所述窖体防污净水装置2内部，所述集水导水部件3包括用于将所述窖体防污净水装置2内的水以自扰动方式导入所述集水导水部件3的导水口31。

所述导水口31为漏斗状。

所述集水过滤装置1包括集雨场11、第一导水管12、沉砂池13以及溢流板14；所述集雨场11用于收集雨水，所述沉砂池13内设置有所述溢流板14，所述溢流板14将所述沉砂池13分割为污水区15和净水区16，所述集雨场11通过所述第一导水管12连通所述沉砂池13的污水区15，所述净水区16的出水口与所述窖体防污净水装置2的进水口相连通。

所述溢流板14的高度为所述沉砂池13的高度的1/2，所述溢流板14为竖直设置，所述溢流板14的材质为花岗岩。

所述窖体防污净水装置2还包括第二导水管22、第一阀门23、第二阀门24、排气管25、排气腔室26、窖体27和导气支管28；所述净水区16的出水口通过所述第二导水管22与所述排气腔室26相连通，所述排气腔室26位于所述窖体27的上方并与所述窖体27相连通，所述排气腔室26的上表面设置有所述排气管25，所述导气管21的下端设置有若干横向的所述导气支管28，所述导气支管28与所述导气管21的侧壁相连通，所述第一阀门23设置于所述第二导水管22上，所述第二阀门24设置于所述排气管25上。

所述集水导水部件3还包括第三导水管32、第三阀门33、第四阀门34、第五阀门35以及分流管36；所述导水口31伸入所述窖体27的内部底端，所述导水口31通过所述第三导水管32与所述净化取水装置4的入水口相连，所述分流管36与所述第三导水管32的侧壁相连通，所述第三导水管32与所述分流管36连接处的两端分别设置有所述第三阀门33和第四阀门34，所述第五阀门35设置于所述分流管36上。

所述净化取水装置4包括净化池41，所述净化池41的入水口于所述第三导水管32相连通，所述净化池41内设置有过滤装置42，所述净化池41的下表面与取水管43相连通，第六阀门44设置于所述取水管43上。 

所述过滤装置42包括上层钢丝网层45、砂滤层46、活性炭吸附层47和下层钢丝网层48，所述上层钢丝网层45和下层钢丝网层48将所述净化池41划分为3个相互连通的进水腔室、过滤腔室和出水腔室，所述进水腔室与所述第三导水管32相连通，所述出水腔室与所述取水管43相连通，所述砂滤层46位于所述上层钢丝网层45上，所述活性炭吸附层47位于所述下层钢丝网层48上。

所述导气管21的个数为2个，每个所述导气管21上设置2个所述导气支管28。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种负压式自扰动防污净水水窖，其特征在于：包括：集水过滤装置（1）、窖体防污净水装置（2）、集水导水部件（3）以及净化取水装置（4）；所述集水过滤装置（1）的入水口用于收集雨水，所述集水过滤装置（1）的出水口与所述窖体防污净水装置（2）的入水口相连，所述集水导水部件（3）伸入所述窖体防污净水装置（2）的内部下方，所述集水导水部件（3）的出水口与所述净化取水装置（4）的入水口相连；所述窖体防污净水装置（2）上设置有若干导气管（21），所述导气管（21）的上端与外界相通，所述导气管（21）的下端位于所述窖体防污净水装置（2）内部，所述集水导水部件（3）包括用于将所述窖体防污净水装置（2）内的水以自扰动方式导入所述集水导水部件（3）的导水口（31）。

2.根据权利要求1所述的一种负压式自扰动防污净水水窖，其特征在于：所述导水口（31）为漏斗状。

3.根据权利要求1所述的一种负压式自扰动防污净水水窖，其特征在于：所述集水过滤装置（1）包括集雨场（11）、第一导水管（12）、沉砂池（13）以及溢流板（14）；所述集雨场（11）用于收集雨水，所述沉砂池（13）内设置有所述溢流板（14），所述溢流板（14）将所述沉砂池（13）分割为污水区（15）和净水区（16），所述集雨场（11）通过所述第一导水管（12）连通所述沉砂池（13）的污水区（15），所述净水区（16）的出水口与所述窖体防污净水装置（2）的进水口相连通。

4.根据权利要求3所述的一种负压式自扰动防污净水水窖，其特征在于：所述溢流板（14）的高度为所述沉砂池（13）的高度的1/2~3/4，所述溢流板（14）为竖直设置，所述溢流板（14）的材质为花岗岩。

5.根据权利要求3所述的一种负压式自扰动防污净水水窖，其特征在于：所述窖体防污净水装置（2）还包括第二导水管（22）、第一阀门（23）、第二阀门（24）、排气管（25）、排气腔室（26）、窖体（27）和导气支管（28）；所述净水区（16）的出水口通过所述第二导水管（22）与所述排气腔室（26）相连通，所述排气腔室（26）位于所述窖体（27）的上方并与所述窖体（27）相连通，所述排气腔室（26）的上表面设置有所述排气管（25），所述导气管（21）的下端设置有若干横向的所述导气支管（28），所述导气支管（28）与所述导气管（21）的侧壁相连通，所述第一阀门（23）设置于所述第二导水管（22）上，所述第二阀门（24）设置于所述排气管（25）上。

6.根据权利要求5所述的一种负压式自扰动防污净水水窖，其特征在于：所述集水导水部件（3）还包括第三导水管（32）、第三阀门（33）、第四阀门（34）、第五阀门（35）以及分流管（36）；所述导水口（31）伸入所述窖体（27）的内部底端，所述导水口（31）通过所述第三导水管（32）与所述净化取水装置（4）的入水口相连，所述分流管（36）与所述第三导水管（32）的侧壁相连通，所述第三导水管（32）与所述分流管（36）连接处的两端分别设置有所述第三阀门（33）和第四阀门（34），所述第五阀门（35）设置于所述分流管（36）上。

7.根据权利要求6所述的一种负压式自扰动防污净水水窖，其特征在于：所述净化取水装置（4）包括净化池（41），所述净化池（41）的入水口于所述第三导水管（32）相连通，所述净化池（41）内设置有过滤装置（42），所述净化池（41）的下表面与取水管（43）相连通，第六阀门（44）设置于所述取水管（43）上。

8.根据权利要求7所述的一种负压式自扰动防污净水水窖，其特征在于：所述过滤装置（42）包括上层钢丝网层（45）、砂滤层（46）、活性炭吸附层（47）和下层钢丝网层（48），所述上层钢丝网层（45）和下层钢丝网层（48）将所述净化池（41）划分为3个相互连通的进水腔室、过滤腔室和出水腔室，所述进水腔室与所述第三导水管（32）相连通，所述出水腔室与所述取水管（43）相连通，所述砂滤层（46）位于所述上层钢丝网层（45）上，所述活性炭吸附层（47）位于所述下层钢丝网层（48）上。

9.根据权利要求5所述的一种负压式自扰动防污净水水窖，其特征在于：所述导气管（21）的个数为至少2个，每个所述导气管（21）上至少设置2个所述导气支管（28）。