連棟大棚雨水收集和處理回用裝置製造方法
2023-05-30 07:51:41 2
連棟大棚雨水收集和處理回用裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種連棟大棚雨水收集和處理回用裝置，包括雨水匯總管、棄流過濾裝置、雙電程序控制器、安全分流井、模塊蓄水池、增壓泵、多介質過濾器、臭氧發生器、文丘裡射流器和清水池；棄流過濾裝置用於初步實現2-5mm的雨水過濾；雙電程序控制器用於控制蓄水池液位和棄流過濾裝置的開關；安全分流井用於精確過濾雨水及控制水量；臭氧發生器和文丘裡射流器用於產生臭氧水。本實用新型利用臭氧水對收集的雨水進行消毒殺菌，解決了蓄水池水質惡化的問題，使雨水得以再次利用，從而不僅提高了水資源利用效率，改善了區域生態環境，還產生了額外的經濟效益。
【專利說明】連棟大棚雨水收集和處理回用裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及雨水收集回用【技術領域】，特別是涉及一種連棟大棚雨水收集和處 理回用裝置。
【背景技術】
[0002] 我國是一個水資源相對貧乏、時空分布又極不均勻的國家。水資源年內年際變化 大，降水及徑流的年內分配集中在夏季的幾個月中；連豐、連枯年份交替出現，造成一些地 區乾旱災害出現頻繁和水資源供需矛盾突出等問題。我國水資源總量28000多億m 3,居世 界第6位，但人均水資源佔有量只有2300m3,約為世界人均水平的1/4。全國水資源的81 % 集中分布在長江及其以南地區，而淮河及其以北地區，水資源量僅佔全國的19%。因而，總 體來說：水資源的分布是南方多於北方，東部地區多於西部地區。
[0003] 由於水資源分布的差異以及我國水資源汙染的日益加重，我國城市的水資源正在 面臨著不足和短缺等問題。造成城市水資源不足和短缺的主要原因：一是水資源總量先 天不足，人口多，人均水資源少。二是水源水質日趨惡化，不能滿足水體正常循環使用的功 能要求，大大減少了有效水資源的利用狀況。城市中的一部分汙水沒有經過處理直接排入 江河湖海中，造成天然水體的汙染，破壞了天然水體的良性循環。目前，全國城市水源只有 30 %符合衛生標準，全國七大水系有一半以上被汙染，流經42個大中城市的44條河流中大 約有93 %被汙染。
[0004] 目前雨水收集回用系統一般由雨水收集貯存部分，雨水淨化處理部分組成，但不 同程度上都存在一些不足，例如：
[0005] 1、傳統的玻璃鋼貯存方式在太陽光照下雨水容易長水藻，微生物大量繁殖，對水 質控制力差，BOD、COD、N+、SS等有害物質含量高。
[0006] 2、玻璃鋼佔地面積大。
[0007] 3、使用混凝土貯存方式要做抗壓鋼筋龍骨及支架，成本高，周期常，水質易變質， 混凝土成分易導致雨水硬度大。
[0008] 4、混凝土結構開挖後不能重複使用。
[0009] 5、傳統的消毒方式採用投加液氯或二氧化氯等，有殘留和味道。 實用新型內容
[0010] 本實用新型要解決的技術問題是提供一種連棟大棚雨水收集和處理回用裝置，該 裝置操作簡單，可實現全自動控制收集雨水，並可以保障雨水水質。
[0011] 為解決上述技術問題，本實用新型的連棟大棚雨水收集和處理回用裝置，包括：雨 水匯總管、棄流過濾裝置、雙電程序控制器、安全分流井、模塊蓄水池、增壓泵、多介質過濾 器、臭氧發生器、文丘裡射流器和清水池；所述雨水匯總管用於匯總收集雨水；所述棄流過 濾裝置連接在雨水匯總管上，用於初步實現2-5_的雨水收集過濾；所述雙電程序控制器 設置在雨水匯總管的末端，用於控制模塊蓄水池的液位和棄流過濾裝置的開關；所述安全 分流井通過管道連接在雙電程序控制器的後面，用於精確過濾雨水中的細小顆粒、排除汙 泥沉澱及控制雨水量；所述模塊蓄水池連接在安全分流井之後，並設置在地面下，用於將雨 水貯存在地下；所述增壓泵設置在模塊蓄水池底部，用於將模塊蓄水池的雨水提升至多介 質過濾器；所述多介質過濾器通過管道連接在增壓泵之後，用於過濾來自模塊蓄水池的雨 水；所述臭氧發生器與文丘裡射流器連接，用於產生臭氧氣體，並將臭氧氣體送入文丘裡射 流器；所述文丘裡射流器連接在多介質過濾器之後，用於將來自臭氧發生器的臭氧氣體制 成臭氧水，與經多介質過濾器過濾的水混合；所述清水池連接在文丘裡射流器和多介質過 濾器之後，用於貯存清水並向用水點供水。
[0012] 較佳的，所述模塊蓄水池上設置有空洞衝洗口，該空洞衝洗口與所述清水池之間 連接有反衝洗管道，用於將清水池溢出的清水回流到模塊蓄水池，反衝洗掉附著在模塊蓄 水池上的垃圾。
[0013] 較佳的，所述文丘裡射流器之後還連接有臭氧水回流管道，該臭氧水回流管道的 另一端連接模塊蓄水池，用於將文丘裡射流器產生的部分臭氧水回流到模塊蓄水池中。
[0014] 較佳的，所述多介質過濾器和模塊蓄水池之間的管道上還連接有補水管道，用於 在模塊蓄水池內的水量不能滿足用水需要時，補給自來水或河水。
[0015] 基於上述裝置的連棟大棚雨水收集和處理回用方法，步驟包括：
[0016] 1)雨水匯總管收集雨水，經棄流過濾裝置初步實現2-5_的雨水過濾排汙；
[0017] 2)雙電程序控制器通過監控蓄水池液位，控制流入安全分流井的雨水量；
[0018] 3)安全分流井對雨水進行精確過濾，排汙沉澱；
[0019] 4)經安全分流井過濾後的雨水流入模塊蓄水池貯存；
[0020] 5)模塊蓄水池內的雨水在增壓泵的作用下，被提升到多介質過濾器；
[0021] 6)臭氧發生器製成臭氧氣體，泵入文丘裡射流器，混合製成臭氧水，打到經多介質 過濾器過濾的水中，送入清水池，供給用水點。
[0022] 所述步驟5)，當模塊蓄水池內的儲水量不能滿足用水需要時，可以通過補水管道 補給自來水或河水到多介質過濾器。
[0023] 較佳的，清水池溢出的清水通過反衝洗管道回流到模塊蓄水池，反衝洗掉附著在 模塊蓄水池上的垃圾。
[0024] 較佳的，文丘裡射流器產生的臭氧水通過臭氧水回流管道部分回流到模塊蓄水 池，對模塊蓄水池內的雨水進行消毒殺菌。
[0025] 與現有雨水收集處理技術相比，本實用新型的連棟大棚雨水收集和處理回用裝 置，具有以下優點和有益效果：
[0026] 1.模塊蓄水池佔地空間少，空間布置靈活，在綠地、停車場、道路等下面都可以布 置模塊，從而可以節約土地資源。PP模塊蓄水池可以實現30t噸/平米以上的承壓能力，且 附著在模塊蓄水池上的垃圾可以被及時清理掉，從而可以加快施工周期、減少施工設備、提 高工作效率。
[0027] 2.利用臭氧水對模塊蓄水池消毒殺菌，解決了模塊蓄水池內的水質惡化和死水的 問題，使蓄水池內的水能夠用於農業灌溉、小區綠化、景觀等等，不僅大大提高了水資源的 利用效率，改善了區域生態環境，還有潛在的直接或間接經濟效益。雨水的再次利用帶來的 經濟效益主要體現在以下三個方面：一是可以節省巨額市政投資（例如汙水處理廠、收集 汙水管線和排洪設施的建設資金）。雨水的再次利用可以減輕汙水廠負荷；雨水蓄水池和 分散的滲渠系統可降低城市洪水壓力，節省封閉路面下的排水管網負荷。二是可以節省市 政和居民用水開支。雨水利用運行費用低廉，假如使用lm 3的自來水費用（含汙水處理費） 為3. 00元，而從運行管理和小區用水費用支出分析，投入收集lm3雨水的年運行費用不足 0. 10元，大大減少了居民用水開支。三是具有良好的產業前景，能形成新的經濟增長點。雨 水再利用的市場前景巨大，未來若干年內，有望形成一個新產業。不僅城區可以形成這樣的 產業，郊區小城鎮也可以採用相同的方式形成產業。這項產業在減少政府財政支出、促進經 濟增長、吸納就業、促進小城鎮建設等方面都會發揮出積極作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028] 圖1是本實用新型的連棟大棚雨水收集和處理回用裝置及方法流程示意圖。
[0029] 圖2是本實用新型實施例的連棟大棚雨水收集和處理回用裝置整體結構示意圖。
[0030] 圖中附圖標記說明如下：
[0031] 1 :雨水匯總管
[0032] 2 :棄流過濾裝置
[0033] 3 :雙電程序控制器
[0034] 4 :安全分流井
[0035] 5 :模塊蓄水池
[0036] 6 :增壓泵
[0037] 7 :多介質過濾器
[0038] 8 :臭氧發生器
[0039] 9 :文丘裡射流器
[0040] 10 :清水池
[0041] 11 :排汙管
[0042] 12 :反衝洗管道
[0043] 13 :臭氧水回流管道
[0044] 14 :補水管道
[0045] 15:檢修口
【具體實施方式】
[0046] 為對本實用新型的技術內容、特點與功效有更具體的了解，現結合附圖，詳述如 下：
[0047] 參見圖1、2所示，本實施例的連棟大棚雨水收集和處理回用裝置，主要包括雨水 匯總管1、棄流過濾裝置2、雙電程序控制器3、安全分流井4、PP (聚丙烯）模塊蓄水池5、增 壓泵6、多介質過濾器7、臭氧發生器8、文丘裡射流器9以及清水池10。
[0048] 所述雨水匯總管1用於匯總收集雨水。該雨水匯總管1設有溢流口，當降雨徑流 量大於管道流量時，雨水可通過溢流口排入下水道。
[0049] 所述棄流過濾裝置2連接在雨水匯總管1上，用於初步實現2_5mm的雨水收集過 濾，過濾掉的汙水、顆粒、樹葉等雜質排入排水幹管。棄流過濾裝置2可以設置多個，本實施 例設置了兩個。
[0050] 所述雙電程序控制器3設置在雨水匯總管1的末端。該雙電程序控制器3採用芯 片程序自動控制，設有2個程序控制器，當其中一個程序控制器控制失靈或出現漏水、停電 狀態時，另一程序控制器啟用保護。程序控制器配有顯示屏，用於監控PP模塊蓄水池液位 及控制棄流過濾裝置2的開關，監控供水、排水、補水等。
[0051] 所述安全分流井4通過管道連接在雙電程序控制器3的後面，用於精確過濾雨水 中的細小顆粒、排出汙泥沉澱以及控制雨水量。該安全分流井4設有檢修口 15、溢流口和單 向閥。當降雨徑流量超過PP模塊蓄水池5內的雨水或系統出現故障時，雨水可通過溢流口 排入排水幹管，以減少事故隱患。單向閥用於防止雨水倒灌。
[0052] 所述PP模塊蓄水池5連接在安全分流井4之後，並設置在地下，用於收集雨水， 並將雨水貯存在地下，保障所收集雨水的水質。PP模塊蓄水池5的體積根據貯存雨水量確 定，如果需要開挖的貯存地面積大，則建立規則式駁岸或混凝土防止塌方，在模塊底部建立 混凝土墊層、砂墊層、寬沙土或熟土等周邊保護方式。PP模塊蓄水池5的材質採用100%高 品質的再生PP聚丙烯，該種材料強度高（本實施例的PP模塊蓄水池5可以實現30t噸/ 平米以上的承壓能力），水浸泡無析出物，無異味，具有超強的耐強酸、強酸性，以及40年以 上的使用壽命，可進行反清洗、排汙，易於維護。PP模塊蓄水池5採用防滲膜全包裹模式，並 使用雙層無紡土工布保護防滲膜，確保不漏水和滲水。這種PP模塊蓄水池5佔地空間少， 空間布置靈活，在綠地、停車場、道路等下面都可以布置，因此可以節省土地資源。PP模塊蓄 水池5設置有空洞衝洗口，該空洞衝洗口通過一反衝洗管道12與清水池10連接，清水池10 溢出的清水可通過該反衝洗管道12回流並反衝洗PP模塊蓄水池5,將附著在PP模塊蓄水 池5上的垃圾清理掉，通過排汙管11排出。PP模塊蓄水池5底部設置增壓泵6,用於將PP 模塊蓄水池5內的雨水提升至多介質過濾器7。
[0053] 所述多介質過濾器7設置在PP模塊蓄水池5之後，並通過管道連接在增壓泵6。 多介質過濾器7之前連接自來水/河水補水管道14,用於在PP模塊蓄水池5內儲存的雨水 不能滿足用水需要時，補給自來水或河水。多介質過濾器7的主要材料為石英砂，主要用於 對來自PP模塊蓄水池5的雨水或通過補水管道14補給的自來水或河水進行過濾循環、反 衝洗、排汙。
[0054] 所述文丘裡射流器9連接在多介質過濾器7之後，並同時與臭氧發生器8連接。所 述臭氧發生器8包括氧氣發生器、高頻高壓放電管和螺旋泵，氧氣發生器用於產生氧氣，高 頻高壓放電管用於將氧氣通過高壓放電轉化為臭氧氣體，螺旋泵用於將臭氧氣體送入負壓 吸式的文丘裡射流器9,混合製成濃度為l-4ppm的臭氧水。文丘裡射流器9產生的臭氧水， 一部分與經多介質過濾器7過濾的水混合，流入清水池10中，另一部分通過臭氧水回流管 道13回流到PP模塊蓄水池5,對PP模塊蓄水池5內貯存的雨水進行消毒殺菌，解決PP模 塊蓄水池5內的雨水在貯存時間長或高溫時的水質惡化和死水的問題，保證PP模塊蓄水池 5內的水為活性水。
[0055] 所述清水池 10連接在文丘裡射流器9之後，用於貯存經過臭氧消毒殺菌的雨水， 並把雨水提供給用水點。清水池10通過反衝洗管道12與PP模塊蓄水池5連接，清水池10 溢出的清水通過反衝洗管道12回流，反衝洗PP模塊蓄水池5,將附著在PP模塊蓄水池5上 的垃圾清理掉。
[0056] 基於上述裝置的連棟大棚雨水收集和處理回用方法如下：
[0057] 首先，雨水匯總管1收集雨水，經棄流過濾裝置2初步實現2_5mm的雨水過濾排 汙。雙電程序控制器3通過監控PP模塊蓄水池5液位，控制流入安全分流井4的雨水量。 流經安全分流井4的雨水在安全分流井4中實現精確過濾，排汙沉澱，然後流入PP模塊蓄 水池 5,貯存在地下。PP模塊蓄水池 5內的雨水在增壓泵6的作用下，被提升到多介質過濾 器7進行再次過濾。如果PP模塊蓄水池 5內的水量不能滿足使用需要，則通過補水管道14 引入自來水或河水，補給到多介質過濾器7進行過濾。同時，臭氧發生器8製造出臭氧氣體， 通過螺旋泵送入文丘裡射流器9,充分混合後，製成濃度為l-4ppm的臭氧水，一部分打到經 過多介質過濾器7過濾的水中，對水進行消毒殺菌，然後送入清水池10,提供給用水點；另 一部分通過臭氧水回流管道13回流到PP模塊蓄水池 5,對PP模塊蓄水池 5內的雨水進行 消毒殺菌。當清水池10內的水量超過其容積時，溢出的水經由反衝洗管道12回流到PP模 塊蓄水池 5,對PP模塊蓄水池 5進行反衝洗，將PP模塊蓄水池 5上附著的垃圾清理掉，隨排 汙排出，以保證PP模塊蓄水池5和清水池10中的水都是活性水。
[0058] 雨水收集量的計算，可採用如下方法：對大棚的全部雨水進行收集，以30畝聯棟 大棚為計算單位，核算收集雨量。
[0059] 雨水收集量計算公式為：Q = ΨΧ λ XFXHX10,其中：
[0060] ψ :雨水徑流係數（道路、屋面取0. 9,地面綠化取0. 15,屋頂綠化取0. 3)
[0061] λ :季節折損率（取〇· 8)
[0062] F :匯水面積（單位公頃Hm2)
[0063] Η:降雨量（單位m3)
[0064] 按照上述方法和計算公式計算得到的上海市年可收集雨量情況見表1 :
[0065] 表1匯水區域及年可收集雨量
[0066]
【權利要求】
1. 連棟大棚雨水收集和處理回用裝置，其特徵在於，包括： 用於匯總收集雨水的雨水匯總管； 用於初步實現2-5_雨水收集過濾的棄流過濾裝置，該棄流過濾裝置連接在雨水匯總 管上； 用於控制模塊蓄水池液位和棄流過濾裝置開關的雙電程序控制器，該雙電程序控制器 設置在雨水匯總管的末端； 用於精確過濾雨水中的細小顆粒、排除汙泥沉澱及控制雨水量的安全分流井，該安全 分流井通過管道連接在雙電程序控制器的後面； 用於貯存雨水的模塊蓄水池，該模塊蓄水池設置在地面下，並連接在安全分流井之 後； 用於提升液壓的增壓泵，該增壓泵設置在模塊蓄水池底部； 用於過濾來自模塊蓄水池的雨水的多介質過濾器，該多介質過濾器通過管道連接在增 壓慄之後； 用於產生臭氧氣體的臭氧發生器； 用於將臭氧氣體製成臭氧水的文丘裡射流器，該文丘裡射流器通過管道連接在多介質 過濾器之後，並同時與臭氧發生器相連； 用於貯存清水並向用水點供水的清水池，該清水池通過管道連接在文丘裡射流器和多 介質過濾器之後。
2. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述雨水匯總管設有溢流口。
3. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述雙電程序控制器包括2個程序控制 器。
4. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述安全分流井設有檢修口、溢流口和用 於防止雨水倒灌的單向閥。
5. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述模塊蓄水池的外面包裹防滲膜，防滲 膜外包覆雙層無紡土工布。
6. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述臭氧發生器包括氧氣發生器、高頻高 壓放電管和螺旋泵。
7. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述模塊蓄水池上設置空洞衝洗口，該空 洞衝洗口連接有反衝洗管道，該反衝洗管道的另一端與清水池連接。
8. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，還包括臭氧水回流管道，該臭氧水回流管 道一端連接在文丘裡射流器後面，另一端連接模塊蓄水池。
9. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，還包括用於補給自來水或河水的補水管 道，該補水管道連接在多介質過濾器和模塊蓄水池之間。
【文檔編號】E03B3/02GK203946980SQ201420343915
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】餘世賢, 吳奇能, 吳盈盈, 陳風婷 申請人:拜森生物環保科技（上海）有限公司