CN110409552A - 雨水和生活用水二次利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环保设备领域，涉及污水回收技术领域，尤其是雨水和生活用水二次利用系统，包括一清水池，该清水池的进水端和自来水管路相连通，所述清水池前端还分别连接有雨水回收清洁系统和生活用水回收清洁系统，所述雨水回收清洁系统包括顺次安装的集水槽、雨水收集池、雨水过滤池和雨水消毒池，该雨水消毒池的出水端和清水池的进水端相连通；所述生活用水回收清洁系统包括顺次安装的污水收集池、污水沉淀池、人工湿地、污水过滤池和污水消毒池，该污水消毒池的出水端和清水池的进水端相连通，所述清水池汇集经处理后的雨水和生活用水，市政水管为清水池辅助补充，该清水池的出水端和用水设备相连通。
Description
技术领域
本发明属于环保设备领域，涉及污水回收技术领域，尤其是雨水和生活用水二次利用系统。
背景技术
水是人类活动不可缺少的资源，然而，我国水资源严重缺乏，使我国的经济、各国的经济、社会和科技发展都面临着严峻考验，因此，节约用水刻不容缓。目前我国厕所用水占了整了生活用水的40％以上，因此，寻找新的厕所用水来源很有必要。雨水作为重要的自然资源，污染低、处理容易即可做为冲厕水。除此之外，农村生活污水例如洗菜水和洗衣水等，经过一定的处理可以做为冲厕水。但是，目前，农村生活污水及净化处理技术都不完善，导致我国农村生活污水和雨水的利用率低。
因此，人们试图对上述技术方案进行改进。中国专利文献CN 205421399 U提供了《雨水冲厕供水器》，它包括集水槽和水箱，其中集水槽顶部开口并配合有挡网，底部设置有出水口；出水口通过输水管与水箱连接，在该水箱上设置有多个送水管路并配合有相应的阀门。通过集水槽、挡网、出水口、水箱以及送水管路等的配合，能够将雨水收集起来作为冲厕水，能够节约水资源。中国专利文献CN 206971321 U提供了《生活废水回收冲厕节水系统》，该系统包括储水器，储水器包括自来水箱、污水箱和控制阀，储水器设置在洗漱台下方，适合高校宿舍间广泛应用，达到节省大量的水资源的目的。
对于雨水而言，农村雨水主要包括屋面、道路和渗透型地面三种回流介质。屋面和道路径流系数大，雨水径流量大，但是根据我国目前农村卫生情况，道路雨水中COD高达3000mg/L；而渗透型地面有基本以渗透为主，收集量有限；因此以上3种回流介质比较，屋面雨水水质较好、净流量大、便于收集利用，因此本农村雨水及生活污水回收式水冲厕所主要收集农村屋顶雨水进行冲厕。而对于屋顶雨水而言，初期雨水对屋顶尘埃等污染物进行冲刷，因此前期雨水存在较高的污染物，处理难度大成本高，且回流量低，本发明的雨水及生活污水回收式水冲厕所通过弃流阀气流前2mm的弃流量，大大降低了后期处理难度，节约处理成本。中国专利文献CN 205421399 U提供了《雨水冲厕供水器》，此供水器只存在两个过滤装置，但是不能去除雨水中的有害病原菌，雨水回收冲厕雨水会存在与人体直接接触的机会，而水生病原体能通过吸入、摄入、皮肤接触而感染人体，因此，为降低公共卫生风险，除去雨水中无机和有机污染物外，雨水冲厕的致病菌也应该重视。
2016年，全国农村生活污水产生量为83.51亿～125.26亿立方米，而仅有20％的行政村对生活污水进行处理，其余基本直接排放到环境中，这既是一种水资源的浪费同时又严重影响了农村人居环境。大量研究表明生活污水所含的污染物主要是有机物(如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等)和大量病原微生物(如寄生虫卵和肠道传染病毒等)，若生活污水处理不到位，即使用来冲厕后也可能会造成二次污染。因此，与雨水相比，生活污水冲厕前需要更加复杂的处理过程。中国专利文献CN 206971321 U提供了《生活废水回收冲厕节水系统》，但是此系统没有对生活污水进行系统的处理，会人体有很强的安全隐患；除此之外，这一系统仅仅适合高校宿舍间，其适应范围具有很强的局限性，因此，以上两种技术方案的性价比较低，导致其在农村没有实用价值。因此，研究能够适应农村这一大环境下的雨水及生活污水回收式水冲厕所技术方案意义重大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，有效对于雨水和生活用水进行收集、处理，归集的雨水和生活用水二次利用系统。
本发明采取的技术方案是：
雨水和生活用水二次利用系统，包括一清水池，该清水池的进水端和自来水管路相连通，其特征在于：所述清水池前端还分别连接有雨水回收清洁系统和生活用水回收清洁系统，所述雨水回收清洁系统包括顺次安装的集水槽、雨水收集池、雨水过滤池和雨水消毒池，该雨水消毒池的出水端和清水池的进水端相连通；所述生活用水回收清洁系统包括顺次安装的污水收集池、污水沉淀池、人工湿地、污水过滤池和污水消毒池，该污水消毒池的出水端和清水池的进水端相连通，所述清水池汇集经处理后的雨水和生活用水，市政水管为清水池辅助补充，该清水池的出水端和用水设备相连通。
而且，所述集水槽分别布置在建筑顶部和开放区域用于承接雨水，在布设集水槽的区域内安装有一天气信息收集装置，该天气信息收集装置内置有天气信息收集模块，所述天气信息收集模块的信号输出端连接有一中控单元。
而且，所述雨水收集池内底部安装有一外排管，该外排管内安装有电磁阀门和流量计，所述电磁阀门的控制端和中控单元相连通。
而且，所述雨水过滤池内安装有过滤罐，该过滤罐内包括可替换的滤芯和反冲器，所述过滤罐内安装有压力传感器，该压力传感器用于检测滤芯内外之间的压力差，所述压力传感器的信号输出端与中控单元相连接，中控单元和反冲器的控制端相连接。
而且，所述雨水消毒池内安装有一液位传感器和一内置有次氯酸钠的容置箱，所述液位传感器用于实时检测雨水消毒池内的水位高度，该液位传感器的信号输出端和中控单元相连接，所述容置箱制有一出液口，该出液口和一抽液泵相连接，所述出液口内安装有流量计和电磁阀门，流量计用于检测由容置箱导出的液体流量。
而且，所述污水过滤池内安装有过滤罐，该过滤罐内包括可替换的滤芯和反冲器，所述过滤罐内安装有压力传感器，该压力传感器用于检测滤芯内外之间的压力差，所述压力传感器的信号输出端与中控单元相连接，中控单元和反冲器的控制端相连接。
而且，所述污水消毒池内安装有一液位传感器和一内置有次氯酸钠的容置箱，所述液位传感器用于实时检测雨水消毒池内的水位高度，该液位传感器的信号输出端和中控单元相连接，所述容置箱制有一出液口，该出液口和一抽液泵相连接，所述出液口内安装有流量计和电磁阀门，流量计用于检测由容置箱导出的液体流量。
而且，所述清水池内的进水端安装有一电磁阀门，通过该电磁阀门可与自来水管路相连通，所述清水池和一外循环管路相连通，清水池和外循环管路的连通位置安装有离心泵，该离心泵的控制端和中控单元相连通。
而且，所述人工湿地内种植由水生植物，该水生植物用于吸收污水中的氮磷元素。
本发明的优点和积极效果是：
本发明中，包括一清水池，该清水池的进水端分别和自来水管路，雨水回收清洁系统和生活用水回收清洁系统相连接，形成一三种水源供水的用水系统，其中将生活用水回收清洁系统作为主要水源，在节省水资源的前提下，还可解决现有农村环境中水体污染和无序外排的问题，雨水回收清洁系统，则可在雨季等降水较多的时间对居民用水进行补充，自来水管路则在生活用水量低且雨水存量不足时对用水进行补充。
本发明中，集水槽用于布设在建筑的外围顶部或开放式的公共区域内，用于收集自然降水，并将其引导至雨水收集池内；雨水收集池用于对多个集水槽内的雨水进行收集和存储，在降雨初期，空气中的污染物质或颗粒会在随雨水降落累积，该部分降水污染物含量高，不利于处理和二次利用，因此，在雨水收集池内安装外排管用于将该部分雨水排出，另外，该外排管还可用于将雨水收集池内的沉积的水分排出；雨水过滤池内安装有过滤设备，用于对由雨水收集池导出的水分进行过滤和处理，其中配备的压力传感器用于检测滤芯内外的压力差，当其差异超过预设阈值时，则启动反冲器对滤芯进行反冲，进而保证滤芯的过滤效果，当反冲后压力差无法恢复在阈值内时，则需要更换滤芯；雨水消毒池内制的液位传感器用于实时监测雨水消毒池的内水位变化，当由雨水过滤池导出的水量达到液位传感器预设的阈值时，则通过抽液泵将容置箱内置的次氯酸钠溶液导出，当流量计检测到导出的溶液流量与水位的增量适配时，则向电磁阀门输出控制命令，使其闭合，保证次氯酸钠与水的比例始终维持在一较为恒定的值，保证水分处于弱碱性状态，有效移至细菌的滋生，保证水体的清洁。
本发明中，污水收集池用于对生活用水进行收集，并在污水沉淀池进行预处理和沉淀，生活用水存在其特殊性，如洗碗水，洗菜水等里面富含大量的氮磷元素，但目前没有专门处理氮磷元素的装置，如这些水直接外排，则容易导致外部水体的富营养化，因此，其配合布置有人工湿地，在人工湿地内种植水生植物，可有效吸附水体中的氮磷元素，将经沉淀池处理后的水分导通至人工湿地的进水一侧作为补充水源，人工湿地的排水一侧则与污水过滤池和污水消毒池导通，实现生活用水的过滤和消毒，并最终导入至清水池中。
本发明中，中控单元用于对雨水回收清洁系统和生活用水回收清洁的采集流量计、液位传感器、压力传感器等检测装置的数据，并对电磁阀、抽液泵、反冲器等装置进行控制，形成一结构完整，配合紧密的系统中。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的模块示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
雨水和生活用水二次利用系统，包括一清水池7，该清水池的进水端和自来水管路9相连通，本发明的创新在于，所述清水池前端还分别连接有雨水回收清洁系统和生活用水回收清洁系统，所述雨水回收清洁系统包括顺次安装的集水槽4、雨水收集池5、雨水过滤池6和雨水消毒池5，该雨水消毒池的出水端和清水池的进水端相连通；所述生活用水回收清洁系统包括顺次安装的污水收集池14、污水沉淀池13、人工湿地12、污水过滤池11和污水消毒池10，该污水消毒池的出水端和清水池的进水端相连通，所述清水池汇集经处理后的雨水和生活用水，市政水管为清水池辅助补充，该清水池的出水端和坐便器，冲水器等用水设备8相连通。
本实施例中，所述集水槽分别布置在建筑顶部3和开放区域用于承接雨水，在布设集水槽的区域内安装有一天气信息收集装置1，该天气信息收集装置内置有天气信息收集模块，所述天气信息收集模块的信号输出端连接有一中控单元。
本实施例中，所述雨水收集池内底部安装有一外排管，该外排管内安装有电磁阀门和流量计，所述电磁阀门的控制端和中控单元相连通。
本实施例中，所述雨水过滤池内安装有过滤罐，该过滤罐内包括可替换的滤芯和反冲器，所述过滤罐内安装有压力传感器，该压力传感器用于检测滤芯内外之间的压力差，所述压力传感器的信号输出端与中控单元相连接，中控单元和反冲器的控制端相连接。
本实施例中，所述雨水消毒池内安装有一液位传感器和一内置有次氯酸钠的容置箱，所述液位传感器用于实时检测雨水消毒池内的水位高度，该液位传感器的信号输出端和中控单元相连接，所述容置箱制有一出液口，该出液口和一抽液泵相连接，所述出液口内安装有流量计和电磁阀门，流量计用于检测由容置箱导出的液体流量。
本实施例中，所述污水过滤池内安装有过滤罐，该过滤罐内包括可替换的滤芯和反冲器，所述过滤罐内安装有压力传感器，该压力传感器用于检测滤芯内外之间的压力差，所述压力传感器的信号输出端与中控单元相连接，中控单元和反冲器的控制端相连接。
本实施例中，所述污水消毒池内安装有一液位传感器和一内置有次氯酸钠的容置箱，所述液位传感器用于实时检测雨水消毒池内的水位高度，该液位传感器的信号输出端和中控单元相连接，所述容置箱制有一出液口，该出液口和一抽液泵相连接，所述出液口内安装有流量计和电磁阀门，流量计用于检测由容置箱导出的液体流量。
本实施例中，所述清水池内的进水端安装有一电磁阀门，通过该电磁阀门可与自来水管路相连通，所述清水池和一外循环管路相连通，清水池和外循环管路的连通位置安装有离心泵，该离心泵的控制端和中控单元相连通。
本实施例中，所述人工湿地内种植由水生植物，该水生植物用于吸收污水中的氮磷元素。
本实施例中，天气信息收集模块采用，北京中西远大科技有限公司生产的动雨量站，型号:M30232。
本实施例中，外排管安装的流量计采用武汉德希科技有限公司生产的DX-LSX-1多普勒超声波流量计，其根据雨水收集池的体积预设需外排的降水初期的水量，优选采用3mm的弃流量。
本实施例中，过滤罐采用活性炭作为滤芯的吸附层，当滤层阻力达到0.04MPa时，需要进行反洗，反洗强度10L/m2*s，反冲洗时间4-6分钟，定期更换活性炭滤料，一般3-6个月更换一次，视情况而定。
本实施例中，液位传感器采用江苏宏恒电子科技发展有限公司生产的液位传感器，型号：500122。
本实施例中，容置箱内置的氯酸钠浓度优选为次氯酸钠5mg/L。
本发明的工作过程是：
本发明中，集水槽用于布设在建筑的外围顶部或开放式的公共区域内，用于收集自然降水，并将其引导至雨水收集池内；雨水收集池用于对多个集水槽内的雨水进行收集和存储，在降雨初期，空气中的污染物质或颗粒会在随雨水降落累积，该部分降水污染物含量高，不利于处理和二次利用，因此，在雨水收集池内安装外排管用于将该部分雨水排出，另外，该外排管还可用于将雨水收集池内的沉积的水分排出；雨水过滤池内安装有过滤设备，用于对由雨水收集池导出的水分进行过滤和处理，其中配备的压力传感器用于检测滤芯内外的压力差，当其差异超过预设阈值时，则启动反冲器对滤芯进行反冲，进而保证滤芯的过滤效果，当反冲后压力差无法恢复在阈值内时，则需要更换滤芯；雨水消毒池内制的液位传感器用于实时监测雨水消毒池的内水位变化，当由雨水过滤池导出的水量达到液位传感器预设的阈值时，则通过抽液泵将容置箱内置的次氯酸钠溶液导出，当流量计检测到导出的溶液流量与水位的增量适配时，则向电磁阀门输出控制命令，使其闭合，保证次氯酸钠与水的比例始终维持在一较为恒定的值，保证水分处于弱碱性状态，有效移至细菌的滋生，保证水体的清洁。
本发明中，污水收集池用于对生活用水进行收集，并在污水沉淀池进行预处理和沉淀，生活用水存在其特殊性，如洗碗水，洗菜水等里面富含大量的氮磷元素，但目前没有专门处理氮磷元素的装置，如这些水直接外排，则容易导致外部水体的富营养化，因此，其配合布置有人工湿地，在人工湿地内种植水生植物，可有效吸附水体中的氮磷元素，将经沉淀池处理后的水分导通至人工湿地的进水一侧作为补充水源，人工湿地的排水一侧则与污水过滤池和污水消毒池导通，实现生活用水的过滤和消毒，并最终导入至清水池中。
本发明中，安装的天气信息收集模块用于采集相应区域内实时的降雨信息，当其接收到降雨信息时，则可将雨水收集池内外排管的电磁阀门开启，进而将陈旧的雨水排出，清空雨水收集池，收纳新的降水。
Claims (9)
1.雨水和生活用水二次利用系统，包括一清水池，该清水池的进水端和自来水管路相连通，其特征在于：所述清水池前端还分别连接有雨水回收清洁系统和生活用水回收清洁系统，所述雨水回收清洁系统包括顺次安装的集水槽、雨水收集池、雨水过滤池和雨水消毒池，该雨水消毒池的出水端和清水池的进水端相连通；所述生活用水回收清洁系统包括顺次安装的污水收集池、污水沉淀池、人工湿地、污水过滤池和污水消毒池，该污水消毒池的出水端和清水池的进水端相连通，所述清水池汇集经处理后的雨水和生活用水，市政水管为清水池辅助补充，该清水池的出水端和用水设备相连通。
2.根据权利要求1所述的雨水和生活用水二次利用系统，其特征在于：所述集水槽分别布置在建筑顶部和开放区域用于承接雨水，在布设集水槽的区域内安装有一天气信息收集装置，该天气信息收集装置内置有天气信息收集模块，所述天气信息收集模块的信号输出端连接有一中控单元。
3.根据权利要求2所述的雨水和生活用水二次利用系统，其特征在于：所述雨水收集池内底部安装有一外排管，该外排管内安装有电磁阀门和流量计，所述电磁阀门的控制端和中控单元相连通。
4.根据权利要求2所述的雨水和生活用水二次利用系统，其特征在于：所述雨水过滤池内安装有过滤罐，该过滤罐内包括可替换的滤芯和反冲器，所述过滤罐内安装有压力传感器，该压力传感器用于检测滤芯内外之间的压力差，所述压力传感器的信号输出端与中控单元相连接，中控单元和反冲器的控制端相连接。
5.根据权利要求2所述的雨水和生活用水二次利用系统，其特征在于：所述雨水消毒池内安装有一液位传感器和一内置有次氯酸钠的容置箱，所述液位传感器用于实时检测雨水消毒池内的水位高度，该液位传感器的信号输出端和中控单元相连接，所述容置箱制有一出液口，该出液口和一抽液泵相连接，所述出液口内安装有流量计和电磁阀门，流量计用于检测由容置箱导出的液体流量。
6.根据权利要求2所述的雨水和生活用水二次利用系统，其特征在于：所述污水过滤池内安装有过滤罐，该过滤罐内包括可替换的滤芯和反冲器，所述过滤罐内安装有压力传感器，该压力传感器用于检测滤芯内外之间的压力差，所述压力传感器的信号输出端与中控单元相连接，中控单元和反冲器的控制端相连接。
7.根据权利要求2所述的雨水和生活用水二次利用系统，其特征在于：所述污水消毒池内安装有一液位传感器和一内置有次氯酸钠的容置箱，所述液位传感器用于实时检测雨水消毒池内的水位高度，该液位传感器的信号输出端和中控单元相连接，所述容置箱制有一出液口，该出液口和一抽液泵相连接，所述出液口内安装有流量计和电磁阀门，流量计用于检测由容置箱导出的液体流量。
8.根据权利要求2所述的雨水和生活用水二次利用系统，其特征在于：所述清水池内的进水端安装有一电磁阀门，通过该电磁阀门可与自来水管路相连通，所述清水池和一外循环管路相连通，清水池和外循环管路的连通位置安装有离心泵，该离心泵的控制端和中控单元相连通。
9.根据权利要求2所述的雨水和生活用水二次利用系统，其特征在于：所述人工湿地内种植由水生植物，该水生植物用于吸收污水中的氮磷元素。
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