CN111001201B - 一种装配式路缘石净化集水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式路缘石净化集水装置，包括路缘石贴合层，粗颗粒层，中粗颗粒层，细颗粒层，集水池，储水罐，引水管，水泵，喷射装置；路缘石贴合层、粗颗粒层、中粗颗粒层、细颗粒层、集水池、储水罐均可拆卸式由上向下依次组装在一起；引水管下端位于储水罐内腔底部，上端与喷射装置连接，用于通过水泵将储水罐内的水引出，通过喷射装置为路面绿化带提供水份；装配式路缘石净化集水装置设置在路面边沿，路缘石贴合层底部与路面平齐。本发明不仅兼具较好的道路废水净化功能，且直接利用道路自身结构进行改造，既无需占用额外土地和进行大范围施工，又可以消解城市暴雨洪峰，提高了水资源的利用率，具有广泛的市场价值。

Description

一种装配式路缘石净化集水装置

技术领域

本发明属于道路水资源管理的技术领域，涉及一种净化集水的装置，具体的说是一种装配式路缘石净化集水的装置。

背景技术

近年来，在公路的快速发展的同时，伴随这一些环境污染问题也随之出现，且日益加重。其中水资源的污染-地表径流的产生对道路，城市，环境有很大的影响，成为制约城市发展的重要因素。

地表径流的形成有多种来源，其中降雨是首要来源。在降雨过程中，雨水淋洗空气、冲刷降落表面，使得雨水中的污染物质较为复杂，这些污染物可分为下面几类:悬浮固体、好氧物质、重金属、富营养化物质、细菌和病毒、油脂类物质、酸类物质等。国内外针对路面径流中的污染物，在渗入土壤前采取的一些有效的污染控制措施主要有植被控制、滞留池、渗滤系统、湿地等。

如申请号为CN201320132023.9(公告号为CN203174661U)的中国实用新型专利《城市道路雨水收集利用系统》公开了一种道路雨水收集系统，由雨水渗透型侧沟、路边雨水收集井、雨水渗透型检查井、雨水储留池及雨水渗透型溢流井五个核心部分组成。

上述对道路地表径流加工处理系统未能全面实现对地表径流的自动净化功能，而对地表径流的收集再利用，通过自动净化是解决城市水资源紧缺，缓解城市水危机和改善城市水环境的有效措施。

申请号为201810703472.1的发明专利《适用于马路的雨水排放、过滤、储存装置》公开了一种适用于马路的雨水排放、过滤、储存装置，包括马路、带空腔的路缘石、空腔、淤泥过滤网、净化介质层、活性炭芯过滤层、初期雨水自动控制漏斗管、空腔与连接管连接最高点、连接管、连接管与雨水储存箱连接最低点、雨水储存箱、水泵、抽水管、弧形自动溢流管顶点最低位置、弧形自动溢流管、弧形自动溢流管与雨水储存箱连接的最高位置、下水管、市政管网和人行道。

该装置通过回收溢流，使雨水得到有效排放、收集、净化和储存，能够有效解决路面积水等问题，实现了削峰调蓄、水生态修复的目标；但当时也存在以下不足：

(1)采用活性炭芯过滤层，成本高昂，且活性炭用过后就成为了危险固体废弃物，加大了环境危害；

(2)制造成本高，活性炭的制取需要浪费木材、并且耗费大量的能源，制造成本高；

(3)活性炭一次性使用，不节能环保；不能实时评价过滤效果，不能及时知道活性炭失效的时间，不能及时进行更换；过滤效果较差，过滤之后的水不能二次使用；活性炭被淤泥或其他杂质堵住时，不能及时发现。

(4)冬天气温较低时，进水口会被冻住，将失去作用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发提供了一种成本低、易更换、节能环保的装配式路缘石净化集水装置。

本发明所采用的技术方案是：一种装配式路缘石净化集水装置，其特征在于：包括路缘石贴合层、粗颗粒层、中粗颗粒层、细颗粒层、集水池、储水罐、引水管、水泵、喷射装置、水位表、水流速监测表、传感器、电热管、温度感应器、无线通信模块、电源。

所述路缘石贴合层、粗颗粒层、中粗颗粒层、细颗粒层、集水池、储水罐均可拆卸式由上向下依次组装在一起；

所述引水管下端位于所述储水罐内腔底部，上端与所述喷射装置连接，用于通过所述水泵将所述储水罐内的水引出，通过所述喷射装置为路面绿化带提供水份；

所述装配式路缘石净化集水装置设置在路面边沿，所述路缘石贴合层底部与路面平齐。

作为优选，所述路缘石贴合层进水口配置有格栅，路缘石贴合层和格栅由透水混凝土组成，可以使水较块的流入路缘石中，从而可以有效的防止积水。

作为优选，所述粗颗粒层由建筑废料或陶瓷颗粒块组成，颗粒的粒径根据当地地表径流污染物粒径进行调整；粗颗粒层结构厚度为30-40cm。该层可以过滤路面污水，截流较大的固体颗粒，小颗粒随着悬浮液穿过该层。同时该层有较大空隙能快速存贮地表污水，降低减少路表积水。

作为优选，所述中粗颗粒层由矿渣和多孔砖废料组成，颗粒的粒径根据当地地表径流污染物粒径进行调整；中粗颗粒层结构厚度为20-30cm。中颗粒层中的颗粒比表面积较大，能够吸附悬浮液中的较小的固体颗粒、油脂颗粒。选用建筑、矿产废料变废为宝，成本相对廉价而且容易获得。

作为优选，所述细颗粒层由砂和硅藻土组成，颗粒的粒径可以根据当地地表径流污染物粒径进行调整；细粗颗粒层结构厚度为20-30cm。细粒层主要过滤和吸附微小颗粒，有毒物质、有机物等。

作为优选，所述装置还设置有传感器和无线通信模块，所述传感器用于实时检测所述储水罐内的污染物浓度，通过无线通信模块传递给中控系统。当储水罐中水的污染物浓度达到预先设定的阈值c，说明路缘石颗粒层已经无法达到净化地表径流的作用。这时，需要通过更换路缘石中的颗粒层进行有效解决。

作为优选，所述装置还设置有水位表和无线通信模块，所述水位表用于实时监测所述储水罐内的水位信息，通过无线通讯模块传递给中控系统；当储水罐中的水位达到预定的高度h时，中控系统控制取水管取水，避免因为储水罐装满而导致路面积水。

作为优选，所述集水池底部设置有一定坡度(1％-3％)的汇水坡(11)，净化后的水能在重力作用下汇集在所述储水罐内；若干个集水池装配在一起，共享一个储水罐；每个集水池底部设置有水流速监测表，所述水流速监测表用于实时监测所述储水罐内的水流速信息，并通过所述无线通信模块传送至中控系统。当某一个水流速监测表的监测数据明显比相邻的水流速监测表低，说明该路缘石结构的颗粒层有堵塞现象，需要通过更换路缘石中的颗粒层进行有效解决。

作为优选，所述装置还设置有电热管，温度感应器，所述电热管和温度感应器设置在所述路缘石贴合层进水口配置的格栅处，所述温度感应器用于感应实际温度，并通过所述无线通信模块传送至中控系统。当气温低于0℃时，温度感应器传递信息给无线通信模块，使得接收终端接收信息，通过开启电热管对进水口加热，使之地表径流能流进格栅中，从而有效防止进水口处的格栅被冻住。

相对于现有技术，本发明的优点是：

通过路缘石结构的合理设计，不占用土地空间。设置多层颗粒层对地表径流的固体颗粒杂质进行多道过滤，且颗粒层的组成多采用建筑废料和成本低的材料，保护环境，节约成本。该路缘石可以对过滤效果进行实时评价，可以及时更换失效的过滤层。储水罐设置在绿化带下方，地表径流经过装配式路缘石净化集水结构收集纯净的水，汇集于储水罐，储水罐的净水可用于灌溉绿化带大大提高了公路废水的利用率，同时对储水罐的水位和污染程度有实时监测并能够进行有效解决。对结构的维护也设计了相应的解决方法，使得结构的使用寿命长且长期保持高效净水作用。与现有技术相比，本发明具有结构设计合理，施工造价成本低，通过净水处理再利用和监测提高了水资源的利用率，同时了增加了道路绿化带的功能，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本发明实施例的主视图。

图2为本发明实施例沿A-B轴线的剖面图；

图3为本发明实施例沿C-D轴线的剖面图。

具体施工方案

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

请见图1，图2和图3，本发明提供的一种装配式路缘石净化集水装置，包括路缘石贴合层1、粗颗粒层3、中粗颗粒层4、细颗粒层5、集水池6、储水罐10、引水管12、水泵13、喷射装置14、绿化带15、传感器16、水位表17、水流速监测表18、电热管19、温度感应器20、无线通信模块21、电源22；路缘石贴合层1、粗颗粒层3、中粗颗粒层4、细颗粒层5、集水池6、储水罐10均可拆卸式由上向下依次组装在一起；引水管12下端位于储水罐10内腔底部，上端与喷射装置14连接，用于通过水泵13将储水罐10内的水引出，通过喷射装置14为路面绿化带15提供水份；装配式路缘石净化集水装置设置在路面8边沿，路缘石贴合层1底部与路面8平齐。

本实施例的电源22通过导线分别与水泵13、喷射装置14、传感器16、水位表17、水流速监测表18、电热管19、温度感应器20、无线通信模块21连接，用于为传感器16、水位表17、水流速监测表18、电热管19、温度感应器20、无线通信模块21提供电力。

本实施例的路缘石贴合层1进水口配置有格栅2，格栅2由透水混凝土组成。地表径流7通过格栅2流入装配式路缘石净化集水装置内，粗颗粒层3与路面齐平，依次向下是中粗颗粒层4和细颗粒层5，具体各颗粒层厚度可根据当地地表径流污染物粒径进行调整，原则上厚度依次减小。本实施例的粗颗粒层3由建筑废料或陶瓷颗粒块组成，颗粒的粒径根据当地地表径流污染物粒径进行调整；粗颗粒层3结构厚度为30-40cm。中粗颗粒层4由矿渣和多孔砖废料组成，颗粒的粒径根据当地地表径流污染物粒径进行调整；中粗颗粒层4结构厚度为20-30cm。细颗粒层5由砂和硅藻土组成，颗粒的粒径可以根据当地地表径流污染物粒径进行调整；细粗颗粒层5结构厚度为20-30cm。

本实施例的集水池6分布在细颗粒层5下部，底部设置有带有一定的坡度(1％-3％)的汇水坡11，这样净化后的水可在重力作用下汇集在储水罐10。

本实施例还设置有传感器16、水位表17、水流速监测表18、电热管19、温度感应器20和无线通信模块21，传感器16用于实时检测储水罐10内的水质信息，并通过无线通信模块21传送至中控系统。水位表17用于实时监测储水罐10内的水位信息，并通过无线通信模块21传送至中控系统。水流速监测表18用于实时监测集水池6中水流入储水罐10的速度，并通过所述无线通信模块21传送至中控系统。温度感应器20用于感应实际温度，并通过所述无线通信模块传送至中控系统。当储水罐10中的水达到一定的污染程度，说明路缘石颗粒层已经无法达到净化地表径流的作用，这时传感器16会进行感应，传递信息至无线通信模块18，当中控系统接收到无线通讯模块18发来的信息时，可以通过更换路缘石中的颗粒层进行有效解决。同样的当储水罐10中的水达到一定高的水位时，同样中控系统会接收到水位表17传递给无线通讯模块18的信息，进而对储水罐中10的水进行抽离或使用来降低水位。另外水流速监测表18的示数比相邻的水流速监测表示示数低且差异大，说明该路缘石结构的颗粒层有堵塞现象，这时水流速监测表18发送信息给无线通信模块21，接收终端接收到信息进行反馈，通过更换路缘石中的颗粒层进行有效解决。同时针对气温低的情况，导致格栅2冻住，无法使地表径流7流入结构中也提供了解决方案。当气温低于0℃时，温度感应器20传递信息给无线通信模块21，使得接收终端接收信息，通过温度感应器20开启电热管19对格栅2加热，使之地表径流7能流进格栅中。

在公路上使用本发明时，可将每块长度1m的路缘石装配起来，用热熔沥青进行一个有效连接，每五段设置一个集水储水点。

尽管本说明书较多地使用了路缘石贴合层1、格栅2、粗颗粒层3、中粗颗粒层4、细颗粒层5、集水池6、地表径流7、路面8、路基9、储水罐10，汇水坡11、引水管12、水泵13、喷射装置14、绿化带15、传感器16、水位监测表17、水流速监测表18、电热管19、温度感应器20、无线通信模块21、电源22等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种装配式路缘石净化集水装置，其特征在于：包括路缘石贴合层（1）、粗颗粒层（3）、中粗颗粒层（4）、细颗粒层（5）、集水池（6）、储水罐（10）、引水管（12）、水泵（13）、喷射装置（14），电源（22）；

所述路缘石贴合层（1）、粗颗粒层（3）、中粗颗粒层（4）、细颗粒层（5）、集水池（6）、储水罐（10）均可拆卸式由上向下依次组装在一起；

所述引水管（12）下端位于所述储水罐（10）内腔底部，上端与所述喷射装置（14）连接，用于通过所述水泵（13）将所述储水罐（10）内的水引出，通过所述喷射装置（14）为路面绿化带（15）提供水分；

所述装配式路缘石净化集水装置设置在路面（8）边沿，所述路缘石贴合层（1）底部与路面（8）平齐；

所述电源（22）通过导线分别与所述水泵（13）、喷射装置（14）连接，用于为所述水泵（13）、喷射装置（14）提供电力；

所述粗颗粒层（3）由建筑废料或陶瓷颗粒块组成，颗粒的粒径根据当地地表径流污染物粒径进行调整；

所述中粗颗粒层（4）由矿渣和多孔砖废料组成，颗粒的粒径根据当地地表径流污染物粒径进行调整；

所述细颗粒层（5）由砂和硅藻土组成，颗粒的粒径可以根据当地地表径流污染物粒径进行调整。

2.根据权利要求1所述的装配式路缘石净化集水装置，其特征在于：所述路缘石贴合层（1）进水口配置有格栅（2），所述路缘石贴合层（1）和格栅（2）均由透水混凝土组成。

3.根据权利要求1所述的装配式路缘石净化集水装置，其特征在于：所述粗颗粒层（3）结构厚度为30-40cm。

4.根据权利要求1所述的装配式路缘石净化集水装置，其特征在于：所述中粗颗粒层（4）结构厚度为20-30cm。

5.根据权利要求1所述的装配式路缘石净化集水装置，其特征在于：所述细颗粒层（5）结构厚度为20-30cm。

6.根据权利要求1所述的装配式路缘石净化集水装置，其特征在于，所述的集水池（6）底部设置有带有一定坡度的汇水坡（11），净化后的水能在重力作用下汇集在所述储水罐（10）内。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的装配式路缘石净化集水装置，其特征在于：所述装置还设置有传感器（16）和无线通信模块（21），所述传感器（16）用于实时检测所述储水罐（10）内的污染物浓度，并通过所述无线通信模块（21）传送至中控系统。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的装配式路缘石净化集水装置，其特征在于：所述装置还设置有水位表（17）无线通信模块（21），所述水位表（17）用于实时监测所述储水罐（10）内的水位信息，并通过所述无线通信模块（21）传送至中控系统。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的装配式路缘石净化集水装置，其特征在于：若干所述集水池（6）共享一个储水罐（10），每个集水池（6）底部设置有水流速监测表（18），所述水流速监测表（18）用于实时监测所述储水罐（10）内的水流速信息，并通过无线通信模块（21）传送至中控系统。

10.根据权利要求1-6任意一项所述的装配式路缘石净化集水装置，其特征在于：所述装置设置有电热管（19）和温度感应器（20），所述电热管（19）和温度感应器（20）设置在所述路缘石贴合层（1）进水口配置的格栅（2）处，用于感应实际温度，并通过无线通信模块（21）传送至中控系统。

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