CN111732232A - 一种初期雨水分离与净化一体装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种初期雨水分离与净化一体装置及其使用方法，属于生态环境领域。雨水收集管道和后续雨水处理管道分别设置在装置双层不锈钢滤网的两侧，浮球放置在污水蓄水箱中。双层不锈钢滤网可拦截雨水中的固体杂质，同时滤网中的活性炭和碱性物质的混合物，可对收集到的雨水起到一定的净化作用。污水蓄水箱中初期雨水的蓄水水位带动浮球上升，最终浮球将软管污水进水口堵住，阻止中后期雨水的进入。中后期雨水流入后续雨水处理管道后，可对其进行进一步的净化处理或者直接排放到环境当中，使初期和中后期雨水能自动分离。该装置结构简单，无需其他外加动力即可正常工作，降低了人工对其维修和保养的次数，适用于多种回收利用雨水的途径。
Description
技术领域
本发明属于生态环境领域，具体涉及一种无需外加动力自动分离净化的初期雨水分离与净化一体的装置***。
背景技术
我国水资源匮乏，水环境污染现状严峻，资源性缺水和水质性缺水并重，两者同时制约着经济与社会的可持续性发展。另外，雨水是一种优质的淡水资源，总量多、易于收集、净化成本低，逐渐被人们重视。回收利用雨水成为了一种既经济又实用的水资源开发方式，是解决城市缺水和防洪问题的一项重要措施。但随着中国城市化进程的快速发展，城市路面污染、酸雨污染和空气污染日益严重，各种水源包括雨水也是收到了严重污染。初期雨水的污染程度较高，通常超过了普通的城市污水的污染程度，因此将初期雨水划分污水的范畴。如果将初期雨水直接排入自然承受水体，将会对水体造成非常严重的污染，也不能将雨水直接回收利用，造成了严重的水资源浪费，所以必须对初期雨水弃流以提高最终收集的雨水的水质，并对其进行一定处理，降低后期污水处理负荷。
当前，国内外前期开发的初期雨水的弃流装置能够满足一定的需要，但普遍仍存在一定的缺陷：使用成本高且占用空间过大，不利于大规模推广应用、不能很好的控制初期雨水的流量，使初期雨水和中后期雨水不能完全彻底分离、部分带有过滤功能的弃流装置上滤芯与滤料的安装拆卸麻烦，并且容易堵塞。大多数装置只是对初期雨水进行分离，而没有对其进行处理，增加了后期污水厂的处理负荷。因此，开发一种集初期雨水高效分离与处理一体装置势在必行。
发明内容
针对当前市面上现有的初期雨水分离装置普遍存在的净化力度弱、使用寿命短、易堵塞等不足，本发明目的在于设计一种净化力度强、使用寿命长、不易被堵塞、低投资风险的初期雨水分离与净化一体装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种初期雨水分离与净化一体装置，包括双层不锈钢滤网1、浮球5、提手2、密封橡胶圈6、污水蓄水箱4、软管进水口3和大小头排水口7。
双层不锈钢滤网1设置于污水蓄水箱4内的上部，雨水收集管道设置在双层不锈钢滤网1的一侧，后续雨水处理管道设置在双层不锈钢滤网1的另外一侧，所述初期雨水分离与净化一体装置与雨水收集管道连接处，未设置双层不锈钢滤网1，防止雨水中携带的固体垃圾被双层不锈钢滤网1拦截从而堵住雨水收集管道，影响雨水的收集。双层不锈钢滤网1中放置了活性炭和碱性物质的混合物，并根据混合物与收集雨水的接触面积，从下到上逐渐减少混合物放置在双层不锈钢滤网1中的量，其在双层不锈钢滤网1底部放置的量最多，且混合物体积需确保防止阻碍雨水流动。污水蓄水箱4的下端为漏斗状，设置大小头排水口7，大小头排水口7与市政污水管道相连，直接排放初期雨水至污水厂处理。
所述的浮球5在污水蓄水箱4内的下部空间中，随水位上下浮动。
所述的软管进水口3、大小头排水口7的内周均设置密封橡胶圈6，密封橡胶圈6能够确保与浮球5相配合进行密封；
所述的软管进水口3处设有双层不锈钢滤网1，且双层不锈钢滤网1的孔隙较双层不锈钢滤网1其他部分的孔隙大。
所述双层不锈钢滤网1在装置与雨水收集管道连接处呈敞开设置。
所述提手2设置于双层不锈钢滤网1的上端；
所述的软管进水口3管径大于大小头排水口7管径。
所述双层不锈钢滤网1放置于软管进水口3上方，整体呈现为圆柱形状和半球头的组合体，沿着污水蓄水箱4内壁进行布置。
进一步的，所述浮球5的材质为发泡聚苯乙烯。进一步的，所述浮球5与软管进水口3、大小口排水口7的接触面均为圆形。
一种初期雨水分离与净化一体装置的使用方法，具体如下：
在降雨初期，大量初期雨水经雨水收集管道进入装置中，在后续流入污水蓄水箱4时，首先经过双层不锈钢滤网1中放置的活性炭和碱性物质的混合物，经过混合物净化处理，吸附雨水水中的色素、异味、胶体物质、浊度及有机物，并平衡雨水的酸碱性，再经软管进水口3处的大孔隙滤网，拦截雨水中携带的大体积固体垃圾，防止大体积固体垃圾进入到污水蓄水箱4的下部中造成堵塞，从而造成污水回流；而后降雨结束时，通过安装在双层不锈钢滤网1上端的提手2将双层不锈钢滤网1提出，倾倒垃圾的同时也更换双层不锈钢滤网1中的混合物材料。
初期雨水流入污水蓄水箱4下部后，经污水蓄水箱4下端的大小头排水口7，被直接排入到市政污水管道中，因软管进水口3管径大于大小头排水口7管径，故污水蓄水箱4中水位会逐渐上升。通过水位上升的高度来控制在污水蓄水箱中浮球5的浮动，使浮球5在雨水的浮力作用下上升和下降，并通过密封橡胶圈6增加浮球5与软管进水口3的紧密性。
初期降雨结束时，污水蓄水箱4中水位达到预期设计水位高度，浮球5紧紧堵住软管进水口3，防止中后期雨水大量流入，从而实现初期雨水的有效分离，使雨水完成初步净化。
中后期雨水在被收集的过程中，也会经过双层不锈钢滤网1中混合物的处理，同时在后续雨水处理管道起始处的小孔隙的双层不锈钢滤网1会拦截雨水中携带的小体积固体垃圾，提高最终整体收集到的雨水水质。
在降雨即将结束时，雨水收集管道中的雨水流量逐渐减少，浮球5随之与软管进水口3分离，随污水蓄水箱4中水位下降而一同下降，被拦截的小体积固体垃圾也被后续雨水冲刷进污水蓄水箱4，无需消耗额外清洁水资源，并一定程度上实现装置的自我清洗，保证装置的干净和卫生。
在降雨结束时，无雨水继续流入到装置中，浮球5最终下降至有密封橡胶圈6的大小头排水口7处，让浮球5在重力作用下与密封橡胶圈6紧贴，等待下次该地区降雨的到来。浮球5与大小头排水口8紧贴，防止其他管道内毒气对本装置产生损害，并对更换混合物材料人员身体造成伤害。
总之，本装置通过这样自然且便利的方式就可对初期雨水进行分离与净化处理，提高了污水处理效率，降低了污水处理负荷，大幅度降低污水处理的成本，更加节能环保。同时装置还具有一定自我清洁功能，防止装置被垃圾堵塞从而被破坏，减少了对装置的人工维护和修理频率。该装置的使用和普及，可进一步提高社会对雨水回收与利用的效率。
本发明所设计的一种兼具初期雨水分离与净化的一体装置，与初期雨水弃流装置相比具有以下优点：
(1)依据水的浮力作用，污水蓄水箱中浮球随初期雨水水位升高而上升，水位达到水箱顶部时浮球自动堵住软管进水口，无需外加能源驱动就可实现初期雨水和中后期雨水的自动分离；
(2)浮球与软管污水进水口和大小头排水口的接触面均为圆形，在同等浮力的作用条件下可以降低浮球在污水蓄水箱中的占用空间，降低了装置的成本；
(3)双层不锈钢滤网兼具拦截收集雨水当中的较大固体污物和初期雨水净化作用。
(4)无需其他清洁水源清洗装置，装置可拦截雨水中的小体积固体垃圾，防止与装置相连的管道发生堵塞，节能环保。
附图说明
图1初期雨水分离与净化一体装置的结构示意图
图中：1双层不锈钢滤网；2提手；3软管进水口；4污水蓄水箱；5浮球；6密封橡胶圈；7大小头排水口。
具体实施方式
从图1中可以看出，一种初期雨水自动分离与净化一体装置，包括双层不锈钢滤网(内含活性炭和碱性物质)1、提手2、软管进水口3、污水蓄水箱4、浮球5、密封橡胶圈6和大小头排水口7，雨水收集管道设置在所述双层不锈钢滤网1的一侧，后期雨水处理管道设置在所述双层不锈钢滤网1的另一侧，所述浮球5由发泡聚苯乙烯制成，所述浮球5设置在污水蓄水箱4内。
在所述污水蓄水箱4中放置浮球5，所述软管进水口3和大小头排水口7也分别在污水蓄水箱4的上方和下方且都黏贴有密封橡胶圈。降雨初期，初期雨水经过雨水收集管道流入装置中，经过双层不锈钢滤网1中活性炭和碱性物质的混合物处理后，直接流入污水蓄水箱4，并排入至与装置相连的市政污水管道中，减轻了后续污水厂的处理负荷。由于在污水蓄水箱4上方和下方分别设置了软管进水口3和大小头排水口7，前者的管径又大于后者的管径，从而箱中水位会逐渐上涨，浮球5在浮力作用下上升，最终堵住软管进水口3，中后期的雨水将不能大量进入污水蓄水箱4中，自动实现雨污分离；降雨结束时，浮球5正好与密封橡胶圈6紧贴，从而实现密闭封水，防止其他管道内的有毒有害气体进入到装置内；中后期后雨水水质较好，但考虑到部分地区环境污染严重，双层不锈钢滤网1中的碱性物质也可继续平衡雨水的酸碱性，活性炭可吸附雨水当中的色素和异味。其中双层不锈钢滤网1可以拦截雨水中携带的部分固体垃圾，且被拦截体积小的固体垃圾会在降雨后期被剩余雨水携带流进污水蓄水箱4中，并最终被排放到市政污水管道中。另外，在软管进水口3处设置间隙较大的滤网，拦截体积较大的垃圾，防止其流入污水蓄水箱4内堵住大小头排水口7，使污水不能及时排放，从而使初期雨水流入到后续管道中，降低收集到的总体雨水水质，最后体积较大的固体垃圾也随着更换双层不锈钢滤网1中的活性炭和碱性物质材料，被进行倾倒处理。降雨后期时，污水蓄水箱内的水位逐渐下降，小体积固体垃圾也被部分雨水冲刷带入到污水蓄水箱4，浮球5也逐渐下降到污水蓄水箱4底部堵住排水口7。整个降雨过程中，此分离装置无需外来机械设备和电源控制即可达到对初期雨水的分离和净化效果。
Claims (6)
1.一种初期雨水分离与净化一体装置，其特征在于，所述的初期雨水分离与净化一体装置包括双层不锈钢滤网(1)、浮球(5)、提手(2)、密封橡胶圈(6)、污水蓄水箱(4)、软管进水口(3)和大小头排水口(7)；
所述的双层不锈钢滤网(1)设置于污水蓄水箱(4)内的上部，雨水收集管道设置在双层不锈钢滤网(1)的一侧，后续雨水处理管道设置在双层不锈钢滤网(1)的另外一侧，所述初期雨水分离与净化一体装置与雨水收集管道连接处，未设置双层不锈钢滤网(1)，防止雨水中携带的固体垃圾被双层不锈钢滤网(1)拦截从而堵住雨水收集管道，影响雨水的收集；双层不锈钢滤网(1)中放置活性炭和碱性物质的混合物，并根据混合物与收集雨水的接触面积，从下到上逐渐减少混合物放置在双层不锈钢滤网(1)中的量，其在双层不锈钢滤网(1)底部放置的量最多，且混合物体积需确保防止阻碍雨水流动；污水蓄水箱(4)的下端为漏斗状，设置大小头排水口(7)，大小头排水口(7)与市政污水管道相连，直接排放初期雨水至污水厂处理；
所述的浮球(5)在污水蓄水箱(4)内的下部空间中，随水位上下浮动；
所述的软管进水口(3)、大小头排水口(7)的内周均设置密封橡胶圈(6)，密封橡胶圈(6)能够确保与浮球(5)相配合进行密封；
所述的软管进水口(3)处设有双层不锈钢滤网(1)，且双层不锈钢滤网(1)的孔隙较双层不锈钢滤网(1)其他部分的孔隙大；
所述提手(2)设置于双层不锈钢滤网(1)的上端；
所述的软管进水口(3)管径大于大小头排水口(7)管径。
2.根据权利要求1所述的一种初期雨水分离与净化一体装置，其特征在于，所述双层不锈钢滤网(1)放置于软管进水口(3)上方，整体呈现为圆柱形状和半球头的组合体，沿着污水蓄水箱(4)内壁进行布置。
3.根据权利要求1或2所述的一种初期雨水分离与净化一体装置，其特征在于，所述浮球(5)的材质为发泡聚苯乙烯。
4.根据权利要求1或2所述的一种初期雨水分离与净化一体装置，其特征在于，所述浮球(5)与软管进水口(3)、大小头排水口(7)的接触面均为圆形。
5.根据权利要求1或2所述的一种初期雨水分离与净化一体装置，其特征在于，所述浮球(5)与软管进水口(3)、大小头排水口(7)的接触面均为圆形。
6.权利要求1-5任一所述的一种初期雨水分离与净化一体装置的使用方法，其特征在于，具体如下：
在降雨初期，大量初期雨水经雨水收集管道进入装置中，在后续流入污水蓄水箱(4)时，首先经过双层不锈钢滤网(1)中放置的活性炭和碱性物质的混合物，经过混合物净化处理，吸附雨水水中的色素、异味、胶体物质、浊度及有机物，并平衡雨水的酸碱性，再经软管进水口(3)处的大孔隙滤网，拦截雨水中携带的大体积固体垃圾，防止大体积固体垃圾进入到污水蓄水箱(4)的下部造成堵塞，进而防止污水回流；而后降雨结束时，通过安装在双层不锈钢滤网(1)上端的提手(2)将双层不锈钢滤网(1)提出，倾倒垃圾的同时也更换双层不锈钢滤网(1)中的混合物；
初期雨水流入污水蓄水箱(4)下部后，经污水蓄水箱(4)下端的大小头排水口(7)，被直接排入到市政污水管道中，因软管进水口(3)管径大于大小头排水口(7)管径，故污水蓄水箱(4)中水位会逐渐上升；通过水位上升的高度来控制在污水蓄水箱(4)中浮球(5)的浮动，使浮球(5)在雨水的浮力作用下上升和下降，并通过密封橡胶圈(6)增加浮球(5)与软管进水口(3)的紧密性；
初期降雨结束时，污水蓄水箱(4)中水位达到预期设计水位高度，浮球(5)紧紧堵住软管进水口(3)，防止中后期雨水大量流入，从而实现初期雨水的有效分离，使雨水完成初步净化；
中后期雨水在被收集的过程中，也会经过双层不锈钢滤网(1)中混合物的处理，同时后续雨水处理管道起始处的小孔隙的双层不锈钢滤网(1)会拦截雨水中携带的小体积固体垃圾；
在降雨即将结束时，雨水收集管道中的雨水流量逐渐减少，浮球(5)随之与软管进水口(3)分离，随污水蓄水箱(4)中水位下降而一同下降，被拦截的小体积固体垃圾也被后续雨水冲刷进污水蓄水箱(4)；
在降雨结束时，无雨水继续流入到装置中，浮球(5)最终下降至有密封橡胶圈(6)的大小头排水口(7)处，让浮球(5)在重力作用下与密封橡胶圈(6)紧贴，等待下次该地区降雨的到来。
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