CN113684982A - 一种屋面雨水集水净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种屋面雨水集水净化装置，包括设置在屋面上的集水结构，集水结构的出水口处连接有净水结构，所述净水结构位于低于屋顶但高于地面的位置处且所述净水结构设置在屋面侧壁内。本发明屋面雨水的集水结构与净化结构设置在屋面侧壁而非以往将屋面雨水收集净化系统设置在地下，避免了提升泵的使用，节约了能耗，减少了整个雨水集水净化装置的设备数量，精简了结构；直接设置在屋面侧壁相当于多了个雨水处理装置，以往采用屋面收集的雨水通过雨水汇总管将屋面雨水与地面雨水汇总后再进行雨水净化，雨水处理量大，处理效果一般，现在将屋面雨水净化与地面雨水净化分开且分别利用，处理效果好并且屋面雨水净化后直接利用虹吸原理从高处利用。

Description

一种屋面雨水集水净化装置
技术领域
本发明涉及一种屋面雨水集水净化装置。
背景技术
水资源作为不可再生资源，水资源日趋匮乏，开发利用非传统水源雨水等是解决目前水资源短缺问题的另一条行之有效的途径。海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”，国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。海绵城市可在下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，通过源头减排、过程控制、系统治理等，使建筑与小区、道路与广场、公园和绿地、水系等具备对雨水的吸纳、蓄滞和缓释作用，有效控制雨水径流，小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解。海绵城市强调雨水处理采用“渗、滞、蓄、净、用、排”手段，对于屋面雨水当雨落管周边为硬质铺装等区域时，采用渗、滞手段受限。
由于收集的雨水常伴有泥沙、杂质，减少雨水中泥沙、杂质的含量，提高雨水的水质是雨水利用的前置条件，目前多采用雨水收集器来去除水中的泥沙杂质。
现有技术情况是：雨水经初期雨水弃流装置弃流并拦截粗大漂浮物后自流进入雨水原水池。雨水原水池作用有二，一是进行沉淀，去除水中夹带的泥沙等无机颗粒；二是进行流量调整，使后续处理设施在设定的参数下运行，从而保证其除污效能的充分发挥。雨水原水池中的原水经泵提升进入高效精滤设备，选石英砂过滤设备；在过滤器内，于雨水经初期雨水弃流装置弃流并拦截粗大漂浮物后自流进入雨水原水池。雨水原水池作用有二，一是进行沉淀，去除水中夹带的泥沙等无机颗粒；二是进行流量调整，使后续处理设施在设定的参数下运行，从而保证其除污效能的充分发挥。雨水原水池中的原水经泵提升进入高效精滤设备，选石英砂过滤设备；在过滤器内，于滤料的机械筛分作用，水中的固体颗粒被截留、去除。滤后水进入曝气平衡吸水箱，并采用自动加药装置向水箱中加入次氯酸钠溶液,对处理水进行杀菌消毒，再通过雨水转输泵将处理过的水转入清水池，至此，处理过的雨水已经达到了用要求，经泵加压后，便可用于绿化和道路冲洗等用途。目前的集水净化装置如图1所示，采用屋面收集的雨水通过雨水汇总管将屋面雨水与地面雨水汇总后(通过雨水汇总管1)再进行雨水净化(依次经过截污挂篮2、弃流过滤器3、雨水过滤器4到达水池5，水池5内设置提升泵6，提升后的水经过净化一体机7后用于植被灌溉、道路冲洗、洗车等)，雨水处理量大，处理效果一般；并且由于屋面雨水收集净化系统设置在地下，需要使用提升泵。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种屋面雨水集水净化装置，避免了提升泵的使用，节约了能耗，减少了整个雨水集水净化装置的设备数量，精简了结构；处理效果好并且屋面雨水净化后直接利用虹吸原理从高处利用。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种屋面雨水集水净化装置，包括设置在屋面上的集水结构，集水结构的出水口处连接有净水结构，所述净水结构位于低于屋顶但高于地面的位置处且所述净水结构设置在屋面侧壁内。由于净化结构未设置在地面而是设置在屋面与地面之间的高度处，因此净化结构净化后的水可以从高位直接利用，省去了提升泵，节约了设备数量，精简了结构。
进一步的技术方案是，净水结构包括截污挂篮和/或弃流过滤器，截污挂篮或弃流过滤器的出水口连接有雨水过滤器，雨水过滤器连接有净化一体机，净化一体机的出水口连接有若干分别用于植被灌溉、道路冲洗、洗车的水管。初期雨水中的污染物含量较高，随着径流的持续雨水流经的物体表面被不断冲洗，污染物含量逐渐减小到相对稳定的程度。所以,直接弃流初期雨水已成为减少收集的雨水中污染物的一个有效途径。在雨水利用工程中，将弃流作为整个雨水收集处理工艺的预处理为雨水的贮存和后续处理提供水质相对稳定的水源同时，也避免收集和处理单场降雨量产生很小径流的雨水。
对于屋面初期雨面雨水可按3～5mm降水量进行计算。屋面初期雨水弃流量按2.5mm降水量计算，路面雨水按4mm降水量计算。弃流后的中、后期雨水cod质量浓度可稳定在100mg/l以内，可以确保获得较好的雨水水质。
雨水弃流装置为现有技术，不赘述，一般是降雨开始时雨水较小，垃圾较多，从底部的排污口直接流出，雨量增大后，弃流过滤装置底部的不锈钢球落下，排污口关闭，桶中的液位升高，雨水经过滤网过滤后流入出水口,开始进行雨水的收集。雨停结束之后，进出水口都无雨水流动，桶中剩余的雨水减少，不锈钢球浮起,排污口打开,桶中过滤后产生的垃圾也随剩余的雨水一起排除；降雨结束之后，桶中的水流完毕，球恢复原位。
进一步的技术方案是，水管与植被灌溉蓄水池、道路冲洗蓄水池、洗车蓄水池相连，植被灌溉蓄水池、道路冲洗蓄水池、洗车蓄水池设置在房屋一侧且植被灌溉蓄水池、道路冲洗蓄水池、洗车蓄水池位于低于屋顶但高于地面的高度。
进一步的技术方案为，屋面的材质为细石防水混凝土。
进一步的技术方案为，净水结构包括设置在屋面侧壁内的受力层，受力层的外壁固定连接雨水净化空腔，雨水净化空腔的内壁固定设有用于净化雨水的由上至下的若干层碎石层，部分碎石层内的碎石里包含有硝化酶与反硝化酶。不同地区大气污染程度不同及屋顶采用不同的防水材料，屋面雨水的污染程度有所不同。化工企业周边的空气污染要比学校周边的空气污染要严重，屋面采用改性沥青防水卷材比使用细石防水混凝土防水污染要严重等。一般来说，屋面的污染物主要为：化学需氧量CODcr和悬浮物SS。
组成雨水净化材料的碎石直径为15mm至30mm，去除雨水中的悬浮物SS等颗粒物质的过滤和净化；碎石内部掺硝化酶和反硝化酶，有效去除雨水中有害的污染物质，从而达到雨水净化的目的。
进一步的技术方案为，屋面侧壁内设有净化结构的置放空腔，所述受力层包括一层固定连接在置放空腔内侧壁上的硬质层以及固定连接在硬质层上的韧性层，韧性层上固定连接若干个金属丝网包，所述碎石层的碎石设置在金属丝网包内。受力层设置在置放空腔内，受力层由一层硬质层和一层韧性层构成，可以使得屋面侧面几乎不受雨水下落流下的动载荷的影响，韧性层的设置使得雨水向下流动聚集时产生的动载荷几乎全部被韧性层吸收，避免直接在屋面侧壁内设置雨水的采集空腔而使得屋面侧壁不停受到收集下落雨水的冲刷，而且金属丝网包的设置使得下落收集的雨水不停对金属丝网包有下坠的力，容易对屋面侧壁造成损失<间隔性地对屋面侧壁作用动载荷>。
进一步的技术方案为，所述硬质层的材质为细石防水混凝土，所述韧性层的材质为橡胶。
进一步的技术方案为，屋面的材质为细石防水混凝土。
进一步的技术方案为，碎石层设有由上至下的三层，分别为第一碎石层、第二碎石层与第三碎石层，每层碎石层均包括设置在同一高度的若干个金属丝网包，第一碎石层包括设置在屋面侧壁的上部若干层，第二碎石层包括设置在屋面侧壁的中部若干层，第三碎石层包括设置在屋面侧壁的下部若干层。通过三层不同作用的碎石层将雨水一步步净化，达到最终可以回用的标准。
进一步的技术方案为，第一碎石层为用于去除雨水中的颗粒物质层，第一碎石层内的碎石直径为5～15mm；第二碎石层为去除雨水中有害污染物质层，第二碎石层内的碎石直径为10～20mm且第二碎石层内的碎石里包含有硝化酶与反硝化酶；第三碎石层为雨水水流减速层，第三碎石层内的碎石直径为20～30mm。第一碎石层设置在最上方，最细小，用于去除悬浮物等颗粒物质，第二碎石层由于其碎石设置硝化酶与反硝化酶，可以用于去除雨水中的有害污染物质；第三碎石层则用于减少雨水的水流流速，针对未完全过滤干净的雨水可以在第三碎石层后连接进一步的雨水过滤设备，避免雨水过滤设备的进水流速过大而影响雨水过滤设备的过滤效率。
本发明的优点和有益效果在于：屋面雨水的集水结构与净化结构设置在屋面侧壁而非以往将屋面雨水收集净化系统设置在地下，避免了提升泵的使用，节约了能耗，减少了整个雨水集水净化装置的设备数量，精简了结构；直接设置在屋面侧壁相当于多了个雨水处理装置，以往采用屋面收集的雨水通过雨水汇总管将屋面雨水与地面雨水汇总后再进行雨水净化，雨水处理量大，处理效果一般，现在将屋面雨水净化与地面雨水净化分开且分别利用，处理效果好并且屋面雨水净化后直接利用虹吸原理从高处利用。受力层设置在置放空腔内，受力层由一层硬质层和一层韧性层构成，可以使得屋面侧面几乎不受雨水下落流下的动载荷的影响，韧性层的设置使得雨水向下流动聚集时产生的动载荷几乎全部被韧性层吸收，避免直接在屋面侧壁内设置雨水的采集空腔而使得屋面侧壁不停受到收集下落雨水的冲刷，而且金属丝网包的设置使得下落收集的雨水不停对金属丝网包有下坠的力，容易对屋面侧壁造成损失<间隔性地对屋面侧壁作用动载荷>。通过三层不同作用的碎石层将雨水一步步净化，达到最终可以回用的标准。第一碎石层设置在最上方，最细小，用于去除悬浮物等颗粒物质，第二碎石层由于其碎石设置硝化酶与反硝化酶，可以用于去除雨水中的有害污染物质；第三碎石层则用于减少雨水的水流流速，针对未完全过滤干净的雨水可以在第三碎石层后连接进一步的雨水过滤设备，避免雨水过滤设备的进水流速过大而影响雨水过滤设备的过滤效率。
附图说明
图1是现有技术中屋面雨水集水净化装置的示意图；
图2是本发明一种屋面雨水集水净化装置实施例一的示意图；
图3是本发明实施例二的示意图；
图4是图3中碎石层中的金属丝网包的示意图。
图中：1、雨水汇总管；2、截污挂篮；3、弃流过滤器；4、雨水过滤器；5、水池；6、提升泵；7、净化一体机；8、水管；9、植被灌溉蓄水池；10、道路冲洗蓄水池；11、洗车蓄水池；12、置放空腔；13、硬质层；14、韧性层；15、金属丝网包；16、第一碎石层；17、第二碎石层；18、第三碎石层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
如图2所示，本发明是一种屋面雨水集水净化装置，包括设置在屋面上的集水结构，集水结构的出水口处连接有净水结构，所述净水结构位于低于屋顶但高于地面的位置处且所述净水结构设置在屋面侧壁内。净水结构包括截污挂篮2和/或弃流过滤器3，截污挂篮2或弃流过滤器3的出水口连接有雨水过滤器4，雨水过滤器4连接有净化一体机7，净化一体机7的出水口连接有若干分别用于植被灌溉、道路冲洗、洗车的水管8。水管8与植被灌溉蓄水池9、道路冲洗蓄水池10、洗车蓄水池11相连，植被灌溉蓄水池9、道路冲洗蓄水池10、洗车蓄水池11设置在房屋一侧且植被灌溉蓄水池9、道路冲洗蓄水池10、洗车蓄水池11位于低于屋顶但高于地面的高度。屋面的材质为细石防水混凝土。
实施例二：
与实施例一的不同在于，如图3至图4所示，净水结构包括设置在屋面侧壁内的受力层，受力层的外壁固定连接雨水净化空腔，雨水净化空腔的内壁固定设有用于净化雨水的由上至下的若干层碎石层，部分碎石层内的碎石里包含有硝化酶与反硝化酶。屋面侧壁内设有净化结构的置放空腔12，所述受力层包括一层固定连接在置放空腔12内侧壁上的硬质层13以及固定连接在硬质层13上的韧性层14，韧性层14上固定连接若干个金属丝网包15，所述碎石层的碎石设置在金属丝网包15内。硬质层13的材质为细石防水混凝土，韧性层14的材质为橡胶。屋面的材质为细石防水混凝土。碎石层设有由上至下的三层，分别为第一碎石层16、第二碎石层17与第三碎石层18，每层碎石层均包括设置在同一高度的若干个金属丝网包15，第一碎石层16包括设置在屋面侧壁的上部若干层，第二碎石层17包括设置在屋面侧壁的中部若干层，第三碎石层18包括设置在屋面侧壁的下部若干层。第一碎石层16为用于去除雨水中的颗粒物质层，第一碎石层16内的碎石直径为5～15mm；第二碎石层17为去除雨水中有害污染物质层，第二碎石层17内的碎石直径为10～20mm且第二碎石层17内的碎石里包含有硝化酶与反硝化酶；第三碎石层18为雨水水流减速层，第三碎石层18内的碎石直径为20～30mm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种屋面雨水集水净化装置，其特征在于，包括设置在屋面上的集水结构，集水结构的出水口处连接有净水结构，所述净水结构位于低于屋顶但高于地面的位置处且所述净水结构设置在屋面侧壁内。
2.根据权利要求1所述的一种屋面雨水集水净化装置，其特征在于，所述净水结构包括截污挂篮和/或弃流过滤器，截污挂篮或弃流过滤器的出水口连接有雨水过滤器，雨水过滤器连接有净化一体机，净化一体机的出水口连接有若干分别用于植被灌溉、道路冲洗、洗车的水管。
3.根据权利要求2所述的一种屋面雨水集水净化装置，其特征在于，所述水管与植被灌溉蓄水池、道路冲洗蓄水池、洗车蓄水池相连，植被灌溉蓄水池、道路冲洗蓄水池、洗车蓄水池设置在房屋一侧且植被灌溉蓄水池、道路冲洗蓄水池、洗车蓄水池位于低于屋顶但高于地面的高度。
4.根据权利要求3所述的一种屋面雨水集水净化装置，其特征在于，所述屋面的材质为细石防水混凝土。
5.根据权利要求1所述的一种屋面雨水集水净化装置，其特征在于，所述净水结构包括设置在屋面侧壁内的受力层，受力层的外壁固定连接雨水净化空腔，雨水净化空腔的内壁固定设有用于净化雨水的由上至下的若干层碎石层，部分碎石层内的碎石里包含有硝化酶与反硝化酶。
6.根据权利要求5所述的一种屋面雨水集水净化装置，其特征在于，所述屋面侧壁内设有净化结构的置放空腔，所述受力层包括一层固定连接在置放空腔内侧壁上的硬质层以及固定连接在硬质层上的韧性层，韧性层上固定连接若干个金属丝网包，所述碎石层的碎石设置在金属丝网包内。
7.根据权利要求6所述的一种屋面雨水集水净化装置，其特征在于，所述所述硬质层的材质为细石防水混凝土，所述韧性层的材质为橡胶。
8.根据权利要求7所述的一种屋面雨水集水净化装置，其特征在于，所述屋面的材质为细石防水混凝土。
9.根据权利要求6所述的一种屋面雨水集水净化装置，其特征在于，所述碎石层设有由上至下的三层，分别为第一碎石层、第二碎石层与第三碎石层，每层碎石层均包括设置在同一高度的若干个金属丝网包，第一碎石层包括设置在屋面侧壁的上部若干层，第二碎石层包括设置在屋面侧壁的中部若干层，第三碎石层包括设置在屋面侧壁的下部若干层。
10.根据权利要求9所述的一种屋面雨水集水净化装置，其特征在于，所述第一碎石层为用于去除雨水中的颗粒物质层，第一碎石层内的碎石直径为5～15mm；第二碎石层为去除雨水中有害污染物质层，第二碎石层内的碎石直径为10～20mm且第二碎石层内的碎石里包含有硝化酶与反硝化酶；第三碎石层为雨水水流减速层，第三碎石层内的碎石直径为20～30mm。
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