CN110482726A - 一种以城市中小型河流为水源的净化系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种以城市中小型河流为水源的净化系统，包括罐一和罐二，在罐一、罐二的盖体上都设有环状壁，环状壁中部为透水支撑层，在透水支撑层上方是砂层，在透水支撑层下方是水室，水室内设有多个与下方罐体相通的渗透装置；这种净化系统置于城市中小型河流之内，河水利用自然的水压经过砂层的过滤进入水室之中暂存，在水室中又通过渗透的方式透过渗透装置进入罐一和罐二，在罐一和罐二内是经过双道处理的方式蓄得的水，可以有效滤除河水中的杂质，水质干净，可作生产、生活用水可以有效节约水资源。本发明还设计了一种以城市中小型河流为水源的净化系统的净化方法。

Description

一种以城市中小型河流为水源的净化系统及方法

技术领域

本发明涉及的是一种水源的净化系统，具体地说是一种以城市中小型河流为水源的净化系统及方法。

背景技术

自来水是经过多道工序处理的干净水源，其符合人们生活的需求，而在实际生产、生活当中，许多场合并没有需要自来水这样的纯净要求，如果用自来水来作为水源，是很浪费、昂贵的。中国专利“一种郊外工程建设混凝土搅拌用河流取水设备”，专利号201711401099.6就提出了一种解决思路，以河源作为水源，从河流中取水，混凝土搅拌用水对水质的要求相对较低，从河流中取水完全适用，相应地，许多场合的水都可以用，如工业厂房的冲刷水，公共设施的冲洗水、洒水车的撒水等等。

河源水源具有杂质，同时又容易存在水质超标的问题，因此需要进行净化，方可使用，中国专利“一种利于排沙处理的河流取水方法”，专利号201710850870.1，以及中国专利“阻挡河流取水口漂浮物的装置”，专利号201520531265.4，以及中国专利“用于河流中取水头结构施工的围堰结构”，专利号201820368743.8都有公开相关对水质进行净化的办法，属于本领域最接近的现有技术范畴。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何将具有杂质的城市中小型河流水源用到公共事业中去。

为了解决上述技术问题，本发明设计了一种以城市中小型河流为水源的净化系统，包括罐一和罐二，罐一、罐二位于河面下方且罐二的位置高于罐一，罐一和罐二都具有一根露出河面的排气管，排气管上设有排气阀；罐一上连接有伸出河面为外部用户供水的输水管，输水管上设有输水泵和输水阀；其特征在于：在罐一、罐二的盖体上都设有环状壁，环状壁中部为透水支撑层，在透水支撑层上方是砂层，在透水支撑层下方是水室，水室内设有多个与下方罐体相通的渗透装置；水室一端设有带阀门的冲洗水进口、另一端设有带阀门的冲洗水出口；罐一设有管道与罐二的冲洗水进口相连且在管道上设有泵和阀门，罐二设有管道与罐一的冲洗水进口相连且在管道上也设有泵和阀门；罐一和罐二间还具有连通管，连通管上设有连通阀；在罐一上还设有带泵和阀门的排空管；

所述渗透装置包括壳体、下水管、渗透筒和进水罩，进水罩设在壳体上部，在进水罩顶部设有入水管；渗透筒设在进水罩和壳体构成的密闭空间内，渗透筒的筒体上设有渗透膜，下水管连通在渗透筒下方且穿出壳体；所述下水管设置在盖体的管口上；

罐一内的渗透装置的入水管上设有阀门，罐二内的渗透装置的入水管上不设有阀门，罐二的水室内设有升降压板，升降压板位于所有渗透装置上方，升降压板下方设有升降驱动装置和导向装置。

本发明所设计的以城市中小型河流为水源的净化系统进一步的方案如下：

所述导向装置包括导杆、导筒和弹簧；导杆上端连接在升降压板下方、下部位于导筒内且可升降；导筒装在盖体上；弹簧设在导杆上且位于升降压板和导筒之间。

所述升降驱动装置包括顶部开口的筒壳，筒壳内下部设有水下电机，水下电机的电机轴与丝杆连接，丝杆穿设在筒壳内部的上下两根横杆的轴承中，在筒壳内还设有升降块，丝杆的上部与升降块中心的螺孔螺纹配合，升降块的顶部是穿出所述筒壳的中空升降杆，中空升降杆位于升降压板下方。

罐一的渗透装置的入水管上设有锥形顶，所述排气管上设有防护顶。

所述透水支撑层由位于上部的不锈钢网和位于下部的孔板构成。

本发明所设计的以城市中小型河流为水源的净化系统，置于城市中小型河流之内，河水利用自然的水压经过砂层的过滤进入水室之中暂存，在水室中又通过渗透的方式透过渗透装置进入罐一和罐二，在罐一和罐二内是经过双道处理的方式蓄得的水，可以有效滤除河水中的杂质，水质干净，可作生产、生活用水；罐一内的渗透装置可逐个关断，罐二内的渗透装置可整体关闭，在水质超标时（主要是可溶性有害物质含量指标或者PH值等），通过关断渗透装置的方式，可以严格控制进入罐一、罐二内水质的质量；罐一、罐二对应的水室可相互定时冲洗，使水室相对清洁。采用这种净化系统，可以有效节约水资源。

本发明还设计了一种以城市中小型河流为水源的净化方法，其采用上面本发明所设计的以城市中小型河流为水源的净化系统，由罐一为外部用户供水，在罐一内部和外部均设有水质检测设备，其特征在于：

在河水水质正常时，河水通过砂层粗滤和渗透膜精滤相结合的方式净化后进入罐一和罐二内；

在河水水质超标时，罐一上渗透装置关闭的数量与水质超标的程度成正比，水质超标越严重，关闭的数量越多；罐二则一旦水质超标，所有渗透装置即时关闭；

罐一定期对罐二的水室进行清洗，罐二定期对罐一的水室进行清洗；

在内部水质较差时，罐一选择在外部水质较好的情况下进行排空或部分排空；

在向外部供水过程中，当罐一水质较差时、或者外部水质超标时、或者罐一水位低于A时，连通阀打开，罐二的水及时补入罐一中。

本发明所设计的以城市中小型河流为水源的净化方法进一步的方案如下：

所有渗透装置即时关闭是指：升降驱动装置将升降压板降下，将所有罐二上的渗透装置的入水管入口封住，同时罐二排气管上的排气阀关闭。

罐一定期对罐二的水室进行清洗是指：罐一中的水打入至罐二的水室中，由冲洗水进口进、由冲洗水出口出，持续时间为至分钟。

所述的A是四分之一。

本发明所设计的以城市中小型河流为水源的净化方法，在水质超标时，罐二关断，罐一选择性关断，可以有效适应河水水质的变化，在不同水质环境下，可以尽量兼顾蓄水，同时在向外部用户供水时，通过连通管的通断控制，罐一、罐二连通，相互稀释，从而为外部用户提供干净水源。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是罐一的结构示意图；

图3是罐二的结构示意图；

图4是渗透装置的结构示意图；

图5是升降驱动装置的结构示意图；

图6是导向装置的结构示意图；

图7是透水支撑层的局部示意图；

图8是渗透装置作改进后的示意图；

图9是排气管顶部的示意图；

图中标号如下：罐一1、罐二2、排气管3、、防护顶31、排气阀4、输水管5、盖体6、环状壁7、透水支撑层8、不锈钢网81、孔板82、水室9、渗透装置10、壳体101、下水管102、渗透筒103、进水罩104、入水管105、渗透膜106、锥形顶107、冲洗水进口11、冲洗水出口12、连通管13、连通阀14、排空管15、管口16、升降压板17、升降驱动装置18、筒壳181、水下电机182、丝杆183、横杆184、升降块185、中空升降杆186、导向装置19、导杆191、导筒192、弹簧193、砂层20。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例1：

如图1、2、3所示，本实施例所描述的以城市中小型河流为水源的净化系统，包括不锈钢材质的罐一1和罐二2，罐一1、罐二2位于河面下方且罐二2的位置高于罐一1，罐二2下方修建地基使其增高；罐一1和罐二2都具有一根露出河面的排气管3，排气管3上设有排气阀4；罐一1上连接有伸出河面为外部用户供水的输水管5，输水管5上设有输水泵和输水阀；其特征在于：在罐一1、罐二2的盖体6上都设有环状壁7，环状壁7中部为透水支撑层8，在透水支撑层8上方是砂层20，在透水支撑层8下方是水室9，水室9内设有多个与下方罐体相通的渗透装置10；

在排气阀打开的情况下，河水会源源不断地经过滤和渗透后进入罐一1、罐二2内，罐一1、罐二2内本身的空气经排气阀排出，而当排气阀关闭时，罐一1、罐二2内本身的空气不能排出，河水就很难再进入罐一1、罐二2内；

水室9一端设有带阀门的冲洗水进口11、另一端设有带阀门的冲洗水出口12；罐一1设有管道与罐二2的冲洗水进口11相连且在管道上设有泵和阀门，罐二2设有管道与罐一1的冲洗水进口11相连且在管道上也设有泵和阀门；水室9需要定期的清洁，因为上部的透水支撑层不可能完全地将细小的砂子隔绝，一旦有小粒径的砂子掉落到下方、积累于水室内，容易对渗透装置产生一定的影响，另外，水室内本身含有的杂质（透过了砂层的杂质）也有可能堆积成团，使体积变大，因此定期利用水进行冲刷，可以将万一落入水室的砂层和堆积而成的杂质一并冲走；

罐一1和罐二2间还具有连通管13，连通管13上设有连通阀14；在罐一1上还设有带泵和阀门的排空管15；

如图4，所述渗透装置10包括壳体101、下水管102、渗透筒103和进水罩104，进水罩104设在壳体101上部，在进水罩104顶部设有入水管105；渗透筒103设在进水罩104和壳体101构成的密闭空间内，渗透筒103的筒体上设有渗透膜106，下水管102连通在渗透筒103下方且穿出壳体101；所述下水管102设置在盖体6的管口16上；渗透筒103的筒体上可以设置尽量多的小孔，而渗透膜106包于渗透筒103外，经粗滤后的河水经渗透筒103进入渗透筒103内，再从下水管102向下方罐体流动；水室中的水经入水管105进入密闭空间内，经渗透筒103后入罐体内；如图8的改进方案，罐一1的渗透装置10的入水管105上设有锥形顶107，锥形顶107可以防止砂子落入入水管105，所述排气管3上设有防护顶31，同理，防护顶31也可以防止异物进入排气管3；

罐一1内的渗透装置10的入水管105上设有阀门，罐二2内的渗透装置10的入水管105上不设有阀门，罐二2的水室9内设有升降压板17，升降压板17位于所有渗透装置10上方，升降压板17下方设有升降驱动装置18和导向装置19。罐一1由于内部渗透装置10设了阀门，因此可逐个关断，罐二2采用整体关断。

具体地：

如图6，所述导向装置19包括导杆191、导筒192和弹簧193；导杆191上端连接在升降压板17下方、下部位于导筒192内且可升降；导筒192装在盖体6上；弹簧193设在导杆191上且位于升降压板17和导筒192之间。弹簧193具有一定的形变性能，对上部的升降压板17也是一个支撑，导杆191、导筒192的配合，是使升降压板17的升降更为平稳。

如图5，所述升降驱动装置18包括顶部开口的筒壳181，筒壳181内下部设有水下电机182，水下电机182的电机轴与丝杆183连接，丝杆183穿设在筒壳181内部的上下两根横杆184的轴承中，在筒壳181内还设有升降块185，丝杆183的上部与升降块185中心的螺孔螺纹配合，升降块185的顶部是穿出所述筒壳181的中空升降杆186，中空升降杆186位于升降压板17下方。水下电机182工作带动丝杆183转动，由于丝杆183的上部与升降块185中心的螺孔螺纹配合，丝杆183转动造成升降块185升降，从而使支撑于中空升降杆186上的升降块185产生升降，升降驱动装置18可以采用本结构，也可以采用现有技术中的成品设备。

所述透水支撑层8由位于上部的不锈钢网81和位于下部的孔板82构成。不锈钢网81的孔径应当小于上层砂层砂子的粒径，尽量防止砂子落到水室中，孔板82可以透水，同时对不锈钢网81以及上部的砂层起支撑作用。

本发明所设计的以城市中小型河流为水源的净化系统，置于城市中小型河流之内，河水利用自然的水压经过砂层的过滤进入水室之中暂存，在水室中又通过渗透的方式透过渗透装置进入罐一和罐二，在罐一和罐二内是经过双道处理的方式蓄得的水，可以有效滤除河水中的杂质，水质干净，可作生产、生活用水；罐一内的渗透装置可逐个关断，罐二内的渗透装置可整体关闭，在水质超标时（主要是可溶性有害物质含量指标或者PH值等），通过关断渗透装置的方式，可以严格控制进入罐一、罐二内水质的质量；水质是否超标，数据可以来自河道监测部门的远程数据，也可以在现场设置传感器获得；罐一、罐二对应的水室可相互定时冲洗，使水室相对清洁。采用这种净化系统，可以有效节约水资源，由于过滤和渗透都是采用自然之力，因此较为节能。

外部用户可以是为附近建筑工地输送水源的运水车，水源可以是为建筑工地提供混凝土搅拌用，也可以作为施工现场的冲刷水用，外部用户还可以是道路洒水的洒水车，等等。

另外，在透水支撑层上方可以设置线槽，让水室中阀门的电源线、水下电机的电源线经线槽并穿过透水支撑层与相应设备连接，否则就要直接埋在砂层中；环状壁7和盖体间、渗透装置和管口间应当尽量装上密封圈，提高密封性。

如果需要，可以在罐一、罐二内设置液位传感器、或者浊度仪等检测设备，供用户参考，传感器技术属现有技术，具休不详述。

实施例2

本发明还设计了一种以城市中小型河流为水源的净化方法，其采用上面实施例1所设计的以城市中小型河流为水源的净化系统，由罐一1为外部用户供水，在罐一1内部和外部均设有水质检测设备，其特征在于：

在河水水质正常时，河水通过砂层粗滤和渗透膜106精滤相结合的方式净化后进入罐一1和罐二2内；

在河水水质超标时，罐一1上渗透装置10关闭的数量与水质超标的程度成正比，水质超标越严重，关闭的数量越多；例如：罐一1上渗透装置10数量为10个，总氮量N在小于1毫克/升的情况下，视为水质达标，超过1毫克/升为超标，1毫克/升以下，10个渗透装置10全开；2毫克/升以上，10个渗透装置10全关，而在1至2毫克/升之间划分九档，每过一档，渗透装置10多关闭一个；罐二2则一旦水质超标，所有渗透装置10即时关闭；

罐一1定期对罐二2的水室9进行清洗，罐二2定期对罐一1的水室9进行清洗；

在内部水质较差时（例如内部水质总氮量N在1.5毫克/升），罐一1选择在外部水质较好的情况下进行排空或部分排空，这样可以进行换水，使干净的水进入罐内；

在向外部供水过程中，当罐一1水质较差时、或者外部水质超标时、或者罐一1水位低于A时，连通阀14打开，罐二2的水及时补入罐一1中。所述的A是四分之一；A也可以其他值，如八分之一。

罐一1水质较差时打开连通阀14的作用是利用罐二的优质水源对罐一进行稀释，因为通常罐二比罐一干净；

罐一1水位低于A时打开连通阀14的作用增加罐二水量，防止罐二被打空；

外部水质超标时，打开连通阀14，是为了让罐一的水尽可能少的排出，当罐一更容易满，这样外部的超标水进入罐一的量就有限，罐一整体的水质就能得到保证；

具体地，

所有渗透装置10即时关闭是指：升降驱动装置18将升降压板17降下，将所有罐二2上的渗透装置10的入水管105入口封住，同时罐二2排气管3上的排气阀4关闭。

罐一1定期对罐二2的水室9进行清洗是指：罐一1中的水打入至罐二2的水室9中，由冲洗水进口11进、由冲洗水出口12出，持续时间为5至10分钟。

本实施例所设计的以城市中小型河流为水源的净化方法，在水质超标时，罐二关断，罐一选择性关断，可以有效适应河水水质的变化，在不同水质环境下，可以尽量兼顾蓄水，同时在向外部用户供水时，通过连通管的通断控制，罐一、罐二连通，相互稀释，从而为外部用户提供干净水源。

需要说明的是：上述方法可采用自动控制，也可以在该方法的启示下，采用人工控制。

对于水质超标与否的判断，以总氮量N只不过是一种举例，实际生活中，也可以根据总磷量P，或者总氨氮量NH3-N为计算准则；也可以是总磷量P+总氮量N为计算准则；水质优劣判断标准参见《中华人民共和国地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）。该部分非本专利发明要求点，具体不详述。

本发明的特点在于：将河水中的杂质通过粗滤结合精滤的方式去除，将河水中的可溶性物质，采用分时关断进入的方式应对，因为河水可溶性杂质超标通常是一阵一阵的，随着水流的流动而变化，在超标时有序关闭，在正常时打开是应对这种可溶性物质超标的有效方法，从而得到合格的生产生活用水。

Claims (10)

1.一种以城市中小型河流为水源的净化系统，包括罐一（1）和罐二（2），罐一（1）、罐二（2）位于河面下方且罐二（2）的位置高于罐一（1），罐一（1）和罐二（2）都具有一根露出河面的排气管（3），排气管（3）上设有排气阀（4）；罐一（1）上连接有伸出河面为外部用户供水的输水管（5），输水管（5）上设有输水泵和输水阀；其特征在于：在罐一（1）、罐二（2）的盖体（6）上都设有环状壁（7），环状壁（7）中部为透水支撑层（8），在透水支撑层（8）上方是砂层（20），在透水支撑层（8）下方是水室（9），水室（9）内设有多个与下方罐体相通的渗透装置（10）；水室（9）一端设有带阀门的冲洗水进口（11）、另一端设有带阀门的冲洗水出口（12）；罐一（1）设有管道与罐二（2）的冲洗水进口（11）相连且在管道上设有泵和阀门，罐二（2）设有管道与罐一（1）的冲洗水进口（11）相连且在管道上也设有泵和阀门；罐一（1）和罐二（2）间还具有连通管（13），连通管（13）上设有连通阀（14）；在罐一（1）上还设有带泵和阀门的排空管（15）；

所述渗透装置（10）包括壳体（101）、下水管（102）、渗透筒（103）和进水罩（104），进水罩（104）设在壳体（101）上部，在进水罩（104）顶部设有入水管（105）；渗透筒（103）设在进水罩（104）和壳体（101）构成的密闭空间内，渗透筒（103）的筒体上设有渗透膜（106），下水管（102）连通在渗透筒（103）下方且穿出壳体（101）；所述下水管（102）设置在盖体（6）的管口（16）上；

罐一（1）内的渗透装置（10）的入水管（105）上设有阀门，罐二（2）内的渗透装置（10）的入水管（105）上不设有阀门，罐二（2）的水室（9）内设有升降压板（17），升降压板（17）位于所有渗透装置（10）上方，升降压板（17）下方设有升降驱动装置（18）和导向装置（19）。

2.根据权利要求1所述的以城市中小型河流为水源的净化系统，其特征在于：所述导向装置（19）包括导杆（191）、导筒（192）和弹簧（193）；导杆（191）上端连接在升降压板（17）下方、下部位于导筒（192）内且可升降；导筒（192）装在盖体（6）上；弹簧（193）设在导杆（191）上且位于升降压板（17）和导筒（192）之间。

3.根据权利要求1所述的以城市中小型河流为水源的净化系统，其特征在于：所述升降驱动装置（18）包括顶部开口的筒壳（181），筒壳（181）内下部设有水下电机（182），水下电机（182）的电机轴与丝杆（183）连接，丝杆（183）穿设在筒壳（181）内部的上下两根横杆（184）的轴承中，在筒壳（181）内还设有升降块（185），丝杆（183）的上部与升降块（185）中心的螺孔螺纹配合，升降块（185）的顶部是穿出所述筒壳（181）的中空升降杆（186），中空升降杆（186）位于升降压板（17）下方。

4.根据权利要求1所述的以城市中小型河流为水源的净化系统，其特征在于：罐二（2）的最低处高于罐一（1）的最高处。

5.根据权利要求1所述的以城市中小型河流为水源的净化系统，其特征在于：罐一（1）的渗透装置（10）的入水管（105）上设有锥形顶（107），所述排气管（3）上设有防护顶（31）。

6.根据权利要求1所述的以城市中小型河流为水源的净化系统，其特征在于：所述透水支撑层（8）由位于上部的不锈钢网（81）和位于下部的孔板（82）构成。

7.一种以城市中小型河流为水源的净化方法，其采用权利要求1所述的以城市中小型河流为水源的净化系统，由罐一（1）为外部用户供水，在罐一（1）内部和外部均设有水质检测设备，其特征在于：

在河水水质正常时，河水通过砂层粗滤和渗透膜（106）精滤相结合的方式净化后进入罐一（1）和罐二（2）内；

在河水水质超标时，罐一（1）上渗透装置（10）关闭的数量与水质超标的程度成正比，水质超标越严重，关闭的数量越多；罐二（2）则一旦水质超标，所有渗透装置（10）即时关闭；

罐一（1）定期对罐二（2）的水室（9）进行清洗，罐二（2）定期对罐一（1）的水室（9）进行清洗；

在内部水质较差时，罐一（1）选择在外部水质较好的情况下进行排空或部分排空；

在向外部供水过程中，当罐一（1）水质较差时、或者外部水质超标时、或者罐一（1）水位低于A时，连通阀（14）打开，罐二（2）的水及时补入罐一（1）中。

8.根据权利要求7所述的河流取水方法，其特征在于：所有渗透装置（10）即时关闭是指：升降驱动装置（18）将升降压板（17）降下，将所有罐二（2）上的渗透装置（10）的入水管（105）入口封住，同时罐二（2）排气管（3）上的排气阀（4）关闭。

9.根据权利要求7所述的河流取水方法，其特征在于：罐一（1）定期对罐二（2）的水室（9）进行清洗是指：罐一（1）中的水打入至罐二（2）的水室（9）中，由冲洗水进口（11）进、由冲洗水出口（12）出，持续时间为5至10分钟。

10.根据权利要求7所述的河流取水方法，其特征在于：所述的A是四分之一。