CN110670818A - 一种城市降雨排涝处理系统及其降雨排涝处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城市降雨排涝处理系统，包括排水管、分流管、污水集水容器、导流管和开闭控制组件，所述排水管的顶端连通于楼顶排水口，且所述排水管的底端向下延伸设置，所述导流管平行且间距于排水管设置，且所述排水管通过分流管与排水管连通设置，所述导流管的出水端设置有污水集水容器，所述排水管内设置有开闭控制组件，且所述开闭控制组件设置于分流管的进水端下方，所述开闭控制组件闭合或导通排水管的内腔通道；通过所述开闭控制组件闭合或导通排水管的状态将雨水分段式分别向所述污水集水容器或排水管出水端排放，能够自动分离雨水，降低市政污水处理强度。

Description

一种城市降雨排涝处理系统及其降雨排涝处理方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，特别涉及一种城市降雨排涝处理系统及其降雨排涝处理方法。
背景技术
在降雨时，前期雨水的污染程度较高，后期雨水的污染程度较低，以往楼顶上的雨水大多是直接向地面排放，且流入市政排水管网，增加了市政污水处理系统的处理负担。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种城市降雨排涝处理系统及其降雨排涝处理方法，能够自动分离雨水，降低市政污水处理强度。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种城市降雨排涝处理系统，包括排水管、分流管、污水集水容器、导流管和开闭控制组件，所述排水管的顶端连通于楼顶排水口，且所述排水管的底端向下延伸设置，所述导流管平行且间距于排水管设置，且所述排水管通过分流管与排水管连通设置，所述导流管的出水端设置有污水集水容器，所述排水管内设置有开闭控制组件，且所述开闭控制组件设置于分流管的进水端下方，所述开闭控制组件闭合或导通排水管的内腔通道；通过所述开闭控制组件闭合或导通排水管的状态将雨水分段式分别向所述污水集水容器或排水管出水端排放。
进一步的，所述污水集水容器内设置有浮动控制组件，所述浮动控制组件随所述污水集水容器内腔液面高度而上浮或下降，且所述浮动控制组件控制所述开闭控制组件的闭合或导通。
进一步的，所述开闭控制组件包括开合翻板、牵引绳和复位件，所述开合翻板与排水管的内腔形状匹配设置，所述开合翻板横置在排水管内，且所述开合翻板铰接设置在排水管的内壁上，所述开合翻板在竖向面内转动设置，所述牵引绳的一端间距于开合翻板的铰接轴线设置在开合翻板上，且所述牵引绳的另一端穿过分流管后连接于浮动控制组件上，所述复位件设置于开合翻板与排水管的内壁之间，且所述复位件复位开合翻板。
进一步的，还包括固定板和合页铰接件，所述开合翻板与固定板拼合构成圆形板体结构，且所述开合翻板与固定板的分隔线平行间距于径向线，所述固定板固定于排水管的内壁上，所述开合翻板的直棱边通过合页铰接件铰接设置在固定板上，且所述合页铰接件位于开合翻板的底面，所述开合翻板与固定板的直棱壁形成自限位部。
进一步的，所述浮动控制组件包括浮板和配重块，所述配重块设置在浮板上，且所述浮板与牵引绳远离于开闭控制组件的一端连接；在浮板下沉状态下，所述牵引绳提拉开合翻板向上翻转封闭排水管的内腔通道；所述浮板上浮状态下，所述牵引松弛，且开合翻板向下翻转复位，所述排水管的内腔通道导通。
进一步的，所述污水集水容器为管体结构，且所述污水集水容器间距套设在导流管的外侧，所述污水集水容器的底端与导流管的底端间距设置，所述浮板上贯通开设有穿孔，所述导流管活动穿设在所述穿孔内，在浮板下沉且排水管的内腔闭合状态下，所述导流管的出水口位于浮板的下方。
进一步的，所述污水集水容器的底壁包含自动排污组件，所述自动排污组件排出所述污水集水容器内的沉淀物；所述自动排水组件包括翻转密封板和驱动机构，所述污水集水容器的底壁上开设有排污口，所述翻转密封板对应铰接设置在所述排污口内，且所述翻转密封板相对于排污口翻转开合设置，所述驱动机构驱动翻转密封板绕铰接轴线转动。
进一步的，还包括驱动轮和连接绳，所述驱动轮与翻转密封板同轴设置，所述连接绳的一端设置在驱动轮，且另一端绕设在驱动轮至少一圈后向上延伸设置，所述连接绳的上端设置有驱动机构，所述驱动机构提拉或松弛连接绳。
进一步的，还包括汇流管，所述汇流管的一端连通于污水集水容器的内腔，且另一端连通污水处理池，所述汇流管的管路上设置有电磁阀。
一种城市降雨排涝处理系统的降雨排涝方法，包括以下步骤：
S1：在未降雨时，控制所述电磁阀截止汇流管，且同时，开合翻板通过浮动控制组件中的配重块的重力牵拉向上翻转，且通过自限位部形成限位，所述开合翻板封闭排水管的管路；
S2：在降雨时，集在楼顶上的初期雨水从各个楼顶排水口进入到排水管内，由于排水管的管道被封堵，初期雨水从分流管流向导流管，并最后被收集在污水集水容器内；
S3：随着污水集水容器内的污水液面逐渐增加，直至液面浮起浮板时，所述浮板逐渐上浮，所述牵引绳松弛，开合翻板在复位件的作用下向下逐渐翻转，排水管的向下排出少量的雨水，大部分雨水仍经分流管和导流管进入到污水集水容器内，并继续上浮浮板，随着浮板的上浮，开合翻板继续向下翻转并直至完全打开排水管管道，则后期雨水全部从排水管向下流动排出；
S4：当降雨结束后，且至少在污水集水容器的污水静置沉淀在3h以后，打开汇流管上的电磁阀，汇流管导通，污水集水容器内的上层清夜通过汇流管向小区内的污水池收集排放并进行集中处理，同时，当污水集水容器内的液面下降时，浮板浮力减小，并在配重块的作用下下降，且通过牵引绳提拉开合翻板向上转动并继续封堵排水管的管路，当污水集水容器内的水溶液排出后，打开密封板，排出污水收集容器内部的沉淀物和泥沙。
有益效果：本发明通过有效的将楼顶上的积水进行分离，其前期雨水被收集后进行单独处理，后期雨水污染较小，可用于储存灌溉或者直接排放到市政排水管网，降低市政污水处理系统的处理负担，提升市政整体系统的污水处理效率，且经过收集的初期雨水在经过处理后可用于灌溉等，合理利用，减少水资源的浪费。
附图说明
附图1为本发明的整体结构的主视图；
附图2为本发明的整体结构的透视图；
附图3为本发明的整体结构的立体示意图；
附图4为本发明的整体结构的半剖示意图；
附图5为本发明的整体结构的内部结构示意图；
附图6为本发明的局部A的结构放大示意图；
附图7为本发明的密封板翻转结构局部放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至附图4所示，一种城市降雨排涝处理系统，包括排水管1、分流管2、污水集水容器6、导流管3和开闭控制组件4，所述排水管1的顶端连通于楼顶排水口100，且所述排水管1的底端向下延伸设置，所述导流管3平行且间距于排水管1设置，且所述排水管1通过分流管2与排水管1连通设置，分流管2呈从排水管1至导流管3为从高至低的倾斜姿态设置，以利于水溶液从排水管向导流管内流动，所述导流管3的出水端设置有污水集水容器6，所述排水管1内设置有开闭控制组件4，且所述开闭控制组件4设置于分流管2的进水端下方，所述开闭控制组件4闭合或导通排水管1的内腔通道；通过所述开闭控制组件4闭合或导通排水管2的状态将雨水分段式分别向所述污水集水容器6或排水管1出水端排放。通过开闭控制组件4的开闭动作，将初期雨水向污水集水容器6排放，将后期雨水直接通过排水管1进行排放，通过有效的将楼顶上的积水进行分离，其前期雨水被收集后进行单独处理，由于后期雨水污染较小，可用于储存灌溉或者直接排放到市政排水管网，降低市政污水处理系统的处理负担，提升市政整体系统的污水处理效率，且经过污水收集容器6收集的初期雨水在经过处理后可用于灌溉等，合理利用，能够减少对市政水资源的使用，减少水资源的浪费。在楼层的侧壁上还铺设有用于降温、增氧和绿化的绿植层，能够直接将污水收集容器6收集的雨水作为水源对绿植层进行后期灌溉等。
所述污水集水容器6内设置有浮动控制组件5，所述浮动控制组件5随所述污水集水容器6内腔液面高度而上浮或下降，且所述浮动控制组件5控制所述开闭控制组件4的闭合或导通。
如附图4至附图6所示，所述开闭控制组件4包括开合翻板14、牵引绳10和复位件15，所述开合翻板14与排水管1的内腔形状匹配设置，所述开合翻板14横置在排水管1内，且所述开合翻板14铰接设置在排水管1的内壁上，所述开合翻板14在竖向面内转动设置，所述牵引绳10的一端间距于开合翻板14的铰接轴线设置在开合翻板14上，且所述牵引绳10的另一端穿过分流管2后连接于浮动控制组件5上，所述复位件15设置于开合翻板14与排水管1的内壁之间，所述复位件弹簧，且所述复位件15复位开合翻板14。
还包括汇流管26，所述汇流管26的一端连通于污水集水容器6的内腔，且另一端连通污水处理池，所述汇流管26的管路上设置有电磁阀27。在未降雨时，控制所述电磁阀27截止汇流管26，且同时，开合翻板14通过浮动控制组件5的重力牵拉向上翻转，所述开合翻板14封闭排水管1的管路；在降雨时，集在楼顶上的初期雨水从各个楼顶排水口100进入到排水管1内，由于排水管1的管道被封堵，初期雨水从分流管2流向导流管3，并最后被收集在污水集水容器6内；当污水收集容器6的液面逐渐升高，浮动控制组件上浮，牵引绳10松弛，则开合翻板10向下转动，从而打开排水管1内的通道，后期雨水从排水管排出。
如附图6所示，还包括固定板17和合页铰接件16，所述开合翻板14与固定板17拼合构成圆形板体结构，且所述开合翻板14与固定板17的分隔线平行间距于径向线，所述固定板17固定于排水管1的内壁上，所述开合翻板14的直棱边通过合页铰接件16铰接设置在固定板17上，且所述合页铰接件16位于开合翻板的底面，所述开合翻板14与固定板17的直棱壁形成自限位部18。通过将铰接位置设置在固定板的下方，使得开合翻板在向上翻转时，能够通过固定板进行自限位，从而防止开合翻板14过度上翻，而是时其刚好封堵排水管管路，且也通过开合翻板14的自限位作用，提拉下坠的浮动控制组件5，使其保证在一定的高度。
所述浮动控制组件5包括浮板11和配重块13，所述配重块13通过绳索12垂吊设置在浮板11的下方，且所述浮板11与牵引绳10远离于开闭控制组件4的一端连接；在浮板11下沉状态下，所述牵引绳10提拉开合翻板14向上翻转封闭排水管1的内腔通道；所述浮板11上浮状态下，所述牵引10松弛，且开合翻板14向下翻转复位，所述排水管1的内腔通道导通。通过配重件13以保证在污水集水容器内无水时，浮板11能够自然下移，从而提拉开合翻板14。其中，配重块的重力小于浮板的浮力，且配重块的重力大于复位件15的复位拉力。
随着污水集水容器6内的污水液面逐渐增加，直至液面浮起浮板11时，所述浮板11逐渐上浮，所述牵引绳10松弛，开合翻板14在复位件4的作用下向下逐渐翻转，排水管1的向下排出少量的雨水，大部分雨水仍经分流管2和导流管3进入到污水集水容器6内，并继续上浮浮板14，随着浮板11的上浮，开合翻板14继续向下翻转并直至完全打开排水管11管道，则后期雨水全部从排水管1向下流动排出。
所述污水集水容器6为管体结构或箱式结构等，且所述污水集水容器6间距套设在导流管3的外侧，所述污水集水容器6的底端与导流管3的底端间距设置，所述浮板1上贯通开设有穿孔，所述导流管3活动穿设在所述穿孔13内，在浮板11下沉且排水管1的内腔闭合状态下，所述导流管3的出水口位于浮板11的下方，以保证水溶液从下方上浮浮板11，而且减少水流流动时的冲击动荡作用，且通过导流管3对浮板的浮降进行导向。在导流管3的侧壁上对应于分流管的出水端开设有线孔29，所述牵引绳10在穿出分流管2后继续穿过线孔29后从导流管3穿出，然后进入污水收集容器6内连接于浮板11。在导流管3的顶端包含气孔30，以保证污水集水容器6的内外压平衡，保证浮板11的顺利浮动。
如附图4、附图5和附图7所示，所述污水集水容器6的底壁包含自动排污组件7，所述自动排污组件7排出所述污水集水容器6内的沉淀物；所述自动排水组件7包括翻转密封板8和驱动机构20，所述污水集水容器6的底壁上开设有排污口，所述翻转密封板8对应铰接设置在所述排污口内，且所述翻转密封板8相对于排污口翻转开合设置，所述驱动机构20驱动翻转密封板8绕铰接轴线转动。
当降雨结束后，且至少在污水集水容器6的污水静置沉淀在3h以后，保证五十溶液中的泥沙和污染物等沉淀，打开汇流管26上的电磁阀，汇流管26导通，污水集水容器6内的上层清夜通过汇流管26向小区内的污水池收集排放并进行集中处理，同时，当污水集水容器6内的液面下降时，浮板11浮力减小，并在配重块13的作用下下降，且通过牵引绳10提拉开合翻板14向上转动并继续封堵排水管1的管路，当污水集水容器6内的水溶液排出后，打开密封板8，排出污水收集容器6内部的沉淀物和泥沙。
如附图7所示，还包括驱动轮21和连接绳22，所述驱动轮21与翻转密封板8同轴设置，所述连接绳22的一端设置在驱动轮21，且另一端绕设在驱动轮21至少一圈后向上延伸设置，所述连接绳22的上端设置有驱动机构20，驱动机构为电动推杆机构或者，输出端设置有滚轮的直流电机等，其驱动连接绳22上下位移，所述驱动机构20提拉或松弛连接绳22。通过驱动轮21驱动密封板8翻转，一方面为电动控制，实现自动化，另一方面，驱动轮21的直径较大，翻转力矩较大，能够减小驱动机构的功率，利于选型时降低成本。
在污水收集容器6上还设有水位传感器25，以用于检测污水收集容器内的水位高度，当水位到达预定高度时，在控制箱31内的单片机控制上的时钟模组开始计时，当到一定时间后，例如3h以后，则通过单片机控制器控制电磁阀的开闭导通汇流管管路，以及后序的闭合，以及控制驱动机构的执行动作等。
一种城市降雨排涝处理系统的降雨排涝方法，包括以下步骤：
S1：在未降雨时，控制所述电磁阀27截止汇流管26，且同时，开合翻板14通过浮动控制组件5中的配重块13的重力牵拉向上翻转，且通过自限位部18形成限位，所述开合翻板14封闭排水管1的管路；
S2：在降雨时，集在楼顶上的初期雨水从各个楼顶排水口100进入到排水管1内，由于排水管1的管道被封堵，初期雨水从分流管2流向导流管3，并最后被收集在污水集水容器6内；
S3：随着污水集水容器6内的污水液面逐渐增加，直至液面浮起浮板11时，所述浮板11逐渐上浮，所述牵引绳10松弛，开合翻板14在复位件4的作用下向下逐渐翻转，排水管1的向下排出少量的雨水，大部分雨水仍经分流管2和导流管3进入到污水集水容器6内，并继续上浮浮板14，随着浮板11的上浮，开合翻板14继续向下翻转并直至完全打开排水管11管道，则后期雨水全部从排水管1向下流动排出；
S4：当降雨结束后，且至少在污水集水容器6的污水静置沉淀在3h以后，打开汇流管26上的电磁阀，汇流管26导通，污水集水容器6内的上层清夜通过汇流管26向小区内的污水池收集排放并进行集中处理，同时，当污水集水容器6内的液面下降时，浮板11浮力减小，并在配重块13的作用下下降，且通过牵引绳10提拉开合翻板14向上转动并继续封堵排水管1的管路，当污水集水容器6内的水溶液排出后，打开密封板8，排出污水收集容器6内部的沉淀物和泥沙。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种城市降雨排涝处理系统，其特征在于：包括排水管(1)、分流管(2)、污水集水容器(6)、导流管(3)和开闭控制组件(4)，所述排水管(1)的顶端连通于楼顶排水口，且所述排水管(1)的底端向下延伸设置，所述导流管(3)平行且间距于排水管(1)设置，且所述排水管(1)通过分流管(2)与排水管(1)连通设置，所述导流管(3)的出水端设置有污水集水容器(6)，所述排水管(1)内设置有开闭控制组件(4)，且所述开闭控制组件(4)设置于分流管(2)的进水端下方，所述开闭控制组件(4)闭合或导通排水管(1)的内腔通道；通过所述开闭控制组件(4)闭合或导通排水管(2)的状态将雨水分段式分别向所述污水集水容器(6)或排水管(1)出水端排放。
2.根据权利要求1所述的一种城市降雨排涝处理系统，其特征在于：所述污水集水容器(6)内设置有浮动控制组件(5)，所述浮动控制组件(5)随所述污水集水容器(6)内腔液面高度而上浮或下降，且所述浮动控制组件(5)控制所述开闭控制组件(4)的闭合或导通。
3.根据权利要求2所述的一种城市降雨排涝处理系统，其特征在于：所述开闭控制组件(4)包括开合翻板(14)、牵引绳(10)和复位件(15)，所述开合翻板(14)与排水管(1)的内腔形状匹配设置，所述开合翻板(14)横置在排水管(1)内，且所述开合翻板(14)铰接设置在排水管(1)的内壁上，所述开合翻板(14)在竖向面内转动设置，所述牵引绳(10)的一端间距于开合翻板(14)的铰接轴线设置在开合翻板(14)上，且所述牵引绳(10)的另一端穿过分流管(2)后连接于浮动控制组件(5)上，所述复位件(15)设置于开合翻板(14)与排水管(1)的内壁之间，且所述复位件(15)复位开合翻板(14)。
4.根据权利要求3所述的一种城市降雨排涝处理系统，其特征在于：还包括固定板(17)和合页铰接件(16)，所述开合翻板(14)与固定板(17)拼合构成圆形板体结构，且所述开合翻板(14)与固定板(17)的分隔线平行间距于径向线，所述固定板(17)固定于排水管(1)的内壁上，所述开合翻板(14)的直棱边通过合页铰接件(16)铰接设置在固定板(17)上，且所述合页铰接件(16)位于开合翻板的底面，所述开合翻板(14)与固定板(17)的直棱壁形成自限位部(18)。
5.根据权利要求3所述的一种城市降雨排涝处理系统，其特征在于：所述浮动控制组件(5)包括浮板(11)和配重块(13)，所述配重块(13)设置在浮板(11)上，且所述浮板(11)与牵引绳(10)远离于开闭控制组件(4)的一端连接；在浮板(11)下沉状态下，所述牵引绳(10)提拉开合翻板(14)向上翻转封闭排水管(1)的内腔通道；所述浮板(11)上浮状态下，所述牵引(10)松弛，且开合翻板(14)向下翻转复位，所述排水管(1)的内腔通道导通。
6.根据权利要求5所述的一种城市降雨排涝处理系统，其特征在于：所述污水集水容器(6)为管体结构，且所述污水集水容器间距套设在导流管(3)的外侧，所述污水集水容器(6)的底端与导流管(3)的底端间距设置，所述浮板(1)上贯通开设有穿孔，所述导流管(3)活动穿设在所述穿孔(13)内，在浮板(11)下沉且排水管(1)的内腔闭合状态下，所述导流管(3)的出水口位于浮板(11)的下方。
7.根据权利要求1所述的一种城市降雨排涝处理系统，其特征在于：所述污水集水容器(6)的底壁包含自动排污组件(7)，所述自动排污组件(7)排出所述污水集水容器(6)内的沉淀物；所述自动排水组件(7)包括翻转密封板(8)和驱动机构(20)，所述污水集水容器(6)的底壁上开设有排污口，所述翻转密封板(8)对应铰接设置在所述排污口内，且所述翻转密封板(8)相对于排污口翻转开合设置，所述驱动机构(20)驱动翻转密封板(8)绕铰接轴线转动。
8.根据权利要求7所述的一种城市降雨排涝处理系统，其特征在于：还包括驱动轮(21)和连接绳(22)，所述驱动轮(21)与翻转密封板(8)同轴设置，所述连接绳(22)的一端设置在驱动轮(21)，且另一端绕设在驱动轮(21)至少一圈后向上延伸设置，所述连接绳(22)的上端设置有驱动机构(20)，所述驱动机构(20)提拉或松弛连接绳(22)。
9.根据权利要求1所述的一种城市降雨排涝处理系统，其特征在于：还包括汇流管(26)，所述汇流管(26)的一端连通于污水集水容器(6)的内腔，且另一端连通污水处理池，所述汇流管(26)的管路上设置有电磁阀(27)。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种城市降雨排涝处理系统的降雨排涝方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：在未降雨时，控制所述电磁阀(27)截止汇流管(26)，且同时，开合翻板(14)通过浮动控制组件(5)中的配重块(13)的重力牵拉向上翻转，且通过自限位部(18)形成限位，所述开合翻板(14)封闭排水管(1)的管路；
S2：在降雨时，集在楼顶上的初期雨水从各个楼顶排水口(100)进入到排水管(1)内，由于排水管(1)的管道被封堵，初期雨水从分流管(2)流向导流管(3)，并最后被收集在污水集水容器(6)内；
S3：随着污水集水容器(6)内的污水液面逐渐增加，直至液面浮起浮板(11)时，所述浮板(11)逐渐上浮，所述牵引绳(10)松弛，开合翻板(14)在复位件(4)的作用下向下逐渐翻转，排水管(1)的向下排出少量的雨水，大部分雨水仍经分流管(2)和导流管(3)进入到污水集水容器(6)内，并继续上浮浮板(14)，随着浮板(11)的上浮，开合翻板(14)继续向下翻转并直至完全打开排水管(11)管道，则后期雨水全部从排水管(1)向下流动排出；
S4：当降雨结束后，且至少在污水集水容器(6)的污水静置沉淀在3h以后，打开汇流管(26)上的电磁阀，汇流管(26)导通，污水集水容器(6)内的上层清夜通过汇流管(26)向小区内的污水池收集排放并进行集中处理，同时，当污水集水容器(6)内的液面下降时，浮板(11)浮力减小，并在配重块(13)的作用下下降，且通过牵引绳(10)提拉开合翻板(14)向上转动并继续封堵排水管(1)的管路，当污水集水容器(6)内的水溶液排出后，打开密封板(8)，排出污水收集容器(6)内部的沉淀物和泥沙。
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