CN110407356A - 一种海绵城市用雨水收集净化系统 - Google Patents

一种海绵城市用雨水收集净化系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种海绵城市用雨水收集净化系统，涉及雨水净化处理领域，其包括依次设置的雨水收集池、初步过滤装置、除菌装置、澄清池、过滤器以及净水收集池。本发明具有以下优点和效果：通过设置连续的过滤、杀菌、澄清和再次过滤程序，实现雨水的净化处理，降低雨水中的杂质含量和细菌含量，使得处理后的雨水可以直接利用，而不会对生态环境造成二次污染，从而维护生态平衡。

Description

一种海绵城市用雨水收集净化系统
技术领域
本发明涉及雨水净化处理领域，特别涉及一种海绵城市用雨水收集净化系统。
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”，其主要是下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用。
传统的海绵城市在收集雨水后，常常将雨水直接利用，此时雨水中携带的杂质和细菌将对生态环境造成二次污染，从而破坏生态平衡，有待改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种海绵城市用雨水收集净化系统，具有维护生态平衡的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种海绵城市用雨水收集净化系统，包括依次设置的雨水收集池、初步过滤装置、除菌装置、澄清池、过滤器以及净水收集池；所述初步过滤装置包括竖直设置的罐体，所述罐体的下端设置有进水口，且上端设置有出水口，并且所述罐体内由下到上依次设置有卵石垫层、石英砂滤料层以及无烟煤滤料层；所述除菌装置包括除菌池，所述除菌池的侧壁连通设置有进水管和出水管，所述进水管上设置有用于投放次氯酸钠粉末的投药装置，并且所述除菌池内设置有搅拌装置。
通过采用上述技术方案，当将上述收集净化系统应用于海绵城市时，利用雨水收集池对雨水进行收集，随后利用水泵将雨水注入初步过滤装置内，利用初步过滤装置对雨水中的泥沙进行过滤，然后再利用除菌装置对雨水进行杀菌处理，再利用澄清池对雨水进行混凝沉淀处理。最后再利用过滤器对雨水进行终极过滤后，将雨水注入净水收集池内，即可实现雨水的收集净化处理。当对雨水进行初步过滤时，雨水由下到上流动，并依次经过卵石垫层、石英砂滤料层、无烟煤滤料层，此时雨水内的大颗粒杂质被拦截，随后雨水再沿着出水口排出，完成污水的过滤。当对雨水进行杀菌处理时，利用投药装置向雨水内投放次氯酸钠粉末，同时利用搅拌装置对雨水进行充分搅拌后，实现雨水的杀菌处理。因此通过设置连续的过滤、杀菌、澄清和再次过滤程序，实现雨水的净化处理，降低雨水中的杂质含量和细菌含量，使得处理后的雨水可以直接利用，而不会对生态环境造成二次污染，从而维护生态平衡。
本发明的进一步设置为：所述卵石垫层的下方、所述卵石垫层与所述石英砂滤料层之间、所述石英砂滤料层与所述无烟煤滤料层之间、所述无烟煤滤料层上方均设置有滤网。
通过采用上述技术方案，通过设置滤网对各个滤层进行隔离，避免雨水将滤层冲散，并且通过设置滤网起到一定过滤作用，进而增大了雨水的初步过滤程度，提高了雨水处理后的清洁度。
本发明的进一步设置为：所述投药装置包括设置于所述进水管上的支架，所述支架上设置有上端开口的药箱，并且所述药箱上连通设置有储药斗；所述药箱内转动连接有转盘，所述药箱的外壁设置有用于驱动所述转盘旋转的伺服电机，所述转盘的两端面以及侧壁均抵触所述药箱的内侧壁；所述转盘的外壁设置有多个豁口，所述豁口沿所述转盘的周向方向均匀分布，并且所述药箱的下端与所述进水管之间连通设置有排药管。
通过采用上述技术方案，当向进水管内投药时，利用伺服电机带动转盘旋转，当转盘上的豁口连通药箱时，药箱内的药品滑落至豁口内，并储存在豁口内，同时转盘带动药品同步运动。当承载药品的豁口连通排药管时，药品沿着豁口滑落至排药管内，实现投药作业。因此通过设置间断性的豁口，实现药品的间歇性投放，实现雨水与药品的定量混合，同时使得两者的混合更加均匀，从而提高了雨水的杀菌效果，使得雨水的杀菌处理更加彻底。
本发明的进一步设置为：所述储药斗的上方设置有驱动杆，所述驱动杆的中部铰接于所述储药斗的上端面，所述驱动杆靠近所述储药斗中部的一端竖直且铰接设置有搅拌杆，所述搅拌杆位于所述药箱和所述储药斗内部，并且所述伺服电机的机轴上设置有用于控制所述驱动杆往复转动的驱动机构。
通过采用上述技术方案，当伺服电机工作时，伺服电机带动驱动机构同步工作，此时驱动机构控制驱动杆沿着铰接处上下往复转动，此时驱动杆带动搅拌杆同步运动，并对药箱和储药斗内的药品进行搅拌，避免药品出现拱塞现象。因此使得药品可以顺利向下排放，保持药品的排放量，实现雨水与药品的充分混合。
本发明的进一步设置为：所述驱动机构包括位于所述药箱外部的曲轴，并且所述曲轴位于所述伺服电机的机轴与所述转盘之间，所述曲轴上转动连接有摇杆，所述摇杆的上端设置有滑套，所述滑套滑动连接于所述驱动杆的外壁。
通过采用上述技术方案，当伺服电机的机轴旋转时，机轴带动曲轴同步转动，此时曲轴带动摇杆上下往复运动，同时摇杆带动滑套同步运动，从而实现驱动杆的运动控制。驱动机构的机构简洁，并且运动过程相对稳定，因此可以实现驱动杆的稳定控制。
本发明的进一步设置为：所述搅拌杆的外壁均布有若干尖刺，所述尖刺呈倾斜向上设置。
通过采用上述技术方案，通过设置尖刺，增大搅拌杆的搅拌效果，从而使得药品可以顺利向下排放。
本发明的进一步设置为：所述搅拌装置包括设置于所述除菌池上的支撑架，所述支撑架的下端面的中部竖直转动连接有主动轴，所述支撑架上设置有用于控制所述主动轴旋转的驱动电机；所述支撑架的下端面还竖直转动连接有多个从动轴，多个所述从动轴均匀分布于所述主动轴的四周位置；所述主动轴的上端外壁设置有主动齿轮，所述从动轴的上端外壁设置有与所述主动齿轮啮合的从动齿轮，并且所述主动轴和所述从动轴的下端均设置有搅拌桨。
通过采用上述技术方案，当搅拌装置工作时，利用驱动电机驱动主动轴旋转，此时主动轴带动主动齿轮同步旋转，主动齿轮带动与其啮合的从动齿轮共同转动，与此同时，主动轴以及从动轴带动搅拌桨同步旋转。由于主动齿轮与从动齿轮相互啮合，因此主动轴和从动轴的转动方向相反，即主动轴和从动轴上搅拌桨的转动方向相反，因此当对雨水进行搅拌时，雨水在除菌池内翻滚，从而可以提高雨水与药品的混合效果，实现两者的充分混合，提高雨水的杀菌效果。
本发明的进一步设置为：所述搅拌桨包括安装座、多个沿所述安装座周向方向均匀分布的搅拌叶片，多个所述搅拌叶片的一端固定于所述安装座的侧壁，且另一端呈上下交错状设置。
通过采用上述技术方案，通过设置上下交错的搅拌叶片，进一步提高了雨水与药品的混合效果，并提高了搅拌效率，提高雨水的杀菌效果。
本发明的进一步设置为：所述过滤器包括上端开口的滤筒、设置于所述滤筒上端的压盖，所述滤筒的下端设置有进水端，且上端设置有出水端，所述滤筒内设置有滤芯，所述滤芯的截面直径由上到下呈渐缩状设置。
通过采用上述技术方案，当对雨水进行最终过滤时，将雨水沿着进水端压入滤筒内，然后经过滤芯过滤后，将纯净的雨水沿着出水端排出。又通过设置上端大下端小的滤芯，使得压入滤筒内的雨水可以快速的沿着滤芯侧壁进入滤芯内部，从而提高了雨水最终过滤时的处理速率。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过设置连续的过滤、杀菌、澄清和再次过滤程序，实现雨水的净化处理，降低雨水中的杂质含量和细菌含量，使得处理后的雨水可以直接利用，而不会对生态环境造成二次污染，从而维护生态平衡；
2.通过设置间歇性投药的投药装置，实现雨水与药品的定量混合，同时使得两者的混合更加均匀，从而提高了雨水的杀菌效果，使得雨水的杀菌处理更加彻底；
3.通过设置搅拌杆对药箱和储药斗内的药品进行搅拌，避免药品出现拱塞现象，因此使得药品可以顺利向下排放，保持药品的排放量，实现雨水与药品的充分混合；
4.通过设置高搅拌效果的搅拌装置，提高雨水与药品的混合效果，实现两者的充分混合，提高雨水的杀菌效果；
5.通过设置高处理效率的过滤器，提高雨水最终过滤时的处理速率。
附图说明
图1是实施例的结构示意图；
图2是实施例的初步过滤装置的结构示意图；
图3是实施例的除菌装置的结构示意图；
图4是实施例的投药装置和驱动机构的结构示意图；
图5是实施例的药箱的内部结构示意图；
图6是实施例的搅拌装置的结构示意图；
图7是实施例的过滤器的结构示意图。
附图标记：1、雨水收集池；2、初步过滤装置；21、罐体；22、进水口；23、出水口；24、卵石垫层；25、石英砂滤料层；26、无烟煤滤料层；27、滤网；3、除菌装置；31、除菌池；32、进水管；33、出水管；4、澄清池；5、过滤器；51、滤筒；52、压盖；53、进水端；54、出水端；55、滤芯；6、净水收集池；7、投药装置；71、支架；72、药箱；73、储药斗；731、驱动杆；732、搅拌杆；733、尖刺；74、转盘；75、伺服电机；76、豁口；77、排药管；8、搅拌装置；81、支撑架；82、主动轴；83、驱动电机；84、从动轴；85、主动齿轮；86、从动齿轮；87、搅拌桨；88、安装座；89、搅拌叶片；9、驱动机构；91、曲轴；92、摇杆；93、滑套。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示：一种海绵城市用雨水收集净化系统，包括依次设置的雨水收集池1、初步过滤装置2、除菌装置3、澄清池4、过滤器5以及净水收集池6。
当将上述收集净化系统应用于海绵城市时，利用雨水收集池1对雨水进行收集。随后再利用水泵将雨水收集池1内的雨水注入初步过滤装置2内，利用初步过滤装置2对雨水中的泥沙进行过滤。
然后再利用除菌装置3对雨水进行杀菌处理后，再利用澄清池4对雨水进行混凝沉淀处理。最后再利用过滤器5对雨水进行终极过滤后，将雨水注入净水收集池6内，即可实现雨水的收集净化处理。
如图2所示：初步过滤装置2包括竖直设置的罐体21，罐体21的下端设置有进水口22，且上端设置有出水口23。罐体21内由下到上依次设置有卵石垫层24、石英砂滤料层25以及无烟煤滤料层26。
如图2所示：卵石垫层24的下方、卵石垫层24与石英砂滤料层25之间、石英砂滤料层25与无烟煤滤料层26之间、无烟煤滤料层26上方均设置有滤网27。
当对雨水进行初步过滤时，将雨水沿着进水口22注入罐体21内，此时雨水由下到上流动，并依次经过卵石垫层24、石英砂滤料层25、无烟煤滤料层26以及多层滤网27。此时雨水内的大颗粒杂质被拦截，并且随后雨水再沿着出水口23排出，完成污水的过滤。
由于各个滤层在自身的重力作用下，使得各个滤层自动形成上疏下密状态，因此当雨水由下到上流动时，可对杂质进行拦截吸附，进而提高雨水的过滤程度。同时杂质在自身的重力作用下会向下运动，进而降低处理后雨水内的杂质含量，从而提高雨水的初步过滤效果。
如图3所示：除菌装置3包括除菌池31，除菌池31的侧壁连通设置有进水管32和出水管33，进水管32上设置有用于投放次氯酸钠粉末的投药装置7，并且除菌池31内设置有搅拌装置8。
当对雨水进行杀菌处理时，将雨水沿着进水管32排入除菌池31内，同时利用投药装置7向雨水内投放次氯酸钠粉末，并利用搅拌装置8对雨水进行充分搅拌后，即可实现雨水的杀菌处理。
如图3、图4所示：投药装置7包括设置于进水管32上的支架71，支架71上设置有上端开口的药箱72，药箱72的下端呈半圆状且上端呈直筒状，并且药箱72上连通设置有储药斗73。
如图4、图5所示：药箱72内转动连接有转盘74，药箱72的外壁设置有用于驱动转盘74旋转的伺服电机75，转盘74的两端面抵触药箱72的内侧壁，并且转盘74的外边缘位置与药箱72的另外两侧内壁抵触相切。
如图4、图5所示：转盘74的外壁设置有多个豁口76，多个豁口76沿转盘74的周向方向均匀分布，并且药箱72的下端与进水管32之间连通设置有排药管77。
当向进水管32内投药时，利用伺服电机75带动转盘74旋转，并且当转盘74上的豁口76位于转盘74的上方位置时，豁口76连通药箱72，此时药箱72内的药品滑落至豁口76内，并储存在豁口76内，同时随着转盘74的继续转动，转盘74带动药品同步运动。
当承载药品的豁口76运动至转盘74的下方位置时，豁口76连通排药管77，此时药品即可沿着豁口76滑落至排药管77内，实现药品的间歇性投药作业，从而实现雨水与药品的定量混合，使得两者的混合更加均匀，提高了雨水的杀菌效果。
如图3、图6所示：搅拌装置8包括设置于除菌池31上的支撑架81，支撑架81的下端面的中部竖直转动连接有主动轴82，并且支撑架81上设置有用于控制主动轴82旋转的驱动电机83。
如图6所示：支撑架81的下端面还竖直转动连接有多个从动轴84，多个从动轴84均匀分布于主动轴82的四周位置。
如图6所示：主动轴82的上端外壁设置有主动齿轮85，从动轴84的上端外壁设置有与主动齿轮85啮合的从动齿轮86，并且主动轴82和从动轴84的下端均设置有搅拌桨87。
如图6所示：搅拌桨87包括安装座88、多个沿安装座88周向方向均匀分布的搅拌叶片89，多个搅拌叶片89的一端固定于安装座88的侧壁，且另一端呈上下交错状设置。
当对雨水和药品进行搅拌时，利用驱动电机83驱动主动轴82旋转，此时主动轴82带动主动齿轮85同步旋转，并且主动齿轮85带动多个与其啮合的从动齿轮86共同转动。
与此同时，主动轴82以及从动轴84带动搅拌桨87同步旋转，当搅拌桨87旋转时，安装座88带动多个上下交错设置的搅拌叶片89同步旋转，实现雨水和药品的充分搅拌。
由于主动齿轮85与从动齿轮86相互啮合，因此主动轴82和从动轴84的转动方向相反，即主动轴82和从动轴84上搅拌桨87的转动方向相反。因此当对除菌池31内的雨水进行搅拌时，雨水在除菌池31内翻滚，从而可以提高雨水与药品的混合效果，实现两者的充分混合，提高雨水的杀菌效果。
如图4所示：储药斗73的上方设置有驱动杆731，驱动杆731的中部铰接于储药斗73的上端面。驱动杆731靠近储药斗73中部的一端铰接有搅拌杆732，搅拌杆732的外壁均布有若干尖刺733，并且尖刺733呈倾斜向上设置。
如图4所示：搅拌杆732呈竖直状位于药箱72和储药斗73内部，并且伺服电机75的机轴上还设置有用于控制驱动杆731往复转动的驱动机构9。
当投药装置7工作时，伺服电机75带动驱动机构9同步工作，此时驱动机构9控制驱动杆731沿着铰接处上下往复转动，此时驱动杆731带动搅拌杆732同步运动。与此同时，利用搅拌杆732和尖刺733对药箱72和储药斗73内的药品进行搅拌，避免药品出现拱塞现象，从而使得药品可以顺利向下排放。
如图4所示：驱动机构9包括位于药箱72外部的曲轴91，并且曲轴91位于伺服电机75的机轴与转盘74之间。曲轴91上转动连接有摇杆92，摇杆92的上端设置有滑套93，滑套93滑动连接于驱动杆731的外壁。
当伺服电机75的机轴旋转时，机轴带动曲轴91同步转动，由于摇杆92与曲柄转动连接，因此曲轴91带动摇杆92上下往复运动，并且摇杆92带动滑套93同步上下往复运动，此时即可实现驱动杆731上下往复运动的控制。
如图7所示：过滤器5包括上端开口的滤筒51、设置于滤筒51上端的压盖52，滤筒51的下端设置有进水端53，且上端设置有出水端54。滤筒51内设置有滤芯55，滤芯55的截面直径由上到下呈渐缩状设置。
当对雨水进行最终过滤时，将雨水沿着进水端53压入滤筒51内，然后经过滤芯55过滤后，将纯净的雨水沿着出水端54排出。因为滤芯55的上端大且下端小，因此雨水进入滤筒51内时，雨水可以快速的沿着滤芯55侧壁进入滤芯55内部，从而提高了雨水最终过滤时的处理速率。
工作原理：当将上述收集净化系统应用于海绵城市时，利用雨水收集池1对雨水进行收集，随后利用初步过滤装置2对雨水中的泥沙进行过滤。然后再利用除菌装置3对雨水进行杀菌处理，再利用澄清池4对雨水进行混凝沉淀处理。最后再利用过滤器5对雨水进行终极过滤后，将雨水注入净水收集池6内，即可实现雨水的收集净化处理。
具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种海绵城市用雨水收集净化系统，其特征在于：包括依次设置的雨水收集池(1)、初步过滤装置(2)、除菌装置(3)、澄清池(4)、过滤器(5)以及净水收集池(6)；
所述初步过滤装置(2)包括竖直设置的罐体(21)，所述罐体(21)的下端设置有进水口(22)，且上端设置有出水口(23)，并且所述罐体(21)内由下到上依次设置有卵石垫层(24)、石英砂滤料层(25)以及无烟煤滤料层(26)；
所述除菌装置(3)包括除菌池(31)，所述除菌池(31)的侧壁连通设置有进水管(32)和出水管(33)，所述进水管(32)上设置有用于投放次氯酸钠粉末的投药装置(7)，并且所述除菌池(31)内设置有搅拌装置(8)。
2.根据权利要求1所述的一种海绵城市用雨水收集净化系统，其特征在于：所述卵石垫层(24)的下方、所述卵石垫层(24)与所述石英砂滤料层(25)之间、所述石英砂滤料层(25)与所述无烟煤滤料层(26)之间、所述无烟煤滤料层(26)上方均设置有滤网(27)。
3.根据权利要求1所述的一种海绵城市用雨水收集净化系统，其特征在于：所述投药装置(7)包括设置于所述进水管(32)上的支架(71)，所述支架(71)上设置有上端开口的药箱(72)，并且所述药箱(72)上连通设置有储药斗(73)；
所述药箱(72)内转动连接有转盘(74)，所述药箱(72)的外壁设置有用于驱动所述转盘(74)旋转的伺服电机(75)，所述转盘(74)的两端面以及侧壁均抵触所述药箱(72)的内侧壁；
所述转盘(74)的外壁设置有多个豁口(76)，所述豁口(76)沿所述转盘(74)的周向方向均匀分布，并且所述药箱(72)的下端与所述进水管(32)之间连通设置有排药管(77)。
4.根据权利要求3所述的一种海绵城市用雨水收集净化系统，其特征在于：所述储药斗(73)的上方设置有驱动杆(731)，所述驱动杆(731)的中部铰接于所述储药斗(73)的上端面，所述驱动杆(731)靠近所述储药斗(73)中部的一端竖直且铰接设置有搅拌杆(732)，所述搅拌杆(732)位于所述药箱(72)和所述储药斗(73)内部，并且所述伺服电机(75)的机轴上设置有用于控制所述驱动杆(731)往复转动的驱动机构(9)。
5.根据权利要求4所述的一种海绵城市用雨水收集净化系统，其特征在于：所述驱动机构(9)包括位于所述药箱(72)外部的曲轴(91)，并且所述曲轴(91)位于所述伺服电机(75)的机轴与所述转盘(74)之间，所述曲轴(91)上转动连接有摇杆(92)，所述摇杆(92)的上端设置有滑套(93)，所述滑套(93)滑动连接于所述驱动杆(731)的外壁。
6.根据权利要求5所述的一种海绵城市用雨水收集净化系统，其特征在于：所述搅拌杆(732)的外壁均布有若干尖刺(733)，所述尖刺(733)呈倾斜向上设置。
7.根据权利要求1所述的一种海绵城市用雨水收集净化系统，其特征在于：所述搅拌装置(8)包括设置于所述除菌池(31)上的支撑架(81)，所述支撑架(81)的下端面的中部竖直转动连接有主动轴(82)，所述支撑架(81)上设置有用于控制所述主动轴(82)旋转的驱动电机(83)；
所述支撑架(81)的下端面还竖直转动连接有多个从动轴(84)，多个所述从动轴(84)均匀分布于所述主动轴(82)的四周位置；
所述主动轴(82)的上端外壁设置有主动齿轮(85)，所述从动轴(84)的上端外壁设置有与所述主动齿轮(85)啮合的从动齿轮(86)，并且所述主动轴(82)和所述从动轴(84)的下端均设置有搅拌桨(87)。
8.根据权利要求7所述的一种海绵城市用雨水收集净化系统，其特征在于：所述搅拌桨(87)包括安装座(88)、多个沿所述安装座(88)周向方向均匀分布的搅拌叶片(89)，多个所述搅拌叶片(89)的一端固定于所述安装座(88)的侧壁，且另一端呈上下交错状设置。
9.根据权利要求1所述的一种海绵城市用雨水收集净化系统，其特征在于：所述过滤器(5)包括上端开口的滤筒(51)、设置于所述滤筒(51)上端的压盖(52)，所述滤筒(51)的下端设置有进水端(53)，且上端设置有出水端(54)，所述滤筒(51)内设置有滤芯(55)，所述滤芯(55)的截面直径由上到下呈渐缩状设置。
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