CN203878648U - 多功能雨水收集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能雨水收集系统。它包括雨水进水管、进水格栅井、雨水集水池、出水井、排水管及污水处理装置。进水格栅井内靠近雨水进水管的一侧设置有格栅，进水格栅井靠近雨水集水池的一侧设置有进水孔，进水格栅井的顶部设置有溢流堰孔，雨水集水池内顺水流方向设置有若干个导流隔墙，雨水集水池的底部设置有向底部倾斜的排泥坡，排泥坡的末端设置有向下凹陷的沉泥坑，出水井的进水端设置有排涝泵。本实用新型兼有初期雨水收集池和再生回用水贮水池的功能，还能用作初期污染雨水的平流沉淀处理池，利用池底沉泥坑贮存泥沙。本实用新型达到有效节省工程投资、减少占地、减少污水外排污染、节能经济运行、方便管理的目的。

Description

多功能雨水收集系统

技术领域

本实用新型涉及雨水收集处理系统，具体地指一种多功能雨水收集系统。

背景技术

随着城市工业的发展，很多城镇地区合流制排水系统溢流污染物或分流制排水系统排放的初期污染雨水已成为内河、湖泊等地表水体的主要污染源。初期雨水在地表形成的面源污染是造成城市河流水体污染的主要形式。有效控制和减少面源污染量，并集中将其收集治理达标排放或再利用，是保护城市地表水体免受较大污染、有效实现雨水再利用的有效措施。

由于地表雨水的特性，形成面源污染的主要污染成分大部分集中在降雨初期5～10min内形成的径流雨水。因此，国家及各行业部委出台的众多环境保护类规范中普遍提出了对面源污染严重的区域进行初期雨水收集治理的要求。

工程上为了实现对汇水区域初期雨水的收集和治理，通常传统做法是在有组织雨水排水系统的出口末端设置一座初期雨水收集池，进口端同侧设后期雨水溢流管道排至城市雨水管网或另设排水泵坑；池末端设一套专用污水处理装置，在需用水时临时启动净化流程制取再生回用水，或在非降雨天将积存的初期雨水提升净化后，再排至另一座净水池储存待回用，或不经处理直接提升排至城市污水管网。

上述传统方案均存在下列问题：1、另设后期雨水排涝泵坑、回用清水池不仅增加工程造价和占地，而且构筑物布置零散，管理不便；2、临时启动污水处理回用装置的方案会使污水长期积存变质，增大净化处理难度，同时未处理的污水长期占用初期污水收集池，一旦再来一场暴雨，上次未及时处理的初期雨水必将溢流排放，造成污染；3、积存的初期雨水直接提升排至城市污水管网，会增加城市污水厂负荷，同时需缴纳排污费，也浪费了可再生利用的水资源。

发明内容

本实用新型的目的是针对初期雨水收集、贮存、处理、回用、后期雨水溢流排放的要求，提供一种多功能雨水收集系统，实现初期污染雨水的分流收集、达标治理和贮存回用。

为实现上述目的，本实用新型所设计的多功能雨水收集系统，包括雨水进水管、与雨水进水管的出水端连通的进水格栅井、与进水格栅井的出水端连通的雨水集水池、与雨水集水池的出水端连接的出水井、与出水井连通的排水管及与雨水集水池出水末端连接的污水处理装置，其特别之处在于：所述进水格栅井内靠近雨水进水管的一侧设置有格栅，所述进水格栅井靠近雨水集水池的一侧设置有进水孔，所述进水格栅井的顶部设置有溢流堰孔，所述雨水集水池内顺水流方向设置有若干个将雨水集水池分割成有进水始端和出水末端的迂回流道的导流隔墙，所述雨水集水池的底部设置有向底部倾斜的排泥坡，所述排泥坡的末端设置有向下凹陷的沉泥坑，所述出水井的进水端设置有排涝泵。

根据外部水体或市政管网接纳条件，本实用新型的后期雨水排放措施分为强排和重力自排两种形式。对于后期雨水强排的工况，所述雨水集水池的出口端与出水井之间还设置有排涝泵坑。

对于后期雨水重力自排的工况，所述排涝泵设置在雨水集水池内与出水井共隔墙的一侧，所述排涝泵出水端的标高不小于雨水集水池设计的满水位标高，所述溢流堰孔的出水端与出水井连通，所述溢流堰孔底部的标高不小于排水管内顶部的标高。这样，可使出水井不仅能满足分流和排除后期清洁雨水的功能，还能在每次暴雨来临前，提前放空集水池中积存的上次暴雨后的回用雨水，腾出足够容积，保障蓄水。

对于后期雨水强排的工况，所述排涝泵设置在排涝泵坑内与出水井共隔墙的一侧，所述排涝泵坑与雨水集水池紧邻的隔墙底部设置有泄空闸及泄空闸孔，所述泄空闸连接有控制泄空闸的启闭机；所述排涝泵坑底部的标高低于泄空闸孔底部的标高。这样，可使排涝泵坑不仅能满足分流和排除后期清洁雨水的功能，还能在每次暴雨来临前，提前放空集水池中积存的上次暴雨后的回用雨水，腾出足够容积，保障蓄水。

上述两种排水工况下，所述雨水进水管的内顶部高出所述溢流堰孔的底部，所述溢流堰孔的底部高出所述进水孔的顶部。雨水进水管内顶高出溢流堰孔底的高度，可确保在此堰流水头作用下过堰流量不小于后期雨水设计流量；溢流堰孔底高出进水孔顶部，可确保不低于在设计重现期、特定降雨初期时段内的任意时刻进水孔前水头标高。

上述两种排水工况下，所述雨水集水池的出水末端处设置有与污水处理装置的进水端连接的提升泵，所述污水处理装置的出水端设置有与进水格栅井连接的再生水管道。优选的，所述提升泵的出水端和污水处理装置的出水端均各自设置有支管，所述支管分别通过设置单向止回阀与水栓连通，所述水栓与再生水供水管道连通。这样，雨水集水池内污水经提升泵排入污水处理装置内净化处理达标后，通过再生水管道输送至雨水集水池进口处的进水格栅井内，使处理达标的可再利用清水从进水端部推流替换迂回流道中的污水。如此不断循环，直至雨水集水池中污水全部处理达标，成为符合相应回用水质标准的再生水。

上述两种排水工况下，所述导流隔墙的数量为单数或双数，所述雨水集水池的出水末端与进水端同侧或不同侧布置。优选的，所述导流隔墙的数量为单数，所述雨水集水池的出水末端与进水端同侧布置。这样，顺着导流隔墙形成的迂回流道，使进入雨水集水池内的水流源源不断地按时序推流前进。

上述两种排水工况下，所述进水格栅井为矩形结构，布置在雨水集水池的进水端角，所述进水孔设置在进水格栅井与雨水集水池共边的一侧底部，所述溢流堰孔设置在进水格栅井顶部与出水井或排涝泵坑共边的一侧。

根据排水管的排水条件的不同，所述出水井为密闭式压力出水池、敞口式重力出水池或有压排水管道阀门井。

由于雨水集水池内的各迂回流道底部均设置排泥坡，并在排泥坡末端设置沉泥坑，利用平流沉淀原理沉降去除初期进水中比重超过水的大颗粒物理性杂质，沉积泥沙贮存于沉泥坑，定期清理。上述构造特征可使雨水集水池具有两个重要作用：

其一、对初期污染雨水中较大固体杂质颗粒实施一定的平流沉降作用，为后续污水处理设备减轻运行负荷；

其二、当污水处理装置从雨水集水池的出水末端抽取积存的污水，经净化处理达标后再回流进入进水格栅井的进水端时，可在导流墙的分隔导流作用下，形成推流置换，新进入的清水在水流动力作用下置换推动前面积存的污水向末端提升泵移动，源源不断，周而复始，直到池中水体全部得到净化。

本实用新型的有益效果在于：进水格栅井的构造实现初期雨水与后期雨水的分流，避免相互混扰。通过在雨水集水池中设置导流墙、排泥坡，采用再生水回流至雨水集水池入口的工艺流程，使分隔的迂回流道内进水产生按时序推流置换以及平流沉淀的效果。

雨水集水池平日作为再生回用水贮水池使用时，可在预计的暴雨将来临前，通过人工手动或自动打开紧急泄空闸，或开启排涝泵，方便快速切换多功能集水池功能转向初期雨水收集池。无论雨水集水池中积水是否都已全部净化处理完毕，只要池中有水，都可及时提供雨水再生利用供水，满足生产用水随用随供。

本实用新型兼有初期雨水收集池和再生回用水贮水池的功能,还能用作初期污染雨水的平流沉淀处理池，利用池底沉泥坑贮存泥沙，实现一池三用，集三种贮存功能合为一体的效果。本实用新型达到有效节省工程投资、减少占地、减少污水外排污染、节能经济运行、方便管理的目的。

附图说明

图1为后期雨水重力自排的多功能雨水收集系统的俯视结构示意图。

图2为图1中的C-C结构示意图。

图3为图1中的D-D结构示意图。

图4为图1中的E-E结构示意图。

图5为图1中的A-A结构示意图。

图6为图1中的B-B结构示意图。

图7为后期雨水强排的多功能雨水收集系统的俯视结构示意图。

图8为图1中的H-H结构示意图。

图9为图1中的I-I结构示意图。

图10为图1中的J-J结构示意图。

图11为图1中的F-F结构示意图。

图12为图1中的G-G结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

实施例1

图1～6所示后期雨水重力自排的多功能雨水收集系统，包括雨水进水管1、与雨水进水管1的出水端连通的进水格栅井2、与进水格栅井2的出水端连通的雨水集水池3、与雨水集水池3的出水端连接的出水井4、与出水井4连通的排水管8及与雨水集水池3出水末端连接的污水处理装置5。

如图1、2所示，进水格栅井2为矩形结构，布置在雨水集水池3的进水端角，进水格栅井2内靠近雨水进水管1的一侧设置有格栅2.1，进水格栅井2与雨水集水池3共边的一侧底部设置有进水孔2.2，进水格栅井2的顶部与出水井4共边的一侧设置有溢流堰孔2.3。

如图1所示，雨水集水池3内顺水流方向设置有若干个将雨水集水池3分割成有进水始端和出水末端的迂回流道3.1的导流隔墙3.2。导流隔墙3.2的数量为单数，雨水集水池3的出水末端与进水端同侧布置。进水格栅井2与出水井4依次紧邻共隔墙布置成一线；与导流隔墙3.2相垂直的进水端一侧、进水格栅井2的进水孔2.2一侧及出水井4同侧的侧墙均与雨水集水池3紧邻共隔墙布置。

如图1、2所示，雨水集水池3的底部设置有向底部倾斜的排泥坡3.3，排泥坡3.3的末端设置有向下凹陷的沉泥坑3.4。雨水进水管1的内顶部高出所述溢流堰孔2.3的底部，溢流堰孔2.3的底部高出进水孔2.2的顶部。

如图1、4、6所示，雨水集水池3的出水末端处设置有与污水处理装置5的进水端连接的提升泵12，提升泵12的出水端和污水处理装置5的出水端均各自设置有支管，支管分别通过设置单向止回阀14与水栓15连通，水栓15与再生水供水管道13连通，再生水管道13与进水格栅井2连接。实现不管污水处理装置5处于运行中还是运行停止，随时供应再生水的功能。

如图1、3、5所示，出水井4为敞口式重力出水池。雨水集水池3内与出水井4共隔墙的一侧设置有排涝泵6。排涝泵6出水端的标高不小于雨水集水池3设计的满水位（即图中的初期雨水蓄水位）标高，溢流堰孔2.3的出水端与出水井4连通，溢流堰孔2.3底部的标高不小于排水管8内顶部的标高。

在明确了工程外部接纳水体或市政排水管网最高设计水头后，当进水格栅井2的溢流堰孔2.3的出水水头与最高设计水头差值满足排水管8将设计流量的后期雨水重力自排至承接点，则可采用上述后期雨水重力自排的多功能雨水收集系统。

工作过程：

实现初期雨水、后期雨水的分流：如1、2所示，降雨初期排入的雨水通过格栅2.1后只能向下流入雨水集水池3，雨水集水池3满水后，后期雨水通过格栅2.1后溢流进入出水井4，避免了对雨水集水池3已收集的初期雨水的推流扰动，能从时序上实现对初期污染雨水和后期清洁雨水进行分流排放，并仅针对初期污染雨水进行临时收集贮存，对后期清洁雨水施行重力自流排放。

用作初期污染雨水的平流沉淀处理池：如1、2所示，流入雨水集水池3的雨水源源不断的顺着导流隔墙3.2分割的迂回流道3.1按时序推流前进。雨水集水池3底部设置排泥坡3.3和沉泥坑3.4，利用平流沉淀原理沉降去除初期进水中比重超过水的大颗粒物理性杂质，沉积泥沙贮存于沉泥坑3.4，定期清理。当污水处理装置5从雨水集水池3的出水末端抽取积存的污水，经净化处理达标后再回流进入进水格栅井2的进水端时，可在导流隔墙3.2的分隔导流作用下，形成推流置换，新进入的清水在水流动力作用下置换推动前面积存的污水向末端提升泵12移动，源源不断，周而复始，直到雨水集水池3中水体全部得到净化。

初期雨水收集池：在每次暴雨来临前，实现紧急操作，提前放空雨水集水池3中积存的上次暴雨后的回用雨水，腾出足够容积，保障蓄水。如1、3、4所示，排涝泵6通过现场或远程手控开启，雨水自排涝泵6的出水管排入出水井4再从排水管8排放。当雨水集水池3处于低水位（即图4中的停泵水位）自动控制停泵或手控停泵。

雨水再生利用供水：如1、4、6所示，雨水集水池3内污水经提升泵12排入污水处理装置5内净化处理达标后，通过再生水供水管道13输送至进水格栅井2内，使处理达标的可再利用清水从进水端推流替换迂回流道3.1中的污水。如此不断循环，直至雨水集水池3中污水全部处理达标，成为符合相应回用水质标准的再生水。当雨水集水池3处于低水位（即图4中的停泵水位）自动控制停泵或手控停泵。提升泵12的出水管和污水处理装置5的出水管各自引出支管，并分别通过设置单向止回阀14后，共同向再生水供水管道13供水，实现不管污水处理装置5处于运行中还是运行停止，随时供应再生水的功能。

实施例2

图7～12所示后期雨水强排的多功能雨水收集系统，包括雨水进水管1、与雨水进水管1的出水端连通的进水格栅井2、与进水格栅井2的出水端连通的雨水集水池3、与雨水集水池3的出水端连接的出水井4、与出水井4连通的排水管8及与雨水集水池3出水末端连接的污水处理装置5。

如图7、8所示，进水格栅井2为矩形结构，布置在雨水集水池3的进水端角，进水格栅井2内靠近雨水进水管1的一侧设置有格栅2.1，进水格栅井2与雨水集水池3共边的一侧底部设置有进水孔2.2，进水格栅井2的顶部与出水井4共边的一侧设置有溢流堰孔2.3。

如图7所示，雨水集水池3内顺水流方向设置有若干个将雨水集水池3分割成有进水始端和出水末端的迂回流道3.1的导流隔墙3.2。导流隔墙3.2的数量为单数，雨水集水池3的出水末端与进水端同侧布置。进水格栅井2、排涝泵坑9、出水井4依次紧邻共隔墙布置成一线；与导流隔墙3.2相垂直的进水端一侧、进水格栅井2的进水孔2.2一侧、排涝泵坑9同侧的侧墙、出水井4同侧的侧墙均与雨水集水池3紧邻共隔墙布置。

如图7、8所示，雨水集水池3的底部设置有向底部倾斜的排泥坡3.3，排泥坡3.3的末端设置有向下凹陷的沉泥坑3.4。雨水进水管1的内顶部高出所述溢流堰孔2.3的底部，溢流堰孔2.3的底部高出所述进水孔2.2的顶部。

如图7、10、12所示，雨水集水池3的出水末端处设置有与污水处理装置5的进水端连接的提升泵12，提升泵12的出水端和污水处理装置5的出水端均各自设置有支管，，支管分别通过设置单向止回阀14与水栓15连通，水栓15与再生水供水管道13连通，再生水管道13与进水格栅井2连接。实现不管污水处理装置5处于运行中还是运行停止，随时供应再生水的功能。

如图7、9、11所示，出水井4为压排水管道阀门井。雨水集水池3的出口端与出水井4之间还设置有排涝泵坑9，排涝泵坑9内与出水井4共隔墙的一侧设置有排涝泵6。排涝泵坑9与雨水集水池3紧邻的隔墙底部设置有泄空闸10及泄空闸孔11，泄空闸10连接有控制泄空闸10的启闭机7；排涝泵坑9底部的标高低于泄空闸孔11底部的标高。

在明确了工程外部接纳水体或市政排水管网最高设计水头后，当进水格栅井2的溢流堰孔2.3的出水水头与最高设计水头差值不满足排水管8将设计流量的后期雨水重力自排至承接点，则可采用上述后期雨水强排的多功能雨水收集系统。

工作过程：

实现初期雨水、后期雨水的分流：如7、8所示，降雨初期排入的雨水通过格栅2.1后只能向下流入雨水集水池3，雨水集水池3满水后，后期雨水通过格栅2.1后溢流进入排涝泵坑9，避免了对雨水集水池3已收集的初期雨水的推流扰动，能从时序上实现对初期污染雨水和后期清洁雨水进行分流排放，并仅针对初期污染雨水进行临时收集贮存，对后期清洁雨水施行提升强排。

用作初期污染雨水的平流沉淀处理池：如7、8所示，流入雨水集水池3的雨水源源不断的顺着导流隔墙3.2分割的迂回流道3.1按时序推流前进。雨水集水池3底部设置排泥坡3.3和沉泥坑3.4，利用平流沉淀原理沉降去除初期进水中比重超过水的大颗粒物理性杂质，沉积泥沙贮存于沉泥坑3.4，定期清理。当污水处理装置5从雨水集水池3的出水末端抽取积存的污水，经净化处理达标后再回流进入进水格栅井2的进水端时，可在导流隔墙3.2的分隔导流作用下，形成推流置换，新进入的清水在水流动力作用下置换推动前面积存的污水向末端提升泵12移动，源源不断，周而复始，直到雨水集水池3中水体全部得到净化。

初期雨水收集池：在每次暴雨来临前，实现紧急操作，提前放空雨水集水池3中积存的上次暴雨后的回用雨水，腾出足够容积，保障蓄水。如7、9、11、12所示，通过启闭机7手动或手控电动操作闸门开关使泄空闸10打开，使雨水集水池3的雨水先从泄空闸孔11排入到排涝泵坑9。当排涝泵坑9处于图11中的强排启泵水位，通过现场或远程手控开启排涝泵6，雨水自排涝泵6的出水管排入出水井4再从排水管8排放；当排涝泵坑9处于图11中的强排停泵水位，通过现场或远程手控关闭排涝泵6。

雨水再生利用供水：如6、10、12所示，雨水集水池3内污水经提升泵12排入污水处理装置5内净化处理达标后，通过再生水供水管道13输送至进水格栅井2内，使处理达标的可再利用清水从进水端推流替换迂回流道3.1中的污水。如此不断循环，直至雨水集水池3中污水全部处理达标，成为符合相应回用水质标准的再生水。当雨水集水池3处于低水位（即图10中的停泵水位）自动控制停泵或手控停泵。提升泵12的出水管和污水处理装置5的出水管各自引出支管，并分别通过设置单向止回阀14后，通过水栓15共同向再生水供水管道13供水，实现不管污水处理装置5处于运行中还是运行停止，随时供应再生水的功能。

Claims (10)

1.一种多功能雨水收集系统，包括雨水进水管（1）、与雨水进水管（1）的出水端连通的进水格栅井（2）、与进水格栅井（2）的出水端连通的雨水集水池（3）、与雨水集水池（3）的出水端连接的出水井（4）、与出水井（4）连通的排水管（8）及与雨水集水池（3）出水末端连接的污水处理装置（5），其特征在于：所述进水格栅井（2）内靠近雨水进水管（1）的一侧设置有格栅（2.1），所述进水格栅井（2）靠近雨水集水池（3）的一侧设置有进水孔（2.2），所述进水格栅井（2）的顶部设置有溢流堰孔（2.3），所述雨水集水池（3）内顺水流方向设置有若干个将雨水集水池（3）分割成有进水始端和出水末端的迂回流道（3.1）的导流隔墙（3.2），所述雨水集水池（3）的底部设置有向底部倾斜的排泥坡（3.3），所述排泥坡（3.3）的末端设置有向下凹陷的沉泥坑（3.4），所述出水井（4）的进水端设置有排涝泵（6）。

2.根据权利要求1所述的多功能雨水收集系统，其特征在于：所述雨水集水池（3）的出口端与出水井（4）之间还设置有排涝泵坑（9）。

3.根据权利要求1所述的多功能雨水收集系统，其特征在于：所述排涝泵（6）设置在雨水集水池（3）内与出水井（4）共隔墙的一侧，所述排涝泵（6）出水端的标高不小于雨水集水池（3）设计的满水位标高，所述溢流堰孔（2.3）的出水端与出水井（4）连通，所述溢流堰孔（2.3）底部的标高不小于排水管（8）内顶部的标高。

4.根据权利要求2所述的多功能雨水收集系统，其特征在于：所述排涝泵（6）设置在排涝泵坑（9）内与出水井（4）共隔墙的一侧，所述排涝泵坑（9）与雨水集水池（3）紧邻的隔墙底部设置有泄空闸（10）及泄空闸孔（11），所述泄空闸（10）连接有控制泄空闸（10）的启闭机（7）；所述排涝泵坑（9）底部的标高低于泄空闸孔（11）底部的标高。

5.根据权利要求1或2所述的多功能雨水收集系统，其特征在于：所述雨水进水管（1）的内顶部高出所述溢流堰孔（2.3）的底部，所述溢流堰孔（2.3）的底部高出所述进水孔（2.2）的顶部。

6.根据权利要求1或2所述的多功能雨水收集系统，其特征在于：所述雨水集水池（3）的出水末端处设置有与污水处理装置（5）的进水端连接的提升泵（12），所述污水处理装置（5）的出水端设置有与进水格栅井（2）连接的再生水管道（13）。

7.根据权利要求6所述的多功能雨水收集系统，其特征在于：所述提升泵（12）的出水端和污水处理装置（5）的出水端均各自设置有支管，所述支管分别通过设置单向止回阀（14）与水栓（15）连通，所述水栓（15）与再生水供水管道（13）连通。

8.根据权利要求1或2所述的多功能雨水收集系统，其特征在于：所述导流隔墙（3.2）的数量为单数或双数，所述雨水集水池（3）的出水末端与进水端同侧或不同侧布置。

9.根据权利要求1或2所述的多功能雨水收集系统，其特征在于：所述进水格栅井（2）为矩形结构，布置在雨水集水池（3）的进水端角，所述进水孔（2.2）设置在进水格栅井（2）与雨水集水池（3）共边的一侧底部，所述溢流堰孔（2.3）设置在进水格栅井（2）顶部与出水井（4）或排涝泵坑（6）共边的一侧。

10.根据权利要求1或2所述的多功能雨水收集系统，其特征在于：所述出水井（4）为密闭式压力出水池、敞口式重力出水池或有压排水管道阀门井。