CN110862174A - 一种挂壁式屋面雨水收集净化装置及其处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种挂壁式屋面雨水收集净化装置及其处理方法,包括挂壁式安装的净化箱,所述净化箱的左侧上端外侧安装有屋面雨水的收集管道,并且净化箱的左端上端内部还安装有一斜向放置的过滤层;并且在过滤层的右侧还设置有一上流式沉沙池,上流式沉沙池后端设有包括3‑6mg/L的亚硫酸氢钠、2‑4mg/L的次氯酸钠以及2‑4mg/L的柠檬酸的处理药剂的化学氧化沉淀处理储水空间最后进入到净水空间内经过紫外线净水处理,又可分别引入到喷淋系统中,绿化浇灌等;整体结构合理,可以达到高质量处理雨水杂质的目的。

Description

一种挂壁式屋面雨水收集净化装置及其处理方法
技术领域
本发明属于环保领域,涉及雨水,废水研究再利用,具体说是一种挂壁式屋面雨水收集净化装置及其处理方法。
背景技术
雨水,是我们可以利用的天然资源。降雨降到屋面、地面上形成雨水,地面有硬化的地面和没有硬化的地面组成,硬化的地面由于受机动车辆尾气、人们生活等的影响,污染较重,雨水水质差,不能直接利用。
当前,我国对于雨水的收集处理都还处于初级阶段,仅仅停留在不让其进入水体污染水质这一层面上,并没有考虑水资源的循环利用,雨水大多都直接排入市政生活的污水管网。同时初期雨水的污染颗粒含量较高,但是我国在技术处理上并不到位,因此道路上的初期雨水直接排入生活污水网会对污水厂带来巨大压力。
为此,国内研究人员对雨水收集和净化进行了不少研究和实践,现有文献中专利“一种壁挂式雨水收集器”(CN201711215981.1),它利用雨篷避免外界雨水进入安装箱里面,使安装箱里面的器械受潮腐蚀,降低其使用寿命,提高成本,利用散热孔将电动机工作产生的热量散发出去,保证设备的安全性能,利用电动机带动卷筒转动,从而对钢丝拉索进行收放,从而控制移动板的收放,从而对雨水进行收集,且晴天时不遮挡太阳,利用第一过滤层和第二过滤层将雨水中的杂质过滤掉,本装置固定稳定,能在收集雨水的同时对雨水进行净化,且保证了装置的安全性能,提高了其使用寿命。
专利“一种壁挂式存水器”(CN201310552633.9),方形存水器正上部的上沿设三至五个广口收集口,收集口通过引水管收集房顶的雨水至存水器内仓,存水器正下部的下沿设三至五个出水口,出水口配置配套的自来水水龙头,壁挂式存水器以塑料或塑胶为材质,通过浇注或注塑一次成型,成品通过壁挂固定,直接上墙使用,安装高效,使用方便。
专利“一种壁挂式雨水收集净化器”(CN201711217209.3),公开了一种壁挂式雨水收集净化器,可以采用外挂的方式固定在外墙,且可以自动收集并且过滤净化雨水,排除杂质,节约了水资源,过滤装置的更换快速便捷。
但是,上述的雨水净化装置中雨水的净化效果其实并不理想,尤其是将雨水中一些细微杂质清除的时候,不能很好的完成过滤清楚工作,而且多数的雨水净化装置中,净化的杂质等不能很好的从箱体内清楚掉也是一个很大的缺点。目前文献报道的众多的壁挂式的雨水收集及生态处理系统几乎都是存储雨水或者成为一种景观,并没有很完善的提出生态净化的方法和技术,更没有考虑雨水的循环利用,所以根本上还是没有解决这个雨水的资源浪费的问题。因此,我们需要更完善的技术来实现雨水的生态净化及综合利用,减少市政管网的压力,减少对环境的污染和危害。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足,提供一种挂壁式屋面雨水收集净化装置及其处理方法;其技术方案如下:
一种挂壁式屋面雨水收集净化装置,包括挂壁式安装的净化箱,所述净化箱的左侧上端外侧安装有屋面雨水的收集管道,并且净化箱的左端上端内部还安装有一斜向放置的过滤层;并且在过滤层的右侧还设置有一上流式沉沙池,该上流式沉沙池包括两侧的隔板以及设置在隔板内的沙粒土方,两侧的隔板均安装在净化箱的上下箱壁处,并且左侧隔板的下端位置处设置有进水口,而右侧隔板的上端位置处则设置有出水口;所述的净化箱的右端又相应安装有一分离板,该分离板与左侧的上流式沉沙池之间形成储水空间;分离板与净化箱的右侧侧壁之间形成净水空间,并且所述的分离板的下端还安装有一连通管连通储水空间和净水空间;而所述的净水空间的下端则相应安装有放水管。
作为优选,所述的过滤层的设置方向为左侧低,右侧高;并且净化箱1左侧与过滤层对应的位置处还铰接安装有一门板,该门板可打开和关闭,并且门板边缘处均设置有防水密封垫,使其关闭后不会漏水。
作为优选,所述的过滤层下方的净化箱的箱底处还设置有弃流管,并且弃流管上还安装有电磁阀。
作为优选,所述的储水空间内还设置有液位传感器,并且下方的连通管上还相应安装有电磁阀,该电磁阀通过液位传感器控制开关。
作为优选,所述的净水空间内还安装有紫外线净水器;所述的放水管可连接到绿化浇灌系统、喷淋系统和庭院植被浇灌系统中。
作为优选,所述的净化箱的上端两侧以及净化箱的左右端外侧还分别设置有安装板。
作为优选,所述的进水口和储水口均设置为若干排圆孔状结构,并且内部的沙粒土方是通过机器压筑而成的土方结构,并且可通过铁丝网或纱布加固内部的沙粒土方。
本发明还公开了上述挂壁式屋面雨水收集净化装置的处理方法,包括如下步骤:
1)过滤层的初滤处理:雨水通过收集管道进入净化箱内后,首先经过过左端上端斜向放置的过滤层进行初滤处理,过滤层为滤料层+树脂层的双重过滤结构,其中滤料层以质量计算为40%-60%的多孔球形轻质陶粒滤料与余量的硅藻土陶粒滤料复合而成;
2)上流式沉沙池处理:雨水经过过滤层处理后进入左侧隔板拦截而成的空间内,该空间底部设有曝气装置,沉沙池内水力停留时间为30-40min,两块隔板内的沙粒土方以质量计算包括5%-8%的纤维球滤料以及余量的粗砂;
3)储水空间净化处理:雨水经过上流式沉沙池后将大部分的比重大的无机颗粒污染物进行分离后,有机悬浮颗粒则随水流进入到储水空间,在储水空间内经过化学氧化沉淀法进一步进行处理,储水空间内的处理药剂投入包括3-6mg/L的亚硫酸氢钠、2-4mg/L的次氯酸钠以及2-4mg/L的柠檬酸;水力停留时间为40-60min;
4)紫外消毒处理:经过储水空间净化处理后的雨水进入净水空间,水力停留时间为10-15min;一方面通过紫外线净水器进行消毒,净水空间中还设有复合杀菌消毒剂,具体为共混粉型氯钙过氧化物净水杀菌消毒剂和双氧水溶液按照4:1的质量比复合而成;末端通过放水管连接到绿化浇灌系统、喷淋系统和庭院植被浇灌系统中进行雨水回收再利用。
更进一步的,步骤1)中的树脂层为大孔树脂吸附层。
更进一步的,步骤2)中粗砂的粒径为3-4mm。
有益效果:本发明具有以下有益效果:
(1)本装置中屋面收集的雨水从收集管道进入到净化箱中,首先通过斜向放置的过滤层过滤掉大部分的杂质,杂质直接留在过滤层上;而落入到下方箱体的雨水再经过上流式沉沙池的过滤达到彻底过滤雨水的目的,上流式沉沙池包括两侧安装的隔板以及设置在隔板内部的沙粒土方,左侧隔板下端设置进水口,右侧隔板上端设置出水口,内部的沙粒土方是通过机器压筑而成的土方结构,十分坚固,不会坍塌,不会从进水口和出水口掉落,另外还可在内部通过纱布或铁丝网加固沙粒土方,通过沙粒的吸水特性以及连通原理,当过滤层下方的雨水高度漫过右侧隔板上出水口的位置时,雨水通过沙粒由下往上引流,从出水口逐渐流入到储水空间内;而雨水内部的杂质全部被阻挡在沙粒土方的外部,达到彻底净化的雨水的目的,之后雨水在储水空间内对有机悬浮杂志进行进一步的化学处理,最后可进入到净水空间内经过紫外线净水处理,又可分别引入到喷淋系统中,绿化浇灌等;整体结构合理,可以达到高质量处理雨水杂质的目的;
(2)本装置中除了能够高质量处理雨水内部的杂质之外,还具有方便将各种杂质方便清除的功能,本装置中将过滤层斜向放置,并且箱体对应外侧铰接安装门板,雨水中的大颗粒杂质留在过滤层上需要清除时,只需要将外侧铰接的门板打开,由于过滤层斜向安装设置,杂质自然就相应掉落下来了,比较方便;而过滤层下方的空间内经过上流式沉沙池过滤下来的细微杂质等则可以通过弃流管清除,杂质清楚是比较方便的。
附图说明
图1为本发明挂壁式屋面雨水收集净化装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,进一步阐明本发明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1:
如图1所示,一种挂壁式屋面雨水收集净化装置,包括挂壁式安装的净化箱1,净化箱1的左侧上端外侧安装有屋面雨水的收集管道2,并且净化箱1的左端上端内部还安装有一斜向放置的过滤层3;并且在过滤层3的右侧还设置有一上流式沉沙池,该上流式沉沙池包括两侧的隔板4以及设置在隔板4内的沙粒土方5,两侧的隔板4均安装在净化箱1的上下箱壁处,并且左侧隔板4的下端位置处设置有进水口6,而右侧隔板4的上端位置处则设置有出水口7;净化箱1的右端又相应安装有一分离板8,该分离板8与左侧的上流式沉沙池之间形成储水空间9;分离板8与净化箱1的右侧侧壁之间形成净水空间10,并且分离板8的下端还安装有一连通管11连通储水空间9和净水空间10;而净水空间10的下端则相应安装有放水管12。
过滤层3的设置方向为左侧低,右侧高;并且净化箱1左侧与过滤层3对应的位置处还铰接安装有一门板13,该门板13可打开和关闭,并且门板13边缘处均设置有防水密封垫,使其关闭后不会漏水;过滤层3下方的净化箱1的箱底处还设置有弃流管14,并且弃流管14上还安装有电磁阀15。
储水空间9内还设置有液位传感器16,并且下方的连通管11上还相应安装有电磁阀15,该电磁阀15通过液位传感器16控制开关;净水空间10内还安装有紫外线净水器17;放水管12可连接到绿化浇灌系统、喷淋系统和庭院植被浇灌系统中;净化箱1的上端两侧以及净化箱1的左右端外侧还分别设置有安装板18;进水口6和储水口7均设置为若干排圆孔状结构,并且内部的沙粒土方5是通过机器压筑而成的土方结构,并且可通过铁丝网或纱布加固内部的沙粒土方5。
本发明还公开了上述挂壁式屋面雨水收集净化装置的处理方法,包括如下步骤:
1)过滤层的初滤处理:雨水通过收集管道2进入净化箱1内后,首先经过过左端上端斜向放置的过滤层3进行初滤处理,过滤层3为滤料层+大孔树脂吸附层的双重过滤结构,其中滤料层以质量计算为40%的多孔球形轻质陶粒滤料与余量的硅藻土陶粒滤料复合而成;
2)上流式沉沙池处理:雨水经过过滤层3处理后进入左侧隔板4拦截而成的空间内,该空间底部设有曝气装置,沉沙池内水力停留时间为30min,两块隔板4内的沙粒土方以质量计算包括5%的纤维球滤料以及余量的粒径为3-4mm的粗砂;
3)储水空间净化处理:雨水经过上流式沉沙池后将大部分的比重大的无机颗粒污染物进行分离后,有机悬浮颗粒则随水流进入到储水空间9,在储水空间9内经过化学氧化沉淀法进一步进行处理,储水空间9内的处理药剂投入包括3mg/L的亚硫酸氢钠、2mg/L的次氯酸钠以及2mg/L的柠檬酸;水力停留时间为40min;
4)紫外消毒处理:经过储水空间净化处理后的雨水进入净水空间10,水力停留时间为10min;一方面通过紫外线净水器17进行消毒,净水空间10中还设有复合杀菌消毒剂,具体为共混粉型氯钙过氧化物净水杀菌消毒剂和双氧水溶液按照4:1的质量比复合而成;末端通过放水管12连接到绿化浇灌系统、喷淋系统和庭院植被浇灌系统中进行雨水回收再利用。
本装置中屋面收集的雨水从收集管道进入到净化箱中,首先通过斜向放置的过滤层,过滤层为滤料层+大孔树脂吸附层的双重过滤结构;过滤掉大部分的杂质,杂质直接留在过滤层上;而落入到下方箱体的雨水再经过上流式沉沙池的过滤达到彻底过滤雨水的目的,上流式沉沙池包括两侧安装的隔板以及设置在隔板内部的沙粒土方,左侧隔板下端设置进水口,右侧隔板上端设置出水口,内部的沙粒土方是通过机器压筑而成的土方结构,十分坚固,不会坍塌,不会从进水口和出水口掉落,另外还可在内部通过纱布或铁丝网加固沙粒土方,通过沙粒的吸水特性以及连通原理,当过滤层下方的雨水高度漫过右侧隔板上出水口的位置时,雨水通过沙粒由下往上引流,从出水口逐渐流入到储水空间内;而雨水内部的杂质全部被阻挡在沙粒土方的外部,达到彻底净化的雨水的目的,之后雨水在储水空间内对有机悬浮杂志进行进一步的化学处理,最后可进入到净水空间内经过紫外线净水处理,又可分别引入到喷淋系统中,绿化浇灌等;整体结构合理,可以达到高质量处理雨水杂质的目的。
本装置中隔板内部沙粒土方的安装方式是不限的,可以通过纱布袋包起来后放置在两个隔板之间,或者直接通过铁丝网固定,这些方式固定后内部的沙粒土方不会散架,并且不会影响内部沙粒的上流。
本装置中除了能够高质量处理雨水内部的杂质之外,还具有方便将各种杂质方便清除的功能,本装置中将过滤层斜向放置,并且箱体对应外侧铰接安装门板,雨水中的大颗粒杂质留在过滤层上需要清除时,只需要将外侧铰接的门板打开,由于过滤层斜向安装设置,杂质自然就相应掉落下来了,比较方便;而过滤层下方的空间内经过上流式沉沙池过滤下来的细微杂质等则可以通过弃流管清除,杂质清楚是比较方便的。
实施例2:
其他实施方式与实施例1相同,不同之处在于处理方法如下:
1)过滤层的初滤处理:雨水通过收集管道2进入净化箱1内后,首先经过过左端上端斜向放置的过滤层3进行初滤处理,过滤层3为滤料层+大孔树脂吸附层的双重过滤结构,其中滤料层以质量计算为60%的多孔球形轻质陶粒滤料与余量的硅藻土陶粒滤料复合而成;
2)上流式沉沙池处理:雨水经过过滤层3处理后进入左侧隔板4拦截而成的空间内,该空间底部设有曝气装置,沉沙池内水力停留时间为40min,两块隔板4内的沙粒土方以质量计算包括8%的纤维球滤料以及余量的粒径为3-4mm的粗砂;
3)储水空间净化处理:雨水经过上流式沉沙池后将大部分的比重大的无机颗粒污染物进行分离后,有机悬浮颗粒则随水流进入到储水空间9,在储水空间9内经过化学氧化沉淀法进一步进行处理,储水空间9内的处理药剂投入包括6mg/L的亚硫酸氢钠、4mg/L的次氯酸钠以及4mg/L的柠檬酸;水力停留时间为60min;
4)紫外消毒处理:经过储水空间净化处理后的雨水进入净水空间10,水力停留时间为15min;一方面通过紫外线净水器17进行消毒,净水空间10中还设有复合杀菌消毒剂,具体为共混粉型氯钙过氧化物净水杀菌消毒剂和双氧水溶液按照4:1的质量比复合而成;末端通过放水管12连接到绿化浇灌系统、喷淋系统和庭院植被浇灌系统中进行雨水回收再利用。
实施例3:
其他实施方式与实施例1相同,不同之处在于处理方法如下:
1)过滤层的初滤处理:雨水通过收集管道2进入净化箱1内后,首先经过过左端上端斜向放置的过滤层3进行初滤处理,过滤层3为滤料层+大孔树脂吸附层的双重过滤结构,其中滤料层以质量计算为50%的多孔球形轻质陶粒滤料与余量的硅藻土陶粒滤料复合而成;
2)上流式沉沙池处理:雨水经过过滤层3处理后进入左侧隔板4拦截而成的空间内,该空间底部设有曝气装置,沉沙池内水力停留时间为35min,两块隔板4内的沙粒土方以质量计算包括6%的纤维球滤料以及余量的粒径为3-4mm的粗砂;
3)储水空间净化处理:雨水经过上流式沉沙池后将大部分的比重大的无机颗粒污染物进行分离后,有机悬浮颗粒则随水流进入到储水空间9,在储水空间9内经过化学氧化沉淀法进一步进行处理,储水空间9内的处理药剂投入包括4mg/L的亚硫酸氢钠、3mg/L的次氯酸钠以及3mg/L的柠檬酸;水力停留时间为50min;
4)紫外消毒处理:经过储水空间净化处理后的雨水进入净水空间10,水力停留时间为13min;一方面通过紫外线净水器17进行消毒,净水空间10中还设有复合杀菌消毒剂,具体为共混粉型氯钙过氧化物净水杀菌消毒剂和双氧水溶液按照4:1的质量比复合而成;末端通过放水管12连接到绿化浇灌系统、喷淋系统和庭院植被浇灌系统中进行雨水回收再利用。
对实施例1-3的进出水水质进行测试,如表1所示:
表1实施例1-3进出水质监控
测试项目 BOD<sub>5</sub>(mg/L) SS(mg/L) COD(mg/L)
进水(雨水) 60-80 180-200 40-60
实施例1出水 6.5 2.5 15
实施例2出水 7.0 3.0 12
实施例3出水 6.0 3.5 13
由表1可知,经过本发明装置以及处理方法处理的雨水,出水水质均达到《雨水处理后指标》(GB50400-2006)各项包括景观用水,绿化用水标准。本申请净化后的水体排放连接至绿化浇灌系统、喷淋系统和庭院植被浇灌系统中进行雨水回收再利用。
上述具体实施方式只是本发明的一个优选实施例,并不是用来限制本发明的实施与权利要求范围的,凡依据本发明申请专利保护范围内容做出的等效变化和修饰,均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种挂壁式屋面雨水收集净化装置,其特征在于:包括挂壁式安装的净化箱(1),所述净化箱(1)的左侧上端外侧安装有屋面雨水的收集管道(2),并且净化箱(1)的左端上端内部还安装有一斜向放置的过滤层(3);并且在过滤层(3)的右侧还设置有一上流式沉沙池,该上流式沉沙池包括两侧的隔板(4)以及设置在隔板(4)内的沙粒土方(5),两侧的隔板(4)均安装在净化箱(1)的上下箱壁处,并且左侧隔板(4)的下端位置处设置有进水口(6),而右侧隔板(4)的上端位置处则设置有出水口(7);所述的净化箱(1)的右端又相应安装有一分离板(8),该分离板(8)与左侧的上流式沉沙池之间形成储水空间(9);分离板(8)与净化箱(1)的右侧侧壁之间形成净水空间(10),并且所述的分离板(8)的下端还安装有一连通管(11)连通储水空间(9)和净水空间(10);而所述的净水空间(10)的下端则相应安装有放水管(12)。
2.根据权利要求1所述的一种挂壁式屋面雨水收集净化装置,其特征在于:所述的过滤层(3)的设置方向为左侧低,右侧高;并且净化箱(1)左侧与过滤层(3)对应的位置处还铰接安装有一门板(13),该门板(13)可打开和关闭,并且门板(13)边缘处均设置有防水密封垫,使其关闭后不会漏水。
3.根据权利要求1所述的一种挂壁式屋面雨水收集净化装置,其特征在于:所述的过滤层(3)下方的净化箱(1)的箱底处还设置有弃流管(14),并且弃流管(14)上还安装有电磁阀(15)。
4.根据权利要求1所述的一种挂壁式屋面雨水收集净化装置,其特征在于:所述的储水空间(9)内还设置有液位传感器(16),并且下方的连通管(11)上还相应安装有电磁阀(15),该电磁阀(15)通过液位传感器(16)控制开关。
5.根据权利要求1所述的一种挂壁式屋面雨水收集净化装置,其特征在于:所述的净水空间(10)内还安装有紫外线净水器(17);所述的放水管(12)可连接到绿化浇灌系统、喷淋系统和庭院植被浇灌系统中。
6.根据权利要求1所述的一种挂壁式屋面雨水收集净化装置,其特征在于:所述的净化箱(1)的上端两侧以及净化箱(1)的左右端外侧还分别设置有安装板(18)。
7.根据权利要求1所述的一种挂壁式屋面雨水收集净化装置,其特征在于:所述的进水口(6)和储水口(7)均设置为若干排圆孔状结构,并且内部的沙粒土方(5)是通过机器压筑而成的土方结构,并且可通过铁丝网或纱布加固内部的沙粒土方(5)。
8.一种如权利要求1所述的挂壁式屋面雨水收集净化装置的处理方法,其特征在于包括如下步骤:
1)过滤层的初滤处理:雨水通过收集管道(2)进入净化箱(1)内后,首先经过过左端上端斜向放置的过滤层(3)进行初滤处理,过滤层(3)为滤料层+树脂层的双重过滤结构,其中滤料层以质量计算为40%-60%的多孔球形轻质陶粒滤料与余量的硅藻土陶粒滤料复合而成;
2)上流式沉沙池处理:雨水经过过滤层(3)处理后进入左侧隔板(4)拦截而成的空间内,该空间底部设有曝气装置,沉沙池内水力停留时间为30-40min,两块隔板(4)内的沙粒土方以质量计算包括5%-8%的纤维球滤料以及余量的粗砂;
3)储水空间净化处理:雨水经过上流式沉沙池后将大部分的比重大的无机颗粒污染物进行分离后,有机悬浮颗粒则随水流进入到储水空间(9),在储水空间(9)内经过化学氧化沉淀法进一步进行处理,储水空间(9)内的处理药剂投入包括3-6mg/L的亚硫酸氢钠、2-4mg/L的次氯酸钠以及2-4mg/L的柠檬酸;水力停留时间为40-60min;
4)紫外消毒处理:经过储水空间净化处理后的雨水进入净水空间(10),水力停留时间为10-15min;一方面通过紫外线净水器(17)进行消毒,净水空间(10)中还设有复合杀菌消毒剂,具体为共混粉型氯钙过氧化物净水杀菌消毒剂和双氧水溶液按照4:1的质量比复合而成;末端通过放水管(12)连接到绿化浇灌系统、喷淋系统和庭院植被浇灌系统中进行雨水回收再利用。
9.根据权利要求8所述的挂壁式屋面雨水收集净化装置的处理方法,其特征在于:步骤1)中的树脂层为大孔树脂吸附层。
10.根据权利要求8所述的挂壁式屋面雨水收集净化装置的处理方法,其特征在于:步骤2)中粗砂的粒径为3-4mm。
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