CN105735405B - 一种楼宇屋顶的雨水收集处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种楼宇屋顶的雨水收集处理系统，其特征在于，该系统包括：顶部开口的壳体(1)、由上至下依次位于壳体(1)内的鹅软石层(2)、砂砾层(3)、土壤层(4)和倒锥形的反渗透膜(10)，所述鹅软石层(2)、砂砾层(3)和土壤层(4)可用于种植植物；所述反渗透膜(10)与所述土壤层(4)之间构成上部空间(5)，所述反渗透膜(10)与所述壳体(1)的底面之间构成下部空间(6)；所述下部空间(6)的壳体侧壁上设置有净化水出口(9)，所述净化水出口(9)与连接后续处理系统的下流管连通。本发明的雨水收集处理系统不仅能有效地净化雨水，而且还能增加城市的绿化面积。
Description
技术领域
本发明涉及雨水处理技术，具体涉及一种楼宇屋顶的雨水收集处理系统。
背景技术
全世界水资源短缺问题日益严重，水资源紧缺早已经成为全球关注的难题。早在1977年联合国水事会议就已提出警告：“石油危机以后的下一个危机就是水的危机”。1987年联合国发表了《世界水资源综合评估报告》，向全世界发出了淡水资源短缺的警报，指出缺水问题将严重制约下个世纪的经济和社会发展，并导致国家间的冲突，甚至暴发战争。20世纪80年代，国际雨水收集系统协会(IRCSA)成立，国际雨水收集系统协会坚信雨水利用将成为解决世纪水资源的重要途径。面对水资源紧缺的今天，把雨水作为重要的水资源加以收集利用，实行综合治理已经成为一个重要的新方法。雨水是一种重要的水资源，雨水收集处理后完全可以满足一定层次用水对象的要求，可以作为另一种水资源而被使用；在农业上，采取雨水蓄积工程把雨水储存起来，通过补充灌溉能在一定程度上抵御干旱，在降雨不均匀的年份使农业生产稳定，提高粮食生产的安全性。
随着城市化的快速发展，道路、建筑群等不透水地面面积的逐步扩大，一方面使雨水不能入渗地下补充地下水，致使地下水补充受阻， 加上地下水严重开采，使城市周围地下水水位下降；另一方面，雨水径流携带大量污染物排入周围的受纳水体，致使水体受到严重的污染，而且，大雨时，地面径流迅速汇集造成地面积水和城市洪涝灾害的发生。目前，许多城市面临着水资源短缺、城市洪涝灾害的频繁发生和生态环境恶化的矛盾。因此把过去以排为主的思路和做法转变成以蓄为主，坚持蓄排结合、除害兴利、利用第一的原则。逐步扩大雨水利用途径，提高雨水利用效率和代用自来水与中水的比重。如果在城市建设中，注意发展雨水利用工程，将雨水部分贮存起来，进行处理使其达到浇洒绿地、道路，冲厕所，补充城市景观水体等的水质标准而加以利用。
中国专利CN204266293U公开了一种建筑物屋顶及立面雨水收集利用系统，包括设置于建筑物屋顶的蓄水箱和设置于建筑物地面下的储水池，所述储水池通过回收管与蓄水箱相连，还包括植物绿化装置、积水收集槽和雨水收集槽,植物绿化装置设置于屋顶，积水收集槽设置于植物绿化装置的下方，积水收集槽通过连通管与雨水收集槽连通，在雨水收集槽内设有一号抽水电机，所述一号抽水电机通过抽水管与回收管相连。通过本发明建筑物屋顶及立面雨水收集利用系统，能够高效的收集雨水，将雨水存储，用于屋顶绿化，如种植蔬菜等，另外存储水通过净化后可以用作洗车、灌溉等，进行二次利用该系统结合城市绿化将存储后的雨水用来灌溉，起到环保的作用。
中国专利CN104213599A公开了一种零能耗屋顶雨水回收中水利用系统，其包括设置于建筑物屋顶的飘板(1)，该飘板(1)的出水端 依次连通初期雨水弃流装置(2)、沉淀池(3)、过滤池(4)、蓄水池(5)和和景观灌溉用水系统及大楼卫生用水系统，且该飘板(1)、初期雨水弃流装置(2)、沉淀池(3)、过滤池(4)、蓄水池(5)的水平高度依次递减以形成重力势能梯度。
传统的雨水收集处理系统往往需要设置大量的雨水收集装置，不仅破坏了城市景观，而且成本高。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种楼宇屋顶的雨水收集处理系统，该雨水收集处理系统不仅能有效地净化雨水，而且还能增加城市的绿化面积。
本发明所采用的技术方案为：一种楼宇屋顶的雨水收集处理系统，其特征在于，该系统包括：顶部开口的壳体、由上至下依次位于壳体内的鹅软石层、砂砾层、土壤层和倒锥形的反渗透膜，所述鹅软石层、砂砾层和土壤层可用于种植植物；所述反渗透膜与所述土壤层之间构成上部空间，所述反渗透膜与所述壳体的底面之间构成下部空间；所述下部空间的壳体侧壁上设置有净化水出口，所述净化水出口与连接后续处理系统的下流管连通。
优选地，所述鹅软石层中鹅软石的粒径为1-5厘米，所述砂砾层中砂砾的大小为20-1000微米，所述土壤层中土壤的粒径为10纳米-20微米。
优选地，所述鹅软石层的厚度为1-20厘米，所述砂砾层的厚度为1-20厘米，所述土壤层的厚度为1-50厘米。
优选地，所述鹅软石层与所述砂砾层直接相连，所述砂砾层与所述土壤层通过超滤膜隔开，所述土壤层与所述上部空间通过纳滤膜隔开。
优选地，所述超滤膜的孔径范围为10-20微米，所述纳滤膜的孔径为1-10纳米。
优选地，所述反渗透膜的底部锥尖设置有可拆卸的用于收集所述反渗透膜上固体物质的收集皿。
优选地，所述反渗透膜的顶部所述上部空间内设置有至少一组反渗透膜冲洗泵，所述下部空间内所述反渗透膜冲洗泵的下方设置有反冲洗水池，所述反渗透膜冲洗泵的水入口与所述反冲洗水池流体连通。
优选地，所述植物为选自栀子花、南天竹、橡皮树、八角金盘、玫瑰、月季、棕竹、吊兰、虎尾兰、发财树、红花继木和绿萝中的至少一中。
优选地，所述下部空间内设置有使所述下部空间负压的负压装置。
优选地，所述后续处理系统为选自市政水处理系统、中水处理系统、生活饮用水系统、喷灌系统和马桶冲洗系统中的至少一种。
本发明的有益效果为：
1、本发明的雨水收集处理系统设置在楼宇屋顶，基本不占用必要公用面积，而且能有效利用降落到屋顶的雨水；
2、本发明的雨水收集处理系统设置有鹅软石层、砂砾层、土壤 层和反渗透膜，能够有效地将雨水中的杂质去除，使雨水能够达到使用标准；
3、本发明的雨水收集处理系统的鹅软石层、砂砾层和土壤层之间设置有超滤膜和纳滤膜，能够进一步高品质地净化雨水；
4、本发明的鹅软石层、砂砾层和土壤层能够种植植被，增加城市的绿化面积，而且设置的反渗透膜能够将被雨水冲刷的无机盐等在收集皿中进行收集，从而回用。
附图说明
图1是本发明系统一种具体实施方式的结构示意图；
图2是本发明系统一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
如图1和图2所示，本发明提供一种楼宇屋顶的雨水收集处理系统，其中，该系统包括：顶部开口的壳体1、由上至下依次位于壳体1内的鹅软石层2、砂砾层3、土壤层4和倒锥形的反渗透膜10，所述鹅软石层2、砂砾层3和土壤层4可用于种植植物；所述反渗透膜10与所述土壤层4之间构成上部空间5，所述反渗透膜10与所述壳体1的底面之间构成下部空间6；所述下部空间6的壳体侧壁上设置 有净化水出口9，所述净化水出口9与连接后续处理系统的下流管连通。
本发明的系统将收集的雨水依次经过鹅软石层2、砂砾层3和土壤层4进行初步过滤去除固体物质后，经过反渗透膜10进行进一步的过滤其中的离子，使雨水中的可溶性物质和固体物质的含量大幅度降低，减少后续处理系统的处理工作。
本发明中，常规鹅软石、砂砾和土壤均可使用，为了达到良好的配置级别，所述鹅软石层2中鹅软石的粒径可以为1-5厘米，所述砂砾层3中砂砾的大小可以为20-1000微米，所述土壤层4中土壤的粒径可以为10纳米-20微米。所述鹅软石层2的厚度可以为1-20厘米，所述砂砾层3的厚度可以为1-20厘米，所述土壤层的厚度可以为1-50厘米。
所述鹅软石层2可以与所述砂砾层3直接相连，而为了隔开砂砾层、土壤层和上部空间，同时过滤雨水，所述砂砾层3与所述土壤层4可以通过超滤膜隔开，所述土壤层4与所述上部空间5可以通过纳滤膜隔开，所述超滤膜的孔径范围可以为10-20微米，所述纳滤膜的孔径可以为1-10纳米。
本发明的反渗透膜不仅可以除去雨水中的无机盐和固体颗粒，而且可以收集来自土壤层中的无机盐，例如，所述反渗透膜10的底部锥尖可以设置有可拆卸的用于收集所述反渗透膜10上固体物质的收集皿11，该收集皿11可以定期拆卸更换，并将其中收集的固体返用到土壤层中进行种植植物。
如图2所示，为了使反渗透膜表面的固体物质都能够被收集，所述反渗透膜10的顶部所述上部空间5内可以设置有至少一组反渗透膜冲洗泵7，所述下部空间6内所述反渗透膜冲洗泵7的下方可以设置有反冲洗水池8，所述反渗透膜冲洗泵7的水入口可以与所述反冲洗水池8流体连通，反冲洗水池8中可以储存部分雨水。
本发明的植物可以是任意适合种植在屋顶的植物，需要大量的光照，且耐干旱，例如可以为选自栀子花、南天竹、橡皮树、八角金盘、玫瑰、月季、棕竹、吊兰、虎尾兰、发财树、红花继木和绿萝中的至少一中。
本发明为了使反渗透膜进行更好地过滤，所述下部空间6内设置有使所述下部空间6负压的负压装置，负压装置可以是引风机等，在下雨天可以开启。
如图2所示，本发明中所述后续处理系统可以为选自市政水处理系统、中水处理系统、生活饮用水系统、喷灌系统和马桶冲洗系统中的至少一种，也可以是其他需要用水的系统。
Claims (10)
1.一种楼宇屋顶的雨水收集处理系统，其特征在于，该系统包括：顶部开口的壳体(1)、由上至下依次位于壳体(1)内的鹅软石层(2)、砂砾层(3)、土壤层(4)和倒锥形的反渗透膜(10)，所述鹅软石层(2)、砂砾层(3)和土壤层(4)可用于种植植物；
所述反渗透膜(10)与所述土壤层(4)之间构成上部空间(5)，所述反渗透膜(10)与所述壳体(1)的底面之间构成下部空间(6)；
所述下部空间(6)的壳体侧壁上设置有净化水出口(9)，所述净化水出口(9)与连接后续处理系统的下流管连通。
2.根据权利要求1的雨水收集处理系统，其特征在于，所述鹅软石层(2)中鹅软石的粒径为1-5厘米，所述砂砾层(3)中砂砾的大小为20-1000微米，所述土壤层(4)中土壤的粒径为10纳米-20微米。
3.根据权利要求1或2的雨水收集处理系统，其特征在于，所述鹅软石层(2)的厚度为1-20厘米，所述砂砾层(3)的厚度为1-20厘米，所述土壤层的厚度为1-50厘米。
4.根据权利要求1的雨水收集处理系统，其特征在于，所述鹅软石层(2)与所述砂砾层(3)直接相连，所述砂砾层(3)与所述土壤层(4)通过超滤膜隔开，所述土壤层(4)与所述上部空间(5)通过纳滤膜隔开。
5.根据权利要求4的雨水收集处理系统，其特征在于，所述超滤膜的孔径范围为10-20微米，所述纳滤膜的孔径为1-10纳米。
6.根据权利要求1的雨水收集处理系统，其特征在于，所述反渗透膜(10)的底部锥尖设置有可拆卸的用于收集所述反渗透膜(10)上固体物质的收集皿(11)。
7.根据权利要求1的雨水收集处理系统，其特征在于，所述反渗透膜(10)的顶部所述上部空间(5)内设置有至少一组反渗透膜冲洗泵(7)，所述下部空间(6)内所述反渗透膜冲洗泵(7)的下方设置有反冲洗水池(8)，所述反渗透膜冲洗泵(7)的水入口与所述反冲洗水池(8)流体连通。
8.根据权利要求1的雨水收集处理系统，其特征在于，所述植物为选自栀子花、南天竹、橡皮树、八角金盘、玫瑰、月季、棕竹、吊兰、虎尾兰、发财树、红花继木和绿萝中的至少一中。
9.根据权利要求1的雨水收集处理系统，其特征在于，所述下部空间(6)内设置有使所述下部空间(6)负压的负压装置。
10.根据权利要求1的雨水收集处理系统，其特征在于，所述后续处理系统为选自市政水处理系统、中水处理系统、生活饮用水系统、喷灌系统和马桶冲洗系统中的至少一种。
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