CN107965031A - 一种用于初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统包括：分别与控制装置控制连接并依次连通的雨水分流装置、初期径流处理装置和积蓄利用装置，所述雨水分流装置的进口设置沉砂井，所述沉砂井与雨水收集管道连通，雨水分流装置的初期雨水出口与初期径流处理装置连通，雨水分流装置的洁净雨水出口与积蓄利用装置连通。上述的初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统，对雨水径流进行有效的分质分类收集和处理，实现雨水资源的综合利用，缓解缺水城市景观绿化用水压力。

Description

一种用于初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统

技术领域

本发明涉及雨水径流处理技术领域，具体涉及一种用于初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统。

背景技术

初期雨水径流一般是指地面10mm-15mm降雨形成的地表径流，较多研究表明，地表累积的污染物在雨水径流的作用下表现出明显的初期冲刷效应，不同下垫面的降雨径流中含有TSS、COD、BOD₅、TN、TP、NH₄ ⁺-N、Cu、Zn、Cd、Pb、Ni、石油类等污染物，TSS、COD、TP、NH₄ ⁺-N等指标超过《城镇污水处理厂污染物排放标准GB 18918-2002》二级标准限值。由于降雨初期，雨水溶解了空气中的大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染性气体，降落地面后，又由于冲刷屋面、沥青混凝土道路等，使初期雨水径流中含有大量的悬浮固体、重金属、有机物和油脂等污染物质。

现阶段，初期雨水要么经过雨水管直接排入河道，对本就脆弱的城市水域生态环境造成较大影响，并制约着城市水环境质量功能的提升；要么进入市政污水管网，增加污水管网的负荷。可见，对初期雨水径流进行分质分类进行收集、处理、积蓄、利用就显得非常有必要。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种初期雨水收集、处理、积蓄、利用的系统，对雨水径流进行有效的分质分类收集和处理，实现雨水资源的综合利用，缓解缺水城市景观绿化用水压力。

一种用于初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统，包括：分别与控制装置控制连接并依次连通的雨水分流装置、初期径流处理装置和积蓄利用装置，所述雨水分流装置的进口设置沉砂井，所述沉砂井与雨水收集管道连通，雨水分流装置的初期雨水出口与初期径流处理装置连通，雨水分流装置的洁净雨水出口与积蓄利用装置连通。

进一步地，所述沉砂井中设置有沉砂井挂篮，所述雨水收集管接入到所述沉砂井挂篮内，所述沉砂井的上部与雨水分流装置的进水管连通。

进一步地，所述雨水分流装置包括：收集池，收集池的上部通过进水管与沉砂井接通，所述进水管同时接通初期雨水管和洁净雨水管，进水管设置水质探头，所述初期雨水管设置分流电动阀，所述水质探头与分流电动阀控制连接；初期雨水管的出口位于收集池内，一雨水提升泵的进水管道延伸到收集池的靠近底部的位置，雨水提升泵的出水口与初期径流处理装置连通；所述洁净雨水管位置高于初期雨水管，洁净雨水管的出口与积蓄利用装置连通。

进一步地，所述初期径流处理装置包括：生态填料处理系统，所述生态填料处理系统包括：填装有生态填料的填料壳体，以及设置在生态填料上方的布水机构，所述布水机构的进口与雨水分流装置的初期雨水出口连通；填料壳体的底部设置有出水管。

进一步地，所述生态填料处理系统还包括：设置在填料壳体外侧并与填料壳体底部的出水管接通的集水池，所述填料壳体底部的出水管上设置有净水电动阀。

进一步地，所述初期径流处理装置还包括：连接在生态填料处理系统和雨水分流装置之间的斜管沉淀池；所述斜管沉淀池包括:设置有斜管的池体，斜管下方的池体与雨水分流装置的初期雨水出口连通，斜管上方的池体内设置集水槽，所述集水槽的上沿低于池体的上沿，集水槽的底部与布水机构的进口连通。

进一步地，所述积蓄利用装置包括：积蓄池以及上下分层设置在积蓄池内的混合填料层和模块集水单元，一排水泵的进水口通过管道延伸到模块集水单元的底部，排水泵的出水口连接排水管；所述洁净雨水管的出口接入到混合填料层，所述初期径流处理装置的出口接入到模块集水单元。

进一步地，所述排水泵通过一换向阀与排水管和循环水管择一连通，所述循环水管水平布置在积蓄池上方，循环水管的下侧均匀布置有多个洒水孔。

进一步地，所述混合填料层上种植有草被植物。

进一步地，所述模块集水单元通过上水管道与初期径流处理装置连通，并在所述上水管道上设置有净水提升泵。

本发明的有益效果有：

1、对雨水进行有效的分质分类收集和处理，污染浓度较低的雨水可以直接排放或者利用，而将污染浓度较高的雨水分流出来净化处理后再做利用；

2、避免初期雨水径流直接排入河道，减少初期雨水径流对城市水域生态环境的影响，促进城市水环境质量的提升；

3、避免初期雨水径流直接进入市政污水管网，减少污水管网和污水处理厂的负荷。

附图说明

图1为本发明的控制示意图；

图2为本发明实施例的结构示意图；

图3为本发明实施例积蓄利用装置的结构示意图；

附图标记：1-沉砂井；11-沉砂井挂篮；12-排空阀；2-雨水分流装置；21-收集池；22-进水管；23-初期雨水管；24-洁净雨水管；25-水质探头；26-分流电动阀；27-雨水提升泵；28-电子流量计；29-液位探头；3-初期径流处理装置；31-生态填料处理系统；311-生态填料；312-填料壳体；313-布水机构；314-排空排泥阀；315-出水管；316-净水电动阀；317-集水池；32-斜管沉淀池；321-池体；322-斜管；323-集水槽；324-集泥斗；325排泥管；4-积蓄利用装置；41-积蓄池；42-混合填料层；43-模块集水单元；44-草被植物；45-排水泵；46-排水管；47-循环水管；471-洒水孔；48-上水管道；49-净水提升泵；5-控制装置；6-雨水收集管道。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图3所示，本实施例提供的用于初期雨水收集、处理、积蓄、利用的系统包括：分别与控制装置5控制连接并依次连通的雨水分流装置2、初期径流处理装置3和积蓄利用装置4，雨水分流装置2的进口设置沉砂井1，该沉砂井1与雨水收集管道6连通，将初期雨水进行初步过滤之后再排入雨水分流装置2，减小后续处理设备堵塞的可能性；雨水分流装置2的在控制装置5的控制下对雨水进行分质分流，污染浓度较高的雨水径流经初期径流处理装置3净化处理之后排入积蓄利用装置4进行储蓄，以待利用，而污染浓度较低的雨水径流进入积蓄利用装置4待利用；对现有技术中直接弃流处理的初期雨水径流的的再利用，提高雨水的利用率，缓解城市用水压力；同时，避免初期雨水直接排入河道，减少污染严重的初期雨水对城市水域生态环境的影响，促进城市水环境质量的提升；也避免初期雨水直接进入市政污水管网，减少污水管网和污水处理厂的负荷。

前述的沉砂井1中设置有沉砂井挂篮11，雨水收集管6接入到沉砂井挂篮11内，而沉砂井1的上部与雨水分流装置2的进口连通，以将初步过滤的雨水接入到雨水分流装置2内，避免大尺寸的悬浮物影响后续管道、传感元件和执行元件的正常工作；并在沉砂井1的底部设置一带排空阀12的排空管道，以便排除沉砂井1底部沉积的污泥。

雨水分流装置2包括：收集池21，收集池21的上部通过进水管22与沉砂井1接通，进水管22同时接通初期雨水管23和洁净雨水管24，进水管22上设置水质探头25，初期雨水管23上设置分流电动阀26，初期雨水管23的出口位于收集池21内，一雨水提升泵27的进水口通过管道延伸到收集池21的靠近底部的位置，雨水提升泵27的出水口与初期径流处理装置3连通；洁净雨水管24位置高于初期雨水管23，洁净雨水管24的出口与积蓄利用装置4连通。水质探头25经控制装置5与分流电动阀26控制连接，水质探头25采集水质信号后经控制装置5发出输出信号，从而控制分流电动阀26；控制装置5采用常规PLC控制器，其结构和控制原理为自动控制领域的公知技术，此处不再赘述，本实施例中，水质探头25采用多参数水质探头，并以其所得水质指标的5min-10min内的平均浓度值转化为PLC控制信号，控制分流电动阀26开闭：当水质指标高于系统设定的限值时，分流电动阀26开启，初期雨水通过初期雨水管23流入收集池21内，当收集池21中的水位达到一定高度后，同样通过控制装置5控制雨水提升泵27工作，将污染较重的初期雨水泵入初期径流处理装置3进行净化处理；当水质指标低于系统设定的限值时，分流电动阀26关闭，初期雨水通过洁净雨水管24直接进入积蓄利用装置4，实现雨水分流的自动化控制。

本实施例中，为使雨水分流装置2的自动控制程度更高，还在进水管22上设置电子流量计28，在收集池21内设置液位探头29，并将电子流量计28和液位探头29与控制装置5控制连接，通过流量和液位进一步实现对分流电动阀26和雨水提升泵27等执行元件的智能化控制，控制的准确性和自动化程度更高。

初期径流处理装置3包括：生态填料处理系统31以及连接在生态填料处理系统31和雨水分流装置2之间的斜管沉淀池32。斜管沉淀池32包括:设置有斜管322的池体321，斜管322优选设置为倾斜方向相反的两层，斜管沉淀的效果更佳；池体321内腔的底部设置漏斗状的集泥斗324，集泥斗324的底部设置排泥管325，以便将沉淀下来的污泥汇集后彻底的排出池体11。斜管322下方的池体321与雨水分流装置2的初期雨水出口(初期雨水管23的出口)连通，斜管322上方的池体321内设置集水槽323，该集水槽323的上沿低于池体321的上沿，集水槽323的底部通过软管接入到生态填料处理系统31；经过斜管沉淀处理的雨水通过溢流方式进入集水槽323，通过自流方式流入生态填料处理系统31。

生态填料处理系统31包括：填装有生态填料311的填料壳体312，以及设置在生态填料311上方的布水机构313，该布水机构313的进口通过管道与集水槽323底部的管道连通，布水机构313的布水管上设置有均匀的布水孔，通过设定布水管的移动方式，达到布水机构313向生态填料311均匀布水的效果；初期雨水从生态填料311的上部进入，依次通过各填料层之后，从填料壳体312底部的出水管315流出。本实施例中，还在填料壳体312外侧设置一集水池317，将出水管315接入到水池317内，并在出水管315设置净水电动阀316，净水电动阀316与控制装置5连接，实现出水的自动控制。同时，填料壳体312底部设置带有排空排泥阀314的排污管道，以便清理填料壳体312底部的沉积物。

积蓄利用装置4包括：积蓄池41以及上下分层设置在积蓄池41内的混合填料层42和模块集水单元43，雨水分流装置2的洁净雨水管24的出口接入到混合填料层42，经混合填料层42的过滤处理后储存到模块集水单元43；初期径流处理装置3的出口接入到模块集水单元43，本实施例中，具体为在模块集水单元43外侧的积蓄池41上设置上水管道48，并在上水管道48上设置净水提升泵49，净水提升泵49的进水口接入到径流处理装置3的集水池317，以将径流处理装置3净化处理之后的洁净雨水直接泵入模块集水单元43，以待利用。排水泵45的进水口通过管道延伸到模块集水单元43的底部，排水泵45的出水口连接排水管46，以将积蓄在模块集水单元43内的洁净雨水抽出利用。

为使积蓄在积蓄池41的洁净雨水能在长时间储存的时候也能保持水质，本市实施例中，将排水泵45通过换向阀与排水管46和循环水管47择一连通，参见图3，该循环水管47水平布置在积蓄池41上方，循环水管47的下侧均匀布置有多个洒水孔471；通过循环水管47可以定期将模块集水单元43内的泵出，经过混合填料层42过滤后得到净化，实现积蓄利用装置4的内循环功能，达到保持水质的效果。为将内循环功能的作用进一步扩大化，本实施例还在混合填料层42上种植有草被植物43，内循环时循环水管47洒出的雨水先喷洒在草被植物47上，之后再经过混合填料层42净化，提升内循环效果的净化效果的同时，也提升了系统的绿化效果，提高积蓄利用装置4的作用和利用率。

控制装置5通过PLC同时与前述的水质探头25、分流电动阀26、雨水提升泵27、电子流量计28、液位探头29、布水机构313、净水电动阀316、排水泵45、净水提升泵49等传感和执行元件控制连接，进而实现整个系统的自动化控制，操作便捷、高效。

上述初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统，对雨水进行有效的分质分类收集和处理，达到雨水综合利用，提高城市雨水的利用率。其使用时，按照以下逻辑和步骤进行：

步骤1：雨水通过雨水收集管道6进入沉砂井1，经沉砂井1初步过滤之后进入雨水分流装置2；

步骤2：进入雨水分流装置2的雨水经过水质探头25和分流电动阀26等传感和执行元件的作用实现分流：污染严重的雨水径流通过初期雨水管23流入收集池21内，污染较轻的雨水通过洁净雨水管24直接进入积蓄利用装置4；

步骤3：雨水分流装置2的收集池21内的初期雨水通过雨水提升泵27泵入初期径流处理装置3，依次通过斜管沉淀池32的初滤和生态填料处理系统31的净化处理之后汇集到集水池317内；

步骤4：集水池317内经过处理后的初期雨水，经过净水提升泵49的提升进入积蓄利用装置4的模块化集水单元43；洁净雨水管24排出的洁净雨水进入积蓄利用装置4的混合填料层42，经混合填料层42的过滤净化后存入模块化集水单元43；

步骤5：模块化集水单元43内储存的洁净雨水，通过排水泵45排出利用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统，其特征在于，包括：

分别与控制装置控制连接并依次连通的雨水分流装置、初期径流处理装置和积蓄利用装置，所述雨水分流装置的进口设置沉砂井，所述沉砂井与雨水收集管道连通，雨水分流装置的初期雨水出口与初期径流处理装置连通，雨水分流装置的洁净雨水出口与积蓄利用装置连通。

2.根据权利要求1所述的用于初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统，其特征在于，所述沉砂井中设置有沉砂井挂篮，所述雨水收集管接入到所述沉砂井挂篮内，所述沉砂井的上部与雨水分流装置的进水管连通。

3.根据权利要求1所述的用于初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统，其特征在于，所述雨水分流装置包括：收集池，收集池的上部通过进水管与沉砂井接通，所述进水管同时接通初期雨水管和洁净雨水管，进水管设置水质探头，所述初期雨水管设置分流电动阀，所述水质探头与分流电动阀控制连接；初期雨水管的出口位于收集池内，一雨水提升泵的进水管道延伸到收集池的靠近底部的位置，雨水提升泵的出水口与初期径流处理装置连通；所述洁净雨水管位置高于初期雨水管，洁净雨水管的出口与积蓄利用装置连通。

4.根据权利要求1所述的用于初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统，其特征在于，所述初期径流处理装置包括：生态填料处理系统，所述生态填料处理系统包括：填装有生态填料的填料壳体，以及设置在生态填料上方的布水机构，所述布水机构的进口与雨水分流装置的初期雨水出口连通；填料壳体的底部设置有出水管。

5.根据权利要求4所述的用于初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统，其特征在于，所述生态填料处理系统还包括：设置在填料壳体外侧并与填料壳体底部的出水管接通的集水池，所述填料壳体底部的出水管上设置有净水电动阀。

6.根据权利要求5所述的用于初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统，其特征在于，所述初期径流处理装置还包括：连接在生态填料处理系统和雨水分流装置之间的斜管沉淀池；

所述斜管沉淀池包括:设置有斜管的池体，斜管下方的池体与雨水分流装置的初期雨水出口连通，斜管上方的池体内设置集水槽，所述集水槽的上沿低于池体的上沿，集水槽的底部与布水机构的进口连通。

7.根据权利要求1-6任一项所述的用于初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统，其特征在于，所述积蓄利用装置包括：积蓄池以及上下分层设置在积蓄池内的混合填料层和模块集水单元，一排水泵的进水口通过管道延伸到模块集水单元的底部，排水泵的出水口连接排水管；所述洁净雨水管的出口接入到混合填料层，所述初期径流处理装置的出口接入到模块集水单元。

8.根据权利要求7所述的用于初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统，其特征在于，所述排水泵通过一换向阀与排水管和循环水管择一连通，所述循环水管水平布置在积蓄池上方，循环水管的下侧均匀布置有多个洒水孔。

9.根据权利要求8所述的用于初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统，其特征在于，所述混合填料层上种植有草被植物。

10.根据权利要求7所述的用于初期雨水径流收集、处理、积蓄、利用的系统，其特征在于，所述模块集水单元通过上水管道与初期径流处理装置连通，并在所述上水管道上设置有净水提升泵。