CN108118773A - 一种一体化雨水固液分离系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于海绵城市中雨水收集利用领域，具体涉及一种一体化雨水固液分离系统及方法。该雨水固液分离系统包括立篦雨水口、井盖和井桶；井盖下部设置有新型雨水篦子，井壁上设有伸缩节和出水口，出水口前端设有砂滤罩，水砂分离板的坡下方向设有砂滤桶，砂滤桶的下部安放有弃流管；雨水经雨水篦子的粗分离、水砂分离板的水砂分离以及砂滤罩的进一步截留悬浮泥砂，完成从进水到出水的系统固液分离。出水经出水口由出水管排出，经过固液分离的雨水可排入pp蓄水池中进行储存供后期使用，多余的雨水可由弃流管排出。该雨水固液分离系统可有效防止管道堵塞，而且清渣便利，维护成本小，并有效的收集利用雨水。
Description
技术领域
本发明属于海绵城市中雨水收集利用领域，具体涉及一种一体化雨水固液分离系统及方法。
背景技术
近年来逢雨必涝的现象时有发生，如12年北京遭遇的61年来最强暴雨及洪涝灾害，13年浙江余姚遭遇的严重水灾，严重影响了国民的人身安全，同时也造成了巨大的财产损失。但对于缺水性城市来说，雨水却是一种难能可贵的水资源来源。因此加快城市生态化、系统化建设迫在眉睫。我们需要的是一个像海绵一样的城市，能有效的提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力，从源头上分散径流，充分收集利用雨水，缓解城市内涝及水资源短缺问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种一体化雨水固液分离系统及方法，本发明能够从源头上对降雨进行预处理，并通过后续蓄水设施进行储存并加以利用，具有结构简单，可有效解决管道堵塞问题，同时便于清渣且低维护成本的特点。
本发明采用的技术方案如下：
一种一体化雨水固液分离系统，包括立篦雨水口、井盖和井桶，井盖设置在井桶的上端口，立篦雨水口设置在井桶的一侧，立篦雨水口与井桶的上端联通，井桶的上端设有雨水篦子，雨水篦子设置在立篦雨水口与井桶联通部位的下部；
井桶的井壁上设有出水口，出水口设置在雨水篦子的下方，出水口的入口设有砂滤罩；
井桶内还设有水砂分离板，水砂分离板设置在出水口的下方，水砂分离板倾斜设置；
井桶内底部设有砂滤桶，砂滤桶设置在水砂分离板较低的一侧的下方，水砂分离板较低一侧开设有用于安装砂滤桶的安装孔，砂滤桶的上端与水砂分离板在安装孔处连接；
井桶下部设有弃流管，弃流管的入口段伸入井桶内，弃流管的入口端与砂滤桶连接，弃流管用于将砂滤桶滤过的水排出井桶。
井桶包括井桶上部和井桶下部，井桶上部为出水口以上的部位，井桶上部和井桶下部通过伸缩节连接。
雨水篦子的上表面设有多条立筋板，所有立筋板沿雨水篦子的周向均匀分布，立筋板的一端处于雨水篦子的中心位置，另一端延伸至雨水篦子的边缘，每条立筋板沿其长度方向开设有多个透水孔；雨水篦子上处于相邻两条立筋板之间的部分从雨水篦子的中心至雨水篦子的边缘开设有多个透水孔。
立筋板为光滑的弧形板，立筋板的弯曲方向朝向雨水篦子上表面对应的逆时针方向。
砂滤罩上的开孔直径为0.5～1mm，砂滤罩通过卡箍与出水口连接，水砂分离板的倾斜角度为30°～50°。
砂滤桶的桶壁和桶底均开设有透水孔，透水孔的直径为0.5～1mm，弃流管与砂滤桶的桶底连接，砂滤桶上还设有提手。
出水口设置在水砂分离板较高一侧的上方。
弃流管管径采用DN100，出水口的出口采用双内径结构。
一种一体化雨水固液分离方法：
雨水经立篦雨水口和井盖后流入井桶，立篦雨水口和井盖对雨水中的漂浮物进行第一次粗过滤；
流入井桶的雨水再流经雨水篦子，雨水篦子对雨水中的漂浮物进行第二次粗过滤；
经雨水篦子过滤的雨水下落并通过水砂分离板和砂滤桶进行水砂分离，水砂分离板上分离出的砂从水砂分离板滑落至砂滤桶中，分离出的水流至井桶的桶底，再经砂滤桶过滤后由弃流管排出井桶；砂滤桶过滤后的砂留在砂滤桶中，通过人工对其进行定时清理。
当井桶中的水位到达出水口处时，经雨水篦子过滤的雨水经砂滤罩截留悬浮的泥砂后从出水口排出井桶，出水储存于PP蓄水池内，用于后期使用；由砂滤罩截留的泥砂下落至水砂分离板，再进入砂滤桶中；降雨停止后，低于出水口的井桶内雨水由弃流管排出，弃流管连接至城市污水管网。
本发明具有如下有益效果：
本发明的通过立篦雨水口和井盖对地表的雨水进行第一次粗过滤，再通过井桶上端的雨水篦子对雨水进行第二次粗过滤，经过这两次粗过滤，能够将雨水中绝大部分漂浮物(如树叶、果皮和纸屑等废弃物)过滤掉，经雨水篦子过滤的雨水下落并通过水砂分离板和砂滤桶进行水砂分离，水砂分离板上分离出的泥砂从水砂分离板滑落至砂滤桶中，分离出的水流至井桶的桶底，再经砂滤桶过滤后通过弃流管排出井桶；砂滤桶过滤后的砂留在砂滤桶中，砂滤桶过滤后的雨水直接通过弃流管排出井桶；通过上述，本发明实现了对雨水的固液分离，能够从源头上对降雨进行预处理，并通过后续蓄水设施进行储存并加以利用，具有结构简单，设计合理，便于清渣的特点。
进一步的，井桶上部和井桶下部通过伸缩节连接，因此可根据实际工程需要，改变井桶的纵向长度。
进一步的，雨水篦子的上表面设有多条立筋板，通过立筋板能够将过滤的漂浮物与雨水篦子上表面隔开，防止漂浮物堵塞雨水篦子，保证了雨水流淌的流畅；每条立筋板沿其长度方向开设有多个透水孔，通过该处的透水孔能够保证雨水篦子各个方向上的水流相互联通，及时地从雨水篦子表面上的透水孔向下流动，能够防止积水。
附图说明
图1是本发明一体化雨水固液分离系统的结构示意图；
图2是本发明雨水篦子的俯视图；
图3是本发明雨水篦子的局部示意图；
图4是本发明砂滤桶的主视图；
图5是图4的A部放大图；
图6是本发明是砂滤罩的主视图；
图7是图6的B部放大示意图；
图8是发明是砂滤罩的侧视图；
图9是本发明一体化雨水固液分离系统整体结构示意图；
图10是是本发明一体化雨水固液分离系统应用于小区的局部平面布置图。
图中：1-雨水，2-立篦雨水口，3-井盖，4-雨水篦子，4-1-立筋板，5-水砂分离板，6-砂滤桶，6-1-提手，7-砂滤罩，8-出水口，9-出水管，10-弃流管，11-伸缩节，12-井壁，13-钢筋混凝土基础，14-透水孔，15-卡箍，16-漂浮物，17-一体化雨水固液分离系统。
具体实施方式
下面结合附图来对本发明作进一步的说明。
如图1所示，结合图9和图10，本发明的一体化雨水固液分离系统，包括立篦雨水口2、井盖3和井桶，井桶放置在钢筋混凝土基础13上，井盖3设置在井桶的上端口，立篦雨水口2设置在井桶的一侧，立篦雨水口2与井桶的上端联通，井桶的上端设有雨水篦子4，雨水篦子4设置在立篦雨水口2与井桶联通部位的下部；
井桶的井壁12上设有出水口8，出水口8设置在雨水篦子4的下方，出水口8的入口设有砂滤罩7，砂滤罩7对雨水进行最后一步拦截，拦截掉雨水中的悬浮泥砂，进一步优化出水水质，出水口8的出口采用双内径结构，可连接不同管径的出水管，出水口8的出口与出水管9连接，出水管9采用透水管，出水经出水口8由出水管9排出，经过固液分离的雨水可排入PP蓄水池中进行储存并供后期使用；
井桶内还设有水砂分离板5，水砂分离板5设置在出水口8的下方，水砂分离板5倾斜设置；
井桶内底部设有砂滤桶6，砂滤桶6设置在水砂分离板5较低的一侧的下方，水砂分离板5较低一侧开设有用于安装砂滤桶6的安装孔，砂滤桶6的上端与水砂分离板5在安装孔处连接；
井桶下部设有弃流管10，弃流管10的入口端贯穿井桶并伸入井桶内，弃流管10的入口端与砂滤桶6连接，出口连接至城市污水管网，弃流管10管径采用DN100，主要用于排除初期雨水和降雨停止后未由出水口(8)流出的井桶内剩余雨水。
如图1和图9所示，井桶包括井桶上部和井桶下部，井桶上部为出水口8以上的部位，井桶上部和井桶下部通过伸缩节11连接，可根据实际工程埋深设计改变井的纵向长度，出水口8设置在水砂分离板5较高一侧的上方。
如图2和图3所示，雨水篦子4的上表面设有多条立筋板4-1，条立筋板4-1与雨水篦子4上表面垂直，所有立筋板4-1沿雨水篦子4的周向均匀分布，立筋板4-1的一端处于雨水篦子4的中心位置，另一端延伸至雨水篦子4的边缘，每条立筋板4-1沿其长度方向开设有多个大小不一的透水孔；雨水篦子4上处于相邻两条立筋板4-1之间的部分从雨水篦子4的中心至雨水篦子4的边缘开设有多个大小不一的透水孔，本发明的雨水篦子4能够对雨水进行粗分离，大量拦截树叶、果皮和纸屑等漂浮物。立筋板4-1为光滑的弧形板，立筋板4-1的弯曲方向朝向雨水篦子上表面对应的逆时针方向，使得雨水篦子4上的水呈逆时针流淌路径，能够减小水流的阻力。
如图4～图5所示，砂滤桶6的桶壁和桶底均开设有透水孔，透水孔的直径为0.5～1mm，弃流管10与砂滤桶6的桶底连接，砂滤桶6的底部所处高度高于井桶的桶底，这个高度差使桶底能够对雨水起到沉淀的作用，能够防止沉淀污泥堵塞砂滤桶6以及弃流管10，砂滤桶6上还设有提手6-1。
如图6～图8，砂滤罩7上的开孔直径为0.5～1mm，砂滤罩7通过卡箍15与出水口8连接，水砂分离板5的倾斜角度为30°～50°，实际工程应用中，具体倾角可根据雨水中含砂量的多少进行调整。
本发明的井桶采用滚塑一体成型，其它材料选取的原则为绿色环保、高强度、低成本。
结合图1、图9和图10，通过本发明的一体化雨水固液分离进行一体化雨水固液分离的方法：
降雨时，雨水在径流的作用下，经立篦雨水口2和井盖3后流入井桶，立篦雨水口2和井盖3对雨水中的漂浮物进行第一次粗过滤；
流入井桶的雨水再流经雨水篦子4，雨水篦子4对雨水中的漂浮物进行第二次粗过滤，第二次粗过滤能够大量拦截由降雨冲刷带来的各种大型漂浮物，如树叶、果皮和纸屑等废弃物；
经雨水篦子4过滤的携带有泥砂的雨水下落并通过水砂分离板5和砂滤桶6进行水砂分离，水砂分离板5上分离出的泥砂滑落至砂滤桶6中，分离出的水流至井桶的桶底，再经砂滤桶6过滤后通过弃流管10排出井桶；砂滤桶6过滤后的砂留在砂滤桶6中，通过人工对其进行定时清理；
当井桶中的水位到达出水口8处时，经雨水篦子4过滤的雨水经砂滤罩7再次截留悬浮泥砂后从出水口8排出井桶，由砂滤罩截留的泥砂下落至水砂分离板5，再进入砂滤桶6中；降雨停止后，低于出水口8的井桶内剩余雨水由弃流管10排出，弃流管10连接至城市污水管网。
还可考虑大数据等对砂滤桶6进行智能监控，优化清渣效率。将出水口8的出水引入到后续的PP模块蓄水池中进行储存，PP模块蓄水池由个单体模块组合拼装而成，每个单体的尺寸为0.1方，PP模块蓄水池中的水经泵提升后可用于冲洗厕所、清洗路面、浇灌花草以及景观用水等。
本发明的系统适用于生活小区内，人行广场、绿地等污染负荷较低的场所；若应用于较高污染负荷时，本系统只用来控制TSS(总悬浮物的量)，起到预处理的作用，后面可根据具体的水质及回用水用途相应增加处理设施。本发明的设计优势主要有以下几个方面：1.可有效防止管道堵塞；2.清渣便利；3.维护成本低；4.充分收集利用雨水。
以上所述的实施仅仅是对本发明优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种一体化雨水固液分离系统，其特征在于，包括立篦雨水口(2)、井盖(3)和井桶，井盖(3)设置在井桶的上端口，立篦雨水口(2)设置在井桶的一侧，立篦雨水口(2)与井桶的上端联通，井桶的上端设有雨水篦子(4)，雨水篦子(4)设置在立篦雨水口(2)与井桶联通部位的下部；
井桶的井壁(12)上设有出水口(8)，出水口(8)设置在雨水篦子(4)的下方，出水口(8)的入口设有砂滤罩(7)；
井桶内还设有水砂分离板(5)，水砂分离板(5)设置在出水口(8)的下方，水砂分离板(5)倾斜设置；
井桶底部设有砂滤桶(6)，砂滤桶(6)设置在水砂分离板(5)较低的一侧的下方，水砂分离板(5)较低一侧开设有用于安装砂滤桶(6)的安装孔，砂滤桶(6)的上端与水砂分离板(5)在安装孔处连接；
井桶下部设有弃流管(10)，弃流管(10)的入口端伸入井桶内，弃流管(10)的入口端与砂滤桶(6)连接，弃流管(10)用于将砂滤桶(6)滤过的水排出井桶。
2.根据权利要求1所述的一种一体化雨水固液分离系统，其特征在于，井桶包括井桶上部和井桶下部，井桶上部为出水口(8)以上的部位，井桶上部和井桶下部通过伸缩节(11)连接。
3.根据权利要求1所述的一种一体化雨水固液分离系统，其特征在于，雨水篦子(4)的上表面设有多条立筋板(4-1)，所有立筋板(4-1)沿雨水篦子(4)的周向均匀分布，立筋板(4-1)的一端处于雨水篦子(4)的中心位置，另一端延伸至雨水篦子(4)的边缘，每条立筋板(4-1)沿其长度方向开设有多个透水孔；雨水篦子(4)上处于相邻两条立筋板(4-1)之间的部分从雨水篦子(4)的中心至雨水篦子(4)的边缘开设有多个透水孔。
4.根据权利要求3所述的一种一体化雨水固液分离系统，其特征在于，立筋板(4-1)为光滑的弧形板。
5.根据权利要求1所述的一种一体化雨水固液分离系统，其特征在于，砂滤罩(7)上的开孔直径为0.5～1mm，砂滤罩(7)通过卡箍与出水口(8)连接，水砂分离板(5)的倾斜角度为30°～50°。
6.根据权利要求1所述的一种一体化雨水固液分离系统，其特征在于，砂滤桶(6)的桶壁和桶底均开设有透水孔，透水孔的直径为0.5～1mm，弃流管(10)与砂滤桶(6)的桶底连接，砂滤桶(6)上还设有提手(6-1)。
7.根据权利要求1所述的一种一体化雨水固液分离系统，其特征在于，出水口(8)设置在水砂分离板(5)较高一侧的上方。
8.根据权利要求1所述的一种一体化雨水固液分离系统，其特征在于，弃流管(10)管径采用DN100，出水口(8)的出口采用双内径结构。
9.一种基于权利要求1-8任意一项所述的一体化雨水固液分离系统的一体化雨水固液分离方法，其特征在于：雨水经立篦雨水口(2)和井盖(3)后流入井桶，立篦雨水口(2)和井盖(3)对雨水中的漂浮物进行第一次粗过滤；
流入井桶的雨水再流经雨水篦子(4)，雨水篦子(4)对雨水中的漂浮物进行第二次粗过滤；
经雨水篦子(4)过滤的雨水下落并通过水砂分离板(5)和砂滤桶(6)进行水砂分离，水砂分离板(5)上分离出的砂从水砂分离板(5)滑落至砂滤桶(6)中，分离出的水流至井桶的桶底，再经砂滤桶(6)过滤后由弃流管(10)排出井桶；砂滤桶(6)过滤后的砂留在砂滤桶(6)中，砂滤桶(6)过滤后的雨水直接通过弃流管(10)排出井桶。
10.根据权利要求9所述的一体化雨水固液分离方法，其特征在于：当井桶中的水位到达出水口(8)处时，经雨水篦子(4)过滤的雨水经砂滤罩(7)截留悬浮的泥砂后从出水口(8)排出井桶，由砂滤罩(7)截留的砂下落至水砂分离板(5)，再进入砂滤桶(6)中。
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