城市道路雨水收集处理系统及其施工方法与流程

本发明涉及市政建设，特别涉及一种城市道路雨水收集处理系统及其施工方法。

背景技术：

海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。建海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系，也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。

公开号为CN105735449A的中国专利公开了一种城市道路雨水收集处理系统。该雨水收集处理系统雨水经过第一滤网的过滤进入雨水收集池。而雨水中携带的污泥会流向与雨水收集池连通的污泥池，而雨水则会流向通过管道流入生物池进行生物处理，经过生物处理后的雨水通过管道流入蓄水塔中。蓄水塔中的雨水经过在水泵作用下能够再次得以利用。

在该雨水收集处理系统使用过程中，污泥池的污泥积累较少，污泥池和雨水收集池处于连通状态时，雨水首先流向污泥池。只有当污泥池的水面、雨水收集池的水面和与雨水收集池连通的管道齐平时，雨水才能够进入管道。当污泥池的污泥积累到污泥池和雨水收集池的连通处齐平时，污泥池和雨水收集池的连通处被污泥封闭，雨水只会在雨水收集池中积累。当雨水收集池的水面和与雨水收集池连通的管道齐平时，雨水才能够进入管道。当污泥池的污泥积累到污泥池和雨水收集池中的污泥和与雨水收集池连通的管道齐平时，污泥封闭管道，从而雨水难以通过管道进入下一处理工序。

因此，在该雨水处理收集系统的运行过程中，初期阶段对雨水的收集较少，后期阶段对难以对雨水进行收集，从而导致对雨水的收集处理能力较差，有待改进。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种城市道路雨水收集处理系统。该雨水收集处理系统在收集雨水的过程中能够将自动将沉积较多的泥沙排入污泥池，从而能够避免泥沙沉积过多导致无法对雨水收集的问题，增强对雨水的收集处理能力。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种城市道路雨水收集处理系统，包括雨水收集池和位于雨水收集池下方的污泥池，所述雨水收集池和污泥池设置有用于连通雨水收集池和污泥池的出料管，所述雨水收集池两侧分别设置有用于泥沙进入出料管的出料口和用于雨水离开雨水收集池的排水口，所述排水口高于出料口，所述出料管靠近出料口的一端设置有封闭出料口的封闭板以及用于驱动封闭板移动的电机，所述电机通过导线连接有电源，所述电源通过导线连接有第一触点，所述电机通过导线连接有第二触点，所述雨水收集池设置有弧形隔板，所述弧形隔板的中心朝向雨水收集池池底的一侧设置有弹簧，所述弹簧的两端分别与弧形隔板和雨水收集池的池底连接，所述弹簧连接有衔铁，当弧形隔板从背离雨水池池底形变至朝向雨水收集池池底时，衔铁的两端分别与第一触点和第二触点抵接，电机驱动封闭板移动使出料口开启。

通过采用上述技术方案，弧形隔板的弹性和刚性刚好适中，因此弧形隔板只能处于两种状态：弧形隔板朝向雨水收集池的底部和弧形隔板背离雨水收集池的底部。当弧形隔板在外力作用下，能够从其中一种状态切换到另一种状态。弧形隔板在这两种状态切换时，弧形隔板中间的位移值较小，即弧形隔板的形变范围较小。当雨水收集池中的沉积有较多的泥沙时，泥沙对于弧形隔板的作用力大于弧形隔板自身形变阻力和弹簧的对于弧形隔板的作用力时，弧形隔板从弧形隔板朝向雨水收集池的底部切换到弧形隔板背离雨水收集池的底部。弧形隔板的形变带动弹簧发生形变，从而带动衔铁移动至衔铁的两端分别与第一触点和第二触点抵接。此时，电路处于连通状态，电机驱动封闭板移动，出料口处于开启状态。由于雨水收集池中的泥沙流动性较强，因此流出出料口并经过出料管流入污泥池。当雨水收集池中的泥沙流入污泥池后，泥沙对于弧形隔板的作用力和弧形隔板自身形变阻力之和小于弹簧对于弧形隔板的作用力时，弧形隔板从弧形隔板背离雨水收集池的底部切换到弧形隔板朝向雨水收集池的底部。弧形隔板的形变带动弹簧发生形变，从而带动衔铁移动至衔铁的两端分别与第一触点和第二触点分离，此时，电路处于断开状态，电机失去对封闭板的作用力，封闭板在自身重力作用下移动至封闭出料口。

本发明进一步设置为：所述雨水收集池在排水口上方设置有滤网。

通过采用上述技术方案，由于城市道路上的污物各种各样，在下雨时会随着流水流动，因此滤网的设置能够对雨水进行初步过滤，避免体积较大的污物直接进入雨水收集池中，造成排水口和出料口的堵塞。

本发明进一步设置为：所述雨水收集池设置有连接于排水口的排水管，所述排水管远离排水口的一端连接有生物池。

通过采用上述技术方案，生物池对雨水能够进行生物处理，降低雨水中的致病菌含量，增强后续的雨水利用的安全性能。

本发明进一步设置为：所述生物池连接有储水管，所述储水管远离生物池的一端连接有蓄水塔。

通过采用上述技术方案，当雨水经过生物池处理后，流入蓄水塔进行备用。

本发明进一步设置为：所述蓄水塔的底部设置有分流管，所述分流管与市政供水系统连通。

通过采用上述技术方案，蓄水塔和市政供水系统连通，因此当蓄水塔中的雨水较多时，可以通过分流管由市政供水系统进行调配，使积蓄的雨水不止服务于设置蓄水塔的路面，也可以服务于其他地方。同时，也避免在连绵暴雨的情况下，导致蓄水塔中液面过高，导致经过生物处理后的雨水无法流入的情况发生。

本发明进一步设置为：所述蓄水塔内设置有将雨水输送到蓄水塔的顶端的水泵，所述蓄水塔的顶端设置有和蓄水塔内部连通的连通槽，所述蓄水塔的顶端设置有定位轴，所述定位轴套接有定位板，所述定位板一体连接有与定位轴套接的活动套，所述定位板的边沿设置有垂直于定位板的限位板，所述限位板设置有喷水槽，所述限位板背离定位板的一侧沿着定位板的圆周方向设置有多块驱动板，多块所述驱动板远离限位板的一端均与活动套固接，多块所述驱动板均呈倾斜设置且倾斜方向相同。

通过采用上述技术方案，当需要对城市道路的路面进行洒水时，水泵开始工作，将积蓄的雨水输送到蓄水塔位于路基上方的顶端。由于水泵提供给雨水较大的动力，因此雨水冲击驱动板，雨水穿过相邻两块驱动板之间的空隙后冲击定位板。而当雨水冲击驱动板时，由于驱动板呈倾斜设置，因此驱动板对于雨水的冲力分成沿着限位板圆周方向的分力和沿着定位轴轴向的分力。沿着限位板圆周方向的分力能够驱动驱动板绕着定位轴转动，从而带动限位板转动。当喷水槽对准连通槽时，雨水能够经过喷水槽和连通槽喷出，并在重力作用下呈抛物线落到路面上。随着限位板转动，喷水槽也随之转动，从而雨水喷出方向也呈圆周转动。

本发明进一步设置为：所述喷水槽设置有两个，两个所述喷水槽相对设置在限位板上。

通过采用上述技术方案，当其中一个喷水槽和连通槽恰好错位时，另一个喷水槽和连通槽对齐。因此，两个对称设置的喷水槽能够保证在限位板转动过程中始终对路面进行喷水。

本发明进一步设置为：所述定位轴远离蓄水塔的顶端的一端一体连接有限位块。

通过采用上述技术方案，定位板、驱动板和限位板等在自身重力作用下会沿着定位轴的轴向移动，而限位块的设置起到避免定位板完全脱离定位轴。

本发明进一步设置为：所述限位块的圆周直径从远离蓄水塔的顶端的一端往靠近蓄水塔的顶端的一端逐渐增大。

通过采用上述技术方案，若限位块的圆周直径从远离蓄水塔的顶端的一端往靠近蓄水塔的顶端的一端不变，则雨水直接冲击到限位块上，容易导致限位块发生损坏。而限位块的圆周直径从远离蓄水塔的顶端的一端往靠近蓄水塔的顶端的一端逐渐增大，则雨水冲击到限位块时，限位块的侧壁会对雨水进行导流，引导雨水向旁边运动来冲击驱动板，从而减少限位块的正面受力，延长限位块的使用时间。

本发明的另一目的在于提供一种城市道路雨水收集处理系统的施工方法，包括如下步骤：

Step1：在城市道路的路面的两侧先开设四个安装槽，依次将污泥池、雨水收集池、生物池和蓄水塔放入安装槽中，将雨水收集池的出料口和污泥池通过出料管连通，将雨水收集池的排水口和生物池通过排水管连通，所述生物池和蓄水塔通过储水管连通；

Step2：在安装槽中铺设水泥固化，并在水泥上方形成路基，路基和城市道路之间形成排水沟，排水沟的深度从两端往中间增大，而雨水收集池的入口正好位于排水沟的中间，蓄水塔部分位于路基；

Step3：在排水沟上方铺设漏水板。

通过采用上述技术方案，路面的雨水首先经过漏水板的过滤进入排水沟，而排水沟的深度从两端往中间增大，从而能够对雨水进行汇聚，使雨水尽可能多进入雨水收集池中。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、该雨水收集处理系统能够在收集雨水的过程中能够将自动将沉积较多的泥沙排入污泥池，从而能够避免泥沙沉积过多导致无法对雨水收集的问题，增强对雨水的收集处理能力。收集的雨水经过生物处理后，一方面用于向路面喷洒雨水，满足雨水收集地的用水需求，另一方面经过分流管与市政供水系统连通，实现区域内水量调动。因此，雨水的收集利用一方面节省水的运输成本，另一方面调节区域内的水量分布，避免局部水量过低或者过多；

2、弹簧一方面起到提供弧形隔板状态切换所需的动力，另一方面作为开关控制电路的连通和出料口的启闭；

3、定位板的设置一方面起到改变雨水流动方向，使雨水从喷水槽喷出的作用，另一方面起到能够将蓄水塔内的雨水和外界大气隔绝，起到对雨水的保护作用。

附图说明

图1为实施例2的结构示意图；

图2为实施例2去除路面和路基下方土壤后的结构示意图；

图3为图2中A区域的放大图；

图4为实施例2中排水沟和雨水收集池连接部分的排水沟局部透视图；

图5为实施例1中雨水收集池的透视图；

图6为实施例1中排水管和雨水收集池连接部的透视图；

图7为实施例1中蓄水塔的透视图；

图8为实施例1中蓄水塔顶端的结构示意图；

图9为实施例1中蓄水塔顶端去除定位板、限位板、驱动板和活动套后的结构示意图；

图10为实施例1中定位板、限位板、驱动板和活动套连接结构示意图。

附图标记：1、污泥池；2、雨水收集池；3、生物池；4、蓄水塔；5、出料管；6、排水管；7、储水管；8、弹簧；9、第一触点；10、第二触点；11、衔铁；12、弧形隔板；13、电机；14、电源；15、出料口；16、封闭板；17、排水口；18、滤网；19、水泵；20、连通槽；21、定位轴；22、定位板；23、活动套；24、限位板；25、喷水槽；26、驱动板；27、限位块；28、路基；29、排水沟；30、路面；31、漏水板；32、分流管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1

参照图2，一种城市道路雨水收集处理系统，包括污泥池1、雨水收集池2、生物池3和蓄水塔4。污泥池1和雨水收集池2通过出料管5连通，雨水收集池2和生物池3通过排水管6连通，生物池3和蓄水塔4通过储水管7连通。蓄水塔4的底部通过分流管32和市政供水系统连通。

参照2、3和5，雨水收集池2的底部的中心处连接处弹簧8。雨水收集池2的池壁设置有第一触点9和第二触点10。第一触点9和第二触点10和第二触点10离雨水收集池2的池底的距离相等。弹簧8的中部固定连接有衔铁11。衔铁11离雨水收集池2的池底的距离大于第一触点9和第二触点10离雨水收集池2的池底的距离。弹簧8远离雨水收集池2的底部的一端连接有弧形隔板12。弧形隔板12的中心处与弹簧8连接，而弧形隔板12的边沿与雨水收集池2的池壁固定连接。弧形隔板12的弹性和刚性刚好适中，因此弧形隔板12只能处于两种状态：弧形隔板12朝向雨水收集池2的底部和弧形隔板12背离雨水收集池2的底部。当弧形隔板12在外力作用下，能够从其中一种状态切换到另一种状态。弧形隔板12在这两种状态切换时，弧形隔板12中间的位移值较小，即弧形隔板12的形变范围较小。但是，当弧形隔板12从弧形隔板12朝向雨水收集池2的底部切换为弧形隔板12背离雨水收集池2的底部时，虽然弧形隔板12的形变范围很小，但仍然能够带动弹簧8发生形变，从而带动衔铁11移动至衔铁11的两端分别与第一触点9和第二触点10抵接。第一触点9通过导线连接有电机13，第二触点10通过导线连接有电源14。电机13和电源14通过导线连通。

参照图5和6，雨水收集池2的侧壁设置有出料口15。出料口15离雨水收集池2的池底的距离大于弧形隔板12的边沿离雨水收集池2的池底的距离。出料管5与出料口15对齐，出料管5靠近出料口15的一端设置有封闭板16，封闭板16起到封闭出料口15的作用。封闭板16与电机13连接并能够在电机13带动下移动，从而使出料口15处于开启状态。

参照4和5，雨水收集池2的侧壁还设置有排水口17，排水口17离雨水收集池2的池底的距离大于弧形隔板12的边沿离雨水收集池2的池底的距离。排水口17和出料口15相对设置在雨水收集池2的侧壁上。出料口15离雨水收集池2的池底的距离小于排水口17离雨水收集池2的池底的距离。雨水收集池2的入口处设置有滤网18。

参照图7、8、9和10，蓄水塔4中设置有水泵19，水泵19能够将蓄水塔4中的雨水输送到蓄水塔4的顶端。蓄水塔4的顶端的侧壁设置有连通槽20，连通槽20和蓄水塔4内部连通。从俯视方向观察，连通槽20位于蓄水塔4一半的圆周上。蓄水塔4的顶端设置有定位轴21，定位轴21套接有定位板22，定位轴21位于定位板22的中心处。定位板22能够绕着定位轴21转动且可沿着定位轴21的轴向移动。定位板22在中心处一体连接有与定位轴21套接的活动套23。定位板22的边沿设置有垂直于定位板22的限位板24，限位板24开设有两个喷水槽25。两个喷水槽25相对设置在限位板24上。限位板24背离定位板22的一侧连接有多个驱动板26。多个驱动板26沿着定位板22的圆周方向等间距分布。驱动板26远离限位板24的一端与活动套23固接。多块驱动板26均呈倾斜设置且多块驱动板26的倾斜方向相同。

参照图9，定位轴21远离蓄水塔4的顶端的一端一体连接有限位块27，限位块27的圆周直径从远离蓄水塔4的顶端的一端往靠近蓄水塔4的顶端的一端逐渐增大。限位块27靠近蓄水塔4的顶端的一端的圆周直径大于定位轴21的直径，与活动套23的外径相等。

实施例2

参照图1、2和4，一种城市道路雨水收集处理系统的施工方法，包括如下步骤：

Step1：在城市道路的路面30的两侧先开设四个安装槽，依次将污泥池1、雨水收集池2、生物池3和蓄水塔4放入安装槽中，将雨水收集池2的出料口15和污泥池1通过出料管5连通，将雨水收集池2的排水口17和生物池3通过排水管6连通，所述生物池3和蓄水塔4通过储水管7连通；

Step2：在安装槽中铺设水泥固化，并在水泥上方形成路基28。路基28和城市道路之间形成排水沟29，排水沟29的深度从两端往中间增大，而雨水收集池2的入口正好位于排水沟29的中间，蓄水塔4部分位于路基28；

Step3：在排水沟29上方铺设漏水板31。

工作过程：城市道路在设计时，路面30中间的水平高度高于两侧的水平高度。因此当雨水落到城市道路的路面30上时，雨水会在自身重力作用下流向路面30的两侧。雨水经过漏水板31的空隙进入排水沟29中。而当雨水流入排水沟29后，雨水在自身重力作用下往排水沟29的中间汇聚。因此，雨水恰好经过滤网18流入雨水收集池2。

随着雨水在雨水收集池2中的积累，水面逐渐升高。当水面与排水口17齐平时，雨水流出排水口17并经过排水管6进入生物池3。生物池3对雨水进行生物处理后经过储水罐进入蓄水塔4，蓄水塔4对雨水进行积蓄。

而当需要对城市道路的路面30进行洒水时，水泵19开始工作，将积蓄的雨水输送到蓄水塔4位于路基28上方的顶端。由于水泵19提供给雨水较大的动力，因此雨水冲击驱动板26，雨水穿过相邻两块驱动板26之间的空隙后冲击定位板22。由于雨水对定位板22的冲力克服定位板22、驱动板26和限位板24等总重，因此定位板22、驱动板26和限位板24等沿着定位轴21的轴向朝蓄水塔4的顶端移动至定位板22与蓄水塔4的顶端抵接。而当雨水冲击驱动板26时，由于驱动板26呈倾斜设置，因此驱动板26对于雨水的冲力分成沿着限位板24圆周方向的分力和沿着定位轴21轴向的分力。沿着限位板24圆周方向的分力能够驱动驱动板26绕着定位轴21转动，从而带动限位板24转动。当喷水槽25对准连通槽20时，雨水能够经过喷水槽25和连通槽20喷出，并在重力作用下呈抛物线落到路面30上。随着限位板24转动，喷水槽25也随之转动，从而雨水喷出方向也呈圆周转动。由于喷水槽25设置有两个，因此，当其中一个喷水槽25和连通槽20错位，另一个喷水槽25恰好与连通槽20对齐，从而能够保证在限位板24转动过程中始终对路面30进行喷水。而当水泵19停止工作时，雨水不再对定位板22、驱动板26和限位板24等进行冲击，因此定位板22、驱动板26和限位板24等在自身重力作用下沿着定位轴21朝远离蓄水塔4的顶端方向移动至套环与限位块27抵接。此时，限位板24与蓄水塔4的侧面抵接，从而避免蓄水塔4内的雨水和外界大气直接连通，起到对雨水的保护作用。

而在雨水的流动过程中，雨水会夹带泥沙，因此泥沙也会随着雨水进入雨水收集池2。而泥沙在重力作用下沉积到弧形隔板12上。而雨水则处于泥沙的上方。当雨水收集池2中的沉积有较多的泥沙时，泥沙对于弧形隔板12的作用力大于弧形隔板12自身形变阻力和弹簧8的对于弧形隔板12的作用力时，弧形隔板12从弧形隔板12朝向雨水收集池2的底部切换到弧形隔板12背离雨水收集池2的底部。弧形隔板12的形变带动弹簧8发生形变，从而带动衔铁11移动至衔铁11的两端分别与第一触点9和第二触点10抵接。此时，电路处于连通状态，电机13驱动封闭板16移动，出料口15处于开启状态。由于雨水收集池2中的泥沙流动性较强，因此流出出料口15并经过出料管5流入污泥池1。

当雨水收集池2中的泥沙流入污泥池1后，泥沙对于弧形隔板12的作用力和弧形隔板12自身形变阻力之和小于弹簧8对于弧形隔板12的作用力时，弧形隔板12从弧形隔板12背离雨水收集池2的底部切换到弧形隔板12朝向雨水收集池2的底部。弧形隔板12的形变带动弹簧8发生形变，从而带动衔铁11移动至衔铁11的两端分别与第一触点9和第二触点10分离，此时电路处于断开状态，电机13失去对封闭板16的作用力，封闭板16在自身重力作用下移动至封闭出料口15。