CN111980313B - 种植屋面雨水的处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供种植屋面雨水的处理系统及方法，该系统包括连接管、汇水漏斗、螺旋形的盘管、溢水管和出水管组，盘管的管径及旋转半径上大下小，既增大汇水面积、又利用变径及螺旋加速快速滤除雨水中的颗粒物等杂质，把水从盘管甩到雨水管内利用，而高含泥量水从盘管底端的出水管引出，对种植屋面的雨水进行初期弃流和中期过滤。本发明能够直接安装在现有雨水管中，可有效分离种植屋面雨水中的颗粒悬浮物及污染物，避免雨水管的堵塞及雨水污染。
Description
技术领域
本发明涉及种植屋面雨水的处理系统及方法，属于固定建筑物排水构筑物技术领域。
背景技术
屋顶绿化系统由于植物与种植基质的存在，其排水系统中相比传统屋面需要承载更多污染物，尤其在前期，雨水对种植基质的冲刷导致地表径流中氮磷、泥沙等污染物的含量较高，容易造成污染和堵塞管网。
同时，对于既有建筑，原有雨水的收集和排放管路空间有限，不具备分离处理能力，而重新设计和安装适用的雨水收集系统所需成本太高，且工程量巨大。
经检索，专利文献CN207253912U公开了一种屋面雨水净化回收装置。利用圆锥过滤网和旋流器滤除雨水中的固体悬浮物，专利文献CN201310042823A公开了一种农村雨水净化处理方法及其装置，在螺旋过滤管上设置有通孔和过滤网的螺旋过滤网，雨水在进入螺旋过滤管后被强制沿着螺旋过滤管旋转，在离心力的作用雨水中的杂质颗粒被过滤网拦截过滤。然而，这些过滤装置均未考虑种植屋面初期雨水中氮磷等可溶污染物的弃流处理，而且外径显著超过雨水落水管，无法直接安装在既有雨水落水管上。
针对种植屋面雨水的特点，并考虑既有落水管改造对装置体积的要求，亟需设计一种全新的雨水处理系统。
发明内容
克服上述技术的问题，提供一种可以适用于种植屋面现有雨水管路系统的雨水的处理系统及方法。
本发明提供的第一种技术方案是：一种种植屋面雨水处理系统，包括连接管、汇水漏斗、螺旋形的盘管、溢水管和出水管；
所述连接管用于接入雨水管；所述连接管的底部连通所述汇水漏斗；所述汇水漏斗安装在所述雨水管内，所述汇水漏斗的底部与所述盘管顶端连通；
所述盘管的管径及旋转半径从上到下逐渐缩小，所述盘管的管体上开设有若干过滤孔，所述汇水漏斗、盘管均布置在雨水管内；
所述出水管的一端与所述盘管底端连通；所述出水管的另一端能够自所述雨水管的管壁伸出；所述出水管的下方具有收集箱；
所述溢水管位于所述雨水管旁，所述溢水管的顶端高于所述汇水漏斗的顶端且与所述连接管连通；所述溢水管的底端连通所述雨水管。
上述方案进一步的改进在于：所述盘管的轴向上，所述过滤孔的排布密度随着高度降低而增加，且所述过滤孔的孔径随着高度降低而减少；在所述盘管的周向截面的圆周表面上，所述过滤孔的排布密度随高度增加而增加。
上述方案进一步的改进在于：所述雨水管的顶部入口处布置有第一截污罩和第二截污罩；所述第一截污罩罩在所述第二截污罩上。
上述方案进一步的改进在于：所述第一截污罩的外表面具有不规则的凸起，所述第一截污罩的网孔大于所述第二截污罩的网孔。
上述方案进一步的改进在于：所述收集箱内透水土工布和格栅；所述收集箱的底部与所述雨水管连通。
上述方案进一步的改进在于：所述出水管为软管。
上述方案进一步的改进在于：所述出水管的尾端具有磁铁，在出水管上套装密封环。
本发明提供的第二种技术方案是：使用如上述方案所述的种植屋面雨水处理系统进行雨水的处理方法，当种植屋面雨水的径流流量小于盘管容量的50%时，雨水进入盘管后沿着盘管的底壁流动，此时，螺旋动力增大，在过滤孔处由于表面张力的作用，雨水不会被过滤孔排出，大部分水流与污染物一并从出水管排出，从而实现初期雨水的弃流；
当种植屋面雨水的径流流量大于等于盘管容量的50%，且小于等于盘管容量的100%时，雨水充满盘管，在增大过滤汇水面积的同时，形成足够的水压，大部分雨水经过滤孔过滤后排入雨水管，少量杂质经出水管排出；
当种植屋面雨水的径流流量大于盘管容量的100%，多余的雨水从溢水管排入雨水管。
使用时，本发明的种植屋面雨水的处理系统包括连接管、汇水漏斗、螺旋形的盘管、溢水管和出水管，所述连接管用于接入雨水落水管；所述连接管的底部连通所述汇水漏斗；所述汇水漏斗安装在所述雨水管内，所述汇水漏斗的底部与所述盘管顶端连通；
所述盘管的管径及旋转半径从上到下逐渐缩小，所述盘管的管体上开设有若干过滤孔，所述盘管能够布置在雨水管内；
所述出水管的一端与所述盘管底端连通；所述出水管的另一端能够自所述雨水管的管壁伸出；所述出水管的下方具有收集箱；
所述溢水管位于所述雨水管旁，所述溢水管的顶端高于所述汇水漏斗的顶端且与所述连接管连通；所述溢水管的底端连通所述雨水管。所述过滤孔在盘管上不均匀分布：盘管沿底壁-侧壁—顶壁的周向上，单位管壁面积上的过滤孔数量逐渐增加，沿盘管的进水方向，过滤孔数量逐渐增加，过滤孔的孔径逐渐缩小。所述过滤孔的孔径优选50到200目，沿上述规律在盘管壁上分布，以达成初期弃流与中期压力过滤的效果。
有益效果：在降雨初期，种植屋面径流中包含较多杂质，但流量小流速低，进入螺旋螺旋形盘管的雨水仅沿着螺旋形盘管底壁流动，在过滤孔处由于表面张力，大部分水流未穿过过滤孔，而是与杂质一并从出水管排出，实现初期雨水的弃流；
在降雨中期，雨水充满螺旋形盘管，在增大过滤汇水面积的同时，形成足够的水压，大部分雨水经过滤孔过滤后排入雨水管，少量杂质经出水管排出；
当遇到暴雨时，多余的雨水从溢水管排入落水管。
本发明提供的种植屋面雨水的处理系统及方法，利用螺旋过滤的方式处理种植屋面雨水，用螺旋盘管取代先有的漏斗和等径盘管，既让设备外轮廓得以直接安装在现有雨水管之中，又增大了过滤汇水面积，对既有落水管改造施工的工程量小，成本低等。
而且利用螺旋盘管的变径、过滤孔布置及螺旋加速作用，实现了初期小流量雨水的动力增大和弃流（惯性和表面张力），中期大量雨水利用水压从盘管甩到雨水管内，而高含泥量水从盘管底端的出水管引出；通过分离种植屋面雨水中的颗粒悬浮物及污染物，既避免了雨水管的堵塞，又分离了污染物，对种植屋面雨水实现有效的雨污分流，过滤后处理后的雨水还可以收集用于灌溉，高效利用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明一个优选的实施例结构示意图。
图2是图1中盘管结构示意图。
图3是螺旋盘管的另一种布置方式示意图。
图4是图3的使用效果图。
具体实施方式
实施例
本实施例的雨水螺旋过滤器，如图1和图2，包括：连接管4、汇水漏斗5、螺旋形的盘管6、溢水管9和出水管7；连接管4能够替换雨水管3的一段；连接管4的底部连通汇水漏斗5；汇水漏斗5能够安装在雨水管3内，汇水漏斗5的底部与盘管6顶端连通；盘管6以上大下小的梯形或锥形排列，盘管6的管体上不均匀的开设有若干过滤孔，盘管6能够布置在雨水管3内；出水管7的一端与盘管6底端连通；出水管7的另一端能够自雨水管3的管壁伸出；出水管7的下方具有收集箱8；溢水管9位于雨水管旁，溢水管9的顶端高于汇水漏斗6的顶端且与连接管4连通；溢水管9的底端连通雨水管3。
过滤孔的尺寸为50到200目，也可以根据现场需要进行其他尺寸的设计和实施。
雨水管的顶部一般设置在屋顶，其入口处覆盖有第一截污罩1和第二截污罩2；第一截污罩1罩在第二截污罩2上。第一截污罩1和第二截污罩2呈现锥形或半圆形或其他凸出的形状；第一截污罩1的外表面具有不规则的凸起。第一截污罩1的网孔大于第二截污罩2的网孔。第一截污罩1主要用于过滤大块的固体物，而当树叶、树脂等掉落在第一截污罩1上时，其表面的凸起可以支撑这些杂物，留存缝隙，防止遮蔽第一截污罩1网孔，之后，再经过更细密网孔的第二截污罩2进一步去除较小的固体物。
在对传统雨水管3进行改造时，只需要在适当高度截断一节雨水管3，在截断处将汇水漏斗5、螺旋形的盘管6和出水管7置入雨水管，并用尺寸合适的连接管4替换被截断的雨水管3，确保各连接处连接牢固和密封。在出水管3对应的位置打孔，让出水管7伸出即可。这样，雨水第一截污罩1和第二截污罩2初步过滤后，进入雨水管3，进而通过连接管4进入汇水漏斗5，而后进入盘管6，通过螺旋加速，将水从盘管6中甩至雨水管3中，盘管6上开设过滤孔，这样，颗粒物没办法通过，而水可以通过，原理与斯特塔管类似。盘管6剩余的泥沙含量高的水，则从出水管7排出，后由收集箱收集。同时，盘管6采用上大下小的设计，水流速度逐渐提高，随着泥沙含量增加，水流速度也相应增加，从而实现对盘管6内部的冲刷，让盘管6内部不易堵塞。
收集箱8内透水土工布和格栅；收集箱8的底部与雨水管连通。这样，进入收集箱8的污水通过透水土工布和格栅进行过滤后，再次回到雨水管中。
为了方便安装，出水管7为软管，且出水管7的尾端具有磁铁；在使用PE管、PVC管、PPR管等高分子材料管材时，可以在将雨水螺旋过滤器伸入雨水管后，通过在雨水管外用磁铁吸附的方式，将出水管7拉到雨水管的开口位置。对于一些雨水管小于手孔直径，缺乏操作空间的管路改造时，可以方便操作。更进一步的，为了保持雨水管的开孔密封，出水管7上能够套装密封环。
本实施例的雨水螺旋过滤器，若长期使用，不进行维护管理，盘管6依然存在堵塞的可能性，因此，设置了溢流管9。当盘管6堵塞时，雨水会通过溢流管9回流至雨水管3，避免屋顶排水不畅，保证正常排水能力。
图1和图2仅仅是螺旋盘管的一种结构示意，螺旋盘管的布置方式，也可以如图3和图4，螺旋过程中相邻管壁邻接。
本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种种植屋面雨水的处理系统，其特征在于：包括连接管、汇水漏斗、螺旋形的盘管、溢水管和出水管；
所述连接管用于接入雨水管，并替换雨水管的一段；所述连接管的底部连通所述汇水漏斗；所述汇水漏斗安装在所述雨水管内，所述汇水漏斗的底部与所述盘管顶端连通；
所述盘管的管径及旋转半径从上到下逐渐缩小，所述盘管的管体上开设有若干过滤孔，所述汇水漏斗、盘管均布置在雨水管内；
所述出水管的一端与所述盘管底端连通；所述出水管的另一端自所述雨水管的管壁伸出；所述出水管的下方具有收集箱；
所述溢水管位于所述雨水管旁，所述溢水管的顶端高于所述汇水漏斗的顶端且与所述连接管连通；所述溢水管的底端连通所述雨水管；
所述出水管为软管，所述出水管的尾端具有磁铁，在出水管上套装密封环；
当种植屋面雨水的径流流量小于盘管容量的50%时，雨水进入盘管后沿着盘管的底壁流动，此时，螺旋动力增大，在过滤孔处由于表面张力的作用，雨水不会被过滤孔排出，大部分水流与污染物一并从出水管排出，从而实现初期雨水的弃流；
当种植屋面雨水的径流流量大于等于盘管容量的50%，且小于等于盘管容量的100%时，雨水充满盘管，在增大过滤汇水面积的同时，形成足够的水压，大部分雨水经过滤孔过滤后排入雨水管，少量杂质经出水管排出；
当种植屋面雨水的径流流量大于盘管容量的100%，多余的雨水从溢水管排入雨水管。
2.根据权利要求1所述的种植屋面雨水的处理系统，其特征在于：所述盘管的轴向上，所述过滤孔的排布密度随着高度降低而增加，且所述过滤孔的孔径随着高度降低而减少；在所述盘管的周向截面的圆周表面上，所述过滤孔的排布密度随高度增加而增加。
3.根据权利要求2所述的种植屋面雨水的处理系统，其特征在于：所述雨水管的顶部入口处布置有第一截污罩和第二截污罩；所述第一截污罩罩在所述第二截污罩上。
4.根据权利要求3所述的种植屋面雨水的处理系统，其特征在于：所述第一截污罩的外表面具有不规则的凸起，所述第一截污罩的网孔大于所述第二截污罩的网孔。
5.根据权利要求4所述的种植屋面雨水的处理系统，其特征在于：所述收集箱内透水土工布和格栅；所述收集箱的底部与所述雨水管连通。
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| CN111980313A (zh) | 2020-11-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
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| CP03 | Change of name, title or address |