雨水自動分流棄流裝置及雨水自動分流方法與流程

2023-10-06 18:07:04

本發明屬於雨水分流處理設備技術領域，具體的說是涉及一種雨水自動分流棄流裝置及雨水自動分流方法。

背景技術：

水是人類最寶貴的資源，但由於人類的浪費和環境的汙染，導致清潔的水資源日益減少，隨著社會和經濟的迅速發展，城市進程加快，水資源惡化，地下水位下降，城市的用水困難問題也日益嚴重，國家花費巨資進行南水北調工程，然而只能滿足部分地區的用水問題，不能從根本上解決缺水的問題，加之城市化使原有的植被和土壤為不透水地面所代替，導致大量雨水流失，破壞了自然生態水文環境。

雨水作為一種清潔的水源，在環境與水資源利用方面起到的重要作用，對我們的人居環境和水利生態有著深遠的意義。目前，越來越多的國家開始注意收集清潔的雨水，雨水匯集通常採用屋頂、地面道路、綠地、天然山坡等，初期雨水中夾雜著大量汙染物、泥沙和雜質，因此，初期雨水應棄流排放，收集中、後期潔淨的雨水，同時將雨水的雜質過濾排除，保證後期儲水系統的正常運行，並且保證排水安全，經過處理並蒸發過濾後的清潔雨水可完全達到飲用水的標準。

傳統的雨水收集方法有初期雨水棄流裝置、截流井、分流井、初期雨水過濾、沉砂池等多樣組合的做法，其弊端在於投入大、施工複雜、佔地面積大以及管理難度高等，且其處理工藝在高汙泥負荷的情況下運行時會出現膨脹現象，使得汙泥難於分離，導致系統不能正常運行，出水不達標，處理難度較大。而且現有技術中的雨水收集系統需要新建生化沉澱池，導致佔地面積和土建投資投入較大，且存在設備臃腫，體積龐大等諸多弊端，不利於雨水資源利用事業的發展。

技術實現要素：

本發明為了克服現有技術存在的不足，提供一種雨水收集更加合理，能夠同時解決棄流排水問題的雨水自動分流棄流裝置及雨水自動分流方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種雨水自動分流棄流裝置，其包括設備腔體、進水口、提籃過濾區、收集電動閥、棄流泵組、水質儀、雨量傳感器、雨頻傳感器和控制系統，水質儀、雨量傳感器、雨頻傳感器、收集電動閥和棄流泵組分別通過電纜線與控制系統連接，設備腔體分為過濾收集腔和應急棄流腔，過濾收集腔和應急棄流腔相互連通；

在過濾收集腔和應急棄流腔的側壁上分別設置有一與市政管網連接的溢流口，在過濾收集腔內設置有液位傳感器，在液位傳感器上分別設置有低液位浮球和高液位浮球，在過濾收集腔的側壁上設置有與收集管網連接的收集口，在收集口處連接有收集電動閥；

提籃過濾區設置於過濾收集腔的進水口處，提籃過濾區主要由進水口、水質儀、導流斜板、過濾網和截汙提籃組成，水質儀設置於進水口處，在過濾網的底部設置有截汙提籃，在進水口和過濾網之間設置有導流斜板，導流斜板的一端與進水口的底部連接，導流斜板的另一端與過濾網的底部連接；

棄流泵組設置於應急棄流腔的底部，棄流泵組由若干組棄流泵設備組成，每組棄流泵設備均包括吸水口、棄流蝶閥和棄流泵，在棄流泵的兩側分別連接有一棄流蝶閥，棄流泵和棄流蝶閥之間通過棄流軟接連接，在棄流蝶閥的入水端連接有一吸水口，棄流蝶閥的出水端與一棄流匯總管連接，棄流匯總管與棄流出水口連接，吸水口伸入過濾收集腔的底部，棄流出水口伸出應急棄流腔。

過濾收集腔的底部設置於地面上，應急棄流腔的底部設置有槽鋼底座，應急棄流腔的底部高於過濾收集腔的底部。

在提籃過濾區的上方位於過濾收集腔的頂部設置有檢修口。

棄流泵組由兩組棄流泵設備組成，棄流泵為立式單級離心泵。

在截汙提籃上設置有提籃把手，在每個棄流蝶閥上均連接有止回閥。

控制系統主要由PLC可編程模塊、人機觸控螢幕、交流接觸器、熱斷電器、空氣開關和中間繼電器組成。

一種採用雨水自動分流棄流裝置的雨水自動分流方法，包括如下步驟：

1）首先雨水從進水口進入提籃區，雨水進入提籃區前要先經過水質儀，水質儀將收集到的水質指標通過電纜線傳輸到控制系統；

2）雨水由進水口經過導流斜板進入提籃區，雨水經過過濾網時過濾網將雨水中的雜質懸浮物攔截落入提籃內，經過過濾網去除雜質懸浮物的雨水進入設備腔體內；

3）進入設備腔體內的雨水超過低液位時液位傳感器通過電纜線傳輸信號到控制系統，控制系統啟動棄流泵；

4）當水質儀檢測到水質達標並且雨量傳感器檢測到雨量超過設定值時，棄流泵停止工作，收集電動閥打開，雨水通過收集口進入收集管網內；

5）當降雨量增大，設備腔體內水位上升，雨水便通過溢流口排入市政管網，水位再度上升超過溢流口達到高液位時，控制系統報警，進入應急狀態；

6）當控制系統進入應急狀態時將再度啟動棄流泵將設備腔體內的雨水加壓排入市政管網；

7）降雨結束24小時後系統回到初始狀態，等待下次降雨。

棄流泵的啟動條件為：水質儀檢測水質不達標、設備腔體內的水位超過低液位或雨量傳感器檢測到雨量沒有超過設定值；

在雨水分流棄流裝置提籃過濾區的上部設置有檢修口，定期打開檢修口將截汙提籃提出即能夠清理提籃內的懸浮物及雜質。

棄流泵組由吸水口、棄流碟閥、棄流軟接、棄流匯總管、棄流出水口和止回閥等組件構成，當水質和雨量都沒有達到預先的設定要求，並且液位傳感器低位浮球超過低液位時，啟動棄流泵，將不達標的水排至市政管網。

液位傳感器為開關信號，設有低液位及高液位兩個液位。低液位能夠保護水泵，低液位即停泵。高液位應急用，當設備腔體內的水位達到高液位時，控制系統報警，進入應急狀態，當控制系統進入應急狀態，將再度啟動棄流泵將設備腔體內的水加壓排入市政管網內。

雨量傳感器為脈衝信號，降雨時將降雨量轉換成脈衝信號通過電纜線傳輸到控制系統，雨量值為可設定值，如設定1-10毫米。雨頻傳感器採集降雨時降雨的頻率，通過電纜線以脈衝信號的形式傳輸給控制系統。水質儀主要檢測濁度懸浮物汙染物的含量，以脈衝信號的形式傳輸給控制系統。

控制系統主要由PLC可編程模塊、人機觸控螢幕、交流接觸器、熱斷電器、空開以及中間繼電器等組成。控制系統配合水質儀、液位傳感器、雨量傳感器和雨頻傳感器自動分析並檢測雨水水質、液位、雨量和雨頻等信號，從而實現全自動化工作。

本發明的有益效果是：本發明中的雨水自動分流棄流裝置改變了現有技術中傳統雨水棄流處理系統的格柵、截流井、安全井、棄流裝置、初期過濾裝置和沉砂池等多井多點式處理，本申請中的雨水自動分流棄流裝置使得雨水的收集更加合理，而且還同時解決了棄流排水的問題。本發明中的棄流排水是有壓排水，市面上同類產品採用的是無重力流排水，無重力流排水當棄流管網標高不滿足條件時就無法自動排水。本申請中的雨水自動分流棄流裝置還設置有應急措施，更加確保了整個系統的安全性。

附圖說明

圖1是本發明雨水自動分流棄流裝置的側面結構示意圖；

圖2是本發明雨水自動分流棄流裝置的俯視結構示意圖；

圖3是本發明雨水自動分流棄流裝置中各設備電纜線路連接示意圖；

圖中：1-進水口；2-收集電動閥；3-水質儀；4-雨量傳感器；5-雨頻傳感器；6-控制系統；7-電纜線；8-過濾收集腔；9-應急棄流腔；10-溢流口；11-液位傳感器；12-低液位浮球；13-高液位浮球；14-收集口；15-提籃把手；16-導流斜板；17-過濾網；18-截汙提籃；19-吸水口；20-棄流蝶閥；21-棄流泵；22-棄流軟接；23-棄流匯總管；24-棄流出水口；25-槽鋼底座；26-檢修口。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式對本發明作詳細描述。

如圖1至圖3所示，一種雨水自動分流棄流裝置，其包括設備腔體、進水口1、提籃過濾區、收集電動閥2、棄流泵組、水質儀3、雨量傳感器4、雨頻傳感器5和控制系統6，水質儀3、雨量傳感器4、雨頻傳感器5、收集電動閥2和棄流泵組分別通過電纜線7與控制系統6連接，設備腔體分為過濾收集腔8和應急棄流腔9，過濾收集腔8和應急棄流腔9相互連通；

在過濾收集腔8和應急棄流腔9的側壁上分別設置有一與市政管網連接的溢流口10，在過濾收集腔8內設置有液位傳感器11，在液位傳感器11上分別設置有低液位浮球12和高液位浮球13，在過濾收集腔8的側壁上設置有與收集管網連接的收集口14，在收集口14處連接有收集電動閥2；

提籃過濾區設置於過濾收集腔8的進水口1處，提籃過濾區主要由進水口1、水質儀3、導流斜板16、過濾網17和截汙提籃18組成，水質儀3設置於進水口1處，在過濾網17的底部設置有截汙提籃18，在進水口1和過濾網17之間設置有導流斜板16，導流斜板16的一端與進水口1的底部連接，導流斜板16的另一端與過濾網17的底部連接；

棄流泵組設置於應急棄流腔9的底部，棄流泵組由若干組棄流泵21設備組成，每組棄流泵21設備均包括吸水口19、棄流蝶閥20和棄流泵21，在棄流泵21的兩側分別連接有一棄流蝶閥20，棄流泵21和棄流蝶閥20之間通過棄流軟接22連接，在棄流蝶閥20的入水端連接有一吸水口19，棄流蝶閥20的出水端與一棄流匯總管23連接，棄流匯總管23與棄流出水口24連接，吸水口19伸入過濾收集腔8的底部，棄流出水口24伸出應急棄流腔9。

過濾收集腔8的底部設置於地面上，應急棄流腔9的底部設置有槽鋼底座25，應急棄流腔9的底部高於過濾收集腔8的底部。在提籃過濾區的上方位於過濾收集腔8的頂部設置有檢修口26。棄流泵組由兩組棄流泵21設備組成，棄流泵21為立式單級離心泵。在截汙提籃18上設置有提籃把手15。在每個棄流蝶閥20上均連接有止回閥。控制系統6主要由PLC可編程模塊、人機觸控螢幕、交流接觸器、熱斷電器、空氣開關和中間繼電器組成。

本發明雨水自動分流棄流裝置的雨水自動分流方法為：

1）首先雨水從進水口1進入提籃區，雨水進入提籃區前要先經過水質儀3，水質儀3將收集到的水質指標通過電纜線7傳輸到控制系統6；

2）雨水由進水口1經過導流斜板16進入提籃區，雨水經過過濾網17時過濾網17將雨水中的雜質懸浮物攔截落入提籃內，經過過濾網17去除雜質懸浮物的雨水進入設備腔體內；

3）進入設備腔體內的雨水超過低液位時液位傳感器11通過電纜線7傳輸信號到控制系統6，控制系統6啟動棄流泵；

棄流泵的啟動條件為：水質儀3檢測水質不達標、設備腔體內的水位超過低液位或雨量傳感器4檢測到雨量沒有超過設定值；

4）當水質儀3檢測到水質達標並且雨量傳感器4檢測到雨量超過設定值時，棄流泵停止工作，收集電動閥2打開，雨水通過收集口14進入收集管網內；

5）當降雨量增大，設備腔體內水位上升，雨水便通過溢流口10排入市政管網，水位再度上升超過溢流口10達到高液位時，控制系統6報警，進入應急狀態；

6）當控制系統6進入應急狀態時將再度啟動棄流泵將設備腔體內的雨水加壓排入市政管網；

7）降雨結束24小時後系統回到初始狀態，等待下次降雨。

在雨水分流棄流裝置提籃過濾區的上部設置有檢修口26，定期打開檢修口26將截汙提籃18提出即可清理提籃內的懸浮物及雜質。

最後應當說明的是，以上內容僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保護範圍的限制，本領域的普通技術人員對本發明的技術方案進行的簡單修改或者等同替換，均不脫離本發明技術方案的實質和範圍。