專利名稱：雨水處理體系及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及雨水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為控制面源污染、防洪減災(zāi)、改善生態(tài)環(huán)境，雨水處理在我國日益受到重視，正逐漸進(jìn)入快速發(fā)展階段。由于降雨的隨機(jī)性、短暫性和降雨強(qiáng)度的非均勻性，在實(shí)施雨水處理工程時，必然要求對雨水進(jìn)行儲存；由于雨水水質(zhì)較差，為保障安全用水，必然要求凈化雨水水質(zhì)。因此，合理地設(shè)計(jì)建設(shè)儲存池并凈化雨水水質(zhì)是雨水處理工程的核心內(nèi)容。目前，人們在設(shè)計(jì)雨水處理工程時，先利用儲存池儲存雨水，然后通過過濾凈化雨水。在設(shè)計(jì)儲存池時，借鑒和采用水處理中調(diào)節(jié)池或清水池的結(jié)構(gòu)，池底按一定坡度坡向泵坑，水泵安裝在泵坑內(nèi)，提升后的雨水經(jīng)處理后利用。由于沒有考慮到雨水的水質(zhì)特征，采用傳統(tǒng)的雨水儲存技術(shù)和水質(zhì)凈化技術(shù)，存在許多缺點(diǎn)。例如，雨水在儲存池中的停留時間較長，事實(shí)上會發(fā)生重力沉淀，而水泵設(shè)置在池底，抽送的雨水中懸浮物(SQ含量很高，增加了后續(xù)處理設(shè)施的污染物負(fù)荷。而且，過濾時需要加藥混凝、定期反沖洗，管理工作量較大，且降雨屬隨機(jī)事件、每年的降雨場次有限，進(jìn)一步增加了運(yùn)行管理的難度，造成雨水處理工程的可操作性差。此外，一般的雨水處理工程規(guī)模較小，采用混凝過濾技術(shù)凈化雨水，直接經(jīng)濟(jì)效益低下，降低了雨水處理工程的可實(shí)施性。再者，由于雨水中SS含量高，池底容易發(fā)生污泥淤積，而儲存池池底坡度小，污泥清理排除困難。由于存在上述缺點(diǎn)，傳統(tǒng)的雨水處理方法嚴(yán)重阻礙了雨水利用的發(fā)展。然而，我國面源污染嚴(yán)重、極端降雨天氣頻繁，客觀上要求加快雨水利用的發(fā)展。因此，必須簡化雨水處理技術(shù)，提高雨水處理工程的經(jīng)濟(jì)效益，減少維護(hù)管理工作，促進(jìn)雨水利用的發(fā)展，為此， 本發(fā)明人提出一種新型雨水處理體系。

發(fā)明內(nèi)容
本申請?zhí)岢隽艘环N雨水處理體系及方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺點(diǎn)。根據(jù)本申請的一方面，提供了雨水處理體系，包括接納雨水的儲存池，其特征在于在所述儲存池中設(shè)置有不同高度的兩個或兩個以上的排水口，使得接納于所述儲存池中的雨水可以從上至下依次排出。根據(jù)本申請的有利的但非強(qiáng)制性的方面，這種雨水處理體系可包含以下技術(shù)特征中的一個或多個-所述儲存池包括下部，所述下部具有截面積漸減的形狀。-設(shè)置在所述儲存池底部的一個或多個底面積大于上部表面積的污泥斗。-分別設(shè)置在所述污泥斗中部和底部的連通管。-液位計(jì)和控制器，所述液位計(jì)測量所述儲存池中所接納雨水的水面高度并將高度數(shù)據(jù)傳送至所述控制器，所述控制器用于收集所述液位計(jì)測量的水面高度數(shù)據(jù)并根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)控制排水口的選擇。
-設(shè)置在所述儲存池上部的溢流管。-設(shè)置在所述儲存池中的爬梯及其上方相應(yīng)位置處的檢修孔。-設(shè)置在所述儲存池頂部與外部相通的通風(fēng)管及設(shè)置在所述通風(fēng)管頂部的通風(fēng)帽。-與所述排水口相連的水泵。根據(jù)本申請的另一方面，提供了雨水處理方法，其特征在于包括(1)提供如上所述的雨水處理體系；(2)先選擇水面下高度最高的排水口進(jìn)行排水，當(dāng)水面高度下降至無法使用該排水口排水時再使用其下方的第一個排水口進(jìn)行排水。本申請的雨水處理體系和方法在儲存池中同時實(shí)現(xiàn)雨水儲存和凈化功能，省略了管理工作繁瑣的過濾技術(shù)，不僅提高了雨水處理工程的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是大幅度減少了運(yùn)行維護(hù)工作量，大大增加了雨水處理工程的可實(shí)施性和可操作性，有利于推動雨水利用的發(fā)展。因此，本發(fā)明的雨水處理體系及方法具有極大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效
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圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的雨水處理體系的剖視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的雨水處理體系的剖視圖；圖3示出采用液位計(jì)和控制器控制排水口選擇的一實(shí)施方式；圖4是根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方式的雨水處理體系的剖視圖。參考標(biāo)記列表1進(jìn)水管；2儲存池；3排水口 ；4出水管；5液位計(jì)；6控制器；7排放管；8污泥斗； 9連通管；10溢流管；11爬梯；12檢修孔；13通風(fēng)管；14通風(fēng)帽；15水泵。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述。可以理解，進(jìn)水管1、儲存池2、排水口 3、出水管4、液位計(jì)5、控制器6、排放管7、污泥斗8、連通管9、溢流管10、爬梯11、檢修孔12、通風(fēng)管13、通風(fēng)帽14和水泵15的全部和部分的組合可形成本申請的雨水處理體系的各種實(shí)施方式。如圖1所示，兩個或多個(如三個)排水口 3設(shè)置在儲存池2池壁的不同高度。如圖4所示，在某些實(shí)施方式中，可以將排水口 3設(shè)置在儲存池2內(nèi)。在需要利用雨水時，先打開上面的排水口進(jìn)行排水以便優(yōu)先利用水質(zhì)最好的雨水，在此過程中，水面不斷下降，與此同時，儲存池2中的剩余雨水有更長的靜置沉淀時間， 水質(zhì)不斷提高，為此，當(dāng)水面高度下降至無法使用該排水口排水時關(guān)閉該排水口并打開其下方的第一個排水口進(jìn)行排水。在某些實(shí)施方式中，儲存池2的池壁下部具有截面積漸減的形狀，如圖2所示。采用這種設(shè)置，在提高靜置沉淀效果的同時，便于排放及清掃儲存池2底部沉積的污泥。另外，由于儲存池2底部沉積的污泥集中，能夠減少排放及清掃時的耗水量，相應(yīng)地增加可利用雨水量。
在某些實(shí)施方式中，如圖4所示，在儲存池2底部設(shè)置有一個或多個(如兩個)底面積大于上部表面積的污泥斗8。在圖4中，污泥斗8的橫截面呈梯形。污泥斗8當(dāng)然還可以采用其它構(gòu)造，如截面可以為三角形，立體形狀可以是圓錐形、圓臺形、四面體等，橫截面左右的側(cè)邊可以是曲線而不是直線。在某些實(shí)施方案中，如圖4所示，一個或多個連通管9設(shè)置在污泥斗8中部和底部，其使得清掃和排放沉淀在儲存池2底部的污水和污泥更容易。在某些實(shí)施方案中，如圖3所示，使用液位計(jì)5和控制器6來控制排水口的選擇。 在圖3中，液位計(jì)5與控制器6連接，控制器6與各個排水口的開關(guān)連接。液位計(jì)5測量儲存池2中所接納雨水的水面高度并將高度數(shù)據(jù)傳送至控制器6，控制器6收集液位計(jì)測量的水面高度數(shù)據(jù)并根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)控制排水口的選擇，使得在需要利用雨水時，通過控制排水口的開關(guān)先選擇水面下高度最高的排水口進(jìn)行排水，當(dāng)水面高度下降至無法使用該排水口排水時使用其下方的第一個排水口進(jìn)行排水。可用于本申請中的液位計(jì)5可以是本領(lǐng)域中常規(guī)使用的那些，例如超聲波液位計(jì)。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，所使用的液位計(jì)5為北京鐵強(qiáng)科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的超聲波液位計(jì)。在另一實(shí)施方式中，所使用的液位計(jì)5為上?？破熳詣踊瘍x表有限公司生產(chǎn)的一體式超聲波液位計(jì)?？捎糜诒旧暾堉械目刂破?可以是本領(lǐng)域中常規(guī)使用的那些，例如可編程邏輯控制器(PLC)。使用PLC可實(shí)現(xiàn)全程自動化控制。PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、 順序控制、定時、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？捎糜诒旧暾埖腜LC包括但不限于三菱電機(jī)大連機(jī)器有限公司生產(chǎn)的FR-FX1N、 FR-FXlS, FR-FX2N、FR-FX3U、FR-FX2NC、FR-A, FR-Q 型 PLC 產(chǎn)品，德國西門子公司生產(chǎn)的 LOGO、S7-200、S7-300、S7-400型PLC產(chǎn)品。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，所使用的PLC為三菱電機(jī)大連機(jī)器有限公司生產(chǎn)的FR-FXlN型PLC。在另一實(shí)施方式中，所使用的PLC為三菱電機(jī)大連機(jī)器有限公司生產(chǎn)的FR-FX2NC型PLC。在又一實(shí)施方式中，所使用的PLC為德國西門子公司生產(chǎn)的S7-200型PLC。在某些實(shí)施方式中，在儲存池2上部設(shè)置溢流管10，其可避免進(jìn)水量大時儲存池2 無法容納而導(dǎo)致路面積水。在采用超聲波液位計(jì)的實(shí)施方式中，溢流管10上部開口的水平面低于液位計(jì)5下表面的水平面，以避免超聲波液位計(jì)被淹沒而損壞。本申請的某些實(shí)施方式還包括設(shè)置在儲存池2中的爬梯11及其上方相應(yīng)位置處的檢修孔12，便于清掃儲存池2底部或者進(jìn)行維修。在某些實(shí)施方式中，在儲存池2頂部設(shè)置通風(fēng)管12，并在通風(fēng)管12上方設(shè)置通風(fēng)帽13，用于體系的通風(fēng)。在優(yōu)選實(shí)施方式中，排水口 3與水泵15相連。排水口 3可以多種方式與水泵15 連接。另外，水泵15可以設(shè)置于儲存池2內(nèi)，也可設(shè)置于儲存池2外。在圖4所示的實(shí)施方式中，三臺水泵15分別與三個排水口 3連接。通過先開啟水面下最高的水泵15進(jìn)行排水，水面高度下降至該水泵的最低工作液位時停止其運(yùn)行并啟動其下方的第一個水泵，以確保先利用水質(zhì)最好的雨水。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過液位計(jì)和控制器控制水泵3的開啟與停止。在某些實(shí)施方式中，僅使用一臺水泵15與兩個或多個排水口 3連接，通過先打開水面下最高的排水口 3并開啟水泵15進(jìn)行排水，水面高度下降至該水泵的最低工作液位時關(guān)閉該排水口并打開其下方的第一個排水口，以確保先利用水質(zhì)最好的雨水。在使用水泵15的實(shí)施方式中，優(yōu)選將排水口 3設(shè)置為開口向上，以避免排水口 3 下方的水質(zhì)較差的雨水被泵出?？捎糜诒旧暾堉械乃每梢允潜绢I(lǐng)域中常規(guī)使用的那些。但是應(yīng)當(dāng)理解，水泵被置于儲存池2內(nèi)部時應(yīng)使用潛水泵，而被置于儲存池2外部時可使用其它類型的水泵。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，水泵被置于儲存池2內(nèi)部，且為天津東坡泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的不銹鋼潛水泵。在另一實(shí)施方式中，水泵被置于儲存池2外部，且為上海川源機(jī)械工程有限公司生產(chǎn)的DH(V)單級雙吸式離心泵。在又一實(shí)施方式中，水泵被置于儲存池2內(nèi)部，且為石家莊雜質(zhì)泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的200QJ20-40/3型潛水泵。盡管以上通過非限制性的實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是在不偏離由權(quán)利要求書所限定的范圍和精神的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種變化和替換。
權(quán)利要求
1.雨水處理體系，包括接納雨水的儲存池，其特征在于在所述儲存池中設(shè)置有不同高度的兩個或兩個以上的排水口，使得接納于所述儲存池中的雨水可以從上至下依次排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水處理體系，其特征在于所述儲存池包括下部，所述下部具有截面積漸減的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雨水處理體系，其特征在于還包括設(shè)置在所述儲存池底部的一個或多個底面積大于上部表面積的污泥斗。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雨水處理體系，其特征在于還包括分別設(shè)置在所述污泥斗中部和底部的連通管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的雨水處理體系，其特征在于還包括液位計(jì)和控制器，所述液位計(jì)測量所述儲存池中所接納雨水的水面高度并將高度數(shù)據(jù)傳送至所述控制器，所述控制器用于收集所述液位計(jì)測量的水面高度數(shù)據(jù)并根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)控制排水口的選擇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的雨水處理體系，其特征在于還包括設(shè)置在所述儲存池上部的溢流管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的雨水處理體系，其特征在于還包括設(shè)置在所述儲存池中的爬梯及其上方相應(yīng)位置處的檢修孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述的雨水處理體系，其特征在于還包括設(shè)置在所述儲存池頂部與外部相通的通風(fēng)管及設(shè)置在所述通風(fēng)管頂部的通風(fēng)帽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一權(quán)利要求所述的雨水處理體系，其特征在于還包括與所述排水口相連的水泵。
10.雨水處理方法，其特征在于包括(1)提供權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的雨水處理體系；(2)先選擇水面下高度最高的排水口進(jìn)行排水，當(dāng)水面高度下降至無法使用該排水口排水時再使用其下方的第一個排水口進(jìn)行排水。
全文摘要
公開了雨水處理體系，包括接納雨水的儲存池，其特征在于在所述儲存池中設(shè)置有不同高度的兩個或兩個以上的排水口，使得接納于所述儲存池中的雨水可以從上至下依次排出。還公開了雨水處理方法，其特征在于包括(1)提供本申請的雨水處理體系；(2)先選擇水面下高度最高的排水口進(jìn)行排水，當(dāng)水面高度下降至無法使用該排水口排水時再使用其下方的第一個排水口進(jìn)行排水。
文檔編號E03B11/14GK102251577SQ201110114909
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者方先金, 邵輝煌 申請人:北京市市政工程科學(xué)技術(shù)設(shè)計(jì)研究院