本發(fā)明涉及雨水處理，特別是一種城市初期雨水深度凈化方法。

背景技術(shù)：

水資源短缺是當(dāng)前我國許多城市發(fā)展中面臨的突出問題，目前，我國600多座城市中有400多座城市缺水，其中100多座城市嚴(yán)重缺水，并且城市對生產(chǎn)和生活污水的不合理排放導(dǎo)致部分水體被污染，使城市水資源更加短缺，嚴(yán)重影響社會、經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展；為緩解城市水資源短缺問題，需要開源與節(jié)流結(jié)合，盡可能多開發(fā)可利用的水資源。

現(xiàn)代城市建設(shè)中，合理利用雨水資源，不僅可以削減洪峰流量、延遲雨洪匯流時間，減少城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險，還可有效解決城市水資源短缺問題；但在降雨初期，雨水溶解了空氣中的大量酸性氣體、汽車尾氣、工廠廢氣等污染性氣體，降落地面后，又由于沖刷屋面、瀝青混凝土道路等，使得初期雨水中含有大量的污染物質(zhì)，且污染程度較高，若經(jīng)不凈化直接排入河道，將對地表水體造成嚴(yán)重污染。

目前，城市初期雨水凈化，大多只是把初期降雨通過排水管道收集到儲存箱內(nèi)，而沒有進(jìn)行懸浮物、水溶性有機物及重金屬等污染物的去除，影響了雨水資源化利用；因此，開發(fā)深度處理初期降雨的新方法迫在眉睫。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的是提供一種城市初期雨水深度凈化方法，可有效解決城市初期雨水的凈化，實現(xiàn)雨水的利用問題。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，包括以下步驟：

（1）、雨水收集：

將天上降水收集進(jìn)入集水井，所述的集水井為圓形的桶體，桶體上有進(jìn)水口管和出水口管，桶體上裝有自動閉合裝置，所述的自動閉合裝置是由裝在進(jìn)水口管上的電磁閥及裝在桶體上的控制器和水位傳感器，控制器與電磁閥、水位傳感器相連，水位傳感器裝在桶體的上口下壁內(nèi)面上；當(dāng)降雨量達(dá)到4.5mm時，雨水內(nèi)污染物濃度最低，水位傳感器將水位最高位置數(shù)據(jù)傳至控制器，控制器根據(jù)傳感器的信息關(guān)閉電磁閥，無需再向井內(nèi)收集雨水；

2、雨水過濾：

將集水井經(jīng)格柵池與生態(tài)過濾池連通，集水井內(nèi)的水經(jīng)出水口管進(jìn)入格柵池濾去雨水中不易沉淀的懸浮物，然后進(jìn)入生態(tài)過濾池，過濾，所述生態(tài)過濾池包括池體和池體內(nèi)的自上而下依次填充的礫石層、沸石層、陶質(zhì)層、隔離濾網(wǎng)層和承托層，礫石層上面在池體口部內(nèi)橫向裝有布水器，布水器同生態(tài)過濾池進(jìn)水口管相連通，生態(tài)過濾池進(jìn)水口管與格柵池出水口管相連通，格柵池進(jìn)水口管與集水井的出水口管相連通，礫石層、沸石層上面種有水生植物，由格柵池進(jìn)來的雨水經(jīng)生態(tài)過濾池過濾后由置于池體底部的出水口管經(jīng)蓄水池的進(jìn)水口管進(jìn)入蓄水池內(nèi)；礫石、沸石、陶質(zhì)層的體積比為3:4:5，有效除去雨水中的各種重金屬，最大限度的對城市初期雨水進(jìn)行凈化；

（3）、蓄水處理：

進(jìn)入蓄水池內(nèi)的水進(jìn)行生態(tài)曝氣處理，除去氮磷以及鉻、銅、鋅、鉛和鎘，由蓄水池的排水口管排出，用于道路灑水、綠化灌溉、車輛清洗，實現(xiàn)雨水利用，節(jié)約水資源；所述的蓄水池包括池體以及池體內(nèi)裝的生態(tài)浮床和生態(tài)浮床上種的浮床植物，池體的底部裝有鵝卵石，鵝卵石的上面池體內(nèi)在水中裝有曝氣機，池體岸邊上種有岸邊植物；

所述的水生植物、浮床植物、岸邊植物為菹草、香蒲蘆葦、花葉蘆竹和香菇草的一種或其組合，適應(yīng)環(huán)境能力強，對氮磷以及鉻、銅、鋅、鉛和鎘有強的吸附能力，能夠有效的凈化城市初期含污染物的雨水。

本發(fā)明方法簡單，成本低，占空間面積小，可有效去除、降解雨水中的污染物，節(jié)約寶貴的水資源，經(jīng)濟和社會效益顯著。

附圖說明

圖1為本發(fā)明生態(tài)過濾池剖視圖；

圖2為本發(fā)明蓄水池剖面圖。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的具體實施方式做詳細(xì)說明：

一種城市初期雨水深度凈化方法，包括以下步驟：

（1）、雨水收集：

將天上降水收集進(jìn)入集水井，所述的集水井為圓形的桶體，桶體上有進(jìn)水口管和出水口管，桶體上裝有自動閉合裝置，所述的自動閉合裝置是由裝在進(jìn)水口管上的電磁閥及裝在桶體上的控制器和水位傳感器，控制器與電磁閥、水位傳感器相連，水位傳感器裝在桶體的上口下壁內(nèi)面上；當(dāng)降雨量達(dá)到4.5mm時，雨水內(nèi)污染物濃度最低，水位傳感器將水位最高位置數(shù)據(jù)傳至控制器，控制器根據(jù)傳感器的信息關(guān)閉電磁閥，無需再向井內(nèi)收集雨水；

2、雨水過濾：

將集水井經(jīng)格柵池與生態(tài)過濾池1連通，集水井內(nèi)的水經(jīng)出水口管進(jìn)入格柵池濾去雨水中不易沉淀的懸浮物，然后進(jìn)入生態(tài)過濾池1，過濾，所述生態(tài)過濾池1包括池體和池體內(nèi)的自上而下依次填充的礫石層5、沸石層6、陶質(zhì)層7、隔離濾網(wǎng)層4和承托層8，礫石層5上面在池體口部內(nèi)橫向裝有布水器2，布水器2同生態(tài)過濾池1進(jìn)水口管相連通，生態(tài)過濾池1進(jìn)水口管與格柵池出水口管相連通，格柵池進(jìn)水口管與集水井的出水口管相連通，礫石層5、沸石層6上面種有水生植物3，由格柵池進(jìn)來的雨水經(jīng)生態(tài)過濾池1過濾后由置于池體底部的出水口管9經(jīng)蓄水池11的進(jìn)水口管10進(jìn)入蓄水池11內(nèi)；礫石、沸石、陶質(zhì)層的體積比為3:4:5，有效除去雨水中的各種重金屬，最大限度的對城市初期雨水進(jìn)行凈化；

（3）、蓄水處理：

進(jìn)入蓄水池11內(nèi)的水進(jìn)行生態(tài)曝氣處理，除去氮磷以及鉻、銅、鋅、鉛和鎘，由蓄水池11的排水口管排出，用于道路灑水、綠化灌溉、車輛清洗，實現(xiàn)雨水利用，節(jié)約水資源；所述的蓄水池11包括池體以及池體內(nèi)裝的生態(tài)浮床15和生態(tài)浮床15上種的浮床植物16，池體的底部裝有鵝卵石12，鵝卵石12的上面池體內(nèi)在水中裝有曝氣機13，池體岸邊上種有岸邊植物14；

所述的水生植物3、浮床植物16、岸邊植物14為菹草、香蒲蘆葦、花葉蘆竹和香菇草的一種或其組合，適應(yīng)環(huán)境能力強，對氮磷以及鉻、銅、鋅、鉛和鎘有強的吸附能力，能夠有效的凈化城市初期含污染物的雨水。

所述控制器為程序控制器或單片機8051。

所述礫石層5為直徑為15-20mm的粗礫石層，厚度為30cm，占生態(tài)過濾池1體積的15%。

所述沸石層6的厚度為40cm，占生態(tài)過濾池1體積的20%，其沸石的粒徑為3-5mm。

所述陶質(zhì)層7直徑為10-15mm，厚度為50cm，占生態(tài)過濾池1體積的25%。

所述承托層8為鵝卵石層，鵝卵石的粒徑為5-8cm，厚度為80cm，占生態(tài)過濾池1體積的40%。

所述曝氣機12為潛水噴流式曝氣機。

所述生態(tài)過濾池1處理雨水cod的濃度范圍為100mg/l~500mg/l；所述生態(tài)過濾池1處理氨氮的濃度范圍是0.05mg/l~4.35mg/l。

所述生態(tài)過濾池1處理重金屬的濃度范圍是：鉻：0.3ug/l~3.21ug/l，銅：0.5ug/l~7.6ug/l，鋅：0.2ug/l~5.3ug/l，鎘：0.025ug/l~1.1ug/l，鉛：0.1ug/l~1.2ug/l。

經(jīng)過生態(tài)過濾池1處理后的雨水，水質(zhì)達(dá)到地表水水質(zhì)ii類標(biāo)準(zhǔn)。

所述集水井為圓柱體，半徑0.5m，高1.5m，壁厚30cm。

所述生態(tài)過濾池1為底部內(nèi)面呈進(jìn)水口端高、出水口端低的傾斜狀的長方體，外壁高2m，長90cm，寬70cm。

所述蓄水池11為橢圓形，池深1.5m。

本發(fā)明使用時，當(dāng)城市發(fā)生降雨時，雨水匯集在道路地面，一部分雨水通過透水層，經(jīng)過結(jié)合層進(jìn)入貫穿在鋼筋混凝土層中滲水管道，在滲水集流管道的作用下將雨水匯入隱式地下水道，降雨過于強烈時無法及時下滲的雨水通過隱式地下水道外邊過濾網(wǎng)進(jìn)入隱式地下水道，雨水透過隱式地下水道傳輸管口，經(jīng)過雨水傳輸管道進(jìn)入盤式管道，盤式管道中的雨水最終流向生物滯留池，經(jīng)過覆蓋物層、土壤層、粗砂層、礫石層和網(wǎng)格沸石層多層過濾體系下滲經(jīng)集水井的進(jìn)水口進(jìn)入集水井，經(jīng)過集水井的預(yù)沉淀處理，去除部分懸浮顆粒物。初步沉淀后的雨水隨后進(jìn)入生態(tài)過濾池，集水井與生態(tài)過濾池的連通管路上設(shè)置有用于去除雨水中不易沉淀的懸浮物質(zhì)的格柵。生態(tài)過濾池自上而下有礫石層、沸石層、陶質(zhì)層、承托層。水生植物種植于生態(tài)浮床之上。生態(tài)過濾池底部設(shè)有排水管。經(jīng)過生態(tài)過濾池處理的水最后到達(dá)微型蓄水池，蓄水池外形可根據(jù)實際情況而定，為橢圓形或長方形，內(nèi)置曝氣裝置為潛水噴流式曝氣機，具體功率可根據(jù)池深而定。因在集水井上設(shè)置雨水感應(yīng)裝置和自動閉合裝置，當(dāng)外界降雨量達(dá)到4.5mm時，集水井會自動關(guān)閉。采用礫石、沸石以及陶質(zhì)填料，這幾種填料經(jīng)過試驗，可以有效的吸附初期雨水中的各種重金屬，確定搭配比例為3:4:5，能夠最大限度的對城市初期雨水進(jìn)行凈化。選擇菹草、香蒲和蘆葦?shù)慕M合，這個組合適應(yīng)環(huán)境能力強，對氮磷以及各種重金屬都有較強的吸附能力，在污染物的降解中起到重要作用，能夠有效的凈化城市初期含污染物的雨水。

本發(fā)明經(jīng)試驗和實地應(yīng)用，效果非常好，有關(guān)試驗資料如下：

1、本發(fā)明在河南省鄭州市進(jìn)行試驗，得出以下數(shù)據(jù)，如表1：

表1:

2、

3、在河南省開封市進(jìn)行試驗，得出以下數(shù)據(jù)，如表2：

表2：

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益技術(shù)效果：

1、生態(tài)過濾池中種植的水生植物可直接吸收尾水中的氮磷等物質(zhì)，并且

植物發(fā)達(dá)的根系可為微生物的生長提供便利的條件，構(gòu)建了眾多微環(huán)境，利于污染物的降解，植物的根系可深入沸石層，甚至可以進(jìn)入到輕質(zhì)陶粒層；同時，濾池中不同粒徑的礫石、沸石和輕質(zhì)陶粒填料對污染物質(zhì)具有吸附和截污作用，并且不同填料的粗糙表面也利于微生物的附著，在污染物的降解中起到重要作用。

2、本發(fā)明采用礫石、沸石以及陶質(zhì)填料，這幾種填料經(jīng)過試驗，可以有

效的吸附初期雨水中的各種重金屬，確定搭配比例為3:4:5，能夠最大限度的對城市初期雨水進(jìn)行凈化。

3、吸附重金屬的植物為菹草、香蒲和蘆葦?shù)慕M合，這三種植物適應(yīng)環(huán)境能力強，這個組合適應(yīng)環(huán)境能力更強，可直接吸收尾水中的氮磷以及各種重金屬等物質(zhì)，并且植物發(fā)達(dá)的根系可為微生物的生長提供便利的條件，構(gòu)建了眾多微環(huán)境，利于污染物的降解，植物的根系可深入沸石層，甚至可進(jìn)入輕質(zhì)陶粒層；同時，濾池中不同粒徑的礫石、沸石和輕質(zhì)陶粒填料對污染物質(zhì)具有吸附和截污作用，并且不同填料的粗糙表面也利于微生物的附著，在污染物的降解中起到重要作用，能夠有效的凈化城市初期含污染物的雨水。

4、采用本專利提供的一種城市初期雨水凈化的新方法構(gòu)成的處理系統(tǒng)建筑成本低，占空間面積小，可以有效去除、降解雨水中的污染物，并且經(jīng)過處理后的雨水可用于道路灑水、綠化灌溉、車輛清洗、沖廁等用途，節(jié)約了寶貴的水資源，經(jīng)濟和社會效益顯著。