蓄水和净水系统技术方案

本发明专利技术涉及蓄水和净水系统。所述系统以其使用可以不考虑场所的方式设计。它尤其用于农业、园艺和林业中。所述系统包括装填有渗水的多孔材料（３）的蓄水池（２）。为替代渗流通道，蓄水池（２）含有至少一层由不透水材料制得的阻挡层（５），所述阻挡层将两层由多孔材料（３）制得的层分开且包含出口（６）以连接层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及蓄水和净水系统。
技术介绍
水是珍贵的日用品且由于世界人口增长和由此导致的提高的食品需求变得日益 更有价值。为人类提供净水不仅仅是发展中国家面临的巨大后勤问题。仅3%世界供水作 为饮用水可得。在具有低降水量的国家内，水缺乏成为最重要的水危机。在许多地方，由于 盛行的水缺乏阻止了新的生存空间的创造。例如沙漠或草原地区的都市化由于水缺乏极有 问题。从经济观点来看，甚至在具有较高降水量的地区鼓励水保留和水储存。已知水库和 地下水收集容器可论证地为蓄水的最简单水文系统。为解决水储存问题，需要尤其适于水 处理和水储存的技术。US 6，120，210B1描述了一种水如雨水的储存和运输方法，其中通过天然通道如河 谷的多孔材料在水文潜势下引导水，然后供给最终使用者。此外，WO 2005/123597A1公开了含多个嵌入多孔材料基质中的有孔管道的水晶体 管。就过滤和储存目的而言，在它从通过泵装置将它虹吸出来的地方流入有孔管道中以前 通过水晶体管的多孔材料用水力潜势引导水。已知的净水和/或蓄水方法和装置的缺点是它们不可独立于当地地理条件和/或 土壤条件而使用。例如可发生水损失或质量损失。为改善净化水的质量，通常需要成本非 常高的其它净水程序。专利技术目的可认为本专利技术的目的是提供可独立于场所使用的蓄水和净水系统。还可认为目的是提供蓄水和净水系统，通过该系统可以特别有成本效益的方式将 水提纯至非常高的质量水平。该目的通过权利要求1和24的特征实现。专利技术综述本专利技术涉及蓄水和净水系统，其包括至少部分装填有多孔材料的蓄水池，其特 征在于(i)至少一个阻挡层延伸水的渗流通道，其中阻挡层设置在基本不透水的人造且 外向定界的蓄水池内，阻挡层具有至少一个水通道且多孔材料位于阻挡层以上和以下；和 (ii)由蓄水池底部延伸至少至其表面的水收集容器，其中水收集容器包括在最上层阻挡层 以上的开口且包括至少一个在最下层阻挡层以下的开口，水可流过此开口。基本不透水的人造且外向定界的蓄水池确保可能的话没有待提纯和储存的水能 够渗入具有高毛细管作用的更深多孔层中并因此系统不再可得。蓄水池还确保可能的话没有例如被污染物沾污和/或污染的水能扩散至本专利技术 系统中。这用于确保系统内的高水质。此外，使用至少一个阻挡层确保延伸水通过多孔材料的渗流通道且因此可在地下 保留(储存)显著更长。本专利技术系统不需要形成特别深，这使得生产和维护有成本效益。例 如，密闭露天井、矿或其它已存在的煤矿也可用于该系统或用于设置游泳池下的系统。5从属权利要求2-23涉及本专利技术系统的优选实施方案。本专利技术还涉及蓄水和净水系统，其包括至少部分装填有多孔材料的蓄水池，其特 征在于由蓄水池底部延伸至少至其表面的水收集容器，其中水收集容器包括在上部区域 中的开口和至少一个在下部区域中的开口，水可流过此开口 ；和基本不透水的人造且外向 定界的蓄水池。根据预期，已显示该系统可独立于场所，即独立于场所的地理条件和/或土壤条 件地用于水处理和水提纯。多孔材料在基本不透水的人造且外向定界的隔离蓄水池中的使 用还允许以高质量水平提纯水且允许没有任何可能的水损失地储存水。从属权利要求25-35涉及本专利技术系统的优选实施方案。最后，本专利技术涉及根据权利要求1-23中任一项的蓄水和净水系统和根据权利要 求24-35中任一项的系统在农业和林业应用如集约型园艺、土壤复耕或重新造林中的用 途。附图在下文中参考附图中阐述的几个实施方案更详细地描述本专利技术，其中附图说明图1显示具有1个阻挡层的本专利技术蓄水和净水系统，图2显示具有3个阻挡层的本专利技术蓄水和净水系统，图3显示用于农业领域的具有3个阻挡层的本专利技术蓄水和净水系统，图4显示用于集约型园艺的具有各个多孔层的本专利技术蓄水和净水系统。专利技术详述本专利技术涉及储水和净水系统。图1说明根据本专利技术一个实施方案的蓄水和净水系统1。如图1所述，系统1包括 基本不透水的人造且外向定界的蓄水池2。人造的基本不透水蓄水池2的使用确保可能的话没有水从本专利技术系统1中损失至 吸水的更深多孔层中。水简单渗入更深层中是地球上许多地方出现的问题。这种地方的实例为约翰内斯 堡的高原。已知此高原由于土壤的多孔性，水消失在更深的潜流中并因此在最上的含腐殖 质层中不再可得。在冬季几月和有时甚至更长期间基本没有植物生长在该区域内。此外，基本不透水的人造蓄水池2确保可能的话没有例如被污染和/或含盐的水 可从外部渗入本专利技术系统中并由此降低待储存和净化水的质量。蓄水池2的优点还有本专利技术系统1可独立于场所，即独立于当地地质组成、气候条 件和/或土壤条件地用于水净化或水储存。如图1所述，蓄水池2可以槽形式形成。然而，它也可采取任何其它适合的形式。 例如它形式上可以为半球形。蓄水池2可为任意适合的大小。然而，已证明有利的是蓄水池2的大小适合预期 的降水量和待储存的水量。如果蓄水池例如设置在游泳池下，则它优选包含游泳池容积的至少一半。蓄水池2的大小也可取决于本专利技术系统1用于水储存、水净化和/或灌溉目的。例 如主要用于灌溉目的本专利技术系统1形式上可为更扁平的。蓄水池2至少部分装填有多孔材料3。在本专利技术范围内，短语“至少部分”应当理解意指以足够有效的方式将蓄水池2用至少如储存和净化水所需多的多孔材料3装填。优选，多孔材料3为砂砾、卵石、砂(例如硅砂)或其混合物。然而，也可使用壤土、 粉砂和/或粘土。如果其它材料如合成材料由于其孔隙率，其所有空穴体积与其外部体积 之比而能储存和运输水，则可使用。关于多孔材料3的孔隙大小，需要区别粗、细和微孔。粗孔(大孔)的孔径为> lmm(它们为肉眼不可见的)。细孔为孔径为0. 1-0. lym的微孔。这些毛细管孔运输水。也 称作超微孔或凝胶孔的微孔的孔径为< 0. lym且为水的缓慢、持续运输中的工具。优选使用具有细和/或微孔的多孔材料3。因此，实现水的特别慢的运输。这又确 保水在蓄水池2中保留非常长的期间并可因此被储存。优选在这种情况下提供10-30天的 循环时间。已证明至少21天的循环时间特别有利。本专利技术系统1包括设置在蓄水池2内的一个阻挡层5(图1)或几个阻挡层5(图 2、3)。此外，阻挡层5具有至少1个水通道6 (图1、2、3)。除可透水的通道6外，阻挡层5由基本不透水的材料制造。在本专利技术范围内，短语“基本不透水”应当理解意指阻挡层5以这样的方式形成 防止通过蓄水池2渗漏的水的主要部分通过阻挡层5进入阻挡层5以上或以下的区域。阻挡层5用于将水的渗流通道延伸通过蓄水池2的多孔材料3。通过延伸渗流通 道，水在表面以下保留较长期间。因此，它可在蓄水池2中储存较长期间。此外，水经较长 的时间期间滤出，因此改善净化水的质量。本专利技术系统1储存水的能力以及通过本专利技术系统1净化的水的质量随所用阻挡层 5的数目提高而提高。可特别借助这一事实解释改善的净化水质量由于一个阻挡层5或多个阻挡层5， 水移动通过本专利技术系统1的速率降低或重复地再降低。尽可能低的流速对于实现高度净化 特别有利。如果水到达阻挡层5，由于随后渗出水，它开始聚集。通常，水以开孔方式(通过 材料内部或经由壁开口由一种材料至下一种材料)和以闭孔方式(总是围绕各个材料)通 过多孔材料。然而，在此聚集条件下，水特别有效且深度地渗入多孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
蓄水和净水系统（１），其包括：至少部分装填有多孔材料（３）的蓄水池（２），其特征在于：（ｉ）至少一个阻挡层（５）延伸水的渗流通道，其中阻挡层（５）设置在基本不透水的人造且外向定界的蓄水池（２）内，阻挡层（５）具有至少一个水通道（６）且多孔材料（３）位于阻挡层（５）以上和以下；和（ｉｉ）由蓄水池（２）底部延伸至少至其表面的水收集容器（４），其中水收集容器（４）包括在最上层阻挡层（５）以上的开口（７）和至少一个在最下层阻挡层（５）以下的开口（８），水可流过此开口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2007-11-9 07120361.6蓄水和净水系统(1)，其包括至少部分装填有多孔材料(3)的蓄水池(2)，其特征在于(i)至少一个阻挡层(5)延伸水的渗流通道，其中阻挡层(5)设置在基本不透水的人造且外向定界的蓄水池(2)内，阻挡层(5)具有至少一个水通道(6)且多孔材料(3)位于阻挡层(5)以上和以下；和(ii)由蓄水池(2)底部延伸至少至其表面的水收集容器(4)，其中水收集容器(4)包括在最上层阻挡层(5)以上的开口(7)和至少一个在最下层阻挡层(5)以下的开口(8)，水可流过此开口。2.如权利要求1所述的系统，其中所述水收集容器(4)经开口(7)连接在取水站(9)上。3.如权利要求2所述的系统，其中所述取水站(9)为泵站。4.如前述权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述阻挡层(5)在蓄水池(2)内基 本水平设置。5.如前述权利要求1-4中任一项所述的系统，其中所述水通道(6)设置在阻挡层(5) 的外部区域中。6.如前述权利要求1-5中任一项所述的系统，其中所述水通道(6)以缝或孔的形式提{共。7.如前述权利要求1-6中任一项所述的系统，其中在至少两个阻挡层(5)的情况下，每 种情况下两个相邻阻挡层(5)的水通道(6)以相对彼此偏置的形式设置。8.如前述权利要求1-7中任一项所述的系统，其中所述蓄水池(2)包括槽形或半球形 形式。9.如前述权利要求1-8中任一项所述的系统，其中所述多孔材料(3)选自砂砾、卵石和 砂或其混合物。10.如前述权利要求1-9中任一项所述的系统，其中所述多孔材料(3)在阻挡层(5)以 上和以下没有差异。11.如前述权利要求1-10中任一项所述的系统，其中所述多孔材料(3)在阻挡层(5) 以上和以下不同。12.如前述权利要求1-11中任一项所述的系统，其中所述水收集容器(4)为喷水池或 高架池。13.如前述权利要求1-12中任一项所述的系统，其中将耕作层(10)施加在最上层阻挡 层以上的多孔材料(3)上。14.如权利要求13所述的系统，其中所述耕作层为含腐殖质层。15.如前述权利要求1-14中任一项所述的系统，其中所述阻挡层(5)和/或蓄水池(2) 包含土工织物。16.如权利要求15所述的系统，其中所述土工织物包含 (i)织物材料或非织造材料层，和( )聚氨酯，其中聚氨酯基本密封存在于层中的任何空穴和/或中间空间。17.如权利要求16所述的系统，其中所述聚氨酯通过由如下组分组成的双组分体系聚合而形成a)多元醇组分，包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、氧化丙烯均聚物和粉末分子筛，和b)异氰酸酯组分，包括二苯基甲烷_4，4'_ 二异氰酸酯。18.如权利要求16所述的系统，其中所述层为包含长度为3-15cm...

【专利技术属性】
技术研发人员：H布尔克哈尔德特，A格兰茨曼，
申请(专利权)人：路新绿色星球公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]