基于lid理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種基于LID理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)依靠在吹填土體頂部及內部設置的四個透水層（透水路面層、煤粉截留層、改性濾料層、地下出流層），及前期用于排水固結地基處理的全透性豎向排水體，在雨水下滲的過程中對含煤雨水進行凈化、排放。透水路面層鋪設于地表作為路面結構；其下設煤粉截留層，用于去除含煤雨水中的固體顆粒；再其下設改性濾料層，用于去除微量重金屬元素；借助前期地基處理遺留的豎向排水體（如塑料排水板和軟式透水管），含煤雨水繼續(xù)下滲，并在吹填淤泥的堿性環(huán)境中得以進一步凈化，最后通過地下出流層排入附近海域。本實用新型實現(xiàn)吹填煤堆場雨水的生態(tài)處理和清潔排放，總體經濟效益明顯。
【專利說明】基于LID理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種，特別涉及一種基于低影響開發(fā)(LowlmpactDevelopment,簡稱LID)理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]吹填形成的煤碼頭是沿海地區(qū)人工圍海造地的產物。由于其非自然性，對環(huán)境必不可少地會造成負面影響。煤碼頭的堆場占地面積大，降雨形成的地表徑流含有大量煤顆粒，污染性高，對周邊海域的影響較大，處理達標后方可排放。
[0003]目前，一些大型中轉煤碼頭的含煤雨水處理往往采用常規(guī)的處理模式，即設置排水溝對含煤污水進行收集，然后排至煤污水儲水池，再送至含煤污水處理廠，達標后排放或進行中水回用。
[0004]常規(guī)的處理模式有很多不足之處。地表徑流的收集需要鋪設較多的管道溝渠，建造儲水池和污水處理廠占用較大的場地，耗費大量資金購買設備、聘請員工，且需對設備進行定期的檢修維護。這樣常規(guī)的處理模式占用的資源、人力、物力、財力均較大，造價較高，且處理工序復雜，需要使用多種藥劑，易造成二次污染。
[0005]因此有必要開發(fā)一種成本低且效率高的煤堆場地表雨水徑流處理模式。
實用新型內容
[0006]有鑒于此，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種成本低且效率高的煤堆場雨水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實現(xiàn)對煤雨水進行滲透、過濾、除污和出流。
[0007]本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:
[0008]本實用新型提供的基于LID理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)依靠在吹填土體頂部及內部設置的四個透水層，以及前期用于排水固結地基處理的全透性豎向排水體(如塑料排水板和軟式透水管)，在雨水下滲的過程中對含煤雨水進行凈化、排放。這四個透水層從上到下依次為透水路面層、煤粉截留層、改性濾料層和地下出流層。
[0009]所述透水路面層為鋪設于煤堆場地表的路面結構，用于地表徑流下滲，并截留含煤雨水中的大顆粒固體和初步去除部分微量重金屬；
[0010]所述煤粉截留層設置于透水路面下用于進一步去除含煤雨水中的固體顆粒；
[0011]所述改性濾料層設置于煤粉截留層下用于過濾煤雨水中的微量重金屬元素；
[0012]所述經過過濾后的含煤雨水借助前期排水固結地基處理遺留的全透性豎向排水體繼續(xù)下滲，并在吹填淤泥的堿性環(huán)境中進一步排除重金屬，進而流入到地下出流層；
[0013]所述地下出流層將凈化后的含煤雨水排入附近海域。
[0014]進一步，所述全透性豎向排水體在前期排水固結地基處理過程中設置于吹填淤泥中，用于排水固結。
[0015]進一步，所述透水路面層為可以去除微量重金屬離子的透水路面，用于將含煤雨水中大顆粒固體阻擋于表面，堆場表面形成的初期雨水通過透水路面能順利進入煤粉截留層。
[0016]進一步，所述煤粉截留層為級配填料層，可以進一步去除含煤雨水中的固體顆粒。
[0017]進一步，所述改性濾料層為用于去除煤雨水中重金屬的改性濾料構成。
[0018]進一步，所述改性濾料層下還設置有砂墊層。所述砂墊層已在前期地基處理過程中設置于吹填淤泥頂部，用于排水固結。
[0019]進一步，所述地下出流層為吹填砂層。所述吹填砂層在淤泥吹填過程中設置。所述吹填砂層在吹填過程中設置，所述吹填砂層的最終底高程在設計低水位之上。
[0020]進一步，所述全透性豎向排水體從砂墊層向下延伸設置于吹填淤泥中，并穿過地下出流層。所述全透性豎向排水體可根據實際條件選用，即利于排水固結，又利于排放雨水，如混合使用塑料排水板和軟式透水管。
[0021 ] 進一步，所述全透性豎向排水體在水頭差作用下向地下出流層排放內部的雨水。
[0022]進一步，所述地下出流層將凈化后的煤雨水在水頭差作用下排向堆場周邊的可透水性圍堰。
[0023]進一步，所述凈化后的煤雨水通過所述可透水性圍堰流入附近海域。
[0024]本實用新型的有益效果在于:本實用新型將LID理念運用到含煤雨水的處理過程中，結合吹填陸域常規(guī)的排水固結地基處理技術，使受到污染的雨水能夠透過堆場的表面自然下滲，盡量恢復雨水的天然下滲過程，同時借助幾個透水層以及吹填淤泥的堿性環(huán)境，對雨水進行生態(tài)化、低碳化的處理，在凈化后排入附近海域中。使用透水路面材料增強地表透水性和去除大顆粒固體；使用級配填料進一步去除顆粒物；使用改性濾料去除重金屬；充分利用前期地基處理中閑置下來的豎向排水體形成下滲通道；利用吹填土淤泥的堿性性質營造堿性環(huán)境，去除重金屬；考慮到沿海地區(qū)漲落潮規(guī)律，巧妙利用潮差快速排水。從而實現(xiàn)含煤污水的自然下滲、過濾、除污及清潔排放等過程。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]為了使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述，其中:
[0026]圖1為基于LID理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)概念示意圖；
[0027]圖2為基于LID理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)局部A詳圖。
[0028]圖中，1、透水路面層；2、煤粉截留層；3、改性濾料層；4、地下出流層；5、砂墊層；6、全透性豎向排水體；7、吹填淤泥；8、煤堆場；9、拋石圍堰；10、原泥面；11、設計高水位；12、設計低水位。
【具體實施方式】
[0029]以下將參照附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。應當理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本實用新型，而不是為了限制本實用新型的保護范圍。
[0030]圖1為基于LID的吹填港區(qū)煤堆場8雨水處理概念示意圖，圖2為基于LID理念的吹填港區(qū)煤堆場8雨水處理系統(tǒng)局部A詳圖。其中，LID為低影響開發(fā)，Low ImpactDevelopment,簡稱LID。如圖所示:本實用新型提供的基于LID的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)，從上到下依次設置有透水路面層1、煤粉截留層2、改性濾料層3和地下出流層4 ；[0031]所述透水路面層I為設置于煤堆場地表的透水路面，用于地表徑流下滲，并截留含煤雨水中的大顆粒固體和初步去除部分微量重金屬；
[0032]所述煤粉截留層2設置于透水路面層I下，用于進一步去除含煤雨水中的固體顆粒;
[0033]所述改性濾料層3設置于煤粉截留層2下，用于過濾煤雨水中的微量重金屬元素；
[0034]所述經過過濾后的煤雨水通過全透性豎向排水體6繼續(xù)下滲，并在吹填淤泥的堿性環(huán)境中進一步排除重金屬，所述全透性豎向排水體6采用間隔設置的全透性塑料排水板和全透性軟式透水管；本實施例中的全透性豎向排水體6采用塑料排水板和軟式透水管。
[0035]所述塑料排水板和軟式透水管是全透性水管，在前期排水固結地基處理過程中間隔設置于吹填淤泥中，從砂墊層5中向下延伸。
[0036]所述塑料排水板和軟式透水管穿過地下出流層，在水頭差作用下向地下出流層排放內部的雨水。
[0037]所述地下出流層4在水頭差作用下將凈化后的雨水排向堆場周邊的拋石圍堰。
[0038]所述雨水進而通過所述拋石圍堰排入海域。
[0039]所述透水路面層I為可以去除微量重金屬離子的透水路面，用于將含煤雨水中大顆粒固體阻擋于表面，堆場表面形成的初期雨水通過透水路面能順利進入煤粉截留層2。所述透水路面層I可采用Eco Stone或其他類似透水路面材料構成。
[0040]所述煤粉截留層2為級配填料層。
[0041]所述改性濾料層3為用于去除煤雨水中重金屬的改性濾料構成。
[0042]所述改性濾料層3下還設置有砂墊層5。所述砂墊層5已在前期地基處理過程中設置于吹填淤泥頂部，用于排水固結。
[0043]所述地下出流層4為吹填砂層。所述吹填砂層在淤泥吹填過程中設置。所述吹填砂層的設置應充分考慮淤泥排水固結的沉降效果，其最終高程應在設計低水位12之上，以提聞排水效率。
[0044]所述塑料排水板、軟式透水管、地下出流層處于吹填淤泥的堿性環(huán)境中，含煤雨水中的重金屬得以進一步清除；
[0045]所述透水路面層1、改性濾料層3和吹填淤泥7均具有去除重金屬的作用。
[0046]本實施例中的改性濾料采用在石英砂表面增加一層鐵氧化物的涂層來形成改性濾料，這個改性濾料對砷的去除率十分高，既降低砷的濃度，也充當結構層，起到雙重利用的效果。
[0047]通過調節(jié)Eco Stone之間填料粒徑的大小,將含煤雨水中大于0.075mm的固體顆粒阻擋于Eco-stone層表面，這些固體顆粒中絕大部分為煤炭顆粒，它們將被清掃收集進而重新利用；而小于0.075mm的則隨雨水繼續(xù)往下滲。
[0048]對塑料排水板、軟式透水管進行二次利用，在打設塑料排水板的同時也打設軟式透水管，軟式透水管和塑料排水板均可作為豎向排水通道。軟式透水管口徑較大，排水效果較好，但其造價比塑料排水板高，間隔鋪設這兩種材料，讓其在前期為軟土地基排水固結服務，后期為雨水下滲后順利排放服務。
[0049]利用吹填淤泥的堿性環(huán)境去除部分金屬離子。吹填淤泥具有較高的堿性，鎘、鉻等金屬離子在堿性條件下要生成沉淀，因此含煤雨水在下滲過程中可以利用淤泥的堿性環(huán)境
進一步排除重金屬離子。
[0050]拋石圍堰9具有透水性，可提高排水效率。拋石圍堰9是在原泥面10上形成一個具有坡度的堤壩，該堤壩能承受的設計高水位11在設計低水位12之上。
[0051]利用潮差提高處理后的雨水排放速度，利用砂層把海水與煤堆場8地下水連通，形成一個連通器。落潮時，利用潮差形成的落差使軟管、排水板里的水快速排入海里，提高了排水效率。
[0052]實現(xiàn)分層吹填技術的多重利用。采用吹填砂層不僅增加了地基排水固結的速度，同時作為雨水出流層排水。
[0053]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管通過參照本實用新型的優(yōu)選實施例已經對本實用新型進行了描述，但本領域的普通技術人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍。
【權利要求】
1.基于LID理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)，其特征在于:從上到下依次設置有四個透水層:透水路面層、煤粉截留層、改性濾料層和地下出流層； 所述透水路面層為鋪設于煤堆場地表的路面結構，用于地表雨水徑流的下滲，并初步截留含煤雨水中的大顆粒固體和去除部分微量重金屬； 所述煤粉截留層設置于自然下滲層下，用于進一步去除含煤雨水中的固體顆粒； 所述改性濾料層設置于煤粉截留層下，用于過濾去除含煤雨水中的微量重金屬元素； 所述經過過濾后的含煤雨水通過前期用于排水固結地基處理的全透性豎向排水體繼續(xù)下滲，并在吹填淤泥的堿性環(huán)境中進一步排除重金屬，進而流入到地下出流層； 所述地下出流層將凈化后的煤雨水排流入附近海域。
2.根據權利要求1所述的基于LID理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述全透性豎向排水體已在前期地基處理過程中設置于吹填淤泥中，用于排水固結。
3.根據權利要求1所述的基于LID理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述透水路面層將含煤雨水中的大顆粒固體阻擋于表面，堆場表面初期雨水能初步排除部分重金屬，并順利透過透水路面層進入煤粉截留層。
4.根據權利要求1所述的基于LID理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述煤粉截留層為級配填料層，可以進一步去除含煤雨水中的固體顆粒。
5.根據權利要求1所述的基于LID理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述改性濾料層由改性濾料構成，用于去除含煤雨水中的重金屬。
6.根據權利要求1所述的基于LID理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述改性濾料層下還設置有砂墊層；所述砂墊層已在前期地基處理過程中設置于吹填淤泥頂部，用于排水固結。
7.根據權利要求1所述的基于LID理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述全透性豎向排水體從砂墊層中向下延伸設置。
8.根據權利要求1所述的基于LID理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述地下出流層為設置在吹填淤泥中的吹填砂層；所述吹填砂層在吹填過程中設置，所述吹填砂層的最終高程在設計低水位之上。
9.根據權利要求1所述的基于LID理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述全透性豎向排水體穿過地下出流層，在水頭差作用下向地下出流層排放內部的雨水。
10.根據權利要求1所述的基于LID理念的吹填港區(qū)煤堆場雨水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述地下出流層將凈化后的煤雨水排流入附近海域。
【文檔編號】E03F1/00GK203613628SQ201320832560
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權日:2013年12月17日
【發(fā)明者】李怡, 段玉靜, 楊楠, 陳波, 戴黔梅, 吳林鍵, 秦宇, 孫雨涵, 周曉朋, 舒丹 申請人:李怡