一种基于玻璃轻石的高架桥雨水回收利用系统

文档序号:1885588 发布日期:2021-11-26 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于玻璃轻石的高架桥雨水回收利用系统 (Viaduct rainwater recycling system based on glass pumice ) 是由 杨弃疾 陈凌宇 邵泳密 赵亚东 陈俊律 于 2021-08-04 设计创作,主要内容包括:本发明一种基于玻璃轻石的高架桥雨水回收利用系统,包含有处理池,处理池内铺设有玻璃轻石层(2),且玻璃轻石层(2)上铺设有覆盖层(1),所述处理池位于高架桥下方,且处理池沿高架桥长度方向间隔设置有多个,所述玻璃轻石层(2)设置有多层,且多层玻璃轻石层(2)由上往下依次为上层玻璃轻石层(2.1)、中层玻璃轻石层(2.2)和下层玻璃轻石层(2.3)。本发明一种基于玻璃轻石的高架桥雨水回收利用系统,其有效的利用玻璃轻石的渗透过滤净化以及蓄水性能对雨水进行最大化的回收利用并对绿化带内的绿植进行供水,从而最大化的实现了节约水资源效果。(The invention discloses an viaduct rainwater recycling system based on glass pumice, which comprises a treatment pool, wherein a plurality of glass pumice layers (2) are laid in the treatment pool, a covering layer (1) is laid on the glass pumice layers (2), the treatment pool is positioned below an viaduct, the treatment pool is arranged at intervals along the length direction of the viaduct, the glass pumice layers (2) are provided with a plurality of layers, and the multilayer glass pumice layers (2) are an upper glass pumice layer (2.1), a middle glass pumice layer (2.2) and a lower glass pumice layer (2.3) from top to bottom in sequence. The viaduct rainwater recycling system based on the glass pumice effectively utilizes the infiltration, filtration and purification and water storage performance of the glass pumice to recycle rainwater to the maximum degree and supply water to green plants in a green belt, so that the effect of saving water resources is realized to the maximum degree.)

一种基于玻璃轻石的高架桥雨水回收利用系统

技术领域

本发明涉及一种雨水渗滞存蓄回收净化利用系统,尤其是涉及一种利用玻璃轻石进行滤水净水蓄水以对桥面两侧、桥下和路面种植的绿植适时补水、喷洒路面降低尘土等用途的雨水回收利用系统。

背景技术

玻璃轻石是近年来应用日趋广泛的新材料,其将玻璃深加工企业产生的边角余料玻璃以及由居民生活垃圾中分拣出的瓶瓶罐罐等废弃日用玻璃,研磨加工成适宜颗粒的粉末,通过添加不同的助剂,经高温焙烧发泡和受控冷却后形成的一种多孔轻质无机材料。

玻璃轻石具有质轻多孔、抗挤耐压、隔热保温、阻燃防火、吸声降噪、透气蓄水、保水保肥、防虫抑菌、澄净水质、消除异味、清洁环保、无毒无害、物理和化学稳定性高、与土壤和水体相容性好等优点。

玻璃轻石在土木建筑工程;道路、桥梁、隧道等交通工程;市政和园林绿化工程;农业和水利工程以及海绵城市建设;生态水环境修复;农业面污染治理等领域都得到了广泛的应用。

基于玻璃轻石具有上述优点,结合如今我国全域系统化海绵城市建设推进过程中,玻璃轻石仅仅开始作为填料应用,其应用潜力并未得到充分发挥,有待进一步挖掘。

例如大规模的城市基建中修建了大量的高架路段,而为了提高城市绿化率,通常在高架桥下种植绿化带以合理化的实现综合空间利用。但与此同时这些绿化带也带来了新的问题:浇灌。现在常规的做法有:①环卫工人利用洒水车或水炮车定时进行浇灌,但是费时费力且水资源浪费严重;②排管后利用水管进行定时浇灌,优点在于节水,但是铺设管路耗资巨大;③利用雨水回收后浇灌,如中国专利CN202011631685.1公开的“高架桥雨水入渗系统及方法”,其有效的节约了水资源但是其整个系统结构复杂,且对雨水的利用率不高。

市政、交通领域在城市基础设施建设推进中如何实现雨水收集、渗蓄和净化利用尤其是高架路面上的雨水径流处理是目前急需解决的主要课题。

综上所述,业界亟需一种在城市高架桥方面应用的、能够利用玻璃轻石优良蓄水和净化能力的雨水回收利用系统。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足,提供一种基于玻璃轻石的高架桥雨水回收利用系统,其有效的利用玻璃轻石的渗透过滤净化以及蓄水性能对雨水进行最大化的回收利用并对绿化带内的绿植进行供水,从而最大化的实现了节约水资源效果。

本发明的目的是这样实现的:

一种基于玻璃轻石的高架桥雨水回收利用系统,包含有位于高架桥下方的处理池,处理池内铺设有玻璃轻石层,且玻璃轻石层上铺设有覆盖层。

进一步的,所述处理池位于高架桥下方,且处理池沿高架桥长度方向间隔设置有多个。

进一步的,所述玻璃轻石层设置有多层,且多层玻璃轻石层由上往下依次为上层玻璃轻石层、中层玻璃轻石层和下层玻璃轻石层。

进一步的,覆盖层的厚度为10~20cm,玻璃轻石层的厚度为30~60cm;

进一步的,上层玻璃轻石层的厚度为30cm,玻璃轻石的微孔隙的孔径大于1mm;中层玻璃轻石层的厚度为20cm,玻璃轻石的微孔隙的孔径为0.5mm;下层玻璃轻石层的厚度为5cm,玻璃轻石的微孔隙的孔径为0.5mm。

进一步的,所述处理池的四周内壁铺设有透水布,所述处理池的底部铺设有防水布。

进一步的,所述覆盖层为土壤层,土壤层上种植绿植构成表面层、或者覆盖层为植草砖,植草砖内种植绿植构成表面层。

进一步的,覆盖层上可铺设透水性能良好的各种软硬铺装路面作为表面层;所述处理池旁设置有蓄水井,所述蓄水井和玻璃轻石层通过水道相连通。

进一步的,所述水道为由玻璃轻石层构成的通道层,该通道层一端穿过防水层与玻璃轻石层相连通,另一端抵靠在蓄水井的池壁上,且池壁与通道层的连接处设置为透水装置。

进一步的,所述系统还包含有集水装置,所述集水装置包含有盛接高架桥桥面上雨水的落水管,所述落水管连通至雨污分离器,且雨污分离器的净水出口经由管路连通至玻璃轻石层;通过雨污分离器可将分离出的污物进行定期清理。

进一步的,蓄水井位于相邻两个处理池之间。

进一步的,蓄水井上端设有溢流管可将高于溢水管口的多余雨水排入市政管网。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明将雨水通过处理池上方或四周源源不断的导入其中,并通过处理池内的玻璃轻石层对其进行渗透过滤净化以及蓄水,从而可直接通过玻璃轻石层的蓄水功能对其上方的绿植进行直接供水,当其上方为铺装路面时,还可通过蓄水井集中收集过滤后的雨水统一对绿植进行供水。从而无需额外供水,节约了水资源,且无需人工参与灌溉,极大了降低了绿植的养护成本,便于整个系统的推广利用,有利于扩大城市绿化带的种植面积,提高城市绿化覆盖率。

附图说明

图1为本发明一种基于玻璃轻石的高架桥雨水回收利用系统的结构示意图。

图2为本发明一种基于玻璃轻石的高架桥雨水回收利用系统的应用状态示意图。

其中:

覆盖层1、玻璃轻石层2、表面层3、蓄水井4、水道5;

上层玻璃轻石层2.1、中层玻璃轻石层2.2、下层玻璃轻石层2.3;

池壁4.1、盖板4.2、观察窗4.3。

具体实施方式

实施例一:

参见图1和图2,本发明涉及的一种基于玻璃轻石的高架桥雨水回收利用系统,包含位于高架桥下方的处理池,处理池一般为长条形结构,处理池设置可以有多个,且处理池沿高架桥沿线间隔布置。

每一个处理池的四周内壁铺设有透水布,所述处理池的底部铺设有防水布,通过四周设置的透水布使得周边下雨时深入泥层中的水能够深入处理池内进行过滤蓄积,底部设置防水布可有效的避免净化后的水渗入泥土中也避免泥土中含有杂质的水污染净化后的水。

每一个处理池内敷设的多层玻璃轻石层2位于底部防水布的上方,玻璃轻石层2由上往下依次为上层玻璃轻石层2.1、中层玻璃轻石层2.2和下层玻璃轻石层2.3;

其中,上层玻璃轻石层2.1的厚度为30cm,玻璃轻石的微孔隙的孔径大于1mm;中层玻璃轻石层2.2的厚度为20cm,玻璃轻石的微孔隙的孔径为0.5mm;下层玻璃轻石层2.3的厚度为5cm,玻璃轻石的微孔隙的孔径为0.5mm。

所述玻璃轻石层2上方覆盖有覆盖层1,覆盖层1的厚度为10~20cm,所述覆盖层1为土壤层,土壤层上种植绿植构成表面层3、或者覆盖层1为植草砖,植草砖内种植绿植构成表面层3、或者覆盖层1可铺设为透水性能良好的各种软硬铺装路面作为表面层3;

此时每一处理池旁均设置有一蓄水井4所述蓄水井4和玻璃轻石层2通过水道5相连通;

或者相邻两个处理池之间设置有一蓄水井4,从而使得整个系统的诸多蓄水井4基于连通器原理通过水道5和玻璃轻石层2实现动态平衡,相对于一组玻璃轻石层2对应一个蓄水井4具有更强的负载平衡能力,在城市内涝发生过程中还具有蓄洪调节能力。

具体的讲,所述水道5为由玻璃轻石层构成的通道层,该通道层一端穿过防水层与玻璃轻石层2相连通,另一端抵靠在蓄水井4的池壁4.1上,且池壁4.1与通道层的连接处设置为透水装置(如透水砖),从而使得通道层与蓄水井4相连通。

此时可利用蓄水井4中的水作为灌溉水源,直接抽取或者通过管道对绿植进行浇灌。所述蓄水井4的顶部开口端压合有一盖板4.2,从而防止灰尘等杂质的进入并且便于定期进行维护,所述盖板4.2上安装有一钢化玻璃制成的观察窗4.3,一来便于对蓄水井4内进行定期查看,二来也便于小规模取用水。

详细的讲,所述盖板4.2上设置有一通孔,观察窗4.3的底面设置有一嵌置于通孔内的凸台,且观察窗4.3的直径大于通孔的孔径。且蓄水井4上端设有溢流管与市政管网相连通,可将高于溢流管的净化后雨水排入市政管网。

下雨天雨水经由表面层3向下渗入玻璃轻石层2,或者经由表面层3四周的土壤吸收后经由处理池的四周渗入玻璃轻石层2内,随后经由玻璃轻石层2内的玻璃轻石的微孔隙结构进行净化过滤和蓄水,此时不但可将玻璃轻石层2内的蓄水为其表面的绿植长时间提供水源,而且可源源不断的将净化后的净水导入蓄水井4中备用。

最后,为了更好的盛接高架桥上的雨水,可设置集水装置,所述集水装置包含有盛接高架桥桥面上雨水的落水管,所述落水管连通至雨污分离器,且雨污分离器的净水出口经由管路连通至玻璃轻石层2。

实施例二:

一种基于玻璃轻石的高架桥雨水回收利用系统,高架桥下方设置有处理池,所述处理池设置有多个,所述处理池为长条形结构,且处理池沿高架桥沿线间隔布置,处理池旁均设置有一蓄水井4;处理池内铺设的玻璃轻石层2内埋设有至少一根盲管,优选的,设置多根盲管使得整个玻璃轻石层2能够实现蓄水的均匀性,且高架桥的下水管路与盲管相连通,从而将雨水导入玻璃轻石层2中均匀积蓄起来。

蓄水井4经由补水泵将回收的雨水泵至高架桥上对其桥面挂篮内的绿植进行补水。同时,上述每一个处理池内敷设的多层玻璃轻石层2位于底部防水布的上方,玻璃轻石层2由上往下依次为上层玻璃轻石层2.1、中层玻璃轻石层2.2和下层玻璃轻石层2.3;多层玻璃轻石层具有不同的孔隙孔径和厚度,从而实现多层渐进式的过滤净化,提高净化效果。且蓄水井4上端设有溢流管与市政管网相连通,可将高于溢流管的净化后雨水排入市政管网。

进一步的,所述处理池按玻璃轻石层2的堆积厚度分为保水池和蓄水池。

保水池内的玻璃轻石层2的厚度为10~30cm,同时玻璃轻石层2上铺设的覆盖层1上种植绿植,从而通过玻璃轻石层2内的蓄水即可方便的对绿植供水。

蓄水池内的玻璃轻石层2的厚度为50~200cm,且蓄水井4位于蓄水池旁,蓄水井4经由水道5与深度更深的蓄水井4相连通,蓄水池内的玻璃轻石层2上的表面层3为路面层,玻璃轻石层2内的玻璃轻石的强度足够支撑对路面层上汽车的承载。

实施例三:

基于实施例一对玻璃轻石进行功能性改进升级以获得除磷功能构成实施例三:

本发明涉及一种具有除磷功能的多功能玻璃轻石,其制备过程为:

原料具有以下重量百分比的组分:

玻璃粉末,90%;

含三氧化二铁的铁矿石粉末,2%;

菱镁粉和生石灰混合料,8%;其中 菱镁粉和生石灰各位4%。

上述原料混合均匀后加热烧结、冷却后形成具有除磷功能的多功能玻璃轻石。

验证:烧结而成的具有除磷功能的玻璃轻石作为实验组,与常规的普通玻璃轻石作为对比组,两者选取同等重量的玻璃轻石放入烧杯中,并倒入相同体积、相同含磷量的处理水,随后利用国标中定义的磷酸二氢钾溶液每隔24小时检测处理水溶液的含磷量,得到:

0h 24h 48h 60h
对比组 13.6 12.8 6.39 4.29
实验组 13.6 5.14 6.69 3.99

经由上述对比试验可知,24小时内,除磷效果达到原先常规玻璃轻石的二倍以上,因此可在短时间内实现快速除磷,降低雨水等各类污水中的含磷成分,以免后续对植被的供水过程中过量的磷化合物养分烧死植被。

详细的讲,上述各组分种:

玻璃粉末,经由玻璃制造过程中的废玻璃研磨而成,玻璃粉末颗粒的粒径大小为10~100μm

含三氧化二铁的铁矿石粉末,铁矿石研磨而成;

菱镁粉和生石灰混合料,菱镁粉和生石灰混合料可按照重量比1:1配置,也可根据实际气泡和气泡孔径选择。菱镁粉,即为菱镁矿粉,是一种碳酸镁矿物,可使烧结的玻璃轻石中气泡的数量增加,从而冷却后增加微孔隙的数量、减轻重量,但对气泡孔径影响不明显(增加量为1mm以下)。而生石灰能够使气泡孔径变大,二者都起着促进发泡的作用,但从整体发泡来看,添加生石灰的效果更为显著。因此在烧制不同类型的产品时选用两者不同的配比作为发泡添加剂。

同时,菱镁粉和生石灰研磨至粒径为1pm以下构成超微粒子,超微粒子指随着粉末颗粒尺寸的减小,其原子数相应地减少,比表面积及表面原子数占颗粒总原子数的比例逐渐增大。当粉末颗粒的尺寸小到某一临界值以下时,颗粒的性质就会发生突变,出现一些与大颗粒或块体材料明显不同的性质的粉末颗粒。同材料的超微粒子发生性质突变的临界尺寸不同,同一种粉末颗粒不同性质发生突变所需的临界尺寸大小也不同。

本实施例三中玻璃轻石获得了除磷功能,从而可在过滤、蓄水的同时导入微电流,吸附污水中的含磷成分,从而使得其具有更佳的净化能力,提高净化效果。

实施例四:

基于实施例一对玻璃轻石进行功能性改进升级以获得导电功能构成实施例四:

首先调配导电溶液:

该有导电溶液的各组成成分及配比为:

无水乙醇(C2H6O),500ml;

四氯化锡(SnCl4),95g;

五氟化锑(SbF5),5g;

浓度为10~50mol/L的盐酸(HCl),2000~3000ml;

先将无水乙醇缓慢加入到盐酸溶液中并缓慢搅拌形成混合溶剂,随后将四氯化锡和五氟化锑锡锑化合物加入到混合溶剂中充分混合后搅拌使得四氯化锡和五氟化锑在弱酸性化合环境中形成含有锡锑导电化合物的导电溶液。

随后,将导电溶液附着在烧结好的玻璃轻石(该玻璃轻石为普通玻璃轻石---玻璃粉末和发泡剂高温烧结而成)表面。

附着方式有两种:

①将导电溶液通过喷枪对平铺的玻璃轻石进行喷涂,从而使得导电溶液喷涂在玻璃轻石的表面和部分微孔隙内壁上,同时在喷涂的过程中,为了使得喷涂更为均匀,可反复翻转或滚动玻璃轻石,如通过振动筛或沸腾床等使得玻璃轻石处于振动或翻滚状态下进行持续喷涂有机溶液,从而使得喷涂更为均匀;

②将玻璃轻石浸泡入导电溶液中,大约一分钟后取出,该浸泡方式相对于喷涂方式而言效率不高,且表面均匀度不足,玻璃轻石表面附着导电溶液层厚度较厚,但是其优点在于微孔隙的内壁上能够完全的形成导电溶液层,从而后续使用过程中能够导电对激活微孔隙内部的微生物的火星。

最后,附着上导电溶液层的玻璃轻石送入烘箱,在450℃的温度下烘干20min,使得导电溶液固化在玻璃轻石的外表面和微孔隙的内壁上后形成导电层。

本实施例四中玻璃轻石获得了导电能力,从而可在过滤、蓄水的同时导入微电流,激活玻璃轻石微孔隙内的微生物的生物活性,从而使得其具有更佳的生物净化能力,提高净化效果。

另外:需要注意的是,上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案,本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进,均在本专利的保护范围之内。

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