一种净化雨水的改性黄土渗滤系统的制作方法

本实用新型涉及雨水与污水处理技术领域，尤其涉及一种净化雨水的改性黄土渗滤系统。

背景技术：

海绵城市的本质是改变传统城市建设理念，实现与资源环境的协调发展。在“成功的”工业文明达到顶峰时，人们习惯于战胜自然、超越自然、改造自然的城市建设模式，结果造成严重的城市病和生态危机；而海绵城市遵循的是顺应自然、与自然和谐共处的低影响发展模式。传统城市建成后，地表径流量大幅增加，海绵城市建成后地表径流量能保持不变。因此，海绵城市建设又在城镇化的大背景下，我国每年有1000多万人进城，新建成被称为低影响设计和低影响开发（Low Impact Development）。

LID低影响开发是一种可轻松实现城市雨水收集利用的生态技术体系，其关键在于原位收集、自然净化、就近利用或回补地下水。主要包含：生态植草沟、下凹式绿地、雨水花园、绿色屋顶、地下蓄渗、透水路面。低影响开发雨水系统可以有效的削减径流流量，收集大量的雨水，有效缓解城市内涝。同时，低影响开发雨水系统具有很好的经济效益、环境效益和社会效益。

国内外已有很多地下渗滤系统的实验研究和工程应用，常用的滤料有石英砂、无烟煤、石榴石、钛铁矿、磁铁矿、金刚砂等。然而这些研究和应用中所用的滤料并没有改性黄土。

黄土是在干旱气候条件下形成的特种土，在世界上分布范围相当广泛，约占全球陆地面积的1/10。中国是世界上黄土分布最广、厚度最大的国家，分布总面积为国土总面积的6.6%左右，其中以黄土高原地区最为集中。西北地区黄土性土壤成土母质主要为晚更新世马兰黄土，土质呈粉状颗粒细小、结构疏松、易溶盐含量高、通常含有机质0.7%-1.5%，营养缺乏且易发生水土流失。工程应用的黄土为西北地区常见黄土，属于灰钙土，质地以粉粒（0.005mm-0.075mm）为主，约占80%。取土样后自然风干过1.25mm筛，然后装袋备用。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种成本低、结构简单的净化雨水的改性黄土渗滤系统。

为解决上述问题，本实用新型所述的一种净化雨水的改性黄土渗滤系统，其特征在于：该系统包括连接在一起的雨水收集池和设有反冲洗集水槽的渗滤池；所述渗滤池连有蓄水池Ⅰ，该蓄水池Ⅰ通过蓄水池连接管依次连有蓄水池Ⅱ、蓄水池Ⅲ；所述蓄水池Ⅰ设有蓄水池出水管；所述渗滤池的顶部设有上盖，该上盖的一侧分别设有进水管、电缆管，该盖下对称设有四根横梁；所述横梁上悬挂有均匀分布的数个水喷头，该数个水喷头与所述进水管相通；所述渗滤池的底部一侧分别设有反冲洗进水管、反冲洗进气管，其另一侧设有渗滤出水连接管，其上侧均布有数个滤头套筒；所述渗滤出水连接管连有出水池，该出水池通过出水孔与所述蓄水池Ⅰ相连；所述渗滤池内自上而下由改性黄土滤料层、石英砂滤层、砾石承托层、过滤板组成；所述石英砂滤层的壁面周边均布有数个反冲洗出水孔，该数个反冲洗出水孔均与所述反冲洗集水槽相连；所述反冲洗集水槽和所述渗滤池分别通过反冲洗出水连接管连有反冲洗出水池，该反冲洗出水池通过反冲洗出水连通管连有反冲洗蓄水池；所述反冲洗蓄水池上设有反冲洗出水管，该反冲洗出水管通过水泵与所述雨水收集池相连。

所述改性黄土滤料层由黄土与石英砂按3：7~2：8的体积比混合而成，其厚度为300mm。

所述黄土的粒径为0.25~0.5mm。

所述石英砂的有效粒径为0.5mm。

所述石英砂滤层的厚度为500mm，其铺设的石英砂的有效粒径为0.3mm。

所述砾石承托层由粒径为8mm~16mm的石英砂与粒径为16mm~32mm的砾石按2：1的体积比混合而成，其厚度为150mm。

所述过滤板上设有30个长度为150mm的短柄滤头。

所述反冲洗出水孔采用橡胶膜片制成。

所述雨水收集池通过所述进水管与所述渗滤池相连。

所述进水管、渗滤出水连接管、蓄水池连接管、蓄水池出水管、反冲洗进水管、反冲洗进气管、反冲洗出水连接管、反冲洗出水连通管、反冲洗出水管上均设有控制阀。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型基于LID技术的需要，第一层滤料为改性黄土，材料来源广泛而且价格便宜，不仅有效地利用了天然黄土资源，制备了改性黄土滤料，而且代替了石英砂、无烟煤、石榴石、钛铁矿、磁铁矿、金刚砂等滤料，从而有效降低滤料的生产成本。

2、本实用新型设置了气水反冲洗，可以在运行一段时间后对其进行气水反冲洗，渗滤池可以循环使用。

3、本实用新型在第二层石英砂滤层周围开孔，设置反冲洗集水槽让反冲洗水流进反冲洗蓄水池。其中反冲洗出水孔采用橡胶膜片，可根据压力自动开启。

4、本实用新型设置了三个蓄水池，其中蓄水池之间通过蓄水池连接管相连扩大了蓄水容积而且其高度与改性黄土层的底层相同，这样雨水过滤之后也可以存贮下来，不下雨干旱的时候第一层所种植的植物也有水分可以吸收，当其蓄水池的水位过低，通过级配控制毛细作用，水分也可以在毛细作用下从蓄水池到砾石层再到石英砂层最后到改性黄土层，被植物根系吸收利用。

5、本实用新型在反冲洗蓄水池和雨水收集池之间有水泵相连，反冲洗水由反冲洗蓄水池流至雨水收集池，再由雨水收集池流至渗滤池，循环使用。

6、本实用新型中的出水孔能有效对出水再过滤，提高出水水质。

7、本实用新型结构简单、成本低廉。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中渗滤池的剖面图。

图3为本实用新型中渗滤池上盖的俯视图。

图4为本实用新型中渗滤池底部的剖面图。

图5为本实用新型中石英砂滤层的剖面图。

图中：1—改性黄土滤料层；2—石英砂滤层；3—砾石承托层；4—过滤板；5—进水管；6—电缆管；7—横梁；8—滤头套筒；9—渗滤出水连接管；10—出水池；11—出水孔；12—蓄水池Ⅰ；13—蓄水池Ⅱ；14—蓄水池Ⅲ；15—蓄水池连接管；16—蓄水池出水管；17—反冲洗进水管；18—反冲洗进气管；19—反冲洗出水孔；20—反冲洗集水槽；21—反冲洗出水连接管；22—渗滤池；23—反冲洗出水池；24—反冲洗出水连通管；25—反冲洗蓄水池；26—反冲洗出水管。

具体实施方式

如图1~5所示，一种净化雨水的改性黄土渗滤系统，该系统包括连接在一起的雨水收集池和设有反冲洗集水槽20的渗滤池22。渗滤池22连有蓄水池Ⅰ12，该蓄水池Ⅰ12通过蓄水池连接管15依次连有蓄水池Ⅱ13、蓄水池Ⅲ14；蓄水池Ⅰ12设有蓄水池出水管16。

渗滤池22的顶部设有上盖，该上盖的一侧分别设有进水管5、电缆管6，该盖下对称设有四根横梁7；横梁7上悬挂有均匀分布的数个水喷头，该数个水喷头与进水管5相通；渗滤池22的底部一侧分别设有反冲洗进水管17、反冲洗进气管18，其另一侧设有渗滤出水连接管9，其上侧均布有数个滤头套筒8；渗滤出水连接管9连有出水池10，该出水池10通过出水孔11与蓄水池Ⅰ12相连。

渗滤池22内自上而下由改性黄土滤料层1、石英砂滤层2、砾石承托层3、过滤板4组成；石英砂滤层2的壁面周边均布有采用橡胶膜片制成的数个反冲洗出水孔19，该数个反冲洗出水孔19均与反冲洗集水槽20相连；反冲洗集水槽20和渗滤池22分别通过反冲洗出水连接管21连有反冲洗出水池23，该反冲洗出水池23通过反冲洗出水连通管24连有反冲洗蓄水池25；反冲洗蓄水池25上设有反冲洗出水管26，该反冲洗出水管26通过水泵与雨水收集池相连。

其中：改性黄土滤料层1由黄土与石英砂按3：7~2：8的体积比混合而成，其厚度为300mm。黄土的粒径为0.25~0.5mm。石英砂的有效粒径为0.5mm。

石英砂滤层2的厚度为500mm，其铺设的石英砂的有效粒径为0.3mm。

砾石承托层3由粒径为8mm~16mm的石英砂与粒径为16mm~32mm的砾石按2：1的体积比混合而成，其厚度为150mm。

过滤板4上设有30个长度为150mm的短柄滤头。

雨水收集池通过进水管5与渗滤池22相连。

进水管5、渗滤出水连接管9、蓄水池连接管15、蓄水池出水管16、反冲洗进水管17、反冲洗进气管18、反冲洗出水连接管21、反冲洗出水连通管24、反冲洗出水管26上均设有控制阀。

本实用新型的运行可分为渗滤和反冲洗两个部分：

渗滤过程为：雨水收集池的雨水从图3中的进水管5进入渗滤池22，经过改性黄土滤料层1、石英砂滤层2、砾石承托层3、带有短柄滤头的过滤板4流至渗滤池22底层。再由图4中的渗滤出水连接管9进入图1中的出水池10，再由图1中的出水孔11流进图1中的蓄水池Ⅰ12（蓄水池Ⅰ12、蓄水池Ⅱ13和蓄水池Ⅲ14通过蓄水池连接管15相连）。最后由图1中的蓄水池出水管16排出，渗滤完成。

反冲洗过程为：反冲洗时先将图1中的渗滤出水连接管9关闭，如图4所示，反冲洗气水从反冲洗进水管17和反冲洗进气管18进入渗滤池22，通过短柄滤头流至砾石承托层3，再流至石英砂滤层2，然后从图5中的反冲洗出水孔19流至图1中的反冲洗集水槽20，依次经图1中的反冲洗出水连接管21、反冲洗出水池23、反冲洗出水连通管24流进反冲洗蓄水池25，最后由反冲洗出水管26经过水泵抽至雨水收集池，反冲洗完成。其中气冲强度为15L/（s.m²），冲洗时间为4min；水冲强度为4L/（s.m²），冲洗时间为4min。