一種海綿城市地表水的回收利用系統及其施工方法
【專利摘要】本發明主要公開了一種海綿城市地表水的回收利用系統，包括凈水儲存系統、污水處理系統和水流控制系統，凈水儲存系統包括相互連接的第一蓄水井、第二蓄水井和循環井，污水處理系統包括位于第一蓄水井內的第一污水處理裝置以及位于第二蓄水井內的第二污水處理裝置，本裝置對地表水進行有效的滲濾、處理和收集，提高水質，便于地表水的再利用；其施工方法包括地基處理、基坑處理、蓄水井的建立、污水處理系統的安裝、循環井的建立、過濾板的鋪設、內部管道的鋪設、導水管的鋪設和地表處理，本施工方法設計合理、各施工步驟簡單、可靠，步驟間的銜接安排妥當，可有效引導積水滲入地下從而達到充分回收雨水和地表水的效果。
【專利說明】
一種海綿城市地表水的回收利用系統及其施工方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種海綿城市地表水的回收利用系統及其施工方法。
【背景技術】
[0002]海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”，也可稱之為“水彈性城市”，國際通用術語為“低影響開發雨水系統構建”。海綿城市可在下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用，通過源頭減排、過程控制、系統治理等，使建筑與小區、道路與廣場、公園和綠地、水系等具備對雨水的吸納、蓄滯和緩釋作用，有效控制雨水徑流，小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭、熱島有緩解。
[0003]以往我國治理城市內澇的方法和思路相對簡單，對于雨水落在地面的地表水多側重于追求大面積硬質化路面，增設、擴大下滲設施和地下排水管道等，但這些只是以簡單的方式對在地表上的雨水進行空間轉移，仍然屬于對雨水的強排。近年來下沉式綠地、滲透塘、濕塘等開始受到關注并迅速建設，但由于填料相對單一，盡管一定程度上加速了地表雨水的下滲，但難以有效蓄存，并且沒有對雨水進行凈化，雨水沒有經過處理就直接排到河流中，對河流有一定的污染作用，使得河道的水質變差黑臭，生物多樣性遭到破壞，城市養護成本的增加，也沒有對雨水加以利用，雨水的利用效率不高，造成對雨水資源浪費。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于針對現有技術的諸多不足，提供一種海綿城市地表水的回收利用系統及其施工方法，對地表水進行有效的滲濾、處理和收集，提高水質，便于地表水的再利用，提高能源利用率，并通過不同的處理方式得到不同的水質，應用在不同的方面，使得地表水的利用更加合理、徹底，促進雨水資源化利用和生態環境保護。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
[0006]—種海綿城市地表水的回收利用系統，包括凈水儲存系統、污水處理系統和水流控制系統，凈水儲存系統包括第一蓄水井、第二蓄水井和循環井，第一蓄水井位于第二蓄水井的上方，第一蓄水井內設有第一進水管和第一出水管，第二蓄水井內設有第二進水管和第二出水管，第二進水管連通第一蓄水井和第二蓄水井，第一蓄水井和第二蓄水井均通過循環管與循環井連接，污水處理系統包括第一污水處理裝置和第二污水處理裝置，第一污水處理裝置位于第一蓄水井內，第一污水處理裝置與第一進水管連接，第二污水處理裝置位于第二蓄水井內，第二污水處理裝置與第二進水管連接。地表水通過第一進水管進入到第一污水處理裝置，第一污水處理裝置對地表水經過初步的沉淀、降解、凈化等處理后，得到較為干凈的純水，然后進入到第一蓄水井內儲存，第一蓄水井內的水一部分通過第一出水管排出利用，可用于灌溉綠地、洗車、噴灑路面等，補充水資源，噴灑在地表的水又可以進入到蓄水井得到循環利用，另一部分的水通過第二進水管進入到第二污水處理裝置，第二污水處理裝置對地表水進行深層次的殺菌消毒處理，得到更加純凈的水，并在第二蓄水井內進行儲存，然后通過第二出水管排出利用，可直接接通自來水管用于用戶的生活用水，例如洗菜、洗澡等;通過兩個蓄水井對水進行不同程度的凈化處理而形成不同水質的生活用水，使地表水得到完全的回收和利用，大大提高利用率，緩解城市缺水問題;經過第一污水處理裝置處理的水若沒有達到進入第一蓄水井的水質要求，則通過循環管進入到循環井內，循環井將未達標的水再次送入到第一污水處理裝置內進行處理，直至從第一污水處理裝置出來的水符合進入第一蓄水井的要求;經過第二污水處理裝置處理的水若沒有達到進入第二蓄水井的水質要求，則通過循環管進入到循環井內，循環井將未達標的水再次送入到第二污水處理裝置內進行處理，直至從第二污水處理裝置出來的水符合進入第二蓄水井的要求;設置的循環井還可以作為蓄水緩沖，若第一蓄水井或者第二蓄水井的水位較高，無法滿足蓄水要求，則將經過處理的水通過循環管送入到循環井進行儲存，待需要時再將水從循環管送入第一蓄水井或者第二蓄水井內使用，提高蓄水量，避免出現地表的水沉積以及蓄水井滿溢的現象。
[0007]進一步，第一污水處理裝置包括第一進水口、第一出水口、沉淀腔和生物降解腔，第一進水管穿過第一進水口伸入沉淀腔內，沉淀腔內設有磁鐵層和活性炭吸附層，沉淀腔通過第一連接管與生物降解腔連接，第一連接管內設有第一過濾網，生物降解腔內設有微生物填料，第一出水口上設有第一管道，第一管道分別連通生物降解腔和第一蓄水井。地表上的水經過第一進水口首先進入到沉淀腔，受到沉淀腔內的磁鐵層和活性炭吸附層的吸附，去除水中的金屬、異色、異味等，再通過第一連接管進入到微生物降解腔，通過微生物進行降解，把有毒有害的物質轉化為無毒無害的物質，凈化、提高水質，使其可再循環利用，對植物、人體無害，然后通過第一管道排入第一蓄水井進行儲存;設置的第一過濾網將沉淀腔內的沉淀物和吸附物阻隔在沉淀腔內，沉淀物和吸附物避免隨著水流進入到生物降解腔和第一蓄水井內。
[0008]進一步，第二污水處理裝置包括第二進水口、第二出水口、藥物腔和消毒腔，第二進水管穿過第二進水口伸入藥物腔內，藥物腔內設有藥物包，藥物腔通過第二連接管與消毒腔連接，第二連接管內設有第二過濾網，消毒腔內設有紫外線發生器，第二出水口上連接有第二管道，第二管道分別連通消毒腔和第二蓄水井。第一蓄水井內的水經過第二進水口首先進入到藥物腔，通過藥物腔內的藥物包對地表水進行化學處理，除去水中的重金屬等有毒物質、除臭脫色、軟化水質等，反應速度快，工藝簡單，投入少，使用壽命長，處理效果理想，對有機污染物質的作用范圍較廣，對于難除降解有機物質等都有良好的降解效果和混凝效果，能有效去除色度和C0D，極大地提高廢水的可生化性;地表水經過藥物腔的處理后通過第二連接管進入到消毒腔，通過消毒腔內的紫外線發生器發出紫外線，對病毒有很高的滅活效率，在整個過程總不用使用任何化學藥劑，減少二次污染，運行安全，沒有副作用，經過消毒腔的處理后的地表水通過第二管道進入到第二蓄水進內儲存;設置的第二過濾網將藥物腔內產生的絮狀物和沉淀物留在藥物腔內，避免絮狀物和沉淀物隨著水流進入到消毒腔和第二蓄水井內。
[0009]進一步，循環管包括第一循環管、第二循環管和第三循環管，第一循環管與第一管道連接，第二循環管與第二管道連接，第三循環管與第一進水管連接。通過第一循環管和第三循環管，實現第一蓄水井和循環井之間的循環流通，通過第二循環管和第一循環管，實現第二蓄水井和循環井之間的循環流通。
[0010]進一步，水流控制系統包括水流檢測器、水位檢測器、水質檢測器、控制器、電子閥門和無線發射器，控制器分別與水流檢測器、水位檢測器、水質檢測器、電子閥門和無線發射器連接，水流檢測器分別位于第一進水管、第一出水管、第二進水管和第二出水管內，水位檢測器分別位于第一蓄水井和第二蓄水井內，水質檢測器分別位于第一管道和第二管道內，電子閥門分別位于第一進水管、第一出水管、第一管道、第二進水管、第二出水管、第二管道、第一循環管、第二循環管和第三循環管上。設置的水流檢測器用來檢測第一蓄水井和第二蓄水井的進水速度和出水速度，并將檢測結果發送到控制器，控制器通過對比分析，控制電子閥門的開啟大小，使得第一蓄水井和第二蓄水井的進出水速度保持穩定，若第一進水管的水流速度較大，表明地表水較多，則控制器控制第一進水管上的電子閥門加大開啟程度，使更多的水可以進入到第一蓄水井內；設置的水位檢測器用來檢測第一蓄水井和第二蓄水井內的水位情況，并將水位檢測結果發送到控制器，控制器進行整體調控，使第一蓄水井和第二蓄水井內的水位保持在標準范圍內，若水位檢測器檢測到第一蓄水井的水位較高時，表明第一蓄水井的蓄水能力降低，則控制器控制第一循環管上的電子閥門打開，將第一蓄水井內的水排到循環井內儲存，或者控制第一出水管或者第二進水管上的電子閥門加大開啟程度，加強排水力度，減緩第一蓄水井的蓄水壓力;若水位檢測器檢測到第二蓄水井內的水位較高時，表明第二蓄水井的蓄水能力降低，則控制器控制第二循環管上的電子閥門打開，將第二蓄水井內的水排到循環井內儲存，或者控制第二出水管上的電子閥門加大開啟程度，加強排水力度，或者控制第二進水管上的電子閥門減小開啟程度，減少進水量，減緩第一蓄水井的蓄水壓力;設置的水質檢測器用來檢測經過第一污水處理裝置和第二污水處理裝置的水的水質情況，并發送到控制器，通過控制器進行調控，保證第一蓄水井內的水和第二蓄水井內的水符合蓄水要求;若水質檢測器檢測到第一管道內的水質不符合第一蓄水井的蓄水要求，則控制器控制第一管道上的電子閥門關閉，第一循環管和第三循環管上的電子閥門開啟，將經過第一污水處理裝置的水通過第一循環管和第三循環管再次進入到第一污水處理裝置進行處理，直至從第一污水處理裝置出來的水符合第一蓄水井的蓄水標準，則控制器開啟第一管道上的電子閥門，關閉第一循環管和第三循環管上的電子閥門；若水質檢測器檢測到第二管道內的水質不符合第二蓄水井的蓄水要求，則控制器控制第二管道上的電子閥門關閉，第二循環管和第一循環管上的電子閥門開啟，將經過第二污水處理裝置的水通過第二循環管和第一循環管再次進入到第二污水處置裝置進行處理，直至從第二污水處理裝置出來的水符合第一蓄水井的蓄水標準，則控制器開啟第二管道上的電子閥門，關閉第二循環管和第一循環管上的電子閥門；若電子閥門打開，水流檢測器卻沒有檢測到水流通過，則設置的無線發生器將信息發送到管理者的移動監控端，通知管理者進行疏通處理等。
[0011]進一步，第一蓄水井的上方鋪設有初過濾層，第一進水管位于初過濾層的下方，第一蓄水井與第二蓄水井之間設有精過濾層，第二進水管位于精過濾層的下方。在地表上的雨水首先通過初過濾層進行初步的過濾，再進入到第一污水處理裝置，初過濾層除去水中的懸浮固體，減少地表水內含有的雜質，緩解第一污水處理裝置的處理壓力，減少對第一蓄水井的污染;經過第一污水處理裝置的雨水先通過精過濾層，再進入到第二污水處理裝置，精過濾層的過濾孔徑小于初過濾層的過濾孔徑，精過濾層將經過第一污水處理裝置處理的雨水進行更加精細的過濾，提高水質，減少顆粒物質，同時也緩解了第二污水處理裝置的壓力，減少對第二蓄水井的污染，使得第二蓄水井內的水質優于第一蓄水井內的水質。
[0012]如上所述的一種海綿城市地表水的回收利用系統的施工方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0013]I)地基處理:
[0014]選取平坦或者地勢較低的開闊位置，去除地表的障礙物質，采用人工或者挖掘機開挖的方式開挖深度為6?1m的基坑，將基坑內的障礙物通過吊車運走或者通過鉆機鉆成細石狀，在接近基坑底部時，采用人工配合的方式整修，并用夯實機在基坑的底部進行夯實處理，保持基坑內部的平整、穩定；
[0015]2)基坑處理:
[0016]對基坑進行測量放線，對基坑的邊坡進行加固處理，然后在基坑內部的周邊鋪設土工膜，在基坑的上部周邊鋪設高度為4?6cm的隔離圈，并在隔離圈上每間隔10?15cm設置流水口 ；
[0017]3)蓄水井的建立:
[0018]根據基坑測量放線的結果，在基坑內從下往上設置蜂巢或者圓筒狀的第二蓄水井和第一蓄水井，第一蓄水井的底部與基坑的底部相接觸，第二蓄水井的頂部與基坑的頂部齊平，抓斗將第一蓄水井和第二蓄水井內的沉渣進行清除，再用清水對第一蓄水井和第二蓄水井進行清洗，去除第一蓄水井和第二蓄水井內的泥漿，并在第一蓄水井和第二蓄水進的側壁上預留管道孔；
[0019]4)污水處理系統的安裝:
[0020]在第一蓄水井和第二蓄水井的內部均鋪設I?3cm的防滲透膜以及安裝支架，采用吊裝設備將預先設置好的第二污水處理裝置和第一污水處理裝置分別放入第二蓄水井和第一蓄水井內，吊放到位后，通過安裝支架將第二污水處理裝置和第一污水處理裝置分別安裝到已施工完成的第二蓄水井和第一蓄水井內；安裝好后，分別在第一污水處理裝置和第二污水處理裝置的外圍設置防水護筒，保護第一污水處理裝置和第二污水處理裝置；
[0021]5)循環井的建立:
[0022]根據管道孔的位置，在基坑內位于第一蓄水井和第二蓄水井的一側設置深度為4?6m的循環井，清理循環井內的碎石，保持循環井內部平整，然后用清水沖洗，最后再在循環井內部鋪設I?3cm的防滲透膜；
[0023]6)過濾板的鋪設:
[0024]在第二蓄水井和第一蓄水井之間鋪設高度為3cm的精過濾層，并使精過濾層完全覆蓋第二蓄水井和第一蓄水井，然后在精過濾層的上方鋪設一層土工膜;在第一蓄水井上方鋪設過濾蓋板，在過濾蓋板上預留管道孔；
[0025]7)內部管道的鋪設:
[0026]在第一蓄水井和第二蓄水井的穩定處敷設管架，在管架上分別設置直徑為60?IlOmm第一進水管、第二進水管、循環管、第一出水管和第二出水管，并使第一進水管的下端通過連接法蘭和防水墊與第一污水處理裝置連接;使第二進水管的上端與精過濾層的底部連接，第二進水管的下端通過連接法蘭和防水墊與第二污水處理裝置連接;將第一出水管與城市底下的城市用水網連接，用于城市基礎設施的服務，將第二出水管與自來水管網連接，用于居民的生活用水;管道鋪設完成后，進行混凝土澆灌固定；
[0027]8)導水管的鋪設:
[0028]根據場地規格，平行并列布設第一蓄水井和第二蓄水井，使第一蓄水井和第二蓄水井鋪滿基坑，在相鄰的第一蓄水井之間鋪設導水管，使導水管分別與第一進水管連接；
[0029]9)地表處理:
[0030]在過濾蓋板上從下往上鋪設瀝水層、生物填料層、植被層和碎石穩固層，在瀝水層的上側鋪設排水板，排水板上鋪設接水管，接水管的上端高出碎石穩固層I?2cm。
[0031]進一步，在步驟I中，開挖的基坑分為上基坑和下基坑，在下基坑內布設第二蓄水井，在上基坑上布設第一蓄水井。
[0032]進一步，在步驟7中，在第一蓄水井和第二蓄水井的內壁上設置水位觀測標尺，標定蓄水井的最高水位，并在該位置安裝水位檢測器，將水流檢測器、水質檢測器和電子閥門，一一對應安裝到對應的管道內，并在控制器內設定好相應的參數值和警戒值，安裝完畢后進行試驗，保證水流控制系統的可行性和可靠性。
[0033]本發明由于采用了上述技術方案，具有以下有益效果:
[0034]1、雨水或者地表水經過碎石穩固層進行緩沖，隔離大顆粒物質，然后經過植被層，被植物的根系吸收、凈化，再經過生物填料層進行進一步的凈化和蓄水，同時生物填料層也為植被層上的生物提供養分和水分，提高植被層上生物的存活率，然后雨水經過瀝水層的過濾通過第一進水管進入到第一污水處理裝置；
[0035]2、第一污水處理裝置對地表水經過初步的沉淀、降解、凈化等處理后，得到較為干凈的純水，然后進入到第一蓄水井內儲存，第一蓄水井內的水一部分通過第一出水管排出利用，可用于灌溉綠地、洗車、噴灑路面等，補充水資源，噴灑在地表的水又可以進入到蓄水井得到循環利用，另一部分的水通過第二進水管進入到第二污水處理裝置，第二污水處理裝置對地表水進行深層次的殺菌消毒處理，得到更加純凈的水，并在第二蓄水井內進行儲存，然后通過第二出水管排出利用，可直接接通自來水管用于用戶的生活用水，例如洗菜、洗澡等;通過兩個蓄水井對水進行不同程度的凈化處理而形成不同水質的生活用水，使地表水得到完全的回收和利用，大大提高利用率，緩解城市缺水問題；
[0036]3、經過第一污水處理裝置處理的水若沒有達到進入第一蓄水井的水質要求，則通過循環管進入到循環井內，循環井將未達標的水再次送入到第一污水處理裝置內進行處理，直至從第一污水處理裝置出來的水符合進入第一蓄水井的要求;經過第二污水處理裝置處理的水若沒有達到進入第二蓄水井的水質要求，則通過循環管進入到循環井內，循環井將未達標的水再次送入到第二污水處理裝置內進行處理，直至從第二污水處理裝置出來的水符合進入第二蓄水井的要求;設置的循環井還可以作為蓄水緩沖，若第一蓄水井或者第二蓄水井的水位較高，無法滿足蓄水要求，則將經過處理的水通過循環管送入到循環井進行儲存，待需要時再將水從循環管送入第一蓄水井或者第二蓄水井內使用，提高蓄水量，避免出現地表的水沉積以及蓄水井滿溢的現象。
[0037]本發明對地表水進行有效的滲濾、處理和收集，提高水質，便于地表水的再利用，提高能源利用率，并通過不同的處理方式得到不同的水質，應用在不同的方面，使得地表水的利用更加合理、徹底，促進雨水資源化利用和生態環境保護；
[0038]本發明所述的施工方法設計合理，各施工步驟簡單、可靠，步驟間的銜接安排妥當，質量較高，可有效引導積水滲入地下從而達到充分回收雨水和地表水的效果，加速雨水下滲，防止路面積水;可以凈化、涵養水源，改善地下儲蓄的水源，提高水源利用率，補充城市用水。
【附圖說明】
[0039]下面結合附圖對本發明作進一步說明:
[0040]圖1為本發明一種海綿城市地表水的回收利用系統的結構示意圖；
[0041 ]圖2為本發明中第一污水處理裝置的結構示意圖；
[0042]圖3為本發明中第二污水處理裝置的結構示意圖；
[0043]圖4為本發明中水流控制系統的結構框圖；
[0044]圖5為本發明的平面圖；
[0045]圖6為本發明的施工示意圖；
[0046]圖7為本發明的工作流程圖。
[0047]附圖標記:1、第一蓄水井；11、第一進水管；12、第一出水管；13、初過濾層;2、第二蓄水井;21、第二進水管;22、第二出水管;23、精過濾層;3、循環井;31、第一循環管;32、第二循環管；33、第三循環管;4、第一污水處理裝置;41、第一進水口 ；42、第一出水口 ；43、沉淀腔;431、磁鐵層;432、活性炭吸附層;44、生物降解腔;441、微生物填料;45、第一連接管；451、第一過濾網;46、第一管道;5、第二污水處理裝置;51、第二進水口 ；52、第二出水口；53、藥物腔;531、藥物包;54、消毒腔;541、紫外線發生器;55、第二連接管;551、第二過濾網；56、第二管道;6、水流控制系統;61、水流檢測器;62、水位檢測器;63、水質檢測器;64、控制器；65、電子閥門；66、無線發射器；7、基坑；71、土工膜；72、隔離圈；73、流水口； 74、防滲透膜；75、過濾蓋板;76、導水管;81、瀝水層;811、排水板;82、生物填料層;83、植被層;84、碎石穩固層;85、接水管;91、上基坑;92、下基坑。
【具體實施方式】
[0048]如圖1-4所示，為本發明的一種海綿城市地表水的回收利用系統，包括凈水儲存系統、污水處理系統和水流控制系統6，凈水儲存系統包括第一蓄水井1、第二蓄水井2和循環井3，第一蓄水井I位于第二蓄水井2的上方，第一蓄水井I內設有第一進水管11和第一出水管12，第二蓄水井2內設有第二進水管21和第二出水管22，第二進水管21連通第一蓄水井I和第二蓄水井2，第一蓄水井I的上方鋪設有初過濾層13，第一進水管11位于初過濾層13的下方，第一蓄水井I與第二蓄水井2之間設有精過濾層23，第二進水管21位于精過濾層23的下方。在地表上的雨水通過初過濾層13進行初步的過濾，再進入到第一污水處理裝置4，初過濾層13除去水中的懸浮固體，減少地表水內含有的雜質，緩解第一污水處理裝置4的處理壓力，減少對第一蓄水井I的污染;經過第一污水處理裝置4的雨水先通過精過濾層23，再進入到第二污水處理裝置5，精過濾層23的過濾孔徑小于初過濾層13的過濾孔徑，精過濾層23將經過第一污水處理裝置4處理的雨水進行更加精細的過濾，提高水質，減少顆粒物質，同時也緩解了第二污水處理裝置5的壓力，減少對第二蓄水井2的污染，使得第二蓄水井2內的水質優于第一蓄水井I內的水質。
[0049]污水處理系統包括第一污水處理裝置4和第二污水處理裝置5，第一污水處理裝置4位于第一蓄水井I內，第一污水處理裝置4與第一進水管11連接，第一污水處理裝置4包括第一進水口 41、第一出水口 42、沉淀腔43和生物降解腔44，第一進水管11穿過第一進水口 41伸入沉淀腔43內，沉淀腔43內設有磁鐵層431和活性炭吸附層432，沉淀腔43通過第一連接管45與生物降解腔44連接，第一連接管45內設有第一過濾網451，生物降解腔44內設有微生物填料441，第一出水口 42上設有第一管道46，第一管道46分別連通生物降解腔44和第一蓄水井I。地表上的水經過第一進水口 41首先進入到沉淀腔43，受到沉淀腔43內的磁鐵層431和活性炭吸附層432的吸附，去除水中的金屬、異色、異味等，再通過第一連接管45進入到微生物降解腔44，通過微生物進行降解，把有毒有害的物質轉化為無毒無害的物質，凈化、提高水質，使其可再循環利用，對植物、人體無害，然后通過第一管道46排入第一蓄水井I進行儲存;設置的第一過濾網451將沉淀腔43內的沉淀物和吸附物阻隔在沉淀腔43內，沉淀物和吸附物避免隨著水流進入到生物降解腔44和第一蓄水井I內。地表水通過第一進水管11首先進入到第一污水處理裝置4，第一污水處理裝置4對地表水經過初步的沉淀、降解、凈化等處理后，得到較為干凈的純水，然后進入到第一蓄水井I內儲存，第一蓄水井I內的水一部分通過第一出水管12排出利用，可用于灌溉綠地、洗車、噴灑路面等，補充水資源，噴灑在地表的水又可以進入到蓄水井得到循環利用。
[0050]第二污水處理裝置5位于第二蓄水井2內，第二污水處理裝置5與第二進水管21連接。第二污水處理裝置5包括第二進水口 51、第二出水口 52、藥物腔53和消毒腔54，第二進水管21穿過第二進水口 51伸入藥物腔53內，藥物腔53內設有藥物包531，藥物腔53通過第二連接管55與消毒腔54連接，第二連接管55內設有第二過濾網551，消毒腔54內設有紫外線發生器541，第二出水口 52上連接有第二管道56，第二管道56分別連通消毒腔54和第二蓄水井2。第一蓄水井I內的水經過第二進水口 51首先進入到藥物腔53，通過藥物腔53內的藥物包531對地表水進行化學處理，除去水中的重金屬等有毒物質、除臭脫色、軟化水質等，反應速度快，工藝簡單，投入少，使用壽命長，處理效果理想，對有機污染物質的作用范圍較廣，對于難除降解有機物質等都有良好的降解效果和混凝效果，能有效去除色度和C0D，極大地提高廢水的可生化性;地表水經過藥物腔53的處理后通過第二連接管55進入到消毒腔54，通過消毒腔54內的紫外線發生器541發出紫外線，對病毒有很高的滅活效率，在整個過程總不用使用任何化學藥劑，減少二次污染，運行安全，沒有副作用，經過消毒腔54處理后的地表水通過第二管道56進入到第二蓄水進內儲存;設置的第二過濾網551將藥物腔53內產生的絮狀物和沉淀物留在藥物腔53內，避免絮狀物和沉淀物隨著水流進入到消毒腔54和第二蓄水井2內。第一蓄水井I內的另一部分的水通過第二進水管21進入到第二污水處理裝置5，第二污水處理裝置5對地表水進行深層次的殺菌消毒處理，得到更加純凈的水，并在第二蓄水井2內進行儲存，然后通過第二出水管22排出利用，可直接接通自來水管用于用戶的生活用水，例如洗菜、洗澡等;通過兩個蓄水井對水進行不同程度的凈化處理而形成不同水質的生活用水，使地表水得到完全的回收和利用，大大提高利用率，緩解城市缺水問題。
[0051]第一蓄水井I和第二蓄水井2均通過循環管與循環井3連接，循環管包括第一循環管31、第二循環管32和第三循環管33，第一循環管31與第一管道46連接，第二循環管32與第二管道56連接，第三循環管33與第一進水管11連接。通過第一循環管31和第三循環管33，實現第一蓄水井I和循環井3之間的循環流通，通過第二循環管32和第一循環管31，實現第二蓄水井2和循環井3之間的循環流通。經過第一污水處理裝置4處理的水若沒有達到進入第一蓄水井I的水質要求，則通過第一循環管31進入到循環井3內，循環井3將未達標的水再次送入到第一污水處理裝置4內進行處理，直至從第一污水處理裝置4出來的水符合進入第一蓄水井I的要求;經過第二污水處理裝置5處理的水若沒有達到進入第二蓄水井2的水質要求，則通過第二循環管32進入到循環井3內，循環井3將未達標的水再次送入到第二污水處理裝置5內進行處理，直至從第二污水處理裝置5出來的水符合進入第二蓄水井2的要求。設置的循環井3還可以作為蓄水緩沖，若第一蓄水井I或者第二蓄水井2的水位較高，無法滿足蓄水要求，則將經過處理的水通過循環管送入到循環井3進行儲存，待需要時再將水從循環管送入第一蓄水井I或者第二蓄水井2內使用，提高蓄水量，避免出現地表的水沉積以及蓄水井滿溢的現象。
[0052]水流控制系統6包括水流檢測器61、水位檢測器62、水質檢測器63、控制器64、電子閥門65和無線發射器66，控制器64分別與水流檢測器61、水位檢測器62、水質檢測器63、電子閥門65和無線發射器66連接，水流檢測器61分別位于第一進水管11、第一出水管12、第二進水管21和第二出水管22內，水位檢測器62分別位于第一蓄水井I和第二蓄水井2內，水質檢測器63分別位于第一管道46和第二管道56內，電子閥門65分別位于第一進水管11、第一出水管12、第一管道46、第二進水管21、第二出水管22、第二管道56、第一循環管31、第二循環管32和第三循環管33上。設置的水流檢測器61用來檢測第一蓄水井I和第二蓄水井2的進水速度和出水速度，并將檢測結果發送到控制器64，控制器64通過對比分析，控制電子閥門65的開啟大小，使得第一蓄水井I和第二蓄水井2的進出水速度保持穩定，若第一進水管11的水流速度較大，表明地表水較多，則控制器64控制第一進水管11上的電子閥門65加大開啟程度，使更多的水可以進入到第一蓄水井I內。
[0053]設置的水位檢測器62用來檢測第一蓄水井I和第二蓄水井2內的水位情況，并將水位檢測結果發送到控制器64，控制器64進行整體調控，使第一蓄水井I和第二蓄水井2內的水位保持在標準范圍內，若水位檢測器62檢測到第一蓄水井I的水位較高時，表明第一蓄水井I的蓄水能力降低，則控制器64控制第一循環管31上的電子閥門65打開，將第一蓄水井I內的水排到循環井3內儲存，或者控制第一出水管12或者第二進水管21上的電子閥門65加大開啟程度，加強排水力度，減緩第一蓄水井I的蓄水壓力;若水位檢測器62檢測到第二蓄水井2內的水位較高時，表明第二蓄水井2的蓄水能力降低，則控制器64控制第二循環管32上的電子閥門65打開，將第二蓄水井2內的水排到循環井3內儲存，或者控制第二出水管22上的電子閥門65加大開啟程度，加強排水力度，或者控制第二進水管21上的電子閥門65減小開啟程度，減少進水量，減緩第一蓄水井I的蓄水壓力。
[0054]設置的水質檢測器63用來檢測經過第一污水處理裝置4和第二污水處理裝置5的水的水質情況，并發送到控制器64，通過控制器64進行調控，保證第一蓄水井I內的水和第二蓄水井2內的水符合蓄水要求;若水質檢測器63檢測到第一管道46內的水質不符合第一蓄水井I的蓄水要求，則控制器64控制第一管道46上的電子閥門65關閉，第一循環管31和第三循環管33上的電子閥門65開啟，將經過第一污水處理裝置4的水通過第一循環管31和第三循環管33再次進入到第一污水處理裝置4進行處理，直至從第一污水處理裝置4出來的水符合第一蓄水井I的蓄水標準，則控制器64開啟第一管道46上的電子閥門65，關閉第一循環管31和第三循環管33上的電子閥門65;若水質檢測器63檢測到第二管道56內的水質不符合第二蓄水井2的蓄水要求，則控制器64控制第二管道56上的電子閥門65關閉，第二循環管32和第一循環管31上的電子閥門65開啟，將經過第二污水處理裝置5的水通過第二循環管32和第一循環管31再次進入到第二污水處置裝置進行處理，直至從第二污水處理裝置5出來的水符合第一蓄水井I的蓄水標準，則控制器64開啟第二管道56上的電子閥門65，關閉第二循環管32和第一循環管31上的電子閥門65。若電子閥門65打開，水流檢測器61卻沒有檢測到水流通過，則設置的無線發生器將信息發送到管理者的移動監控端，通知管理者進行疏通處理等。
[0055]如圖5-7所示，為本發明的一種海綿城市地表水的回收利用系統的施工方法，包括如下步驟:
[0056]I)地基處理:
[0057]選取平坦或者地勢較低的開闊位置，去除地表的障礙物質，采用人工或者挖掘機開挖的方式開挖深度為6?1m的基坑7，開挖的基坑7分為上基坑91和下基坑92，將基坑7內的障礙物通過吊車運走或者通過鉆機鉆成細石狀，在接近基坑7底部時，采用人工配合的方式整修，并用夯實機在基坑7的底部進行夯實處理，保持基坑7內部的平整、穩定。
[0058]2)基坑處理:
[0059]對基坑7進行測量放線，對基坑7的邊坡進行加固處理，然后在基坑7內部的周邊鋪設土工膜71，在基坑7的上部周邊鋪設高度為4?6cm的隔離圈72，并在隔離圈72上每間隔10?15cm設置流水口 73;設置的隔離圈72將一些樹枝、大型漂浮物等隔離在外，設置的流水口73將水引導流通進入到基坑7內。
[0060]3)蓄水井的建立:
[0061]根據基坑7測量放線的結果，在下基坑92內布設蜂巢或者圓筒狀的第二蓄水井2，在上基坑91上布設與第二蓄水井2對應的第一蓄水井I，第一蓄水井I的底部與基坑7的底部相接觸，第二蓄水井2的頂部與基坑7的頂部齊平，抓斗將第一蓄水井I和第二蓄水井2內的沉渣進行清除，再用清水對第一蓄水井I和第二蓄水井2進行清洗，去除第一蓄水井I和第二蓄水井2內的泥漿，并在第一蓄水井I和第二蓄水進的側壁上預留管道孔。
[0062]4)污水處理系統的安裝:
[0063]在第一蓄水井I和第二蓄水井2的內部均鋪設I?3cm的防滲透膜74以及安裝支架，采用吊裝設備將預先設置好的第二污水處理裝置5和第一污水處理裝置4分別放入第二蓄水井2和第一蓄水井I內，吊放到位后，通過安裝支架分別將第二污水處理裝置5和第一污水處理裝置4分別安裝到已施工完成的第二蓄水井2和第一蓄水井I內；安裝好后，分別在第一污水處理裝置4和第二污水處理裝置5的外圍設置防水護筒，保護第一污水處理裝置4和第二污水處理裝置5;設計合理且結構穩定，設置有內部支撐結構，能有效固定第一污水處理裝置4和第二污水處理裝置5，使其工作穩定，有效保證施工質量。
[0064]5)循環井的建立:
[0065]根據管道孔的位置，在基坑7內位于第一蓄水井I和第二蓄水井2的一側設置深度為4?6m的循環井3，清理循環井3內的碎石，保持循環井3內部平整，然后用清水沖洗，最后再在循環井3內部鋪設I?3cm的防滲透膜74。
[ΟΟ??] 6)過濾板的鋪設:
[0067]在第二蓄水井2和第一蓄水井I之間鋪設高度為3cm的精過濾層23，并使精過濾層23完全覆蓋第二蓄水井2和第一蓄水井I，然后在精過濾層23的上方鋪設一層土工膜71;在第一蓄水井I上方鋪設過濾蓋板75，在過濾蓋板75上預留管道孔。
[0068]7)內部管道的鋪設:
[0069]在第一蓄水井I和第二蓄水井2的穩定處敷設管架，在管架上分別設置直徑為60?IlOmm第一進水管11、第二進水管21、循環管、第一出水管12和第二出水管22，并使第一進水管11的下端通過連接法蘭和防水墊與第一污水處理裝置4連接;使第二進水管21的上端與精過濾層23的底部連接，第二進水管21的下端通過連接法蘭和防水墊與第二污水處理裝置5連接;將第一出水管12與城市底下的城市用水網連接，用于城市基礎設施的服務，將第二出水管22與自來水管網連接，用于居民的生活用水；管道鋪設完成后，進行混凝土澆灌固定;在第一蓄水井I和第二蓄水井2的內壁上設置水位觀測標尺，標定蓄水井的最高水位，并在該位置安裝水位檢測器62，將水流檢測器61、水質檢測器63和電子閥門65—一對應安裝到對應的管道內，并在控制器64內設定好相應的參數值和警戒值，安裝完畢后進行試驗，保證水流控制系統6的可行性和可靠性。
[0070]8)導水管的鋪設:
[0071]根據場地規格，平行并列布設第一蓄水井I和第二蓄水井2，使第一蓄水井I和第二蓄水井2鋪滿基坑7，在相鄰的第一蓄水井I之間鋪設導水管76，使導水管76分別與第一進水管11連接;設置的導水管76將經過層層過濾的水導入到第一污水處理裝置4內處理，提高水流的導入速度，加快積水的滲入。
[0072]9)地表處理:
[0073]在過濾蓋板75上從下往上鋪設瀝水層81、生物填料層82、植被層83和碎石穩固層84，在瀝水層81的上側鋪設排水板811，排水板811上鋪設接水管85，接水管85的上端高出碎石穩固層84的上表面I?2cm。碎石穩固層84對雨水或者地表水進行緩沖，隔離大顆粒物質，植被層83將水吸收、凈化，生物填料層82對雨水進行進一步的凈化和蓄水，同時生物填料層82也為植被層83上的生物提供養分和水分，提高植被層83上生物的存活率，然后雨水經過瀝水層81的過濾通過第一進水管11進入到第一污水處理裝置4;若積水較多，雨勢較大，雨水直接通過接水管85進入地下，提高地表水和雨水的排放速度。
[0074]本發明所述的施工方法設計合理，各施工步驟簡單、可靠，步驟間的銜接安排妥當，質量較高，可有效引導積水滲入地下從而達到充分回收雨水和地表水的效果，加速雨水下滲，防止路面積水;可以凈化、涵養水源，改善地下儲蓄的水源，提高水源利用率，補充城市用水。
[0075]以上僅為本發明的具體實施例，但本發明的技術特征并不局限于此。任何以本發明為基礎，為解決基本相同的技術問題，實現基本相同的技術效果，所作出的簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋于本發明的保護范圍之中。
【主權項】
1.一種海綿城市地表水的回收利用系統，其特征在于:包括凈水儲存系統、污水處理系統和水流控制系統，所述凈水儲存系統包括第一蓄水井、第二蓄水井和循環井，所述第一蓄水井位于所述第二蓄水井的上方，所述第一蓄水井內設有第一進水管和第一出水管，所述第二蓄水井內設有第二進水管和第二出水管，所述第二進水管連通所述第一蓄水井和所述第二蓄水井，所述第一蓄水井和所述第二蓄水井均通過循環管與所述循環井連接，所述污水處理系統包括第一污水處理裝置和第二污水處理裝置，所述第一污水處理裝置位于所述第一蓄水井內，所述第一污水處理裝置與所述第一進水管連接，所述第二污水處理裝置位于所述第二蓄水井內，所述第二污水處理裝置與所述第二進水管連接。2.根據權利要求1所述的一種海綿城市地表水的回收利用系統，其特征在于:所述第一污水處理裝置包括第一進水口、第一出水口、沉淀腔和生物降解腔，所述第一進水管穿過所述第一進水口伸入所述沉淀腔內，所述沉淀腔內設有磁鐵層和活性炭吸附層，所述沉淀腔通過第一連接管與所述生物降解腔連接，所述第一連接管內設有第一過濾網，所述生物降解腔內設有微生物填料，所述第一出水口上設有第一管道，所述第一管道分別連通所述生物降解腔和所述第一蓄水井。3.根據權利要求2所述的一種海綿城市地表水的回收利用系統，其特征在于:所述第二污水處理裝置包括第二進水口、第二出水口、藥物腔和消毒腔，所述第二進水管穿過所述第二進水口伸入所述藥物腔內，所述藥物腔內設有藥物包，所述藥物腔通過第二連接管與所述消毒腔連接，所述第二連接管內設有第二過濾網，所述消毒腔內設有紫外線發生器，所述第二出水口上連接有第二管道，所述第二管道分別連通所述消毒腔和所述第二蓄水井。4.根據權利要求3所述的一種海綿城市地表水的回收利用系統，其特征在于:所述循環管包括第一循環管、第二循環管和第三循環管，所述第一循環管與所述第一管道連接，所述第二循環管與所述第二管道連接，所述第三循環管與所述第一進水管連接。5.根據權利要求4所述的一種海綿城市地表水的回收利用系統，其特征在于:所述水流控制系統包括水流檢測器、水位檢測器、水質檢測器、控制器、電子閥門和無線發射器，所述控制器分別與所述水流檢測器、所述水位檢測器、所述水質檢測器、所述電子閥門和所述無線發射器連接，所述水流檢測器分別位于所述第一進水管、所述第一出水管、所述第二進水管和所述第二出水管內，所述水位檢測器分別位于所述第一蓄水井和所述第二蓄水井內，所述水質檢測器分別位于所述第一管道和所述第二管道內，所述電子閥門分別位于所述第一進水管、所述第一出水管、所述第一管道、所述第二進水管、所述第二出水管、所述第二管道、所述第一循環管、所述第二循環管和所述第三循環管上。6.根據權利要求1所述的一種海綿城市地表水的回收利用系統，其特征在于:所述第一蓄水井的上方鋪設有初過濾層，所述第一進水管位于所述初過濾層的下方，所述第一蓄水井與所述第二蓄水井之間設有精過濾層，所述第二進水管位于所述精過濾層的下方。7.如權利要求1所述的一種海綿城市地表水的回收利用系統的施工方法，其特征在于:包括如下步驟: I)地基處理: 選取平坦或者地勢低的開闊位置，去除地表的障礙物質，采用人工或者挖掘機開挖的方式開挖深度為6?1m的基坑，將基坑內的障礙物通過吊車運走或者通過鉆機鉆成細石狀，在接近基坑底部時，采用人工配合的方式整修，并用夯實機在基坑的底部進行夯實處理，保持基坑內部的平整、穩定； 2)基坑處理: 對基坑進行測量放線，對基坑的邊坡進行加固處理，然后在基坑內部的周邊鋪設土工膜，在基坑的上部周邊鋪設高度為4?6cm的隔離圈，并在隔離圈上每間隔10?15cm設置流水口； 3)蓄水井的建立: 根據基坑測量放線的結果，在基坑內從下往上設置蜂巢或者圓筒狀的第二蓄水井和第一蓄水井，第一蓄水井的底部與基坑的底部相接觸，第二蓄水井的頂部與基坑的頂部齊平，抓斗將第一蓄水井和第二蓄水井內的沉渣進行清除，再用清水對第一蓄水井和第二蓄水井進行清洗，去除第一蓄水井和第二蓄水井內的泥漿，并在第一蓄水井和第二蓄水進的側壁上預留管道孔； 4)污水處理系統的安裝: 在第一蓄水井和第二蓄水井的內部均鋪設I?3cm的防滲透膜以及安裝支架，采用吊裝設備將預先設置好的第二污水處理裝置和第一污水處理裝置分別放入第二蓄水井和第一蓄水井內，吊放到位后，通過安裝支架將第二污水處理裝置和第一污水處理裝置分別安裝到已施工完成的第二蓄水井和第一蓄水井內；安裝好后，分別在第一污水處理裝置和第二污水處理裝置的外圍設置防水護筒，保護第一污水處理裝置和第二污水處理裝置； 5)循環井的建立: 根據管道孔的位置，在基坑內位于第一蓄水井和第二蓄水井的一側設置深度為4?6m的循環井，清理循環井內的碎石，保持循環井內部平整，然后用清水沖洗，最后再在循環井內部鋪設I?3cm的防滲透膜； 6)過濾板的鋪設: 在第二蓄水井和第一蓄水井之間鋪設高度為3cm的精過濾層，并使精過濾層完全覆蓋第二蓄水井和第一蓄水井，然后在精過濾層的上方鋪設一層土工膜;在第一蓄水井上方鋪設過濾蓋板，在過濾蓋板上預留管道孔； 7)內部管道的鋪設: 在第一蓄水井和第二蓄水井的穩定處敷設管架，在管架上分別設置直徑為60?IlOmm第一進水管、第二進水管、循環管、第一出水管和第二出水管，并使第一進水管的下端通過連接法蘭和防水墊與第一污水處理裝置連接，使第二進水管的上端與精過濾層的底部連接，第二進水管的下端通過連接法蘭和防水墊與第二污水處理裝置連接;將第一出水管與城市底下的城市用水網連接，用于城市基礎設施的服務，將第二出水管與自來水管網連接，用于居民的生活用水;管道鋪設完成后，進行混凝土澆灌固定； 8)導水管的鋪設: 根據場地規格，平行并列布設第一蓄水井和第二蓄水井，使第一蓄水井和第二蓄水井鋪滿基坑，在相鄰的第一蓄水井之間鋪設導水管，使導水管分別與第一進水管連接； 9)地表處理: 在過濾蓋板上從下往上鋪設瀝水層、生物填料層、植被層和碎石穩固層，在瀝水層的上側鋪設排水板，排水板上鋪設接水管，接水管的上端高出碎石穩固層I?2cm。8.根據權利要求7所述的一種海綿城市地表水的回收利用系統的施工方法，其特征在于:在步驟I中，開挖的基坑分為上基坑和下基坑，在下基坑內布設第二蓄水井，在上基坑上布設第一蓄水井。9.根據權利要求7所述的一種海綿城市地表水的回收利用系統的施工方法，其特征在于:在步驟7中，在第一蓄水井和第二蓄水井的內壁上設置水位觀測標尺，標定蓄水井的最高水位，并在該位置安裝水位檢測器，將水流檢測器、水質檢測器和電子閥門一一對應安裝到對應的管道內，并在控制器內設定好相應的參數值和警戒值，安裝完畢后進行試驗，保證水流控制系統的可行性和可靠性。
【文檔編號】E03F5/00GK106082536SQ201610561667
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月14日
【發明人】劉學應, 董邑寧, 李國標
【申請人】浙江水利水電學院