CN208578141U - 装配式雨水过滤箱及装配式过滤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种装配式雨水过滤箱及装配式过滤系统，其中装配式雨水过滤箱包括箱体，在所述箱体内设置有滞留区、填料区和储水区，所述滞留区位于所述填料区上端，所述填料区和储水区下端连通，所述填料区由上而下依次为过滤层、过渡层和排水层；所述填料区和储水区的连通处位于所述排水层；在所述滞留区设置有滞留区溢流管，在所述储水区设置有储水区溢流管；所述过滤层还包括一砾石区，所述砾石区位于所述滞留区溢流管正下方。与现有技术相比，本实用新型过滤箱具有截污净化、径流调节、雨水资源化利用等功能，可以实现装配式雨水过滤箱与屋面雨水排水系统的有效衔接。

Description

装配式雨水过滤箱及装配式过滤系统

技术领域

本实用新型涉及海绵城市建设领域，尤其涉及一种雨水源头控制技术，主要用于屋面雨水处理及利用的装配式雨水过滤箱及过滤系统。

背景技术

随着城市化进程的不断发展，导致城市下垫面条件发生巨大变化，进而带来了降水径流形成过程的变化，引发了水体污染、洪涝灾害、水生态系统衰退等一系列的城市水问题，而作为海绵城市建设的各类海绵设施中，生物滞留系统、雨水花园、下凹式绿地等分散式的雨水源头控制技术，对于促进雨水的渗、滞、蓄、净、用、排具有重要作用。

由于屋面在城市下垫面中的比例越来越高，屋面雨水的有效处理及利用的生物滞留技术，是海绵城市建设中一项关键技术。

典型的生物滞留池结构自上而下分别是滞留层、过滤层、过渡层、排水层。滞留层是生物滞留系统用来调节雨水排放过程的，有缓解洪峰的作用；过滤层是通过物理、生物化学、生物处理等作用去除雨水径流中的污染物，具有截污净化的作用；过渡层主要用于防止雨水渗透过程中过滤层填料的大量流失；排水层主要是用于储存和排放不能及时排放的雨水。

生物滞留池过滤层主要通过填料的机械截留作用来去除雨水中的污染物，同时也提供了植物和微生物生长所需要的土壤环境，进而去除了雨水中的污染物；生物滞留池的过滤层还能通过延缓洪峰径流来调节生物滞留系统的进流和出流过程，有效缓解城市雨水排水系统的负担。

现有的雨水源头控制技术类别中，如生物滞留池、雨水花园、下凹式绿地等均以处理和调节雨水为主，为了保证这类海绵设施中植物的生长需要，过滤层填料的渗透系数不能太大，一般为200mm/h~500mm/h。填料过滤层渗透系数太小，限制了海绵设施净化雨水的能力，导致海绵设施处理雨水的流量较小，难以发挥海绵设施处理雨水的功能。与此同时，旧有的雨水源头控制技术的主要功能为截污净化和径流调节，并依托于绿地来建设，增加了海绵设施的用地成本，降低了雨水资源化利用量。

随着城市建筑物密集区的建设用地日趋紧张，而非建设用地越来越难以满足海绵设施的用地需求，如何充分减少海绵设施对绿地、湿塘、沟渠等非建设用地的依赖，并能够发挥海绵设施对雨水的截污净化、径流调节和雨水资源化利用的功能，是海绵城市建设需要解决的关键技术问题之一。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是针对上述现有生物滞留系统在功能设计上的不足，以及海绵设施主要依赖于非建设用地的建设条件限制，利用屋面雨水污染较轻、易于收集、可利用潜力大的特点，研究一种具有截污净化、径流调节、雨水资源化利用功能的装配式雨水过滤箱，降低海绵设施依赖于非建设用地的条件限制，充分利用建筑周边的场地空间以及纵向空间，既实现了屋面雨水的处理及利用，又提高了土地的生态利用空间。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种装配式雨水过滤箱，包括箱体，其特征在于：在所述箱体内设置有滞留区、填料区和储水区，所述滞留区位于所述填料区上端，所述填料区和储水区下端连通，所述填料区由上而下依次为过滤层、过渡层和排水层；所述填料区和储水区的连通处位于所述排水层；在所述滞留区设置有滞留区溢流管，在所述储水区设置有储水区溢流管。

在所述连通处设置有孔板。

所述过滤层还包括一砾石区，所述砾石区位于所述滞留区溢流管正下方。

所述储水区位于所述砾石区正下方。

所述砾石区填料的粒径为3~10 mm；所述过滤层填料的粒径级配为0.075~1.18mm；所述过渡层填料的粒径为1mm ~1.2 mm；所述排水层填料的粒径为2~5mm。

在所述储水区下端还设置有一放空管。

一种装配式过滤系统，由若干装配式雨水过滤箱通过连接组件组装而成，其中装配式雨水过滤箱包括箱体，在所述箱体内设置有滞留区、填料区和储水区，所述滞留区位于所述填料区上端，所述填料区和储水区下端连通，所述填料区由上而下依次为过滤层、过渡层和排水层；所述填料区和储水区的连通处位于所述排水层；在所述滞留区设置有滞留区溢流管，在所述储水区设置有储水区溢流管和储水区放空管。

若干所述装配式雨水过滤箱在纵向上布置，所述连接组件包括滞留区溢流管连接管，相邻两装配式雨水过滤箱之间通过所述滞留区溢流管连接管连接，滞留区溢流管连接管上端连接上方装配式雨水过滤箱的滞留区溢流管，滞留区溢流管连接管下端位于所述装配式雨水过滤箱滞留区的入水口。

所述连接组件还包括储水区连接管，每个所述装配式雨水过滤箱的储水区溢流管均连接在所述储水区连接管上。

若干所述装配式雨水过滤箱在横向上布置，所述连接组件包括分水管，在分水管上设置有装配式雨水过滤箱横向衔接节点，在每个装配式雨水过滤箱横向衔接节点下方设置一个所述装配式雨水过滤箱。

本实用新型一种装配式雨水过滤箱，在箱体内设置有滞留区、填料区以及储水区；滞留区设置一定的调蓄容积以延缓雨水径流的排放过程，实现对雨水的径流调节；填料区的填料主要为河沙、石英砂、砾石，能够有效截留雨水中的颗粒污染物，并提供植物生长所需要的土壤环境；储水区设置一定的储水容积，过滤后的雨水可通过隔板底部穿孔管进入储水区，在降雨间歇期储水区雨水也可通过隔板底部穿孔管进入填料层，并通过蒸发作用提供植物生长所需要的水分。

填料区又分为砾石区、过滤层、过渡层和排水层，砾石区主要是作用是起到预沉和消能的作用，采用粒径为3~10 mm；过滤层的主要作用是利用滤料的物理吸附和机械筛滤污染物，以实现对雨水的净化，其填料粒径为0.075~1.18mm；过渡层的作用主要是防止过滤层基质在雨水渗流过程中大量流失，其填料粒径为1mm ~1.2 mm；排水层的作用主要是实现净化后的雨水通过底部隔板的出水孔进入储水区，填料粒径为2~5mm；不同的滤料级配可满足其功能需求。

装配式雨水过滤箱的池体外形尺寸为0.92m×0.57m×0.9m，满荷载重量为500~700kg。该外形尺寸及荷载重量可灵活利用建筑物的平面和纵向开放空间，并能够与屋面排水立管有效衔接。

本实用新型装配式雨水过滤箱，具有截污净化、径流调节、雨水利用等功能，主要由滞流区、填料区和储水区三大部分组成。过滤层的主要功能是利用滤料的物理吸附和机械筛滤去除污染物，并提供植物生长所需要的土壤环境，以实现对雨水的净化；过渡层的作用主要是防止过滤层细沙在雨水渗流过程中进入排水层堵塞穿孔板以及防止滤料的大量流失；排水层的作用主要是实现净化后的雨水经底部隔板的出水孔进入储水区。本实用新型在典型生物滞留系统的填料层结构基础上进行优化，提出了解决有效应对降雨间歇期植物水量损耗问题的解决方案，相比典型的生物滞留系统设计形式，雨水过滤箱储水区的设计降低了过滤层填料对渗透系数的要求，扩大了滤料的应用范围，并能够有效满足降雨间歇期植物蒸发蒸腾的水量损失。同时，通过雨水过滤箱的族设计及参数化，并在建筑信息模型中与屋面排水立管有效衔接，可形成纵向或横向的多层级屋面雨水过滤系统。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过设置储水区，有效解决了降雨间歇期生物滞留系统由于保水性差而要求过滤层滤料的渗透系数不能太大的条件限制。实验结果表明，过滤层渗透系数为600mm/h~1300mm/h的装配式雨水过滤箱，在不影响植物的生长前提下还能提高对雨水的处理量。

2、本实用新型通过装配式雨水过滤箱的标准化设计，使其能够实现构件标准化、生产规模化、施工模块化，待其稳定运行后，运输到实际工程项目中进行简单组装，解决了现场施工过程所带来的问题。

3、本实用新型的装配式雨水过滤箱设计了横向衔接和纵向衔接两种形式的装配式雨水过滤箱族，可通过横向衔接、纵向衔接、或横纵结合的衔接方式来实现建筑屋面雨水的净化、调节和利用。

附图说明

图1装配式雨水过滤箱的结构示意图；

图2实施例1装配式雨水过滤箱三维图；

图3实施例2装配式雨水过滤箱三维图；

图4装配式过滤系统处理屋面雨水纵向衔接形式示意图；

图5是图4中纵向相邻两装配式雨水过滤的具体连接结构示意图；

图6装配式过滤系统处理屋面雨水横向衔接形式示意图；

图7是图6中横向相邻两装配式雨水过滤的具体连接结构示意图；

图中：1、滞留区溢流管；2、滞留区；3、过滤层；4、过渡层；5、排水层；6、砾石区；7、储水区溢流管；8、储水区；9、底部穿孔板；10、储水区放空管；11、箱体支撑架；12、YF-1型雨水过滤箱；13、YF-2型雨水过滤箱；14、屋面雨水立管；15、滞留区溢流管连接干管；16、储水区连接干管；17、外接管；18、装配式雨水过滤箱溢流管连接节点。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本实用新型装配式雨水过滤箱，包括箱体，在箱体内设置有滞留区2、填料区和储水区8。填料区由上而下依次为过滤层3、过渡层4和排水层5。滞留区2位于过滤层3上方，排水层5和储水区8下端通过孔板9连通。在滞留区连接有滞留区溢流管1，在储水区8连接有储水区溢流管7，在储水区8下端还设置有一放空管10。

在本实施例中，过滤层3还包括一砾石区6，砾石区位于滞留区溢流管1正下方。

砾石区填料的粒径为3~10 mm；过滤层填料的粒径级配为0.075~1.18mm；过渡层填料的粒径为1mm ~1.2 mm；排水层填料的粒径为2~5mm。

在本实施例中，滞留区的滞留区溢流管为设置在箱体一侧的一个即单向滞留区溢流管，参见图2，具有单向滞留区溢流管的装配式雨水过滤箱构成YF-1型雨水过滤箱12。留区溢流管的管径设计与屋面排水立管管径相一致，可在不同楼层间通过溢流管衔接成整体装配式雨水过滤系统。

实施例2

如图3所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，滞留区的滞留区溢流管为设置在箱体两侧即双向滞留区溢流管，滞留区溢流管的管径设计与屋面排水立管管径相一致，可在建筑附近地面上通过双向溢流管相互连通，形成整体的装配式雨水过滤系统。具有双向滞留区溢流管的装配式雨水过滤箱构成YF-2型雨水过滤箱13。

实施例3

如图4、图5所示，一种纵向衔接的装配式过滤系统，由若干纵向布置的装配式雨水过滤箱通过连接组件组装而成。连接组件包括滞留区溢流管连接干管15和储水区连接干管16。相邻两YF-1型雨水过滤箱12之间通过留区溢流管连接干管15连接，留区溢流管连接干管15上端连接上方装配式雨水过滤箱的滞留区溢流管1，留区溢流管连接干管15下端位于装配式雨水过滤箱滞留区2的入水口。每个装配式雨水过滤箱的储水区溢流管7均连接在储水区连接干管16上。

第一个装配式雨水过滤箱的滞留区2承接屋面雨水立管14的雨水，第二个雨水过滤箱的滞留区溢流管一侧承接第一个雨水过滤箱溢流管的出水，依此类推，在不同楼层间形成多层级的雨水滞留与过滤，地面上的雨水过滤箱溢流出水通过外接管接入附近市政雨水管网，储水区溢流出水可进行收集回用。

实施例4

一种装配式过滤系统，主体成纵向布置，但在纵向上的若干层也可以进行横向扩展，如图4的底层，即进行横向的组装。纵向上由YF-1型雨水过滤箱12相互连接而成，横向上由YF-2型雨水过滤箱13相互连接而成。

实施例5

如图5、图6所示，一种横向衔接的装配式过滤系统，若干横向排列布置的YF-2型雨水过滤箱13，通过两侧滞留区溢流管1与相邻雨水过滤箱的滞留区溢流管1相衔接，形成横向串联的装配式雨水过滤系统。

横向相邻两YF-2型雨水过滤箱13之间的滞留区溢流管1直接相连，如图6所示，也可以通过管道间接相连。是否通过管道间接相连，根据相邻两YF-2型雨水过滤箱13之间的距离决定。YF-2型雨水过滤箱13的储水区溢流管7均连接在储水区连接干管16上。

若干个雨水过滤箱形成横向串联的装配式过滤系统，其中一个雨水过滤箱承接屋面雨水立管的雨水，当承接屋面雨水的装配式雨水过滤箱的滞留区发生溢流时，雨水通过YF-2型两侧的横向溢流管流向与其连接的雨水过滤箱，该过滤系统的两端可采用YF-1或YF-2型雨水过滤箱，形成向溢流或双向溢流；当装配式雨水过滤系统发生溢流时，溢流雨水通过装配式雨水过滤系统两端的装配式雨水过滤溢流管接入附近的市政雨水管网，储水区溢流出水可进行收集回用。

Claims (10)

1.一种装配式雨水过滤箱，包括箱体，其特征在于：在所述箱体内设置有滞留区、填料区和储水区，所述滞留区位于所述填料区上端，所述填料区和储水区下端连通，所述填料区由上而下依次为过滤层、过渡层和排水层；所述填料区和储水区的连通处位于所述排水层；在所述滞留区设置有滞留区溢流管，在所述储水区设置有储水区溢流管。

2.根据权利要求1所述的装配式雨水过滤箱，其特征在于：所述过滤层还包括一砾石区，所述砾石区位于所述滞留区溢流管正下方。

3.根据权利要求2所述的装配式雨水过滤箱，其特征在于：所述储水区位于所述砾石区正下方。

4.根据权利要求3所述的装配式雨水过滤箱，其特征在于：所述砾石区填料的粒径为3~10 mm；所述过滤层填料的粒径级配为0.075~1.18mm；所述过渡层填料的粒径为1mm ~1.2mm；所述排水层填料的粒径为2~5mm。

5.根据权利要求1所述的装配式雨水过滤箱，其特征在于：在所述连通处设置有过水孔板。

6.根据权利要求1所述的装配式雨水过滤箱，其特征在于：在所述储水区下端还设置有一放空管。

7.一种装配式过滤系统，其特征在于：由若干装配式雨水过滤箱通过连接组件组装而成，其中装配式雨水过滤箱包括箱体，在所述箱体内设置有滞留区、填料区和储水区，所述滞留区位于所述填料区上端，所述填料区和储水区下端连通，所述填料区由上而下依次为过滤层、过渡层和排水层；所述填料区和储水区的连通处位于所述排水层；在所述滞留区设置有滞留区溢流管，在所述储水区设置有储水区溢流管和储水区放空管。

8.根据权利要求7所述的装配式过滤系统，其特征在于：若干所述装配式雨水过滤箱在纵向上布置，所述连接组件包括滞留区溢流管连接管，相邻两装配式雨水过滤箱之间通过所述滞留区溢流管连接管连接，滞留区溢流管连接管上端连接上方装配式雨水过滤箱的滞留区溢流管，滞留区溢流管连接管下端位于所述装配式雨水过滤箱滞留区的入水口。

9.根据权利要求8所述的装配式过滤系统，其特征在于：所述连接组件还包括储水区连接管，每个所述装配式雨水过滤箱的储水区溢流管均连接在所述储水区连接管上。

10.根据权利要求7所述的装配式过滤系统，其特征在于：若干所述装配式雨水过滤箱在横向上布置，所述连接组件包括分水管，在分水管上设置有装配式雨水过滤箱横向衔接节点，在每个装配式雨水过滤箱横向衔接节点下方设置一个所述装配式雨水过滤箱。