初期雨水的回收利用装置和初期雨水的回收利用方法与流程

1.本发明涉及初期雨水的采集和应用领域，具体地涉及一种初期雨水的回收利用装置和初期雨水的回收利用方法。


背景技术：

2.初期雨水一般指前10～15mm的降雨形成的径流，经过淋洗大气、冲刷路面、城市建筑物、城市废弃物后进入地面水体，污染程度较高，加重城市水源污染，从而影响水资源的可持续利用，加剧水资源短缺的危机。
3.对于初期雨水截留系统规模的计算方法，国内外研究较少。目前很多方法只适用于建筑小区、屋面等集雨面积小的工程设计，例如，根据当地10分钟最大降雨深度乘以污染面积得出初期雨水量，以此作为调节池的有效容积。这种方法显然不适用于全流域总口截留初期雨水的规模计算。
4.城市初期雨水量大、聚集时间短，城市再生水厂没有足够的负荷处理初期雨水。且目前我国鲜有城市再生水厂在规划时就考虑到初期雨水的处理量和收集用地，市政污水管网也未考虑初期雨水的规模。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了克服由于市政管理中缺乏对初雨进行回收处理装置及方法，导致雨水无法进入市政污水管，且夹杂各种杂质直接排入河中致使河道水体受污染、河道景观受影响的技术问题。本发明提供一种初期雨水的回收利用装置和初期雨水的回收利用方法，以解决上述技术问题。
6.为了实现上述目的，本发明一方面提供一种初期雨水的回收利用装置；
7.该初期雨水的回收利用装置包括，雨水收集暗涵、初雨调节池、溢流暗涵和初雨排除泵站，其中，
8.所述雨水收集暗涵用于将雨水管收集到的雨水汇流至初雨调节池中，所述初雨调节池的上端口连通能够将所述初雨调节池中溢出的雨水排至河道的溢流暗涵；
9.所述初雨排除泵站的初雨排除泵设置在所述初雨调节池的下端，以用于将初雨调节池中的雨水抽送至市政污水管线。
10.本发明的初期雨水的回收利用装置上述结构的设置，利用雨水收集暗涵对雨水进行收集，避免携带各种杂质的初级的雨水直接流入河道中，设置初雨调节池接收雨水收集暗涵汇聚的初级的雨水并进行存储以达到静置和沉淀的作用，设置初雨排除泵站对初雨调节池中的雨水抽送至市政污水管线进行回收处理利用，同时溢流暗涵的设定可将因雨水流量过大而导致自初雨调节池溢流出的雨水排至河道中，避免雨水收集暗涵以及初雨调节池中的雨水回流，导致初期雨水的收集效果受到影响；从而解决了由于市政管理中缺乏对初雨进行回收处理装置及方法，导致雨水无法进入市政污水管，且夹杂各种杂质直接排入河中致使河道水体受污染、河道景观受影响的技术问题。
11.优选地，溢流暗涵与河道的连通口设置在所述河道的预设水位之下。
12.优选地，所述溢流暗涵的底壁不高于所述雨水收集暗涵的底壁高度，所述溢流暗涵的底壁高度高于所述初雨调节池的预设雨水沉积层高。
13.优选地，所述溢流暗涵的底壁与所述初雨调节池的顶面齐平。
14.优选地，多个所述雨水管形成的雨水管网通过所述雨水收集暗涵将雨水汇流至设置在所述雨水管网和/或雨水收集暗涵至少一个端口处的初雨调节池中。
15.优选地，至少所述雨水收集暗涵、初雨调节池和溢流暗涵设置在地下。
16.优选地，所述雨水收集暗涵在河道延伸方向上的宽度不小于4m，高度不小于3m。
17.本发明第二方面提供一种初期雨水的回收利用方法；
18.该初期雨水的回收利用方法包括，
19.通过雨水收集暗涵将雨水管收集到的雨水汇流至初雨调节池中，所述初雨调节池的上端口连通溢流暗涵，以确保自所述初雨调节池中溢出的雨水通过溢流暗涵排至河道中；
20.通过初雨排除泵站连通市政污水管线和所述初雨调节池，所述初雨排除泵站的初雨排除泵设置在所述初雨调节池的下端，以将初雨调节池中的雨水抽送至市政污水管线；
21.当初雨调节池开始蓄水时，启动初雨排除泵，将雨水排入市政污水管线，同时初雨调节池水位不断上涨至超过雨水收集暗涵底壁时，所述初雨调节池中的雨水溢流至溢流暗涵，并通过溢流暗涵排至河道。
22.优选地，该回收利用方法还包括，
23.在降雨初期，开启初雨排除泵将雨水排入市政污水管，当初雨调节池内的水位超过雨水收集暗涵底壁高度后，关闭初雨排除泵，待超过雨水收集暗涵底壁的雨水通过溢流暗涵排入河道后，再开启初雨排除泵，以将初雨调节池排空。
24.优选地，所述雨水收集暗涵在河道延伸方向上的宽度不小于4m，高度不小于3m；和/或，
25.所述初雨排除泵的数量和流量标准根据预设初雨量和市政污水管、再生水厂接纳初雨的预设值来确定。
附图说明
26.图1是本发明的初期雨水的回收利用装置的横向结构示意图；
27.图2是图1的纵向结构示意图。
28.附图标记说明
29.0、河道；1、雨水管；2、雨水收集暗涵；3、初雨调节池；4、溢流暗涵；5、初雨排除泵站；501、初雨排除泵。
具体实施方式
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范
围。
31.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
32.在本发明中，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“中”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
33.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
34.此外，术语“设置”、“连接”、“连通”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
36.本发明提出了一种初期雨水的回收利用装置，该技术可应用于城市河道、湖泊，具体的本发明技术方案结合地方降雨特点、市政污水管网特点、再生水厂特点，建设调节池收集初期雨水，当降雨停止后，再将初期雨水送入市政污水管线和再生水厂，使调蓄之后的泵站和市政污水管可以采用较小的流量。
37.如图1至图2所示，本发明提供的初期雨水的回收利用装置，包括雨水收集暗涵2、初雨调节池3、溢流暗涵4和初雨排除泵站5，其中，雨水收集暗涵2用于将雨水管1收集到的雨水汇流至初雨调节池3中，初雨调节池3的上端口连通能够将初雨调节池3中溢出的雨水排至河道0中的溢流暗涵4；初雨排除泵站5的初雨排除泵501设置在初雨调节池3的下端，以用于将初雨调节池3中的雨水抽送至市政污染管线。
38.本发明的初期雨水的回收利用装置上述结构的设置，利用雨水收集暗涵对雨水进行收集，避免携带各种杂质的初级的雨水直接流入河道中，设置初雨调节池接收雨水收集暗涵汇聚的初级的雨水并进行存储以达到静置和沉淀的作用，设置初雨排除泵站对初雨调节池中的雨水抽送至市政污水管线进行回收处理利用，同时溢流暗涵的设定可将因雨水流量过大而导致自初雨调节池溢流出的雨水排至河道中，避免雨水收集暗涵以及初雨调节池中的雨水回流，导致初期雨水的收集效果受到影响；从而解决了由于市政管理中缺乏对初雨进行回收处理装置及方法，导致雨水无法进入市政污水管，且夹杂各种杂质直接排入河中致使河道水体受污染、河道景观受影响的技术问题。
39.在本发明可选的实施例中，溢流暗涵4与河道0的连通口设置在河道0的预设水位之下；所述预设水位为河道的常规水位，预设水位的具体的设定值取决于河道自身常年的水位高度，具体预设水位高度根据河道水位的记录数据而定。
40.在本发明可选的实施例中，溢流暗涵4的底壁不高于雨水收集暗涵2的底壁高度，
溢流暗涵4的底壁高度高于初雨调节池3的预设雨水沉积层高。该预设雨水沉积层的高度，具体的设定可根据本发明的初期雨水的回收利用装置的设定环境进行取值，当设定的环境雨水的冲积沉淀物较多时，预设雨水沉积层的高度越高，当设定的环境雨水的冲积沉淀物较少时，预设雨水沉积层的高度可以设定低一些，具体的设定数值根据具体的使用环境进行试验推导得出。
41.在本发明可选的实施例中，溢流暗涵4的底壁与初雨调节池3的顶面齐平。以确保初雨调节池3中的雨水在蓄满后可平缓的溢流至溢流暗涵4中，并经由溢流暗涵4排至河道0中。
42.在本发明可选的实施例中，多个雨水管1形成的雨水管网通过雨水收集暗涵2将雨水汇流至设置在雨水管网和/或雨水收集暗涵2至少一个端口处的初雨调节池3中，以适应不同的外部环境对于雨水采集的需求；在本发明的其他实施例中，包括多个初雨调节池3，多个初雨调节池3可单独设置，也可连通设置，以满足不同降雨量地区对于雨水存储和沉积的需求。
43.在本发明可选的实施例中，至少雨水收集暗涵2、初雨调节池3和溢流暗涵4设置在地下，以提高地面的空间利用率，同时可避免因初雨采集和处理在地面上进行不要的功能性装置的位置摆放布局而影响地面景观情况的发生。
44.在本发明可选的实施例中，因雨水收集暗涵作为连接所有市政雨水管的母管，规模的确定应以便于清淤为原则，为避免雨水收集暗涵淤泥堵塞而减小过流面积。该雨水收集暗涵的清淤方式优选机械清淤方式，为满足机械清淤的条件，优选地该雨水收集暗涵2在河道延伸方向上的宽度不小于4m，高度不小于3m。
45.本发明还提供了一种初期雨水的回收利用方法；
46.该初期雨水的回收利用方法包括，
47.通过雨水收集暗涵2将雨水管1收集到的雨水汇流至初雨调节池3中，初雨调节池3的上端口连通溢流暗涵4，以确保自初雨调节池3中溢出的雨水通过溢流暗涵4排至河道0中；
48.通过初雨排除泵站5连通市政污水管线和初雨调节池3，初雨排除泵站5的初雨排除泵501设置在初雨调节池3的下端，以将初雨调节池3中的雨水抽离至市政污染管线；
49.当初雨调节池3开始蓄水时，启动初雨排除泵501，将雨水排入市政污水管线，同时初雨调节池3水位不断上涨至超过雨水收集暗涵2底壁时，初雨调节池3中的雨水溢流至溢流暗涵4，并通过溢流暗涵4排至河道0。
50.在本发明进一步可选的实施例中，该回收利用方法还包括，在降雨初期，开启初雨排除泵501将雨水排入市政污水管，避免未经处理的雨水流入河道中；当初雨调节池3内的水位超过雨水收集暗涵2的底壁高度后，关闭初雨排除泵501，雨水自雨水收集暗涵2流入初雨调节池3后进行静置，使雨水中附带的因重刷地表或建筑物等而混杂的各类杂质进行沉淀，该初雨调节池3中上层的雨水，因待处理雨水的不断注入而在溢流至超过雨水收集暗涵2底壁后经溢流暗涵4排入河道0；待雨水不再溢流至溢流暗涵4，再开启初雨排除泵501，在初雨排除泵501的作用下以将初雨调节池3中的雨水乃至淤积物排空，为下次雨水的采集和处理留出空间。
51.在本发明可选的实施例中，雨水收集暗涵2在河道延伸方向上的宽度不小于4m，高
度不小于3m；和/或，包括多个初雨排除泵501，该多个初雨排除泵501的数量和流量标准根据预设初雨量和市政污水管、再生水厂接纳初雨的预设值来确定。
52.本发明的初期雨水的回收利用装置和初期雨水的回收利用方法在实际工程中的应用操作可变形为：
53.(1)确定雨水收集暗涵规模
54.雨水收集暗涵作为连接所有市政雨水管的母管，规模的确定应以便于清淤为原则，为避免雨水收集暗涵淤泥堵塞而减小过流面积。该雨水收集暗涵的清淤方式优选机械清淤方式，为满足机械清淤的条件，优选地雨水收集暗涵沿在河道延伸方向上的设计宽度不小于4m，高度不小于3m。
55.(2)确定初雨排除泵站规模
56.雨水收集暗涵的末端设置的初雨排除泵站需配备初雨排除泵，初雨排除泵的数量和流量标准视初雨量和市政污水管、再生水厂接纳初雨的能力确定。
57.(3)确定初雨调节池规模
58.依据水库调洪演算的理论，根据降雨历时、初雨调节池容积、初雨排除泵规模三因素，确定初雨调节池容积。
59.(4)采集后的雨水利用
60.初期的雨水经初雨排除泵排入市政污水管线，经再生水厂处理后作为再生水以用于冲厕、灌溉、清洗马路等。具体运行方式为，在降雨初期，开启初雨排除泵将雨水排入市政污水管，当初雨调节池内的水位超过雨水收集暗涵的底壁高度后，关闭初雨排除泵，待中雨水停止因溢流而排入河道后，再开启初雨排除泵，将初雨调节池中的雨水及淤积物排空，以迎接下一场降雨。其中，自初雨调节池溢流至河道中的雨水，因经过了初雨调节池的缓冲静置而排入河道，杂质较少，可直接作为景观用水。
61.本发明的初期雨水的回收利用装置和初期雨水的回收利用方法，至少可实现以下有益的技术效果：
62.(1)准确控制初期雨水
63.本发明的回收利用方法及结构的设定引入了水库调洪演算的原理，合理确定初雨调节池容积，降低工程投资，准确控制初期雨水。
64.(2)初期的雨水、中后期的雨水自动切换，降低管理人员工作强度
65.初雨调节池为在线构筑物，其底壁高度低于雨水收集暗涵的底壁高度，雨水收集暗涵底壁与初雨调节池底壁之间的容积为初雨调节池的有效容积。降雨时，初期的雨水进入初雨调节池调蓄，蓄满后，依据层流的理论中后期的雨水从上部自排进入河道，携带的杂质还可沉淀在初雨调节池内，实现初期的雨水与中后期的雨水的自动切换，降低管理人员的工作强度。
66.(3)地下构筑物集约化紧凑布置，节约占地，减少出入口，易与周边环境融合
67.初雨调节池、初雨排除泵站集约化紧凑布置，选址灵活，减少占地，不必每个单体构筑物均设置出入口，出入口可共用，易与周边环境融合。
68.(4)不增加下游污水管线、再生水厂负担
69.初期雨水经初雨调节池调蓄，错峰排入下游污水管线和再生水厂，缓释慢排，不增加下游污水管线和再生水厂负担，降低工程投资。
70.以上所述仅为本发明的可选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。