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