CN107601761A - 一种海绵城市太阳能水循环系统 - Google Patents

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潘春雷
刘弘伟
李剑锋
赵增佳
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吴佳俊
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Abstract

本发明涉及海绵城市水循环系统,具体的讲是一种海绵城市太阳能水循环系统,包括太阳能光伏系统、驱动系统、循环管网系统和灌溉装置,还包括设置在循环管网系统内的过滤组;循环管网包括与一端透水路面的渗水管路连接的收集池,收集池的另一端通过管路依次连接第一水泵、过滤池、景观池、第三水泵,第三水泵的出水端连接灌溉装置;驱动系统包括上述的第一水泵和第三水泵,过滤组包括上述的过滤池;收集池为填充有钢渣的水泥池。循环使用雨水,我们实现了将收集池中PH恢复正常的雨水引入景观池养鱼养水草,再将养过鱼的水定期用来灌溉植物,这样一来鱼池雨天就有新水补给,并且替换出来的水用于灌溉,对花木生长也有促进作用。

Description

一种海绵城市太阳能水循环系统
技术领域
本发明涉及海绵城市水循环系统,具体的讲是一种海绵城市太阳能水循环系统。
背景技术
海绵城市是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的"弹性",下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水释放并加以利用。海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。
目前海绵城市建设中透水材料的研究、生产、雨水收集利用的工作开展的如火如荼,但收集到的水资源高效循环、净化等方向还在探索中。如果不重视城市雨水汇集径流的利用,任其排放,一方面造成水资源的浪费,另一方面又带来城市水涝。现在城市水体污染和地下水位逐年下降,城市严重缺水等生态环境恶化等问题都在困扰着人们。因此雨水收集综合利用决定着“海绵城市”在构建人工生态环境中有相当的重要性。
发明内容
针对目前海绵城市在雨水回收利用上海不足的问题,本发明的主要目的是提供一种海绵城市太阳能水循环系统,以期望解决前述问题。
本发明解决上述技术问题,采用的技术方案是,一种海绵城市太阳能水循环系统,包括太阳能光伏系统、驱动系统、循环管网系统系统和灌溉装置,还包括设置在循环管网系统系统内的过滤组;
上述循环管网系统包括与一端透水路面的渗水管路连接的收集池,上述收集池的另一端通过管路依次连接第一水泵、过滤池、景观池、第三水泵,上述第三水泵的出水端连接灌溉装置;上述驱动系统包括所述的第一水泵和第三水泵,上述过滤组包括所述的过滤池;上述收集池为填充有钢渣的水泥池;通过设置填充有钢渣的水泥池,减弱一般水泥池的强碱性,使收集的雨水能较好的从酸性达到中性,而不至于碱性过强。
上述太阳能光伏系统包括太阳能板与该太阳能板电连接的UPS电池,上述UPS电池的逆变器分别连接有第一变频器和第三变频器,上述第一变频器接入第一水泵,上述第三变频器接入第三水泵。
进一步的是,上述过滤池与景观池之间的管路旁设置有旁路支管,上述旁路支管上设置有第二水泵,上述第二水泵的进水端连接景观池,该第二水泵的出水端连接过滤池;上述景观池高于上述过滤池;上述UPS电池的逆变器还连接有第二变频器,上述第二变频器接入上述第二水泵。
通过设置景观池与过滤池高度差,使景观池内的水内可自流到过滤池中,在需要对景观池进行净化时,开启第二水泵,使过滤池与景观池的构成水循环,反复对景观池内的水进行净化过滤。
进一步的是,上述第一水泵、第二水泵和第三水泵为低扬程大流量泵,这样是为了更好的适用从低水位向高水位的水流运转工作。
进一步的是,上述过滤池包括由至少两个过滤仓组成的过滤仓组、与该过滤仓组出水口连通的清水仓,上述过滤仓通过下端开口的隔板隔开,上述过滤仓组与清水仓通过下端开口的隔板隔开;上述第二水泵的进水端连接上述清水仓。
进一步的是,上述过滤仓横向排列,上述过滤仓包括进水仓和出水仓,上述进水仓与出水仓通过上端开口的隔板隔开;在沿过滤池内流体流通方向上,上述上端开口的隔板的开口依次增大。这样设置后,使过滤后的杂质能滞留在进水仓中,对杂质进行集中,不仅是防止杂质混乱分散、堵塞开口,也是为了方便后续的清理工作。
进一步的是,上述过滤仓组包括首端过滤仓,上述首端过滤仓为沉淀仓。
进一步的是,上述清水仓内设置有液位传感器,防止第二水泵空转。即通过设置液位传感器,将液位传感器信息传输端连接控制第二水泵的控制装置,在水位达到预设值一下后,停止第二水泵的工作。
进一步的是,上述过滤仓内填充有生化毡、生化棉、生化藤棉、蓝藤棉、毛刷其中一种或多种填充物;上述过滤仓内设置有细菌屋或陶瓷环。填充生化毡、生化棉、生化藤棉、蓝藤棉、毛刷之类的填充物来过滤、水中的菌丝、蓝藻等生物;填充细菌屋、陶瓷环用来培养硝化细菌用来讲解水中富营养成分。
进一步的是,上述过滤仓内填充有珊瑚石。
进一步的是,上述过滤仓内设置有紫外线UV灭菌灯和带有喷气砂头的增氧泵。放置紫外线UV灭菌灯用来抑制绿藻的生长;放入增氧泵用来增加水中的含氧量,抑制厌氧细菌的生长。
本发明的有益效果至少包括以下之一:循环使用雨水,可实现将收集池中PH恢复正常的雨水引入景观池养鱼养水草,再将养过鱼的水定期用来灌溉植物,这样一来鱼池雨天就有新水补给,并且替换出来的水用于灌溉,对花木生长也有促进作用。同时景观池也配有循环过滤系统,循环清除、过滤景观池中的污泥、藻类等不良因素;光伏系统,白天日照8小时将为蓄电池储电,同时也24小时不断为用电设备供电,以便制造24小时不间断水循环过滤。同时光伏系统用不完的电也逆变并网,为日常办公用电提供补给。
附图说明
图1为本发明的一种海绵城市太阳能水循环系统的示意图;
图2为本发明的过滤池的示意图;
图中标记为:1为透水路面、2为收集池、3为第一水泵、4为过滤池、5为景观池、6为第三水泵、7为灌溉装置、8为太阳能板、9为UPS电池、10为逆变器、11为第一变频器、12为第三变频器、13为第二变频器、14为第二水泵、15为清水仓、16为进水仓、17为出水仓、18为沉淀仓、19为液位传感器、20为控制装置。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点能够更加清晰明白,以下结合附图1、2和实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明保护内容。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“一端”、“中央”、“周向”、“上”、“内侧”、“外侧”、“另一端”、“中部”、“顶部”、“一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
如图1、2所示,实施例一:一种海绵城市太阳能水循环系统,包括太阳能光伏系统、驱动系统、循环管网系统系统和灌溉装置7,还包括设置在循环管网系统系统内的过滤组;
上述循环管网系统包括与一端透水路面1的渗水管路连接的收集池2,上述收集池2的另一端通过管路依次连接第一水泵3、过滤池4、景观池5、第三水泵6,上述第三水泵6的出水端连接灌溉装置7;上述驱动系统包括所述的第一水泵3和第三水泵6,上述过滤组包括所述的过滤池4;上述收集池2为填充有钢渣的水泥池,这是为了减弱一般水泥池的强碱性,使收集的雨水能较好的从酸性达到中性,而不至于碱性过强。第一水泵3的流量选型应小于等于第三水泵6。而第三水泵6选型所能提供的扬程与产生的压力应考虑灌溉装置7(本实施例灌溉装置7可采用绿化灌溉喷头)产生的阻力、管材的材质、设置的弯头、T型头等压力损失因素,详情计算可查阅相关设计规范。
在该系统施工前期结合场实际情况地做场地规划。在透水砖雨水收集导水沟渠出口、屋顶导水槽落水口等雨水汇集地附近选择合适的地点修建收集池2,收集池2容量根据投资计划尽量大。为保证景观池5的水体清澈、生态平衡,需要景观池5的有效容水量与过滤池4的容水量比例大于等于5:1。
上述太阳能光伏系统包括太阳能板8与该太阳能板8电连接的UPS电池9,上述UPS电池9的逆变器10分别连接有第一变频器11和第三变频器12,上述第一变频器11接入第一水泵3,上述第三变频器12接入第三水泵6。白天为蓄电池储电,同时也24小时不断为用电设备供电,以便制造24小时不间断水循环过滤。同时太阳能光伏系统用不完的电也逆变并网,可为日常办公用电提供补给。
UPS电池9的电容量选型应大于等于系统中用电设备的总功率。UPS电池9容量计算,负载的总功耗统一到KVA,电流I(A安培)及功耗W(瓦特)与VA的转换关系,VA=I*220 VA=W/0.8,考虑到UPS电池9运行在60—80%的区间是最佳运行状态,优选的在计算时将上面的结果除以0.7再次放大。例如用电设备额定总功率计算是4000W,当由用功率转换成VA数时,还需考虑其功率因数COSφ。一般COSφ的取值为0.65~0.7,则系统VA数为4000÷0.7=5715VA。根据中国大陆公GA/T367-2001文件的要求,系统总的配电容量需为实际用电量的1.5倍,照此计算5715VA*1.5=8572.5VA,因此,必须配8.6KVA以上的电源才能保证系统的供电。光伏太阳能板8的选型需考虑所选太阳能板的型号和光照8小时这两个条件来决定型号和数量。
实施例二:在实施例一的基础上,上述过滤池4与景观池5之间的管路旁设置有旁路支管,上述旁路支管上设置有第二水泵14,上述第二水泵14的进水端连接景观池5,该第二水泵14的出水端连接过滤池4;上述景观池5高于上述过滤池4,使景观池5内的水内可自流到过滤池4中,在需要对景观池5进行净化时,开启第二水泵14,使过滤池4与景观池5的构成水循环,反复对景观池5内的水进行净化过滤。用于循环的过滤的第二水泵14、水管选型应保证至少每小时将景观池5中的水循环过滤一遍。上述UPS电池9的逆变器10还连接有第二变频器13,上述第二变频器13接入上述第二水泵14。
实施例三:在实施例一或二的基础上,上述第一水泵3、第二水泵14和第三水泵6为低扬程大流量泵,以更好的适用从低水位向高水位的水流运转工作。
实施例四:在实施例一至三任意一项的基础上,上述过滤池4包括由五个过滤仓组成的过滤仓组、与该过滤仓组出水口连通的清水仓15,上述过滤仓通过下端开口的隔板隔开,上述过滤仓组与清水仓15通过下端开口的隔板隔开;上述第二水泵14的进水端连接上述清水仓15。上述过滤仓横向排列,上述过滤仓包括进水仓16和出水仓17,上述进水仓16与出水仓17通过上端开口的隔板隔开;在沿过滤池4内流体流通方向上,上述上端开口的隔板的开口依次增大。这样设置后,使过滤后的杂质能滞留在进水仓16中,对杂质进行集中,不仅是防止杂质混乱分散、堵塞开口,也是为了方便后续的清理工作。上述过滤仓组包括首端过滤仓,上述首端过滤仓为沉淀仓18。对密度较大物质进行先前处理,提高后面过滤仓的使用周期。这里的清水仓15还可以设置溢流管,溢流管出水端可以接通储水罐或流向其他用水设备,这样对过多的清水进行回收处理。
实施例五:在实施例四的基础上,上述清水仓15内设置有液位传感器19,防止第二水泵14空转。即通过设置液位传感器19,将液位传感器19信息传输端连接控制第二水泵14的控制装置20,在水位达到预设值一下后,停止第二水泵14的工作。这样低扬程大流量水泵及变频器调节,同时附带液位传感器19联动变频,驱动水循环,平衡各池水位。
实施例六:在实施例四或五的基础上,上述除开沉淀仓18外,剩下四个过滤仓从前向后依次分别填充或设置有毛刷、生化毡、细菌屋、珊瑚石,该四个过滤仓均设置有紫外线UV灭菌灯和带有喷气砂头的增氧泵(图中未示出),填充生化毡、毛刷之类的填充物来过滤、水中的菌丝、蓝藻等生物;填充细菌屋用来培养硝化细菌用来讲解水中富营养成分。填充珊瑚石用来微调水体PH。放置紫外线UV灭菌灯用来抑制绿藻的生长;放入增氧泵用来增加水中的含氧量,抑制厌氧细菌的生长。填充物优选的填充在进水仓16内。

Claims (10)

1.一种海绵城市太阳能水循环系统,其特征在于:包括太阳能光伏系统、驱动系统、循环管网系统和灌溉装置(7),还包括设置在循环管网系统内的过滤组;
所述循环管网系统包括与一端透水路面(1)的渗水管路连接的收集池(2),所述收集池(2)的另一端通过管路依次连接第一水泵(3)、过滤池(4)、景观池(5)、第三水泵(6),所述第三水泵(6)的出水端连接灌溉装置(7);所述驱动系统包括所述的第一水泵(3)和第三水泵(6),所述过滤组包括所述的过滤池(4);所述收集池(2)为填充有钢渣的水泥池;
所述太阳能光伏系统包括太阳能板(8)与该太阳能板(8)电连接的UPS电池(9),所述UPS电池(9)的逆变器(10)分别连接有第一变频器(11)和第三变频器(12),所述第一变频器(11)接入第一水泵(3),所述第三变频器(12)接入第三水泵(6)。
2.根据权利要求1所述的一种海绵城市太阳能水循环系统,其特征在于:所述过滤池(4)与景观池(5)之间的管路旁设置有旁路支管,所述旁路支管上设置有第二水泵(14),所述第二水泵(14)的进水端连接过滤池(4),该第二水泵(14)的出水端连接景观池(5);所述景观池(5)高于所述过滤池(4);所述UPS电池(9)的逆变器(10)还连接有第二变频器(13),所述第二变频器(13)接入所述第二水泵(14)。
3.根据权利要求2所述的一种海绵城市太阳能水循环系统,其特征在于:所述第一水泵(3)、第二水泵(14)和第三水泵(6)为低扬程大流量泵。
4.根据权利要求2所述的一种海绵城市太阳能水循环系统,其特征在于:所述过滤池(4)包括由至少两个过滤仓组成的过滤仓组、与该过滤仓组出水口连通的清水仓(15),所述过滤仓通过下端开口的隔板隔开,所述过滤仓组与清水仓(15)通过下端开口的隔板隔开;所述第二水泵(14)的进水端连接所述清水仓(15)。
5.根据权利要求4所述的一种海绵城市太阳能水循环系统,其特征在于:所述过滤仓横向排列,所述过滤仓包括进水仓(16)和出水仓(17),所述进水仓(16)与出水仓(17)通过上端开口的隔板隔开;在沿过滤池(4)内流体流通方向上,所述上端开口的隔板的开口依次增大。
6.根据权利要求4所述的一种海绵城市太阳能水循环系统,其特征在于:所述过滤仓组包括首端过滤仓,所述首端过滤仓为沉淀仓(18)。
7.根据权利要求4所述的一种海绵城市太阳能水循环系统,其特征在于:所述清水仓(15)内设置有液位传感器(19)。
8.根据权利要求4所述的一种海绵城市太阳能水循环系统,其特征在于:所述过滤仓内填充有生化毡、生化棉、生化藤棉、蓝藤棉、毛刷其中一种或多种填充物;所述过滤仓内设置有细菌屋或陶瓷环。
9.根据权利要求4所述的一种海绵城市太阳能水循环系统,其特征在于:所述过滤仓内填充有珊瑚石。
10.根据权利要求4所述的一种海绵城市太阳能水循环系统,其特征在于:所述过滤仓内设置有紫外线UV灭菌灯和带有喷气砂头的增氧泵。
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