CN111364571B - 海绵城市雨水收集净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海绵城市的技术领域，尤其是涉及一种海绵城市雨水收集净化系统，包括埋于地下的蓄水箱和净化箱，净化箱顶部设有进雨水口，蓄水箱内导出有抽水管，净化箱包括沉淀室和溢流室，进雨水口位于沉淀室顶部，沉淀室内导出有泵、吸两用管，沉淀室和溢流室均包围蓄水箱设置，溢流室与沉淀室仅通过一圈等高的溢流孔连通，溢流室与蓄水箱仅通过一圈等高的流水孔连通，且溢流孔高于流水孔，流水孔高于蓄水箱内的箱底。该系统既具有净化浑浊雨水的功能，又能够方便地清除沉淀物，比网格化镂空的雨水蓄水模块更具优势；结构强度高，埋于地下的使用寿命长，具有节能减排的优点；埋于地下不污染土地且不影响植物生长，具有环保的优点。

Description

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，尤其是涉及一种海绵城市雨水收集净化系统。

背景技术

《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》以及仇保兴发表的《海绵城市(LID)的内涵、途径与展望》对“海绵城市”的概念给出了明确的定义，即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。

目前海绵城市的雨水收集系统包括三个部分：屋面雨水收集系统、屋面雨水吸收系统、地面雨水收集系统。目前我国在屋面雨水收集与吸收两方面应用较少，主要收集汇流于地面上的雨水。

传统的地面雨水收集系统和排放系统两者是一体的，没有一个细致的分化，这样的系统给雨水收集工作带来诸多的不便。海绵城市的概念中地面雨水收集系统是独立存在的，它从排水系统中分离出来，这种分工有着明显的效果。地面雨水收集系统把雨水收集起来，汇入专门的储水系统中，可以满足日常的城市建设需要，这样可以有效避免水资源的浪费。

地面雨水收集系统的具体构思：在进行城市路面建设过程中抛弃原有的路面材料，采用新兴的透水地砖或透水混凝土进行城市建设的相关工作。另外还要在路面地下埋设收集装置，雨水可以通过透水地砖渗透到地下的收集装置中，这样既能减少地面的水量，又能蓄水。

目前广泛使用的收集装置是镂空的、网格状的雨水蓄水模块，雨水蓄水模块采用聚丙烯材料制作成模块化尺寸的箱体，将若干箱体码放成为雨水“矩阵”池，因为其网格化镂空的结构，材料的结构占用空间不到5%，即模块的蓄水空间达到95%以上。但是这种雨水蓄水模块本身不具备净水能力，需要在其上方铺设过滤层，常铺沙子作为过滤层。由于沙层不具备自净能力，因此长时间使用后受污染和堵塞严重，需要换沙或洗沙，不仅工作量大，而且成本高，所以亟需一种具有净化雨水功能的雨水收集系统。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种海绵城市雨水收集净化系统，具有无需过滤层即可净化雨水的优点。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：本发明涉及一种海绵城市雨水收集净化系统，包括埋于地下的蓄水箱和净化箱，净化箱顶部设有进雨水口，蓄水箱内导出有抽水管，所述净化箱包括沉淀室和溢流室，进雨水口位于沉淀室顶部，沉淀室内导出有泵、吸两用管，沉淀室和溢流室均包围蓄水箱设置，溢流室与沉淀室仅通过一圈等高的溢流孔连通，溢流室与蓄水箱仅通过一圈等高的流水孔连通，且溢流孔高于流水孔，流水孔高于蓄水箱内的箱底，蓄水箱仅通过抽水管及流水孔与外界相通；净化箱内设有环绕蓄水箱的隔水板，隔水板用于引导进雨水口处的雨水至沉淀室的底部，隔水板的底端离沉淀室的底部具有距离；当蓄水箱内水位与溢流孔等高时，蓄水箱内的液体体积大于沉淀室内固液混合物的体积。

通过采用上述技术方案，下雨时，渗入土壤的雨水从进雨水口流入沉淀室，雨水中的固体杂质沉淀到池底，上层为清水，在隔水板的作用下，进雨水口流入的浑浊雨水不会影响到清水，当清水水位达到溢流孔高度时，进雨水口的持续进水会使清水通过溢流孔流入溢流室，接着清水再通过流水孔流入蓄水箱，人们通过抽水管抽出蓄水箱中的清水使用。

当人们发现蓄水箱内抽出的清水含杂质变多时，就能判定沉淀室内沉积固体杂质过多，这时人们先用泵、吸两用管将沉淀室内的水抽干，然后再通过泵、吸两用管向沉淀室内泵水冲洗池底，最后吸出固液混合物即完成清洗。

上述过程中，该系统具有净化浑浊雨水的功能，而且能够方便地清除沉淀物（而网格化镂空的雨水蓄水模块则不能），并且无需另外增设过滤层（而网格化镂空的雨水蓄水模块需要增设过滤层），因此该系统相比于网格化镂空的雨水蓄水模块具有很大优势。

优选的，还包括埋于地下的不透水的导流布，导流布呈漏斗状埋于植物根系下方，导流布最低处设有漏水孔，漏水孔位于沉淀室内，导流布的竖直投影面积大于蓄水箱与净化箱的竖直投影面积之和。

通过采用上述技术方案，导流布提高了该系统的集水效率，而且不影响植物生长；用土工布作为导流布，还具有成本低廉的优点。

优选的，所述净化箱的外侧壁呈锥形或拱球形。

通过采用上述技术方案，这两种形状的净化箱具有抗压强度高的优点，可以将该系统埋于公路和管道下使用多年而不被压坏。

优选的，所述净化箱的箱底内壁呈下凹的拱形。

通过采用上述技术方案，使沉淀室的池底沉积的固体杂质易于冲洗干净、不粘连。

优选的，所述蓄水箱的外侧壁上固定有一圈环形罩，环形罩与蓄水箱的外侧壁围成溢流室，环形罩的外顶面上凸，溢流孔位于环形罩的侧面上。

通过采用上述技术方案，环形罩的外顶面上凸，能够防止该处积累固体杂质；溢流孔位于环形罩的侧面上，也能防止环形罩顶面流过的污浊雨水污染溢流孔。

优选的，所述环形罩位于蓄水箱外侧壁的顶部。

通过采用上述技术方案，使沉淀室内积累较高水位的水才能发生溢流，延长了水澄清的时间，提高了沉淀室内上层清水的纯净度。

优选的，所述蓄水箱内壁上固定有水位传感器，水位传感器与溢流孔等高。

通过采用上述技术方案，当水位传感器被触发时，说明沉淀室内水位已经与蓄水箱内水位持平，此时沉淀室再流入浑浊雨水会使沉淀室内水位高于溢流孔，也使沉淀室内清水下方的浮动杂质有机会通过溢流孔和流水孔进入蓄水箱，导致蓄水箱内水质变差。所以水位传感器被触发即蓄水已满的警告，人们及时抽蓄水箱内的水用，从而保持蓄水箱内水的纯净度，也保持系统具有持续收集雨水的能力。

优选的，所述蓄水箱内具有上凸腔和下凹腔。

通过采用上述技术方案，使蓄水箱既具有良好的抗压强度，又具有较大蓄水容量。

优选的，所述泵、吸两用管上沿其长度方向从低到高设有多个电动阀，所有电动阀均位于沉淀室的底部与溢流孔之间。

通过采用上述技术方案，当降雨量少导致蓄水箱无水可用（但沉淀室有低于溢流孔的水）时，通过遥控打开电动阀，可以抽取沉淀室内的上层清水用。当抽出的水变浑浊时停止抽水，关闭电动阀后过段时间遥控打开紧邻的下方电动阀可再抽出清水，以此类推。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.该系统既具有净化浑浊雨水的功能，又能够方便地清除沉淀物，比网格化镂空的雨水蓄水模块更具优势；

2.结构强度高，埋于地下的使用寿命长，具有节能减排的优点；

3.埋于地下不污染土地且不影响植物生长，具有环保的优点。

附图说明

图1是海绵城市雨水收集净化系统的半剖图；

图2是图1中A部放大图。

图中，1、蓄水箱；2、净化箱；3、进雨水口；4、抽水管；5、沉淀室；6、溢流室；7、泵、吸两用管；8、溢流孔；9、流水孔；10、导流布；11、漏水孔；12、环形罩；13、水位传感器；14、上凸腔；15、下凹腔；16、电动阀；17、隔水板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种海绵城市雨水收集净化系统，包括埋于地下的蓄水箱1和净化箱2，蓄水箱1由上下两部分一体成型，净化箱2的外侧壁、蓄水箱1的上部分、蓄水箱1的下部分均可呈圆锥形或棱锥形或拱球形。蓄水箱1的上部分内壁围成上凸腔14，上凸腔14从下向上插入净化箱2内，蓄水箱1的下部分内壁围成下凹腔15。净化箱2的箱底内壁呈下凹的拱形，且该箱底将净化箱2的底部与蓄水箱1的腰部连为一体。

如图2所示，蓄水箱1的外侧壁顶部固定有一圈环形罩12，环形罩12与蓄水箱1的外侧壁围成溢流室6，环形罩12的外顶面上凸，环形罩12的侧面上开设一圈间隔均匀且等高的溢流孔8。环形罩12的顶面延伸设置围绕蓄水箱1的隔水板17，净化箱2顶部设有进雨水口3，浑浊雨水从进雨水口3流至环形罩12的顶面，然后顺着隔水板17流向净化箱2底部。

如图1所示，隔水板17与净化箱2内壁、蓄水箱1外壁均不接触，且隔水板17的底端离沉淀室5的底部10～50cm。

如图1所示，蓄水箱1顶部开设圆孔，圆孔内无缝固定抽水管4，抽水管4底端伸至蓄水箱1底部、顶端接用水管，人们需要用水时通过抽水管4抽蓄水箱1内清水使用。净化箱2与蓄水箱1外壁围成的空间分为两部分：沉淀室5和溢流室6。沉淀室5和溢流室6均包围蓄水箱1设置，其中，进雨水口3位于沉淀室5顶部。

如图2所示，溢流室6与沉淀室5仅通过一圈等高的溢流孔8连通，溢流室6与蓄水箱1仅通过一圈等高的流水孔9连通，且溢流孔8高于流水孔9，蓄水箱1仅通过抽水管4及流水孔9与外界相通。蓄水箱1的容积远远大于沉淀室5的容积，具体表现为：当蓄水箱1内水位与溢流孔8等高时，蓄水箱1内的液体体积远大于沉淀室5内固液混合物的体积。

如图1所示，进雨水口3内还插有不透水的导流布10，导流布10大部分位于净化箱2外，导流布10的竖直投影面积大于蓄水箱1与净化箱2的竖直投影面积之和。导流布10呈漏斗状埋于植物根系下方至少50cm处，导流布10最低处设置漏水孔11（见图2），漏水孔11位于沉淀室5内。

如图2所示，沉淀室5内导出有泵、吸两用管7，泵、吸两用管7穿过漏水孔11，泵、吸两用管7上沿其长度方向从低到高间隔均匀地安装多个电动阀16，所有电动阀16均位于沉淀室5的底部与溢流孔8之间。蓄水箱1内壁上固定有水位传感器13，水位传感器13与溢流孔8等高。

本实施例的实施原理为：下雨时，渗入土壤的雨水从进雨水口3流入沉淀室5，雨水中的固体杂质沉淀到池底，上层为清水，在隔水板17的作用下，进雨水口3流入的浑浊雨水不会影响到清水，当清水水位达到溢流孔8高度时，进雨水口3的持续进水会使清水通过溢流孔8流入溢流室6，接着清水再通过流水孔9流入蓄水箱1，人们通过抽水管4抽出蓄水箱1中的清水使用。

当人们发现蓄水箱1内抽出的清水含杂质变多时，就能判定沉淀室5内沉积固体杂质过多，这时人们先用泵、吸两用管7将沉淀室5内的水抽干，然后再通过泵、吸两用管7向沉淀室5内泵水冲洗池底，最后吸出固液混合物即完成清洗。

当水位传感器13被触发时，说明沉淀室5内水位已经与蓄水箱1内水位持平，此时沉淀室5再流入浑浊雨水会使沉淀室5内水位高于溢流孔8，也使沉淀室5内清水下方的浮动杂质有机会通过溢流孔8和流水孔9进入蓄水箱1，导致蓄水箱1内水质变差。所以水位传感器13被触发即蓄水已满的警告，人们及时抽蓄水箱1内的水用，从而保持蓄水箱1内水的纯净度，也保持系统具有持续收集雨水的能力。

当降雨量少导致蓄水箱1无水可用（但沉淀室5有低于溢流孔8的水）时，通过遥控打开电动阀16，可以抽取沉淀室5内的上层清水用。当抽出的水变浑浊时停止抽水，关闭电动阀16后过段时间遥控打开紧邻的下方电动阀16可再抽出清水，以此类推。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种海绵城市雨水收集净化系统，包括埋于地下的蓄水箱（1）和净化箱（2），净化箱（2）顶部设有进雨水口（3），蓄水箱（1）内导出有抽水管（4），其特征在于：所述净化箱（2）包括沉淀室（5）和溢流室（6），进雨水口（3）位于沉淀室（5）顶部，沉淀室（5）内导出有泵、吸两用管（7），沉淀室（5）和溢流室（6）均包围蓄水箱（1）设置，溢流室（6）与沉淀室（5）仅通过一圈等高的溢流孔（8）连通，溢流室（6）与蓄水箱（1）仅通过一圈等高的流水孔（9）连通，且溢流孔（8）高于流水孔（9），流水孔（9）高于蓄水箱（1）内的箱底，蓄水箱（1）仅通过抽水管（4）及流水孔（9）与外界相通；

所述蓄水箱（1）的外侧壁顶部固定有一圈环形罩（12），环形罩（12）与蓄水箱（1）的外侧壁围成溢流室（6），环形罩（12）的外顶面上凸，溢流孔（8）位于环形罩（12）的侧面上；

净化箱（2）内于环形罩（12）的顶面延伸设有环绕蓄水箱（1）的隔水板（17），隔水板（17）与净化箱（2）内壁、蓄水箱（1）外壁均不接触，隔水板（17）用于引导进雨水口（3）处的雨水至沉淀室（5）的底部，隔水板（17）的底端离沉淀室（5）的底部具有距离；当蓄水箱（1）内水位与溢流孔（8）等高时，蓄水箱（1）内的液体体积大于沉淀室（5）内固液混合物的体积。

2.根据权利要求1所述的海绵城市雨水收集净化系统，其特征在于：还包括埋于地下的不透水的导流布（10），导流布（10）呈漏斗状埋于植物根系下方，导流布（10）最低处设有漏水孔（11），漏水孔（11）位于沉淀室（5）内，导流布（10）的竖直投影面积大于蓄水箱（1）与净化箱（2）的竖直投影面积之和。

3.根据权利要求1所述的海绵城市雨水收集净化系统，其特征在于：所述净化箱（2）的外侧壁呈锥形或拱球形。

4.根据权利要求1所述的海绵城市雨水收集净化系统，其特征在于：所述净化箱（2）的箱底内壁呈下凹的拱形。

5.根据权利要求1所述的海绵城市雨水收集净化系统，其特征在于：所述蓄水箱（1）内壁上固定有水位传感器（13），水位传感器（13）与溢流孔（8）等高。

6.根据权利要求1所述的海绵城市雨水收集净化系统，其特征在于：所述蓄水箱（1）内具有上凸腔（14）和下凹腔（15）。

7.根据权利要求1所述的海绵城市雨水收集净化系统，其特征在于：所述泵、吸两用管（7）上沿其长度方向从低到高设有多个电动阀（16），所有电动阀（16）均位于沉淀室（5）的底部与溢流孔（8）之间。

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