CN211548017U - 花园式建筑生态循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及花园式建筑生态循环系统，包括：依附建筑主体设置的多级塔式生物滤池：包括依附建筑主体设置的塔体，以及沿高度方向依次布置在塔体内的若干段生物滤池单元，每段生物滤池单元用于处理从对应建筑主体高度分区收集的污水和废气；本实用新型可以形成良好的工作居住环境、提供新鲜的蔬菜的可能、营造放松交流的温泉会所，以及支撑以上功能的生态循环系统。

Description

花园式建筑生态循环系统

技术领域

本实用新型属于生态循环系统技术领域，涉及一种花园式建筑生态循环系统。

背景技术

纵观人类发展的历史，中国神话和佛教中的天堂、圣经中的伊甸园、古兰经的四方园以及无数的古迹，证明了林木丰美、流水潺潺的花园和在花园散步、交流、享受美景是全人类共同的梦想。当物质文明的发展达到一定水平，人类必定会寻求梦想中的家园。这是建筑行业应该在技术上做好的准备。另一方面由于能源危机所带来的综合能源成本，迫使人们思考，远距离输送污水至城市污水处理厂、全部垃圾运输至填埋场、日常蔬菜跨省运至大城市这种耗费能源的模式是否是大城市的未来之路。未来虽然还在路上，但在持续的城市化过程中，城市地域扩大、人口增长，污水排放、雨水淹没道路、空气质量差、垃圾清运量大等等，不但牵动着城市管理脆弱神经，而且占据了大量的社会资金和资源。原本这些社会财富应该用于提高全体人民的物质生活和文化生活的。所以，未来在每一个城市综合体开发的同时，应该同时投入有限的资金，同步实施建筑的生态系统，做到污水、污物、臭气的零排放，蔬菜等就地供应。未来的环境和生活方式，要满足人们对美好生活的需求，满足人们多层次的需求，包括衣食住行、健康、安全、社交、幸福感。就建筑(群) 而言，除了满足工作、居住空间外，还要满足花园式生活环境、休闲和社交环境，需要开发适应高层建筑的生态系统。

基于零污水臭气排放的花园式建筑生态系统，还可以运用于雨污市政设施缺乏的项目地，需要自给自足的小镇开发等。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种花园式建筑生态循环系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种花园式建筑生态循环系统，包括：

依附建筑主体设置的多级塔式生物滤池：包括依附建筑主体设置的塔体，以及沿高度方向依次布置在塔体内的若干段生物滤池单元，每段生物滤池单元用于处理从对应建筑主体高度分区收集的污水和废气；

杂用水供水装置：包括分别对应收集建筑主体不同高度分区的污水和废气的污水收集管和废气收集管、污水主干管、沉淀池、清水池和供水管路，所述的污水收集管和废气收集管的排放口端分别连接对应高度分区的生物滤池单元，每段生物滤池单元的出水口端分别连接所述污水主干管，所述污水主干管布置在多级塔式生物滤池旁，且污水主干管的底端依次连接所述沉淀池和清水池，所述供水管路通过杂用水供水泵与所述清水池出口连接，并用于将清水送至建筑主体的杂用水点；

饮用水供水装置：包括设置在建筑主体旁的雨水收集池，以及分别连接所述雨水收集池的过滤消毒组件和饮用水箱，所述饮用水箱通过饮水水泵和饮用水供水管路连接至建筑主体的饮用水供给点。

进一步的，每段生物滤池单元包括从上到下依次间隔布置在塔体内部的多个生物滤料件，在生物滤料件内生长着生物膜和微生物群落(采用常规的用于污水净化的微生物群落即可)，在每段生物滤池单元的最下方的生物滤料件的下方还布置有安装在所述塔体内的汇水斗，所述汇水斗的底部出口还连接所述污水主干管。更优选的，整个生物滤料件可以由可拆卸固定在塔体内部的生物滤框，以及放置在生物滤框内的滤料组成，滤料内即可以生长有生物膜和/或微生物群落。

更进一步的，每段生物滤池单元的塔体的顶部区域的侧部还设有连通外界的排气口。

更进一步的，所述污水收集管的排放口端接入每段生物滤池单元的最上方的生物滤料件的上方，所述废气收集管的排放口端接入每段生物滤池单元的最下方的生物滤料件的上方。

进一步的，所述沉淀池与清水池之间还依次布置有超滤池和微电解杀菌池，沉淀池顶部排出的清水依次经过超滤池和微电解杀菌池处理后排入清水池内。

更进一步的，在超滤池内设置有供待处理水体通过的若干组超滤膜组。

进一步的，所述雨水收集池包括池体，以及设置在池体中间区域并将其分隔为雨水沉淀区域和雨水蓄水区域的溢流隔板，所述雨水沉淀区域还连接用于收集外部雨水的雨水收集管，所述雨水蓄水区域内设有通过管路连接所述过滤消毒组件的雨水提升泵。

进一步的，所述过滤消毒组件包括进出口端分别连接所述雨水收集池和饮用水池的过滤罐，在过滤罐的入口处还设有絮凝剂投加箱，在过滤罐的出口处还设有次氯酸钠投加装置。整个次氯酸钠投加装置可以包括常规的次氯酸钠投加箱，还可以增设用于检测过滤罐出口处的次氯酸钠离子量的常用检测设备。这样，可以基于检测的过滤罐出口处的次氯酸钠的量来灵活调节次氯酸钠投加箱的投加量。

进一步的，整个生物循环系统还包括用于处理剩余污泥和有机垃圾的有机垃圾资源化处理的设备系统安装区域，在设备系统安装区域可以安装对应的有机垃圾资源化处理的设备，如有机垃圾厌氧消化罐等。

进一步的，在建筑主体的顶部和各楼层部分适宜区域还设有蔬菜种植区。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)整套设备包含不同于传统城市供水系统的分质供水系统、雨水收集处理回用为饮用水，可实现不同水质的分别最大化资源利用。

(2)污水臭气按建筑高度分区导入设于建筑核心筒内的多级塔式生物滤池系统处理，处理方便。

(3)剩余污泥和有机垃圾采用高温厌氧工艺处理后能源回收用于温泉供热，残余物脱水后与园林废物(树枝树叶)一并生产成植物栽培有机土壤，有效构成生物循环。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为生物滤池单元部分的结构示意图；

图3为杂用水供水装置部分的示意图；

图4为饮用水供水装置部分的示意图；

图5为有机垃圾资源化处理间部分的示意图；

图中标记说明：

1-建筑主体；

2-多级塔式生物滤池，21-塔体，22-生物滤池单元，23-生物滤料件，24-汇水斗；

3-杂用水供水装置，31-污水收集管，32-废气收集管，33-污水主干管，34-沉淀池，35-清水池，36-超滤池，37-微电解杀菌池，38-杂用水供水泵，39-供水管路；

4-饮用水供水装置，41-雨水收集池，42-过滤罐，43-饮用水池，44-絮凝剂投加箱，45-次氯酸钠投加箱，46-雨水沉淀区域，47-雨水蓄水区域，48-溢流隔板， 49-饮用水供水管路；

5-有机垃圾资源化处理间，51-燃气热水炉，52-有机垃圾厌氧消化罐，53-污泥脱水机；

6-蔬菜种植区。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

本实用新型提供了一种花园式建筑生态循环系统，包括：

依附建筑主体1设置的多级塔式生物滤池2：包括依附建筑主体1设置的塔体 21，以及沿高度方向依次布置在塔体21内的若干段生物滤池单元22，每段生物滤池单元22用于处理从对应建筑主体1高度分区收集的污水和废气；

杂用水供水装置3：包括分别对应收集建筑主体1不同高度分区的污水和废气的污水收集管31和废气收集管32、污水主干管33、沉淀池34、清水池35和供水管路39，所述的污水收集管31和废气收集管32的排放口端分别连接对应高度分区的生物滤池单元22，每段生物滤池单元22的出水口端分别连接所述污水主干管 33，所述污水主干管33布置在多级塔式生物滤池2旁，且污水主干管33的底端依次连接所述沉淀池34和清水池35，所述供水管路39通过杂用水供水泵38与所述清水池35出口连接，并用于将清水送至建筑主体1的杂用水点；

饮用水供水装置4：包括设置在建筑主体1旁的雨水收集池41，以及分别连接所述雨水收集池41的过滤消毒组件和饮用水箱，所述饮用水箱通过饮水水泵和饮用水供水管路4939连接至建筑主体1的饮用水供给点。

在本实用新型的一种具体的实施方式中，每段生物滤池单元22包括从上到下依次间隔布置在塔体21内部的多个生物滤料件23，在生物滤料件23内还放置有生长有微生物的滤料，在每段生物滤池单元22的最下方的生物滤料件23的下方还布置有安装在所述塔体21内的汇水斗24，所述汇水斗24的底部出口还连接所述污水主干管33。

更具体的实施方式中，每段生物滤池单元22的塔体21的顶部区域的侧部还设有连通外界的排气口。

更具体的实施方式中，所述污水收集管31的排放口端接入每段生物滤池单元 22的最上方的生物滤料件23的上方，所述废气收集管32的排放口端接入每段生物滤池单元22的最下方的生物滤料件23的上方。

在本实用新型的一种具体的实施方式中，所述沉淀池34与清水池35之间还依次布置有超滤池36和微电解杀菌池37，沉淀池34顶部排出的清水依次经过超滤池36和微电解杀菌池37处理后排入清水池35内。

更具体的实施方式中，在超滤池36内设置有供待处理水体通过的若干组超滤膜组。

在本实用新型的一种具体的实施方式中，所述雨水收集池41包括池体，以及设置在池体中间区域并将其分隔为雨水沉淀区域46和雨水蓄水区域47的溢流隔板 48，所述雨水沉淀区域46还连接用于收集外部雨水的雨水收集管，所述雨水蓄水区域47内设有通过管路连接所述过滤消毒组件的雨水提升泵。

在本实用新型的一种具体的实施方式中，所述过滤消毒组件包括进出口端分别连接所述雨水收集池41和饮用水池43的过滤罐42，在过滤罐42的入口处还设有絮凝剂投加箱44，在过滤罐42的出口处还设有次氯酸钠投加箱45。

在本实用新型的一种具体的实施方式中，整个生物循环系统还包括用于处理剩余污泥和有机垃圾的有机垃圾资源化处理间5。

在本实用新型的一种具体的实施方式中，在建筑主体1的顶部还设有蔬菜种植区。

以上实施方式可以任一单独实施，也可以任意两两或更多的组合实施。

以下结合具体实施例来对上述实施方式进行更进一步的说明。

实施例1：

一种花园式建筑生态循环系统，其结构参见图1所示，包括：

依附建筑主体1设置的多级塔式生物滤池2：请再参见图2所示，包括依附建筑主体1设置的塔体21，以及沿高度方向依次布置在塔体21内的若干段生物滤池单元22，每段生物滤池单元22用于处理从对应建筑主体1高度分区收集的污水和废气；

杂用水供水装置3：请再参见图3所示，包括分别对应收集建筑主体1不同高度分区的污水和废气的污水收集管31和废气收集管32、污水主干管33、沉淀池 34、清水池35和供水管路39，污水收集管31和废气收集管32的排放口端分别连接对应高度分区的生物滤池单元22，每段生物滤池单元22的出水口端分别连接污水主干管33，污水主干管33布置在多级塔式生物滤池2旁，且污水主干管33的底端依次连接沉淀池34和清水池35，供水管路39通过杂用水供水泵38与清水池 35出口连接，并用于将清水送至建筑主体1的杂用水点；

饮用水供水装置4：请再参见图4所示，包括设置在建筑主体1旁的雨水收集池41，以及分别连接雨水收集池41的过滤消毒组件和饮用水箱，饮用水箱通过饮水水泵和饮用水供水管路4939连接至建筑主体1的饮用水供给点。

请再参见图2所示，每段生物滤池单元22包括从上到下依次间隔布置在塔体 21内部的多个生物滤料件23，在生物滤料件23内还生长有常用于污水净化的生物膜和微生物群落等，在每段生物滤池单元22的最下方的生物滤料件23的下方还布置有安装在塔体21内的汇水斗24，汇水斗24的底部出口还连接污水主干管33。整个生物滤料件优选包括可拆卸安装在塔体21内的生物滤框，以及布置在生物滤框内滤料组成，滤料内即生长有所述生物膜和微生物群落等。

请再参见图1所示，每段生物滤池单元22的塔体21的顶部区域的侧部还设有连通外界的排气口。

污水收集管31的排放口端接入每段生物滤池单元22的最上方的生物滤料件 23的上方，废气收集管32的排放口端接入每段生物滤池单元22的最下方的生物滤料件23的上方。

请再参见图3所示，沉淀池34与清水池35之间还依次布置有超滤池36和微电解杀菌池37，沉淀池34顶部排出的清水依次经过超滤池36和微电解杀菌池37 处理后排入清水池35内。

在超滤池36内设置有供待处理水体通过的若干组超滤膜组。

请再参见图4所示，雨水收集池41包括池体，以及设置在池体中间区域并将其分隔为雨水沉淀区域46和雨水蓄水区域47的溢流隔板48，雨水沉淀区域46还连接用于收集外部雨水的雨水收集管，雨水蓄水区域47内设有通过管路连接过滤消毒组件的雨水提升泵。

请再参见图4所示，过滤消毒组件包括进出口端分别连接雨水收集池41和饮用水池43的过滤罐42，在过滤罐42的入口处还设有絮凝剂投加箱44，在过滤罐 42的出口处还设有次氯酸钠投加箱45，另外，优选在过滤罐42与饮用水池43之间还布置有超滤膜组件(采用常规超滤膜组即可)。

整个生物循环系统还包括用于处理剩余污泥和有机垃圾的有机垃圾资源化处理间5。在建筑主体1的顶部还设有蔬菜种植区。

将上述实施例中的生态循环系统应用到上海市某区的花园建筑，用地约45000㎡，地上面积约320000㎡，其中3栋塔楼面积为300000㎡，每栋塔楼100000㎡，温泉会所和休闲20000㎡，三栋塔楼建筑高度249米，塔楼为公寓和办公，裙房为文化、展览、温泉、休闲功能。地下面积100000㎡，地下共三层，均为设备机房和停车库，停车库为全自动无人驾驶停车库。使用建筑的人数：办公8400人、居住2520人、餐饮10000人次，即每日计划供餐人数为20920人次。保证蔬菜供应量的种植面积为1㎡/人，双层种植，占建筑面积10460m²(占地上面积的3.73％)，分配到屋顶和楼层，则需要提供3000平方米屋顶(3座塔楼各1000)和塔楼平均每层提供50平方米(塔楼每层建筑面积2000平方米)的蔬菜种植。温泉需要的耗热量为3255kw.h/d。

实施效果：

由于本实施例中具有两个独立的分质供水系统，分别为饮用水供水装置4(Potable water PW)和杂用水供水装置(Non-Potable water NPW)。

年可饮用水量PW(饮用和洗浴用水)：180003m³/a。

年杂用水量NPW：冲厕、空调补水、绿化浇灌、地面冲洗、擦洗车等的水量159226m³/a。

以上2项相加339229m³/a。

收集雨水用于制作可饮用水PW。污水处理后中水用作杂用水NPW。

根据逐月降雨量计算，考虑径流系数和折减30％后，收集雨水量：23175m³/a，用于制作可饮用水。减少市政自来水用量，节水12.8％。

这种水质系统划分方式不同于传统的规范，好处是可以节约水质好的水的用量，大量冲厕用水和冷却塔补水用NPW，解决水质性缺水地区的节水问题，也利于进一步提高可饮用水的水质。

整个生态循环系统的污水处理采用与建筑不可分离的多级塔式生物滤池2，根据建筑高度分区，分段划分生物处理设施，将建筑主体1产生的污水和臭气分段排入竖向布置的生物滤池单元22中进行废水废气生物处理，得到中水和可就近排放的干净气体。

这种处理方式的好处是建筑排气竖井收集的废气处理后的清洁气体可以在设备层排放，避免了全部臭气集中从屋顶排放，排风井面积巨大，可减小排风井占用建筑的面积，实施下来排风井的面积可为原来面积的1/5～1/4，而污水提供了滤池中微生物需要的基质和处理臭气需要的湿度。

污水处理量为：278220*90％＝250398m³/a，扣除损耗后，可供杂用水的量为：200318m³/a。大于项目所需杂用水量159226m³/a，多余41092m³/a可以直接补充景观水体。

项目的年用水量339229m³/a中，只从市政自来水索取了156828m³/a，占46.2％，即项目非传统水源利用率为53.8％。

经过垃圾分类收集，可燃垃圾和可回收垃圾送城市垃圾综合处理厂，易腐败的有机垃圾和污水处理的剩余污泥一并送入有机垃圾资源化处理间5中进行资源化处理(高温厌氧消化)，得到有机土壤和甲烷气，可以全部用作项目内种植的有机土壤补充，甲烷作为燃料供燃气炉烧热水，热能补充给项目中的温泉。

项目产生的有机垃圾为：10460kg/d，(含水率70％)，处理后剩余3661kg/d (60％含水率)有机土壤。沼气量为1412m³/d，其中甲烷气848m³/d，可产生 3780kwh热量，(温泉会所需要3255kwh/d)，足够供应这个案例中温泉会所所需要的耗热量。

实施例2

与实施例1相比，绝大部分都相同，除了本实施例中：请再参见图5所示，有机垃圾资源化处理间5内具体包括有机垃圾厌氧消化罐52，有机垃圾厌氧消化罐 52的顶部甲烷气等可燃气出口直接连接燃气热水炉51，燃气热水炉51用于给温泉会所等供热，同时，有机垃圾厌氧消化罐52的底部残渣出口则经过污泥脱水机53 脱水后生成有机肥储存待用，脱水过程中产生的污水输送到现有污水处理系统集中处理后排放。

以上各实施方式或实施例中，如无特别说明的功能部件结构(如超滤池等)，则表明均为本领域为实现对应功能的常规部件结构。

其余如无特别说明的功能部件，则为本领域为实现对应功能的常规部件或常规结构。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种花园式建筑生态循环系统，其特征在于，包括：

依附建筑主体设置的多级塔式生物滤池：包括依附建筑主体设置的塔体，以及沿高度方向依次布置在塔体内的若干段生物滤池单元，每段生物滤池单元用于处理从对应建筑主体高度分区收集的污水和废气；

杂用水供水装置：包括分别对应收集建筑主体不同高度分区的污水和废气的污水收集管和废气收集管、污水主干管、沉淀池、清水池和供水管路，所述的污水收集管和废气收集管的排放口端分别连接对应高度分区的生物滤池单元，每段生物滤池单元的出水口端分别连接所述污水主干管，所述污水主干管布置在多级塔式生物滤池旁，且污水主干管的底端依次连接所述沉淀池和清水池，所述供水管路通过杂用水供水泵与所述清水池出口连接，并用于将清水送至建筑主体的杂用水点；

饮用水供水装置：包括设置在建筑主体旁的雨水收集池，以及分别连接所述雨水收集池的过滤消毒组件和饮用水箱，所述饮用水箱通过饮水水泵和饮用水供水管路连接至建筑主体的饮用水供给点。

2.根据权利要求1所述的一种花园式建筑生态循环系统，其特征在于，每段生物滤池单元包括从上到下依次间隔布置在塔体内部的多个生物滤料件，在生物滤料件内生长着生物膜和微生物群落，在每段生物滤池单元的最下方的生物滤料件的下方还布置有安装在所述塔体内的汇水斗，所述汇水斗的底部出口还连接所述污水主干管。

3.根据权利要求2所述的一种花园式建筑生态循环系统，其特征在于，每段生物滤池单元的塔体的顶部区域的侧部还设有连通外界的排气口。

4.根据权利要求2所述的一种花园式建筑生态循环系统，其特征在于，所述污水收集管的排放口端接入每段生物滤池单元的最上方的生物滤料件的上方，所述废气收集管的排放口端接入每段生物滤池单元的最下方的生物滤料件的上方。

5.根据权利要求1所述的一种花园式建筑生态循环系统，其特征在于，所述沉淀池与清水池之间还依次布置有超滤池和微电解杀菌池，沉淀池顶部排出的清水依次经过超滤池和微电解杀菌池处理后排入清水池内。

6.根据权利要求5所述的一种花园式建筑生态循环系统，其特征在于，在超滤池内设置有供待处理水体通过的若干组超滤膜组。

7.根据权利要求1所述的一种花园式建筑生态循环系统，其特征在于，所述雨水收集池包括池体，以及设置在池体中间区域并将其分隔为雨水沉淀区域和雨水蓄水区域的溢流隔板，所述雨水沉淀区域还连接用于收集外部雨水的雨水收集管，所述雨水蓄水区域内设有通过管路连接所述过滤消毒组件的雨水提升泵。

8.根据权利要求1所述的一种花园式建筑生态循环系统，其特征在于，所述过滤消毒组件包括进出口端分别连接所述雨水收集池和饮用水池的过滤罐，在过滤罐的入口处还设有絮凝剂投加箱，在过滤罐的出口处还设有次氯酸钠投加装置。

9.根据权利要求1所述的一种花园式建筑生态循环系统，其特征在于，还包括用于处理剩余污泥和有机垃圾的有机垃圾资源化处理间。

10.根据权利要求1所述的一种花园式建筑生态循环系统，其特征在于，在建筑主体的顶部和楼层部分区域还设有蔬菜种植区。

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