TWM474053U - 中水水質淨化系統 - Google Patents

Description

中水水質淨化系統

本創作係有關於一種中水水質淨化系統，尤指透過浮水性水生植物的吸收攝取作用，以達到淨化中水之目的。

按，台灣面臨缺水的危機已是不爭的事實，要開發新的水源難度甚高，因此除了節約用水之外，同時亦需提高水資源的利用效率，也就是汙水處理後的放流水不能再將其當成廢水直接排放，而要將其視為珍貴的水資源來加以利用。有如校園、公園或觀光景點等，常因為其面積廣大，而需要大量的水來做環境的維護，一般當雨水不足時，則會選擇抽取地下水來進行澆灌，但由於有些地區地下水之導電度高達每公分5000 微西門子(μS/cm)，長期使用的話會容易造成土壤鹽化。因此為解決土壤鹽化的問題，嘗試引用汙水處理後的放流水進行再利用，然而汙水處理後的放流水因優養化太嚴重導致魚類死亡以及發臭等情形。

有關於中水水質淨化系統的先前技術，有如中華民國發明專利公開第200508468號『雨水、中水回收設備』之專利案，揭露一種雨水、中水回收利用處理之設備及技術改良，乃為配合國家現階段水資源政策，預防旱象及限水而研發，並將生物科技導入以改良回收水之品質。生活用污水先經由微生物處理，降低化學需氧量後，再經過濾、殺菌等過程達到排放標準值後，運用於沖洗馬桶、洗地板、灌溉等用途，達成節約用水之成效。

惟前案『雨水、中水回收設備』的構造上較為複雜，因此使用時需經常進行維修其系統，且於運作過程中亦需耗費相當的能源，故整體而言提高了使用的成本。是以，本創作之目的在於改善前述之問題點。

爰此，本創作提出一種中水水質淨化系統，係透過浮水性水生植物的吸收攝取作用，以達到淨化中水之目的。

所述之中水水質淨化系統，包含：一中水水質淨化場，定義有一水流方向，該中水水質淨化場沿著該水流方向設有複數個相鄰接之水質淨化區，前述水質淨化區彼此間有一水位差，且於前述水質淨化區內配置不同特性之至少一浮水性水生植物；至少一截流單元，設置在該中水水質淨化場的相鄰二水質淨化區之間。

其中，該浮水性水生植物係為水芙蓉、槐葉蘋或布袋蓮之任一。

其中，該中水水質淨化場沿著該水流方向設有一第一水質淨化區、一第二水質淨化區及一第三水質淨化區，該第一水質淨化區的浮水性水生植物包含水芙蓉及布袋蓮，該第二水質淨化區的浮水性水生植物包含水芙蓉及槐葉蘋，該第三水質淨化區的浮水性水生植物包含槐葉蘋。

進一步，該中水水質淨化場包含有一自由生長兼緩衝區及一貯存與回收區，該自由生長兼緩衝區鄰接該第三水質淨化區，而該貯存與回收區則鄰接該自由生長兼緩衝區。

其中，該截流單元係為一截流牆，該截流牆包含有複數個第一截流面及複數個第二截流面，前述第二截流面的高度高於前述第一截流面的高度。

進一步，該截流牆之第一截流面上堆砌有複數個石礫。

進一步，該截流牆設有一清理孔。

本創作之中水水質淨化系統，進一步包含有一攔截管漂浮設置在流經該截流牆之前的水面上，並且該攔截管緊貼該截流牆。

本創作之功效：

1.本創作之中水水質淨化系統，由於其耗電量低、管理維護容易、無二次污染且不破壞生態，因此係為一可永續經營的中水水質淨化系統。

2.本創作之中水水質淨化系統，使用上所需花費的成本較低，且又可以提供生態棲息空間、土地復育、自然景觀等多重功能，故具有實足的發展空間。

有關本創作之技術特徵及增進功效，配合下列圖式之較佳實施例即可清楚呈現，首先，請參閱第一圖及第二圖所示，本創作之較佳實施例，為一種中水水質淨化系統，包含有：

一中水水質淨化場（１），於本實施例中該中水水質淨化場（１）係為一野溪，而該野溪的水源係來自一管路（Ａ），該中水水質淨化場（１）定義有一水流方向（Ｓ），並沿著該水流方向（Ｓ）設有複數個相鄰接之水質淨化區（１１）及至少一截流單元，於本實施例中前述截流單元係為一截流牆（１２），該中水水質淨化場（１）沿著該水流方向（Ｓ）依序設有前述截流牆（１２），分別係為一第一截流牆（１２１）、一第二截流牆（１２２）、一第三截流牆（１２３）及一第四截流牆（１２４），透過前述截流牆（１２）將該中水水質淨化場（１）區分成三個相鄰接之水質淨化區（１１），以及一自由生長兼緩衝區（１３）及一貯存與回收區（１４），順著該水流方向（Ｓ）分別係一第一水質淨化區（１１１）、一第二水質淨化區（１１２）及一第三水質淨化區（１１３），而該自由生長兼緩衝區（１３）鄰接該第三水質淨化區（１１３），該貯存與回收區（１４）則鄰接該自由生長兼緩衝區（１３），又前述截流牆（１２）上皆各設有一清理孔（１２５），用以清理前述水質淨化區（１１）、自由生長兼緩衝區（１３）及貯存與回收區（１４）內堆積過多的淤泥；前述水質淨化區（１１）內配置不同特性之至少一浮水性水生植物，其中該浮水性水生植物係為水芙蓉、槐葉蘋或布袋蓮之任一，於本實施例中該第一水質淨化區（１１１）混合培養有水芙蓉及布袋蓮，該第二水質淨化區（１１２）混合培養有水芙蓉及槐葉蘋，該第一水質淨化區（１１１）及該第二水質淨化區（１１２）主要係用以去除總氮濃度，而該第三水質淨化區（１１３）則單獨培養槐葉蘋，主要係用以去除總磷濃度。

前述截流牆（１２）設置在該中水水質淨化場（１）的相鄰二水質淨化區（１１）之間，且前述截流牆（１２）具有整流的功能以減少短流的現象，其中該第一截流牆（１２１）高於該第二截流牆（１２２），該第二截流牆（１２２）高於該第三截流牆（１２３），該第三截流牆（１２３）高於該第四截流牆（１２４），使前述水質淨化區（１１）以及該自由生長兼緩衝區（１３）及該貯存與回收區（１４）彼此間有一水位差，透過該水位差可增加水向下流動所產生的沖擊力道進而提昇水中的含氧量；又前述截流牆（１２）各包含有複數個第一截流面（１２６）及複數個第二截流面（１２７），前述第二截流面（１２７）的高度高於前述第一截流面（１２６）的高度，前述之第一截流面（１２６）及第二截流面（１２７）皆係用以增加水流的曝氣面積，請配合參閱第三圖及第四圖所示，當水位（Ｂ）較低時水會由前述第一截流面（１２６）流下，而當水位（Ｂ）較高時水則會由前述第二截流面（１２７）流下；此外於本實施例中該截流牆（１２）之第一截流面（１２６）上堆砌有複數個石礫（２），由於石礫（２）間存在許多大小不同的孔隙，當水流經這些孔隙時，水流因受石礫（２）阻擋而減緩流速，並使水中懸浮物質與石礫（２）接觸及沉降，且石礫（２）表面具活性的生物膜也可以吸著污染物質，進而使水質淨化。

再請配合參閱第五圖所示，要再特別說明的是，於本實施例中在流經前述截流牆（１２）之前的水面上，漂浮設置有一攔截管（３），該攔截管（３）緊貼前述截流牆（１２），其中該攔截管（３）內部中空且二端封閉，又該攔截管（３）係利用繩索分別繫住其二端，使該攔截管（３）可漂浮於水面上；該攔截管（３）主要係用以阻擋前述浮水性水生植物（４）隨著水流漂移而離開原本的水質淨化區（１１），以及避免前述浮水性水生植物（４）直接抵靠在前述截流牆（１２）上而影響到水的流動。

請參閱第六圖所示，係為本創作中水水質淨化系統由該管路（Ａ）引入之進流水與前述水質淨化區（１１）及自由生長兼緩衝區（１３）各區之出流水總磷濃度之變化的折線圖，如圖所示進流水之總磷濃度介於每公升4.84毫克至每公升5.84毫克之間，平均值為每公升5.43毫克(測量次數為4，相對標準偏差為7.76%)，而該自由生長兼緩衝區（１３）的出流水之總磷濃度介於每公升1.82毫克至每公升3.07毫克之間，平均值為每公升2.64毫克(測量次數為3，相對標準偏差為27%)，因此總磷的去除率介於44.2%至62.4%之間，平均值為51.3% (測量次數為3，相對標準偏差為18.7%)，並由圖可知中水總磷的去除主要發生在該第三水質淨化區（１１３）及該自由生長兼緩衝區（１３）。

請參閱第七圖所示，係為本創作中水水質淨化系統由該管路（Ａ）引入之進流水與前述水質淨化區（１１）及自由生長兼緩衝區（１３）各區之出流水總氮濃度之變化的折線圖，如圖所示進流水之總氮濃度介於每公升35毫克至每公升54.5毫克之間，平均值為每公升46.6毫克(測量次數為4，相對標準偏差為19.4%)，而該自由生長兼緩衝區（１３）的出流水之總氮濃度介於每公升7.4毫克至每公升23毫克之間，平均值為每公升12.8毫克(測量次數為3，相對標準偏差為68.7%)，因此總氮的去除率介於47.7%至84.7%之間，平均值為72.5% (測量次數為3，相對標準偏差為27.4%)，並由圖可知中水總氮的去除主要發生在該第一水質淨化區（１１１）及該第二水質淨化區（１１２），該第三水質淨化區（１１３）及該自由生長兼緩衝區（１３）的去除效能並不明顯。

本創作之中水水質淨化系統，透過前述浮水性水生植物的吸收攝取作用，以達到淨化中水之目的，因此於運作過程中能源的使用量相當地少，且不需經常進行維修，所以本創作之中水水質淨化系統具有省能源、低成本、無二次污染、操作維護簡單及不破壞生態等優點；再者，本創作之中水水質淨化系統亦可以提供生態棲息空間、土地復育、自然景觀等多重功能，故具有實足的發展空間。

惟以上所述僅係為本創作之較佳實施例，當不能以此限定本創作實施之範圍，即依本創作申請專利範圍及新型說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本創作專利涵蓋之範圍內。

（１）‧‧‧中水水質淨化場
（１１）‧‧‧水質淨化區
（１１１）‧‧‧第一水質淨化區
（１１２）‧‧‧第二水質淨化區
（１１３）‧‧‧第三水質淨化區
（１２）‧‧‧截流牆
（１２１）‧‧‧第一截流牆
（１２２）‧‧‧第二截流牆
（１２３）‧‧‧第三截流牆
（１２４）‧‧‧第四截流牆
（１２５）‧‧‧清理孔
（１２６）‧‧‧第一截流面
（１２７）‧‧‧第二截流面
（１３）‧‧‧自由生長兼緩衝區
（１４）‧‧‧貯存與回收區
（２）‧‧‧石礫
（３）‧‧‧攔截管
（４）‧‧‧浮水性水生植物
（Ａ）‧‧‧管路
（Ｂ）‧‧‧水位
（Ｓ）‧‧‧水流方向

[第一圖]係為本創作較佳實施例之構造示意圖。

[第二圖]係為本創作較佳實施例中截流牆之示意圖。

[第三圖]係為本創作較佳實施例中，截流牆與低水位之間的關係示意圖。

[第四圖] 係為本創作較佳實施例中，截流牆與高水位之間的關係示意圖。

[第五圖]係為本創作較佳實施例中，攔截管阻擋浮水性水生植物之示意圖。

[第六圖]係為本創作較佳實施例中，管路引入之進流水與水質淨化區及自由生長兼緩衝區各區之出流水總磷濃度之變化的折線圖。

[第七圖] 係為本創作較佳實施例中，管路引入之進流水與水質淨化區及自由生長兼緩衝區各區之出流水總氮濃度之變化的折線圖。

(1)‧‧‧中水水質淨化場

(11)‧‧‧水質淨化區

(111)‧‧‧第一水質淨化區

(112)‧‧‧第二水質淨化區

(113)‧‧‧第三水質淨化區

(12)‧‧‧截流牆

(121)‧‧‧第一截流牆

(122)‧‧‧第二截流牆

(123)‧‧‧第三截流牆

(124)‧‧‧第四截流牆

(125)‧‧‧清理孔

(126)‧‧‧第一截流面

(127)‧‧‧第二截流面

(13)‧‧‧自由生長兼緩衝區

(14)‧‧‧貯存與回收區

(2)‧‧‧石礫

(3)‧‧‧攔截管

(A)‧‧‧管路

(S)‧‧‧水流方向

Claims (8)

1. 一種中水水質淨化系統，包含： 一中水水質淨化場，定義有一水流方向，該中水水質淨化場沿著該水流方向設有複數個相鄰接之水質淨化區，前述水質淨化區彼此間有一水位差，且於前述水質淨化區內配置不同特性之至少一浮水性水生植物； 至少一截流單元，設置在該中水水質淨化場的相鄰二水質淨化區之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之中水水質淨化系統，其中該浮水性水生植物係為水芙蓉、槐葉蘋或布袋蓮之任一。
3. 如申請專利範圍第2項所述之中水水質淨化系統，其中該中水水質淨化場沿著該水流方向設有一第一水質淨化區、一第二水質淨化區及一第三水質淨化區，該第一水質淨化區的浮水性水生植物包含水芙蓉及布袋蓮，該第二水質淨化區的浮水性水生植物包含水芙蓉及槐葉蘋，該第三水質淨化區的浮水性水生植物包含槐葉蘋。
4. 如申請專利範圍第3項所述之中水水質淨化系統，進一步該中水水質淨化場包含有一自由生長兼緩衝區及一貯存與回收區，該自由生長兼緩衝區鄰接該第三水質淨化區，而該貯存與回收區則鄰接該自由生長兼緩衝區。
5. 如申請專利範圍第1項所述之中水水質淨化系統，其中該截流單元係為一截流牆，該截流牆包含有複數個第一截流面及複數個第二截流面，前述第二截流面的高度高於前述第一截流面的高度。
6. 如申請專利範圍第5項所述之中水水質淨化系統，進一步該截流牆之第一截流面上堆砌有複數個石礫。
7. 如申請專利範圍第5項所述之中水水質淨化系統，進一步該截流牆設有一清理孔。
8. 如申請專利範圍第5項所述之中水水質淨化系統，進一步包含有一攔截管漂浮設置在流經該截流牆之前的水面上，並且該攔截管緊貼該截流牆。