CN111359294B - 耗能少的海绵城市雨水收集净化系统 - Google Patents

耗能少的海绵城市雨水收集净化系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及海绵城市的技术领域，旨在提供一种耗能少的海绵城市雨水收集净化系统，其技术方案要点是包括集水装置、净水装置和储水装置，其特征在于：所述净水装置包括过竖直的滤筒，所述过滤筒的高度小于集水装置，且大于储水装置，过滤筒的侧壁顶部穿设有进水管，中部穿设有出水管，过滤筒内架设有浮渣收集网，过滤筒底端设有排泥管，所述进水管沿过滤筒的切线方向设置，进水管与集水装置相连，所述出水管一端位于过滤筒轴心，另一端与储水装置相连，所述浮渣收集网位于进水管与出水管之间，所述排泥管上设有排泥阀，本发明具有利用雨水自身的机械能实现雨水的初步过滤，能耗较少的优点。

Description

耗能少的海绵城市雨水收集净化系统
技术领域
本发明涉及海绵城市的技术领域，特别涉及一种耗能少的海绵城市雨水收集净化系统。
背景技术
海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。
对于城市中的花园、绿地、河流和湖泊等区域来说，雨水的就地净化、消纳和利用较为简单，增加城市绿化面积也是建设海绵城市的重要途径。对于建筑区域而言，雨水收集净化系统则是不可或缺的设施。
公告号为CN207244780U的中国专利公开了一种海绵城市雨水收集净化装置，它包括收集装置、过滤箱、过滤桶和蓄水池，所述收集装置、过滤箱、过滤桶和蓄水池通过管道依次连接；所述过滤箱中设有回转栅格，回转栅格一侧设有杂物收集箱，所述过滤箱中还设有一组过滤网，所述过滤箱的底部设有排污装置。
这种海绵城市雨水收集净化装置工作时，路面上的雨水先通过收集孔流入设在路边的收集装置中，接着再通过收集装置流入过滤箱中。此时接通电源，回转栅格开始工作，过滤带开始工作。水流通过过滤带上通孔流出，而大块的杂物则被过滤带带动至杂物收集箱中。
利用回转移动的过滤带能够较好地将雨水中的大块杂物从雨水中分离出来，并集中放置。但是，驱使过滤带移动需要消耗一定的能量。如果在收集和净化雨水的过程中耗能过多，对雨水资源进行利用的收益则会相应变少，甚至得不偿失。
发明内容
本发明的目的是提供一种耗能少的海绵城市雨水收集净化系统，具有利用雨水自身的机械能实现雨水的初步过滤，能耗较少的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种耗能少的海绵城市雨水收集净化系统，包括集水装置、净水装置和储水装置，其特征在于：所述净水装置包括过竖直的过滤筒，所述过滤筒的高度小于集水装置，且大于储水装置，过滤筒的侧壁顶部穿设有进水管，中部穿设有出水管，过滤筒内架设有浮渣收集网，过滤筒底端设有排泥管，所述进水管沿过滤筒的切线方向设置，进水管与集水装置相连，所述出水管一端位于过滤筒轴心，另一端与储水装置相连，所述浮渣收集网位于进水管与出水管之间，所述排泥管上设有排泥阀。
通过采用上述技术方案，由于过滤筒的高度小于集水装置，雨水从集水装置流入出水管时，重力势能转化为机械能，具有较快的流速，并沿过滤筒的切线方向流入过滤筒，在过滤筒内形成旋流；受离心力的影响，悬浮在雨水中的泥沙等固体杂质被甩向过滤筒的内壁，并在过滤筒底部集中沉降，通过排泥管排出，另一方面，过滤筒内的液面呈倒立的锥斗状，浮渣也因此在过滤筒中心聚集，恰好位于浮渣收集网上方，初步过滤的雨水则通过出水管溢出；过滤结束后，过滤筒内的水位下降，浮渣随之下移，直至被浮渣收集网兜住，可以将浮渣收集网取出，并集中处理；利用雨水自身的机械能实现雨水的初步过滤，能耗较少。
进一步的，所述排泥管沿水平方向设置，排泥管呈圆筒状，排泥管内转动架设有转轴，所述转轴与排泥管的轴线重合，转轴一端从排泥管的端面穿出，转轴上绕设有螺旋叶片，所述螺旋叶片的外沿与排泥管的内壁贴合。
通过采用上述技术方案，转动转轴，带动螺旋叶片旋转，可以控制污泥排出的时间和速度，待过滤筒底部聚集较多污泥后开始排泥，在污泥完全排出后停止排泥，从而减少随污泥排出的雨水的量，减轻处理污泥的工作量。
进一步的，所述排泥管的侧壁上嵌设有透明的观察窗。
通过采用上述技术方案，设置观察管，可以及时观察污泥是否剩余，便于操作人员控制排泥时间。
进一步的，所述过滤筒底端设置为锥斗状。
通过采用上述技术方案，将过滤筒底端设置为锥斗状，有利于泥沙等固体杂质进一步集中。
进一步的，所述过滤筒的外侧壁上环设有导流槽，所述导流槽的内沿与进水管相连，导流槽的外沿与集水装置相连，导流槽与集水装置的连接处设有弧形的导流板。
通过采用上述技术方案，设置环形的导流槽和弧形的导流板，使来自任意方向的水流能够较为顺利地流入导流槽，进而流入进水管，减少水流在此过程中的动能损耗，使水流进入过滤筒时具有足够大的流速，从而得以形成流速更快的涡流，分离效果更好。
进一步的，所述出水管设置为螺线型，出水管位于过滤筒轴心的一端接有辅管，所述辅管的轴线与过滤筒的轴线重合，辅管顶端与出水管相连。
通过采用上述技术方案，将出水管设置为螺线型，可以减少水流在过滤筒内流动受到的阻力，保证涡流的流速；设置辅管，利用虹吸效应，能够在降雨结束后更加充分地将过滤筒内的雨水排出，直至过滤筒内的液面低于辅管底端。
进一步的，所述出水管与储水装置之间设有二次净化池和直排管，所述二次净化池与直排管并联，二次净化池和直排管两端均设有阀门。
通过采用上述技术方案，对于较为干净的雨水，可以使其通过直排管流入集水装置，若雨水受到污染，则使其通过二次净化池流入集水装置，并在二次净化池中对雨水进行酸碱度调节、杀菌等处理。
进一步的，所述出水管上接有酸碱度测试计。
通过采用上述技术方案，设置酸碱度测试机，有利于操作人员对雨水的酸碱度进行直观地把控，以此判断是否需要将雨水导入二次净化池进行酸碱度调节。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、利用雨水自身的机械能实现雨水的初步过滤，能耗较少；
2、通过设置转轴、螺旋叶片和观察窗，能够恰到好处地将污泥排出，尽可能地减少随污泥排出的雨水的量，减轻处理污泥的工作量；
3、通过设置导流槽和导流板，能够使过滤筒内的旋流具有更快的流速，分离效果更好。
附图说明
图1是实施例的整体剖面图；
图2是实施例中导流槽的水平剖面图；
图3是实施例中出水管的水平剖面图；
图4是实施例中出水管、集水装置之间连接关系示意图；
图5是实施例中排泥管的纵向剖面图。
图中，1、集水装置；2、净水装置；3、储水装置；4、过滤筒；5、进水管；6、出水管；7、浮渣收集网；8、排泥管；51、导流槽；52、导流板；61、辅管；62、二次净化池；63、直排管；64、阀门；65、酸碱度测试计；71、绳索；72、挂钩；81、排泥阀；82、转轴；83、螺旋叶片；84、手柄；85、观察窗。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：一种耗能少的海绵城市雨水收集净化系统，参照图1，包括集水装置1、净水装置2和储水装置3。集水装置1由各种沟渠和管道组成，其雨水入口设置在建筑物顶部。净水装置2主要包括过滤筒4，过滤筒4通过进水管5与集水装置1相连，通过出水管6与储水装置3相连。储水装置3可以选用水箱。
参照图1，过滤筒4主体呈圆筒状，底端则设置为锥斗状，且轴线竖直。过滤筒4的高度小于集水装置1，并大于储水装置3。
参照图1，过滤筒4顶部设有进水管5，中部设有出水管6，底端设有排泥管8。此外，进水管5与出水管6之间还设有浮渣收集网7。
参照图1和图2，过滤筒4的外侧壁顶部环设有导流槽51，导流槽51的轴线与过滤筒4的轴线重合。
参照图2，集水装置1与导流槽51的外沿连接，导流槽51内还架设有弧形的导流板52。导流板52位于导流槽51与集水装置1的连接处，并与集水装置1正对。
参照图2，进水管5沿过滤筒4的切线方向设置，一端穿过过滤筒4的侧壁，另一端则位于导流槽51内，将导流槽51和过滤筒4连通。
经过导流板52和导流槽51的引导，集水装置1收集到的雨水能够较为顺畅地流入进水管5，在此过程中的动能损耗较少。
参照图1，浮渣收集网7的周边通过绳索71和挂钩72挂扣在过滤筒4的侧壁顶端，中部则自然下垂。
降雨期间，雨水流入过滤筒4，将浮渣收集网7淹没。降雨结束后，过滤筒4内的水位逐渐降低，浮渣随水面下降，直至被浮渣收集网7兜住，便于集中处理。
参照图1和图3，出水管6沿水平方向设置，整体呈螺线型。出水管6一端位于过滤筒4中心，并接有辅管61，另一端则从过滤筒4的侧壁穿出。
参照图1，辅管61的轴线与过滤筒4的轴线重合，辅管61顶端与出水管6相连，底端向下延伸至过滤筒4底部。
参照图1和图4，出水管6穿出过滤筒4的侧壁后，通过二次净化池62和直排管63与储水装置3连接，且出水管6的管壁上接有酸碱度测试计65。
参照图4，二次净化池62与直排管63并联连接，且二次净化池62和直排管63的两端均接有阀门64。
当雨水较为洁净时，开启直排管63两端的阀门64，关闭二次净化池62两端的阀门64，使出水管6内的雨水通过直排管63流入储水装置3。当雨水受到污染时，关闭直排管63两端的阀门64，开启二次净化池62两端的阀门64，使出水管6内的雨水流入二次净化池62，调节好酸碱度或者杀菌后再流入储水装置3。
参照图5，排泥管8呈圆筒状，且排泥管8的轴线水平。排泥管8一端封闭，并与过滤筒4底端相连，另一端敞口设置，并接有排泥阀81，排泥管8的侧壁中部嵌设有透明玻璃制成的观察窗85。
参照图5，排泥管8内转动架设有转轴82，且转轴82的轴心与排泥管8的轴线重合。转轴82远离排泥阀81的一端从排泥管8的封闭端穿出，并接有手柄84。转轴82位于排泥管8内的部分绕设有螺旋叶片83，且螺旋叶片83的外沿与排泥管8的内壁贴合。
打开排泥阀81，然后转动手柄84，通过转轴82带动螺旋叶片83旋转，即可将沉积在过滤筒4底端的污泥排出。通过观察窗85观察到排泥管8内的污泥已经排出时，即可松开手柄84，关闭排泥阀81。
具体实施过程：
雨水从集水装置1流入出水管6，具有较快的流速，并沿过滤筒4的切线方向流入过滤筒4，在过滤筒4内形成旋流。受离心力的影响，悬浮在雨水中的泥沙等固体杂质被甩向过滤筒4的内壁，并在过滤筒4底部集中沉降，通过排泥管8排出。与此同时，浮渣在过滤筒4中心聚集，恰好位于浮渣收集网7上方，初步过滤的雨水则通过出水管6溢出。过滤结束后，过滤筒4内的水位下降，浮渣随之下移，直至被浮渣收集网7兜住，取出浮渣收集网7，将浮渣集中处理。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种耗能少的海绵城市雨水收集净化系统，包括集水装置(1)、净水装置(2)和储水装置(3)，其特征在于：所述净水装置(2)包括过竖直的过滤筒(4)，所述过滤筒(4)的高度小于集水装置(1)，且大于储水装置(3)，过滤筒(4)的侧壁顶部穿设有进水管(5)，中部穿设有出水管(6)，过滤筒(4)内架设有浮渣收集网(7)，过滤筒(4)底端设有排泥管(8)，所述进水管(5)沿过滤筒(4)的切线方向设置，进水管(5)与集水装置(1)相连，所述出水管(6)一端位于过滤筒(4)轴心，另一端与储水装置(3)相连，所述浮渣收集网(7)位于进水管(5)与出水管(6)之间，所述排泥管(8)上设有排泥阀(81)，所述过滤筒(4)的外侧壁上环设有导流槽(51)，所述导流槽(51)的内沿与进水管(5)相连，导流槽(51)的外沿与集水装置(1)相连，导流槽(51)与集水装置(1)的连接处设有弧形的导流板(52)，所述出水管(6)设置为螺线型，出水管(6)位于过滤筒(4)轴心的一端接有辅管(61)，所述辅管(61)的轴线与过滤筒(4)的轴线重合，辅管(61)顶端与出水管(6)相连。
2.根据权利要求1所述的耗能少的海绵城市雨水收集净化系统，其特征在于：所述排泥管(8)沿水平方向设置，排泥管(8)呈圆筒状，排泥管(8)内转动架设有转轴(82)，所述转轴(82)与排泥管(8)的轴线重合，转轴(82)一端从排泥管(8)的端面穿出，转轴(82)上绕设有螺旋叶片(83)，所述螺旋叶片(83)的外沿与排泥管(8)的内壁贴合。
3.根据权利要求2所述的耗能少的海绵城市雨水收集净化系统，其特征在于：所述排泥管(8)的侧壁上嵌设有透明的观察窗(85)。
4.根据权利要求1所述的耗能少的海绵城市雨水收集净化系统，其特征在于：所述过滤筒(4)底端设置为锥斗状。
5.根据权利要求1所述的耗能少的海绵城市雨水收集净化系统，其特征在于：所述出水管(6)与储水装置(3)之间设有二次净化池(62)和直排管(63)，所述二次净化池(62)与直排管(63)并联，二次净化池(62)和直排管(63)两端均设有阀门(64)。
6.根据权利要求5所述的耗能少的海绵城市雨水收集净化系统，其特征在于：所述出水管(6)上接有酸碱度测试计(65)。
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