CN210367343U - 基于土壤渗滤原理的绿植墙楼宇中水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于土壤渗滤原理的绿植墙楼宇中水处理系统，包括楼内中水预处理系统；楼外滴灌系统；集水系统；多个并排分布的绿植墙；地表引水渠；地下蓄水池，所述楼内中水预处理系统与楼外滴灌管道相连，多支滴灌管道与多支集水管道末端一同汇总于集水干管，接入地表引水渠，地表引水渠通向地下蓄水池。本实用新型打破了传统中水处理系统和土壤渗滤系统的局限，将土壤层垂直立于楼宇外立面建造一面绿植墙，加强了其内土壤层的通风效果，具有不必刻意调制干湿比而达到土壤好氧条件的优势，既能实现水资源的循环利用，又改善空气环境，且达到一定程度的绿化美观的效果。

Description

基于土壤渗滤原理的绿植墙楼宇中水处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种水处理系统，特别涉及一种基于土壤渗滤原理的水处理系统。

背景技术

现在的给排水装置，大都是将用过的废水直接排入废水管道，不分可回收水资源或不可回收水资源。这样一来，大量的可利用水资源的使用价值不能得以体现，不仅浪费了水资源而且不利于保护环境。

节约用水、节约能源是当前社会的主流，家庭及办公场所轻污染的生活用水经过处理再利用是人们非常关心的课题。中水即指：通过中水道输送，经过处理后符合相应水质标准的水，为地质给水用户使用，例如：把家庭中厨房、洗衣、洗澡等生活用水收集起来，经过处理。处理后达到国家回水标准，再用泵和管道输送到各家各户的卫生间便槽、抽水马桶使用，亦可作为住宅小区绿化、庭院洒水、洗车和消防用水等使用。国内目前现有的中水处理设备大都是传统的工艺模式，往往需要鼓风机和接触氧化的大量填料，同时也需要沉淀池，且能耗和钢材耗量高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种无需人工打理，通过楼内中水预处理和楼外垂直绿墙的土壤渗滤对生活污水进行双重净化，从而达到污水再利用效果的基于土壤渗滤原理的绿植墙楼宇中水处理系统。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于土壤渗滤原理的绿植墙楼宇中水处理系统，包括楼内中水预处理系统；楼外滴灌系统；集水系统；多个并排分布的绿植墙；地表引水渠；地下蓄水池，所述楼内中水预处理系统与楼外滴灌管道相连，多支滴灌管道与多支集水管道末端一同汇总于集水干管，接入地表引水渠，地表引水渠通向地下蓄水池。

进一步，所述水预处理系统布置于楼宇内每层，与洗手池、淋浴房相连，水预处理系统中具有过滤器、调节箱和溢流管，所述绿植墙垂直设置在楼宇外立面；绿植墙内部设有滴灌管道和集水管；滴灌管道和集水管道末端连接集水干管；楼宇地表一层设置地表引水渠，地表引水渠与地下水蓄水池相连，所述溢流管与每层外绿植墙入水口相连接，并与滴灌管道相连。

进一步，所述绿植墙包括绿植墙本体，绿植墙本体内设有空腔凹槽结构，空腔凹槽结构中上到下依次铺设砂层、砂砾层、土壤层及种植的植物，凹槽结构上部空余部分内铺设横向的滴灌管道，下部设置出水口，出水口与下部集水管相连。

进一步，所述土壤层厚度为25cm；所述砂砾层厚度为10cm，砂砾层中的砾石直径为15-30mm；所述砂层厚度为10cm，砂粒直径为0.2-0.8mm；所述植物植于土壤层。

进一步，所述凹槽结构的横截面为由外向内挖深的三角形，并沿滴灌管道3中污水流向向下倾斜与水平呈5°-12°的坡度角。

进一步，所述植物为灯芯草、凤眼莲、空心莲子草、君子兰中的任一种。

进一步，所述凹槽结构底端与砂层接触部位设置等距离圆形出水口，圆形出水口的直径为10-13cm，并在圆形出水口上铺设一层不锈钢钢网。

进一步，所述集水干管连接全部滴灌管道和集水管的末端，垂直于地面，并与位于地表一层的引水渠相接；引水渠末端开口成下水井，经过二次处理的污水将直接流入地下蓄水池。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过设置在每层楼的污水预处理系统和绿植墙污水处理系统的双重净化，既能实现水资源的循环利用，又能改善空气环境，且达到一定程度的绿化美观的作用。

本实用新型考虑到传统的土壤渗滤系统在地下缺氧情况常有，需人工调试干湿比，因此将土壤层垂直立于楼宇外立面建造一面绿植墙，加强了其内土壤层的通风效果，从而体现出了不必刻意调制干湿比而达到土壤好氧条件的优势。经过本实用新型绿植墙楼宇中水处理系统处理过的污水将符合国家绿化用水标准，可用于园林灌溉等。

本实用新型打破了传统中水处理系统和土壤渗滤系统的局限，将土壤层垂直立于楼宇外立面建造一面绿植墙，加强了其内土壤层的通风效果，具有不必刻意调制干湿比而达到土壤好氧条件的优势。既能实现水资源的循环利用，又改善空气环境，且达到一定程度的绿化美观的效果。

附图说明

图1为基于土壤渗滤系统的绿植墙体净水系统的结构示意图；

图2为基于土壤渗滤系统的绿植墙体净水系统中绿植墙体本体中凹槽部分的结构示意图；

图3为基于土壤渗滤系统的绿植墙体净水系统实施例的结构示意图；

图中：1、绿植墙，2、集水干管，3、滴灌管道，4、引水渠，5、地下蓄水池，6、溢流管，7、中水预处理系统，101、凹槽结构，102、土壤层，103、砂砾层，104、砂层，105、出水口，106、集水管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术有点和方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图3所示，一种基于土壤渗滤原理的绿植墙楼宇中水处理系统，包括楼内中水预处理系统；楼外滴灌系统；集水系统；多个并排分布的绿植墙；地表引水渠；地下蓄水池。所述楼内中水预处理系统与楼外滴灌管道相连，多支滴灌管道与多支集水管道末端一同汇总于集水干管，接入地表引水渠，地表引水渠通向地下蓄水池。

水预处理系统7布置于楼宇内每层，与洗手池、淋浴房相连，水预处理系统7中具有过滤器、调节箱和溢流管6，绿植墙1垂直设置在楼宇外立面；绿植墙1内部设有滴灌管道3和集水管106；滴灌管道3和集水管道106末端连接集水干管2；地表引水渠4置于楼宇地表一层，并与地下水蓄水池5相连，经水预处理系统7处理产生的生活污水，通过溢流管6与每层外绿植墙1入水口相接，入水口另一端与滴灌管道3相连。

绿植墙1包括绿植墙本体及绿植墙本体内的空腔结构中所铺设的砂层104、砂砾层103、土壤层102及种植的植物，绿植墙本体为空腔凹槽结构101，凹槽结构101横截面为由外向内挖深的三角形，凹槽结构101空间即为栽植空间，上部空余部分用以铺设横向的滴灌管道3，以浇灌绿植，凹槽结构101下部设置出水口105，并在其上放置不锈钢滤网，出水口105与下部集水管106相连。

绿植墙本体中凹槽结构101具有一定坡度，其较高一端在污水流入滴灌管道3的方向，其较低一端在污水流出滴灌管道3的方向。

凹槽结构101，长度为整个墙体宽度，中无隔板，凹槽结构101沿滴灌管道3中污水流向向下倾斜与水平呈5°-12°的坡度角。

凹槽结构101中从上到下依次铺设有厚度为25cm人工调配土壤层102；厚度为10cm，砾石直径为15-30mm的砂砾层103；厚度为10cm，砂粒直径为0.2-0.8mm的砂层104，其中植物植于土壤层102。

凹槽结构101顶端人工调配土壤层102，每100g调配成分为：混有铁屑的原土93g；包含但不仅限于污泥、沸石、蛭石、稻草壳壳粉等成分的菌剂2g；包括但不仅限于鸡粪、羊粪等动物粪便5g。

凹槽结构101顶端土壤层内栽植的植物可选择但不仅限于灯芯草、凤眼莲、空心莲子草、君子兰等。

凹槽结构101底端与砂层104接触部位设置等距离圆形出水口105，直径为10-13cm，并在其上铺设一层不锈钢钢网。

与溢流管6相连的滴灌管道3横置于凹槽101内，土壤层102的正上方，并与凹槽101平行沿管中污水流向向下倾斜形成5°-12°的坡度角。

经凹槽结构101内三层物料净化后的污水通过凹槽结构101底端的出水口105流入集水管106，集水管106位于每层绿植墙凹槽结构101的下部，隐藏于绿植墙体内，集水管106与凹槽结构101、滴灌管道3平行，与水平呈5°-12°角。

集水干管2连接全部滴灌管道3和集水管106的末端，垂直于地面，并与位于地表一层的引水渠相接。引水渠4末端开口成下水井，经过二次处理的污水将直接流入地下蓄水池5。

进入凹槽结构101内的污水通过土壤的毛管作用然后缓慢的向周围土壤浸润，渗透，扩散。通过土壤中吸附，沉淀，阳离子交换等作用除去污水中的颗粒物及少量金属离子，再通过调配在土壤中的微生物和微型生物，在好氧和兼性厌氧微生物的作用下，有机物被吸附和降解，污水矿化而产生的氮、磷等无机养分，可被伸入土壤中的植物根系所吸收，作为生长所需的养分。

污水由上述土壤层经过渗滤作用后进入砂砾层及砂层，通过截流，物理吸附等过程实现进一步水体净化，后经过出水口流入每层凹槽下方的集水管。

本实用新型中绿植墙体内共有两种支管道横穿，分别为滴灌管道与集水管，滴灌管道裸露于外部，位于凹槽结构内土壤层的正上方，而集水管道隐藏于绿植墙体内，位于相应凹槽结构的下部。

本实用新型具体针对楼宇内部洗手池和淋浴间产生的生活污水。生活污水进入每层楼内的中水预处理系统的调节池，经过预处理后由溢流管进入楼外的滴灌管道，绿植墙体凹槽内的土壤层进行滴灌。

本实用新型的具体净水过程如下：每层楼的洗手池和淋浴间排出的污水依次进入预处理系统中的过滤器、调节箱、溢流管，进行预处理，再经输水管流入绿植墙的进水口；进水口与横铺在绿植墙中的滴管管道相连，污水经滴灌管道滴入每层绿植墙的凹槽中，依次经过凹槽中的土壤层、砂砾层和砂层；通过土壤-植物的复合系统和下面砂砾层和砂层的二次过滤，污水中的悬浮物和部分有机物得到去除，再经过凹槽底部设置的出水口进入集水管，后依次经过集水总管和位于地表一层的引水渠，最终流入地下蓄水池。

实用例：某市开展试验期间平均温度32℃，实验天数30天。

本实用例中所述凹槽倾斜角度为8°；凹槽顶端土壤层选用人工调配土壤方案为：每100g土壤中含铁屑原土93g；含有污泥、沸石、蛭石、稻草壳壳粉成分的菌剂2g、鸡粪5g；上述土壤层中栽种绿植为灯芯草。

如图1所示家庭洗手池和淋浴间等排放的生活污水汇集到调节池7进行预处理，COD值初步达到300mg/L-500mg/L，后经溢水管6进入滴灌管3。

如图1、2所示，所述滴灌管3中的废水依次滴入所述凹槽101中的土壤层102，通过土壤的毛管作用然后缓慢的向周围土壤浸润，渗透，扩散，通过土壤中吸附，沉淀，阳离子交换等作用除去污水中的颗粒物及少量金属离子，再通过调配在土壤中的微生物和微型生物，在好氧和兼性厌氧微生物的作用下，有机物被吸附和降解，污水矿化而产生的氮、磷等无机养分，可被伸入土壤中的植物根系所吸收，作为生长所需的养分。

污水由上述土壤渗滤作用渗滤进入砂砾层103及砂层104，通过截流，物理吸附等过程实现进一步水体净化，后经过出水口105流入每层凹槽101下方的集水管106，再汇集到集水干管2，流经地表一层引水渠4后流入地下蓄水池5。

经过实验验证在该地区，32℃试验状况下，在10cm/d的水力负荷下，进入绿植墙的污水COD浓度在122.59mg/L-673.5mg/L之间波动，实验30天，结果显示本实施例对氨氮的平均去除率达90％，对总氮的去除率达20％左右，总磷的去除率达87％，总磷的去除不受进水COD浓度的影响，同时添加菌剂和未添加菌剂所受影响均很小，说明本实用例有较强的抗污染冲击负荷的能力。

在地下蓄水池5中的水体抽样中发现，经过本实用例的双重净化处理后，污水中的COD和SS的去除率可达90％左右，在实验30天的过程中，本实施例中绿植墙体进水COD均值317mg/L，出水COD均值为38.4mg/L，符合我国《地表水环境质量标准》中绿化用水COD应小于40mg/L的要求。

Claims (8)

1.一种基于土壤渗滤原理的绿植墙楼宇中水处理系统，包括楼内中水预处理系统、楼外滴灌系统、集水系统、多个并排分布的绿植墙、地表引水渠、地下蓄水池，其特征在于：所述楼内中水预处理系统与楼外滴灌管道相连，多支滴灌管道与多支集水管道末端一同汇总于集水干管，接入地表引水渠，地表引水渠通向地下蓄水池。

2.根据权利要求1所述的基于土壤渗滤原理的绿植墙楼宇中水处理系统，其特征在于：所述水预处理系统布置于楼宇内每层，与洗手池、淋浴房相连，水预处理系统中具有过滤器、调节箱和溢流管，所述绿植墙垂直设置在楼宇外立面；绿植墙内部设有滴灌管道和集水管；滴灌管道和集水管道末端连接集水干管；楼宇地表一层设置地表引水渠，地表引水渠与地下水蓄水池相连，所述溢流管与每层外绿植墙入水口相连接，并与滴灌管道相连。

3.根据权利要求1所述的基于土壤渗滤原理的绿植墙楼宇中水处理系统，其特征在于：所述绿植墙包括绿植墙本体，绿植墙本体内设有空腔凹槽结构，空腔凹槽结构中上到下依次铺设砂层、砂砾层、土壤层及种植的植物，凹槽结构上部空余部分内铺设横向的滴灌管道，下部设置出水口，出水口与下部集水管相连。

4.根据权利要求3所述的基于土壤渗滤原理的绿植墙楼宇中水处理系统，其特征在于：所述土壤层厚度为25cm；所述砂砾层厚度为10cm，砂砾层中的砾石直径为15-30mm；所述砂层厚度为10cm，砂粒直径为0.2-0.8mm；所述植物植于土壤层。

5.根据权利要求3所述的基于土壤渗滤原理的绿植墙楼宇中水处理系统，其特征在于：所述凹槽结构的横截面为由外向内挖深的三角形，并沿滴灌管道（3）中污水流向向下倾斜与水平呈5°-12°的坡度角。

6.根据权利要求3所述的基于土壤渗滤原理的绿植墙楼宇中水处理系统，其特征在于：所述植物为灯芯草、凤眼莲、空心莲子草、君子兰中的任一种。

7.根据权利要求3所述的基于土壤渗滤原理的绿植墙楼宇中水处理系统，其特征在于：所述凹槽结构底端与砂层接触部位设置等距离圆形出水口，圆形出水口的直径为10-13cm，并在圆形出水口上铺设一层不锈钢钢网。

8.根据权利要求1所述的基于土壤渗滤原理的绿植墙楼宇中水处理系统，其特征在于：所述集水干管连接全部滴灌管道和集水管的末端，垂直于地面，并与位于地表一层的引水渠相接；引水渠末端开口成下水井，经过二次处理的污水将直接流入地下蓄水池。

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