CN111573932A - 一种用于雨水收集净化及水质自动监测的一体化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于雨水收集净化及水质自动监测的一体化设备,其特征在于:包括柜体、水质自动检测装置、控制装置、搅拌装置及依次连接的进水预处理装置、过滤装置、紫外线消毒装置、储水箱。设备可根据水质自动检测装置检测的水质信息,调控出水阀门及紫外线消毒装置的启动,对储水箱内雨水进行循环消毒,有利于雨水资源的安全利用。

Description

一种用于雨水收集净化及水质自动监测的一体化设备
技术领域
本发明属于雨水收集节能领域,具体涉及一种用于雨水收集净化及水质自动监测的一体化设备。.
背景技术
我国的水资源短缺、旱涝洪灾和相关的水环境问题日益严重,已经成为制约我国社会经济发展的关键因素。在我国北方城市,水资源短缺体现在总量短缺和季节性短缺,全年降雨不均衡。夏季北方雨量充沛且集中,多以暴雨的形式出现,其他季节则降雨少,常干旱。在这种情况下,北方城市夏季充足的雨水没有得到合理的循环利用。同时,雨水污染是制约雨水循环利用的一个重要原因,降水淋洗了大气污染物,使得初期雨水含有SS、COD、硫化物、氮氧化物及少量的铅、磷等污染物。面对这样的问题,将雨水加以收集净化后循环利用,使雨水资源变成城市发展的另一种水资源已成为一个重要的新方法。在农业上,经收集处理后的雨水,通过补充灌溉的方式可使降雨不均匀的年份在一定程度上缓解干旱,保障粮食生产的安全性。在城市中,雨水可用于市政绿地灌溉、道路冲刷、景观用水等,改善城市生态环境,缓解城市用水紧张。
目前的雨水收集系统通常将收集的雨水直接用于生产生活中,污染雨水可能会对环境造成影响,或者雨水不及时使用长期堆积导致水质变差,影响出水水质。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于雨水收集净化及水质自动检测的一体化设备,能有效的收集雨水并对雨水进行后续净化处理及水质自动监测,防止净化后雨水长时间未使用堆积在储水池而水质变差,保障出水的清洁。
本发明实现发明目的采用如下技术方案:
一种用于雨水收集净化及水质自动监测的一体化设备,其特征在于:包括柜体、水质自动监测装置、控制装置、搅拌装置及依次连接的进水预处理装置、过滤装置、紫外线消毒装置、储水箱。设备可根据水质自动检测装置检测的水质信息,调控出水阀门及紫外线消毒装置的启动,对储水箱内雨水进行循环消毒。
所述进水预处理装置固定连接在所述柜体顶端,进水预处理装置下端出口处与所述过滤装置顶端入口连接并连通,所述过滤装置沿雨水流动方向依次设置有滤网和填料层。过滤装置与水箱之间水平放置网孔板并设置活动接口。水箱两侧壁固定安装所述紫外线消毒装置,水箱内部中垂线处设置有搅拌装置。所述水质检测装置位于储水箱内壁下侧,储水箱两侧壁固定连接并连通两个出水口及出水阀门,所述自动监测装置、紫外线消毒装置及出水阀门均与所述控制装置相连接。
优选的,所述进水预处理装置内设雨水导流斗结构、初滤网和进水管,降雨经雨水导流斗进入设备,经初滤网初筛后依次流入进水管、过滤装置、紫外线消毒装置;过滤网嵌入式放置于所述的雨水导流斗结构中端螺栓固定的三角托架上,便于滤网更换及杂物清理。
优选的,所述过滤装置包括中级过滤网、填料层,填料层下端设有活动接口,便于更换;
所述的初滤网采用长方形不锈钢较大孔径滤网,主要去除大颗粒杂物及落叶,中级过滤网采用长方形不锈钢较小孔径滤网,便于去除降雨内部残留的悬浮物及小颗粒杂物;
过滤装置下方螺栓固定多个网状板,对落入紫外线消毒箱的雨水起缓冲作用,减少对紫外线灯保护管套的冲击。
优选的,所述的紫外线消毒装置由紫外线灯管和防水灯罩组成,防水灯罩除了防止紫外线灯管与水体接触,还可以固定灯管,灯罩选用透明材料。
优选的,所述水质自动监测装置安装于水箱内壁下端,连接控制装置、紫外线消毒装置及出水阀门,水质监测系统通过水质感应器对水质进行检测,通过微处理芯片将传感器的模拟信号经A/D转化单元转化为数字信号,测量结果显示在柜体外侧安装的LCD显示屏上,方便工作人员了解储水箱内水质信息。同时放大输出电路根据模拟信号驱动相关调节阀,控制阀门的开启与关闭以及紫外线消毒装置的工作过程,实现系统的智能化控制。水箱中还可设置搅拌装置,使水质均匀,保障检测精度。
优选的,水质检测装置包括多个检测不同水质参数的水质检测单元,如温度检测模块、pH检测模块、TDS检测模块、细菌含量检测模块。
本发明与现有技术相比,其有益效果体现在:本发明的智能化雨水收集与净化装置不仅设有雨水收集系统还设置了雨水净化及自动监测装置,有利于雨水的安全应用。
1、通过控制器连接水质检测装置、紫外线消毒装置和出水阀门,采用自动水质检测装置监测水箱内水质的变化并通过控制器调控紫外线消毒装置的启动,对储水箱内的雨水进行循环消毒,将水质符合使用需求的雨水排出供工作人员使用,长期堆积的超标变质雨水排入城市排污管道。
2、将雨水净化系统分为两级,一级是进水预处理装置,控制雨势过大时进水流量并经过初滤网进行大颗粒杂质的去除,再经过中级过滤网及填料层进行二级处理,并且过滤网和填料可方便更换,保证净化效果。
附图说明
图1是为本发明一种用于雨水收集净化及水质自动检测的一体化设备一较佳实例的结构示意图;
图2为本发明一种用于雨水收集净化及水质自动检测的一体化设备一较佳实例的外观结构示意图;
图3为本发明一种用于雨水收集净化及水质自动检测的一体化设备一较佳实例的内部立体结构示意图;
图4为本发明实施例中水质检测装置、信号转换单元、控制装置的工作流程图
图5为本发明实施例中雨水处理优选的一种控制逻辑图;
图中,1-柜体、2-进水预处理装置、21-进水导流斗、22-初滤网、23-进水管、3-过滤装置、31-中级过滤网、32-滤料层、33-网孔板、34-柜门、4-紫外线消毒装置、41-紫外线灯、42-防水灯罩、5-储水箱、51-出水阀门1、52-出水阀门2、6-水质自动检测装置、61-LCD显示屏、7-控制装置、8-搅拌装置。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明做进一步解释说明。
如附图1,2,3所示,本发明提供一种用于雨水收集净化及水质自动检测的一体化设备,包括柜体、水质自动检测装置、控制装置及依次连接的进水预处理装置、过滤装置、紫外线消毒装置、储水箱。
本实施例中,降雨经进水预处理装置进入设备,通过雨水导流斗控制进水流量并经初滤网拦截雨水中的大颗粒杂质及落叶等,初滤网采用长方形不锈钢材质较大孔径滤网,嵌入式放置于在所述雨水导流斗结构中端螺栓固定的三角托架上,便于滤网更换及杂物清理。
本实施例中,过滤装置设为中级过滤网和填料层两部分,中级过滤网进一步拦截雨水中的小颗粒杂质。出于经济有效性的考虑,填料层内装的填料可采用石英砂,便于有效去除雨水的悬浮物,并对水中的胶体、有机物、细菌、病毒等污染物有明显的去除作用,并具有过滤速度快、过滤精度高、截污容量大等优点。优选的,可采用将粗制石英砂在上,精制石英砂在下的方式,缓减精制石英砂层的堵塞并保证处理效果。
优选的,过滤装置外壳可为透明结构,可采用聚甲基丙烯酸甲酯制成,便于及时观测过滤网和填料层的使用情况。
优选的,过滤装置一侧可开设滤料更换柜门,便于滤料的更换。
本实施例中,紫外线消毒装置紫外线灯管和防水灯罩组成,防水灯罩除了可以起到隔离紫外线灯管与水体的保护作用外,还可以起到固定灯管的作用,防止灯管倾斜。由于紫外线消毒装置中起消毒作用的是紫外线光照,因此,防水灯罩应由透明防水有机材料如聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯等制备。
本实施例中,控制装置内可以设置信号转换单元,包括电源、用于放大传感器输出信号的信号放大电路、将放大后的模拟信号转换为数字信号的A/D转换器、进行信号核心处理的单片机、将数字信号转换回模拟信号的D/A转换器,以及用于驱动调节阀的放大输出电路,实现信号转换,控制紫外线消毒装置等的工作,进而实现系统的智能化控制。
水箱内的水质传感器探头将对水质的感应结果通过信号放大电路输入信号转换单元,A/D转换器将放大后的模拟信号转换为数字信号,单片机对信号进行核心处理,将各水质指标显示在LCD显示屏上,D/A转换器再将数字信号转换回模拟信号,操作者可通过人机接口设置调控指数,放大输出电路将根据模拟信号驱动相关调节阀,出水阀门的开启与关闭以及紫外线消毒装置的工作过程,实现系统的智能化控制。
其中,水质传感器可包括但不限于温度传感器、pH传感器、浊度传感器、TDS感应器。
优选的,水箱中可设置搅拌装置,使水质均匀,保障检测精度。
优选的,水质自动检测装置还可检测水箱中水质细菌含量,对水箱中的长期堆积的细菌含量超标水体进行循环消毒。
水质自动检测装置可设置阈值,当水箱内细菌含量超过设定标准时,触发控制器,紫外线消毒装置进行消毒,同时出水阀门1和出水阀门2均关闭。当水箱内雨水pH(酸性)、浊度超过设定标准时,水质超标,出水阀门2开启,流入城市或房屋排污管道,以保证消毒箱内部的清洁。当水箱内水质满足使用需求时,信号传递到控制器,紫外线消毒装置停止工作,同时出水阀门1开启,出水可供农田浇灌、市政绿化等使用。当水质自动检测装置检测到水箱中没有雨水时,紫外线消毒装置及搅拌装置停止工作,避免能源浪费。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种用于雨水收集净化及水质自动监测的一体化设备,其特征在于:包括柜体、水质自动检测装置、控制装置、搅拌装置及依次连接的进水预处理装置、过滤装置、紫外线消毒装置、储水箱。设备可根据水质自动检测装置检测的水质信息,调控出水阀门及紫外线消毒装置的启动,对储水箱内雨水进行循环消毒。
2.根据权利要求1所述的一种用于雨水收集净化及水质自动监测的一体化设备,其特征在于:所述进水预处理装置固定连接在所述柜体顶端,进水预处理装置下端出口处与所述过滤装置顶端入口连接并连通,所述过滤装置沿雨水流动方向依次设置有滤网和填料层。过滤装置与水箱之间水平放置网孔板并设置活动接口。水箱两侧壁固定安装所述紫外线消毒装置,水箱内部中垂线处设置有搅拌装置。所述水质检测装置位于储水箱内壁下侧,储水箱两侧壁固定连接并连通两个出水口及出水阀门,所述水质自动监测装置、紫外线消毒装置及出水阀门均与所述控制装置相连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于雨水收集净化及水质自动监测的一体化设备,其特征在于:所述进水预处理装置包括雨水导流斗结构、初滤网和进水管,降雨经雨水导流斗进入设备,经初滤网初筛后依次流入进水管、过滤装置、紫外线消毒装置;优选的,过滤网嵌入式放置于所述的雨水导流斗结构中端螺栓固定的三角托架上,便于滤网更换及杂物清理;
所述过滤装置包括中级过滤网、填料层,填料层下端设有活动接口,便于更换;
所述的初滤网采用长方形不锈钢较大孔径滤网,主要去除大颗粒杂物及落叶,中级过滤网采用长方形不锈钢较小孔径滤网,便于去除降雨内部残留的悬浮物及小颗粒杂物。
4.根据权利要求1所述的一种用于雨水收集净化及水质自动监测的一体化设备,其特征在于:过滤装置下方螺栓固定多个网状板,对落入水箱的雨水起缓冲作用,减少对紫外线灯防水灯罩的冲击。
5.根据权利要求1所述的一种用于雨水收集净化及水质自动监测的一体化设备,其特征在于:所述的紫外线消毒装置由紫外线灯管和防水灯罩组成,防水灯罩除了防止紫外线灯管与水体接触,还可以固定灯管,保护套选用透明材料。
6.根据权利要求1所述的一种用于雨水收集净化及水质自动监测的一体化设备,其特征在于:所述水质检测装置安装于水箱内壁下端,连接控制装置、紫外线消毒装置及出水阀门,水质检测系统通过水质感应器对水质进行检测,通过微处理芯片将传感器的模拟信号经A/D转化单元转化为数字信号,测量结果显示在柜体外侧安装的LCD显示屏上,方便工作人员了解储水箱内水质信息。同时放大输出电路根据模拟信号驱动相关调节阀,控制阀门的开启与关闭以及紫外线消毒装置的工作过程,实现系统的智能化控制。水箱中还可设置搅拌装置,使水质均匀,保障检测精度。
7.根据权利要求7所述的一种用于雨水收集净化及水质自动监测的一体化设备,其特征在于:所述的水质检测装置包括多个检测不同水质参数的水质检测模块;优选的,所述水质检测装置包括但不限于温度检测模块、pH检测模块、TDS检测模块、细菌含量检测模块。
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