一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法，屬于低影響開發(fā)雨水治理及控制技術(shù)領(lǐng)域，其根據(jù)雨水的地表徑流中含污染物量的濃度及顆粒物大小從雨水水質(zhì)處理方法及裝置選擇一種或者多種水質(zhì)處理方法及裝置對雨水進(jìn)行水質(zhì)處理；根據(jù)雨水處理的目標(biāo)從雨水水量控制方法中選擇一種雨水水量控制方法。本發(fā)明的設(shè)計方法是能夠根據(jù)項目雨水治理目標(biāo)的不同和具體雨水水質(zhì)水量的差異合理的設(shè)計低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)，其不但充分考慮了系統(tǒng)中各個節(jié)點設(shè)施的作用、效率、和特性，同時也可以對整體工藝流程進(jìn)行系統(tǒng)效率核算，在保證水質(zhì)的凈化質(zhì)量的前提下，有效地提高了系統(tǒng)的完善性和高效性。
【專利說明】
一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種雨水綜合利用系統(tǒng)的設(shè)計方法，屬于低影響開發(fā)雨水治理及控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]利用低影響開發(fā)的技術(shù)來進(jìn)行雨水治理是海綿城市建設(shè)的一個重要理念。住房城鄉(xiāng)建設(shè)部2014年10月頒布的《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南-低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》試行文件對低影響開發(fā)技術(shù)用“滲、滯、蓄、凈、用、排”六個字做了準(zhǔn)確精簡的總括。這六個字描述的每種技術(shù)都包括了現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域中的多種具體手段。根據(jù)項目雨水治理目標(biāo)(地表徑流控制率)的不同和具體雨水水質(zhì)水量的差異，項目實際采用的技術(shù)手段和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)各有不同。同時，項目水質(zhì)水量跟項目地點和地表功能性質(zhì)有直接聯(lián)系。比如，在同樣降雨量條件下，高速公路上的雨水地表徑流水質(zhì)一般會比公園綠地上的地表徑流水質(zhì)差；而且，高速公路上的雨水地表徑流水量也會比公園綠地的地表徑流水量大。
[0003]低影響開發(fā)技術(shù)系統(tǒng)，根據(jù)常見雨水處理的目標(biāo)要求，結(jié)合常見雨水水質(zhì)水量情況，從雨水徑流的源頭，到傳輸過程，直至雨水排放或回用終端，對雨水治理控制設(shè)計專門的系統(tǒng)流程。系統(tǒng)流程的建立過程，不但充分考慮了系統(tǒng)中各個節(jié)點設(shè)施的作用、效率、和特性，同時對整體工藝流程進(jìn)行系統(tǒng)效率核算，以保證系統(tǒng)的完善和高效性。雨水低影響開發(fā)建設(shè)的理念在國內(nèi)剛剛興起，設(shè)計基于對雨水治理和控制從源頭到末端的技術(shù)系統(tǒng)目前在國內(nèi)還是空白的。
[0004]在中國發(fā)明專利說明書CN104674933A中公開了一種雨水綜合利用系統(tǒng)，該發(fā)明涉及市政工程技術(shù)領(lǐng)域，市政工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雨水綜合利用系統(tǒng)，具體的是一種將雨水流經(jīng)收、蓄、滲、排為一體化處理的綜合利用系統(tǒng)。該雨水綜合利用系統(tǒng)將硅砂濾水溝、沉砂分配水池、凈化調(diào)蓄池及滲透井通過管路依次連通，滲透井通過管路連通到排放水體，具有雨水收集過濾、凈化儲存、供氧保質(zhì)、入滲回補、溢流排放、調(diào)儲回用綜合功能，能保護(hù)土地資源，削減洪峰流量，延緩洪峰出現(xiàn)的時間，深度過濾凈化雨水，用于城市綠化、道路沖洗、補充地下水，提高土壤的含水率和空氣濕度，維持自然水文循環(huán)，修復(fù)生態(tài)環(huán)境。該發(fā)明首先主要僅能用于市政工程技術(shù)領(lǐng)域，因而通用性不強，無法根據(jù)雨水水質(zhì)水量情況具體設(shè)計相應(yīng)的低影響開發(fā)雨水處理系統(tǒng);其次，該發(fā)明無法根據(jù)實際的環(huán)境因素來因地適宜的設(shè)計低影響開發(fā)雨水系統(tǒng);最后，該發(fā)明并沒有公開一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法，其不僅能夠雨水治理目標(biāo)的不同和具體雨水水質(zhì)水量的差異因地制宜的設(shè)計一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)，同時還能結(jié)合常見雨水水質(zhì)水量情況，從雨水徑流的源頭，到傳輸過程，直至雨水排放或回用終端，對雨水治理控制設(shè)計專門的系統(tǒng)流程。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了這樣一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法，其包括雨水水質(zhì)處理方法及裝置的確定和雨水水量控制方法及裝置的確定;所述雨水水質(zhì)處理方法包括用于過濾雨水中的超大顆粒物的物理初步分離法，用于過濾雨水中的大顆粒物和中細(xì)顆粒物的自然沉降法和水力分離法，用于過濾雨水中的微細(xì)顆粒物的微顆粒物理過濾法;所述雨水水量控制方法包括儲存回用法，就地下滲法和調(diào)蓄控流外排法;根據(jù)雨水的地表徑流中含污染物量的濃度及懸浮顆粒物大小從所述雨水水質(zhì)處理方法及裝置中選擇一種或者多種水質(zhì)處理方法及裝置對雨水進(jìn)行水質(zhì)處理;地表徑流中所含污染物濃度的參考標(biāo)準(zhǔn)如下:當(dāng)?shù)乇韽搅鱐SS>500mg/l時，地表徑流中含污染物濃度大；當(dāng)?shù)乇韽搅鱐SS>200mg/l且TSS〈500mg/l時，地表徑流中含污染物濃度適中；當(dāng)?shù)乇韽搅鱐SS〈200mg/l時，地表徑流中含污染物濃度小;地表徑流中所含懸浮顆粒物尺寸參考標(biāo)準(zhǔn)如下:當(dāng)所述地表徑流中的懸浮顆粒物的粒徑大于5000微米時為超大顆粒物；當(dāng)所述地表徑流中的懸浮顆粒物的粒徑小于5000微米同時大于100微米時為大顆粒物；當(dāng)所述地表徑流中懸浮顆粒物的粒徑小于100微米同時大于25微米時為中細(xì)顆粒物；當(dāng)所述地表徑流中的懸浮顆粒物的粒徑小于25微米同時大于I微米時為微細(xì)顆粒物；當(dāng)所述地表徑流中的懸浮顆粒物的粒徑小于I微米時為膠體物質(zhì);根據(jù)雨水的地表徑流控制率從所述雨水水量控制方法中選擇一種或者多種雨水水量控制方法。
[0007]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方案中，所述物理初步分離法是根據(jù)雨水中的超大顆粒物的物理性質(zhì)利用物理作用分離雨水中的超大顆粒物;所述超大顆粒物包括漂浮物或者懸浮物或者可沉降物。
[0008]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方案中，所述物理初步分離法采用的污染物分離裝置包括設(shè)置在雨水系統(tǒng)雨水口的濾水桶或者濾水布袋或者濾網(wǎng)或者浮渣擋墻。
[0009]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方案中，所述自然沉降法是使雨水中的大顆粒物在重力作用下從雨水中沉淀分離。
[0010]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方案中，所述自然沉降法是使得水中較大懸浮顆?；蚩沙两殿w粒污染物在重力作用下從雨水中沉淀分離。
[0011]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方案中，所述自然沉降法采用的污染物分離裝置包括設(shè)置雨水系統(tǒng)內(nèi)部的泥沙沉淀區(qū)。
[0012]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方案中，所述水力分離法是通過不同的水力條件使得雨水中的中細(xì)顆粒物在不同的運動速率和沉淀速率下實現(xiàn)分離。
[0013]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方案中，所述水力分離法采用的污染物分離裝置包括雨水處理池;所述雨水處理池內(nèi)設(shè)置有一種或者多種水力分離設(shè)置;所述水力分離設(shè)置包括水力顆粒分離濾網(wǎng)或者水力顆粒分離旋流隔板或者水力顆粒分離擋板或者水力旋流器。
[0014]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方案中，所述微顆粒物理過濾法是利用圓筒過濾器或者加強型雨水花園或者就地滲透設(shè)施的礫石過濾層截流雨水中的微細(xì)顆粒物從而使其從雨水中分離。
[0015]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方案中，所述雨水水量控制裝置包括蓄水池或雨水滯留池模塊。
[0016]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方案中，所述雨水滯留池模塊包括滲透式雨水滯留池模塊和非滲透式雨水滯留池模塊。
[0017]在用本發(fā)明的低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法，可以根據(jù)不同環(huán)境下的雨水水質(zhì)水量差異從四種雨水水質(zhì)處理方法中任選一種方法或者多種方法的組合組成具體的水質(zhì)處理系統(tǒng);可以根據(jù)項目雨水治理目標(biāo)的不同及具體環(huán)境在三種雨水水量控制方法中任選一種方法或者多種方法的組合組成具體的水量控制系統(tǒng);而針對不同城市不同環(huán)境的具體情況，可以從四種雨水水質(zhì)處理方法和/或三種雨水水量控制方法任意隨機(jī)組合，然后根據(jù)相應(yīng)的方法在所對應(yīng)的設(shè)備中選取合適的具體雨水處理和控制設(shè)備從而組成低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的設(shè)計方法是能夠根據(jù)項目雨水治理目標(biāo)的不同和具體雨水水質(zhì)水量的差異合理的設(shè)計低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)，其不但充分考慮了系統(tǒng)中各個節(jié)點設(shè)施的作用、效率、和特性，同時也可以對整體工藝流程進(jìn)行系統(tǒng)效率核算，在保證水質(zhì)的凈化質(zhì)量的前提下，有效地提高了系統(tǒng)的完善性和高效性。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法的雨水中常見的污染物的顆粒物尺寸的示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法的采用漂浮物物理初步分離法時濾水桶的位置示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法的采用漂浮物物理初步分離法時濾水布袋的位置示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法的采用漂浮物物理初步分離法時濾網(wǎng)的位置示意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法的采用漂浮物物理初步分離法時濾網(wǎng)和浮渣擋墻的位置示意圖；
[0024]圖6是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法的采用自然沉降法時的泥沙沉淀區(qū)位置示意圖；
[0025]圖7是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法的水力分離法采用的濾網(wǎng)水力顆粒分離器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖8是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法的水力分離法采用的旋流隔板水力顆粒分離器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖9是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法的水力分離法采用的擋板式水力顆粒分離器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖10是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法的水力分離法采用的水力旋流分離器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖11是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法的中微顆粒物理過濾法采用的多級雨水處理池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖12是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法的中微顆粒物理過濾法采用的加強型雨水花園結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖13是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法的雨水水量控制裝置的蓄水池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖14是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法的雨水水量控制裝置的雨水滯留池模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖15是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法中針對雨水收集系統(tǒng)的源頭進(jìn)行雨水水質(zhì)處理流程圖；
[0034]圖16是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法中以雨水資源化利用為目的的雨水處理回用流程圖；
[0035]圖17是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法中以雨水水量控制和回補地下水資源為目的的雨水滯留和就地下滲流程圖；
[0036]圖18是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法中以雨水水量控制防汛為目的的雨水滯留和滯留控流外排流程圖；
[0037]圖19是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法中針對無法進(jìn)行管線整體改造的情況的末端處理流程圖；
[0038]圖20是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法中針對雨水水質(zhì)較差，含泥沙量較大的地表徑流采取的雨水凈化工藝流程圖；
[0039]圖21是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法中針對雨水水質(zhì)一般，含泥沙量適中的地表徑流采取的雨水凈化工藝流程圖；
[0040]圖22是本發(fā)明一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法中針對雨水水質(zhì)較好，含泥沙量少的地表徑流采取的雨水凈化工藝流程圖；
[0041 ]圖中:1-濾水桶;2-濾水布袋;3-濾網(wǎng)；4-浮渣擋墻;5-泥沙沉淀區(qū)；Ia-進(jìn)水管;2a-出水管；3a_井體;4a_井蓋;5a_擋墻;6a_擋板;7a_濾網(wǎng)框架;8a_介質(zhì)框;9a_水力顆粒分離濾網(wǎng)；Ib-進(jìn)水管；2b-出水管；3b-井體;4b-井蓋;5b-擋墻;6b-小流量出口 ； 7b-大流量溢流口 ；8b_水力顆粒分尚旋流隔板；Ic-進(jìn)水管；2c_出水管；3c_井體;4c_井蓋;5c_擋墻;6c_浮渣擋墻;7c-水力顆粒分離擋板;8c-支架;9c-透水板；Id-進(jìn)水管；2d-出水管；3d-井體;4d-井蓋;5d_水力旋流器;6d_濾網(wǎng)；Ie-進(jìn)水管;2e_出水管;3e_處理池;4e_檢修入口 ；5e_固定擋墻;6e_溢流擋墻；7e_圓筒過濾器;8e_排水管；If-進(jìn)水管；2f-出水管；3f-處理池;4f-蓋板;5f-礫石;6f-生物介質(zhì)；7f-溢流管;Sf-收集管;9f-濾網(wǎng)；1f-樹木；I If-防沖亂石；IX-進(jìn)水管;2X-潛水栗;3X-雨水回用設(shè)備;A-預(yù)沉淀區(qū);B-過濾區(qū)；C-排水區(qū)。
【具體實施方式】
[0042]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0043]本發(fā)明可以根據(jù)處理目標(biāo)的不同可以分為水質(zhì)處理和水量控制。水質(zhì)處理的技術(shù)手段包括源頭物理分離，篩分，自然沉降，水力顆粒分離，物理過濾，化學(xué)吸附，物理吸附，和生物處理;水量控制技術(shù)手段包括儲存回用，就地下滲，滯留控流外排等。本發(fā)明的發(fā)明點就在于根據(jù)不同的雨水水質(zhì)選擇雨水水質(zhì)處理方法及裝置;根據(jù)地下水位和地表雨水接水體選擇雨水水量控制裝置。
[0044]其中水質(zhì)處理是控制徑流污染的必由之路。雨水中常見的污染物包括懸浮物
(SS)、化學(xué)需氧量(C0D)、總氮(TN)、總磷(TP)、和油污等。根據(jù)污染物的特點和處理目標(biāo)，所采取的水質(zhì)處理工藝手段各異。以顆粒物為例，其大小形狀的不同對水質(zhì)處理技術(shù)的選擇會產(chǎn)生很大的影響。由圖1可知，所述雨水水質(zhì)處理方法包括雨水水質(zhì)處理方法及裝置的確定和雨水水量控制方法及裝置的確定;所述雨水水質(zhì)處理方法包括用于過濾雨水中的超大顆粒物的物理初步分離法，用于過濾雨水中的大顆粒物和中細(xì)顆粒物的自然沉降法和水力分離法，用于過濾雨水中的微細(xì)顆粒物的微顆粒物理過濾法。根據(jù)雨水的地表徑流中含污染物量的濃度及懸浮顆粒物大小從所述雨水水質(zhì)處理方法及裝置中選擇一種或者多種水質(zhì)處理方法及裝置對雨水進(jìn)行水質(zhì)處理。地表徑流中所含懸浮顆粒物尺寸參考標(biāo)準(zhǔn)如下:當(dāng)所述地表徑流中的懸浮顆粒物的粒徑大于5000微米時為超大顆粒物；當(dāng)所述地表徑流中的懸浮顆粒物的粒徑小于5000微米同時大于100微米時為大顆粒物；當(dāng)所述地表徑流中懸浮顆粒物的粒徑小于100微米同時大于25微米時為中細(xì)顆粒物；當(dāng)所述地表徑流中的懸浮顆粒物的粒徑小于25微米同時大于I微米時為微細(xì)顆粒物；當(dāng)所述地表徑流中的懸浮顆粒物的粒徑小于I微米時為膠體物質(zhì)。當(dāng)雨水中污染物顆粒物的粒徑大于5000微米時，采用物理初步分離法分離去除污染物；當(dāng)雨水中污染物顆粒物的粒徑小于5000微米時，大于100微米時，采用自然沉降法或/和水力分離法分離去除污染物；當(dāng)雨水中污染物顆粒物的粒徑小于100微米且大于10微米時，采用微顆粒物理過濾法分離去除污染物。
[0045]其中，物理初步分離法是根據(jù)水中的超大顆粒物的物理特性(比如大小、比重、密度、質(zhì)量，和重量等)利用物理作用(隔離、過濾、分離、沉降等)，分離雨水中的超大顆粒物，過程中不改變水和漂浮污染物的化學(xué)性質(zhì)，其中的超大顆粒物超大顆粒物包括漂浮物或者懸浮物或者可沉降物。
[0046]自然沉降法是水中的大顆粒物(如懸浮或者可沉降顆粒污染物)在重力作用下從水中沉淀分離出來的過程。
[0047]水力分離法的原理是根據(jù)雨水中的中細(xì)顆粒物不同的物理性質(zhì)(比如大小、比重、密度、質(zhì)量，和重量等)從而在不同水力條件下的會有不同的運動速率和沉淀速率。水力分離法是通過創(chuàng)造不同的水力條件(水力旋流或水力停留)，使中細(xì)顆粒物從雨水中分離出來的過程。
[0048]微顆粒物理過濾法是利用圓筒過濾器或者加強型雨水花園或者就地滲透設(shè)施的礫石過濾層截流雨水中的微細(xì)顆粒物從而使其從雨水中分離。
[0049]對于水中的超大顆粒物(如漂浮物或者懸浮物或者可沉淀的垃圾和碎片)，一般采用在源頭雨水口加布袋或金屬籃子的攔截裝置。
[0050]對于大顆粒物和中細(xì)顆粒物(包括懸浮的或可沉降的)，可以采取在設(shè)施中加沉淀區(qū)和/或水力顆粒分離器的方式。
[0051]對于的微細(xì)顆粒物，一般就用圓筒過濾器和生物過濾器。
[0052]由圖2至圖5可知，漂浮物物理初步分離法采用的污染物分離裝置包括設(shè)置在雨水系統(tǒng)雨水口的濾水桶I或者濾水布袋2或者濾網(wǎng)3或者浮渣擋墻4;良好的分離設(shè)施在設(shè)計降雨情況下，可以近乎100%的去除雨水中的漂浮物和大顆粒污染物。自然沉降法采用的污染物分離裝置包括設(shè)置雨水系統(tǒng)內(nèi)部的泥沙沉淀區(qū)5可以從圖6中得出；沉淀設(shè)施可以與其他設(shè)施相結(jié)合設(shè)計。設(shè)計良好的泥沙自然沉降技術(shù)工藝在設(shè)計降雨情況下，可以有效的去除較大顆粒物。而對于設(shè)計良好的水力分離器在設(shè)計降雨情況下，對大于100微米的顆粒物的去除率可以高達(dá)80%。如圖7至圖10所示的水力顆粒分離設(shè)施可知;水力分離法采用的污染物分離裝置為濾網(wǎng)水力顆粒分離器;濾網(wǎng)水力顆粒分離器包括帶有進(jìn)水管Ia和出水管2a的井體3a;井體3a上端設(shè)置有多個井蓋4a;井體3a內(nèi)部設(shè)置有多個擋墻5a;井體3a內(nèi)壁和擋墻5a上設(shè)置有傾斜的擋板6a;擋墻5a上固接有濾網(wǎng)框架7a和介質(zhì)框8a;濾網(wǎng)框架7a上設(shè)置有水力顆粒分離濾網(wǎng)9a;水力顆粒分離濾網(wǎng)9a的入口端與進(jìn)水管Ia連通;介質(zhì)框8a內(nèi)填充有介質(zhì)。水力分離法采用的污染物分離裝置為旋流隔板水力顆粒分離器;旋流隔板水力顆粒分離器包括帶有進(jìn)水管Ib和出水管2b的井體3b;井體3b上端設(shè)置有多個井蓋4b;井體3b內(nèi)部設(shè)置有多個擋墻5b;靠近出水管2b的擋墻5b上設(shè)置有小流量出口 6b和大流量溢流口 7b;所述進(jìn)水管Ib處設(shè)置有水力顆粒分離旋流隔板Sb。水力分離法采用的污染物分離裝置為擋板式水力顆粒分離器;擋板式水力顆粒分離器包括帶有進(jìn)水管Ic和出水管2c的井體3c;井體3c上端設(shè)置有多個井蓋4c;井體3c內(nèi)部靠近進(jìn)水管Ic的一端設(shè)置有擋墻5c;井體3c內(nèi)部靠近所述出水管2c的一端設(shè)置有浮渣擋墻6c和水力顆粒分離擋板7c(亦可稱為溢流墻)；水力顆粒分離擋板7c通過支架Sc固接于出水管2c所在的井體側(cè)壁上;支架Sc上連接有透水板9c。水力分離法采用的污染物分離裝置為水力旋流分離器;水力旋流分離器包括帶有進(jìn)水管Id和出水管2d的井體3d;井體3d上端設(shè)置有井蓋4d;井體3d內(nèi)設(shè)置有水力旋流器5d;水力旋流器5d的外筒體與進(jìn)水管Id連通;水力旋流器5d的內(nèi)筒體與出水管2d連通;水力旋流器5d的內(nèi)筒體頂端設(shè)置有可拆卸地濾網(wǎng)6d。而如圖11和12所示，雨水中小于100微米并大于10微米的中細(xì)和微細(xì)顆?？梢酝ㄟ^物理過濾的方法去除。物理過濾設(shè)施設(shè)計靈活，有圓筒過濾器，加強型雨水花園，還包括就地滲透設(shè)施的礫石過濾層。設(shè)計良好的過濾器在設(shè)計降雨情況下，對顆粒物的去除率可以高達(dá)90 %。同時過濾對雨水中所含的化學(xué)需氧量(COD)、總氮(TN)、總磷(TP)、和油污也有一定去除效率。物理過濾設(shè)施包括:多級雨水處理池和加強型雨水花園。多級雨水處理池包括進(jìn)水管Ie和出水管2e的處理池3e;處理池3e上端設(shè)置有檢修入口 4e ；處理池3e內(nèi)部設(shè)置有固定擋墻5e和溢流擋墻6e ；固定擋墻5e和溢流擋墻6e之間設(shè)置有多個圓筒過濾器7e;圓筒過濾器7e與處理池3e內(nèi)部的排水管Se連通。加強型雨水花園包括進(jìn)水管If和出水管2f的處理池3f;處理池3f上端設(shè)置有可拆卸的蓋板4f;蓋板4f上設(shè)置有可供樹木通過的通孔;處理池3f底端鋪有礫石5f;礫石5f上方填充有生物介質(zhì)6f;生物介質(zhì)6f內(nèi)部設(shè)置有垂直布置的溢流管7f和水平布置的收集管Sf;溢流管7f和收集管Sf連通;溢流管7f上端設(shè)置有濾網(wǎng)9f;生物介質(zhì)6f內(nèi)還種植有樹木1f;生物介質(zhì)6f的上端設(shè)置有防沖亂石I If。
[0053]除了上述水質(zhì)處理方法和設(shè)備外，雨水水質(zhì)處理還可以包括化學(xué)吸附法、物理吸附法和生物處理法?；瘜W(xué)吸附法是對雨水中的化學(xué)需氧量(COD)、總磷(TP)、和油污等污染物質(zhì)可以通過化學(xué)吸附的作用去除。通過工程培養(yǎng)，將化學(xué)物質(zhì)附著在工藝設(shè)施中的介質(zhì)上，雨水通過工藝設(shè)施時，污染物與介質(zhì)接觸，發(fā)生化學(xué)作用，水中污染物得以去除。化學(xué)吸附作用通常與其他雨水處理設(shè)施相結(jié)合。設(shè)計良好的化學(xué)吸附工藝在設(shè)計降雨情況下，可以取得50%-90%的污染物的去除率(依污染物不同而不同)。物理吸附法是雨水中的化學(xué)需氧量(COD)、總磷(TP)、和油污等污染物質(zhì)也可以通過物理吸附的作用去除。通過工程設(shè)計確定工藝設(shè)施中介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，在雨水通過工藝設(shè)施過程中，介質(zhì)對污染物產(chǎn)生物理吸附作用，以達(dá)到去除雨水中污染物的目的。物理吸附作用通常與其他雨水處理設(shè)施相結(jié)合。設(shè)計良好的物理吸附工藝在設(shè)計降雨情況下，可以取得50%-90%的污染物的去除率(依污染物不同而不同)。生物處理法是雨水通過加強型雨水花園時，雨水中的化學(xué)需氧量(COD)、總磷(TP)、和油污等污染物質(zhì)被植物根系吸收利用為其自身生長的營養(yǎng)物質(zhì)。同時生物介質(zhì)也為微生物提供了良好的成長環(huán)境。雨水通過介質(zhì)時，附著在介質(zhì)上的微生物也會利用污染物成長繁殖。設(shè)計良好的加強型雨水花園在設(shè)計降雨情況下，可以取得50%-90%的污染物的去除率(依污染物不同而不同)。
[0054]對于某些特殊情況，需要對將處理后的過濾水實施控制，雨水水量控制也是雨水治理的重要方面。水量控制是內(nèi)澇防治，年徑流總量控制率達(dá)標(biāo)，以及合理利用水資源的關(guān)鍵。水量控制的技術(shù)措施與項目地下水位和地表雨水接納水體有直接聯(lián)系，可以分為以下幾種:儲存回用，就地下滲，調(diào)蓄控流外排。儲存回用是降雨期間，將經(jīng)過水質(zhì)處理的雨水在存儲設(shè)施中暫時存儲。降雨過后，根據(jù)工藝設(shè)計和需要用水的情況從雨水存儲設(shè)施中取水回用，如圖13所示。就地下滲是當(dāng)?shù)叵滤粷M足設(shè)計要求時(通常地下水位距滲水面Im以上)可以使用滲透式雨水模塊。在降雨過程中，經(jīng)過水質(zhì)處理的雨水被收集到滲透式雨水模塊中。雨水在池中暫時滯留的同時，大部分雨水經(jīng)過滲透池底，下滲回補地下水資源，小部分雨水按設(shè)計流量排出系統(tǒng)。同時雨水模塊的下滲池底會為雨水提供進(jìn)一步的過濾處理，如圖14所示。而調(diào)蓄控流外排是當(dāng)?shù)叵滤贿^高，不需要回用水時，宜使用非滲透式的雨水模塊做雨水滯留控流外排。在降雨過程中，經(jīng)過水質(zhì)處理的雨水被收集到非滲透式雨水模塊中。雨水模塊出水管的外排水量被嚴(yán)格控制在地表水體的接納范圍。
[0055]本專利結(jié)合上述各個雨水處理工藝設(shè)施，通過嚴(yán)格設(shè)計計算和工程實踐，為不同性質(zhì)特點的雨水徑流設(shè)計了實用高效的工藝流程和系統(tǒng)措施:
[0056]1.源頭水質(zhì)處理:針對雨水收集系統(tǒng)的源頭對雨水水質(zhì)進(jìn)行處理。此流程只針對雨水水質(zhì)的提高，不涉及雨量控制。此流程適用于新建和改建雨水管線中雨水排放口之前的管線部分(如圖15所示)。
[0057]Α.在收集管線的源頭，采用各類浮渣攔截裝置，去除雨水中所含的漂浮物和大顆粒懸浮物。具體措施和效率見上述單項設(shè)施介紹。
[0058]B.之后雨水進(jìn)入各級水質(zhì)處理設(shè)施，包括泥沙預(yù)沉降區(qū)，加強型雨水花園，和/或圓筒過濾器。通過自然沉降、水力分離、物理過濾、化學(xué)吸附、物理吸附、和/或生物處理等水質(zhì)處理工藝處理后再排放入市政雨水管線。具體措施和效率見上述單項設(shè)施介紹。
[0059]2.雨水回用:以雨水資源化利用為目的，本系統(tǒng)為雨水徑流先提供水質(zhì)處理，之后再將處理后的雨水收集以備回用。此流程適用于干旱缺水，水資源成本高，或距離城市供水較遠(yuǎn)的地方(如圖16所示)。
[0060]Α.在收集管線的源頭，采用各類浮渣攔截裝置，去除雨水中所含的漂浮物和大顆粒懸浮物。具體措施和效率見上述單項設(shè)施介紹。
[0061]B.之后雨水進(jìn)入各級水質(zhì)處理設(shè)施，包括泥沙預(yù)沉降區(qū)，加強型雨水花園，和/或圓筒過濾器。通過自然沉降、水力分離、物理過濾、化學(xué)吸附、物理吸附、和/或生物處理等水質(zhì)處理工藝處理。具體措施和效率見上述單項設(shè)施介紹。
[0062]C.經(jīng)水質(zhì)處理后的雨水最后被送至雨水儲存設(shè)施暫時存儲(如蓄水池)，在需要用水的時候再由管道或水車將雨水送至回用地。
[0063]3.雨水滯留和就地下滲:以雨水水量控制和回補地下水資源為目的，本系統(tǒng)為雨水徑流先提供水質(zhì)處理，之后再將處理后的雨水送至可滲透滯留設(shè)施(如圖17所示)。
[0064]Α.在收集管線的源頭，采用各類浮渣攔截裝置，去除雨水中所含的漂浮物和大顆粒懸浮物。具體措施和效率見上述單項設(shè)施介紹。
[0065]B.之后雨水進(jìn)入各級水質(zhì)處理設(shè)施，包括泥沙預(yù)沉降區(qū)，加強型雨水花園，和/或圓筒過濾器。通過自然沉降、水力分離、物理過濾、化學(xué)吸附、物理吸附、和/或生物處理等水質(zhì)處理工藝處理。具體措施和效率見上述單項設(shè)施介紹。
[0066]C.經(jīng)水質(zhì)處理后的雨水最后被送至可滲透滯留設(shè)施。雨水在池中暫時滯留的同時，大部分雨水經(jīng)過滲透池底，下滲回補地下水資源，小部分雨水按設(shè)計流量由管線排出。同時雨水模塊的下滲池底為雨水水質(zhì)也提供了進(jìn)一步的過濾處理。
[0067]4.雨水滯留和滯留控流外排:以雨水水量控制防汛為目的，本系統(tǒng)為雨水徑流先提供水質(zhì)處理，之后再將處理后的雨水送至非滲透滯留設(shè)施滯留控流外排(如圖18所示)。
[0068]A.在收集管線的源頭，采用各類浮渣攔截裝置，去除雨水中所含的漂浮物和大顆粒懸浮物。具體措施和效率見上述單項設(shè)施介紹。
[0069]B.之后雨水進(jìn)入各級水質(zhì)處理設(shè)施，包括泥沙預(yù)沉降區(qū)，加強型雨水花園，和/或圓筒過濾器。通過自然沉降、水力分離、物理過濾、化學(xué)吸附、物理吸附、和/或生物處理等水質(zhì)處理工藝處理。具體措施和效率見上述單項設(shè)施介紹。
[0070]C.經(jīng)水質(zhì)處理后的雨水最后被送至非滲透滯留設(shè)施。雨水在池中暫時滯留的同時，按設(shè)計流量由管線排出設(shè)施。
[0071 ] 5.末端處理:本流程針對無法進(jìn)行管線整體改造的情況，在管線末端對收集的雨水徑流進(jìn)行水質(zhì)處理后再排放(如圖19所示)。
[0072]A.在收集管線的末端，采用各類浮渣攔截或水力顆粒分離裝置，去除雨水中所含的漂浮物和大顆粒懸浮物。具體措施和效率見上述單項設(shè)施介紹。
[0073]B.之后雨水進(jìn)入各級水質(zhì)處理設(shè)施，包括泥沙預(yù)沉降區(qū)，加強型雨水花園，和/或圓筒過濾器。通過自然沉降、水力顆粒分離、物理過濾、化學(xué)吸附、物理吸附、和/或生物處理等水質(zhì)處理工藝處理。具體措施和效率見上述單項設(shè)施介紹。
[0074]C.處理后的雨水徑流最終由管道排出雨水收集系統(tǒng)。
[0075]根據(jù)不同的水質(zhì)，本發(fā)明的具體雨水處理工藝可以劃分為下面三個部分:
[0076]雨水處理工藝(一):其流程圖如圖20所示，針對雨水水質(zhì)較差，含泥沙量較大的地表徑流(TSS>500mg/l)，可采取下述工藝流程。此工藝流程多用于繁忙道路、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)等。工藝流程中的各個單元設(shè)施工作原理及處理效率見上文。
[0077]雨水處理工藝(二):其流程圖如圖21所示，針對雨水水質(zhì)一般，含泥沙量適中的地表徑流(500mg/l>TSS>200mg/l)，可采取下述工藝流程。此工藝流程適用于生活小區(qū)、人行道等地。工藝流程中的各個單元設(shè)施工作原理及處理效率見上文。
[0078]雨水處理工藝(三):其流程圖如圖22所示針對雨水水質(zhì)較好，含泥沙量少的地表徑流(TSS〈200mg/l)，可采取下述工藝流程。此工藝流程適用于公園、綠地等。工藝流程中的各個單元設(shè)施工作原理及處理效率見上文。
[0079]應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法，包括雨水水質(zhì)處理方法及裝置的確定和雨水水量控制方法及裝置的確定;所述雨水水質(zhì)處理方法包括用于過濾雨水中的超大顆粒物的物理初步分離法，用于過濾雨水中的大顆粒物和中細(xì)顆粒物的自然沉降法和水力分離法，用于過濾雨水中的微細(xì)顆粒物的微顆粒物理過濾法;所述雨水水量控制方法包括儲存回用法，就地下滲法和調(diào)蓄控流外排法； 其特征在于: 根據(jù)雨水的地表徑流中含污染物量的濃度及懸浮顆粒物大小從所述雨水水質(zhì)處理方法及裝置中選擇一種或者多種水質(zhì)處理方法及裝置對雨水進(jìn)行水質(zhì)處理； 地表徑流中所含污染物濃度的參考標(biāo)準(zhǔn)如下:當(dāng)?shù)乇韽搅鱐SS>500mg/l時，地表徑流中含污染物濃度大；當(dāng)?shù)乇韽搅鱐SS>200mg/l且TSS〈500mg/l時，地表徑流中含污染物濃度適中；當(dāng)?shù)乇韽搅鱐SS〈200mg/l時，地表徑流中含污染物濃度小； 地表徑流中所含懸浮顆粒物尺寸參考標(biāo)準(zhǔn)如下:當(dāng)所述地表徑流中的懸浮顆粒物的粒徑大于5000微米時為超大顆粒物；當(dāng)所述地表徑流中的懸浮顆粒物的粒徑小于5000微米同時大于100微米時為大顆粒物；當(dāng)所述地表徑流中懸浮顆粒物的粒徑小于100微米同時大于25微米時為中細(xì)顆粒物；當(dāng)所述地表徑流中的懸浮顆粒物的粒徑小于25微米同時大于I微米時為微細(xì)顆粒物;當(dāng)所述地表徑流中的懸浮顆粒物的粒徑小于I微米時為膠體物質(zhì)； 根據(jù)雨水的地表徑流控制率從所述雨水水量控制方法中選擇一種或者多種雨水水量控制方法。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于:所述物理初步分離法是根據(jù)雨水中的超大顆粒物的物理性質(zhì)利用物理作用分離雨水中的超大顆粒物;所述超大顆粒物包括漂浮物或者懸浮物或者可沉降物。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于:所述物理初步分離法采用的污染物分離裝置包括設(shè)置在雨水系統(tǒng)雨水口的濾水桶(I)或者濾水布袋(2)或者濾網(wǎng)(3)或者浮渣擋墻。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于:所述自然沉降法是使雨水中的大顆粒物在重力作用下從雨水中沉淀分離。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于:所述自然沉降法采用的污染物分離裝置包括設(shè)置雨水系統(tǒng)內(nèi)部的泥沙沉淀區(qū)(5)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于:所述水力分離法是通過不同的水力條件使得雨水中的中細(xì)顆粒物在不同的運動速率和沉淀速率下實現(xiàn)分離。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于:所述水力分離法采用的污染物分離裝置包括雨水處理池;所述雨水處理池內(nèi)設(shè)置有一種或者多種水力分離設(shè)置;所述水力分離設(shè)置包括水力顆粒分離濾網(wǎng)(9a)或者水力顆粒分離旋流隔板(Sb)或者水力顆粒分離擋板(7c)或者水力旋流器(5d)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于:所述微顆粒物理過濾法是利用圓筒過濾器或者加強型雨水花園或者就地滲透設(shè)施的礫石過濾層截流雨水中的微細(xì)顆粒物從而使其從雨水中分離。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于:所述雨水水量控制裝置包括蓄水池或雨水滯留池模塊。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于:所述雨水滯留池模塊包括滲透式雨水滯留池模塊和非滲透式雨水滯留池模塊。
【文檔編號】C02F9/02GK105920915SQ201610227163
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】李習(xí)洪, 馬妮, 馬佳
【申請人】武漢美華禹水環(huán)境有限公司