CN206157810U - 一种雨水调蓄回用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及雨水收集处理利用技术领域，具体地说是一种雨水调蓄回用系统，包括调蓄收集系统和一体化处理装置(2)，调蓄收集系统由多个条形的调蓄收集模块(1)串联而成，多个调蓄收集模块(1)相互之间采用承插方式连接，调蓄收集系统中位于第一个的调蓄收集模块(1)的进水口(14)连接雨水收集管道(3)，调蓄收集系统中位于最后一个的调蓄收集模块(1)的出水口通过管道连接一体化处理装置(2)的进水管(21)；本实用新型解决了传统雨水收集利用系统的不足之处，该系统高度集成化、工艺成熟可靠、自动化程度高、运行维护管理简单，适用范围广，将收集管道与收集池合二为一，实现一体化，并同时将处理系统集成化、标准化。

Description

一种雨水调蓄回用系统

[技术领域]

本实用新型涉及雨水收集处理利用技术领域，具体地说是一种雨水调蓄回用系统。

[背景技术]

随着我国经济的发展，城市化进程加快，城市地表不透水面积持续增大；同时汽车尾气的排放、工业废气的排放，空气中污染物质越来越多，降雨的水质越来越差，渗入地表，严重破坏地表的土壤结构，也使得地表的不透水面积加大，径流量增加，洪峰流量增大且时间提前，强烈干扰了城市原有的水文生态系统，破坏自然界的水文循环系，导致城市防洪抗灾能力减弱，洪涝灾害发生的概率增大。并且大流量的雨水资源无法得到有效利用，造成水资源的浪费。雨水收集利用工程就是要保证因地面硬化造成的雨水径流增量得到有效的拦截，降低地表径流量。

传统的雨水收集回用系统工艺繁琐，处理单元多，构筑物、设备占地面积大，通常包括收集系统(一般含有管道收集系统、初期雨水弃流装置、雨水收集池)、预处理系统(一般包含格栅、初沉池、过滤系统)、深度处理系统(一般包含精密过滤系统、深度消毒系统)以及回用系统(一般包含提升设备、回用管道系统以及电控系统)。一般选用的工艺流程如下：雨水→雨水收集管初期雨水弃流系统→雨水蓄水池→预处理系统→深度处理系统→回用系统。

关于传统的雨水收集回用系统关键环节的技术特点大致分析如下：

(1)雨水收集系统：雨水收集系统通常包括雨水收集管道、雨水检查井、雨水集水井、雨水弃流装置以及蓄水池。通常雨水收集管道及蓄水池占整套雨水收集回用系统成本造价的30％～40％左右。蓄水池一般设置在室内标高较低的位置，容积动辄几十到几百立方，大的数千立方，一般为钢筋混凝土材质。在如今寸土寸金的现代化都市，很多项目很难在室外找一块几十甚至于上百平方规则地方用于建造蓄水池，而地下室周边的轮廓线与用地红线距离又很接近，将蓄水池安置于地下室中，会存在当雨量过大，雨水淹没地下室的情况，导致很多安全隐患。在持续性的降雨过程中，由于雨水对大气的喷淋作用，地表径流对地表杂质及建筑物表面的冲刷作用，使得初期雨水污染物浓度较高，但是随着降雨时间的推逝，空气中污染物变少，雨水径流中污染物的含量也减少并趋于稳定，水质明显大幅提高。遵循这个规律，可以将初期雨水弃流，把中后期的雨水收集起来的做法称为雨水的初期弃流。这种做法可以减轻后续处理构筑物的运行负担，降低设备及构筑物的运行成本。

(2)处理系统：初沉池是污水处理中用于去除可沉物和漂浮物的构筑物。废水经沉淀后，约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50％、BOD20％，但通常初沉池占地面积很大，为了建设成本，常取消初沉池。格栅的作用通常用于去除雨水中的悬浮物杂质，防止未被弃流的固体污染物质堵塞管道或者构筑物。过滤器根据回用水的用处确定过滤器的过滤精度、滤料的厚度及滤料的类型。根据雨水利用系统回用用途的不同，以及收集到的雨水水质情况和回用水质的要求，雨水的深度处理工艺会略有差异。

我国地域广阔，不同地区气候也有所差异，每场降雨的强度，时间间隔均有较大差异，因而雨水径流的水质也有较大的不同。通常径流雨水的水质可用COD_Cr和SS这两个指标来衡量。其中，COD_Cr为化学需氧量，具体是采用重铬酸钾作为氧化剂测定出的化学需氧量，即重铬酸盐指数，该指标可用于分析废水受有机物污染的程度，COD_Cr的数值越大，则水体有有机污染越严重。SS为悬浮物，即指悬浮在水中的固体物质，包括不溶于水中的无机物质、有机物质及泥砂、黏土、微生物等，水中悬浮物含量是衡量水体污染程度的指标之一，悬浮物是造成水体浑浊的主要原因，水体中的有机悬浮物质沉积后易厌氧发酵，使水质恶化。

天然雨水的水质良好，根据相关资料显示其CODcr平均为20～60mg/L,SS平均小于20mg/L。雨水经过大气的淋洗作用和对地表的的冲刷作用，屋面雨水经初期径流弃流后的水质，无实测资料时可采用如下经验值：CODcr70～100mg/L，SS20～40mg/L，色度10～40度。回用水的水质标准：(1)回用于娱乐性水景：CODcr≤20mg/L，SS≤5mg/L；(2)回用于观赏水景、绿化、道路浇洒、冲厕：CODcr≤30mg/L，SS≤10mg/L；(3)回用于车辆冲洗、循环冷却系统补水：CODcr≤30mg/L，SS≤5mg/L；根据进入收集回用系统的雨水的水质情况和回用水水质情况的比对，主要要处理SS和COD指标，雨水的可生化性差，因此进入收集利用系统的雨水的处理方式，类似于对江河水源的自来水水处理工艺，一般采用：混凝---沉淀---过滤---消毒。

传统雨水利用系统技术的处理系统，集约化、标准化程度不够，不利于相关技术人员的选用，同时没有专门针对水质条件较好的雨水开发的系列水处理产品。雨水回用系统与雨水的收集系统、处理系统的关联性差，没有形成配套，既不利于雨水收集回用系统的标准化，也不利于该雨水利用的推广运用。

[实用新型内容]

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种雨水调蓄回用系统，解决了传统雨水收集利用系统的不足之处，该系统高度集成化、工艺成熟可靠、自动化程度高、运行维护管理简单，适用范围广，将收集管道与收集池合二为一，实现一体化，并同时将处理系统集成化、标准化。

为实现上述目的设计一种雨水调蓄回用系统，包括调蓄收集系统和一体化处理装置2，所述调蓄收集系统由多个条形的调蓄收集模块1串联而成，多个所述调蓄收集模块1相互之间采用承插方式连接，所述调蓄收集系统中位于第一个的调蓄收集模块1的进水口14连接雨水收集管道3，所述调蓄收集系统中位于最后一个的调蓄收集模块1的出水口通过管道连接一体化处理装置2的进水管21。

所述调蓄收集模块1包括条形雨水收集池，所述条形雨水收集池采用玻璃钢材质制成，所述条形雨水收集池的池底设为长方形，所述条形雨水收集池的池顶采用一体化椭圆弧设计而成，所述条形雨水收集池顶部设有通气孔11，所述通气孔11处设置有盖板12，所述条形雨水收集池内底部设有倾斜挡板13。

所述调蓄收集系统中位于最后一个的调蓄收集模块1内设有一块用于控制液位的90°折板17，所述90°折板17可翻转式连接在池内壁上，所述90°折板17设置在调蓄收集模块1的出水口下方位置处，所述90°折板17作90°翻折后将出水口堵住。

所述调蓄收集系统中位于第一个调蓄收集模块1的进水口14上方设有溢流口15，所述溢流口15通过溢流管与市政管网相连，所述调蓄收集系统中位于最后一个的调蓄收集模块1的末端设有排泥泵。

所述调蓄收集系统自起点位置开始每隔15-20米设置一个检修孔。

所述一体化处理装置内设有混凝室32、沉淀室33、过滤间34、清水室35、设备间36、自控室37和加药室38，所述混凝室32、沉淀室33、过滤间34、清水室35依次连通，所述混凝室32内设有絮凝剂投加系统，所述过滤间34底部与沉淀室33连通，所述过滤间34上部与清水室35连通。

所述混凝室32内设有导流板22和过水孔24，所述过水孔24用于连通沉淀室33，所述沉淀室33内设有斜管沉淀区，所述沉淀室33内斜管沉淀区上方设有填料27，所述斜管沉淀区包括多个管状蜂窝斜管26，所述斜管沉淀区下方设有泥斗25，所述填料27上方有过水孔二，所述过水孔二用于连通过滤间34。

所述过滤间34设有过滤隔板28，所述过滤间34通过过滤隔板28与清水室35连通，所述清水室35后壁顶部设有清水室溢流管29。

所述一体化处理装置的壳体20采用不锈钢钢板制成。

所述雨水收集管道3上装设有立管型弃流装置4，所述立管型弃流装置4分别连接弃流排水管道5、地面雨水收集管道6。

本实用新型同现有技术相比，结构新颖、简单，设计合理，通过提供了一种新型的集成式、集约化雨水收集利用系统，解决了传统雨水收集利用系统的不足之处，该系统高度集成化、工艺成熟可靠、自动化程度高、运行维护管理简单，可称之为“集成式雨水收集回用系统”，适用范围广，不仅能够适用于市政雨水回收系统、民用建筑雨水回收系统，而且适用于河道水处理回收系统、景观水体处理回用系统以及微污染生活污水回用系统等，特别适用于设有雨水收集利用系统，且室外用地紧张的项目；此外，本实用新型所述的雨水调蓄回用系统可以最大程度地利用寸土寸金的城市建筑项目的用地，将收集管道与收集池合二为一，实现一体化，并同时将处理系统集成化、标准化，便于设计的选型，有利于整套系统的推广应用，符合绿色建筑发展的理念和方向。

[附图说明]

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例示意图；

图3是本实用新型中调蓄收集模块的平面图；

图4是图3中A-A剖视图；

图5是图3中B-B剖视图；

图6是本实用新型中一体化处理装置的平面图；

图7是本实用新型中一体化处理装置的原理图；

图中：1、调蓄收集模块 2、一体化处理装置 3、雨水收集管道 4、立管型弃流装置5、弃流排水管道 6、地面雨水收集管道 7、单体建筑物 8、屋面雨水收集总管 9、市政雨水管 10、放空管 11、通气孔 12、盖板 13、倾斜挡板 14、进水口 15、溢流口 16、承接口 17、90°折板 18、正常水位 19、溢流水位 20、壳体 21、进水管 22、导流板 23、放空管二 24、过水孔 25、泥斗 26、管状蜂窝斜管 27、填料 28、过滤隔板 29、清水室溢流管 30、出水口31、放空管三 32、混凝室 33、沉淀室 34、过滤间 35、清水室 36、设备间 37、自控室 38、加药室。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明：

如附图所示，本实用新型包括：调蓄收集系统和一体化处理装置2，调蓄收集系统由多个条形的调蓄收集模块1串联而成，多个调蓄收集模块1相互之间采用承插方式连接，调蓄收集系统中位于第一个的调蓄收集模块1的进水口14连接雨水收集管道3，调蓄收集系统中位于最后一个的调蓄收集模块1的出水口通过管道连接一体化处理装置2的进水管21，雨水收集管道3上装设有立管型弃流装置4，立管型弃流装置4分别连接弃流排水管道5、地面雨水收集管道6。

其中，调蓄收集模块1包括条形雨水收集池，条形雨水收集池采用玻璃钢材质制成，条形雨水收集池的池底设为长方形，条形雨水收集池的池顶采用一体化椭圆弧设计而成，条形雨水收集池顶部设有通气孔11，通气孔11处设置有盖板12，条形雨水收集池内底部设有倾斜挡板13；调蓄收集系统中位于最后一个的调蓄收集模块1内设有一块用于控制液位的90°折板17，90°折板17可翻转式连接在池内壁上，90°折板17设置在调蓄收集模块1的出水口下方位置处，90°折板17作90°翻折后将出水口堵住；调蓄收集系统中位于第一个调蓄收集模块1的进水口14上方设有溢流口15，溢流口15通过溢流管与市政管网相连，调蓄收集系统中位于最后一个的调蓄收集模块1的末端设有排泥泵；调蓄收集系统自起点位置开始每隔15-20米设置一个检修孔。

一体化处理装置内设有混凝室32、沉淀室33、过滤间34、清水室35、设备间36、自控室37和加药室38，混凝室32、沉淀室33、过滤间34、清水室35依次连通，混凝室32内设有絮凝剂投加系统，过滤间34底部与沉淀室33连通，过滤间34上部与清水室35连通；混凝室32内设有导流板22和过水孔24，过水孔24用于连通沉淀室33，沉淀室33内设有斜管沉淀区，沉淀室33内斜管沉淀区上方设有填料27，斜管沉淀区包括多个管状蜂窝斜管26，斜管沉淀区下方设有泥斗25，填料27上方有过水孔二，过水孔二用于连通过滤间34；过滤间34设有过滤隔板28，过滤间34通过过滤隔板28与清水室35连通，清水室35后壁顶部设有清水室溢流管29；加药室包括混凝加药系统和消毒加药系统，混凝加药系统包括混凝药桶、搅拌器、混凝剂投药泵，消毒加药系统包括消毒药桶、消毒剂投药泵；设备间为回用水泵间，回用水泵采用变频回用水泵；自控室为PLC控制系统；一体化处理装置的壳体20采用不锈钢钢板制成。

本实用新型由“调蓄收集系统”和“一体化处理装置”组成，占地面积小，节约土地资源。

①调蓄收集系统：

集室外收集利用管道和收集池用途为一体，将大容积的雨水蓄水池化整为零，可以根据场地形状进行合理设计，能最大化利用建筑用地范围内的一些边角位置，提高用地效率。调蓄收集系统由起点位置开始，每隔15～20米设一个检修孔，供检修人员定期进行设备维护。由于进入调蓄收集系统的雨水，经过初期弃流，含泥量少，在整个系统内停留时间长，因此同时也兼有沉淀池的作用。在整个蓄水系统的末端按需求可设一台或数台排泥泵，定期排泥。调蓄收集系统各个小的模块选用材质为玻璃钢，玻璃钢耐腐蚀性能好，池底设为长方形，池顶采用一体化椭圆弧设计，承压能力大。理论上每个模块长度不超过5米，便于运输与安装，每个小模块采用承插的方式连接。

为了防止暴雨期雨量过大，给后续处理构筑物带来处理负担或者淹没后续处理设备，在整个“调蓄收集系统”的最后一个模块内设一块90°折板，作液位控制。当系统内水位到达警示水位，折板受到浮力作用，自动上浮，板的另一端有一侧受到池内强水压的作用自动将出水口堵住，整套系统内过多的水将会从第一个蓄水池设置的溢流管流入市政管网，不会给后续处理装置带来负担和淹没的风险，且无需设置电力控制，减少了系统用电的安全隐患。

该调蓄收集系统标准模块目前共有24种规格参数，但若场地形状限制，也可根据客户提供的场地形状定做。具体规格参数详见下表：

表1调蓄收集系统标准模块参数表

②一体化处理装置

一体化处理装置是一套集处理、回用于一体的集成化设备，主体工艺确定为：混凝——沉淀——臭氧消毒曝气——过滤——回用。采用集成化构造，将混凝池、沉淀池、消毒室、过滤器、清水池、设备间、自控室等相关设施、设备整合整体式，方便选用。沉淀池采用斜板沉淀的理论，即“浅层理论”，池内敷设斜管和软性填料，沉淀效率较普通沉淀池而言更高；消毒采用臭氧进行曝气消毒，其曝气装置依靠水体折流产生的能量直接进行充氧曝气分配，无需再添加外界动力能源，节省部分能耗，整套装置的壳体采用不锈钢钢板，质量轻便，较一般材料而言经济。

该一体化装置将雨水净化处理系统于回用系统集合为一体，实现了设备的一体化，采用模块化设计，实现了施工安装的方便，控制的自动化，运营维护管理的简单，节省了空间。其出水水质已通过上海市节能与节水监测中心检验，出水水质可严格达国家一级A标准，某些水质指标甚至优于生活饮用水。

本实用新型采用上述调蓄回收系统的雨水收集处理利用的方法，包括以下一些步骤：①收集：雨水经过屋面或地面前端的雨水收集管道进入调蓄收集系统，该调蓄收集系统依次布置于室外狭长地块或边角地块，整个调蓄收集系统由多个条形蓄水模块经过承插的方式组合而成，进入条形蓄水池的雨水停留时间长，雨水中的大颗粒可以得到充分地沉淀。为减少后续处理构筑堵塞的隐患，可在蓄水池前端设置一个格栅，用于拦截雨水中较大的固体悬浮物，降低安全隐患。②处理：收集到的雨水在“调蓄收集系统”经过长时间的停留，大颗粒固体悬浮物已充分沉淀，进入到处理系统的悬浮物质含量少之又少，为去除这些残留的SS通常选用混凝的工艺，也就是说在原水中加入适当的混凝剂，经过充分的混合，使胶体脱稳后与混凝剂水解后的聚合物相吸附，聚合成更大的絮凝体，通过重力作用进行沉降。混凝室的时机是否合适，关系到整体的混凝效果，从而影响后续处理单元的沉淀效果。絮凝药剂采用全自动加药系统自动定比投加。与絮凝剂充分反映后的雨水输送至沉淀室。沉淀室采用的是斜板沉淀区，斜板沉淀区包括多个管状蜂窝斜管，运用浅层沉淀的原理，大大提高了沉淀池的效率，可以大幅度去除水中原本含量就不算高的悬浮物，斜管沉淀区下方设有泥斗，沉积的污泥可通过静压排泥自动排出。经过沉淀后的出水水质已经基本达标，为了稳妥起见，需对水体进行进一步过滤处理。过滤后的出水需进行消毒。本系统中，消毒采用的是臭氧曝气消毒，其曝气装置依靠水体折流进行无动力充氧曝气分配，臭氧消毒可以杀灭水体中绝大部分微生物，包括大肠杆菌以及其他细菌。经过臭氧消毒的水流入清水室，由回用变频泵按输出，以备利用。本一体化处理装置自控室采用PLC控制系统，PLC控制系统用于控制混凝加药系统、消毒加药系统和变频回用水泵。

本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种雨水调蓄回用系统，其特征在于：包括调蓄收集系统和一体化处理装置(2)，所述调蓄收集系统由多个条形的调蓄收集模块(1)串联而成，多个所述调蓄收集模块(1)相互之间采用承插方式连接，所述调蓄收集系统中位于第一个的调蓄收集模块(1)的进水口(14)连接雨水收集管道(3)，所述调蓄收集系统中位于最后一个的调蓄收集模块(1)的出水口通过管道连接一体化处理装置(2)的进水管(21)。

2.如权利要求1所述的雨水调蓄回用系统，其特征在于：所述调蓄收集模块(1)包括条形雨水收集池，所述条形雨水收集池采用玻璃钢材质制成，所述条形雨水收集池的池底设为长方形，所述条形雨水收集池的池顶采用一体化椭圆弧设计而成，所述条形雨水收集池顶部设有通气孔(11)，所述通气孔(11)处设置有盖板(12)，所述条形雨水收集池内底部设有倾斜挡板(13)。

3.如权利要求2所述的雨水调蓄回用系统，其特征在于：所述调蓄收集系统中位于最后一个的调蓄收集模块(1)内设有一块用于控制液位的90°折板(17)，所述90°折板(17)可翻转式连接在池内壁上，所述90°折板(17)设置在调蓄收集模块(1)的出水口下方位置处，所述90°折板(17)作90°翻折后将出水口堵住。

4.如权利要求3所述的雨水调蓄回用系统，其特征在于：所述调蓄收集系统中位于第一个调蓄收集模块(1)的进水口(14)上方设有溢流口(15)，所述溢流口(15)通过溢流管与市政管网相连，所述调蓄收集系统中位于最后一个的调蓄收集模块(1)的末端设有排泥泵。

5.如权利要求4所述的雨水调蓄回用系统，其特征在于：所述调蓄收集系统自起点位置开始每隔15-20米设置一个检修孔。

6.如权利要求5所述的雨水调蓄回用系统，其特征在于：所述一体化处理装置内设有混凝室(32)、沉淀室(33)、过滤间(34)、清水室(35)、设备间(36)、自控室(37)和加药室(38)，所述混凝室(32)、沉淀室(33)、过滤间(34)、清水室(35)依次连通，所述混凝室(32)内设有絮凝剂投加系统，所述过滤间(34)底部与沉淀室(33)连通，所述过滤间(34)上部与清水室(35)连通。

7.如权利要求6所述的雨水调蓄回用系统，其特征在于：所述混凝室(32)内设有导流板(22)和过水孔(24)，所述过水孔(24)用于连通沉淀室(33)，所述沉淀室(33)内设有斜管沉淀区，所述沉淀室(33)内斜管沉淀区上方设有填料(27)，所述斜管沉淀区包括多个管状蜂窝斜管(26)，所述斜管沉淀区下方设有泥斗(25)，所述填料(27)上方有过水孔二，所述过水孔二用于连通过滤间(34)。

8.如权利要求7所述的雨水调蓄回用系统，其特征在于：所述过滤间(34)设有过滤隔板(28)，所述过滤间(34)通过过滤隔板(28)与清水室(35)连通，所述清水室(35)后壁顶部设有清水室溢流管(29)。

9.如权利要求8所述的雨水调蓄回用系统，其特征在于：所述一体化处理装置的壳体(20)采用不锈钢钢板制成。

10.如权利要求9所述的雨水调蓄回用系统，其特征在于：所述雨水收集管道(3)上装设有立管型弃流装置(4)，所述立管型弃流装置(4)分别连接弃流排水管道(5)、地面雨水收集管道(6)。