初期雨水及溢流水的混合湿地净化系统的制作方法

1.本发明涉及一种雨水处理系统，尤其涉及一种初期雨水及溢流水的混合湿地净化系统。


背景技术：

2.随着城乡经济的快速发展，环境污染愈发严重，甚至严重威胁周边水体环境。我国是水资源紧缺的国家，因此收集净化回用雨水对缓解水资源紧张的形势起到了重要的推动意义。由于初期雨水在降雨初期溶解了空气中的有害气体，落地后进一步冲刷屋顶、底面、沟渠等，导致初期雨水中含有大量的杂质和污染物。此外，现有技术的截污弃流井等用于收集雨水的装置往往设置有溢流口，当雨水流量过大且雨水收集装置中雨量超过一定量时，未经过滤的溢流雨水直接从溢流口中排出，导致环境二次污染。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种初期雨水及溢流水的混合湿地净化系统，能通过分流拦截组件内的溢流堰、浮球安装室及浮球阀将初期雨水及溢流时未过滤的雨水分流出来，并通过雨污排出口排出经沉淀和多级过滤后实现雨水的净化。
4.本发明是这样实现的：
5.一种初期雨水及溢流水的混合湿地净化系统，包括分流拦截组件、蓄水池、水平流人工湿地、垂直流人工湿地、第一水泵和第二水泵；分流拦截组件内设有溢流堰，溢流堰将分流拦截组件分隔成顶部连通的雨污汇流室和进水室，进水室的上部设有进水管，进水室的下部设有出水管，雨污汇流室的底部设有雨污排出口；进水室内设有过滤组件，过滤组件位于进水管与出水管之间；溢流堰的底部设有浮球阀，雨污汇流室能通过浮球阀与进水室连通；雨污排出口通过第一水泵与蓄水池的进水口连接，蓄水池的出水口通过第二水泵与水平流人工湿地的进水口连接，水平流人工湿地的出水口与垂直流人工湿地的进水口连接。
6.所述的溢流堰的底部形成有初期雨水排出口，进水室的底部与溢流堰的连接处形成有浮球安装室，浮球阀设置在浮球安装室上，浮球阀位于出水管的下方，浮球安装室能通过浮球阀与进水室连通；初期雨水排出口的一端与浮球安装室连通，初期雨水排出口的另一端与雨污汇流室连通。
7.所述的浮球阀包括阀体、阀芯、端盖、阀杆和浮球；阀体安装在浮球安装室上，阀体内形成有匹配嵌装阀芯的阀芯容置腔；阀芯容置腔的一侧形成有进水通道，且进水通道与进水室连通，阀芯容置腔的底部形成有出水通道，且出水通道与浮球安装室连通，阀芯内形成有通水孔，且通水孔的两端分别与进水通道和出水通道连通；阀芯容置腔的另一侧开口并通过端盖密封，阀杆的一端与阀芯连接，阀杆的另一端贯穿端盖，阀杆与端盖可转动式连接，浮球位于进水室内并通过连杆与阀杆的另一端连接。
8.所述的阀芯与端盖之间设有垫环及密封圈，阀芯通过密封圈与阀体的密封连接，
端盖与阀体之间可拆卸式旋接；
9.所述的阀体与浮球安装室可拆卸式旋接，且连接处设有密封垫圈。
10.所述的过滤组件包括驱动装置、第一过滤网、第二过滤网和转轴；进水室的内壁上环向形成有固定环，驱动装置通过固定杆连接在固定环的中心处；第一过滤网设置在固定环上，第二过滤网层叠设置在第一过滤网上，转轴的下端与驱动装置的输出端连接，转轴的上端贯穿第一过滤网后与第二过滤网连接，使第二过滤网能在第一过滤网上方转动。
11.所述的固定环上形成有固定凹槽，第一过滤网的边沿处设有卡位部，卡位部固定卡接在固定凹槽内；
12.所述的第一过滤网及第二过滤网均为中间高、四周低的弧面结构。
13.所述的水平流人工湿地包括沿水流方向依次设置的第一过滤层、第二过滤层、第三过滤层、第四过滤层和集水槽，第一过滤层的进水口与第二水泵的出水口连通，集水槽的出水口与垂直流人工湿地的进水口连通；第一过滤层、第二过滤层、第三过滤层及第四过滤层上均设置有用于种植植物的土壤层；
14.所述的水平流人工湿地为扇形结构，第一过滤层、第二过滤层、第三过滤层、第四过滤层和集水槽分别沿扇形结构的径向从圆周向圆心依次设置；第一过滤层的顶部间隔形成有若干个进水口，若干个进水口上均连接有进水支管，若干根进水支管连接至进水分流管的一端，进水分流管的另一端与第二水泵的出水口连接。
15.所述的第一过滤层与第二过滤层之间通过隔板分隔，且该隔板的下部形成有若干个连通口，使第一过滤层与第二过滤层连通；第二过滤层与第三过滤层之间通过隔板分隔，且该隔板的上部形成有若干个连通口，使第二过滤层与第三过滤层连通；第三过滤层与第四过滤层之间通过隔板分隔，且该隔板的下部形成有若干个连通口，使第三过滤层与第四过滤层连通；第四过滤层与集水槽之间通过隔板分隔，且该隔板上均匀分布若干个透水孔。
16.所述的垂直流人工湿地包括第一渗透层、第二渗透层、第三渗透层、第四渗透层、土壤覆盖层、进水槽和出水槽；进水槽和出水槽分别设置在垂直流人工湿地的两侧，第一渗透层、第二渗透层、第三渗透层、第四渗透层、土壤覆盖层由下至上依次设置且位于进水槽与出水槽之间；进水槽的进水口与水平流人工湿地的集水槽的出水口连通，进水槽的出水口通过布水组件与土壤覆盖层连通；出水槽与第一渗透层连通。
17.所述的布水组件包括第四水泵、布水管、布水支管和喷头；第四水泵设置在进水槽的底部，第四水泵的出水口与布水管的一端连通，布水管铺设在土壤覆盖层内；若干根布水支管的下端分别间隔连接在布水管上，若干根布水支管的上端均延伸至土壤覆盖层的上方并连接有喷头。
18.本发明的有益效果是：在雨水初期，进水室的水量较少，浮球阀处于打开状态，进水通道、通水孔及出水通道连通；随着进入进水室的雨水量逐渐增多，进水室的水位逐渐上升，浮球上浮，通过阀杆带动阀芯转动直至浮球阀关闭；当进水室的水位漫过溢流堰时，未经过滤的雨水从溢流堰的溢流通道溢出；排出的初期雨水及溢流雨水中含有大量的杂物，是雨污混合体，排出的雨污混合体在蓄水池中沉淀后，依次通过水平流人工湿地池及垂直流人工湿地池进行多级过滤，通过多级过滤能有效滤除水中的杂质，达到净化目的。
附图说明
19.图1是本发明初期雨水及溢流水的混合湿地净化系统的俯视图；
20.图2是本发明初期雨水及溢流水的混合湿地净化系统中分流拦截组件的剖视图；
21.图3是图2中a处的放大示意图；
22.图4是图2中b处的放大示意图；
23.图5是本发明初期雨水及溢流水的混合湿地净化系统中水平流人工湿地的俯视图；
24.图6是本发明初期雨水及溢流水的混合湿地净化系统中垂直流人工湿地的剖视图。
25.图中，1分流拦截组件，11进水管，12出水管，13雨污排出口，14溢流堰，15过滤组件，151驱动装置，152第一过滤网，153第二过滤网，154转轴，155第一滤孔，156第二滤孔，157卡位部，16初期雨水排出口，17固定环，18浮球阀，181阀体，182进水通道，183阀芯，184出水通道，185密封圈，186垫环，187端盖，188阀杆，189浮球，19浮球安装室，2蓄水池，3水平流人工湿地，31第一过滤层，32第二过滤层，33第三过滤层，34第四过滤层，35集水槽，36隔板，37进水分流管，38进水支管，4垂直流人工湿地，41第一渗透层，42第二渗透层，43第三渗透层，44第四渗透层，45土壤覆盖层，46进水槽，471第四水泵，472布水管，473布水支管，474喷头，48出水槽，5第一水泵，6第二水泵。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
27.请参见附图1和附图2，一种初期雨水及溢流水的混合湿地净化系统，包括分流拦截组件1、蓄水池2、水平流人工湿地3、垂直流人工湿地4、第一水泵5和第二水泵6；分流拦截组件1内设有溢流堰14，溢流堰14将分流拦截组件1分隔成顶部连通的雨污汇流室和进水室，进水室的上部设有进水管11，进水室的下部设有出水管12，雨污汇流室的底部设有雨污排出口13；进水室内设有过滤组件15，过滤组件15位于进水管11与出水管12之间；溢流堰14的底部设有浮球阀18，雨污汇流室能通过浮球阀18与进水室连通；雨污排出口13通过第一水泵5经水管与蓄水池2的进水口连接，蓄水池2的出水口通过第二水泵6经水管与水平流人工湿地3的进水口连接，水平流人工湿地3的出水口通过水管与垂直流人工湿地4的进水口连接。雨水通过进水管11进入进水室，通过过滤组件15初步过滤，初期雨水水量较小，浮球阀18打开，使雨水进入雨污汇流室；随着雨量增加，进水室内水位上升，浮球阀18关闭，水室内水位逐步上升并漫过溢流堰14进入雨污汇流室，雨污汇流室内的雨水在蓄水池2内进行沉淀过滤后依次进入水平流人工湿地3和垂直流人工湿地4，通过水平流人工湿地3和垂直流人工湿地4实现多级过滤净化。
28.请参见附图2和附图3，所述的溢流堰14的底部形成有初期雨水排出口16，进水室的底部与溢流堰14的连接处形成有浮球安装室19，浮球阀18设置在浮球安装室19上，浮球阀18位于出水管12的下方，浮球安装室19能通过浮球阀18与进水室连通；初期雨水排出口16的一端与浮球安装室19连通，初期雨水排出口16的另一端与雨污汇流室连通。在雨水的初期，进水室内水位较低，浮球阀18打开，进水室内的初期雨水进入浮球安装室19，并通过初期雨水排出口16进入雨污汇流室。
29.请参见附图2和附图3，所述的浮球阀18包括阀体181、阀芯183、端盖187、阀杆188和浮球189；阀体181安装在浮球安装室19上，阀体181内形成有匹配嵌装阀芯183的阀芯容置腔；阀芯容置腔的一侧形成有进水通道182，且进水通道182与进水室连通，阀芯容置腔的底部形成有出水通道184，且出水通道184与浮球安装室19连通，阀芯183内形成有通水孔，且通水孔的两端分别与进水通道182和出水通道184连通；阀芯容置腔的另一侧开口并通过端盖187密封，阀杆188的一端与阀芯183连接，阀杆188的另一端贯穿端盖187，阀杆188与端盖187可转动式连接，浮球189位于进水室内并通过连杆与阀杆188的另一端连接。浮球189通过连杆向斜下方设置，浮球189受到水的浮力上升，连杆随之向侧上方转动，并带动阀杆188同步转动，在阀杆188转动时，能实现通水孔与进水通道182和出水通道184的连通或错开，从而实现浮球阀18的开关功能，用于雨水的分流。
30.请参见附图3，所述的阀芯183与端盖187之间设有垫环186及密封圈185，阀芯183通过密封圈185与阀体181的密封连接，端盖187与阀体181之间通过螺纹可拆卸式旋接，拆装方便，连接处密封性较好。
31.请参见附图3，所述的阀体181与浮球安装室19通过螺纹可拆卸式旋接，且连接处设有密封垫圈，拆装方便，连接处密封性较好。
32.请参见附图4，所述的过滤组件15包括驱动装置151、第一过滤网152、第二过滤网153和转轴154；进水室的内壁上环向形成有固定环17，驱动装置151通过固定杆连接在固定环17的中心处；第一过滤网152设置在固定环17上，第二过滤网153层叠设置在第一过滤网152上，转轴154的下端与驱动装置151的输出端连接，转轴154的上端贯穿第一过滤网152后与第二过滤网153连接，使第二过滤网153能在第一过滤网152上方转动。
33.请参见附图4，所述的固定环17上形成有固定凹槽(图中未示出)，第一过滤网152的边沿处设有卡位部157，卡位部157固定卡接在固定凹槽内，拆装方便、快捷，安装后稳定性高。
34.请参见附图4，所述的第一过滤网152及第二过滤网153均为中间高、四周低的弧面结构，便于被过滤的垃圾向四周滑落，避免堵塞第一过滤网152及第二过滤网153。
35.第一过滤网152上的第一滤孔155的面积为m1，第二过滤网153上的第二滤孔156的面积为m2，第二过滤网153转动时，第一滤孔155与第二滤孔156重叠或交错，第一滤孔155与第二滤孔156的组合面积为m，0≤m≤min(m1，m2)。设m的初始值m0为min(m1，m2)，设第二过滤网153转动时m的至少两个取值，其中一个大于1/2m0，另一个小于1/2m0，计算m达到该两个取值时驱动装置151的转动角度。
36.优选的，驱动装置151可采用驱动电机，驱动电机可通过防水保护罩保护设置。驱动电机与仿真控制终端通过gambit 3d模拟软件构建第一过滤网152和第二过滤网153的3d模拟结构，结合fluent软件根据流体力学创建的雨水流动模型，设定边界条件和初始条件，生成网格，确定模拟的物理模型，设置求解器，选择进水区不同高度的规格进行模拟，得到驱动电机的转动角度等驱动参数，使驱动装置151转动所需的角度。
37.请参见附图5，所述的水平流人工湿地3包括沿水流方向依次设置的第一过滤层31、第二过滤层32、第三过滤层33、第四过滤层34和集水槽35，第一过滤层31的进水口与第二水泵6的出水口连通，集水槽35的出水口与垂直流人工湿地4的进水口连通；第一过滤层31、第二过滤层32、第三过滤层33及第四过滤层34上均设置有用于种植植物的土壤层(图中
未示出)。优选的，第一过滤层31和第四过滤层34可采用卵石填料层，第二过滤层32可采用细沙填料层，第三过滤层33可采用无烟煤层，可实现水平流人工湿地3的多级过滤功能。
38.请参见附图5，所述的第一过滤层31与第二过滤层32之间通过隔板36分隔，且该隔板36的下部形成有若干个连通口，使第一过滤层31与第二过滤层32连通；第二过滤层32与第三过滤层33之间通过隔板36分隔，且该隔板36的上部形成有若干个连通口，使第二过滤层32与第三过滤层33连通；第三过滤层33与第四过滤层34之间通过隔板36分隔，且该隔板36的下部形成有若干个连通口，使第三过滤层33与第四过滤层34连通；第四过滤层34与集水槽35之间通过隔板36分隔，且该隔板36上均匀分布若干个透水孔。雨水依次通过隔板36上的连通口从第一过滤层31向第四过滤层34流动，流动的过程中实现四级过滤，最后通过透水孔汇聚在集水槽35内。
39.请参见附图5，所述的水平流人工湿地3为扇形结构，第一过滤层31、第二过滤层32、第三过滤层33、第四过滤层34和集水槽35分别沿扇形结构的径向从圆周向圆心依次设置；第一过滤层31的顶部间隔形成有若干个进水口，若干个进水口上均连接有进水支管38，若干根进水支管38连接至进水分流管37的一端，进水分流管37的另一端与第二水泵6的出水口连接。优选的，进水支管38的数量不少于三根且等间距分布，便于雨水的分散，达到更好的过滤效果。
40.请参见附图6，所述的垂直流人工湿地4包括第一渗透层41、第二渗透层42、第三渗透层43、第四渗透层44、土壤覆盖层45、进水槽46和出水槽48；进水槽46和出水槽48分别设置在垂直流人工湿地4的两侧，第一渗透层41、第二渗透层42、第三渗透层43、第四渗透层44、土壤覆盖层45由下至上依次设置且位于进水槽46与出水槽48之间；进水槽46的进水口与水平流人工湿地3的集水槽35的出水口连通，进水槽46的出水口通过布水组件与土壤覆盖层45连通；出水槽48与第一渗透层41连通。经过水平流人工湿地3第一次多级过滤后的雨水进入进水槽46内，并通过布水组件均匀分布至土壤覆盖层45，雨水由上至下依次渗透至第一渗透层41，达到五级过滤的目的，雨水最终进入出水槽48内，出水槽48内的雨水可外排或再利用。
41.请参见附图6，所述的布水组件包括第四水泵471、布水管472、布水支管473和喷头474；第四水泵471设置在进水槽46的底部，第四水泵471的出水口通过水管与布水管472的一端连通，布水管472铺设在土壤覆盖层45内；若干根布水支管473的下端分别间隔连接在布水管472上，若干根布水支管473的上端均延伸至土壤覆盖层45的上方并连接有喷头474。喷头474向上喷水，喷出的水与空气充分接触，有利于增加水中的溶氧。
42.请参见附图1至附图6，本发明的工作原理是：
43.初期雨水从进水管11进入进水室内，经过过滤组件15的第一过滤网152和第二过滤网153初步过滤后汇聚在进水室内，雨水初期进水室内的水量较少，浮球阀18处于打开状态，进水通道182、通水孔及出水通道184连通，进水室内的雨水通过浮球安装室19经初期雨水排出口16流入雨污汇流室内。雨量逐渐增加，进水室内的水量较多，浮球阀18上浮关闭，使通水孔与进水通道182和出水通道184错开。进水室内的水位逐渐上升，水位漫过溢流堰14进入雨污汇流室内。通过分流拦截组件1内的溢流堰14、浮球安装室19及浮球阀18将初期雨水和溢流时未过滤的雨水进行分流。
44.雨污汇流室内的雨水通过雨污排出口13经第一水泵5排出至蓄水池2，排出的雨水
为雨污混合体，含有大量杂物，在蓄水池2内进行沉淀，实现二次过滤。蓄水池2的上层雨水通过第二水泵6排出至水平流人工湿地池3及垂直流人工湿地池4进行多级过滤，有效滤除水中的杂质，达到净化目的。
45.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。