一种多层结构的净水楼建设系统的制作方法

1.本发明涉及净水楼净水系统领域，更具体地说，本发明涉及一种多层结构的净水楼建设系统。


背景技术：

2.目前的净水楼普遍利用砂卵石和砂卵石上层的滤膜作为天然过滤器，原水经滤层和滤膜中的生物、物理和化学作用，使水质达到清澈透明而无杂质，达到或优于生活饮用水标准。取代了现有自来水净水工艺中靠化学混凝剂（聚合氯化铝）的凝集、絮凝、混合和沉淀、消毒等一系列的净水工艺以及废水排污及污泥处置等多个步骤。
3.当净水楼中的泵机组抽水时，使清水池、矩形渠中水位下降，由于压力传导作用，这时河水位与清水池、矩形渠等构筑物内的动水位产生压力差，诱使河面上的地表水下渗，原水中的悬浮物等杂质经江河含水层上的天然过滤膜截住、吸附；然后被过滤膜所截住、吸附的悬浮物等杂质经河明流水动态系统自然冲刷更新，周而复始，保持天然过滤膜良性循环，从而使矩型渠生产出可持续、稳定地获取天然过滤的自来水水源。
4.净水楼根据河流湖泊等的汛期的不同，会在枯水期产生水流量不足的缺点，同时也会在洪水期产生水质过滤浑浊的情况，现有技术中，通常采用底层窄范围慢过滤，使得净水楼的实时净水量不能达到部分地区的要求，需要增加净水楼的数量，这样就大大增加了设备的建设成本，同时也增加了人工工作量，同时现有环境的不同，每个设置净水楼位置的不同都会产生不同的安装限制和环境要求，现需要一种能够在不同情况下均能够满足过滤效果和过滤效率的新型地下净水楼系统。


技术实现要素：

5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多层结构的净水楼建设系统，包括有净水过滤模块、辅助过滤模块，其特征在于：所述净水过滤模块将所需过滤水进行整体过滤，所述辅助过滤模块通过辅助设施对所需过滤水进行前期的准备和中期的维护以及后期的运输工作；所述净水过滤装置包括有清水池、多层结构反滤层、多层结构过滤管、矩形渠、真空井；所述辅助过滤模块包括有泵机组、配电房、消毒室、检修房、发电房、办公室；所述净水过滤模块和所述辅助过滤模块通过吸水管进行相互连通，同时所述辅助过滤模块通过供水管进行后期过滤水运输。
6.优选的，所述净水过滤模块包括有清水池，所述清水池四周设置有多层结构反滤层、多层结构过滤管，所述清水池设置有基座，所述基座底部设置有垂直喇叭口和水平喇叭口，所述基座上方安装有渗渠预制盖板，所述基座外围设置有多层结构反滤层，所述多层结构反滤层内设置有多层结构过滤管，所述多层结构反滤层包括有矩形渠，所述矩形渠末端与所述清水池连通，所述矩形渠另一端布置有真空井，所述多层结构反滤层与所述清水池
之间还设置有真空井，所述清水池内设置有水泵，所述水泵通过吸水管与外界连通。
7.优选的，每层所述多层结构反滤层之间均铺设有过滤填充材料，所述矩形渠两侧均匀设置有多层结构过滤管，所述多层结构过滤管之间设置有过滤填充材料，所述矩形渠设置有通孔与所述多层结构过滤管相连通，相邻所述多层结构过滤管之间设置有固定块，相邻所述固定块之间设置为中层喇叭口, 所述中层喇叭口的缩小端朝向矩形渠内部。
8.优选的，所述多层过滤管外径与所述通孔内径大小相匹配，所述多层过滤管的下半层设置有梅花状进水孔眼，所述进水孔眼比例占滤水管总表面积的20%-30%，所需过滤的过滤水通过过滤填充材料过滤后通过进水孔眼和所述中层喇叭口进入到矩形渠中，所述过滤填充材料可以为鹅卵石、块石以及石块碎片。
9.优选的，所述垂直喇叭口和所述水平喇叭口的大小端的面积的不同会使得流速产生变化，由公式可知f=q/v，单位时间内通过的水流量相同时，喇叭口大端的面积f大，则流速v慢，此时水中的沙砾容易沉积，而喇叭口小端的面积f小，则流速v快，此时的沙砾不会在最小端进行沉积，使得喇叭口小端不容易被堵塞，确保了喇叭口无需检修与更换。
10.优选的，所述基座四周可设置有混凝土结构，所述混凝土结构可采用无砂混凝土，所述无砂混凝土采用鹅卵石与水泥配比而成，可形成30%的空隙率形成进水窗，可使得过滤水通过空隙进入到清水池中。
11.优选的，所述基座四周可设置有混凝土结构，所述混凝土结构还可设置为网格过滤框架墙，所述网格过滤框架墙可依据所述多层结构反滤层的层数进行匹配，通过混凝土浇注所述网格过滤框架墙之间嵌入有过滤框架，所述过滤框架内填充有大小相匹配的鹅卵石材料，所述过滤水可从过滤框架中进入到清水池中。
12.优选的，所述净水过滤模块可整体设置于河床靠近河岸侧，所述辅助过滤模块设置于河岸下方，所述泵机组通过吸水管将所述净水过滤模块中已过滤水抽出，通过消毒室进行消毒后再通过供水管向用户输出，所述辅助过滤模块中配电房、消毒室、检修房、发电房、办公室依次设置于河岸下方，所述泵机组和所述配电房之间设置有通道，所述通道通向河岸侧的地面，同时在地面处设置有移动暗门。
13.优选的，所述净水过滤模块还可整体设置于河床靠近河岸侧，所述辅助过滤模块设置于所述清水池正上方，所述辅助过滤装置从下至上依次设置有泵机组、发电房、配电房、消毒室、检修房、办公室，所述清水池、泵机组、发电房、配电房、消毒室、检修房、办公室组成为净水楼主体，所述辅助过滤装置贴近于河岸侧建造，所述泵机组通过吸水管从所述净水过滤模块中抽出，再经过消毒室进行消毒后通过供水管向用户输出。
14.优选的，所述净水过滤模块还可整体设置于河道旁的人工河中，所述人工河上游段开口大，下游段开口小，且人工河设置有0.3-0.6%的自然坡度，同时在人工河河道中设置有所述净水过滤模块，所述辅助过滤模块贴近于人工河河岸侧建造。
15.优选的，所述净水过滤模块还可整体设置于河岸上，所述净水过滤模块外围通过挡墙进行围拦，利用水泵通过输水管将河流内的未过滤水抽入到挡墙内的净水过滤模块中进行过滤，所述挡墙右侧还设置有排污管，所述排污管与挡墙内的过滤水水面保持同一高度，所述辅助过滤模块设置于所述清水池正上方，所述辅助过滤装置从下至上依次设置有泵机组、发电房、配电房、消毒室、检修房、办公室，所述清水池、泵机组、发电房、配电房、消毒室、检修房、办公室组成为净水楼主体，所述净水楼主体设置与所述挡墙内部。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明把净水楼设计在河床以下的水层中、原水（地表水）经过河床水层的反渗透进入到矩形渠中，然后以重力流原理进入地下清水池中供输水泵送至千家万户，节约了30%的运行成本，同时把地表水反渗透到含水层以下的矩形渠、喇叭口、清水池中，避免了地表水中普遍存在的抗生素和非抗生素医药类成分，水质清澈透明。既无人工机械加工的混凝剂的投加和处理，又无大量的净水厂处理的废水处理或排放，对提高人们的免疫力和健康水平有着重大意义。
17.本发明通过对喇叭口的充分设计利用，实现了对喇叭口不同位置的效果的利用，对喇叭口大小端分别实现了想要的滤水和输水效果，确保了喇叭口实现较好效果的同时还免去了损坏堵塞的风险，确保了喇叭口不需检修与更换。
18.本发明通过对多层结构过滤管和多层结构反滤层的设计，大大增加了单位时间内可通过净水量，通过多层结构反滤层的上下多层的设计，使得基座可以全方位的进行净水作业，同时由于多层结构反滤层的设计，确保了净水质量，使得净水质量受到汛期的影响减少。
19.多层结构过滤管的设计也增加了单位时间内的净水量，同时下方梅花状孔眼的设计不仅可以防止上端的填充过滤材料进入到多层结构过滤管中而堵塞管道，下方也可只吸收沉淀后的上方的过滤水，使得上方干净的过滤水冲多层结构过滤管中进入到净水楼中，与现有技术相比，在确保净水质量的同时也通过多层结构过滤管扩大了净水量，具有较为明显的效果。
20.本发明还通过对基座两种方式的设置，使得基座的四周均可进入过滤后的过滤水，且不会因为沉淀不完全的原因而导致过滤水浑浊，采用物理过滤澄清的方式让过滤水得到想要的效果，同时对基座的改进设置也达到了在确保净水质量的同时如何提高净水效率，使能满足现有部分地区的供水需求且尽可能的降低成本。
21.本发明通过对净水过滤模块和辅助过滤模块的不同位置的设置，能够满足不同河流环境、不同地域地形、不同建设要求而进行多样化适应改造，使得本发明的不会受到任何其他因素的干扰而导致净水效果的大打折扣，能够确保本发明的净水楼能够完全实现预设的效果，也能通过不同位置的设置而实现相对应的有益效果。
附图说明
22.为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明的净水楼系统净水过滤模块示意图；图2为本发明的净水楼系统净水过滤模块单层俯视图；图3为本发明的图2的“e”的放大示意图；图4为本发明的多层结构过滤管的局部示意图；图5为本发明的多层结构过滤管的放大截面示意图；图6为本发明的基座的无砂混凝土结构示意图；图7为本发明的基座的网格过滤框架墙结构示意图；
图8为本发明的网格过滤框架墙立面示意图；图9为本发明的净水过滤模块与辅助过滤模块均设置于地下的俯视图；图10为本发明的净水过滤模块与辅助过滤模块均设置于地下的正视图；图11为本发明的辅助过滤模块设置于河岸边的俯视图；图12为本发明的辅助过滤模块设置于河岸边的正视图；图13为本发明的开凿人工河的示意图；图14为本发明的净水过滤模块与辅助过滤模块均设置于河岸上的俯视图；图15为本发明的净水过滤模块与辅助过滤模块均设置于河岸上的正视图。
24.附图标记说明：1清水池、2多层结构反滤层、3多层结构过滤管、4矩形渠、5真空井、6泵机组、7配电房、8消毒室、9检修房、10发电房、11办公室、12基座、13垂直喇叭口、14水平喇叭口、15渗渠预制盖板、16矩形渠、17水泵、18吸水管、19过滤填充材料、20通孔、21固定块、22中层喇叭口、23无砂混凝土、24网格过滤框架墙、25过滤框架、26吸水管、27供水管、28通道、29移动暗门、30排污管、31挡墙。
具体实施方式
25.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
26.实施例一：所述净水过滤模块设置于河床靠近河岸侧，所述辅助过滤模块设置与河岸下方。
27.基座12底部布置有垂直喇叭口13和水平喇叭口14，此时过滤水可从下方进入到净水楼中，同时基座12四周采用无砂混凝土进行浇注，无砂混凝土为鹅卵石与水泥配比而成，可形成30%的空隙率形成进水窗。
28.基座12外围进行多层结构反滤层2和多层结构过滤管3的铺设，一层一层将外围通过过滤填充材料19进行堆叠，此时河流内的水可通过多层结构反滤层2渗透进入，此时多层结构反滤层2内的过滤填充材料19对水流进行第一次过滤。
29.同时由于多层结构过滤管3上下层均铺设有过滤填充材料19，且由于多层结构过滤管3上半部分封闭，下半部分开梅花孔眼的设计，使得过滤填充材料19不会在过滤水的推动下进入到多层结构过滤管3内，确保多层结构过滤管3不会堵塞，同时由于下方梅花孔眼的设计，使得过滤水在流入下方时，过滤水会进行第二次沉积，而多层结构过滤管3会通过梅花孔眼对过滤水沉积的上层的水进行运输，形成第二次过滤，同时由于增加了管路设计，大大增加了单位时间内的过滤水运输量，结构简单的同时实现了很好的效果，且无需维护，能够长时间确保净水楼的过滤水质量，最终过滤水通过矩形渠再由无砂混凝土和下方的垂直喇叭口和水平喇叭口进入到清水池中。
30.之后清水池内的已过滤水通过泵机组6抽入到消毒室8内进行消毒，防止运输过程中产生二次污染，确保运输至用户的过滤水安全可靠。
31.本地下净水楼的建造与传统普通地面水厂造价和后期维护对比以日供10万吨水
为例 地下净水楼普通地面水厂添加剂消毒剂混凝剂、消毒剂耗电量水泵机组、控制阀水泵机组、絮凝池、过滤池、吸泥机、计量泵人工费一般为4班3运转，每班2人共计6人一般为4班3运转，每班6人共计24人废水处理无沉淀池排泥，滤池反冲洗综合估算年生产成本为1200w年生产成本为2000w
由上表可得出本发明地下净水楼的建造与后期人工维护成本较于普通地面水厂造价每年可节约30%，大大节省了净水成本。
32.在本方案中，将辅助过滤模块中的泵机组6、配电房7、消毒室8、检修房9、发电房10、办公室11均设置与河岸下方，并设置有移动暗门29和通道28与地面连通，此方案适用于河岸上方有建筑物遮挡，且对净水楼系统有一定的保密性，同时河流段流速平缓地区，可有效防止人为破坏或者意外污染等不可控因素，同时也可针对于极端情况（战争）下进行水能的保密储备，防止破坏等有益效果。
33.实施例二：所述基座12四周还可采用网格过滤渠墙24的方式进行修造，所述网格过滤框架墙24主体采用混凝土进行堆砌，同时在所述网格过滤框架墙24内部镶嵌有多层过滤框架25，所述过滤框架外框25采用钢丝网、钢筋、不锈钢构成，同时内部填充有鹅卵石材料，使得多层结构反滤层2内过滤出的水能够通过过滤框架25进入到清水池1内。
34.其余部分同实施例一。
35.此实施例结构牢固可靠，可适用于环境较为恶劣情况下，能够保证净水的进行，同时也增加了净水效率。
36.实施例三：所述净水过滤模块设置与河床靠近河岸侧，所述辅助过滤模块设置与所述清水池1上方，同时所述辅助过滤装置从下至上依次设置有泵机组6、发电房10、配电房7、消毒室8、检修房9、办公室11，所述清水池1、泵机组6、发电房10、配电房7、消毒室8、检修房9、办公室11组成为净水楼主体，所述辅助过滤装置贴近于河岸侧建造，所述泵机组6通过吸水管26从所述净水过滤模块中抽出，再经过消毒室8进行消毒后通过供水管27向用户输出。
37.其余部分同实施例一。
38.本方案中，将清水池1、泵机组6、发电房10、配电房7、消毒室8、检修房9、办公室11组成为净水楼主体并设置与河岸边，此方案所述净水过滤模块和辅助过滤模块连接紧密，能保证过滤效果的同时也最大化程度减少造价成本，本方案适用于河流段流速平缓地区，同时对河岸地面建筑无任何要求地区。
39.实施例四：所述净水过滤模块还可整体设置于河道旁的人工河中，所述人工河上游段开口大，下游段开口小，且人工河设置有0.3-0.6%的自然坡度，使得人工河引入的河水能够达到快速流通的目的，同时在人工河河道中设置有所述净水过滤模块，所述辅助过滤模块贴近于人工河河岸侧建造。
40.其余部分同实施例一。
41.本方案针对于原河流段因为没有水文地质结构能够铺设净水过滤模块的条件，所铺设的过滤填充材料19可能因为湍急水流的冲刷而导致过滤填充材料19的流失使得净水过滤模块失去原有的效果，因此采用在原河流边开凿一条人工河的方式，在人工河上铺设净水过滤结构，能够有效解决部分河流地段水流湍急而导致净水过滤模块寿命不高，容易失效的缺点，同时人工河采用入口大，出口小的特点，设置有一定的自然坡度，使得流入的河流流速能够完全可控，是一种有效解决复杂地形下同时保证过滤水质量的方法。
42.实施例五：所述净水过滤模块还可整体设置于河岸上，所述净水过滤模块外围通过挡墙28进行围拦，利用水泵通过输水管29将河流内的未过滤水抽入到挡墙28内的净水过滤模块中进行过滤，所述挡墙28右侧还设置有排污管30，所述排污管30与挡墙28内的过滤水水面保持同一高度，所述辅助过滤模块设置于所述清水池1正上方，所述辅助过滤装置从下至上依次设置有泵机组6、发电房10、配电房7、消毒室8、检修房9、办公室11，所述清水池1、泵机组6、发电房10、配电房7、消毒室8、检修房9、办公室11组成为净水楼主体，所述净水楼主体设置与所述挡墙28内部。
43.其余部分同实施例一。
44.本方案针对于原河流段因为没有水文地质结构能够铺设净水过滤模块的条件，所铺设的过滤填充材料可能因为湍急水流的冲刷而导致过滤填充材料的流失使得净水过滤模块失去原有的效果，因此通过采用设置挡墙的方式将所述净水过滤模块设置于河岸边，通过水泵抽取河水灌入净水过滤模块的方式进行过滤，并通过排污管将上层污水排出，抽取流入清水池的已过滤水，本方案不受任何其他环境因素的影响，可设置与任何地区，为一种较为通用型方案。
45.最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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。