大型厂房屋面雨水收集处理再利用系统及其方法

摘要

一种大型厂房屋面雨水收集处理再利用系统及其方法，属于雨水收集再利用技术领域。系统包括雨水斗(1)，雨水收集管道(2)，雨水收集池(3)，雨水提升水泵(4)，管道混合器(5)，一体化净水器(6)，加药装置(7)，雨水提升管道(8)，在线浊度仪(9)，一体化净水器出水管道(10)，合格水管道(11)，不合格水管道(12)，一体化净水器排泥管道(13)，一体化净水器反洗排水管道(14)，加药管道(15)，手动蝶阀(16)，止回阀(17)，电动蝶阀(18)。系统的全部设备实现PLC集中控制。优点在于，充分利用大型厂房屋面雨水硬度低，污染物少。可根据生产工艺需要，将大型钢结构厂房屋面雨水收集和净化处理后可用于补充厂区生产用水，消防用水、绿化用水及景观用水。

说明书

技术领域

本发明属于雨水再利用技术领域，特别涉及一种大型厂房屋面雨水收集处理再利用系统及其方法，适用于钢铁、石化、电力等行业的大型钢结构厂房屋面雨水收集处理再利用系统。

背景技术

世界上普遍存在缺水现象，我国是一个水资源相对贫乏、分布又极不均匀的国家。由于水资源分布的差异，以及水资源污染的日益加重，城市的水资源正在面临着不足和短缺等问题，而雨水作为一种清洁水源，对其进行有效的收集处理再利用，具有显著的社会、经济、生态、环保等效益。

对于大型钢结构厂房屋面雨水具有硬度低，污染物少等优点，可根据生产工艺需要，将雨水收集和净化处理后可用于补充厂区部分生产用水，可作为循环冷却水系统的补水、消防用水、绿化用水及景观用水。因此大型厂房屋面雨水收集处理再利用系统是缓解我国水资源缺乏的有效途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型厂房屋面雨水收集处理再利用系统及其方法，充分利用大型厂房屋面雨水硬度低，污染物少等优点，可根据生产工艺需要，将大型钢结构厂房屋面雨水收集和净化处理后可用于补充厂区部分生产用水，可作为循环冷却水系统的补水、消防用水、绿化用水及景观用水，减少了厂区新水的使用量。

本发明的系统包括雨水斗1、雨水收集管道2、雨水收集池3、雨水提升水泵4、管道混合器5、一体化净水器6、加药装置7、雨水提升管道8、在线浊度仪9、一体化净水器出水管道10、合格水管道11、不合格水管道12、一体化净水器排泥管道13、一体化净水器反洗排水管道14、加药管道15、手动蝶阀16、止回阀17、电动蝶阀18。

雨水斗1与雨水收集管道2相连接；雨水收集管道2与雨水收集池3相连接；雨水提升水泵4设在雨水收集池3内；雨水提升水泵4出口与雨水提升管道8相连接；雨水提升水泵4出口处设有止回阀17和手动蝶阀16；雨水提升管道8上设有管道混合器5；加药装置7出药口与加药管道15相连接；加药管道15与管道混合器5加药口相连接；管道混合器5后的雨水提升管道8与一体化净水器6相连接；一体化净水器6出口与一体化净水器出水管道10相连接；合格水管道11和不合格水管道12分别与一体化净水器出水管道10相连接；一体化净水器出水管道10上设有手动蝶阀16、电动蝶阀18、在线浊度仪9；合格水管道11和不合格水管道12分别设有手动蝶阀16、电动蝶阀18；一体化净水器排泥管道13与一体化净水器6相连接；一体化净水器反洗排水管道14与一体化净水器6相连接；一体化净水器排泥管道13，一体化净水器反洗排水管道14分别设有手动蝶阀16、电动蝶阀18。

大型厂房屋面雨水收集处理再利用系统的工艺流程如下：雨水→雨水斗→雨水收集管道→雨水收集池→雨水提升水泵→管道混合器→一体化净水器→合格水管道→厂区生产用户。

大型厂房屋面雨水收集处理再利用系统的全部设备实现PLC集中控制，无需人员操作，可在线监测出水浊度，其出水水质稳定，出水悬浮物SS<2mg/L。若出水水质合格则打开合格水管道11上的电动蝶阀18进行再利用；若出水水质不合格则可以关闭其合格水管道11上电动蝶阀18，同时打开不合格水管道12上电动蝶阀18，使不合格水的水进入雨水收集池3进行再处理。

本发明的有益效果是：该系统不仅可以充分利用用大型厂房屋面雨水资源，减少厂区新水的使用量，可缓解水资源矛盾，节约水费和排污费等经济支出。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的系统图。其中，雨水斗1、雨水收集管道2、雨水收集池3、雨水提升水泵4、管道混合器5、一体化净水器6、加药装置7、雨水提升管道8、在线浊度仪9、一体化净水器出水管道10、合格水管道11、不合格水管道12、一体化净水器排泥管道13、一体化净水器反洗排水管道14、加药管道15、手动蝶阀16、止回阀17、电动蝶阀18。

图2为一体化净水器平面图。其中，雨水提升管道8、一体化净水器出水管道10、一体化净水器排泥管道13。

图3为一体化净水器剖面图。其中，雨水提升管道8、一体化净水器出水管道10。

具体实施方式

在使用该系统前需调查了解该地区的降雨强度，重现期，厂房屋面面积等具体参数，根据不同的外围条件确定大型厂房屋面雨水收集处理再利用系统的规模。

当雨水降落到大型钢结构厂房屋面后有组织的流向屋面雨水斗1，雨水斗1与雨水收集管道2相连接，最终流入雨水收集池3进行储存和调节。收集后的雨水由设在雨水收集池3内的雨水提升水泵4提升后经由雨水提升管道8送至管道混合器5。管道混合器5为一圆筒，内安装三个固定螺旋叶片，螺旋叶片正反向安装，雨水与混凝剂在进入其内部后，水流方向经过多次改变，使雨水与混凝剂充分的接触，达到药剂与雨水的完全混合。加药装置7将混凝剂通过加药管道15送入管道混合器5的进药口，与收集的雨水进行混合，然后进入一体化净水器6进行处理。一体化净水器6为雨水主要处理设备，该设备采用综合反应、沉淀和过滤三个净水工艺于一体。

经投药混合后的雨水在水中产生大量微小的初级絮凝体，而后进入一体化净水器的反应区。反应区的功能在于使初级絮凝体在折板区上升过程中相互碰撞形成个体较大质实的絮凝体，以利于后级的沉淀处理。

雨水在经过加药混合、折板反应后，在水中形成了许多个体较大质实的絮凝体。在它进入斜管沉淀区后絮凝体与水分离而沉降，从而大大降低了雨水中的悬浮物。

沉淀区是利用浅池原理设计而成的一种平流式斜管沉淀池。它是一种在沉淀池内装着许多直径较小的平行倾斜管的沉淀池。根据平流沉淀池分散性颗粒的沉淀理论：一个池子在一定的流量Q和一定的颗粒沉降速度V的条件下，其沉淀效率E与池子的水平面积A成正比。如果在同一沉淀池中，按高度方向分成N格间隔后，则使水平面积增加了N倍，故在沉淀池中设置斜管，就能把池子的水平面积增加许多倍，而大大提高沉淀效果。絮凝水通过进水管孔口流入池内，水在斜管区缓慢上升流动，可沉悬浮物在上升过程中沉再斜管内滑入池底集泥斗。污泥定时由一体化净水器排泥管道13排出。

雨水经折板反应斜管沉淀后，进入设备上部的滤池配水箱。再由进水分配箱经进水管进入过滤室。需过滤水经滤层自上而下，悬浮物被截留在滤层中，清水进入下部集水室再由连通管注入过滤池上部贮水箱(即冲洗水箱)。贮水箱充满后通过一体化净水器出水管道10出水。

当滤层截留的悬浮物逐渐增加时便造成过滤阻力增大，因而促使虹吸管内水位不断升高。当水位达到虹吸辅助管口时，水自该管中落下，通过抽气管带走虹吸下降管中的空气，当真空度达到一定值时，便发生虹吸作用。

发生虹吸后，清水自上部贮水箱通过连通管进入过滤池下部集水室再自下而上经过滤层对滤料进行反冲洗，反洗水通过一体化净水器反洗排水管道14排出。当冲洗水箱水位下降至虹吸破坏管时，空气进入虹吸管虹吸被破坏，反洗结束，进入正常运行。

一体化净水器6的出水可在线监测出水浊度，其出水水质稳定，出水悬浮物SS<2mg/L。若出水水质合格则打开合格水管道11上的电动蝶阀18进行再利用，可用于补充厂区部分生产用水，可作为循环冷却水系统的补水、消防用水、绿化用水及景观用水；若出水水质不合格则可以关闭其合格水管道11上电动蝶阀18，同时打开不合格水管道12上电动蝶阀18，使产水进入雨水收集池3进行再处理。