无动力多功能雨洪控制利用装置

摘要

一种无动力多功能雨洪控制利用装置，在壳体左侧的上部设有雨水入口，在该雨水入口内端安装旋流分离器；在旋流分离器的下方壳体的底部装有导流板，在导流板右侧的壳体底部装有悬浮物捕集器；在悬浮物捕集器的右侧上下分别挡渣板和两相分离器；在壳体的右侧的上部和下部分别设有雨水输出接口和雨水渗管接口。本发明的优点是：以自流方式运行，无需外加动力，运行维护方便；集洪涝调蓄、雨水资源化与面源污染控制等多功能于一身；技术集成程度高，集成了旋流分离、悬浮物捕集、导流、两相分离及雨水下渗等多项技术措施；采用模块结构，可快速拼装组合，应用灵活方便；地下埋设，节省地上空间。能够有效缓解包括洪涝、面源污染、水资源短缺问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种无动力多功能雨洪控制利用装置，广泛适用于城镇及农村地区雨水控制与利用行业，用于洪涝控制与削减、雨水资源化（包括雨水回用与下渗）、面源污染控制，运行过程中不消耗能源，实现节能减排的效果。

技术背景

长期以来，我国许多城市都面临着洪涝、面源污染等雨洪方面的诸多问题。

首先，随着城市进程的不断推进，城市硬化面积不断增加，使雨水下渗量减少，雨水径流量猛增。从径流系数来看，城市化使得径流系数从开发前的0.2~0.3急剧增加到硬化下垫面的0.8～0.9。同时，硬化面积的增加也使得降雨的产、汇流时间明显缩短，径流量明显增加。并且，我国许多城市雨水管道的设计标准偏低，一般为1~3年，但处于成本考虑，往往就高不就低，遇暴雨时，常造成下水管道暴满，不能及时排洪，造成城市内涝。目前城市建筑、道路及地下管线系统已经建成，地下空间有限，对现有管道系统进行重建或进行大规模改造，由于会对沿线道路及建筑造成极大影响，也需很大投资，所以短期内难以实现。

其次，虽然近年来我国加大了对城市水污染治理的重视程度，“十一五”规划在水污染控制，尤其是点源污染控制方面取得了很大进步，然而即使如此，我国各城市水环境污染问题并没有得到根本遏制，即使在污水处理程度已经很高的城市(如北京污水处理率已达90%、上海达80%，已基本接近发达国家大城市水平)，城市水体雨后水华现象及水质恶化问题仍然时有发生。随着城市点源污染逐渐得到控制，面源污染已成为我国城市水环境污染和破坏的主要原因之一。目前国内面源污染控制尚处于起步阶段。调蓄池是国内面源污染控制的典型措施之一，但上海等城市建设的大型集中式初期雨水调蓄池虽然在面源污染控制方面发挥了一定的作用，但由于管道雨水初期冲刷的不明显，调蓄池对面源污染的控制效果非常有限；而受空间条件限制，低势绿地等源头控制措施在已建城区大规模推广应用存在困难。

再次，大多数北方及西部城市还面临着缺水问题，但在传统城市发展模式下，雨水往往不经利用直接经管道系统白白流走；此外，由于街道、建筑屋面等不透水下垫面逐渐取代原有草地、林地等自然地面，雨水下渗途径被截断，从而失去了雨水下渗这一地下水有效补充途径，再加上人为的过度开发利用，许多城市出现了地下水沉降的问题，出现地下水漏斗。以北京为例，多年平均降雨量为544mm，每年平均形成3.54亿立方米的径流量，若能将这部分雨水充分利用（回用或下渗），将能节省大量水资源，并有效补充地下水。

发明内容

本发明的目的是提供一种无动力式的多功能雨洪控制利用装置，以解决现有城市雨洪问题控制技术的欠缺与不足。

本发明的技术方案是：一种无动力多功能雨洪控制利用装置，其特征在于，包括壳体、旋流分离器、悬浮物捕集器、导流板、挡渣板和两相分离器，在壳体左侧的上部设有雨水入口，在该雨水入口内端安装旋流分离器；在该旋流分离器的下方壳体的底部装有导流板，在该导流板右侧的壳体底部装有悬浮物捕集器；在该悬浮物捕集器的右侧上方装有两相分离器，在该两相分离器的上方装有挡渣板；在该壳体的右侧的上部和下部分别设有雨水输出接口和雨水渗管接口。

所述的悬浮物捕集器的主体为大口朝上的锥形斗，在该锥形斗上设有过滤孔，在该锥形斗的上端设有提梁；在所述的壳体底部设有与该锥形斗配合的圆锥凹坑，并置入悬浮物捕集器的锥形斗。

所述的锥形斗的上半部用不锈钢丝网制成，下半部用不锈钢板制成。

所述的雨水输出接口的位置低于雨水入口，位于溢流水位处，与雨水输送管道连接；所述的雨水渗管接口位于雨水输出接口下方，与雨水下渗管相连接。

所述的两相分离器由多块平行间隔设置的分离板构成，各分离板从左至右向上倾斜。

所述的挡渣板位于两相分离器上端较低一侧的上方。

在所述的壳体顶端设有出渣抽水口。

所述的壳体为矩形、圆形或与其近似的罐体。 

本发明的优点是：以自流方式运行，无需外加动力，运行维护方便；集洪涝调蓄、雨水资源化与面源污染控制等多功能于一身；技术集成程度高，集成了旋流分离、悬浮物捕集、导流、两相分离及雨水下渗等多项技术措施；采用模块结构，可快速拼装组合，应用灵活方便；地下埋设，可设于绿化带、非机动车道、广场、停车场下方，节省地上空间；结构强度大，承重能力达50t。能够有效缓解包括洪涝、面源污染、水资源短缺等城市雨洪和水环境问题。

附图说明

图1是本发明的总体结构纵向剖视示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明一种无动力多功能雨洪控制利用装置，包括装置壳体（罐体）1、旋流分离器5、悬浮物捕集器4、导流板9、挡渣板7和两相分离器8，在壳体1左侧的上部设有雨水入口10，在该雨水入口10的内端安装旋流分离器5。在该旋流分离器5的下方壳体的底部倾斜安装导流板9（左高右低），在该导流板9右侧的壳体底部装有悬浮物捕集器4。在该悬浮物捕集器4的右侧上方装有两相分离器8，在该两相分离器8的上方装有挡渣板7。在该壳体1的右侧的上部和下部分别设有雨水输出接口2和雨水渗管接口3。

所述的旋流分离器5可采用传统的旋流除砂器结构，其入口端与所述的雨水入口10的内端及壳体1的内壁相连。

所述的悬浮物捕集器4的主体为大口朝上的锥形斗41，在该锥形斗41的上端设有提梁42。在所述的壳体1的底部设有与该锥形斗41配合的圆锥凹坑12，用于置入悬浮物捕集器的锥形斗41。锥形斗41的上半部用不锈钢丝网制成，可在提出水面时分离出水分；锥形斗41的下半部用不锈钢板制成，用于兜住泥沙。

所述的雨水输出接口2的位置低于雨水入口10，为溢流水位，与雨水输送管道连接，将雨水输送到蓄水设施内加以利用。所述的雨水渗管接口3位于雨水输出接口2下方与雨水下渗管11相连接，将低于溢流水位的雨水通过雨水下渗管11渗透到地下。

所述的两相分离器8由多块平行间隔设置的分离板构成，各分离板（断面）从左至右向上倾斜。所述的挡渣板7位于两相分离器8上端较低一侧或中部的上方，以阻止漂浮物通过。

在所述的壳体1顶端设有出渣抽水口6。

所述的壳体1为矩形、圆形或与其近似的罐体。

本发明在工作时，雨水从雨水入口10经过旋流分离器5分离流入壳体1内，较重的悬浮物随径流经导流板9导流，进入悬浮物捕集器4，径流中漂浮物被挡渣板7阻挡留于装置内；未被悬浮物捕集器4捕捉的部分悬浮物经两相分离器8分离，并滑入悬浮物捕集器4，被捕集的悬浮物在雨后由人工提升并经出渣抽水孔6取出清理。中小雨径流全部截流在装置内，其中液面超出雨水渗管接口3的径流下渗。而大雨径流超出装置容纳能力的部分由雨水输出接口2排出并进入雨水管输出。

本发明在应用时设置在雨水井出水管处，或接入雨水支管，也可将雨水干管部分雨水截流至系统中。

其工作原理为：在无动力式的多功能雨洪控制利用装置中，由于径流中水和悬浮物的密度和比重不同，本发明的旋流分离装置5使径流中较重的悬浮物向下运动，清水向上方流动，导流板9引导悬浮物浓缩液导流至悬浮物捕集器4中，导流板9同时使后部形成旋流，避免悬浮物在捕集器4前沉淀。径流中密度较小的漂浮物浮于水面之上，被挡渣板7拦截，径流中携带的悬浮物由两相分离器8捕集并引导至悬浮物捕集器4中，净化后的径流由雨水渗管接口3引入雨水下渗管11并渗入地下。在雨量较大时，由雨水输出接口2引入后续雨水管道。