下沉式再生水厂地下空间及资源综合利用系统的制作方法

1.本发明涉及污水处理及资源化利用技术领域，具体地，涉及一种下沉式再生水厂地下空间及资源综合利用系统。


背景技术：

2.随着城市发展，能够与周边环境协调、封闭性强、无二次污染的下沉式再生水厂成为城市污水治理工程的新发展趋势和发展方向。下沉式再生水厂的出水能满足植物灌溉需求，是一种难得的高品质水资源，下沉式再生水厂剩余污泥里面含有丰富的有机物和大量的氮磷元素，以及植物生长所必须的一些微量元素，对土壤改良和提高土壤肥力有重要意义，可用于园林绿化的花卉种植方面。下沉式再生水厂竖向一般分为地面层、操作层和污水处理层，操作层是工作人员的主要活动区域，操作层通常有很多设备间、试验间和储物间等房间，灰色空间较多，给工作人员带来压抑和不适感，操作层有臭气和气溶胶类污染物，对人体健康产生不良影响。
3.公开号为cn112174314a的专利文献公开了一种基于下沉式再生水厂的生态综合体系统及构建方法，包括：地面区、操作层和污水处理池；所述操作层位于所述污水处理池的池面之上；所述地面区位于所述操作层之上；所述污水处理池与所述操作层之间设置覆盖层；经过分类后的有机湿垃圾输送进入操作层的垃圾处理装置。但是该专利文献仍然存在操作层的空气质量差的缺陷。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种下沉式再生水厂地下空间及资源综合利用系统。
5.根据本发明提供的一种下沉式再生水厂地下空间及资源综合利用系统，包括植物架、多层种植模块、植物灯、多个灌溉支管、集水槽、再生水储箱、水分测定仪、控制器、潜水泵及灌溉主管；
6.多层所述种植模块从上到下依次间隔放置在所述植物架上，所述植物灯位于每层所述种植模块的上方，所述植物灯用于给所述种植模块提供光照；
7.所述再生水储箱设置在所述植物架的一侧，所述潜水泵设置在所述再生水储箱内；所述灌溉主管连通设置在所述潜水泵上，多个所述灌溉支管连通设置在所述灌溉主管上；所述灌溉主管和所述灌溉支管设置在所述植物架的植物架侧壁上；
8.多个所述灌溉支管对应多层所述种植模块设置，一个所述灌溉支管对应设置在一层所述种植模块上方；
9.所述水分测定仪连接设置在最低层所述种植模块上，所述水分测定仪和所述控制器相连接，所述控制器和所述潜水泵相连接，所述控制器用于控制所述潜水泵的启停；
10.所述集水槽设置在所述植物架的下方，所述集水槽用于收集所述植物架上的灌溉水。
11.优选的，所述植物架上设置有多个隔层挡板，所述隔层挡板用于放置所述种植模块，一个所述隔层挡板放置一层所述种植模块；
12.所述植物灯设置在所述隔层挡板上或所述植物架的植物架顶壁上。
13.优选的，多个所述隔层挡板活动设置在所述植物架上。
14.优选的，多个所述隔层挡板均为筛孔板，多个所述隔层挡板做防腐处理。
15.优选的，所述植物架底部设置有滑动件，所述滑动件为滑轮。
16.优选的，所述植物架为挂壁式植物架，所述植物架设置有螺栓，所述植物架通过所述螺栓固定在外墙上。
17.优选的，所述种植模块包括植被层、基质层、过滤层、排水层、及种植盒；
18.所述植被层、所述基质层、所述过滤层及所述排水层从上到下依次设置在所述种植盒内。
19.优选的，所述灌溉支管远离所述灌溉主管的一端设置有堵头，所述灌溉支管底部间隔设置有多个用于出水的第一开孔。
20.优选的，对于多个所述第一开孔，靠近所述堵头一侧的开孔间距大于远离所述堵头一侧的开孔间距。
21.优选的，所述集水槽的底部侧壁上设置有用于排水的第二开孔。
22.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
23.1、本发明就地取材，容易实现：就地取材，充分利用下沉式再生水厂的高品质出水和剩余污泥，该系统靠近操作层各房间外墙设置，不占用过多空间，易于实现；
24.2、本发明运行方便且成本低：运用水分测定仪和控制器自动控制潜水泵的启停，植物架上流出来的灌溉水直接进入污水处理层的生化池内，运行方便且成本低；
25.3、本发明美观且有较高的经济价值：该系统增加操作层的绿色空间，为工作人员营造美观舒适的工作环境，培育出来的植物可以作为商品出售，具有较好的经济价值。
附图说明
26.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
27.图1为本发明的下沉式再生水厂地下空间及资源综合利用系统的结构示意图；
28.图2为本发明的下沉式再生水厂地下空间及资源综合利用系统的种植模块的结构示意图；
29.图3为本发明的下沉式再生水厂地下空间及资源综合利用系统为突出显示灌溉支管的结构示意图。
30.图中示出：
31.植物架1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
灌溉支管4
32.隔层挡板101
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一开孔401
33.植物架侧壁102
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
堵头402
34.植物架顶壁103
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
集水槽5
35.种植模块2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二开孔501
36.植被层201
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
再生水储箱6
37.基质层202
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
水分测定仪7
38.过滤层203
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制器8
39.排水层204
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
潜水泵9
40.种植盒205
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
灌溉主管10
41.植物灯3
具体实施方式
42.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
43.如图1～3所示，本发明提供的一种下沉式再生水厂地下空间及资源综合利用系统，包括植物架1、多层种植模块2、植物灯3、多个灌溉支管4、集水槽5、再生水储箱6、水分测定仪7、控制器8、潜水泵9及灌溉主管10，多层种植模块2从上到下依次间隔放置在植物架1上，植物灯3位于每层种植模块2的上方，植物灯3用于给种植模块2提供光照，再生水储箱6设置在植物架1的一侧，潜水泵9设置在再生水储箱6内；灌溉主管10连通设置在潜水泵9上，多个灌溉支管4连通设置在灌溉主管10上；灌溉主管10和灌溉支管4设置在植物架1的植物架侧壁102上，多个灌溉支管4对应多层种植模块2设置，一个灌溉支管4对应设置在一层种植模块2上方，水分测定仪7连接设置在最低层种植模块2上，水分测定仪7和控制器8相连接，控制器8和潜水泵9相连接，控制器8用于控制潜水泵9的启停，集水槽5设置在植物架1的下方，集水槽5用于收集植物架1上的灌溉水。在优选例中，集水槽5为的材质可以是混凝土、不锈钢、pp塑料或pe塑料。
44.植物架1底部设置有滑动件，滑动件为滑轮。植物架1为挂壁式植物架，植物架1设置有螺栓，植物架1通过螺栓固定在外墙上。集水槽5的底部侧壁上设置有用于排水的第二开孔501。在优选例中，开孔的数量可以是一个或者多个。
45.种植模块2包括植被层201、基质层202、过滤层203、排水层204、及种植盒205，植被层201、基质层202、过滤层203及排水层204从上到下依次设置在种植盒205内。在优选例中，种植盒205一般是pe或pp等轻质材质，植被层201通常选用生命力顽强、适应于地下厂空间环境、具有较好景观效果或药物价值的经济性植物种类。
46.植物架1上设置有多个隔层挡板101，隔层挡板101用于放置种植模块2，一个隔层挡板101放置一层种植模块2，植物灯3设置在隔层挡板101上或植物架1的植物架顶壁103上。多个隔层挡板101活动设置在植物架1上，多个隔层挡板101均为筛孔板，多个所述隔层挡板101做防腐处理。在优选例中，根据植物的生长特征和植物架1所处位置的光照情况，使用时间继电器对植物灯3的光照时长进行自主控制，隔层挡板101进行防腐处理。
47.灌溉支管4远离灌溉主管10的一端设置有堵头402，灌溉支管4底部间隔设置有多个用于出水的第一开孔401，对于多个第一开孔401，靠近堵头402一侧的开孔间距大于远离堵头402一侧的开孔间距，进而保证每个开孔布水量均匀。在优选例中，灌溉支管4通过三通或者弯头和与灌溉主管10连接，灌溉主管10和灌溉支管4一般采用pvc管，灌溉主管10和灌溉支管4通过管卡固定在植物架侧壁102上，灌溉支管4和植物灯3在同一平面内平行设置，
互相不得影响。
48.实施例1：
49.一种下沉式再生水厂地下空间及资源综合利用系统，主要包括，植物架、种植模块、植物灯、灌溉支管、集水槽、再生水储箱、水分测定仪、控制器、潜水泵、灌溉主管。其结构要点是：植物架靠近下沉式再生水厂操作层各房间的外墙放置，种植模块放置在植物架的隔层挡板上，植物灯位于每层种植模块的上方，为植物生长提供所需的光照；灌溉支管位于每层种植模块的上方，并且通过灌溉主管和位于再生水储箱内的潜水泵相连接；水分测定仪的感知探头位于种植模块的基质层内，且通过信号传输线和控制器相连接；控制器和潜水泵通过信号传输线连接，控制潜水泵的启停。
50.植物架可以是固定在外墙上的挂壁式植物架，也可以是底部带滑轮式的可移动式植物架。植物架上的隔层挡板用于放置种植模块，隔层挡板一般是筛孔板且做防腐处理。各隔层挡板的间距可根据种植模块和种植植物的生长高度自由调节。
51.种植模块包括植被层、基质层、过滤层、排水层及种植盒。植被层通常选用佛甲草、红叶景天、八宝景天、三七和人参等生命力顽强、适应于地下厂空间环境、具有较好景观效果或药物价值的经济性植物种类；基质层由下沉式再生水厂剩余污泥发酵产物、腐殖土、珍珠岩和蛭石等物质按照一定比例混合而成，保证基质层疏松通气、保水性能好且其容重和孔隙度较适宜植物生长；过滤层常选用透水土工布，可防止基质中小颗粒随水进入排水层堵塞排水管以及基质中营养物质快速流失；排水层为具有排蓄水功能的凹凸性排水板或是陶粒。
52.灌溉支管底部有开孔，通过开孔灌溉水进入到每层的种植模块内。
53.集水槽的材质可以是混凝土、不锈钢、pp塑料和pe塑料等，用于收集种植架上流下来的灌溉水；集水槽底部有开孔，灌溉水通过开孔直接进入到污水处理层的生化池内。
54.再生水储箱内为下沉式再生水厂的出水，通常保持满水位状态以满足植物灌溉需求。
55.水分测定仪测定的基质层含水率通过信号传输线传递给控制器，如果测定的数值低于最低限值时，则通过控制器启动位于再生水储箱内的潜水泵，开始对种植模块进行灌溉，该最低限值根据基质层特征和植物生长需水特征进行人为设定；当测定基质层含水率接近于饱和状态时，则通过控制器关闭潜水泵停止对种植模块进行灌溉。
56.实施例2：
57.在发明专利的一个具体实施例中，植物架长度为7.5m,宽度为3m,是一种挂壁式植物架，通过螺栓固定在下沉式再生水厂试验间的外墙上。植物架上的各隔层挡板的间距为30cm,隔层挡板为不锈钢筛孔板，开孔率为30％，孔径为10mm,板厚为2mm。
58.种植模块长度为50cm,宽度为20cm,高度为20cm；植被层为佛甲草、红叶景天和费菜这三种植物，基质层采用由剩余污泥发酵产物、腐殖土、珍珠岩和蛭石混合而成，比例为2:1:1:1，基质层厚度为15cm；过滤层为250g/
㎡
的透水土工布，排水层为凹凸排水板,高度约为2cm；基质层距种植模块顶部有约3cm的超高。
59.灌溉支管为25mm，有效开孔长度为3000mm，开孔直径为5mm，靠近堵头的1.5m的开孔间距为20mm,远离堵头1.5m的开孔间距为10mm；潜水泵的额定流量为4m3/h。
60.水分测定仪测定的基质层含水率低于8％时，则通过控制器启动潜水泵对种植模
块进行灌溉。植物架中的植物生长状况良好，2
‑
3个月可以培育出一批新苗圃，具有很好的生态价值和经济价值。
61.实施例3：
62.本发明专利的一个具体实施例中，植物架长度为4m，宽度为2m，高度为4m，是一种底部带滑轮式的可移动式植物架，可根据现场情况随时移动改变位置。植物架上的各层挡板间距为80cm，隔层挡板为塑料材质，开孔率为30％，孔径为10mm,板厚为3mm。
63.种植模块长度为50cm,宽度为40cm,高度为25cm；植被层为人参和三七这两种植物，基质层采用由剩余污泥发酵产物、腐殖土、珍珠岩和蛭石混合而成，比例为2:1:1:1，基质层厚度为20cm；过滤层为250g/
㎡
的透水土工布，排水层为凹凸排水板,高度约为2cm；基质层距种植模块顶部有约3cm的超高。在基质层中养殖蚯蚓，可分解基质层中有机物，疏松土层，促进植物生长。
64.植被层为人参，当水分测定仪测定的基质层含水率低于40％时，通过控制器启动潜水泵对种植模块进行灌溉。植物架中的植物生长状况良好，4年收获，9月中旬采收，产量高。
65.植被层为三七，当水分测定仪测定的基质层含水率低于25％时，通过控制器启动潜水泵对种植模块进行灌溉。植物架中的植物生长状况良好，3年收获。
66.高附加值药用植物的种植，具有很高的生态价值和经济价值。
67.本发明提供了一种下沉式再生水厂地下空间及资源综合利用系统，充分利用下沉式再生水厂的操作层空间、高品质出水和富含氮磷营养物质的剩余污泥等资源，构建下沉式再生水厂地下空间及资源综合利用系统。该系统能改善操作层的空气质量，营造舒适美观的工作环境，有利于工作人员的身心健康；利用再生水和剩余污泥培育出来的植物可以用于下沉式再生水厂地面层生态公园的植物补种或是作为商品出售，提升下沉式再生水厂的附加经济价值。
68.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
69.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。