一种用于雨水收集的重力驱动超滤装置

本技术属于水热碳湿地绿化，具体涉及一种用于雨水收集的重力驱动超滤装置。

背景技术：

1、我国是人均淡水量最少的国家之一，且水资源时空分布不均。城市化、工业化不断深入，水资源供需矛盾问题日益凸显。干旱区水资源十分短缺，污水和非常规水资源化利用势必成为水资源的重要补充途径。目前新疆在节水和水资源调控方面做了大量工作，采水用水的数量得到了有效控制，取得了较好的环境和生态效益，但缺乏针对区域性的污水资源化及利用技术体系，污水和非常规水资源利用效率还有待进一步提高。

2、雨水作为替代水源大大缓解了饮用水短缺问题，但由于缺少必要的净水装置，村民集水后直接饮用，导致腹泻、痢疾和伤寒等水源性疾病的频繁爆发，对当地群众的生命安全构成了严重威胁。研究发现，干旱区山区、农村地区雨水在长期储存过程中主要的超标水质指标为浊度、色度和微生物，利用超滤工艺能够有效地去除雨水中的悬浮颗粒物以及病原微生物，尤其是在解决微生物超标问题上，与其他雨水深度净化工艺相比，超滤具有明显的技术优势。但是，常规超滤工艺存在构建复杂、操作繁琐、清洗频繁及制水成本高等问题，受地理条件和经济状况的影响，难以在干旱区山区、农村地区广泛应用。同时，由于在运行过程中产生的膜污染，以及由膜污染带来的高维护、高能耗等问题，传统超滤技术在该地区的推广难以实现。

3、因此，设计一种用于雨水收集的重力驱动超滤装置，能够有效运用到山区农村地区进行雨水的采集过滤，并方便维护和操作，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、基于此，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种用于雨水收集的重力驱动超滤装置，该装置通过雨水窖广泛的收集雨水到集水池中进行集中处理，由于清水池的液面与集水池存在高度差，能够充分利用重力效应实现对雨水的过滤。同时通过获取过滤流量情况来开启反清洗组件进行及时有效的反清洗，大大方便了对于装置的操作和维护，提高了装置的工作效率。

2、本实用新型提供的第一种技术方案：

3、一种用于雨水收集的重力驱动超滤装置，其包括清水池、集水池、雨水窖、超滤膜组件、取水组件、反冲洗组件、过滤网、第一过滤层以及推流搅拌器；清水池设置于雨水窖的下方；集水池位于清水池中，且集水池靠近雨水窖并与雨水窖联通；超滤膜组件位于集水池与清水池之间，且集水池的底部与超滤膜组件的进水口联通；取水组件的取水端设置于清水池中，且取水端靠近清水池的池底；反冲洗组件的冲洗端位于清水池中，且冲洗端与超滤膜组件联通；过滤网位于雨水窖和集水池之间；推流搅拌器设置于集水池中；集水池的池底铺设第一过滤层。

4、进一步地，清水池中的液面高度位于集水池底部到超滤膜组件的进水口之间。

5、进一步地，超滤膜组件的装填密度为180㎡/m3，膜丝长度为160mm，膜孔径为40nm。

6、进一步地，取水组件包括取水泵、取水管以及液位检测器；取水管与取水泵连接，且取水管的取水端位于清水池中；液位检测器设置于清水池中，且液位检测器与取水泵连接。

7、进一步地，反冲洗组件包括反冲洗泵、反冲洗管以及流量检测器；反冲洗管的一端与反冲洗泵连接，且反冲洗管的冲洗端与超滤膜组件联通；流量检测器设置于超滤膜组件上，且流量检测器与反冲洗泵连接。

8、进一步地，还包括过滤网、第一过滤层以及推流搅拌器；过滤网位于雨水窖和集水池之间；推流搅拌器设置于集水池中；集水池的池底铺设第一过滤层。

9、进一步地，第一过滤层为石墨烯。

10、进一步地，第一过滤层为活性炭。

11、本实用新型的有益效果在于：

12、用于雨水收集的重力驱动超滤装置通过雨水窖广泛的收集雨水到集水池中进行集中处理，由于清水池的液面与集水池存在高度差，能够充分利用重力效应实现对雨水的过滤。同时通过获取过滤流量情况来开启反清洗组件进行及时有效的反清洗，大大方便了对于装置的操作和维护，提高了装置的工作效率。

技术特征：

1.一种用于雨水收集的重力驱动超滤装置，其特征在于，包括清水池、集水池、雨水窖、超滤膜组件、取水组件、反冲洗组件、过滤网、第一过滤层以及推流搅拌器；所述清水池设置于所述雨水窖的下方；所述集水池位于所述清水池中，且所述集水池靠近所述雨水窖并与所述雨水窖联通；所述超滤膜组件位于所述集水池与所述清水池之间，且所述集水池的底部与所述超滤膜组件的进水口联通；所述取水组件的取水端设置于所述清水池中，且所述取水端靠近所述清水池的池底；所述反冲洗组件的冲洗端位于所述清水池中，且所述冲洗端与所述超滤膜组件联通；所述过滤网位于所述雨水窖和所述集水池之间；所述推流搅拌器设置于所述集水池中；所述集水池的池底铺设所述第一过滤层。

2.如权利要求1所述的用于雨水收集的重力驱动超滤装置，其特征在于，所述清水池中的液面高度位于所述集水池底部到所述超滤膜组件的进水口之间。

3.如权利要求2所述的用于雨水收集的重力驱动超滤装置，其特征在于，所述超滤膜组件的装填密度为180㎡/m3，膜丝长度为160mm，膜孔径为40nm。

4.如权利要求1所述的用于雨水收集的重力驱动超滤装置，其特征在于，所述取水组件包括取水泵、取水管以及液位检测器；所述取水管与所述取水泵连接，且所述取水管的所述取水端位于所述清水池中；所述液位检测器设置于所述清水池中，且所述液位检测器与所述取水泵连接。

5.如权利要求1所述的用于雨水收集的重力驱动超滤装置，其特征在于，所述反冲洗组件包括反冲洗泵、反冲洗管以及流量检测器；所述反冲洗管的一端与所述反冲洗泵连接，且所述反冲洗管的所述冲洗端与所述超滤膜组件联通；所述流量检测器设置于所述超滤膜组件上，且所述流量检测器与所述反冲洗泵连接。

6.如权利要求1所述的用于雨水收集的重力驱动超滤装置，其特征在于，所述第一过滤层为石墨烯。

7.如权利要求1所述的用于雨水收集的重力驱动超滤装置，其特征在于，所述第一过滤层为活性炭。

技术总结
本技术涉及提供一种用于雨水收集的重力驱动超滤装置，涉及雨水收集处理技术领域。该装置包括清水池、集水池、雨水窖、超滤膜组件、取水组件、反冲洗组件、过滤网、第一过滤层以及推流搅拌器；清水池位于雨水窖的下方；集水池位于清水池中，且集水池与雨水窖联通；超滤膜组件位于集水池与清水池之间，且集水池的底部与超滤膜组件的进水口联通；取水组件的取水端位于清水池中，且取水端靠近清水池的池底；反冲洗组件的冲洗端位于清水池中，且冲洗端与超滤膜组件联通；过滤网位于雨水窖和集水池之间；推流搅拌器设置于集水池中；集水池的池底铺设第一过滤层。其有效运用到山区农村地区进行雨水采集过滤，并方便维护和操作。

技术研发人员：裴亮,张晓慧,杨帆,多佳,赵建国,李经纬
受保护的技术使用者：中国科学院新疆生态与地理研究所
技术研发日：20230519
技术公布日：2024/1/14