CN109045782A - 雨水回收处理系统 - Google Patents

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Abstract

本案涉及一种雨水回收处理系统，包括：第一过滤器、第二过滤器、抽滤装置和蓄水池；第二过滤器呈圆柱状，包括壳体和滤柱；所述滤柱由3‑8个相互套接的环状滤芯构成；环状滤芯包括第一过滤层和第二过滤层，第一过滤层材料包括：泡沫塑料颗粒、玉米芯粉、植物纤维或化学纤维，动物毛发；第二过滤层材料包括：无烟煤滤料、石英砂、黄沙、铁矿矿渣、木炭颗粒、沸石粉；本发明的雨水回收处理系统，利用工业废弃物和农业副产品作为第一过滤层的材料，成本低廉，对雨水中的悬浮颗粒物有较好的过滤效果；采用经过优化配比第二过滤层，可以有效过滤和吸附雨水中的细菌、大分子污染物和纳米级悬浮颗粒，对雨水进行深层净化，且使用寿命长。

Description

雨水回收处理系统
技术领域
本发明属于水处理领域，具体涉及一种雨水回收处理系统。
背景技术
我国是水资源极其缺乏的国家，水资源的再利用是解决水资源缺乏的重要手段。在现代城市的建设中，路面或建筑物收集的雨水一般采用直排方式排入现有河道中，不仅浪费而且污染河道，而且给本就日益严重的环境带来更大的创伤。
随着经济的发展，城市大气污染及地面污染源的增多，雨水径流污染愈加严重，尤其是污染较多的初期雨水，国内外众多研究表明，径流的初期雨水水质很差，初期20％的雨水径流污染负荷为80％，有些地区的初期雨水的污染物指标最高值已远远高于典型城市生活污水，因此对初期雨水的处理和处置是雨水回收利用的技术关键，目前对雨水或初期雨水径流多采用直排的处置方式排入自然水体，难以进行有效处理，更难做到雨水的回收利用。
由于环境问题在当今社会越来越凸显，人们对环保愈加重视，传统的雨水直排已不能满足人们对环保的要求，加上施工过程中的急功急利和理念的约束，传统的直排处理已越来越为人们所诟病。目前，欧美发达国家已将“生态城市”的理念灌输到工程的各个领域；随着我国大力推进建设生态积存、生态渗透、生态净化的“生态城市”的要求，雨水的无害化或回收处理越来越受到重视。
发明内容
本发明的目的是提供一种能高效过滤雨水，在缺水地区有效收集并净化雨水的回收处理系统。
本发明的另一个目的是提供一种利用废弃物和农业副产品作为部分过滤净化材料的雨水回收处理系统。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种雨水回收处理系统，包括：第一过滤器，其为初滤装置；第一过滤器可以是过滤网、过滤棉等，对雨水中的沙砾、碎石等大颗粒物进行初步过滤。
第二过滤器，其为主过滤装置，呈圆柱状，包括壳体和滤柱；所述滤柱由3-8个相互套接的环状滤芯构成，滤柱上表面由外向内平滑的或阶梯状下降；当雨水处理量较小时，雨水在滤柱中心处汇集，处于滤柱内侧的环状滤芯起到主要的过滤作用，在更换第一过滤层时，无需更换全部，可优先更换处于滤柱内侧的第一过滤层；为了便于第一过滤层的更换，第一过滤层可采用丝网包裹并预制为不同大小型号的环状。
抽滤装置，包括电磁阀和抽滤泵，设于第二过滤器底部，当抽滤泵启动时，电磁阀关闭；当雨水处理量较小时，可使雨水自然渗透过滤，节约能源；当雨水总量过大或短时径流过大时，水面上升并触发水位感应器，电磁阀关闭，抽滤泵启动使第二过滤器内部处于负压状态，提高雨水处理效率。
蓄水池，其通过管路与抽滤装置相连通；过滤后的雨水可以排入河道，也可被回收入蓄水池，经过自然沉降，可重新投入生产或生活。
第二过滤器外缘顶部设有水位感应器，水位感应器可触发抽滤装置；当雨水径流较小时，在重力作用下自然渗透过滤即可；当第二过滤器内水面蔓延至水位感应器时，说明雨量较大，随即触发抽滤装置，增加处理效率。
所述环状滤芯包括第一过滤层和第二过滤层，第一过滤层材料包括：泡沫塑料颗粒20-30wt％、玉米芯粉40-60wt％、植物纤维或化学纤维20-30wt％，动物毛发3-5wt％；泡沫塑料是常见的包装垃圾，质轻而多孔，有一定的支撑强度，可以作为第一过滤层的填料，有过滤和辅助吸附的作用；玉米芯粉对雨水中的颗粒物有较好的过滤和吸附作用；植物纤维或化学纤维以及动物毛发可有效拦截雨水中游离的丝状物，且能延缓第一过滤层内材料板结，提高使用寿命。
第二过滤层材料包括：无烟煤滤料20-30wt％、石英砂20-30wt％、黄沙20-30wt％、铁矿矿渣10-15wt％、木炭颗粒10-20wt％、沸石粉4-6wt％；无烟煤滤料和木炭颗粒的组合可以起到较好的过滤和吸附作用，铁矿矿渣产生的铁锈可以使雨水中的污染物分子胶团絮凝，在第二过滤的活化过程中，还能起到催化分解的作用；石英砂和黄沙可防止第二过滤层材料板结，降低过滤阻力，同时也有一定的过滤作用；沸石粉对雨水中的有机分子胶团有较好的吸附和促分解作用，在第二过滤层的活化过程中，还能起到催化分解的作用。
所述黄沙为极细砂或粉砂。
所述植物纤维或化学纤维可由废旧衣物、废弃渔网及其他织物抽丝或切碎制得。使废物得以有效利用，十分环保。
所述泡沫塑料颗粒为硬质或半硬质泡沫塑料，泡沫塑料颗粒粒径为0.1-0.8mm。过软的泡沫塑料颗粒易变形使第一过滤层的孔隙率下降，过滤能力降低；过小的泡沫塑料颗粒粒径虽能保证过滤效果，但过滤寿命短。
所述第二过滤层在使用一段时间后过滤能力下降，应及时进行活化操作；活化操作如下：关闭电磁阀，倒入含硝化反硝化复合菌种38-40℃温水，使其有氧分解2-3天后，封闭第二过滤器，使其无氧分解3-5天，然后注入自来水，开启抽滤泵进行冲洗，然后再进行反冲洗。硝化反硝化复合菌种是高效分解有机污染物的复合菌种，可以分解第二过滤层所吸附的有机物。
所述活化操作中应使第二过滤层处于湿润状态，如遇气温较高或空气湿度较低天气，应及时对第二过滤层补水。保持第二过滤层湿润可保证硝化反硝化复合菌的活性。
所述活化操作过程中气温较低时，应延长分解时间，或采取辅助加热保温措施。
所述第一过滤层在使用一段时间后过滤能力明显下降时，应及时更换；更换下来的第一过滤层可采用无害化焚烧处理。第一过滤层原料取自废料或农业副产品，成本极低，使用一段时间后更换即可。
所述环状滤芯在更换第一过滤层时，可从内侧环状滤芯向外侧环状滤芯分期、分批更换，以减少更换的麻烦。
本发明的雨水回收处理系统，至少包括以下有益效果：
1、利用工业废弃物和农业副产品作为第一过滤层的材料，成本低廉，易于处理，对雨水中的悬浮颗粒物有较好的过滤效果，对雨水中的部分大分子胶团污染物也有一定的吸附效果；由于成本低，第一过滤层可经常更换，经无害化焚烧处理后可作为肥料或工业填料重复利用。
2、经过优化配比，采用以无烟煤滤料、石英砂、黄沙、铁矿矿渣、木炭颗粒、沸石粉为主的第二过滤层，可以有效过滤和吸附雨水中的细菌、大分子污染物和纳米级悬浮颗粒，提高了过滤效果，对雨水进行深层净化，且使用寿命长，减少了滤层更换次数。
3、采用多层环状滤芯结构，由于每层环状滤芯的过滤负荷不同，使用寿命也不同，在更换第一过滤层时可优先更换处于滤柱内侧的部分，提高滤料利用率，减少更换频次。
4、在雨水径流量较小时，利用重力使雨水自然过滤，节约能源和人工；在雨水径流量较大时，自动触发抽滤装置，提高过滤效率。
5、通过微生物分解的方法对第二过滤层进行活化，简单高效，减少了滤层更换次数。
附图说明
图1为雨水回收处理系统结构示意图。
图2为第二过滤器的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
如图1、2所示，一种雨水回收处理系统，包括：第一过滤器1，其为初滤装置；
第二过滤器2，其为主过滤装置，呈圆柱状，包括壳体210和滤柱220；所述滤柱220由3个相互套接的环状滤芯221构成，滤柱220上表面由外向内阶梯下降；
抽滤装置3，包括电磁阀301和抽滤泵302，设于第二过滤器2底部，当抽滤泵302启动时，电磁阀301关闭；
蓄水池4，其通过管路6与抽滤装置3相连通；其中，
第二过滤器2外缘顶部设有水位感应器5，水位感应器5可触发抽滤装置3；
所述环状滤芯221包括第一过滤层222和第二过滤层223，第一过滤层222材料包括：泡沫塑料颗粒20份、玉米芯粉50份、植物纤维或化学纤维25份，动物毛发5份；第二过滤层223材料包括：无烟煤滤料30份、石英砂20份、黄沙25份、铁矿矿渣(50目细粉)10份、木炭颗粒10份、沸石粉5份。
所述黄沙为极细砂。
所述植物纤维或化学纤维由废旧衣物、废弃渔网及其他织物切碎制得。
所述泡沫塑料颗粒为硬质泡沫塑料。
所述泡沫塑料颗粒粒径为0.1-0.2mm。
实施例2
所述第二过滤层223在使用一段时间后过滤能力下降，应及时进行活化操作；活化操作如下：关闭电磁阀301，倒入含0.1％硝化反硝化复合菌种的40℃温水，使其有氧分解2-3天后，封闭第二过滤器2，使其无氧分解3-5天，然后注入自来水，开启抽滤泵进行冲洗，然后再进行反冲洗。
所述活化操作中应使第二过滤层223处于湿润状态，如遇气温较高或空气湿度较低天气，应及时对第二过滤层补水。
所述活化操作过程中气温较低时，应延长分解时间，或采取辅助加热保温措施。
实施例3
所述第一过滤层222在使用一段时间后过滤能力明显下降时，应及时更换；更换时，观察每层环状滤芯的污染程度，挑选污染教严重的环状滤芯，将其第一过滤层222抽出，放入新的匹配的第一过滤层。
替换下来的第一过滤层222经自然干燥或烘干，采用无害化焚烧处理即可；焚烧后的灰烬中含有丰富的微量元素，可作为肥料或工业填料重新投入使用。
实施例4
取实施例1中的第一过滤层222材料，厚度40cm，在其表面缓缓倒入悬浮物浓度为655mg/L的雨水，任其自然过滤，所得数据如下：
出水时间(s) 悬浮物(mg/L) 单位面积(m<sup>2</sup>)出水量(L/h)
过滤后雨水 第15s 91 38.7
实施例5
对实施例4中第一过滤层过滤得到的雨水进行生化需氧量(BOD5)测试，结果为321mg。
在实施例1的基础上，对第二过滤层材料组分采用单一变量法进行对比测试，分别对实施例4中的过滤后雨水进行再次过滤，所得数据如下：
由此可知，在合适的铁矿矿渣含量下，第二过滤层对过降低滤后雨水中悬浮物浓度有一定效果，对雨水中有机污染物的过滤和吸附效果明显。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (10)

1.一种雨水回收处理系统，其特征在于，包括：第一过滤器，其为初滤装置；
第二过滤器，其为主过滤装置，呈圆柱状，包括壳体和滤柱；所述滤柱由3-8个相互套接的环状滤芯构成，滤柱上表面由外向内平滑的或阶梯状下降；
抽滤装置，包括电磁阀和抽滤泵，设于第二过滤器底部，当抽滤泵启动时，电磁阀关闭；
蓄水池，其通过管路与抽滤装置相连通；其中，
第二过滤器外缘顶部设有水位感应器，水位感应器可触发抽滤装置；
所述环状滤芯包括第一过滤层和第二过滤层，第一过滤层材料包括：泡沫塑料颗粒20-30wt％、玉米芯粉40-60wt％、植物纤维或化学纤维20-30wt％，动物毛发3-5wt％；第二过滤层材料包括：无烟煤滤料20-30wt％、石英砂20-30wt％、黄沙20-30wt％、铁矿矿渣10-15wt％、木炭颗粒10-20wt％、沸石粉4-6wt％。
2.如权利要求1所述的雨水回收处理系统，其特征在于，所述黄沙为极细砂或粉砂。
3.如权利要求1所述的雨水回收处理系统，其特征在于，所述植物纤维或化学纤维可由废旧衣物、废弃渔网及其他织物抽丝或切碎制得。
4.如权利要求1所述的雨水回收处理系统，其特征在于，所述泡沫塑料颗粒为硬质或半硬质泡沫塑料。
5.如权利要求1所述的雨水回收处理系统，其特征在于，所述泡沫塑料颗粒粒径为0.1-0.8mm。
6.如权利要求1所述的雨水回收处理系统，其特征在于，所述第二过滤层在使用一段时间后过滤能力下降，应及时进行活化操作；活化操作如下：关闭电磁阀，倒入含硝化反硝化复合菌种38-40℃温水，使其有氧分解2-3天后，封闭第二过滤器，使其无氧分解3-5天，然后注入自来水，开启抽滤泵进行冲洗，然后再进行反冲洗。
7.如权利要求6所述的雨水回收处理系统，其特征在于，所述活化操作中应使第二过滤层处于湿润状态，如遇气温较高或空气湿度较低天气，应及时对第二过滤层补水。
8.如权利要求7所述的雨水回收处理系统，其特征在于，所述活化操作过程中气温较低时，应延长分解时间，或采取辅助加热保温措施。
9.如权利要求1所述的雨水回收处理系统，其特征在于，所述第一过滤层在使用一段时间后过滤能力明显下降时，应及时更换；更换下来的第一过滤层可采用无害化焚烧处理。
10.如权利要求1所述的雨水回收处理系统，其特征在于，所述环状滤芯在更换第一过滤层时，可从内侧环状滤芯向外侧环状滤芯分期、分批更换。
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