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一种同层中水回用管网单元及其中水管网系统.pdf

  • 上传人:罗明
  • 文档编号:5255326
  • 上传时间:2018-12-30
  • 格式:PDF
  • 页数:12
  • 大小:478.89KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201410578650.4

    申请日:

    2014.10.27

    公开号:

    CN104264747A

    公开日:

    2015.01.07

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):E03C 1/12申请公布日:20150107|||实质审查的生效IPC(主分类):E03C 1/12申请日:20141027|||公开

    IPC分类号:

    E03C1/12

    主分类号:

    E03C1/12

    申请人:

    北京安国水道自控工程技术有限公司

    发明人:

    康晓勇; 刘福永

    地址:

    100101 北京市朝阳区北苑路180号加利大厦A座404室

    优先权:

    专利代理机构:

    代理人:

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    内容摘要

    本发明公开了同层中水回用管网单元及其中水管网系统,其中水回用管网单元包括有污水处理设备、水平管道、中水收集池、单向阀、三通切换阀、中水供应管路、中水收集管路;多层的中水回用管网单元构成集中-分布式的中水回用系统。用户产生的污水经污水处理设备处理后形成中水,该中水经水平管道流入中水收集池,并使用收集到的中水就近对用户供水,中水供应管路和中水收集管路的设计保证了集中-分布式的中水回用系统供应不足时的中水供应和内部供应超出管网容量时超出部分的排放,实现了中水的就近使用,减少了供水能耗;降低了污水在处理过程中造成的二次污染。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种同层中水回用管网单元及其中水管网系统,其特征在于:所述同层中水回用管网单元包括有污水产生池(1)、污水处理设备(3)、多根引导中水流动的水平管道(2A、2B)、多个用于实现管道连通的三通管接头(4A、4B)、用于实现中水是否通断的三通切换阀(5A、5B)、中水收集池(6)、以及安装在中水收集池6多个水口的单向阀(6A、6B、6C、6D)、中水供应管路(7A)和中水收集管路(7B);
    中水收集池(6)上设有一个入水口(61),一个出水口(62),一个供水口(63),一个注水口(64);
    入水口(61)处安装有A单向阀(6A)的一端,A单向阀(6A)的另一端与AA三通管接头(4A)的第三端连接,AA三通管接头(4A)的一端与AA水平管道(2A)的另一端连接,AA三通管接头(4A)的另一端与AB水平管道(2B)的一端连接;
    出水口(62)处安装有B单向阀(6B)的一端,B单向阀(6B)的另一端与AB三通管接头(4B)的一端连接,AB三通管接头(4B)的另一端和第三端连接在中水收集管路(7B)的管道上;
    供水口(63)处安装有C单向阀(6C)的一端,C单向阀(6C)的另一端与连通管道(8)的一端连接;
    注水口(64)处安装有D单向阀(6D)的一端,D单向阀(6D)的另一端与AA三通切换阀(5A)的一端连接,AA三通切换阀(5A)的另一端和第三端连接在中水供应管路(7A)的管道上;
    污水产生池(1)的下方安装有污水处理设备(3),污水处理设备(3)的出水口上连接有AA水平管道(2A),AA水平管道(2A)与AA三通管接头(4A)的一端连接,AA三通管接头(4A)的另一端与AB水平管道(2B)的一端连接,AA三通管接头(4A)的第三端与中水收集池(6)的入水口(61)连接,AB水平管道(2B)的另一端连接在AB三通切换阀(5B)的一端上,AB三通切换阀(5B)的另一端和第三端连接在中 水收集管路(7B)的管道上;
    中水供应管路(7A)在每层与用户的中水连接处都设有AA三通切换阀(5A),通过AA三通切换阀(5A)向中水不足的中水收集池(6)中注入中水;
    中水收集管路(7B)在每层与用户的中水连接处都设有AB三通切换阀(5B)和AB三通管接头(4B),通过AB三通切换阀(5B)将上层用户产生的超量中水向下层用户中水不足的中水收集池(6)中注入中水,通过AB三通管接头(4B)将超过中水收集池(6)中水量的中水排入中水收集管路(7B)中;
    集中-分布式的中水回用系统由多个所述的同层中水回用管网单元构成;通过在楼顶设置楼顶蓄水池(17)、楼底设置楼底蓄水池(18)、楼顶设置楼顶蓄水池(17)与楼底设置楼底蓄水池(18)之间连接有垂直连通管道(20),楼底设置楼底蓄水池(18)中设有水泵(19);通过水泵(19)将存储在楼底设置楼底蓄水池(18)中的中水抽入楼顶蓄水池(17)中;楼顶蓄水池(17)上连通中水供应管路(7A),楼底蓄水池(18)上连通中水收集管路(7B);楼顶蓄水池(17)上连通中水供应管路(7A),楼底蓄水池(18)上连通中水收集管路(7B);中水供应管路(7A)在每层的中水回用管网单元通过三通切换阀(5A)将中水注入所在层的中水收集池(6)中;中水收集管路(7B)在每层的中水回用管网单元一方面通过三通切换阀(5B)将中水注入所在层的中水收集池(6)中,另一方面通过三通管接头(4B)将中水收集池(6)中超量的中水排入中水收集管路(7B)中。

    2.  根据权利要求1所述的同层中水回用管网单元及其中水管网系统,其特征在于:中水收集池(6)中的入水口(61)和出水口(62)的中水排水量是相同的。

    3.  根据权利要求1所述的同层中水回用管网单元及其中水管网系统,其特征在于:所述的AA水平管道(2A)和AB水平管道(2B)与中水收集池(6)存在一定的高度,该高度足以使AA水平管道(2A)和AB水平管道(2B)中的中水流入中水 收集池(6)中。

    4.  根据权利要求1所述的同层中水回用管网单元及其中水管网系统,其特征在于:上层设置的同层中水回用管网单元与下层设置的同层中水回用管网单元之间连接有连通管道(8),连通管道(8)的上端连接在上层中水收集池(16)的供水口上,连通管道(8)的下端通过一个三通管接头连接在下层设置的同层中水回用管网单元的AA水平管道(2A)上,充分体现了楼层间的近邻分布式中水供给。

    说明书

    说明书一种同层中水回用管网单元及其中水管网系统
    技术领域
    本发明属于中水利用技术领域,更特别地说,是指一种同层中水回用管网单元及其中水管网系统。
    背景技术
    传统的中水回用管网通常是将污水经过排污管网汇集到污水处理厂统一处理后,在通过中水输送管网对中水进行输送,这种方式存在很多弊端,污水传输过程中泄露易造成环境污染,中水输送过程中泄露造成了浪费,同时也消耗了大量能源。
    发明内容
    本发明的目的之一是提供一种同层中水回用管网单元,在用户的污水口安装污水处理设备,处理后得到的中水优先储存在同层中水回用管网单元的网格式管道网中,当用户需要使用中水时,优先使用同层中水回用管网单元中的中水,从而降低了供应中水能耗,避免了污水在长距离输送过程中造成的污染。
    本发明的目的之二是提供一种由多个同层中水回用管网单元组成的中水管网系统,该系统一方面通过对同层中水回用管网单元溢出的中水进行控制,实现中水的收集与集中供给;该系统另一方面通过对同层中水回用管网单元短缺中水进行控制,实现中水的分布供给。采用集中与分布的中水供给方式能够充分解决一幢楼的中水利用,避免了污水在长距离输送过程中造成的污染及能源耗用。
    本发明设计的同层中水回用管网单元为网格式管网布置得到,即由垂直方向布置的垂直管道、也有水平方向布置的管道。
    用户产生的污水经过污水处理设备3处理后生成的中水,该中水流经AA水平管道2A后,到达本层的中水收集池6,一般地,AA水平管道2A向中水处理池6方向倾斜,以此保证中水可凭重力流向中水收集池中;
    当本层中水处理池6中储存的中水超出所述中水处理池6的储水能力时,超出部分中水流入中水收集管路7B中,上层的超出部分中水可以通过中水收集管路7B流入下层的中水收集池中,以此实现近邻中水供给。当下层的中水收集池不缺少中水时,中水经中水收集管路7B达到楼底蓄水池18进行储备。储备在楼底蓄水池18中的中水通过水泵19向楼顶蓄水池17蓄中水。
    中水收集管路7B在每层的中水回用管网单元的AB水平管道2B上连接有可控三通切换阀5B。在高于入水口的位置装有可控三通切换阀5B,并通过管线连接到水平管道2B,当本层中水收集池6中的中水未达到最大储水量时,上层中水收集池16流出的中水流入中水收集管路7B,经可控三通切换阀5B流入下层水平管道,并最终流入本层中水收集池6,当本层中水收集池6中的中水达到最大储水量后,从中水收集池6的出水口62流出的中水流入中水收集管路7B中。
    中水供应管路7A与楼顶蓄水池17连接。中水供应管路7A上安装有可控三通切换阀5A,可控三通切换阀5A负责向用户提供中水供应,当水平管道2A、2B中的存水不足以满足用户用水需求时,中水供应管路7A通过可控三通切换阀5A将楼顶蓄水池17中的中水输送到用户,当水平管道2A、2B中的存水足以满足用户用水需求时,中水供应管路7A通过可控三通切换阀5A将楼顶蓄水池17中的中水留在中水供应管路7A中,并保持中水供应管路7A储满中水。
    垂直连接管道20用于连接楼顶蓄水池17和楼底蓄水池18,当楼顶蓄水池17未储满水且也有水时,安装在楼底蓄水池18中的水泵19将中水通过垂直连接管道20输送到楼顶蓄水池17中。
    本发明设计的同层中水回用管网单元中,包括有水平管道、中水收集池、单向阀、三通切换阀、以及垂直的中水供应管路、中水收集管路。其中:
    中水收集池6,包含一个入水口61,一个出水口62,一个供水口63,一个注水口64,入水口61和出水口62排量相同,污水被处理后生成的中水经由水平管道2A通过入水口61流入中水收集池6,超出中水收集池6的储量的中水通过出水口62流出,供水口63连接下层用户的供水管道,用于向下层中水用户供水,注水口64连接中水供应管路7A,当中水收集池中储存的中水不足以满足用水需求时,中水供应管路7A通过注水口64向中水收集池6中供水。
    入水口61位于中水收集池6的顶部,装有单向阀,中水可由水平管道2A、2B流入本层中水处理池,不能由中水处理池流入本层水平管道。
    出水口62位于中水收集池6的上沿,装有单向阀,当中水收集池的中水储满时,如果仍有中水经入水口61流入,则出水口62同时将相同体积的中水排出。
    供水口63位于中水收集池6的底部,装有单向阀,当下层用户需要供水时,供水口63打开,当下层用户不需要供水时,供水口关闭。
    注水口64位于中水收集池6的下沿,装有单向阀,当中水收集池中的储存的中水不足以满足下层用户的用水需求是,注水口64打开,中水供应管路7A中的中水进入中水收集池6。
    可控三通切换阀,可通过对阀门的控制保证三通中的两个端口联通。
    在本发明中,楼顶蓄水池17与楼底蓄水池18通过垂直连通管道20连接,当楼底蓄水池18一方面通过中水收集管路7B收集各层中水处理池排出的中水,并通过水泵向楼顶蓄水池17供水;中水收集管路7B在收集中水的过程中也向中水收集池中供中水。当各层的中水收集池储满时,经中水收集管路7B汇聚流入楼底蓄水池18中。楼顶蓄水池17与中水供应管路7A连接。当每层的中水收集池缺水时,可以通过中水供应管路7A补水。
    本发明同层中水回用管网单元的优点在于:利用本层公共空间设置一个中水收集池,在中水收集池上设置多个与用户连接的入水口61,不造成占用用户个人空间。下层用户使用的中水可以是上层用户产生的中水也可以是楼顶蓄水池中的中水,利用了中水的自身重力向下流动。
    本发明集中-分布式中水管网系统的优点在于:利用公用的中水供应管路、中水收集管路、垂直连通管道将中水回用管网单元组合,用户产生的污水经污水处理设备处理后形成中水,该中水经水平管道流入中水收集池,并使用收集到的中水就近对用户供水,中水供应管路和中水收集管路的设计保证了集中-分布式的中水回用系统供应不足时的中水供应和内部供应超出管网容量时超出部分的排放,实现了中水的就近使用,减少了供水能耗;降低了污水在输送和处理过程中造成的二次污染。
    附图说明
    图1是本发明同层中水回用管网单元的结构图。
    图2是本发明近邻中水回用管网单元互联的结构图。
    图3是本发明中水管网系统的结构图。
    1.污水产生池2A.AA水平管道2B.AB水平管道3.污水处理设备4A.AA三通管接头4B.AB三通管接头5A.AA三通切换阀5B.AB三通切换阀6.中水收集池61.入水口62.出水口63.供水口64.注水口6A.A单向阀6B.B单向阀6C.C单向阀6D.D单向阀7A.中水供应管路7B.中水收集管路8.连通管道16.上层中水收集池17.楼顶蓄水池18.楼底蓄水池19.水泵20.垂直连通管道  
    具体实施方式
    下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。
    参见图1所示,本发明设计的一种同层中水回用管网单元,其包括有污水产生池1、污水处理设备3、多根引导中水流动的水平管道(2A、2B)、多个用于实现管道连通的三通管接头(4A、4B)、用于实现中水是否通断的三通切换阀(5A、5B)、中水收集池6、以及安装在中水收集池6多个水口的单向阀(6A、6B、6C、6D)、中水供应管路7A和中水收集管路7B。所述污水处理设备3可以是包含过滤网、除臭剂、消毒剂等的设备。
    中水收集池6为带有盖板的一水箱结构体。中水收集池6铺放在用户家中的地板上或者本楼层的公共空间里。对于中水收集池6的容中水量可以根据用户的用中水习惯、人口多少来设置,达到按需供中水。中水收集池6上设有一个入水口61,一个出水口62,一个供水口63,一个注水口64。
    入水口61处安装有A单向阀6A的一端,A单向阀6A的另一端与AA三通管接头4A的第三端连接,AA三通管接头4A的一端与AA水平管道2A的另一端连接,AA三通管接头4A的另一端与AB水平管道2B的一端连接。即AA水平管道2A与AB水平管道2B中的中水经A单向阀6A流入中水收集池6中。也可以在入水口61上先连接一连接管道的一端,该连接管道的另一端连接在A单向阀6A的一端上。
    出水口62处安装有B单向阀6B的一端,B单向阀6B的另一端与AB三通管接头4B的一端连接,AB三通管接头4B的另一端和第三端连接在中水收集管路7B的管道上。即超过中水收集池6存储中水量的中水经B单向阀6B流出至中水收集管路7B中。流经中水收集管路7B的中水最后汇聚流入置于楼底的楼底蓄水池18中。
    供水口63处安装有C单向阀6C的一端,C单向阀6C的另一端与连通管道8的一端连接,连通管道8的另一端连接在下层用户的水平管道上。在本发明中,通过连 通管道8实现上层用户产生的中水能够就近提供给下层用户使用,减少了中水的传输能耗,同时也实现了分布式的中水利用。
    注水口64处安装有D单向阀6D的一端,D单向阀6D的另一端与AA三通切换阀5A的一端连接,AA三通切换阀5A的另一端和第三端连接在中水供应管路7A的管道上。即置于楼顶的中水(即楼顶蓄水池17中的中水)通过中水供应管路7A流入中水收集池6中。
    在本发明中,4个单向阀的结构相同,可以选用上海正兴阀门制造有限公司生产的H14W-16R型或者H14W-16P型内螺纹不锈钢止回阀。
    污水产生池1的下方安装有污水处理设备3,污水处理设备3的出水口上连接有AA水平管道2A,AA水平管道2A与AA三通管接头4A的一端连接,AA三通管接头4A的另一端与AB水平管道2B的一端连接,AA三通管接头4A的第三端与中水收集池6的入水口61连接,AB水平管道2B的另一端连接在AB三通切换阀5B的一端上,AB三通切换阀5B的另一端和第三端连接在中水收集管路7B的管道上。所述的AA水平管道2A和AB水平管道2B与中水收集池6存在一定的高度,该高度足以使AA水平管道2A和AB水平管道2B中的中水流入中水收集池6中;即AA水平管道2A和AB水平管道2B与中水收集池6的上盖板或接触或有一定距离。所述的AA水平管道2A和AB水平管道2B的输送中水的长度以最短到达中水收集池6为宜。
    中水供应管路7A在每层与用户的中水连接处都设有AA三通切换阀5A,通过AA三通切换阀5A向中水不足的中水收集池6中注入中水。
    中水收集管路7B在每层与用户的中水连接处都设有AB三通切换阀5B和AB三通管接头4B,通过AB三通切换阀5B将上层用户产生的超量中水向下层用户中水不足的中水收集池6中注入中水,通过AB三通管接头4B将超过中水收集池6中水量的中水排入中水收集管路7B中。AA三通切换阀5A与AB三通切换阀5B的结构相同,可以选用上海正兴阀门制造有限公司生产的Q944F型电动三通球阀。
    在本发明中,通过中水供应管路7A和中水收集管路7B将每层用户的中水聚集在一起,实现了中水集中。中水供应管路7A和中水收集管路7B中流动的中水是利用了中水的自身重力,自上向下流动,降低了中水供水能耗。
    在本发明中,入水口61和出水口62的中水排水量是相同的。
    本发明设计的同层中水回用管网单元的中水流动情况为:用户产生的废、污水(洗菜水、洗衣水等)流经污水产生池1,并被污水处理设备3处理后生成中水;所述中水流经AA水平管道2A、AA三通管接头4A、入水口61后汇聚到中水收集池6中;当中水收集池6中的中水超出中水收集储量后,中水通过中水收集池6的出水口62流出至中水收集管路7B中;当下层用户的中水不足时,由上层用户产生的过量中水就近通过中水供应管路7A注入到下层用户的中水收集池6中。
    为了实现近邻的中水互通联用,减少中水的传输造成的能耗,上层设置的同层中水回用管网单元与下层设置的同层中水回用管网单元仅连接一根连通管道,则实现了上层与下层楼之间的中水回用管网单元的互联使用,同时将中水供应管路7A、中水收集管路7B接通。参见图2所示,上层设置的同层中水回用管网单元与下层设置的同层中水回用管网单元之间连接有连通管道8,连通管道8的上端连接在上层中水收集池16的供水口上,连通管道8的下端通过一个三通管接头连接在下层设置的同层中水回用管网单元的AA水平管道2A上,充分体现了楼层间的近邻分布式中水供给。
    参见图3所示,为了实现集中-分布式的中水回用系统,本发明通过在楼顶设置楼顶蓄水池17、楼底设置楼底蓄水池18、楼顶设置楼顶蓄水池17与楼底设置楼底蓄水池18之间连接有垂直连通管道20,楼底设置楼底蓄水池18中设有水泵19。楼顶蓄水池17上连通中水供应管路7A,楼底蓄水池18上连通中水收集管路7B。中水供应管路7A在每层的中水回用管网单元通过三通切换阀5A将中水注入所在层的中水收集池6中。中水收集管路7B在每层的中水回用管网单元一方面通过三通切换阀5B 将中水注入所在层的中水收集池6中,另一方面通过三通管接头4B将中水收集池6中超量的中水排入中水收集管路7B中。通过水泵19将存储在楼底设置楼底蓄水池18中的中水抽入楼顶蓄水池17中。存储在楼顶蓄水池17中的中水在中水落差条件下,自然顺着中水供应管路7A向各层需要补给中水的中水收集池中补入中水,真正实现了零能或低能耗的中水补给。本发明设计的集中-分布式的中水回用系统通过收集到的各层中水回用管网单元用水需求量和中水排出量计算出最优中水供水模型。上、下层之间的中水回用管网单元通过一连通管道,实现近邻中水供给,从而实现了中水的就近处理和就近供应,减少了污水在传输过程中造成的二次污染,减少了中水在传输过程中的泄露,降低了中水供水能耗。
    为了更高效的利用上层用户产生的中水,上层中水收集池16储满水时,如果仍有中水经过入水口流入,则同等体积的中水同时经由出水口排出,进一步流入中水收集管路7B。如果本层中水收集池6尚未储满水,则可控三通切换阀5B与水平管道2B联通,流入中水收集管路7B的中水。通过可控三通切换阀5B进入水平管道2B,进一步流入本层中水收集池6。如果本层中水收集池6已经储满水,则可控三通切换阀5B与水平管道2B不联通,中水仍留在中水收集管路7B中。当各层中水收集池6都已经储满水时,则留在中水收集管路7B的中水流入楼底蓄水池18中。
    本层用户使用中水时,上层中水收集池16通过供水口上连接的连通管道8,经由连通管道8、水平管道2A流入本层中水收集池6。当上层中水收集池16的中水储备不足以满足本层用户的中水使用时,中水供应管路7A中的中水通过可控三通切换阀5A经由注水口63向中水收集池6注入中水,以满足本层用户的使用。当上层中水收集池16的中水储备足以满足本层用户的中水使用时,中水供应管路7A的中水通过可控三通切换阀5A留在中水供应管路7A中,直至中水供应管路7A储满水为止。
    当楼顶蓄水池17未储满水时,存储在楼底蓄水池18中的中水经由水泵19,通过垂直连接管道20输送到楼顶蓄水池17中。
    当楼底蓄水池18储满水时,如果仍有中水通过中水收集管路7B流入,则同等体积的中水通过排水管线18B排出。通过管道连接,可将排水管线18B排出的中水流入其他幢楼的楼底蓄水池,也可将其导流到市政中水管网中。
    当楼底蓄水池18缺水时,通过输水管线18A提供中水供应。中水供应来源可以是其他幢楼的中水排水管线,也可以连接到市政中水管网中。
    本发明是一种对中水的低能耗利用,通过各层设计的中水回用管网单元、以及多层中水回用管网单元构成的集中-分布式中水回用系统,属于人们的生活废水处理后的中水回用技术领域,所要解决的是如何提高一幢楼的中水利用效率、降低长距离中水输送的能耗(低能耗)、降低长距离输送生活废水对环境造成污染的可能性(高环保)的技术问题,本发明设计的集中-分布式中水回用系统通过中水供应管路与中水收集管路将各层的中水回用管网单元组合,来实现近邻中水供给、或者从上至下中水供给的中水利用控制,反映的是低能耗、高效率中水利用,利用的是遵循自然规律的技术手段,从而实现对一幢楼的就近中水利用,获得高效中水利用的技术效果。

    关 键  词:
    一种 中水 管网 单元 及其 系统
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