專利名稱：一種屋面暴雨徑流簡易除砂裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型專利屬于環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及屋面暴雨徑流中顆粒態(tài)污染物的去除，尤其適用于高層建筑屋面暴雨徑流泥砂的去除。
背景技術(shù)：
不斷加快的城市化步伐迅速改變了原有的土地利用方式，大量的城市綠地被屋面或混凝土路面所取代，城市不透水下墊面迅速增加，雨天暴雨沖刷引起的城市面源污染已成為城市水環(huán)境污染的主要來源。城市屋面是城市暴雨徑流產(chǎn)生的主要場地之一，在高密度建筑區(qū)，城市屋面面積甚至占到城市不透水下墊面總面積的40-50% (Palla A,Gnecco I， Lanza L G.Unsaturated 2D modelling of subsurface water flow in thecoarse-grained porous matrix of a green roof[J].Journal of Hydrology, 2009，379:193 - 204);此外，城市不透水屋面暴雨徑流中含有大量的污染物，其污染物濃度甚至高于城市路面暴雨徑流(Gromaire M C，Garnaud S.Contribution of differentsources to the pollution of wet weather flows in combined sewers [J].WaterResearch, 2001，35 (2): 521-533)。因此，加強城市屋面暴雨徑流的控制至關(guān)重要。據(jù)報道，除氮素外，城市屋面暴雨徑流中的其余污染物主要以固體形式存在(王彪，李田，孟瑩瑩，等.屋面徑流中營養(yǎng)物質(zhì)的分布形態(tài)研究[J].環(huán)境科學(xué)，2008，29 (11):3035-3043)，如何簡易高效的去除屋面暴雨徑流中的顆粒態(tài)污染物成為城市屋面暴雨徑流污染控制的關(guān)鍵所在。已公開的中國專利展·示了幾種城市屋面暴雨徑流調(diào)控的方法。專利文獻CN202370033U “一種高濾池過濾屋面雨水收集利用系統(tǒng)”提出一種屋面暴雨徑流的凈化措施，但該技術(shù)長期運行存在一定程度的堵塞問題；專利文獻CN202117109U “屋面雨水收集利用裝置”提出了一種屋面雨水的收集利用技術(shù)，但該技術(shù)復(fù)雜程度相對較高；專利文獻CN201762757U “一種屋面雨水利用系統(tǒng)”提出一種城市屋面雨水的利用方法，但該技術(shù)同樣存在長期運行易堵塞的問題。因此，發(fā)明一種防堵塞、效率高、使用簡單的屋面暴雨徑流凈化裝置很有必要。
發(fā)明內(nèi)容城市建筑屋面暴雨徑流是城市面源污染的重要組成部分，除此之外，屋面暴雨徑流還擁有一定的重力勢能，高層建筑尤為突出，本發(fā)明針對屋面暴雨徑流污染特性，提出一種適合屋面暴雨徑流污染控制的裝置。該裝置可以高效截留泥砂等固態(tài)污染物，管理簡單，不需動力，可廣泛用于屋面暴雨徑流的顆粒態(tài)污染物去除，出水可回用或排放。本實用新型專利的技術(shù)方案如下:一種針對屋面暴雨徑流泥砂自動去除的簡易裝置，其特征在于:所述裝置由集水管(I)、整流管(2)和主體除砂裝置(3)三部分組成；所述集水管(I)由雨水斗和排水立管組成，可在原有屋面雨水排水立管的基礎(chǔ)上改建而成，其上部結(jié)構(gòu)與原來相同，底部3-5米管段替換成整流管；所述整流管(2)由管徑DN25的立管構(gòu)成，長度為3-5米，通過管徑轉(zhuǎn)換與集水管(I)下部無縫連接；所述主體除砂裝置(3)由一體化兩級除砂裝置組成，一級除砂裝置利用高空屋面暴雨徑流高速流動的離心力將顆粒態(tài)污染物甩離主水體，并添加隔板使分離出的泥砂滑落至儲砂室(6)，同時防止已沉淀泥砂再懸浮；二級除砂裝置充分利用剩余水頭，借助旋流裝置產(chǎn)生的離心力，將剩余顆粒物進一步離心分離，提高顆粒態(tài)污染物的去除效率。為減少建造成本，集水管特征在于集水管部分可充分利用原有排水立管，無需徹底重建，只需將原排水立管底部3米長度管段改造成整流管即可。為確保進入主體裝置的水流穩(wěn)定且具有一定流速，整流管特征在于管徑為DN25，高度為3-5米，以確保水流在管道內(nèi)處于滿流狀態(tài)。為實現(xiàn)暴雨徑流中泥沙的高效去除，離心管和二級除砂器的特征在于主體除砂裝置中，一級除砂裝置離心管管徑為DN25，離心半徑為0.2米，且在離心力集中區(qū)域在離心分離管(10)上每隔30mm開寬度為3mm、長度為20mm的縫隙，離心分離管下部加設(shè)擋板(8)，擋板傾角為60°，使離心分離的泥砂沿?fù)醢寤羶ι笆?；二級除砂裝置由上部直徑為0.4米的旋流除砂器(5)構(gòu)成，以除去3_以上的泥砂，同時穩(wěn)定小顆粒泥砂去除效率；二級除砂裝置出水管(4)設(shè)在頂部中心位置，管徑為DN32，且除砂裝置內(nèi)部長度為0.4米。本實用新型專利的主要優(yōu)點如下:1、實現(xiàn)了屋面暴雨徑流泥砂和水體的自動分離，不需動力，對于泥砂以及以固態(tài)形式存在的有機物、磷、重金屬等有明顯去除效果，出水可回用。2、裝置占地小，布置靈活，安裝方便，不易堵塞，不影響城市景觀，尤其適用于高層建筑屋面暴雨徑流的泥砂去除。
圖1是該裝 置的整體布置示意圖；圖2是主體除砂裝置平面圖；圖3是圖2的A-A剖面圖；圖4是圖2離心分離管的大樣圖。圖中:I 一集水管2—整流管3—主體除砂裝置4 一旋流除砂器出水管5—旋流除砂器6—儲砂室7 一排砂口8—擋板9 一離心分離管進水口10—離心分離管具體實施方式
參見圖1-圖4，該裝置由集水管、整流管和主體除砂裝置三部分組成，其中，主體除砂裝置又有兩級除砂裝置構(gòu)成。雨天降雨開始時，屋面暴雨徑流通過集水管(I)集中收集排放，收集的暴雨徑流流經(jīng)整流管(2)(管徑為25mm,長度為3_5米)時,變?yōu)闈M管流排放,為主體除砂裝置(3)提供流態(tài)穩(wěn)定的進水(如圖1所示)。屋面暴雨徑流通過離心分離管進水口(4)進入主體除砂裝置時具有一定的流速，在離心力的作用下，泥砂通過離心分離管(10)上的縫隙脫離水體，并沿?fù)醢?8)滑落至儲砂室(6)，其中，離心分離管管徑為25mm，離心分離半徑為200mm，在離心管上每隔30mm開寬度為3mm、長度為20mm的縫隙(如圖4所示)；經(jīng)初次凈化后的暴雨徑流沿離心分離管進入旋流除砂器(5)(半徑200_)，在剩余水頭的作用下，暴雨徑流在旋流除砂器(5)內(nèi)進行二次離心分離后排出，出水管(4)管徑為32_。經(jīng)過兩次離心分離凈化后的 屋面暴雨徑流可回用于城市綠化。
權(quán)利要求1.一種屋面暴雨徑流簡易除砂裝置，其特征在于:所述裝置由集水管(I)、整流管(2)和主體除砂裝置(3)三部分組成；所述集水管(I)由雨水斗和排水立管組成，可在原有屋面雨水排水立管的基礎(chǔ)上改建而成，其上部結(jié)構(gòu)與原來相同，底部3-5米管段替換成整流管；所述整流管(2 )由管徑DN25mm的立管構(gòu)成，長度為3_5米，通過管徑轉(zhuǎn)換與集水管(I)下部無縫連接；所述主體除砂裝置(3)由一體化兩級除砂裝置組成，一級除砂裝置利用高空屋面暴雨徑流高速流動的離心力將顆粒態(tài)污染物甩離主水體，并添加隔板使分離出的泥砂滑落至儲砂室(6)，同時防止已沉淀泥砂再懸?。欢壋把b置充分利用剩余水頭，借助旋流裝置產(chǎn)生的離心力，將剩余顆粒物進一步離心分離，提高顆粒態(tài)污染物的去除效率。
2.如權(quán)利要求1所述的一種屋面暴雨徑流簡易除砂裝置，其特征在于集水管部分可充分利用原有排水立管，無需徹底重建，只需將原排水立管底部3-5米長度管段改造成整流管即可。
3.如權(quán)利要求1所述的一種屋面暴雨徑流簡易除砂裝置，其特征在于管徑為DN25mm，高度為3-5米，以確保水流在管道內(nèi)處于滿流狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種屋面暴雨徑流簡易除砂裝置，其特征在于主體除砂裝置中，一級除砂裝置離心管管徑為DN25mm，離心半徑為0.2米，且在離心力集中區(qū)域在離心分離管(10)上每隔30mm開寬度為3mm、長度為20mm的縫隙，離心分離管下部加設(shè)擋板(8)，擋板傾角為60°，使離心分離的泥砂沿?fù)醢寤羶ι笆?；二級除砂裝置由上部直徑為0.4米的旋流除砂器(5)構(gòu)成，以除去3_以上的泥砂，同時穩(wěn)定小顆粒泥砂去除效率；二級除砂裝置出水管(4)設(shè)在頂 部中心位置，管徑為DN32mm，且除砂裝置內(nèi)部長度為0.4米。
專利摘要本實用新型公開一種屋面暴雨徑流簡易除砂裝置，尤其適用于高層建筑屋面，該裝置由集水管(1)、整流管(2)、主體除砂裝置(3)三部分組成；所述集水管(1)由雨水斗和排水立管組成；所述整流管(2)主要由與主體除砂裝置入水口同管徑的排水立管組成；所述主體除砂裝置(3)由兩級除砂裝置組成，一級除砂裝置由儲砂室(6)、離心分離管(10)組成，二級除砂裝置以旋流式除砂器(5)為主體組成。該裝置具有以下優(yōu)點充分利用屋面暴雨徑流勢能轉(zhuǎn)化為動能時產(chǎn)生的高流速，實現(xiàn)暴雨徑流中泥砂的自動離心分離，不需動力；對于顆粒態(tài)以及以顆粒態(tài)為主要賦存形態(tài)的污染物有較高的去除效率；整個裝置占地面積小，易于實現(xiàn)。裝置出水可應(yīng)用于城市綠化，充分利用了城市雨水資源，在干旱地區(qū)意義尤為重大。
文檔編號E04D13/08GK203097138SQ20132003701
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者王書敏, 朱啟紅, 蔣山泉 申請人:重慶文理學(xué)院