專利名稱：降雨徑流分質(zhì)收集及凈化的工藝與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于城市降雨徑流處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種降雨徑流分質(zhì)收集及凈化 的工藝與系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有大中型城市多采用分流制排水系統(tǒng)，僅將污水收集入污水處理廠進行處理， 而對經(jīng)雨水管網(wǎng)匯集流入自然水體的徑流不做任何處理即排放。已有研究表明，雨水徑流 中攜帶大量污染物，其形成的面源污染促進了水體水質(zhì)惡化，尤其是其中磷元素的輸入加 速了水體富營養(yǎng)化的進程。對徑流不加處理即直接排放的做法已經(jīng)不能適應越來越嚴格的 水體污染治理要求。但若將所有徑流都匯集入污水廠，其不穩(wěn)定的水量輸入對污水廠會造 成巨大沖擊，影響污水廠運行，同時也需要在建設(shè)期增加巨額費用來擴增雨水管網(wǎng)的輸水 能力。在整個降雨過程中，一般從產(chǎn)生徑流開始計算初始約10 20min的徑流被認為是 初期徑流，其污染程度相對嚴重。初期徑流中攜帶的ss、COD、TN、TP等污染物均明顯高于 后期徑流，接近甚至超過一般生活污水。而后期徑流的污染相對較輕，可通過簡單物理方法 處理后排放?？紤]到磷元素在水體富營養(yǎng)化方面的貢獻，徑流內(nèi)固態(tài)及可溶態(tài)的磷應做為 主題考慮對象被去除。現(xiàn)有針對徑流的發(fā)明專利多為采集、記錄及檢測裝置，而非收集凈化設(shè)施。少數(shù)攔 截、處理工藝或針對農(nóng)村面源，或采用不同方法，或主要削減污染物類型不同。例如中國科 學院南京土壤研究所胡正義等于2006年8月30日公開的菜地土壤氮磷徑流控制生態(tài)攔截 方法，湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院彭建國等于2007年7月11日公開的路面徑流處理池等。

發(fā)明內(nèi)容
為了有效削減降雨徑流引起的水體污染，尤其是減少磷等營養(yǎng)元素隨徑流向自然 水體的輸入，本發(fā)明提供一種將初期降雨徑流和后期徑流分質(zhì)收集然后分別流向各自處理 單元，并針對徑流中固態(tài)及可溶態(tài)的磷進行過濾和吸附以期凈化后期徑流的工藝。該工藝的方案為路面的降雨徑流經(jīng)過雨水井、雨水管首先匯入截流池，利用潛污 泵將截流池內(nèi)儲存的初期徑流打入污水管網(wǎng)，與污水一同流向污水廠；后期徑流通過出水 堰溢流進入滲濾池，在滲濾池內(nèi)經(jīng)過覆土層、石英砂層、無煙煤層和卵石層的吸附、過濾后 直接排入自然水體。本發(fā)明還提供了一種用于實現(xiàn)所述工藝的降雨徑流分質(zhì)收集及凈化系統(tǒng)，包括截 流池和滲濾池，具體的技術(shù)方案為在雨水管上設(shè)置縱截面類似于直角梯形的截流池；在 雨水管下方的截流池的前側(cè)壁上部位置設(shè)置清洗翻斗，截流池的底部為一斜坡，該斜坡自 所述清洗翻斗下方位置傾斜向下，延伸至截流池的后側(cè)壁；在截流池底部的最低位置設(shè)置 泥沙斗，并在所述泥沙斗內(nèi)設(shè)置潛污泵，截流池出水管從潛污泵引出至截流池外；在靠近截 流池后側(cè)壁的外右側(cè)壁上部位置設(shè)置溢流堰斗，在所述溢流堰斗的下方設(shè)置滲濾池；所述
3滲濾池自上至下分為覆土層、石英砂層、無煙煤層和卵石層，在滲濾池的底部設(shè)置“豐”字型 的集水管，集水管的主管與滲濾池出水管連接，支管上設(shè)置集水孔。所述截流池由無縫鋼板焊接而成，其底部斜面的坡度大于1°。所述清洗翻斗的寬度與截流池相同，翻斗左下方通過轉(zhuǎn)軸與截流池相連，翻斗右 上方由插銷固定于截流池壁上；若拔去插銷，清洗翻斗會自行向截流池內(nèi)部反轉(zhuǎn)并傾倒斗 內(nèi)存水，清洗截流池底部的淤泥。所述潛污泵含液位自動控制系統(tǒng)，當截流池內(nèi)水位下降至一定程度后可由該液位 自動控制系統(tǒng)停止?jié)撐郾玫墓ぷ?。所述滲濾池的底層與周邊均采用混凝土澆筑，能夠滿足防滲要求，避免地下水滲 入。所述集水管的主管直徑為80 120cm，支管直徑40 60cm。所述集水孔布置在集水管的支管斜向下側(cè)位置，集水孔的直徑為1cm，孔間距 15cm0所述覆土層的厚度由實際土質(zhì)而定，以徑流下滲速度控制在0. 3 0. 6m/h為 宜；所述石英砂層厚度為0. 3 0. 5m,無煙煤層厚度為0. 3 0. 5m,卵石層厚度為0. 15
0.25m。所述石英砂層的填料為直徑1 2mm不規(guī)則形狀體，所述無煙煤層的填料為直徑
1.5mm的柱狀體，所述卵石層的級配粒徑由下至上分別為32mm、16mm、8mm、4mm。本發(fā)明的有益效果為，使用該工藝和系統(tǒng)可以有效分離污染較重的初期徑流和污 染較輕的后期徑流，并使其流向各自的處理單元，同時處理后期徑流使其達到可排放入自 然水體、不易引發(fā)水體水華的水質(zhì)標準，最終削減由徑流引起的面源污染，保護自然水體水 質(zhì)。


圖1為所述降雨徑流分質(zhì)收集及凈化系統(tǒng)的整體平面圖；圖2為截流池的側(cè)面剖視圖；圖3為滲濾池的側(cè)面剖視圖。圖中標號1-雨水井；2-雨水管；3-截流池；4-清洗翻斗；5-潛污泵；6_溢流堰斗；7_滲濾 池；8-集水管；9-截流池出水管；10-滲濾池出水管；11-覆土層；12-石英砂層；13-無煙煤 層；14-卵石層。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種降雨徑流分質(zhì)收集及凈化的工藝與系統(tǒng)，下面結(jié)合附圖和具體 實施方式對本發(fā)明做進一步說明。如圖1所示，在雨水管2上設(shè)置截面類似于直角梯形的截流池3，該截流池3由無 縫鋼板焊接而成，其長度為3m，寬度為1. 5m。在雨水管2下方的截流池3的前側(cè)壁上部位 置設(shè)置清洗翻斗4，其左下方以軸承與截流池體焊接在一起，右上方有插銷，用于固定；該 清洗翻斗4與截流池3的寬度相同，其側(cè)面截面為0. 3X0. 3m的方形，共可儲存135L徑流。截流池3的底部為一斜坡，該斜坡自所述清洗翻斗4下方位置傾斜向下，延伸至截流池3的 后側(cè)壁，截流池3的最淺處為1. 3m，最深處為2m，整個截流池的有效容積為4. 9m3。在截流 池3底部的最低位置設(shè)置泥沙斗，并在所述泥沙斗內(nèi)設(shè)置潛污泵5，截流池出水管9從潛污 泵5引出至截流池外。在靠近截流池3后側(cè)壁的外右側(cè)壁上部位置設(shè)置溢流堰斗6，在所述溢流堰斗6的 下方設(shè)置滲濾池7。該滲濾池7的尺寸為6X6X 1. 2m，底層和周邊均采用混凝土澆筑，能夠 滿足防滲要求，避免地下水滲入。所述滲濾池7自上至下分為覆土層11、0. 4m的石英砂層 12,0. 4m的無煙煤層13和0. 2m的卵石層14。所述覆土層的厚度由實際土質(zhì)而定，以徑流下 滲速度控制在0. 3 0. 6m/h為宜；所述石英砂層的填料為直徑1 2mm不規(guī)則形狀體；所 述無煙煤層的填料為直徑1. 5mm的柱狀體，所述卵石層的級配粒徑由下至上分別為32mm、 16mm、8mm、4mm。在滲濾池7的底部設(shè)置“豐”字型的集水管8，集水管8的主管與滲濾池出 水管10連接，支管上設(shè)置集水孔。集水管8的主管直徑為100cm，支管直徑50cm，集水孔布 置在集水管的支管斜向下側(cè)位置，集水孔的直徑為1cm，孔間距15cm。路面徑流經(jīng)過雨水井1、雨水管2首先匯入截流池3。清洗翻斗4平時正常存水， 截流池泵空后，拔去插銷，清洗翻斗重心偏移，自動向右方翻到，斗中存水沖洗池底淤積泥 沙，一起流入泥沙斗。泥沙斗中放置潛污泵5，雨停后將初期徑流通過截流池出水管9泵入 污水管網(wǎng)。泥沙斗上方安裝液位計，實時測定截流池內(nèi)水位，當截流池內(nèi)液位不能滿足潛污 泵工作需求時，由液位計傳輸信號至控制系統(tǒng)自動關(guān)閉潛污泵。截流池滿時，繼續(xù)進入的后 期徑流通過溢流堰斗6溢流進入滲濾池7。后期徑流在滲濾池7內(nèi)經(jīng)過覆土層、石英砂層、 無煙煤層和卵石層吸附、過濾作用，流入集水管8，并通過滲濾池出水管10直接排入自然水 體。在覆土層還可種植耐旱植物，如景天科、馬齒莧科等；在截流池溢流入滲濾池處及滲濾 池表面利用簡單布水管及磚石導流方式，使?jié)B濾池布水盡量均勻。
權(quán)利要求
降雨徑流分質(zhì)收集及凈化工藝，其特征在于，路面的降雨徑流經(jīng)過雨水井、雨水管首先匯入截流池，利用潛污泵將截流池內(nèi)儲存的初期徑流打入污水管網(wǎng)，與污水一同流向污水廠；后期徑流通過出水堰溢流進入滲濾池，在滲濾池內(nèi)經(jīng)過覆土層、石英砂層、無煙煤層和卵石層的吸附、過濾后直接排入自然水體。
2.一種用于如權(quán)利要求1所述工藝的降雨徑流分質(zhì)收集及凈化系統(tǒng)，包括截流池和滲 濾池，其特征在于，在雨水管(2)上設(shè)置縱截面類似于直角梯形的截流池(3)；在雨水管(2) 下方的截流池(3)的前側(cè)壁上部位置設(shè)置清洗翻斗(4)，截流池的底部為一斜坡，該斜坡自 所述清洗翻斗⑷下方位置傾斜向下，延伸至截流池⑶的后側(cè)壁；在截流池⑶底部的最 低位置設(shè)置泥沙斗，并在所述泥沙斗內(nèi)設(shè)置潛污泵(5)，截流池出水管(9)從潛污泵(5)引 出至截流池外；在靠近截流池(3)后側(cè)壁的外右側(cè)壁上部位置設(shè)置溢流堰斗(6)，在所述溢 流堰斗(6)的下方設(shè)置滲濾池(7)；所述滲濾池(7)自上至下分為覆土層、石英砂層、無煙 煤層和卵石層，在滲濾池(7)的底部設(shè)置“豐”字型的集水管(8)，集水管(8)的主管與滲濾 池出水管(10)連接，支管上設(shè)置集水孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降雨徑流分質(zhì)收集及凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述截流池(3) 由無縫鋼板焊接而成，其底部斜面的坡度大于1°。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降雨徑流分質(zhì)收集及凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述清洗翻斗 (4)的寬度與截流池(3)相同，翻斗左下方通過轉(zhuǎn)軸與截流池相連，翻斗右上方由插銷固定 于截流池壁上；若拔去插銷，清洗翻斗會自行向截流池內(nèi)部反轉(zhuǎn)并傾倒斗內(nèi)存水，清洗截流 池⑶底部的淤泥。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降雨徑流分質(zhì)收集及凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述潛污泵(5) 含液位自動控制系統(tǒng)，當截流池內(nèi)水位下降至一定程度后可由該液位自動控制系統(tǒng)停止?jié)?污泵的工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降雨徑流分質(zhì)收集及凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述滲濾池(7) 的底層與周邊均采用混凝土澆筑，能夠滿足防滲要求，避免地下水滲入。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降雨徑流分質(zhì)收集及凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述集水管(8) 的主管直徑為80 120cm，支管直徑40 60cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降雨徑流分質(zhì)收集及凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述集水孔布 置在集水管(8)的支管斜向下側(cè)位置，集水孔的直徑為1cm，孔間距15cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降雨徑流分質(zhì)收集及凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述覆土層的 厚度由實際土質(zhì)而定，以徑流下滲速度控制在0. 3 0. 6m/h為宜；所述石英砂層厚度為 0. 3 0. 5m,無煙煤層厚度為0. 3 0. 5m,卵石層厚度為0. 15 0. 25m。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的降雨徑流分質(zhì)收集及凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述石英砂層 的填料為直徑1 2mm不規(guī)則形狀體，所述無煙煤層的填料為直徑1. 5mm的柱狀體，所述卵 石層的級配粒徑由下至上分別為32mm、16mm、8mm、4mm。
全文摘要
本發(fā)明屬于城市降雨徑流處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種降雨徑流分質(zhì)收集及凈化的工藝與系統(tǒng)。路面的降雨徑流經(jīng)過雨水井、雨水管首先匯入截流池，利用潛污泵將截流池內(nèi)儲存的初期徑流打入污水管網(wǎng)，與污水一同流向污水廠；后期徑流通過出水堰溢流進入滲濾池，在滲濾池內(nèi)經(jīng)過覆土層、石英砂層、無煙煤層和卵石層的過濾、吸附后直接排入自然水體。使用該工藝和系統(tǒng)可以有效分離污染較重的初期徑流和污染較輕的后期徑流，并使其流向各自的處理單元，同時處理后期徑流使其達到可排放入自然水體、不易引發(fā)水體水華的水質(zhì)標準，最終削減由徑流引起的面源污染，保護自然水體水質(zhì)。
文檔編號E03F5/10GK101982622SQ201010522079
公開日2011年3月2日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者左劍惡, 干里里, 白瑤 申請人:清華大學