一种雨水自动检测净化系统的制作方法

本实用新型涉及一种雨水收集净化系统，特别是涉及一种雨水自动检测净化系统。

背景技术：

据2012年的统计，中国人均水资源量只有2100立方米，仅为世界人均水平的28％，我国是个淡水缺乏的国家，随着人口的增加和社会的发展，我国的水资源形式可能还继续恶化，因此节约用水和充分利用水资源，是我们生存和持续发展的基础。

在日常生活中，办公区域、住宅小区等处的房屋上的雨水在房屋上通过天沟(檐沟)等汇聚后，经雨水排水管道排至地面，造成地面积水较多，给人们的正常生活和生产带来许多的不方便。

在传统的雨水净化中，房屋上的雨水通过雨水管道由屋顶流到地面，将初期雨水弃流，弃流后面的雨水，经地面汇聚后回用。

本实用新型是将雨水汇聚后，不流到地面，经收集、净化后，流入雨水回用系统中重新利用。属海绵城市建设范畴，办公区域、住宅小区等屋面雨水的自动检测、收集、净化、利用的建设发展需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种雨水自动检测净化系统，在不改变现有建筑物屋顶结构及排水结构的前提下，为了避免屋顶雨水流到地面对人们的生产、生活带来的不便，为了节约水资源，对所有雨水的重新再利用，提出一种新型的雨水自动监测、净化系统，使相关人员实时了解降雨量、雨水水质等情况，实现对雨水的重新再利用和提高利用率；对收集的雨水(含初期雨水)流入雨水收集池，经净化、收集后，流入雨水回用系统进行再利用。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种雨水自动检测净化系统，包括雨水收集管道以及设置在所述雨水收集管道上的雨水过滤网，还包括分别与所述雨水收集管道相连的第一雨水管道和第二雨水管道，所述第一雨水管道和第二雨水管道上分别设有第一开关阀和第二开关阀，所述第一雨水管道与雨水收集池相连，所述第二雨水管道与雨水排放池相连，所述雨水收集池内设有雨水净化池，所述雨水净化池与雨水排放池之间通过穿孔管相连，所述雨水排放池底部设有排水管。

优选地，所述雨水过滤网的孔网直径不小于5目/m²。

优选地，所述第一开关阀和第二开关阀为电磁感应流量阀门，所述电磁感应流量阀门上设有电磁感应流量计、化学需氧量codcr检测传感器以及悬浮物ss检测传感器。优选地，

优选地，所述雨水收集池与雨水排放池的上部均设有透气口，所述透气口包括透气口管以及与所述透气口管相配合的透气帽。

优选地，所述雨水净化池内设有净化填料层，所述净化填料层包括自下而上依次设置的第一碎石层、生物填料层、第二碎石层、第三碎石层。

优选地，所述第一碎石层、第二碎石层、第三碎石层中碎石粒径分别为20～30mm、10～20mm、5～15mm。

优选地，所述生物填料层由碎石和生物酶菌组成，其中碎石的粒径为10～20mm，生物酶菌包括反硝化生物酶、固体硝化菌、反硝化菌。

优选地，当检测到雨水的化学需氧量codcr和悬浮物ss数据大于设定数值时，所述第一开关阀打开，所述第二开关阀关闭；当检测到雨水的化学需氧量codcr和悬浮物ss数据小于或等于设定数值时，所述第一开关阀关闭，所述第二开关阀打开。

优选地，所述电磁感应流量阀门上还包括app接口，当接通app时，化学需氧量codcr、悬浮物ss以及雨水流量数据通过所述app接口传至app终端。

优选地，化学需氧量codcr的设定数值为30mg/l，悬浮物ss的设定数值为10mg/l。

基于上述技术方案，本实用新型的优点是：

本实用新型的雨水自动检测净化系统建造成本低，后期不需维护，具有很大的社会效益和经济效益。该系统在不改变现有建筑物的基础上，施工速度快等特点，从而推动海绵城市的技术发展和推广，具体优点如下：

(1)提高了雨水利用率

传统的雨水净化系统，将开始下雨时屋面径流的初期雨水弃流不利用，使雨水不能全部利用，本实用新型的雨水自动检测净化系统将污染的雨水经净化后回用，全部雨水回用。

(2)提高了回用水质质量，随时掌握回用雨水指标

传统的雨水利用系统是将初期雨水弃流，然后直接利用初期雨水后的雨水。由于不同地区雨水降雨量不同，空气污染程度不同等条件的限制，即使初期雨水被弃流，受降雨量大小、空气污染程度等条件的限制，会造成回用雨水中codcr、ss等指标忽高忽低不稳定现象。本实用新型的雨水自动检测净化系统直接检测雨水主要污染物指标，对于符合设定要求指标的雨水，不经净化直接流入雨水排放池，流入雨水回用系统，不符合要求的雨水经净化后再回用，使回用雨水水质控制在可回用的范围内。

(3)便于管理人员随时掌握雨水流量和雨水水质情况

传统的雨水净化系统，雨水降雨量和雨水定时检测，只能定时了解雨水降雨量和雨水水质。本实用新型的雨水自动检测净化系统设置了雨水流量和雨水水质检测系统，在下雨期间，使相关人员随时掌握雨水降雨量和雨水水质情况，避免了传统的雨水净化系统的定期检测，相关人员定期掌握雨水降雨量和雨水水质的弊端。

(4)实现检测、数据传输一体化，节约了资金和时间。

本实用新型的雨水自动检测净化系统安装自动的检测传感器，对雨水流量、水质自动检测，在配置安装上app后，在终端随时掌握雨水的相关情况，节约了传统雨水净化系统相关专业仪器及工具的购置费用和专业人员的检测期间的工资等人工费用，同时节省了专业人员进行检测的时间，节省了大量的人力、物力。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为雨水自动检测净化系统示意图；

图2为净化填料层结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

本实用新型提供了一种雨水自动检测净化系统，如图1、图2所示，其中示出了本实用新型的一种优选实施方式。所述雨水自动检测净化系统包括雨水收集管道以及设置在所述雨水收集管道上的雨水过滤网1，还包括分别与所述雨水收集管道相连的第一雨水管道4和第二雨水管道5，所述第一雨水管道4和第二雨水管道5上分别设有第一开关阀2和第二开关阀3，所述第一雨水管道4与雨水收集池9相连，所述第二雨水管道5与雨水排放池11相连，所述雨水收集池9内设有雨水净化池10，所述雨水净化池10与雨水排放池11之间通过穿孔管8相连，所述雨水排放池11底部设有排水管12。

优选地，所述雨水过滤网1的孔网直径不小于5目/m²。雨水过滤网1是将雨水中的树叶、树枝等物质挡在雨水管道外面，避免进入第一开关阀2和第二开关阀3。

优选地，所述第一开关阀2和第二开关阀3为电磁感应流量阀门，所述电磁感应流量阀门上设有电磁感应流量计、化学需氧量codcr检测传感器以及悬浮物ss检测传感器。

所述第一开关阀2和第二开关阀3内均装有电磁感应流量计、化学需氧量codcr检测传感器、悬浮物ss检测传感器，整体包括阀体、密封圈、闸板、支架、阀杆、电磁铁、控制器、app接口等组成，其中电磁感应流量计、化学需氧量codcr检测传感器、悬浮物ss检测传感器、电磁铁、控制器固化在阀体内。

如图1所示，第一雨水管道4与建筑物的雨水收集管道和下面的雨水收集池9相连，上面安装第一开关阀2。所述第二雨水管道5与雨水收集管道和下面的雨水排放池11相连，上面安装第二开关阀3。优选地，所述雨水收集池9与雨水排放池11的上部均设有透气口6，所述透气口6包括透气口管以及与所述透气口管相配合的透气帽。透气口6是平衡池内外的气压和补充池内新鲜空气，透气口6上部戴透气帽，防止通气孔被堵塞和破坏。

在所述第一开关阀2打开、第二开关阀3关闭时，将建筑物雨水收集管道收集的雨水通过第一雨水管道4流入雨水收集池9。在第二开关阀3打开、第一开关阀2关闭时，将雨水收集管中的雨水通过第二雨水管道5流入雨水排放池11。雨水收集池9收集雨水，消除雨水的动能，使雨水平稳流入雨水净化池10。雨水净化池10内由净化填料层7和穿孔管8，使得雨水净化后流入雨水排放池11。雨水排放池11收集净化后的雨水和不用净化的雨水，排往雨水回用系统。

如图2所示，所述雨水净化池10内设有净化填料层7，所述净化填料层7包括自下而上依次设置的第一碎石层13、生物填料层14、第二碎石层15、第三碎石层16。优选地，所述第一碎石层13、第二碎石层15、第三碎石层16中碎石粒径分别为20～30mm、10～20mm、5～15mm。更优选地，所述生物填料层14由碎石和生物酶菌组成，其中碎石的粒径为10～20mm，生物酶菌包括反硝化生物酶、固体硝化菌、反硝化菌。

所述雨水净化池10与雨水排放池11之间通过穿孔管8相连，穿孔管8是在输水管上打孔制成，将周边的雨水渗透到穿孔管内。所述雨水收集池9由池底、池壁和池顶组成，其中池底、池壁采用防水结构。雨水净化池10内上部设有透气口6，下部设置所述净化填料层7，其中池底、池壁采用防水结构。穿孔管8收集雨水净化池10内被净化和过滤的雨水，经穿孔管8流入雨水排放池11。

进一步，雨水排放池11内包含透气孔6、排往雨水回用系统的排水管12，其中池底、池壁采用防水结构。所述排水管12是将雨水排放池11内的雨水输送至雨水回用系统的输送管道。

优选地，当检测到雨水的化学需氧量codcr和悬浮物ss数据大于设定数值时，所述第一开关阀2打开，所述第二开关阀3关闭；当检测到雨水的化学需氧量codcr和悬浮物ss数据小于或等于设定数值时，所述第一开关阀2关闭，所述第二开关阀3打开。更优选地，所述电磁感应流量阀门上还包括app接口，当接通app时，化学需氧量codcr、悬浮物ss以及雨水流量数据通过所述app接口传至app终端。

本实用新型的雨水自动检测净化系统雨水检测主要指标是化学需氧量codcr和悬浮物ss。《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》gb50400—2016规定，回用雨水集中供应系统的水质应根据用途确定，化学需氧量codcr和悬浮物ss指标符合下表规定，其余指标应符合国家现行相关标准的规定。

回用雨水codcr和ss指标如下：

根据《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》gb50400—2016规定，本实用新型雨水检测水质指标的取值为：codcr取值为30mg/l，ss取值为10mg/l。

本实用新型通过对化学需氧量codcr和悬浮物ss指标同时在线检测，当其中一个检测数值超过其取值时，雨水进入雨水收集池，经雨水净化池净化后，排至雨水排放池；当两个检测数据都小于其确定的数值时，雨水不进行处理，直接进入雨水排放池。

具体地，第一开关阀2对雨水进行流量、化学需氧量codcr、悬浮物ss检测，当接通app时，将检测数据传至app终端，当检测的化学需氧量codcr、悬浮物ss数据大于设定数值时，阀门自动打开，并向第二开关阀3发出关闭指令；当检测数据小于或等于设定数据时，阀门自动关闭，并向第二开关阀3发出打开指令。所述第二开关阀3对雨水进行流量、化学需氧量codcr、悬浮物ss检测，当接通app时，将检测数据传至app终端，接收第一开关阀2的指令后，执行打开、关闭动作。

在工作时，屋面雨水经收集经雨水过滤网1后流入雨水管道，据设定的程序，当codcr、ss检测数据其中一个大于设定的数据时，阀门自动关闭或打开；检测数据其中一个小于设定的数据时，阀门自动打开或关闭，实现阀门的数据检测和打开或关闭的一体化的自动控制

安装在通往雨水收集池9的第一雨水管道4上的第一开关阀2，当检测到的codcr、ss检测数据其中一个大于设定的数据时，第一开关阀2的阀门自动打开，雨水流入雨水收集池9，同时向安装在第二雨水管道5上的第二开关阀3发出关闭指令，第二开关阀3关闭；当第二开关阀3检测到的codcr、ss检测数据其中一个小于或等于设定的数据时，第一开关阀2阀门自动关闭，同时向安装在第二雨水管道5上的第二开关阀3发出打开指令，雨水流入雨水排放池11。

当开关阀通过app接口连接app终端时，会将相关数据传至app终端，供相关人员参考。流入雨水收集池9的雨水通过雨水净化池10内的填料过滤、净化，经穿孔管8收集流入雨水排放池11内，雨水排放池11内的雨水由排往雨水回用系统的排水管12输送至雨水回用系统。

本实用新型的雨水自动检测净化系统的实际使用效果，以北京市降雨量和北京某公司办公楼为例说明雨水利用率的提高效果。

根据北京市年均降雨量为571.9mm，由北京某公司的新区办公楼屋面长38m，宽36m，水平投影面积面积为1368m²。

(1)雨水径流总量

根据雨水径流总量计算公式

w＝10*(ψc-ψ0)hyf

式中：

ψc—雨量径流系数，根据《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》(gb50400-2016)规定，硬屋面、未铺石子的平屋面、沥青屋面的雨量径流系数ψc＝0.80～0.90，新区办公楼屋面为彩钢屋面，取ψc＝0.85；

ψ0—控制径流峰值所对应的径流系数，根据《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》(gb50400-2016)说明规定，ψ0＝0.2～0.4，本实施例中取ψ0＝0.3；

hy—设计日降雨量，根据《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》(gb50400-2016)规定，北京市一年一遇日降雨量45mm计，hy＝45mm；

f—硬化汇水面积，按水平投影面积计算，新区办公楼屋面水平投影面积面积f＝1368m²＝0.1368hm²；

w—需控制及利用的雨水径流总量，w＝33.858m³。

(2)初期径流弃流量

根据初期径流弃流量计算公式

wi＝10*δ*f

式中：δ—初期径流弃流厚度，根据《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》(gb50400-2016)规定，屋面弃流径流厚度可采用2mm～3mm，取2.5mm。

f—硬化汇水面积，取1368m²＝0.1368hm²。

wi—初期径流弃流量，wi＝3.42m³。

(3)雨水利用率的提高

根据雨水径流总量及初期径流弃流量按一年一遇日降雨量计算，雨水的弃流率＝初期径流弃流量/雨水径流总量＝3.42/33.858＝0.10＝10％。

传统雨水净化系统雨水利用率＝1-雨水的弃流率＝1-10％＝90％。本实用新型的雨水自动检测净化系统将初期雨水进行净化后回用，因此增加雨水利用率为10％(按一年一遇日降雨量计算)，效果提高明显。

本实用新型的雨水自动检测净化系统可参照如下方式进行：

使用材料：

(1)雨水过滤网1：金属密目网等。

(2)第一开关阀2：阀体为金属或hdpe等。

(3)第一开关阀3：阀体为金属或hdpe等。

(4)第一雨水管道4：pvc管等。

(5)第二雨水管道5：pvc管等。

(6)透气口6(含透气帽)：pvc等。

(7)净化填料层7：主要以粒径级配碎石组成，含生物酶菌。

(8)穿孔管8：pvc管等。

(9)雨水收集池9：底板采用防渗混凝土或土工膜(两布一膜)、侧墙采用防渗混凝土或砖砌体内侧抹防水砂浆、顶板采用现浇或预制板等。

(10)雨水净化池10：底板采用防渗混凝土或土工膜(两布一膜)、侧墙采用防渗混凝土或砖砌体内侧抹防水砂浆、顶板采用现浇或预制板等。

(11)雨水排放池11：底板采用防渗混凝土或土工膜(两布一膜)、侧墙采用防渗混凝土或砖砌体内侧抹防水砂浆、顶板采用现浇或预制板等。

(12)排水管12：作为排往雨水回用系统管道，pvc管等。

施工及安装工艺：

第一开关阀2、第二开关阀3、第一雨水管道4、第二雨水管道5的安装，之间的连接可采用专用胶粘结连接或螺纹连接。透气口6为成品，在顶板施工时做好套管的埋设工作，然后安装。穿孔管8为加工好的成品，在雨水排放池11侧墙施工时做好防水套管的埋设工作，铺设时，将穿孔管8埋在净化填料层7中即可，填料铺设施工时注意保护成品穿孔管的安全。

排往雨水回用系统的排水管12为加工好的成品，施工雨水排放池11侧墙时做好防水套管的预埋工作，然后将排水管12安装即可。雨水收集池9、雨水净化池10、雨水排放池11施工，按照先施工池底、侧墙，再施工顶板的顺序进行。

本实用新型的雨水自动检测净化系统建造成本低，后期不需维护，具有很大的社会效益和经济效益。该系统在不改变现有建筑物的基础上，施工速度快等特点，从而推动海绵城市的技术发展和推广，具体优点如下：

(1)提高了雨水利用率

传统的雨水净化系统，将开始下雨时屋面径流的初期雨水弃流不利用，使雨水不能全部利用，本实用新型的雨水自动检测净化系统将污染的雨水经净化后回用，全部雨水回用。

(2)提高了回用水质质量，随时掌握回用雨水指标

传统的雨水利用系统是将初期雨水弃流，然后直接利用初期雨水后的雨水。由于不同地区雨水降雨量不同，空气污染程度不同等条件的限制，即使初期雨水被弃流，受降雨量大小、空气污染程度等条件的限制，会造成回用雨水中codcr、ss等指标忽高忽低不稳定现象。本实用新型的雨水自动检测净化系统直接检测雨水主要污染物指标，对于符合设定要求指标的雨水，不经净化直接流入雨水排放池，流入雨水回用系统，不符合要求的雨水经净化后再回用，使回用雨水水质控制在可回用的范围内。

(3)便于管理人员随时掌握雨水流量和雨水水质情况

传统的雨水净化系统，雨水降雨量和雨水定时检测，只能定时了解雨水降雨量和雨水水质。本实用新型的雨水自动检测净化系统设置了雨水流量和雨水水质检测系统，在下雨期间，使相关人员随时掌握雨水降雨量和雨水水质情况，避免了传统的雨水净化系统的定期检测，相关人员定期掌握雨水降雨量和雨水水质的弊端。

(4)实现检测、数据传输一体化，节约了资金和时间。

本实用新型的雨水自动检测净化系统安装自动的检测传感器，对雨水流量、水质自动检测，在配置安装上app后，在终端随时掌握雨水的相关情况，节约了传统雨水净化系统相关专业仪器及工具的购置费用和专业人员的检测期间的工资等人工费用，同时节省了专业人员进行检测的时间，节省了大量的人力、物力。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。