CN105887968A - 用于海绵城市建设的海绵式立体雨水回用调蓄系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于海绵城市建设的海绵式立体雨水回用调蓄系统，包括高位雨水调蓄池、自动控制系统、雨水传感器、与排水沟连通的屋面集水池，高位雨水调蓄池的冷却水设备补水输出端与冷却水用水设备相连，高位雨水调蓄池的溢流管接口连接有第一溢流管，屋面集水池底部设置有排水管路，屋面集水池底部安装有第一水泵；它还包括砂滤沟、初期雨水分离装置、生态氧化沟、低位雨水调蓄池，砂滤沟与初期雨水分离装置连通，初期雨水分离装置的输出端通过连接管路与污水管网的输入端相连，生态氧化沟的出口与低位雨水调蓄池的进口相连，低位雨水调蓄池底部设置有第二水泵。其运行稳定可靠、雨水利用节能合理、净化成本低廉、效果好且维护方便。

Description

用于海绵城市建设的海绵式立体雨水回用调蓄系统

技术领域

本发明涉及海绵城市建设和雨水资源化利用技术领域，具体是指一种用于海绵城市建设的海绵式立体雨水回用调蓄系统。

背景技术

我国是一个干旱缺水严重的国家，缺水情况在以城市为中心的地区尤为突出。全国600余座城市中，50％以上的城市缺水、近20％的城市严重缺水。随着城市的高速发展，城市干旱期严重缺水与丰雨期大量雨水外排、排水系统不堪重负的矛盾日益严重。

雨水作为一种宝贵的资源，已经得到了全世界的认可。充分利用好城市的雨水，既可以减轻城市防洪排涝压力，降低管网工程建设成本；又可以调节、补充地区水资源。为了应对城市排水难题，充分利用雨水资源，2015年国家财政部联合住建部、水利部下发了海绵城市建设试点城市名单，以在全国大力推行海绵城市建设。

常规雨水资源化利用技术存在诸多不足之处：①常规雨水资源化利用技术大多仅为单一的雨水调蓄池，如地下雨水调蓄池、下凹式雨水调蓄池等，没有形成调蓄网，系统运行不稳定，不能充分的调蓄利用雨水资源；②常规雨水资源化利用技术没有针对不同雨水的特点，采取不同的利用方案，雨水利用不够节能合理；③常规雨水净化系统净化效率较低，成本较高、运行维护不便。

因此，提供一种运行稳定可靠、雨水利用节能合理、净化成本低廉、效果好且维护方便的用于海绵城市建设的海绵式立体雨水回用调蓄系统显得十分必要。

发明内容

本发明目的在于克服上述背景技术中的不足而提供一种用于海绵城市建设的海绵式立体雨水回用调蓄系统。其运行稳定可靠、雨水利用节能合理、净化成本低廉、效果好且维护方便。

为解决上述技术问题，本发明所设计的用于海绵城市建设的海绵式立体雨水回用调蓄系统，包括高位雨水调蓄池、自动控制系统、雨水传感器、与排水沟连通的屋面集水池，高位雨水调蓄池侧壁上设置有高位雨水进口、自来水进口、冷却水设备补水输出端、溢流管接口、低位雨水进口，高位雨水调蓄池的冷却水设备补水输出端与冷却水用水设备相连，高位雨水调蓄池的溢流管接口连接有第一溢流管，高位雨水调蓄池内部设置有第一液位计，屋面集水池底部设置有排水管路，排水管路上设置有第一电磁阀，屋面集水池底部安装有第一水泵，第一水泵的输出端与高位雨水调蓄池的高位雨水进口相连，自来水补水管的一端与高位雨水调蓄池的自来水进口相连，自来水补水管的另一端与自来水给水系统相连，自来水补水管上设置有第四电磁阀；它还包括砂滤沟、初期雨水分离装置、生态氧化沟、低位雨水调蓄池，砂滤沟与初期雨水分离装置连通，初期雨水分离装置的雨水出口与溢流管道的一端相连，溢流管道的另一端与生态氧化沟的进口相连，初期雨水分离装置的输出端通过连接管路与污水管网的输入端相连，连接管路上设置有第二电磁阀，生态氧化沟的出口与低位雨水调蓄池的进口相连，低位雨水调蓄池内部设置有第二液位计，低位雨水调蓄池底部设置有第二水泵，低位雨水调蓄池侧壁上设置有第二溢流管，第二水泵的输出端与高位雨水调蓄池的低位雨水进口相连，第二水泵的输出端与低位雨水进口之间的连接管路上设置有第三电磁阀，雨水传感器、第一水泵、第二水泵、第三电磁阀、第二液位计、第一电磁阀、第二电磁阀、第四电磁阀、第一液位计的信号输出端均与自动控制系统的信号输入端相连。

优选地，屋面集水池内安装有初期雨水分离墙。

进一步地，低位雨水调蓄池内部设置有人工格栅、活性炭吸附装置。

更进一步地，第二水泵的输出端与低位雨水进口之间的连接管路上还设置有分支管路，分支管路与用于道路保洁、洗车、绿化等的雨水回用端相连。

更进一步地，砂滤沟横截面为矩形，砂滤沟内侧设置有由透水砖堆砌的基层，基层底部铺设有砂石，砂滤沟顶部设置有砂滤沟盖板。

再更进一步地，生态氧化沟内侧设置有由透水砖堆砌的侧壁。

其中，活性炭吸附装置采用授权公告号为CN204324941U的实用新型公开的组合式高效活性炭吸附装置。

本发明的优点主要体现在如下几方面：

其一，本发明用于海绵城市建设的海绵式立体雨水回用调蓄系统由N个高位雨水调蓄池和N个低位雨水调蓄池组成立体调蓄网(N≥1)，实现雨水的全方位立体调蓄，较常规单一雨水调蓄系统调蓄更加充分合理，运行更加稳定可靠，从而能更充分地利用雨水资源，最大限度的改善城市的海绵性；

其二，本发明根据地面雨水和屋面雨水的特点分别构建了屋面雨水排除初期雨水后直接高位储存回用联合地面雨水排除初期雨水后经净化处理低位储存回用的雨水回用方案，充分利用屋面雨水的重力势能，实现屋面雨水的自流回用，雨水调蓄利用更加节能合理；

其三，雨水净化系统由砂滤沟、生态氧化沟、人工格栅、组合式高效活性炭吸附装置组成，系统处理成本低廉、净化效果优良、运行维护方便，可以极大地保证回用雨水水质安全；

其四，结合景观建设的生态氧化沟，既有生物净化功能，又能营造漂亮的景观环境，同时还能通过植物的根系等蓄滞雨水；砂滤沟和生态氧化沟结构均采用透水砖，可以更好地实现雨水全方位渗透；

其五，活性炭吸附装置采用授权公告号为CN204324941U的实用新型公开的组合式高效活性炭吸附装置，其采用独特的V型网箱结构，装填通过实验得出的最优粒径的颗粒活性炭，兼具良好地污染物去除效果和优良的透水性能，同时组装方便，易于维护；

其六，海绵式立体雨水回用调蓄控制系统由液位计、电磁阀、雨水传感器、水泵和自动控制柜等组成，操作简单易行，可以实现系统安全稳定地自动运行。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明的立体结构示意图；

图3为图2的A-A剖视结构示意图；

图4为砂滤沟的结构示意图；

图5为生态氧化沟的结构示意图。

图中：高位雨水调蓄池1；自动控制系统2；雨水传感器3；与排水沟连通的屋面集水池4；第一液位计5；排水管路6；第一电磁阀7；初期雨水分离墙8；第一水泵9；自来水补水管10；第四电磁阀11；第一溢流管12；砂滤沟13；初期雨水分离装置14；生态氧化沟15；低位雨水调蓄池16；溢流管道17；第二电磁阀18；连接管路19；人工格栅20；第二液位计21；活性炭吸附装置22；第二水泵23；第二溢流管24；第三电磁阀25；分支管路26；基层27；砂石28；砂滤沟盖板29；侧壁30。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应该理解为对本发明的限制。

图中所示的一种用于海绵城市建设的海绵式立体雨水回用调蓄系统，包括高位雨水调蓄池1、自动控制系统2、雨水传感器3、与排水沟连通的屋面集水池4，高位雨水调蓄池1侧壁上设置有高位雨水进口、自来水进口、冷却水设备补水输出端、溢流管接口、低位雨水进口，高位雨水调蓄池1的冷却水设备补水输出端与冷却水用水设备相连，高位雨水调蓄池1的溢流管接口连接有第一溢流管12，高位雨水调蓄池1内部设置有第一液位计5，屋面集水池4底部设置有排水管路6，排水管路6上设置有第一电磁阀7，屋面集水池4底部安装有第一水泵9，第一水泵9的输出端与高位雨水调蓄池1的高位雨水进口相连，自来水补水管10的一端与高位雨水调蓄池1的自来水进口相连，自来水补水管10的另一端与自来水给水系统相连，自来水补水管10上设置有第四电磁阀11；它还包括砂滤沟13、初期雨水分离装置14、生态氧化沟15、低位雨水调蓄池16，砂滤沟13与初期雨水分离装置14连通，初期雨水分离装置14的雨水出口与溢流管道17的一端相连，溢流管道17的另一端与生态氧化沟15的进口相连，初期雨水分离装置14的输出端通过连接管路19与污水管网的输入端相连，连接管路19上设置有第二电磁阀18，生态氧化沟15的出口与低位雨水调蓄池16的进口相连，低位雨水调蓄池16内部设置有第二液位计21，低位雨水调蓄池16底部设置有第二水泵23，低位雨水调蓄池16侧壁上设置有第二溢流管24，第二水泵23的输出端与高位雨水调蓄池1的低位雨水进口相连，第二水泵23的输出端与低位雨水进口之间的连接管路上设置有第三电磁阀25，雨水传感器3、第一水泵9、第二水泵23、第三电磁阀25、第二液位计21、第一电磁阀7、第二电磁阀18、第四电磁阀11、第一液位计5的信号输出端均与自动控制系统2的信号输入端相连。

如图1所示，本发明用于海绵城市建设的海绵式立体雨水回用调蓄系统由N个高位雨水调蓄池和N个低位雨水调蓄池组成立体调蓄网(N≥1)。

屋面集水池4内安装有初期雨水分离墙8。

低位雨水调蓄池16内部设置有人工格栅20、活性炭吸附装置22。

第二水泵23的输出端与低位雨水进口之间的连接管路上还设置有分支管路26，分支管路26与用于道路保洁、洗车、绿化等的雨水回用端相连。

砂滤沟13横截面为矩形，砂滤沟13内侧设置有由透水砖堆砌的基层27，基层27底部铺设有砂石28，砂滤沟13顶部设置有砂滤沟盖板29。

生态氧化沟15内侧设置有由透水砖堆砌的侧壁30。

本发明工作时，下雨时，首先由雨水传感器3将下雨信号传递给自动控制系统2，自动控制系统2开始计时，此时屋面雨水由排水沟汇至屋面集水池4，再通过排水管路6流入建筑排水系统，排水管路6上设置有第一电磁阀7；地面雨水由砂滤沟13汇至初期雨水分离装置14，后通过连接管路19流入污水管网，连接管路19上设置有第二电磁阀18。当下雨时间超过10min后，关闭第一电磁阀7和第二电磁阀18，屋面雨水和地面雨水分别在屋面集水池4和初期雨水分离装置14中蓄积。当屋面集水池4中水位达到第一水泵9起泵水位同时高位雨水调蓄池1的水位未达满池水位时，启动第一水泵9，将屋面雨水提升至高位雨水调蓄池1中储存。当初期雨水分离装置14中的雨水达到溢流水位时，雨水通过管道流入生态氧化沟15，经人工格栅20汇入低位雨水调蓄池16中储存。当屋面集水池4中的水位低至停泵水位或高位雨水调蓄池1的水位达到满池水位时，关停第一水泵9同时打开第一电磁阀7，排除剩余雨水。雨停后，打开第二电磁阀18。

特殊情况下，当高位雨水调蓄池1的水位低至缺水警戒水位同时低位雨水调蓄池16的水位高于起泵水位时，打开第三电磁阀25同时启动第二水泵23，从低位雨水调蓄池16向高位雨水调蓄池1补水。当高位雨水调蓄池1的水位达到满池水位或低位雨水调蓄池16的水位低至停泵水位，关停第二水泵23，同时关闭第三电磁阀25。

极端情况下，当高位雨水调蓄池1和低位雨水调蓄池16的水位均低于缺水警戒水位时，打开第四电磁阀11，通过自来水补水管向高位雨水调蓄池1补水。当高位雨水调蓄池1的水位达到满池水位后，关闭第四电磁阀11。

其中，第一电磁阀7和第二电磁阀18为常开电磁阀，第三电磁阀25和第四电磁阀11为常闭电磁阀。活性炭吸附装置22采用授权公告号为CN204324941U的实用新型公开的组合式高效活性炭吸附装置。

本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种用于海绵城市建设的海绵式立体雨水回用调蓄系统，其特征在于：包括高位雨水调蓄池(1)、自动控制系统(2)、雨水传感器(3)、与排水沟连通的屋面集水池(4)，所述高位雨水调蓄池(1)侧壁上设置有高位雨水进口、自来水进口、冷却水设备补水输出端、溢流管接口、低位雨水进口，所述高位雨水调蓄池(1)的冷却水设备补水输出端与冷却水用水设备相连，所述高位雨水调蓄池(1)的溢流管接口连接有第一溢流管(12)，所述高位雨水调蓄池(1)内部设置有第一液位计(5)，所述屋面集水池(4)底部设置有排水管路(6)，所述排水管路(6)上设置有第一电磁阀(7)，所述屋面集水池(4)底部安装有第一水泵(9)，所述第一水泵(9)的输出端与所述高位雨水调蓄池(1)的高位雨水进口相连，自来水补水管(10)的一端与所述高位雨水调蓄池(1)的自来水进口相连，自来水补水管(10)的另一端与自来水给水系统相连，所述自来水补水管(10)上设置有第四电磁阀(11)；它还包括砂滤沟(13)、初期雨水分离装置(14)、生态氧化沟(15)、低位雨水调蓄池(16)，所述砂滤沟(13)与所述初期雨水分离装置(14)连通，所述初期雨水分离装置(14)的雨水出口与溢流管道(17)的一端相连，所述溢流管道(17)的另一端与所述生态氧化沟(15)的进口相连，所述初期雨水分离装置(14)的输出端通过连接管路(19)与污水管网的输入端相连，所述连接管路(19)上设置有第二电磁阀(18)，所述生态氧化沟(15)的出口与所述低位雨水调蓄池(16)的进口相连，所述低位雨水调蓄池(16)内部设置有第二液位计(21)，所述低位雨水调蓄池(16)底部设置有第二水泵(23)，所述低位雨水调蓄池(16)侧壁上设置有第二溢流管(24)，所述第二水泵(23)的输出端与所述所述高位雨水调蓄池(1)的低位雨水进口相连，所述第二水泵(23)的输出端与所述低位雨水进口之间的连接管路上设置有第三电磁阀(25)，所述雨水传感器(3)、第一水泵(9)、第二水泵(23)、第三电磁阀(25)、第二液位计(21)、第一电磁阀(7)、第二电磁阀(18)、第四电磁阀(11)、第一液位计(5)的信号输出端均与所述自动控制系统(2)的信号输入端相连。

2.根据权利要求1所述的用于海绵城市建设的海绵式立体雨水回用调蓄系统，其特征在于：所述屋面集水池(4)内安装有初期雨水分离墙(8)。

3.根据权利要求1或2所述的用于海绵城市建设的海绵式立体雨水回用调蓄系统，其特征在于：所述低位雨水调蓄池(16)内部设置有人工格栅(20)、活性炭吸附装置(22)。

4.根据权利要求3所述的用于海绵城市建设的海绵式立体雨水回用调蓄系统，其特征在于：所述第二水泵(23)的输出端与所述低位雨水进口之间的连接管路上还设置有分支管路(26)，所述分支管路(26)与用于道路保洁、洗车、绿化等的雨水回用端相连。

5.根据权利要求4所述的用于海绵城市建设的海绵式立体雨水回用调蓄系统，其特征在于：所述砂滤沟(13)横截面为矩形，所述砂滤沟(13)内侧设置有由透水砖堆砌的基层(27)，所述基层(27)底部铺设有砂石(28)，所述砂滤沟(13)顶部设置有砂滤沟盖板(29)。

6.根据权利要求5所述的用于海绵城市建设的海绵式立体雨水回用调蓄系统，其特征在于：所述生态氧化沟(15)内侧设置有由透水砖堆砌的侧壁(30)。