CN105735451A - 一种雨水收集处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到一种雨水收集处理系统，其特征在于铺设在绿化带的下方，至少包括两个过滤层，并且位于上方的过滤层的滤料的粒径大于相邻下方过滤层滤料的粒径，最下方过滤层的下部设有蓄排水管道；所述蓄排水管道连接集水井，所述集水井内设有抽水装置；所述蓄排水管道的顶面上设有多个透水孔。与现有技术相比，本发明所提供的雨水收集处理系统及时将地面的积水渗漏下去，并且在渗漏过程中对雨水进行物理过滤，收集到集水井内，作为净水使用，节水效果好。

Description

一种雨水收集处理系统
技术领域
本发明涉及到供排水领域，具体指一种雨水收集处理系统。
背景技术
为了应对干旱、水涝等自然灾害以及更合理地利用雨水，人们研制了多种导水系统。例如CN201520557099.5所公开的《结合海绵城市理念的旋转植草沟结构》，其包括有旋转植草沟、级配土层和排水管，所述的旋转植草沟设置有多级旋转的台阶，所述的旋转植草沟底部连接有排水管，所述的级配土层覆盖于旋转植草沟的台阶上方。该专利通过设置多级旋转台阶的旋转植草沟来延长雨水流行时间，削减洪峰流量，提高了初期雨水的自然净化，解决了传统植草沟排流能力差，净化效率低的问题，使植草沟更符合海绵城市理念及城市排水需求。
但是该方案只解决了排水问题，而且对暴雨、水涝等大流量水流时，其排水能力仍旧受到限制；尤其是该方案不涉及水流的净化和再利用等方面。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种同时具有良好的渗、滞、排水，过滤和回用功能的雨水收集处理系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该雨水收集处理系统，其特征在于铺设在绿化带的下方，至少包括两个过滤层，并且位于上方的过滤层的滤料的粒径大于相邻下方过滤层滤料的粒径，最下方过滤层的下部设有蓄排水管道；所述蓄排水管道连接集水井，所述集水井内设有抽水装置；
所述蓄排水管道的顶面上设有多个透水孔。
考虑到经济性和施工方便，所述滤层可以有两个，从下至上依次为第一过滤层和第二过滤层，所述第一过滤层由第一滤料堆积而成，所述第二过滤层由第二滤料堆积而成；所述第一滤料的粒径大于所述第二滤料的粒径。当然，过滤层也可以根据需要设置三个甚至更多个。
所述第一滤料可以为石子，所述第二滤料为砂粒。采用砂粒作为第二滤层过滤效果好，采用粒径较大的石子作为第二滤料，污水能够在石子表面生成生物膜，从而吸附降解水中的有机物，进一步净化水质。
所述第一滤料更优选为鹅卵石，鹅卵石的表面更容易生成生物膜，净水效果更好。
为了避免透水孔的堵塞，所述蓄排水管道外可以包裹有防止所述透水孔堵塞的滤网。
所述抽水系统的出口连接喷雾装置。
所述抽水系统可以根据需要选用现有技术中的任意一种，较好的，所述抽水系统可以包括水泵和连接所述集水井的抽水管，所述喷雾装置包括喷雾风机和用于向所述喷雾风机提供电能的供电系统。该结构能够向空气中喷雾，雾化的水蒸气结合粉尘，形成较大的颗粒落下来，从而有效地解决PM2.5的问题，净化周围环境空气。
所述抽水系统可以包括水泵和连接所述集水井的抽水管，所述喷雾装置包括喷雾风机和用于向所述喷雾风机提供电能的供电系统。所述水泵优选使用潜水泵。
所述抽水管还连接用于向所述绿化带和道路上洒水的喷淋装置；所述喷淋装置的驱动组件连接所述供电系统；所述喷淋装置可以根据需要选用现有技术中的任意一种。
蓄排水管道的管径可以根据需要选定，为了进一步增加蓄水能力，所述蓄排水管道的管径可以与所述绿化带的宽度相当。该结构能够有效缓解水涝。
为了方便排水，所述绿化带可以为下沉式绿化带。改结构更有利于将绿化带两侧的水向绿化带引流。
对于地下水位低的地区，为了有效积存和利用雨水，可以在所述过滤层和所述蓄排水管道外设有防渗层。这样，雨水基本上都积存在集水井和蓄排水管道内。本方案对地下水位低于地面-1.2m左右的地区效果尤其突出。
进一步地，所述蓄排水管道上还可以设有至少一个检查井，以方便对地下设施的检修，所述蓄排水管道的末端连接外界排水管网，并且所述蓄排水管道的末端设有阀门。该结构能够根据地下水位以及阶段内落雨情况，通过开关阀门即可达到蓄水和排水的目的。
所述绿化带的旁侧还可以铺设有人行道，所述人行道包括行道砖层，所述行道砖层铺设在砂层上，所述砂层铺设在过滤层上；
所述过滤层由碎石堆积而成，并且所述碎石的粒径大于所述砂层中砂粒的粒径；较好的，所述滤料可以为粒径为20～40mm的石子；所述砂粒为粗砂。粗砂和过滤层相互配合，能对雨水进行二级过滤，过滤效果好，并且采用粒径较大的石子作为第二滤料，污水能够在石子表面生成生物膜，从而吸附降解水中的有机物，进一步净化水质。
所述行道砖层包括铺设在所述砂层上的底砖、支柱和面砖，所述面砖通过所述支柱连接所述底砖，所述支柱与所述底砖为一体浇筑成型。该结构方便安装，且结构稳固，能够有效避免支柱、底砖和面砖之间的晃动。
所述行道砖层可以根据需要选用现有技术中的任意一种，较好的，所述行道砖层可以包括铺设在所述砂层上的底砖、支柱和面砖，所述面砖通过所述支柱连接所述底砖，所述支柱与所述底砖为一体浇筑成型。该结构通过支柱在面砖和底砖之间形成蓄水空间，能够在大雨量时作为蓄水容器使用，蓄水能力大，有效避免了现有技术中大雨量时积水所导致的行道砖被掀起的问题。而且更便于铺设和维护，行道砖也可重复利用。
更好地，所述底砖和所述面砖的结构可以相同，均为能相互拼接的多棱柱结构，所述支柱为多棱台结构，分别设置在所述底砖和所述面砖相对的表面的中心位置；所述底砖和所述面砖的边角位置均沿厚度方向斜切成与所述支柱的侧面相适配的斜面。这样，加工时只需要开设一个模具，铺设时也不需要分辨面砖和底砖，节约成本，铺设难度低；并且由于连接缝隙增加，渗水性更好。所述面砖和底砖优选四棱柱结构，所述支柱优选四棱台结构。
为了提高渗漏性，优选各所述底砖和各所述面砖的侧面均为粗糙表面。该结构能够有效保证相邻底砖、相邻面砖的对接缝隙，提高雨水渗漏速度。
与现有技术相比，本发明所提供的雨水收集处理系统利用马路两侧路面高度低于中心路面高度，以及常规绿化带的下沉设计，使汇流到绿化带的雨水在渗漏过程中首先被第二过滤层净化，然后经由第一过滤层渗入到引水管到中，将净化后的雨水引入集水井内，实现对雨水的收集、存储，方便无雨和干旱时回用，并通过两个过滤层完成雨水的物理净化和引水，节水效果好，有效排解了旱涝灾害；两个过滤层的设计不仅起到净水和引水的作用，还能够有效加固道路；优选方案中喷雾装置的设计，可以在夏季或粉尘比较多(PM2.5浓度较高)的情况下，向车行道路中进行喷雾，雾化的水蒸气结合粉尘，形成较大的颗粒落下来，从而有效地解决PM2.5的问题，对PM10效果显著。
本发明所提供的雨水收集处理系统同时具有收(集)雨水、有效渗水、蓄滞雨水、过滤净化雨水和废水、回用所蓄积净水或根据需要排放洪水的功能，自成为一套缩微海绵城市；也可配套海绵城市使用，水治理效果显著；或者用于铺设停车场、临时广场；并且需要拆除时，行道砖拆卸方便，拆卸下来的行道砖体型完整，可重复使用。
附图说明
图1为本发明实施例使用状态的剖视示意图；
图2为本发明实施例另一个角度的剖视示意图；
图3、图4和图5为本发明实施例中集水井和蓄排水管道装配结构的立体示意图；
图6为本发明实施例中蓄排水管道的剖视图；
图7为本发明实施例中蓄排水管道和集水井、检查井以及强排井之间的连接关系；
图8为本发明实施例中行道砖装配结构的立体示意图；
图9为本发明实施例中行道砖装配结构的侧视图；
图10为图8分解结构的立体示意图；
图11为本发明实施例中行道砖装配结构的平面示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图11所示，该雨水收集处理系统包括依次铺设在绿化带3下方的第二过滤层2和第一过滤层1，第一过滤层1的下部设有蓄排水管道4；蓄排水管道4连接集水井5，集水井5内设有抽水装置6，抽水装置的出口端连接喷雾装置7。
第二滤层2，用于对绿化带渗漏下来的雨水或废水进行过滤，采用粗砂堆积而成，厚度为30cm。
第一滤层1采用粒径大小15-40mm的石子堆积而成，厚度为55cm。第一滤层同时起到过滤及生化降解的作用，利用石子表面生长生物膜来吸附降解水中的有机物，进一步净化水质。
对于多层滤层，可以使用粗砂、不同粒径的瓜子片和/或石子等材质依次堆积。
第一滤层1的底部铺设有蓄排水管道4，本实施例中蓄排水管道4的管径与绿化带3的宽度基本相等；滤网42包裹在蓄排水管道4外，以防止小颗粒沙粒或泥土堵塞透水孔41；蓄排水管道的顶面上设有多个透水孔41，用于接收经第一滤层渗滤下来的雨水；雨水进入蓄排水管道4后，经由蓄排水管道进入集水井5内，在集水井5内储存。
集水井5设置在地内，其上端口外露于地面，集水井5的端口上设有盖板51。
检查井51和强排井52，其中检查井51为空井，用于进入检查、维修地下的蓄排水管道和集水井，检查井51可以有一个，也可以有多个，根据蓄排水管道的长度而定。强排井52设置在蓄排水管道4的尾端，蓄排水管道4的尾端上还设有阀门43，以方便蓄水和排水；或者也可以在强排井上设置闸门。蓄排水管道的尾端连接排水管网，例如水库、河流等等。
抽水系统6，包括水泵61和连接所述集水井5的抽水管62，本实施例为潜水泵，设置在集水井5内，用于抽取集水井内的净水回用。
喷雾装置7，用于向空气中喷雾，洗涤空气中的灰尘、雾霾；包括喷雾风机71和用于向所述喷雾风机71提供电能的供电系统(图中未示出)；供电系统可以使用太阳能蓄电系统，或者太阳能蓄电系统和常规供电系统配合使用。喷雾风机71的入口连接抽水管62的出口。
喷淋装置9，连接抽水管62，用于向绿化带3浇水和道路洒水；喷淋装置9的驱动组件连接供电系统(图中未示出)，通过供电系统供电。
对于地下水位，还可以在过滤层和蓄排水管道外设有防渗层(图中未示出)；即，将所述过滤层和蓄排水管道设置在防渗层内。防渗层可以根据需要选用现有技术中的任意一种，较好的，可以使用防水布。防渗层的设计能够更好地回收雨水，防止雨水全部渗入到土地内。
人行道8，包括自上至下依次铺设的行道层81、砂层82和过滤层83。本实施例中人行道8的高度高于绿化带的地表高度，砂层的高度与绿化带的地表高度相当。
其中，砂层82采用粗砂堆积而成，本实施例中砂层的厚度为30mm；砂层82堆积在过滤层83上。
过滤层采用碎石堆积而成。本实施例中的过滤层83采用粒径为25～40mm的石子铺设而成，过滤层的厚度为55mm。
如图8至图11所示，行道层81包括面砖813、支柱812和底砖811，面砖813和底砖811的结构相同；底砖和面砖的侧面均为粗糙表面，粗糙度可以根据实际情况设定。
面砖813和底砖811相对的表面上均设有支柱812，支柱812为四棱台结构；面砖813和底砖811均为正四棱柱结构，四个边角位置均沿厚度方向斜切有斜面8132，斜面8132的倾斜方向和角度与所对应支柱812的侧面相适配。
铺设时，先在砂层814上依次平铺上底砖，相邻底砖之间不需要水泥粘结，仅依次平铺对接即可；相邻四块底砖811平铺在一起后，在中间位置形成四棱台结构的空隙8133；将面砖813放入四块底砖上的四个支柱812之间，此时，面砖边角上的斜面分别支撑在四个支柱的对应斜面上，而面砖上的支柱则卡入到空隙8133内。面砖和底砖之间形成蓄水空腔。
重复上述步骤，将各面砖和底砖依次平铺后即可形成易渗水、能蓄滞水且不会大水冲翻并方便铺设的人行道。
下雨天时，雨水从马路中间向两侧流动，进入绿化带，连同落入绿化带的雨水一起经绿化带一次过滤后进入第二滤层进行净水过滤，然后进入第一滤层，过滤后的净水从透水孔进入蓄排水管道内。当强排井的管道阀门关闭时，蓄排水管道就变成蓄水容器，雨水可以在蓄排水管道中进行存储；当雨量大时，也可根据具体情况打开阀门，将蓄排水管道中的蓄水进行排放。这样就可以大大增加了该雨水处理系统的蓄水能力，可有效缓解水涝。
定时通过抽水系统抽水后送至喷雾系统，向空气中喷雾，水雾可结合空气中的灰尘形成较大颗粒沉降下来，可有效地解决PM2.5问题，避免雾霾现象的发生。
在需要浇灌道路两旁的绿化带或者清洗马路时，开启抽水系统，抽取集水井内的水，经由喷淋装置喷洒到绿化带或马路上；也可以用来清洗车辆。清洗后的废水可以再次流入绿化带，进入本系统处理。
重复上述步骤，可净化空气，实现雨水回用，且能耗低。
而人行道中相邻的面砖、相邻底砖对接的缝隙形成渗水通道，雨水依次经由相邻面砖之间的缝隙、相邻底砖之间的缝隙渗漏到砂层内，经由砂层一级过滤后进入过滤层进行二级过滤和生化降解；水流在石子表面上生长生物膜，从而可以吸附降解水中的有机物，进一步净化水质，过滤后的净水渗入土地。
在雨量大时，面砖和底砖之间的空腔变为蓄水容器，大大增加了蓄水能力，在有效缓解水涝的同时，避免了现有技术中大雨量时返水所导致的行道砖被掀起的问题。
本雨水处理系统自成缩微版海绵城市，并且也特别适合配套海绵城市使用。

Claims (14)

1.一种雨水收集处理系统，其特征在于铺设在绿化带(3)的下方，至少包括两个过滤层，并且位于上方的过滤层的滤料的粒径大于相邻下方过滤层滤料的粒径，最下方过滤层的下部设有蓄排水管道(4)；所述蓄排水管道(4)上连接有至少一个集水井(5)，所述集水井(5)内设有抽水装置(6)；
所述蓄排水管道(4)的顶面上设有多个透水孔(41)。
2.根据权利要求1所述的雨水收集处理系统，其特征在于所述滤层有两个，从下至上依次为第一过滤层(1)和第二过滤层(2)，所述第一过滤层(2)由第一滤料堆积而成，所述第二过滤层(2)由第二滤料堆积而成；所述第一滤料的粒径大于所述第二滤料的粒径。
3.根据权利要求2所述的雨水收集处理系统，其特征在于所述蓄排水管道(4)外包裹有防止所述透水孔(41)堵塞的滤网(42)。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的雨水收集处理系统，其特征在于所述抽水系统(6)的出口连接喷雾装置(7)。
5.根据权利要求4所述的雨水收集处理系统，其特征在于所述抽水系统(6)包括水泵(61)和连接所述集水井(5)的抽水管(62)，所述喷雾装置(7)包括喷雾风机(71)和用于向所述喷雾风机(71)提供电能的供电系统。
6.根据权利要求5所述的雨水收集处理系统，其特征在于所述抽水管(62)还连接用于向所述绿化带(3)浇水的喷淋装置(9)；所述喷淋装置(9)的驱动组件连接供电系统。
7.根据权利要求6所述的雨水收集处理系统，其特征在于所述蓄排水管道(4)的管径与所述绿化带(3)的宽度相当。
8.根据权利要求7所述的雨水收集处理系统，其特征在于所述绿化带3为下沉式绿化带。
9.根据权利要求8所述的雨水收集处理系统，其特征在于所述过滤层和所述蓄排水管道(4)外设有防渗层。
10.根据权利要求9所述的雨水收集处理系统，其特征在于所述蓄排水管道4上还设有至少一个检查井51，所述蓄排水管道的末端连接外界排水管网，并且所述蓄排水管道的末端设有阀门。
11.根据权利要求10所述的雨水收集处理系统，其特征在于所述绿化带(3)的旁侧铺设有人行道(8)，所述人行道(8)包括行道砖层(81)，所述行道砖层(81)铺设在砂层(82)上，所述砂层(82)铺设在过滤层(83)上；
所述过滤层(83)由碎石堆积而成，并且所述碎石的粒径大于所述砂层(82)中砂粒的粒径。
12.根据权利要求1所述的雨水收集处理系统，其特征在于所述行道砖层(81)包括铺设在所述砂层(82)上的底砖(811)、支柱(812)和面砖(813)，所述面砖(813)通过所述支柱(812)连接所述底砖(811)，所述支柱(812)与所述底砖(811)为一体浇筑成型。
13.根据权利要求12所述的雨水收集处理系统，其特征在于所述底砖(811)和所述面砖(813)的结构相同，均为能相互拼接的多棱柱结构，所述支柱(812)为多棱台结构，设置在所述底砖(811)和所述面砖(813)的中心位置；所述底砖(811)和所述面砖(813)的边角位置均沿厚度方向斜切成与所述支柱的侧面相适配的斜面。
14.根据权利要求13所述的雨水收集处理系统，其特征在于所述底砖(811)和所述面砖(813)的侧面均为粗糙表面。
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