一种立体非常规水源利用方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种立体非常规水源利用方法和系统，属于水资源开发与综合利用领域，包括水收集系统模块、水处理系统模块以及监测调控回用系统模块，水收集系统模块用于收集雨水或/和生活废水；水处理系统模块与水收集系统模块连通，用于净化水收集系统模块收集的雨水或/和生活废水；监测调控回用系统模块与水处理系统模块连通，用于将经水处理系统模块处理得到的再生水进行利用。本发明专利技术提供的一种立体非常规水源利用方法和系统，结构简单、成本较低，处理效率高，有效节约了能源和水资源，适合城市生活废水的分散式处理及再生利用。该系统不仅能对废水进行有效回收，也能对雨水进行有效调配利用，显著提高了非常规水源利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种立体非常规水源利用方法和系统
本专利技术属于水资源开发与综合利用领域，更具体地说，是涉及一种立体非常规水源利用方法和系统。
技术介绍
当前，多数建筑物(如高层建筑或停车楼等)为提高景观效果，一般设有立体绿化景观，绿化景观装置的灌溉水源多依赖于市政网管供水，造成水资源与能源的过度消耗。随着科学技术的发展，部分立体绿化用水采用中水回用方案，即将小区居民生活废(污)水集中处理达标后，再加压输送到不同用水点，但该方案能耗较大，增加了灌溉成本，且存在灌溉不均匀、耗水量大等问题。如何降低回收过程中的消耗，并高效利用非常规水源是目前亟需解决的难题。针对当前立体垂直精准灌溉配置方案较少，并结合专利技术人提出的外覆式水肥一体化的柔性化系统精准灌溉排水控制需要，特提出一种立体非常规水源利用方法和系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种立体非常规水源利用方法和系统，旨在解决现有的水回收方案在回收过程中能源消耗高、水资源消耗大、无法有效进行立体精准灌排控制排水等方面的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种立体非常规水源利用方法和系统，包括：水收集系统模块，用于收集雨水或/和生活废水；水处理系统模块，与所述水收集系统模块连通，用于净化所述水收集系统模块收集的雨水或/和生活废水；以及监测调控回用系统模块，与所述水处理模块连通，用于将经所述水处理模块处理得到的再生水进行使用。作为本申请另一实施例，所述水处理系统模块包括：生物反应池，与所述水收集系统模块连通；填料，设置于所述生物反应池内，用于充当生物膜的载体；曝气装置，用于向所述生物反应池内的液体充入氧气；以及调温组件，设置于所述生物反应池内，用于调节所述生物反应池内的温度。作为本申请另一实施例，所述水处理系统模块还包括用于去除再生水中的悬浮物质的吸附过滤组件。作为本申请另一实施例，所述监测调控回用系统模块包括：储水池；水泵，设置于所述储水池内；以及连通管路，一端与所述储水池连通，另一端分别与小区灌溉系统或/和非饮用水系统连通。作为本申请另一实施例，所述监测调控回用系统模块还包括用于去除再生水中微生物的杀菌组件或/和用于控制灌溉、排水过程的调配组件。作为本申请另一实施例，所述水收集系统模块包括：雨水收集组件，设置于建筑物屋面或/和地面上，用于收集雨水、并将雨水运至水处理模块内；以及生活污水收集组件，一端与建筑物内的下水道管路连通，另一端与所述水处理模块连通。作为本申请另一实施例，所述生活污水收集组件包括：第一排污管，一端与卫生间内的排污管路连通，另一端与所述生物反应池连通；第二排污管，一端与厨房内的排污管路连通，另一端与所述吸附过滤组件连通。作为本申请另一实施例，所述调温组件包括：空心管，设置于所述生物反应池内，所述空心管一端与所述雨水收集组件连通，另一端与所述监测调控回用系统模块连通；以及加热丝，与外接电源连通，用于加热所述空心管。作为本申请另一实施例，所述空心管由同轴设置的两层管道构成；所述两层管道之间存在间隙，且两端分别作密封设置；所述加热丝设置于所述两层管道的间隙内。作为本申请另一实施例，所述监测调控回用系统模块还包括用于监测水质、水量、水温的装置以及控制调配系统。监测调控回用系统模块根据本专利提供的一种立体非常规水源利用方法进行需水、供水计算，并进行灌溉、排水的控制调配。本专利技术还提供一种立体非常规水源利用方法，其特征在于，包括以下步骤：计算绿化植被需水量及其他需水量之和；计算雨水、再生水等非常规水源供水量以及应急补充水量之和；分别对灌溉、排水过程进行控制和调配。立体非常规水源供需计算与分配方法如下：本专利技术配合专利技术人提出的外覆式一体化柔性绿化系统，针对绿化的位置、坡度和特点布设非常规水源系统，为充分利用立体的高差势能，根据非常规水源(雨水、再生水等)位置，干管从高到低，支管沿等高线布设，干支管连接处设有分水器，其中灌溉滴灌管道或者滴灌带布设于绿化单元上方顶部，蓄排水沟槽设置于绿化单元下方底部。本方法按高度分层进行灌排、排水计算与水量控制调配。1.需水量计算：R＝Rp+Rh+Rw(1)植物需水量计算一块建筑物立体绿化Z，总高度为H总,该绿化从高到低分为n个绿化单元，第一个绿化单元Z1宽、高分别为B1、H1,第二个绿化单元Z2宽、高分别为B1、H1,…，第n个绿化单元Zn宽、高分别为Bn、Hn。该绿化植物需水总量Rp计算如下:Rp＝Rp1+Rp2+…+Rpn式中Rp1、Rp2、…、Rpn分别为各单元的需水量，可用公式Rpn＝Bn*Hn*q(q为城市绿化需水定额)计算，也可根据气候资料、植物种类采用彭曼公式计算。(2)其他需水量计算其他需水量是指为预防配合使用的外覆式柔性一体化绿化系统结冰，在外界温度低于0℃是进行循环运行的需水量Rh和在施肥结束后冲洗管道的水量Rw,分别计算如下：Rh＝Vh*SDN*ThRw＝Vw*SDN*Tw式中Vh、Vw分别为水管道中防结冰正常循环流速和冲洗流速，Th、Tw分别为防结冰正常循环时间和管道冲洗时间,SDN为管道横截面积。2.非常规水源供水量计算：Q＝Qp+Qr+Qe(1)雨水可用量雨水可用量是指本系统影响范围内能收集到经过处理后的降雨可利用量Qp，采用公式Qp＝I*Sp确定，其中I为降雨量，Sp为本系统能收集的雨水面积。(2)再生水供水量再生水供水量主要是本系统覆盖范围内经过处理达标后可回用的再生水量Qr＝Qr1+Qr2+…+Qrn,按照绿化单元的位置确定各单元再生水供水量分别为Qr1、Qr1、…、Qrn,Qrn＝min{Qrn测，Qrn限}，式中Qrn测为第n个绿化单元控制范围内的实测生活污水产生量，Qrn限为第n个绿化单元再生水处理模块的上限值。(3)应急补充水量当雨水可用量和再生水供水量达不到需水量最低限额时，可采用自来水或其他水源进行应急补充，应急补充水量Qe＝R低限-Qr-Qp，式中R低限为需水最低限值。3.灌溉、排水控制调配本系统供排水管道采用立体式布置，利用重力高度差的势能，通过本系统灌排调控能够有效地进行精准灌溉、冲洗和控制排水。(1)灌溉水量分配各单元的灌溉水量In计算如下：其中k为比例系数，初步估算为k＝RP/Q。In∈(Rpn下限，Rpn上限)，Rpn下限、Rpn上限分别为第n个绿化单元植物需水量的上下限阈值，根据植物、绿化系统生长基质层持水量和气候条件确定。(2)灌排时间计算各绿化单元灌溉时间Tn分为两部分时间计算，管道输配水、滴灌运行时间Tpn和各绿化单元中下渗时间Tin，计算公式分别为：Tn＝Tpn+Tin式中in为第n个绿化单元同时开启的滴头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立体非常规水源利用系统，其特征在于，包括：/n水收集系统模块(1)，用于收集雨水或/和生活废水；/n水处理系统模块(2)，与所述水收集系统模块(1)连通，用于净化所述水收集系统模块(1)收集的雨水或/和生活废水；以及/n监测调控回用系统模块(3)，与所述水处理模块(2)连通，用于将经所述水处理模块(2)处理得到的再生水进行使用。/n

【技术特征摘要】
1.一种立体非常规水源利用系统，其特征在于，包括：
水收集系统模块(1)，用于收集雨水或/和生活废水；
水处理系统模块(2)，与所述水收集系统模块(1)连通，用于净化所述水收集系统模块(1)收集的雨水或/和生活废水；以及
监测调控回用系统模块(3)，与所述水处理模块(2)连通，用于将经所述水处理模块(2)处理得到的再生水进行使用。


2.如权利要求1所述的一种立体非常规水源利用系统，其特征在于，所述水处理系统模块(2)包括：
生物反应池(21)，与所述水收集系统模块(1)连通；
填料(22)，设置于所述生物反应池(21)内，用于充当生物膜的载体；
曝气装置(23)，用于向所述生物反应池(21)内的液体充入氧气；以及
调温组件(24)，设置于所述生物反应池(21)内，用于调节所述生物反应池(21)内的温度。


3.如权利要求2所述的一种立体非常规水源利用系统，其特征在于：所述水处理系统模块(2)还包括用于去除再生水中悬浮物质的吸附过滤组件(25)。


4.如权利要求3所述的一种立体非常规水源利用系统，其特征在于，所述监测调控回用系统模块(3)包括：
储水池(31)；
水泵(33)，设置于所述储水池(31)内；以及
连通管路(32)，一端与所述储水池(31)连通，另一端分别与小区灌溉系统或/和非饮用水系统连通。


5.如权利要求4所述的一种立体非常规水源利用系统，其特征在于：所述监测调控回用系统模块(3)还包括用于去除再生水中微生物的杀菌组件(34)或/和用于控制灌溉、排水过程的调配组件。


6.如权利要求4所述的一种立体非常规水源利用系统，其特征在于，所述水收集系统模块(1)包括：
雨水收集组件(11)，设置于建筑物屋面或/和地面上，用于收集雨水、并将雨水运至水处理模块(2)内；以及
生活污水收集组件(12)，一端与建筑物内的下水道管路连通，另一端与所述水处理模块(2)连通。


7.如权利要求6所述的一种立体非常规水源利用系统，其特征在于，所述生活污水收集组件(12)包括：
第一排污管(121)，一端与卫生间内的排污管路连通，另一端与所述生物反应池(21)连通；
第二排污管(122)，一端与厨房内的排污管路连通，另一端与所述吸附过滤组件(25)连通。


8.如权利要求6所述的一种立体非常规水源利用系统，其特征在于，所述调温组件(24)包括：
空心管(241)，设置于所述生物反应池(21)内，所述空心管(241)一端与所述雨水收集组件(11)连通，另一端与所述监测调控回用系统模块(3)连通；以及
加热丝(242)，与外接电源连通，用于加热所述空心管(241)。


9.如权利要求8所述的一种立体非常规水源利用系统，其特征在于：所述监测调控回用系统模块还包括用于监测水质、水量、水温的装置以及控制调配系统。


10.一种立体非常规水源利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
1.需水量计算：R＝Rp+Rh+Rw...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小军，张建云，陈凤，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32