CN109731376A - 智能化雨水处理系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能化雨水处理系统，该系统包括：雨水汇入机构、雨水净化机构、雨水运输机构、雨水收集机构、控制器、设置在雨水汇入机构中的第一水质监测设备、连接雨水汇入机构与雨水净化机构的第一电磁阀，同时雨水汇入机构与雨水运输机构通过开口连接，若第一水质监测设备监测到雨水汇入机构中的雨水为污染雨水，则控制器控制第一电磁阀打开，以便雨水净化机构导入污染雨水对其进行净化处理，否则控制器控制第一电磁阀关闭，当雨水汇入机构中的液位到达开口时，雨水运输机构导入清洁雨水并对其进行运输，最终雨水净化机构处理后的污染雨水与雨水运输机构运输的清洁雨水均被雨水收集机构收纳，通过上述系统，能够智能化分离清洁雨水与污染雨水。

Description

智能化雨水处理系统

技术领域

本申请涉及雨水处理技术领域，特别是涉及一种智能化雨水处理系统。

背景技术

长期以来，由于市政道路的排水系统都是属于直排式，排水方式单一，不具有错峰调蓄的功能，因而一些地势低洼的道路在暴雨时，时常会出现“地上看海”的现象。同时在降雨初期，雨水对于地表累积污染物的冲刷会导致初雨污染严重，目前国内初雨弃流量是以降雨径流量来界定的，即一般以场次降雨初期径流深度3～5mm作为弃流量，这样的定义存在着盲目性，也会增加初雨处理的难度。

另外国内对于市政道路上收集的初期弃流雨水的处理大多是利用管网系统排入污水厂进行异位处理，但是由于初雨弃流量较大，污染成分复杂，不仅影响了生化处理的进水负荷与运行的稳定性，同时也增加了维护负担与运行成本。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种智能化雨水处理系统，能够实现污染雨水与清洁雨水的智能化分离以及对污染雨水进行原位延时处理，提高对雨水的处理效果。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种智能化雨水处理系统，包括：

雨水汇入机构，用于汇入雨水；

雨水净化机构，在所述雨水汇入机构中的所述雨水为污染雨水时与所述雨水汇入机构连通，用于导入所述污染雨水，并对所述污染雨水进行净化处理；

雨水运输机构，在所述雨水汇入机构中的所述雨水为清洁雨水时与所述雨水汇入机构连通，用于导入所述清洁雨水，并对所述清洁雨水进行运输；

雨水收集机构，用于收集所述雨水运输机构运输的所述清洁雨水与经过所述雨水净化机构净化的所述污染雨水；

控制器；

第一水质监测设备，设置在所述雨水汇入机构中，与所述控制器耦接，用于监测所述雨水汇入机构中所述雨水的水质；

第一电磁阀，连接所述雨水汇入机构与所述雨水净化机构，所述第一电磁阀的控制端与所述控制器耦接，当所述雨水汇入机构中的所述雨水为所述污染雨水时，所述控制器控制所述第一电磁阀导通，当所述雨水汇入机构中的所述雨水为所述清洁雨水时，所述控制器控制所述第一电磁阀关闭；

同时所述雨水汇入机构与所述雨水运输机构通过开口连接，当所述雨水汇入机构中的液位高于所述开口时，所述雨水自所述开口溢入所述雨水运输机构，其中，所述第一电磁阀在所述雨水汇入机构的高度小于所述开口在所述雨水汇入机构的高度。

有益效果是：在本申请的智能化雨水处理系统中，当第一水质监测设备监测到雨水汇入机构中的雨水为污染雨水时，控制器控制第一电磁阀打开，使雨水净化机构与雨水汇入机构导通，随后雨水净化机构导入污染雨水并对其进行净化处理，当第一水质监测设备监测到雨水汇入机构中的雨水为清洁雨水时，控制器控制第一电磁阀关闭，当雨水汇入机构中的雨水的液位到达开口时，雨水运输机构与雨水汇入机构导通，导入清洁雨水并对其进行运输，最终经雨水净化机构处理后的污染雨水与经雨水运输机构运输的清洁雨水均被送入至雨水收集机构。通过该智能化雨水处理系统能够将清洁雨水与污染雨水进行智能化地分离，并对污染雨水进行原位延时处理，能够对提高雨水的处理效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请智能化雨水处理系统一实施方式的结构示意图；

图2是本申请智能化雨水处理系统另一实施方式的结构示意图；

图3是图2中智能化雨水处理系统的部分结构示意图；

图4是图2中智能化雨水处理系统的部分结构示意图；

图5是图2中智能化雨水处理系统的电路连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参阅图1，图1是本申请智能化雨水处理系统一实施方式的结构示意图，该智能化雨水处理系统包括：雨水汇入机构100、雨水净化机构200、雨水运输机构300、雨水收集机构400以及控制器500。其中，图1中的虚线表示智能化雨水处理系统中的电路连接关系，箭头表示雨水的流向。

雨水汇入机构100用于汇入雨水，在降雨时，市政道路上产生的径流雨水经过路面上的道牙开口汇入雨水汇入机构100。

雨水净化机构200在雨水汇入机构100中的雨水为污染雨水时与雨水汇入机构100连通，用于导入污染雨水，并对污染雨水进行净化处理；雨水运输机构300在雨水汇入机构100中的雨水为清洁雨水时与雨水汇入机构100连通，用于导入清洁雨水，并对清洁雨水进行运输，其中，雨水净化机构200与雨水运输机构300不同时与雨水汇入机构100导通。

降雨初期，雨水对地表累计污染物的冲刷会导致初期的雨水污染严重，因此在降雨的过程中，雨水汇入机构100初期汇入的雨水一般为污染雨水，在中后期，当对地面冲刷到一定程度后，雨水汇入机构100汇入的雨水一般为清洁雨水。或者在降雨过程中，若地面上发生了事故，例如化学物质泄漏，也会导致雨水汇入机构100中汇入的雨水为污染雨水。

雨水收集机构400用于收集雨水运输机构300运输的清洁雨水与经过雨水净化机构200净化的污染雨水。也就是说，污染雨水经过雨水净化机构200净化后最终到达雨水收集机构400，清洁雨水经过雨水运输机构300运输后也最终达到雨水收集机构400。可以理解的是，最终到达雨水收集机构400中的雨水可以用于道路冲洗、绿地浇灌等用途，实现雨水资源的有效利用。

其中，可预先设置时间阈值、液位阈值或水质阈值来控制雨水净化机构200与雨水汇入机构100的导通。

例如，智能化雨水处理系统自检测到下雨时开始计时，并在到达预设时间阈值之前，控制雨水汇入机构100与雨水净化机构200导通，当到达预设时间阈值时，控制雨水汇入机构100与雨水运输机构300导通。

又或者，如图1所示，本实施方式中，在雨水汇入机构100中设置第一水质监测设备101，用于监测雨水汇入机构100中的水质，其具体可以监测雨水中的悬浮物含量(SS)、化学需氧量(COD)、总磷量(TP)以及总氮量(TN)，第一水质监测设备101与控制器500耦接，同时雨水汇入机构100与雨水净化机构200之间通过第一电磁阀102连接，第一电磁阀102的控制端与控制器500耦接，雨水汇入机构100与雨水运输机构300通过开口111连接，当雨水汇入机构100中雨水的液位高于开口111时，雨水自开口111溢入雨水运输机构300，其中，第一电磁阀102在雨水汇入机构100的高度小于开口111在雨水汇入机构100的高度，也就是说，第一电磁阀102相对雨水汇入机构100底部的高度小于开口111相对雨水汇入机构100底部的高度，且两者差值在0.8m至1.2m之间，也就是说，雨水汇入机构100中的液位先到达第一电磁阀102，后到达开口111。

具体地，当第一水质监测设备101监测到雨水汇入机构100中的雨水的水质达到预设水质阈值时，即雨水汇入机构100中的雨水为污染雨水时，控制器500控制第一电磁阀102导通，此时雨水汇入机构100与雨水净化机构200导通，雨水汇入机构100中的污染雨水流入雨水净化机构200中进行净化处理。当第一水质监测设备101监测到雨水汇入机构100中的雨水的水质未达到预设水质阈值时，即雨水汇入机构100中的雨水为清洁雨水时，控制器500控制第一电磁阀102关闭，即雨水汇入机构100与雨水净化机构200断开。此时雨水汇入机构100中的水位会不断上升，当上升至开口111时，雨水汇入机构100中的清洁雨水自动溢入雨水运输机构300中，运输机构300对清洁雨水进行运输，并最终送达雨水收集机构400。

可选的，第一水质监测设备101底部与第一电磁阀102顶部持平。

从上述内容可以看出，本申请中的智能化雨水处理系统根据第一水质监测设备101监测的雨水水质，能够实现污染雨水与清洁雨水的智能化分离，且能够对污染雨水进行原位延时处理，能够提高雨水的处理效果。

参阅图2至图5，图2是本申请智能化雨水处理系统另一实施方式的结构示意图，图3是图2中智能化雨水处理系统的部分结构示意图，图4是图2中智能化雨水处理系统的部分结构示意图，图5是图2中智能化雨水处理系统的电路连接示意图。

在本实施方式中，雨水汇入机构100具体包括：沉砂池110、过滤网120以及消能石130。

沉砂池110与第一电磁阀102的输入端连接，用于汇入雨水。过滤网120覆盖沉砂池110的池口，用于过滤汇入沉砂池110的雨水，阻止树叶等体积较大的物质进入沉砂池110。消能石130用于减缓流向过滤网120的雨水的速度，其中沿着雨水的流向，消能石130的底部与过滤网120的顶部之间存在一预设高度，该高度在1cm至2cm之间，以便流过消能石130的雨水能够更加聚集地汇入沉砂池110。其中第一水质监测设备101设置在沉砂池110中。

在本实施方式中，雨水净化机构200具体包括：第一调节池210、下沉式绿地220、第二调节池230以及填料滤池240。

其中，污染雨水进入第一调节池210后主要以溢流的方式进入下沉式绿地220，经下沉式绿地220处理后的污染雨水一部分以表面溢流的方式进入第二调节池230，而后第二调节池230中的污染雨水进入填料滤池240，以在填料滤池240中进行脱氮除磷处理后被雨水收集机构400收纳。

第一调节池210与第一电磁阀102的输出端连接，用于存储导入的污染雨水，也就是说，在本实施方式中，沉砂池110与第一调节池210通过第一电磁阀102连接。

下沉式绿地220用于净化第一调节池210中的污染雨水。其中，当第一调节池210中的污染雨水处于饱和状态时，一部分污染雨水自第一调节池210的溢流口2101溢入下沉式绿地220。

具体地，下沉式绿地220沿水流下渗的方向依次包括植被层221、土壤层222、细填料层223、中填料层224以及粗填料层225，溢入下沉式绿地220的污染雨水依次经过植被层221、土壤层222、细填料层223、中填料层224以及粗填料层225而被净化处理。其中，植被层221应种植抗涝、抗污和吸收重金属的高效矮木类植物，土壤层222应具有较大孔隙率，各填料层应对污染物具有较好的吸附能力，其中细填料层223中填料之间的间隙小于中填料层224中填料之间的间隙，中填料层224中填料之间的间隙小于粗填料层225中填料之间的间隙。同时，粗填料层225中设置有穿孔导管226，以将经过净化处理的污染雨水导出下沉式绿地220，具体地，穿孔导管226上设有若干通孔(图未示)，下渗到粗填料层225中的污染雨水自通孔导入穿孔导管226，并经穿孔导管226导出下沉式绿地220。其中需要说明的是，在其他实施方式中，下沉式绿地220也可以只具备一层填料层，比如只具备细填料层223，在此不做限制。

继续参阅图4，雨水净化机构200还包括虹吸管211、轻质浮块212、浮块导轨213以及封水阀214。

虹吸管211的一端伸入第一调节池210中，另一端伸入中填料层224中，轻质浮块212、封水阀214分别与浮块导轨213连接，且三者均设置在第一调节池210中，当第一调节池210中的液位上升溢流口2101时，轻质浮块212沿着浮块导轨213上升，此时封水阀214在轻质浮块212的带动下塞住虹吸管211伸入第一调节池210的一端，当第一调节池210中的液位因为蒸发而自溢流口2101下降时，封水阀214在重力的作用下脱离虹吸管211，从而虹吸管211将第一调节池210中的污染雨水导入下沉式绿地220。

也就是说，在降雨时，当第一调节池210中的液位因为雨量大而到达溢流口2101处时，第一调节池210中的污染雨水自溢流口2101溢入下沉式绿地220，下沉式绿地220对其进行净化处理，而在大雨过后，因为蒸发而导致第一调节池210中的液位下降时，第一调节池210中污染雨水无法再以溢入的方式进入下沉式绿地220，此时轻质浮块212沿着浮块导轨213下降，轻质浮块212受到的浮力较小，封水阀214会在重力的作用下脱离虹吸管211，从而虹吸管211将第一调节池210中的污染雨水吸入至下沉式绿地220中，直至液位低于虹吸管211伸入第一调节池210中的一端，从而可以实现雨水的错峰处理，降低系统的负担，提高处理效果。其中，沿着雨水的流向，溢流口2101高于土壤层222的上表面，其差值在10cm至15cm之间。

可选的，参阅图2，第一调节池210与下沉式绿地220之间设有溢流挡板227，溢流挡板227的顶部到达土壤层222的表面具有一高度差，该高度差在10cm至15cm之间。

值得注意的是，在其他实施方式中，虹吸管211也可以设置在细填料层223或粗填料层225中，但是其效果不如设置在中填料层224中好，具体地，若设置在细填料层223中，当第一调节池210中的液位下降至低于虹吸管211的管口时，其无法将更多的污染雨水吸入下沉式绿地220中，也就是说，第一调节池210中残余的污染雨水会很多，若设置在粗填料层225中，虹吸管211吸入的雨水可能被下沉式绿地220净化地不够，含杂质较多，对后续的器件的影响较大。

继续参阅图4，第二调节池230与下沉式绿地220连通，用于存储经过下沉式绿地22处理过的污染雨水，也就是说，经过下沉式绿地22净化过的污染雨水最终到达第二调节池230中。其中，下沉式绿地22中的污染雨水一部分通过表面溢流的方式进入第二调节池230中，另一部分通过穿孔导管226进入第二调节池230中。

填料滤池240填充有滤料，用于深度过滤以及净化存储在第二调节池230中的污染雨水。可选的，填料滤池240中的滤料包括Na(钠)性改性沸石、海绵铁中的至少一种，具体地，其可以只包括Na(钠)性改性沸石，或者只包括海绵铁，或者同时包括Na(钠)性改性沸石以及海绵铁。例如在图4的应用场景中，填料滤池240沿雨水流经方向分为第一区域241以及第二区域242，第一区域241中填装有Na性改性沸石，用于深度脱氮，第二区域242中填装有海绵铁，用于深度除磷。

继续参阅图4，雨水净化机构200还包括电磁水泵231、流量监测设备243以及第一液位仪232。

电磁水泵231、流量监测设备243以及第一液位仪232分别与控制器500耦接，电磁水泵231用于在控制器500的控制下将第二调节池230中的污染雨水运输到填料滤池240中，其中，电磁水泵231的吸水口应低于穿孔导管226的出水口，且距离第二调节池230的底部0.2m至0.4m，同时为了延长填料滤池240对污染雨水的过滤时间，电磁水泵231的吸水口自第二调节池230的上部将污染雨水送入填料滤池240的下部，使存储在第二调节池230中的污染雨水自滤料的下方进入填料滤池240，即采用“下进上处”的方式将污染雨水送入填料滤池240。

流量监测设备243设在填料滤池240的出口处，用于监测从填料滤池240流出的污染雨水的流量，控制器500根据流量监测设备243监测到的污染雨水的流量，控制电磁水泵231的功率，以保证污染雨水以恒定的速度自填料滤池240流出。

第一液位仪232设置在第二调节池230中，用于监测第二调节池230中的液位，控制器500根据该液位控制电磁水泵231的开启和关闭，具体地，当第二调节池230中的液位低于预设液位阈值例如0.5m时，控制器500控制电磁水泵231关闭，否则控制其开启。

继续参阅图2和图3，在本实施方式中，雨水运输机构300包括：导流井310、排水管320以及第二电磁阀330。

导流井310通过开口111与雨水汇入机构100(在本实施方式中，与沉砂池110)连通，排水管320与导流井310连通，第二电磁阀330连接排水管320与雨水收集机构400，第二电磁阀330的控制端与控制器500耦接，当雨水收集机构400中的液位低于液位阈值时，控制器500控制第二电磁阀330导通，否则控制第二电磁阀330关闭。

可选的，排水管320还可以将清洁雨水运输到雨水检查井600中。

继续参阅图4，在本实施方式中，雨水收集机构400具体包括：收集池410。

收集池410用于存储雨水运输机构300运输的清洁雨水与经过雨水净化机构200净化的污染雨水。

收集池410中设置有第二水质监测设备411、第二液位仪412以及提升水泵413。第二水质监测设备411与控制器500耦接，用于监测收集池410中的水质，可选的，智能化雨水处理系统还可以设置报警机构(图未示)，当收集池中的水质不达标、出现异常时，报警机构发出警报以通知相关人员进行检修。

第二液位仪412与控制器500耦接，用于监测收集池410中的液位。

提升水泵413用于将收集池410中的水提升出去，将收集池410中的水用于道路冲洗、绿地灌溉等，实现雨水资源的有效利用。

从上述内容可以看出，本申请中的沉砂池110、第一调节池210、第二调节池230以及收集池410能够起到降雨径流消峰调蓄的功能，能够有效缓解暴雨天路面积水的现象，其中以收集池410为主，也就是说，本申请中的智能化雨水处理系统除了具有智能分离清洁雨水与污染雨水、对污染雨水实现原位净化处理的功能外，还能够有效实现雨水的消峰、调蓄与利用。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能化雨水处理系统，其特征在于，包括：

雨水汇入机构，用于汇入雨水；

雨水净化机构，在所述雨水汇入机构中的所述雨水为污染雨水时与所述雨水汇入机构连通，用于导入所述污染雨水，并对所述污染雨水进行净化处理；

雨水运输机构，在所述雨水汇入机构中的所述雨水为清洁雨水时与所述雨水汇入机构连通，用于导入所述清洁雨水，并对所述清洁雨水进行运输；

雨水收集机构，用于收集所述雨水运输机构运输的所述清洁雨水与经过所述雨水净化机构净化的所述污染雨水；

控制器；

第一水质监测设备，设置在所述雨水汇入机构中，与所述控制器耦接，用于监测所述雨水汇入机构中所述雨水的水质；

第一电磁阀，连接所述雨水汇入机构与所述雨水净化机构，所述第一电磁阀的控制端与所述控制器耦接，当所述雨水汇入机构中的所述雨水为所述污染雨水时，所述控制器控制所述第一电磁阀导通，当所述雨水汇入机构中的所述雨水为所述清洁雨水时，所述控制器控制所述第一电磁阀关闭；

同时所述雨水汇入机构与所述雨水运输机构通过开口连接，当所述雨水汇入机构中的液位高于所述开口时，所述雨水自所述开口溢入所述雨水运输机构，其中，所述第一电磁阀在所述雨水汇入机构的高度小于所述开口在所述雨水汇入机构的高度。

2.根据权利要求1所述的智能化雨水处理系统，其特征在于，所述雨水汇入机构包括：

沉砂池，与所述第一电磁阀的输入端连接，用于汇入所述雨水；

过滤网，覆盖所述沉砂池的池口，用于过滤汇入所述沉砂池的所述雨水；

消能石，用于减缓流向所述过滤网的所述雨水的速度，其中沿着所述雨水的流向，所述消能石的底部与所述过滤网的顶部之间存在一预设高度。

3.根据权利要求1所述的智能化雨水处理系统，其特征在于，所述雨水净化机构包括：

第一调节池，与所述第一电磁阀的输出端连接，用于存储导入的所述污染雨水；

下沉式绿地，用于净化所述第一调节池中的所述污染雨水。

4.根据权利要求3所述的智能化雨水处理系统，其特征在于，

所述下沉式绿地沿水流下渗的方向依次包括植被层、土壤层、细填料层、中填料层以及粗填料层，

其中所述粗填料层中设置有穿孔导管，以将经过净化处理的所述污染雨水导出所述下沉式绿地。

5.根据权利要求4所述的智能化雨水处理系统，其特征在于，

所述雨水净化机构还包括虹吸管、轻质浮块、浮块导轨以及封水阀；

所述虹吸管的一端伸入所述第一调节池中，另一端伸入所述中填料层中，所述轻质浮块、所述浮块导轨与所述封水阀均设置在所述第一调节池中，且所述轻质浮块、所述封水阀分别与所述浮块导轨连接，当所述第一调节池中的液位上升溢流口时，所述封水阀在所述轻质浮块的带动下塞住所述虹吸管伸入所述第一调节池的一端，当所述第一调节池中的液位自所述溢流口下降时，所述封水阀在重力的作用下脱离所述虹吸管，从而所述虹吸管将所述第一调节池中的所述污染雨水导入所述下沉式绿地。

6.根据权利要求3所述的智能化雨水处理系统，其特征在于，所述雨水净化机构还包括：

第二调节池，与所述下沉式绿地连通，用于存储经过所述下沉式绿地净化过的所述污染雨水；

填料滤池，填充有滤料，用于深度过滤以及净化存储在所述第二调节池中的所述污染雨水；

电磁水泵，设置在所述第二调节池中，与所述控制器耦接，用于在所述控制器的控制下将所述第二调节池中的所述污染雨水运输到所述填料滤池中；

流量监测设备，与所述控制器耦接，用于监测从所述填料滤池流出的所述污染雨水的流量，以便所述控制器根据所述污染雨水的流量，控制所述电磁水泵的功率；

第一液位仪，与所述控制器耦接，用于监测所述第二调节池中的液位，以便所述控制器根据所述液位控制所述电磁水泵的开启和关闭。

7.根据权利要求6所述的智能化雨水处理系统，其特征在于，存储在所述第二调节池中的所述污染雨水自所述滤料的下方进入所述填料滤池。

8.根据权利要求6所述的智能化雨水处理系统，其特征在于，所述滤料包括钠性改沸石和海绵铁。

9.根据权利要求1所述的智能化雨水处理系统，其特征在于，所述雨水运输机构包括：

导流井，通过所述开口与所述雨水汇入机构连通；

排水管，与所述导流井连通；

第二电磁阀，连接所述排水管与所述雨水收集机构，所述第二电磁阀的控制端与所述控制器耦接，当所述雨水收集机构中的液位低于液位阈值时，所述控制器控制所述第二电磁阀打开，否则控制所述第二电磁阀关闭。

10.根据权利要求1所述的智能化雨水处理系统，其特征在于，所述雨水收集机构包括：

收集池，用于存储所述雨水运输机构运输的所述清洁雨水与经过所述雨水净化机构净化的所述污染雨水；

第二水质监测设备，设置在所述收集池中，与所述控制器耦接，用于监测所述收集池中的水质；

第二液位仪，设置在所述收集池中，与所述控制器耦接，用于监测所述收集池中的液位；

提升水泵，用于将所述收集池中的水提升出去。