本發(fā)明屬于海綿城市設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于海綿城市的雨污循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，中國(guó)城市已經(jīng)進(jìn)入“城市病”集中爆發(fā)期。城市人口的快速膨脹、規(guī)劃缺乏預(yù)見性以及城市基礎(chǔ)設(shè)施的承載力限制等因素導(dǎo)致了交通擁堵、秩序紊亂、運(yùn)營(yíng)低效、抗風(fēng)險(xiǎn)能力差等一系列問題，制約著城市的發(fā)展。一方面，城市面臨嚴(yán)重的內(nèi)澇威脅，另一方面，中國(guó)又是一個(gè)水資源相對(duì)貧乏的國(guó)家，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，水資源單向循環(huán)，水資源短缺和水環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。隨著海綿城市概念的提出，協(xié)調(diào)城市發(fā)展與雨水控制，對(duì)雨水資源進(jìn)行有效保護(hù)和綜合治理，已經(jīng)到了刻不容緩的階段。

城市廢水處理主要存在以下缺點(diǎn)：一、在雨季，由于排水管網(wǎng)的排水能力有限，大量雨水無法及時(shí)排出，造成城市內(nèi)澇；二、現(xiàn)有技術(shù)中的雨水和污水分流需兩套管網(wǎng)進(jìn)行工作，造成工程量增加，施工復(fù)雜等問題；三、現(xiàn)有的廢水處理都是廢水經(jīng)長(zhǎng)距離管道進(jìn)入污水廠，不僅需占用大量管道，而且管內(nèi)廢水的水頭損失很大，需要泵站來提水到污水廠，耗費(fèi)大量的能量，不符合綠色社會(huì)的發(fā)展需求；四、目前國(guó)內(nèi)外城市減輕內(nèi)澇的儲(chǔ)水系統(tǒng)基本位于地下，造成地下管網(wǎng)系統(tǒng)異常復(fù)雜，不利于城市長(zhǎng)期的排水處理。

因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需提供一種能夠克服城市排水管網(wǎng)排澇能力有限及城市水資源缺乏的問題，同時(shí)可以對(duì)污水就地處理大大降低工程量的基于海綿城市的雨污循環(huán)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種能夠克服城市排水管網(wǎng)排澇能力有限及城市水資源缺乏的問題，同時(shí)可以對(duì)污水就地處理大大降低工程量的基于海綿城市的雨污循環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)在調(diào)蓄雨洪，減輕內(nèi)澇的同時(shí)，可對(duì)雨水等多種廢水同時(shí)加以循環(huán)利用，轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)要素。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種基于海綿城市的雨污循環(huán)系統(tǒng)，包括雨污集水池，通過第一閥門與雨污集水池順連的雨污處理池，依次通過第二閥門、流量傳感器與雨污處理池順連的腔體，及設(shè)在城市樓頂?shù)某跛?；所述腔體內(nèi)設(shè)有彈性傳壓容納體，所述彈性傳壓容納體的口部穿過混凝土腔體通過第三閥門與自來水管網(wǎng)相接、通過第四閥門與低水頭自來水用戶儲(chǔ)水箱相接；所述雨污處理池與腔體的連接管道在第二閥門與流量傳感器之間設(shè)有由第五閥門控制的通往樓頂初水箱的初水管道；其中，所述流量傳感器用于監(jiān)測(cè)腔體及彈性傳壓容納體中的水量。

在本技術(shù)方案中，引導(dǎo)雨水、生活以及部分工業(yè)廢水進(jìn)入雨污集水池，然后匯入處理池進(jìn)行初步凈化，然后利用城市無處不在的自來水管網(wǎng)壓力，對(duì)初水進(jìn)行提水處理，使初水上升到位于樓頂?shù)某跛鋬?nèi)儲(chǔ)藏，用戶可利用樓頂初水解決大量生活和工業(yè)的用水問題；在雨季，通過該系統(tǒng)可將大量積水上揚(yáng)至樓頂初水箱，使初水箱作為調(diào)蓄雨洪、減輕內(nèi)澇的重要力量。其中，初水是經(jīng)雨污處理池初步凈化的水，能作為掃除沖廁等用途，初水箱用于儲(chǔ)存初水。雨污處理池只對(duì)雨水和污水共同進(jìn)行簡(jiǎn)單快速處理，讓其達(dá)到能沖廁等粗糙用水程度，因此能及時(shí)將城市內(nèi)澇水量及時(shí)排到樓頂水箱進(jìn)行利用，同時(shí)緩解排水管道壓力。優(yōu)選的，所述腔體設(shè)為混凝土或鋼罐類堅(jiān)固腔體。

進(jìn)一步的，所述彈性傳壓容納體用于傳遞自來水管網(wǎng)壓力，且將容納體內(nèi)自來水與腔體內(nèi)初水分離，從而避免容納體內(nèi)自來水與腔體內(nèi)初水混合；所述彈性傳壓容納體充滿水后形狀與腔體基本一致。

進(jìn)一步的，所述腔體設(shè)為橢球狀。

優(yōu)選的，所述彈性傳壓容納體設(shè)為橡膠或PVC的彈性氣球。

優(yōu)選的，所述雨污處理池與腔體的連接管道上設(shè)有用于輔助雨污處理池內(nèi)初水排入腔體的小型水泵。本技術(shù)方案在連接管道上通過小型水泵稍微加壓，使處理池處理后的初水有較大的動(dòng)力匯入腔體，同時(shí)輔助彈性傳壓容納體內(nèi)自來水通過第四閥門被壓出供低水頭用戶使用。

優(yōu)選的，所述通往樓頂初水箱的初水管道上設(shè)有供水栓，使初水箱內(nèi)水不會(huì)逆流至腔體。

優(yōu)選的，所述雨污集水池、雨污處理池設(shè)為與空氣接觸的池體，以保證對(duì)雨污的初步凈化效果；所述腔體設(shè)于地下或地上，可根據(jù)實(shí)際布局需要進(jìn)行選擇，相應(yīng)的減輕地下管網(wǎng)系統(tǒng)的復(fù)雜程度。

進(jìn)一步的，當(dāng)雨污處理池內(nèi)初水流入腔體時(shí)，將彈性傳壓容納體內(nèi)自來水?dāng)D出腔體，并流向低水頭用戶；當(dāng)彈性傳壓容納體內(nèi)無水或少量水時(shí)，利用強(qiáng)大的自來水壓力控制第三閥門使自來水管網(wǎng)的水流入彈性傳壓容納體，進(jìn)而將腔體內(nèi)初水排出，擠入樓頂初水水箱。同時(shí)，用戶可通過樓內(nèi)管道，利用箱內(nèi)初水進(jìn)行沖廁、掃除及部分工業(yè)生產(chǎn)等對(duì)水質(zhì)要求不高的工作。

進(jìn)一步的，所述第五閥門所在的初水管道上設(shè)有多條分支管道，多條分支管道并聯(lián)通向?qū)?yīng)數(shù)量的多個(gè)樓頂初水箱形成初水箱群，形成龐大的雨污處理效果，減小地下系統(tǒng)尤其在澇季的排水壓力。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)、本發(fā)明首先引導(dǎo)雨水、部分生活以及部分工業(yè)廢水進(jìn)入雨污集水池，然后匯入雨污處理池進(jìn)行初步凈化，使其達(dá)到初水品質(zhì)(本文中雨污處理池可根據(jù)實(shí)際處理需要設(shè)為一級(jí)或者多級(jí)，以達(dá)到?jīng)_廁或其它對(duì)水質(zhì)要求不高用途的初水品質(zhì))；然后利用城市無處不在的自來水管網(wǎng)壓力，對(duì)初水進(jìn)行提水處理，使初水上升到位于樓頂?shù)某跛鋬?nèi)儲(chǔ)藏，用戶可利用樓頂初水解決大量生活和工業(yè)的用水問題。不僅如此，在澇雨季，此系統(tǒng)只需通過處理池對(duì)雨水進(jìn)行初步沉降凈化即可將大量積水上揚(yáng)至樓頂初水箱/初水箱群，使大樓屋頂初水箱/初水箱群作為調(diào)蓄雨洪、減輕內(nèi)澇的重要力量，初水箱/初水箱群中的水后期通過供水栓可用于澇災(zāi)后的城市清理工作。

本發(fā)明利用樓房頂樓進(jìn)行儲(chǔ)水，不僅可以緩解內(nèi)澇時(shí)儲(chǔ)水系統(tǒng)壓力，而且用戶可對(duì)這部分儲(chǔ)水進(jìn)行有效利用，緩解城市供水壓力；廢水能夠就地進(jìn)行初步處理，可以承擔(dān)部分對(duì)水質(zhì)要求不高的的工作。

2)、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)把初步凈化后的城市雨污水揚(yáng)到樓頂水箱，轉(zhuǎn)變了把澇季雨水存到地底的概念，具有節(jié)水供水，減小雨季排水壓力，減輕澇災(zāi)等優(yōu)勢(shì)，為海綿城市的發(fā)展提供了新的思路。

3)、城市中自來水管網(wǎng)壓力至少為28m，基本可將初水提水至7樓以上的水箱，從而本發(fā)明可應(yīng)用于小高層的樓頂上；若對(duì)于更高的城市高樓，可在通往樓頂初水箱的分支管道上增設(shè)揚(yáng)水泵，提高腔體中水的揚(yáng)程。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中虛線框部分的放大圖。

圖3、圖4為本發(fā)明系統(tǒng)在自來水管網(wǎng)壓力下對(duì)雨污的循環(huán)處理轉(zhuǎn)移過程。

圖5為多個(gè)樓頂初水箱形成初水箱群的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)注符號(hào)的含義如下：

1-雨污集水池 2-雨污處理池 3-腔體 4-彈性傳壓容納體

5-初水箱 50-供水栓 6-小型水泵 7-低水頭自來水用戶儲(chǔ)水箱

a1-第一閥門 a2-第二閥門 a3-第三閥門

a4-第四閥門 a5-第五閥門 b-流量傳感器

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1、2所示，一種基于海綿城市的雨污循環(huán)系統(tǒng)，包括雨污集水池1，通過第一閥門a1與雨污集水池1順連的雨污處理池2，依次通過第二閥門a2、流量傳感器b與雨污處理池2順連的腔體3，及設(shè)在城市樓頂?shù)某跛?；腔體3內(nèi)設(shè)有彈性傳壓容納體4，彈性傳壓容納體4的嘴口穿過腔體3后通過第三閥門a3與自來水管網(wǎng)相接、通過第四閥門a4與低水頭自來水用戶儲(chǔ)水箱7相接；雨污處理池2與腔體3的連接管道在第二閥門a2與流量傳感器b之間設(shè)有由第五閥門a5控制的通往樓頂初水箱5的初水管道；其中，流量傳感器b用于監(jiān)測(cè)腔體3及彈性傳壓容納體4中的水量。雨污處理池2與腔體3的連接管道上還設(shè)有12V的小型水泵6。

其中，腔體3設(shè)為混凝土腔體或鋼罐類堅(jiān)固腔體。彈性傳壓容納體4用于傳遞自來水管網(wǎng)壓力，且避免容納體內(nèi)自來水與腔體3內(nèi)初水混合；且彈性傳壓容納體4充滿水后形狀與腔體基本一致；彈性傳壓容納體4設(shè)為耐疲勞且可伸縮的橡膠或PVC的彈性氣球。如圖所示，腔體3可設(shè)為橢球氣球狀，當(dāng)然也可設(shè)為其它形狀。

通往樓頂初水箱5的初水管道上設(shè)有供水栓50，使初水箱5的初水能夠用作城市清理。

其中，雨污集水池1、雨污處理池2設(shè)為與空氣接觸的池體；腔體3可設(shè)于地下、也可根據(jù)布設(shè)需求設(shè)于地上。

本實(shí)施例中，污水與自來水為分離狀態(tài)，如圖2所示，初水只會(huì)存在于腔體3與彈性氣球之間的區(qū)域內(nèi)，自來水只會(huì)存在于彈性氣球內(nèi)；當(dāng)雨污處理池2內(nèi)初水流入腔體3時(shí)，將彈性氣球內(nèi)自來水?dāng)D出并流向附近的低水頭自來水用戶儲(chǔ)水箱7、供低水頭用戶比如灑水車、城市建設(shè)等使用，可進(jìn)行環(huán)衛(wèi)灑水、園林綠化、降溫除塵、臨時(shí)消防、抗旱運(yùn)水、農(nóng)藥噴灑、城市建設(shè)等活動(dòng)；當(dāng)彈性氣球內(nèi)無水或少量水時(shí)，控制第三閥門a3使自來水管網(wǎng)的水流入彈性氣球，進(jìn)而將腔體3內(nèi)初水排出，擠入樓頂初水箱5。

如圖5所示，第五閥門a5所在的初水管道上設(shè)有多條分支管道，多條分支管道并聯(lián)通向?qū)?yīng)數(shù)量的多個(gè)樓頂初水箱5形成初水箱群，形成龐大的雨污處理效果。

現(xiàn)實(shí)生活中的生活用水量，其中居民沖廁約占33％，辦公區(qū)甚至達(dá)到70％以上，若將初水箱群的這部分初水用于沖廁，不僅提高了對(duì)雨污的排澇排污能力；同時(shí)節(jié)約了大量的水資源。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的工作過程作出如下的詳細(xì)說明。

S1、如圖3所示，雨水及部分生活工作廢水匯入雨污集水池1，雨污集水池1與雨污處理池2相連，打開第一閥門a1，將廢水流入處理池后進(jìn)行初步處理轉(zhuǎn)變?yōu)槌跛?；混凝土腔體位于處理池下游，腔體3內(nèi)套有一個(gè)大型的彈性氣球，充滿水后的氣球與腔體3相同大小，氣球口穿過腔體3與自來水管網(wǎng)相連。假設(shè)初始條件為第三閥門a3和第五閥門a5為開啟狀態(tài)，彈性氣球中已經(jīng)充滿自來水，體積已接近腔體3；

S2、當(dāng)流量傳感器b監(jiān)測(cè)到氣球內(nèi)水量接近腔體容量，則關(guān)閉第三閥門a3和第五閥門a5，打開第二閥門a2和第四閥門a4，并開啟小型水泵6，處理池中初水由管道并通過小型水泵稍微加壓，匯入混凝土腔體3，進(jìn)而大型彈性氣球內(nèi)自來水被壓出通過第四閥門a4供低水頭用戶比如灑水車、城市建設(shè)等使用；

S3、接著，如圖4所示，當(dāng)流量傳感器b監(jiān)測(cè)到腔體3內(nèi)初水水量接近腔體容量，則關(guān)閉第二閥門a2和第四閥門a4，打開第三閥門a3和第五閥門a5，自來水管網(wǎng)內(nèi)水流通過第三閥門a3匯入大型的彈性氣球，使氣球變大，利用強(qiáng)大的自來水管網(wǎng)壓力，將腔體3內(nèi)的初水通過第五閥門a5擠入樓頂初水箱5以減輕內(nèi)澇。同時(shí)，用戶可通過樓內(nèi)管道利用箱內(nèi)初水進(jìn)行沖廁、掃除的工作，或者進(jìn)行部分工業(yè)生產(chǎn)等對(duì)水質(zhì)要求不高的工作；

S4、重復(fù)循環(huán)S2及S3步驟，直至完成雨污的處理轉(zhuǎn)移工作。

此外，在澇雨季，本發(fā)明系統(tǒng)通過處理池對(duì)雨水進(jìn)行初步沉降凈化即可將大量積水上揚(yáng)至樓頂初水箱/初水箱群，待需要進(jìn)行城市清理工作時(shí)，保持第五閥門a5關(guān)閉，打開供水栓50進(jìn)行取水即可。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。