CN111847536A - 一种分散式初雨净化系统和净化填料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种分散式初雨净化系统和净化填料的制备方法，包括入水管道，所述入水管道上端设置有位于地面的长形入水口，下端连接有储水间，所述储水间底部连接有抽水泵并在储水间底部设置有压力传感器，所述储水间上方为净后水域，储水间上部设置有用于和净后水域连通的溢流口，所述溢流口内设置有双层隔离网，两个隔离网之间填充有净化填料，所述净后水域上方连接有伸出地表的洒水喷头；所述净后水域上部接入城市污水管道；还包括RTU、基站和数据监测与控制系统。本发明能够分散处理雨水，缓解城市污水管网压力，降低内涝风险。

Description

一种分散式初雨净化系统和净化填料的制备方法

技术领域

本发明属于雨水处理技术领域，尤其涉及一种分散式初雨净化系统和净化填料的制备方法。

背景技术

如今，较为常用的雨水处理系统为通过排水口将各地雨水通过城市污水管道汇流并经过统一处理后进行排放，然而通过这种方式进行处理，处理时压力较大，且当集中处理设施出现故障时，城市内涝风险较大，需要有切实有效的方法缓解这种风险。

而且，当处理设施出现故障时，为了找到故障点，需要投入大量人力物力去寻找，并且在寻找检修途中由于排水口大多在道路边缘，在维修时为了保障维修人员安全并且便于维修，对道路正常使用会产生一定影响，严重影响正常交通运行，故需要用一定的智能化手段帮助寻找故障范围。

此外，城市初期雨水由于在降落过程中溶解大量的污染性气体，而在落地后又冲刷泥土等，导致初期雨水污染程度高，进入污水处理厂后，加大污水处理难度；而如果直接排放进受纳水体，更是污染环境，给水环境产生极大污染。

与此同时，由于初期雨水泥沙含量较高，容易导致泥沙的淤积。并且，雨水还冲刷落叶、垃圾等，在排入城市排水口时，落叶、垃圾等物容易堆积在排水口处，从而导致排水不畅，后面雨水难以顺利排入排水口，导致雨水堆积，当降雨量较大时，城市水位会因此上升，导致交通不便。

并且，初期雨水中含有大量氮、磷等元素，直接排走会导致氮、磷元素的浪费，如何回收利用初期雨水十分重要。考虑到植物生长对氮、磷等元素的需求，将初期雨水进行一定程度的净化后用于浇灌植物可以当作一种有效的利用方法。

专利申请号CN201810121434.5提供了一种城市初期雨水高效收集净化系统及方法，这项专利针对现有技术的不足，利用城市现有排水系统以及城市地面设施，进行补充改造，使城市初期雨水冲刷地面后，沿纵坡和横坡在流入主雨水口之前先流入附雨水口，经净化系统净化后再汇入城市雨水管网，且成本低，净化效果好。

但是，专利申请号CN201810121434.5并没有充分利用初期雨水中丰富的氮、磷等元素，而是汇入城市雨水管网，从而浪费了这部分元素。其本质上仅仅是将初期雨水的处理隔离出来，通过附雨水口和净化系统进行额外处理，以减轻污水处理厂的负担，可是并没有合理利用初期雨水这一项资源。除此之外，该项专利并没有考虑到落叶、垃圾等堵塞雨水口这一问题的解决方法，导致后期雨水甚至初期雨水的后半部分在地面上淤积影响交通，且当初期雨水的后半部分淤积时，与非初期雨水混合，增加了该专利净化系统部分的处理负担。此外，该专利缺少智能化手段进行调控以及辅助故障点排除。

专利申请号201821934388.2提供了一种雨水收集过滤处理装置，这项专利针对现有雨水收集储存后变质、产生有害细菌的问题提出了有效方案。此方案结构简单，设计新颖，做到了有效简单的收集处理雨水，不仅过滤了雨水中的杂物，还处理掉了雨水中的细菌，延长了雨水的保存时间，方便进行灌溉。但是，此方案不能有效的阻止泥沙堵塞管道问题和落叶杂物等堵塞入水口问题，也缺少智能化手段进行调控以及辅助故障点排除。

专利申请号201920104504.6提供了一种处理路面初期雨水的生态截流带系统，这项专利在处理路面初期雨水的生态截流带系统同时具备处理降雨初期在路面形成的污染物和道路美化的功能。然而，并不能有效充分的发挥雨水资源的价值，使雨水资源得以储存，并在需要的时候利用，同时也缺少智能化手段进行调控以及辅助故障点排除。

专利申请号201810372575.4提供了一种雨水收集装置，它包括雨水处理腔，雨水出水腔和收集腔。该装置有效的解决了技术中雨水处理的不方便的技术问题，然而，它不能有效的处理下雨期间落叶等杂物堵塞雨水收集的问题，也缺少智能化手段进行调控以及辅助故障点排除。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种分散式初雨净化系统和净化填料的制备方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种分散式初雨净化系统，包括入水管道，所述入水管道上端设置有位于地面的长形入水口，下端连接有储水间，所述储水间底部连接有抽水泵并在储水间底部设置有压力传感器，所述储水间上方为净后水域，储水间上部设置有用于和净后水域连通的溢流口，所述溢流口内设置有双层隔离网，两个隔离网之间填充有净化填料，所述净后水域上方连接有伸出地表的洒水喷头；所述净后水域上部接入城市污水管道；

还包括RTU、基站和数据监测与控制系统，所述RTU连接有设置于地面的土壤及大气湿度传感器、设置于净后水域的水位传感器以及储水间底部的压力传感器，所述RTU与基站通过无线信号连接，基站与数据监测与控制系统通过无线信号连接。

所述入水管道上还连接有防堵塞入水口。

防堵塞入水口为一竖直豁口，宽度为0.8米-1.5米，高度为5厘米-10厘米。

所述长形入水口长度为0.8m-1.5m，宽度为0.4m-0.6m。

入水管道与水平地面的夹角处于20度-70度。

所述净后水域上部连接有自来水注水口。

所述储水间高度为1m-3m，长度为2m-3m，宽度为1m-3m，底部与水平面夹角为10度-35度。

一种净化填料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，取还原铁粉、铜粉、活性炭粉于烧杯中，搅拌混匀，其中m(Fe):m(Cu)：m(C)=3:1:1；

步骤2，加入填料总质量10%~20%钠基膨润土混匀；

步骤3，加入填料总质量0.2%~1%造孔剂碳酸氢钠；加水（含水率5%~25%）后揉搓成直径为4~9mm的球状填料；

步骤4，于真空干燥箱中50°C~70°C烘干10~30min；

步骤5，转入管式炉中，通氮气保持真空状态，以500°C~700°C焙烧50min~70min后，于干燥箱中自然冷却备用。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明能够分散处理雨水，缓解城市污水管网压力，降低内涝风险；

2、智能化管控，便于管理和发生故障时寻找故障点；

3、防止落叶、垃圾等堵塞雨水口；

4、合理利用雨水中的氮、磷等元素。

附图说明

图1为本实施例的整体结构示意图。

图中，1、长形入水口；2、防堵塞入水口；3、入水管道；4、储水间；5、隔离网；6、净化填料；7、净后水域；8、抽水泵；9、洒水喷头；10、雨水排出管道；11、自来水注水口；12、土壤及大气湿度传感器；13、水位传感器；14、压力传感器；15、RTU；16、基站；17、数据监测与控制系统；101、城市污水管道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明提供一种分散式初雨净化系统，如图1所示，包括入水管道，所述入水管道上端设置有位于地面的长形入水口1，下端连接有储水间4，所述储水间4底部连接有抽水泵8并在储水间4底部设置有压力传感器14，所述储水间4上方为净后水域7，储水间4上部设置有用于和净后水域7连通的溢流口，所述溢流口内设置有双层隔离网5，两个隔离网5之间填充有净化填料6，所述净后水域7上方连接有伸出地表的洒水喷头9；所述净后水域7上部通过雨水排出管道10接入城市污水管道101。

还包括RTU15、基站16和数据监测与控制系统17，所述RTU15连接有设置于地面的土壤及大气湿度传感器12、设置于净后水域7的水位传感器13以及储水间4底部的压力传感器14，所述RTU15与基站16通过无线信号连接，基站16与数据监测与控制系统17通过无线信号连接。

所述入水管道上还连接有防堵塞入水口，设置于街道路边的路缘石下。

防堵塞入水口为一竖直豁口，宽度为0.8米-1.5米，高度为5厘米-10厘米。

所述长形入水口1长度为0.8m-1.5m，宽度为0.4m-0.6m。

入水管道3与水平地面的夹角处于20度-70度。

所述净后水域7上部连接有自来水注水口11。

所述储水间4高度为1m-3m，长度为2m-3m，宽度为1m-3m，底部与水平面夹角为10度-35度。

具体说明：

如图1所示，本发明处理过程包括以下步骤：

A、雨水通过长形入水口1和防堵塞入水口及入水管道3进入储水间4，在水量达到一定值时漫过隔离网5，污泥、杂物等被隔离网5隔离在储水间4中；

B、所述漫过隔离网5的雨水进入净化填料6并停留1—2小时；

C、所述经过净化填料6净化的雨水进入净后水域7并储存在其中。

另外，所述储水间4底部沉积的污泥、杂物等在所述压力传感器14所感应压力达到一定值时（具体数值根据实际储水间4大小决定）通过数据监测与控制系统17指挥抽水泵8抽出 。所述净后水域7中储存的经过净化填料6净化过的雨水在土壤及大气湿度传感器12感应到长时间未下雨，湿度较低时通过数据监测与控制系统17指挥洒水喷头9喷出，为植物提供水源及氮、磷等物质。当所述土壤及大气湿度传感器12感应到长时间未下雨，湿度较低但是所述水位传感器13感应到净后水域7中水位较低时，通过数据监测与控制系统17指挥自来水注水口11往净后水域7注水并由洒水喷头9喷出。所述净后水域7中储存的经过净化填料6净化过的雨水在储存量超过储存上限时将通过雨水排出管道排入城市污水管道101。

本发明还提供一种净化填料6的制备方法，包括：

步骤1，取还原铁粉、铜粉、活性炭粉于烧杯中，搅拌混匀，其中m(Fe):m(Cu)：m(C)=3:1:1。

步骤2，加入填料总质量10%~20%钠基膨润土混匀。

步骤3，加入填料总质量0.2%~1%造孔剂碳酸氢钠；加水（含水率5%~25%）后揉搓成直径为4~9mm的球状填料。

步骤4，于真空干燥箱中50°C~70°C烘干10~30min。

步骤5，转入管式炉中，通氮气保持真空状态，以500°C~700°C焙烧50min~70min后，于干燥箱中自然冷却备用。

具体说明：

如图1所示，所述净化填料6分为多层设置，不同层的还原铁粉、铜粉、活性炭组合比例不同，除上述比例外，所选比例亦可为m(Fe):m(Cu):m(C)=2~7:1~5:1~6，所选比例在上述范围内可任意组合。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种分散式初雨净化系统，其特征在于：包括入水管道，所述入水管道上端设置有位于地面的长形入水口，下端连接有储水间，所述储水间底部连接有抽水泵并在储水间底部设置有压力传感器，所述储水间上方为净后水域，储水间上部设置有用于和净后水域连通的溢流口，所述溢流口内设置有双层隔离网，两个隔离网之间填充有净化填料，所述净后水域上方连接有伸出地表的洒水喷头；所述净后水域上部接入城市污水管道；

还包括RTU、基站和数据监测与控制系统，所述RTU连接有设置于地面的土壤及大气湿度传感器、设置于净后水域的水位传感器以及储水间底部的压力传感器，所述RTU与基站通过无线信号连接，基站与数据监测与控制系统通过无线信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种分散式初雨净化系统，其特征在于：所述入水管道上还连接有防堵塞入水口。

3.根据权利要求2所述的一种分散式初雨净化系统，其特征在于：防堵塞入水口为一竖直豁口，宽度为0.8米-1.5米，高度为5厘米-10厘米。

4.根据权利要求1所述的一种分散式初雨净化系统，其特征在于：所述长形入水口长度为0.8m-1.5m，宽度为0.4m-0.6m。

5.根据权利要求1所述的一种分散式初雨净化系统，其特征在于：入水管道与水平地面的夹角处于20度-70度。

6.根据权利要求1所述的一种分散式初雨净化系统，其特征在于：所述净后水域上部连接有自来水注水口。

7.根据权利要求1所述的一种分散式初雨净化系统，其特征在于：所述储水间高度为1m-3m，长度为2m-3m，宽度为1m-3m，底部与水平面夹角为10度-35度。

8.一种如权利要求1所述的净化填料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，取还原铁粉、铜粉、活性炭粉于烧杯中，搅拌混匀，其中m(Fe):m(Cu)：m(C)=3:1:1；

步骤2，加入填料总质量10%~20%钠基膨润土混匀；

步骤3，加入填料总质量0.2%~1%造孔剂碳酸氢钠；加水（含水率5%~25%）后揉搓成直径为4~9mm的球状填料；

步骤4，于真空干燥箱中50°C~70°C烘干10~30min；

步骤5，转入管式炉中，通氮气保持真空状态，以500°C~700°C焙烧50min~70min后，于干燥箱中自然冷却备用。

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