CN113833055A - 一种雨水收集再利用系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种雨水收集再利用系统，包括：屋面雨水收集装置，用于收集屋面的雨水并储存在屋面储水箱中；路面雨水收集装置，用于收集路面的雨水并储存在地下储水箱中；监控装置，用于监控屋面储水箱的水位；控制装置，用于在监控装置监测到屋面储水箱中的水位满足预设条件的情况下，控制屋面储水箱对应的排水阀开启；在监控装置检测到屋面储水箱中的水位不满足预设条件的情况下，控制地下储水箱对应的排水阀开启，以将雨水输送至雨水再利用装置进行循环再利用。

Description

一种雨水收集再利用系统
技术领域
本公开涉及生态环境技术领域，尤其涉及一种雨水收集再利用系统。
背景技术
近年来，随着城市化的进程不断加快，一方面社会面临着严重的水资源匮乏问题，而另一方面由暴雨引起的城市内涝等问题也十分严重。水资源短缺和洪涝灾害并发的一个重要原因是雨水资源没有得到合理利用，而是通过排水系统排走，但排水设施的设计标准较低且城市排涝标准体系的缺失造成了暴雨时节严重积水，产生洪涝灾害，加剧了城市缺水，水污染以及生态环境恶化等问题。
因此，在城市建设中，雨水收集回用系统的设计也越来越受关注。
发明内容
针对上述技术问题，本公开提供了一种雨水收集再利用系统，以至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。
为了解决上述技术问题，本公开的提供了一种雨水收集再利用系统，包括：
屋面雨水收集装置，用于收集屋面的雨水并储存在屋面储水箱中；
路面雨水收集装置，用于收集路面的雨水并储存在地下储水箱中；
监控装置，用于监控上述屋面储水箱的水位；
控制装置，用于在上述监控装置监测到上述屋面储水箱中的水位满足预设条件的情况下，控制上述屋面储水箱对应的排水阀开启；在上述监控装置检测到上述屋面储水箱中的水位不满足上述预设条件的情况下，控制上述地下储水箱对应的排水阀开启，以将雨水输送至雨水再利用装置进行循环再利用。
根据本公开的实施例，其中，上述屋面雨水收集装置包括第一雨水管，上述第一雨水管的第一端与上述屋面储水箱连通，用于将收集的雨水汇入上述屋面储水箱。
根据本公开的实施例，其中，上述屋面雨水收集装置还包括第一过滤单元，上述第一过滤单元与上述第一雨水管连接，上述第一过滤单元用于过滤上述第一雨水管收集的雨水中的杂质。
根据本公开的实施例，其中，上述屋面雨水收集装置还包括第一消毒单元；上述第一消毒单元与上述第一雨水管连接；上述第一消毒单元用于对上述第一雨水收集管收集的雨水消毒，上述第一雨水管内的雨水依次流经上述第一过滤单元和上述第一消毒单元后进入上述屋面储水箱。
根据本公开的实施例，其中，上述路面雨水收集装置包括雨水管网和雨水弃流单元；
上述雨水管网用于收集雨水，上述雨水管网与上述雨水弃流单元连接；
上述雨水弃流单元用于弃流初期雨水，上述雨水弃流单元与上述地下储水箱连接。
根据本公开的实施例，其中，上述路面雨水收集装置还包括第二过滤单元和第二消毒单元，上述第二过滤单元和上述第二消毒单元均与上述雨水管网连接，上述雨水管网内的雨水依次流经上述雨水弃流单元、上述第二过滤单元和上述第二消毒单元后进入上述地下储水箱。
根据本公开的实施例，上述雨水收集再利用系统还包括水泵增压装置，上述水泵增压装置与上述控制装置连接，用于通过上述控制装置控制水泵增压装置将上述地下储水箱中的雨水泵出再利用。
根据本公开的实施例，上述雨水收集再利用系统还包括上述再利用装置，上述再利用装置包括浇灌装置，上述浇灌装置包括至少一个浇灌管路和至少一个湿度传感器；
上述浇灌管路与上述地下储水箱连接，且每个上述浇灌管路上设置控制阀，上述控制阀与控制装置连接；
上述湿度传感器与上述控制装置连接，并埋于土壤中用于监测土壤湿度，上述控制装置根据上述湿度传感器检测的土壤湿度控制上述控制阀的启闭。
根据本公开的实施例，其中，上述土壤传感器设置多个，多个上述土壤传感器分别设置于不同种类植物种植的土壤中，每个上述土壤传感器至少对应一个上述浇灌管路。
根据本公开的实施例，上述控制装置根据上述湿度传感器检测的土壤湿度控制上述控制阀的启闭包括：
当上述土壤湿度大于预设上限时，上述控制装置控制上述控制阀关闭；
当上述土壤湿度小于预设下限时，上述控制装置控制上述控制阀开启。
根据本公开的实施例，屋面雨水收集装置收集屋面的雨水并存储在屋面储水箱中，雨水收集装置收集路面的雨水并存储在地下储水箱中，当监控装置监测到屋面储水箱中的水位满足预设条件时，控制装置控制屋面储水箱对应的排水阀开启，以将雨水输送至雨水再利用装置进行循环再利用；当监控装置检测到的屋面储水箱中的水位不满足预设条件时，控制装置控制地下储水箱对应的排水阀开启，以将雨水输送至雨水再利用装置进行循环再利用。根据下垫面的不同，将屋面雨水与路面雨水独立收集，便于针对不同水质进行差异化处理，避免二次污染和交叉污染，降低成本。另外，采用监控装置对屋面储水箱中的雨水进行监控，便于控制屋面雨水储水箱对应的排水阀门，当屋面储水箱中的雨水较多时，控制装置控制屋面雨水储水箱对应的排水阀门打开，利用屋面雨水的重力势实现雨水的再利用。当屋面储水箱中的雨水量较少时，再利用地下储水箱中的雨水，从而实现屋面储水箱与地下储水箱的自动化轮流供水。
附图说明
图1示意性示出了屋面雨水收集装置的结构图。
图2示意性示出了路面雨水收集装置的结构图。
附图说明：
101-屋面储水箱；
102-第一雨水管；
103-第一过滤器；
104-第一紫外线消毒器；
105-建筑物内管网；
106-第一电磁阀；
107-第一排水管；
201-地下储水箱；
202-雨水管网；
203-雨水弃流单元；
204-第二过滤器；
205-第二紫外线消毒器；
206-第二排水管；
207-水泵增压装置；
208-第二电磁阀；
209-景观喷灌管。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。
水资源缺乏是当今世界面临的严峻问题。城市化建设的快速发展和城市人口的不断增加，一方面使得城市用水量需求增加，另一方面城市不透水面积扩大，导致雨水资源流失增加和水循环系统的平衡遭到破坏。雨水作为一种自然资源，污染轻，对调节补充城市水资源、改善城市自然生态系统具有重要作用。因此，在城市建设中，雨水收集回用系统的设计也越来越受关注。
本公开提供了一种雨水收集再利用系统，包括：
屋面雨水收集装置，用于收集屋面的雨水并储存在屋面储水箱中；
路面雨水收集装置，用于收集路面的雨水并储存在地下储水箱中；
监控装置，用于监控上述屋面储水箱的水位；
控制装置，用于在上述监控装置监测到上述屋面储水箱中的水位满足预设条件的情况下，控制上述屋面储水箱对应的排水阀开启；在上述监控装置检测到上述屋面储水箱中的水位不满足上述预设条件的情况下，控制上述地下储水箱对应的排水阀开启，以将雨水输送至雨水再利用装置进行循环再利用。
根据本公开的实施例，屋面雨水收集装置收集屋面的雨水并存储在屋面储水箱中，雨水收集装置收集路面的雨水并存储在地下储水箱中，当监控装置监测到屋面储水箱中的水位满足预设条件时，控制装置控制屋面储水箱对应的排水阀开启，以将雨水输送至雨水再利用装置进行循环再利用；当监控装置检测到的屋面储水箱中的水位不满足预设条件时，控制装置控制地下储水箱对应的排水阀开启，以将雨水输送至雨水再利用装置进行循环再利用。根据下垫面的不同，将屋面雨水与路面雨水独立收集，便于针对不同水质进行差异化处理，避免二次污染和交叉污染，降低成本。另外，采用监控装置对屋面储水箱中的雨水进行监控，便于控制屋面雨水储水箱对应的排水阀门，当屋面储水箱中的雨水较多时，控制装置控制屋面雨水储水箱对应的排水阀门打开，利用屋面雨水的重力势实现雨水的再利用。当屋面储水箱中的雨水量较少时，再利用地下储水箱中的雨水，从而实现屋面储水箱与地下储水箱的自动化轮流供水。
根据本公开的实施例，其中，上述屋面雨水收集装置包括第一雨水管，上述第一雨水管的第一端与上述屋面储水箱连通，用于将收集的雨水汇入上述屋面储水箱。
根据本公开的实施例，可以在建筑物的顶楼设置一间用于收集处理屋面雨水的处理间，屋面储水箱放置在处理间内部，第一雨水管的第一端与屋面储水箱连通，第二端伸出处理间的房顶，且第一雨水管的第二端低于处理间房顶的顶面。收集雨水时，雨水从处理间房顶汇入第一雨水管，经第一雨水管流入屋面储水箱储存。
根据本公开的实施例，屋面储水箱还可以连接有第一排水管，第一排水管与建筑物内水管网连通，屋面储水箱对应的排水阀可以安装在屋面储水箱的第一排水管上，当监控装置监测到屋面储水箱中的水位满足预设条件时，控制装置控制屋面储水箱对应的排水阀开启，使得屋面储水箱中的雨水在重力作用下为居民生活杂用水，实现水资源的再利用。
根据本公开的实施例，监控单元可以包括水位感应器。
根据本公开的实施例，排水阀为电磁阀。
根据本公开的实施例，上述屋面雨水收集装置还包括第一过滤单元，上述第一过滤单元与上述第一雨水管连接，上述第一过滤单元用于过滤上述第一雨水管收集的雨水中的杂质。
根据本公开的实施例，上述屋面雨水收集装置还包括第一消毒单元；上述第一消毒单元与上述第一雨水管连接；上述第一消毒单元用于对上述第一雨水收集管收集的雨水消毒，上述第一雨水管内的雨水依次流经上述第一过滤单元和上述第一消毒单元后进入上述屋面储水箱。
根据本公开的实施例，第一过滤单元可以包括第一过滤器、过滤网等。
根据本公开的实施例，第一消毒单元可以包括第一紫外线消毒器。
根据本公开的实施例，雨水进入第一雨水管后，首先经过第一过滤单元对大体积的杂质进行过滤，然后经过第一消毒单元对雨水消毒后排入屋面储水箱。
图1示意性示出了屋面雨水收集装置的结构图。
如图1所示，屋面雨水收集装置包括屋面储水箱101、第一雨水管102、第一过滤器103、第一紫外线消毒器104。屋面储水箱101置于处理间，第一雨水管102的第一端与屋面储水箱101的底部连接并连通，第一雨水管102的第二端向上延伸伸出处理间的顶部。第一过滤器103和第一紫外线消毒器104均与第一雨水管102连接，且第一紫外线消毒器104位于第一过滤器103与屋面储水箱101之间，即第一雨水管102中的雨水依次经过第一过滤器103、第一紫外线消毒器104进入屋面储水箱101。屋面储水箱101的底部还连接有第一排水管107，第一排水管107与建筑物内管网105连接，第一排水管107上设有第一电磁阀106。
根据本公开的实施例，其中，上述路面雨水收集装置包括雨水管网和雨水弃流单元；上述雨水管网用于收集雨水，上述雨水管网与上述雨水弃流单元连接；上述雨水弃流单元用于弃流初期雨水，上述雨水弃流单元与上述地下储水箱连接。
根据本公开的实施例，雨水收集装置可以设置在建筑物的地下室，地下储水箱位于地下室内，雨水管网的一端与地下储水箱连通，另一端与路面排水管连通，用于收集地表雨水。
根据本公开的实施例，在降雨过程中，由于降雨对大气淋洗作用，路面径流对下垫面表面沉积物及表面建筑材料的分解析出物的冲刷作用，致使初期雨水污染程度较高，随着降雨的延续，雨水径流中污染物含量逐渐减小并趋于稳定，雨水径流的水质明显提高。因此，设置雨水弃流单元，对污染浓度较高的初期雨水弃之不用，而把中、后期雨水收集起来。
根据本公开的实施例，上述路面雨水收集装置还包括第二过滤单元和第二消毒单元，上述第二过滤单元和上述第二消毒单元均与上述雨水管网连接，上述雨水管网内的雨水依次流经上述雨水弃流单元、上述第二过滤单元和上述第二消毒单元后进入上述地下储水箱。
根据本公开的实施例，第二过滤单元可以包括第二过滤器，用于过滤雨水网管收集的雨水中的杂质。
根据本公开的实施例，第二消毒单元可以包括第二紫外线消毒器，用于对雨水消毒。
根据本公开的实施例，上述雨水收集再利用系统还包括水泵增压装置，上述水泵增压装置与上述控制装置连接，用于通过上述控制装置控制水泵增压装置将上述地下储水箱中的雨水泵出再利用。
根据本公开的实施例，水泵增压装置可以包括水泵，控制装置控制水泵将地下储水箱中的雨水泵出再利用。
图2示意性示出了路面雨水收集装置的结构图。
如图2所示，路面雨水收集装置包括地下储水箱201、雨水管网202、雨水弃流单元203、第二过滤器204、第二紫外线消毒器206。地下储水箱201位于地下室内，雨水管网202的一端与地下储水箱201连通，另一端向上延伸至地下室顶部，用于与路面排水管连通。雨水弃流单元203、第二过滤器204、第二紫外线消毒器205均与雨水管网202连通，且雨水弃流单元203、第二过滤器204和第二紫外线消毒器205沿雨水在雨水管网202内的流动方向依次分布。
地下储水箱201连接有第二排水管206，第二排水管206的另一端与建筑物内管网105连接。第二排水管206与水泵增压装置207连接，且第二排水管206上设有第二电磁阀208，用于将地下储水箱201中的雨水排出再利用。第二排水管206上还连接有用于景观喷灌的景观喷灌管209。
根据本公开的实施例，上述雨水收集再利用系统还包括上述再利用装置，上述再利用装置包括浇灌装置，上述浇灌装置包括至少一个浇灌管路和至少一个湿度传感器；上述浇灌管路与上述地下储水箱连接，且每个上述浇灌管路上设置控制阀，上述控制阀与控制装置连接；
上述湿度传感器与上述控制装置连接，并埋于土壤中用于监测土壤湿度，上述控制装置根据上述湿度传感器检测的土壤湿度控制上述控制阀的启闭。
根据本公开的实施例，其中，上述土壤传感器设置多个，多个上述土壤传感器分别设置于不同种类植物种植的土壤中，每个上述土壤传感器至少对应一个上述浇灌管路。
根据本公开的实施例，上述控制装置根据上述湿度传感器检测的土壤湿度控制上述控制阀的启闭包括：
当上述土壤湿度大于预设上限时，上述控制装置控制上述控制阀关闭；
当上述土壤湿度小于预设下限时，上述控制装置控制上述控制阀开启。
根据本公开的实施例，通过湿度传感器检测土植物生长的土壤湿度，便于依据植物特点设定土壤湿度的下限值，当土壤湿度不足时，即土壤湿度小于预设下限值时，控制上述控制阀开启，将地下储水箱中的水通过浇灌管路实施浇灌。当土壤湿度大于预设上限值时，即土壤湿度过高，控制上述控制阀关闭，停止浇灌。
通常，植物以土壤水分占土壤田间持水量的60％～80％时生长最好，利用湿度传感器快速准确地测定土壤水分对于探明植物生长发育期内土壤水分盈亏以便适时作出灌溉施肥决策或排水措施等具有重要的意义。
湿度传感器：将其湿度感应探头埋在土壤中检测土壤的水分，该湿度传感器经检测电路将“湿度过高”和“湿度过低”信号经编码器传至控制器装置，由控制器装置决定控制阀的工作状态。
不同浇灌区域根据对土壤湿度要求不同，分别对相应的湿度感应器设计土壤湿度预设值，进行土壤湿度调控，实现各自区域的自动浇灌，合理科学用水。
本公开提供的雨水收集再利用系统可行性分析：
以建筑物屋顶面积800m2的居民楼为例，每层楼4户人家，平均每户家庭有3位成员，居民楼周边汇水区面积约800m2(不包括绿化面积)。
地表径流量计算按如下公式：Qv＝P×Rv×A；
其中，
Qv表示径流量(m3)
P表示降雨量(mm)
A表示汇水区面积(m2)
Rv表示径流系数。
屋面及地面不透水地表径流系数约0.85，屋面雨水处理回收系数约0.6，地面雨水处理回收系数约0.4。
一次30mm降雨量的降雨，屋面即可回收利用12240L雨水，地表径流雨水可回收8160L雨水，共计20400L雨水。据统计，每人每天平均冲厕用水约为20L，一栋26层的居民楼平均一天冲厕用水量为6240L，而回收利用的雨水可供整栋楼的居民用于冲厕超过3天。以地区A为例，年平均降雨量约为1100mm，一年可节约用水约750吨。
因此，本公开提供的雨水收集再利用系统结合不同雨水的水质要求，采用差异化处理，工艺流程简单，并通过电路控制实现自动供水和灌溉，能有效利用雨水资源，缓解水资源短缺，且还可有效地减轻雨水排除设施的压力，减少城市洪灾，创造宜人的城市景观，有巨大的生态和社会经济效益。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种雨水收集再利用系统，包括：
屋面雨水收集装置，用于收集屋面的雨水并储存在屋面储水箱中；
路面雨水收集装置，用于收集路面的雨水并储存在地下储水箱中；
监控装置，用于监控所述屋面储水箱的水位；
控制装置，用于在所述监控装置监测到所述屋面储水箱中的水位满足预设条件的情况下，控制所述屋面储水箱对应的排水阀开启；在所述监控装置检测到所述屋面储水箱中的水位不满足所述预设条件的情况下，控制所述地下储水箱对应的排水阀开启，以将雨水输送至雨水再利用装置进行循环再利用。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述屋面雨水收集装置包括第一雨水管，所述第一雨水管的第一端与所述屋面储水箱连通，用于将收集的雨水汇入所述屋面储水箱。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述屋面雨水收集装置还包括第一过滤单元，所述第一过滤单元与所述第一雨水管连接，所述第一过滤单元用于过滤所述第一雨水管收集的雨水中的杂质。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述屋面雨水收集装置还包括第一消毒单元；所述第一消毒单元与所述第一雨水管连接；所述第一消毒单元用于对所述第一雨水收集管收集的雨水消毒，所述第一雨水管内的雨水依次流经所述第一过滤单元和所述第一消毒单元后进入所述屋面储水箱。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述路面雨水收集装置包括雨水管网和雨水弃流单元；
所述雨水管网用于收集雨水，所述雨水管网与所述雨水弃流单元连接；
所述雨水弃流单元用于弃流初期雨水，所述雨水弃流单元与所述地下储水箱连接。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述路面雨水收集装置还包括第二过滤单元和第二消毒单元，所述第二过滤单元和所述第二消毒单元均与所述雨水管网连接，所述雨水管网内的雨水依次流经所述雨水弃流单元、所述第二过滤单元和所述第二消毒单元后进入所述地下储水箱。
7.根据权利要求1所述的系统，还包括水泵增压装置，所述水泵增压装置与所述控制装置连接，用于通过所述控制装置控制所述水泵增压装置将所述地下储水箱中的雨水泵出再利用。
8.根据权利要求1所述的系统，还包括雨水再利用装置，所述雨水再利用装置包括浇灌装置，所述浇灌装置包括至少一个浇灌管路和至少一个湿度传感器；
所述浇灌管路与所述地下储水箱连接，且每个所述浇灌管路上设置控制阀，所述控制阀与控制装置连接；
所述湿度传感器与所述控制装置连接，并埋于土壤中用于监测土壤湿度，所述控制装置根据所述湿度传感器检测的土壤湿度控制所述控制阀的启闭。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述土壤传感器设置多个，多个所述土壤传感器分别设置于不同种类植物种植的土壤中，每个所述土壤传感器至少对应一个所述浇灌管路。
10.根据权利要求8所述的系统，所述控制装置根据所述湿度传感器检测的土壤湿度控制所述控制阀的启闭包括：
当所述土壤湿度大于预设上限时，所述控制装置控制所述控制阀关闭；
当所述土壤湿度小于预设下限时，所述控制装置控制所述控制阀开启。
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Citations (8)

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