CN106320505A - 一种滨海盐渍区雨水收集装置及其使用方法 - Google Patents

一种滨海盐渍区雨水收集装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种滨海盐渍区雨水收集装置及其使用方法，属于水资源利用技术领域，所述的装置包括集雨管道及与其相通连接的雨水收集池，集雨管道中安装有电导仪和流量计，雨水收集池包括污水收集池和清洁水收集池，污水收集池和清洁水收集池分别通过污水阀和清洁水阀连接在集雨管道末端，雨水收集装置还增设有控制单元，电导仪和流量计的信号输出端均与控制单元的信号输入端相连，污水阀和清洁水阀均为电磁阀且两者均与控制单元的信号输出端相连，控制单元根据电导仪采集的实时电导率来控制污水阀和清洁水阀的开闭从而实现污水和清洁水的分别收集，本发明能够最大限度收集清洁雨水，对于水资源的缓解有积极意义。

Description

一种滨海盐渍区雨水收集装置及其使用方法
技术领域
本发明属于水资源利用技术领域，涉及雨水回收利用技术，具体涉及一种滨海盐渍区雨水收集收集装置及其使用方法。
背景技术
随着我国社会经济的发展，水资源短缺的问题日益严重，雨水收集与利用的作用效益日益显现。在滨海盐渍区，雨水降落到屋顶、路面、农田等不同下垫面后，会冲刷下垫面上的污染物和盐分，导致初期雨水径流水质差，难以直接加以利用，并且因降雨的随机性和不确定性，下垫面由于冲刷、下渗、填洼等使得径流中污染物和盐分含量出现不确定性和波动，而目前滨海盐渍区雨水收集方法往往是抛弃掉初期的降雨径流，而将后面的全部加以收集，由于对初期雨水中的污染物和盐分含量估算不准，对于初期弃流量把握不准，容易造成净水浪费或者污水收集。对于屋顶而言，抛弃掉初期的雨水径流基本可以保证后期的雨水为清洁淡水；但对于硬化路面或者农田、荒地等裸露土面而言，由于降雨过程和地表产流的复杂性会导致雨水中的污染物或盐分出现波动和不确定性，即使抛弃掉初期的污染物含量高的雨水，后期依然有可能收集到污染物含量偏高的雨水。因此，需要建立基于降雨径流污染物或者盐分实时监测技术的雨水收集系统。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种滨海盐渍区雨水收集装置及其使用方法，雨水收集装置通过监测经过下垫面雨水的电导率来确定其是否含有超标的矿化物，从而确定其是否能够被收集利用，实时监测反馈给控制单元，由控制单元进行收集作业的调整，有效避免了清洁雨水的大量流失和污水的大量收集。
本发明的具体技术方案是：
一种滨海盐渍区雨水收集装置，该装置包括集雨管道及与其相通连接的雨水收集池，关键点是，所述的集雨管道中安装有电导仪和流量计，雨水收集池包括污水收集池和清洁水收集池，污水收集池和清洁水收集池分别通过污水阀和清洁水阀连接在集雨管道末端，所述的收集装置还设置有控制单元，电导仪和流量计的信号输出端均与控制单元的信号输入端相连，污水阀和清洁水阀均为电磁阀且两者均与控制单元的信号输出端相连。
所述的雨水收集池还包括缓冲池，缓冲池通过缓冲阀连接在集雨管道末端，缓冲阀为电磁阀且与控制单元的信号输出端相连。
所述的控制单元包括单片机及与其相连的显示屏、操作按钮、信息传输系统及声光报警系统。
所述的信息传输系统包括与单片机相连的网络端口和无线通信模块，无线通信模块包括GPRS模块、WIFI模块以及ZigBee通信模块。
基于上述结构雨水收集装置的使用方法，关键点是，使用方法包括以下步骤：
A、初始状态下，污水阀开启，清洁水阀和缓冲阀关闭，控制单元中设定有可收集雨水的标准电导率以及电导仪至集雨管道末端所需的标准水量；
B、降雨后，雨水流经集雨管道中的电导仪和流量计，电导仪和流量计将流经雨水的实时电导率和流量信息发送至控制单元，控制单元将实时电导率与标准电导率进行对比分析；
C、当实时电导率高于标准电导率时，控制单元控制污水阀关闭、缓冲阀打开、清洁水阀关闭，同时，控制单元根据实时流量信息和预先设定的标准水量信息计算得到缓冲阀的打开持续时间，到达持续时间后，控制单元控制缓冲阀关闭、清洁水阀关闭、污水阀打开；
D、当实时电导率低于标准电导率时，控制单元控制污水阀关闭缓冲阀打开、清洁水阀关闭，同时，控制单元根据实时流量信息和预先设定的标准水量信息计算得到缓冲阀的打开持续时间，到达持续时间后，控制单元控制缓冲阀关闭、污水阀关闭、清洁水阀打开。
本发明的有益效果是：本发明中，控制单元根据电导仪采集到的电导率来控制雨水的收集去向，避免雨水在经过下垫面后污染物和盐分的不确定性造成的收集困难，实现了清洁水和污水的分别收集，同时，利用缓冲池来进行低电导率信号采集后管道中残留的高电导率雨水的收集，实现了清洁水和污水的精确收集，避免了污水高电导率雨水残留对清洁水池造成的污染，清洁水得到了保护，对于农田、动物饮用水的增加具有重大意义，污水中的微咸水也能够对农业生产带来积极意义。
附图说明
图1是本发明中雨水收集装置的结构示意图。
附图中，1、集雨管道，2、电导仪，3、流量计，4、污水收集池，401、污水阀，5、清洁水收集池，501、清洁水阀，6、控制单元，7、缓冲池，701、缓冲阀。
具体实施方式
本发明涉及一种滨海盐渍区雨水收集装置及其使用方法，所述的雨水收集装置包括集雨管道1及与其相通连接的雨水收集池，所述的集雨管道中安装有电导仪2和流量计3，雨水收集池包括污水收集池4和清洁水收集池5，污水收集池4和清洁水收集池5分别通过污水阀401和清洁水阀501连接在集雨管道1末端，所述的雨水收集装置还增设有控制单元6，电导仪2和流量计3的信号输出端均与控制单元6的信号输入端相连，污水阀401和清洁水阀501均为电磁阀且两者均与控制单元6的信号输出端相连，利用上述结构的装置可以有效进行滨海盐渍区雨水的分类收集。
具体实施例，如图1所示，雨水收集池还包括缓冲池7，缓冲池7通过缓冲阀701连接在集雨管道1末端，缓冲阀701也为电磁阀且与控制单元6的信号输出端相连，控制单元6包括单片机及与其相连的显示屏、操作按钮、信息传输系统及声光报警系统，信息传输系统包括与单片机相连的网络端口和无线通信模块，无线通信模块包括GPRS模块、WIFI模块以及ZigBee通信模块，该雨水收集装置的使用方法具体包括以下步骤：
A、初始状态下，启动该雨水收集装置的电源，污水阀401开启，清洁水阀501和缓冲阀701关闭，控制单元6中设定有可收集雨水的标准电导率以及电导仪2至集雨管道1末端所需的标准水量，标准电导率为可收集雨水的电导率的临界值，高于该标准值时，说明雨水中杂质较多，污染物和盐分较多，不适合收集到清洁水收集池5中，应该排放至污水收集池4中，低于该标准值时，说明雨水中杂质较少，污染物和盐分较少，可以收集到清洁水收集池5中；
B、降雨后，雨水流经集雨管道1中的电导仪2和流量计3，电导仪2和流量计3将采集到的实时电导率和流量信息发送至控制单元6，控制单元6将实时电导率与标准电导率进行对比分析；
C、当实时电导率高于标准电导率时，控制单元6控制污水阀401关闭、缓冲阀701打开、清洁水阀501关闭，同时，控制单元6根据实时流量信息和预先设定的标准水量信息计算得到缓冲阀701的打开持续时间，标准水量除以实时流量就等于缓冲阀701的持续打开时间，这段时间内，从电导仪2至集雨管道1末端这段距离内的水不能够确定是否能够利用，在初次开机状态下，雨水初次流经电导仪2后，该段距离内应为无水状态，而在连续运行状态下，该段距离内应包含有电导率低的清洁水，因此需要将其排放到缓冲池7中，到达持续时间后，控制单元6控制缓冲阀701关闭、清洁水阀501关闭、污水阀401打开，高电导率的雨水排放至污水收集池4中，其中的微咸水可以进行农业生产使用，其中的高矿化度咸水可以在经过处理后形成微咸水加以利用；
D、当实时电导率低于标准电导率时，控制单元6控制污水阀401关闭、缓冲阀701打开、清洁水阀501关闭，同时，控制单元6根据实时流量信息和预先设定的标准水量信息计算得到缓冲阀701的打开持续时间，从电导仪2至集雨管道1末端这段距离内的水依然为高电导率雨水，此时的污水阀401已经关闭，因此需要将该部分雨水排放到缓冲池7中，结合高电导率雨水在集雨管道1中的残留、挂壁等造成的后续影响，该打开持续时间应该乘以一个影响系数，该系数设定为1.1，最后的打开持续时间应该为：标准水量除以实时流量，然后再乘以1.1；缓冲阀701的打开时间达到打开持续时间后，控制单元6控制缓冲阀701关闭、污水阀401关闭、清洁水阀501打开，集雨管道1中的雨水排放至清洁水收集池5中。
控制单元6中的显示屏能够显示标准电导率、实时电导率、标准水量、实时流量、各个阀门的开闭情况及各个部件工作状况，当有部件出现工作状态不正常的情况下，例如：阀门闭合不严、污水阀401和清洁水阀501同时打开以及三个阀门同时闭合等情况，在上述情况下，控制单元6会控制声光报警系统进行高音报警和闪光报警，此外，控制装置还能够通过信息传输系统与远程控制装置进行连接，实现了远程操作。

Claims (5)

1.一种滨海盐渍区雨水收集装置，该装置包括集雨管道(1)及与其相通连接的雨水收集池，其特征在于：所述的集雨管道中安装有电导仪(2)和流量计(3)，雨水收集池包括污水收集池(4)和清洁水收集池(5)，污水收集池(4)和清洁水收集池(5)分别通过污水阀(401)和清洁水阀(501)连接在集雨管道(1)末端，所述的雨水收集装置还增设有控制单元(6)，电导仪(2)和流量计(3)的信号输出端均与控制单元(6)的信号输入端相连，污水阀(401)和清洁水阀(501)均为电磁阀且两者均与控制单元(6)的信号输出端相连。
2.根据权利要求1所述的一种滨海盐渍区雨水收集装置，其特征在于：所述的雨水收集池还包括缓冲池(7)，缓冲池(7)通过缓冲阀(701)连接在集雨管道(1)末端，缓冲阀(701)为电磁阀且与控制单元(6)的信号输出端相连。
3.根据权利要求1所述的一种滨海盐渍区雨水收集装置，其特征在于：所述的控制单元(6)包括单片机及与其相连的显示屏、操作按钮、信息传输系统及声光报警系统。
4.根据权利要求1所述的一种滨海盐渍区雨水收集装置，其特征在于：所述的信息传输系统包括与单片机相连的网络端口和无线通信模块，无线通信模块包括GPRS模块、WIFI模块以及ZigBee通信模块。
5.基于权利要求2所述雨水收集装置的使用方法，关键点是，所述的使用方法包括以下步骤：
A、初始状态下，污水阀(401)开启，清洁水阀(501)和缓冲阀(701)关闭，控制单元(6)中设定有可收集雨水的标准电导率以及电导仪(2)至集雨管道(1)末端所需的标准水量；
B、降雨后，雨水流经集雨管道(1)中的电导仪(2)和流量计(3)，电导仪(2)和流量计(3)将采集到的实时电导率和流量信息发送至控制单元(6)，控制单元(6)将实时电导率与标准电导率进行对比分析；
C、当实时电导率高于标准电导率时，控制单元(6)控制污水阀(401)关闭、缓冲阀(701)打开、清洁水阀(501)关闭，同时，控制单元(6)根据实时流量信息和预先设定的标准水量信息计算得到缓冲阀(701)的打开持续时间，到达持续时间后，控制单元(6)控制缓冲阀(701)关闭、清洁水阀(501)关闭、污水阀(401)打开；
D、当实时电导率低于标准电导率时，控制单元6控制污水阀401关闭、缓冲阀(701)打开、清洁水阀(501)关闭，同时，控制单元(6)根据实时流量信息和预先设定的标准水量信息计算得到缓冲阀(701)的打开持续时间，到达持续时间后，控制单元(6)控制缓冲阀(701)关闭、污水阀(401)关闭、清洁水阀(501)打开。
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