專利名稱：降雨徑流分質收集及凈化的工藝與系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于城市降雨徑流處理技術領域，特別涉及一種降雨徑流分質收集及凈化 的工藝與系統。
背景技術：
現有大中型城市多采用分流制排水系統，僅將污水收集入污水處理廠進行處理， 而對經雨水管網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惡化，尤其是其中磷元素的輸入加 速了水體富營養化的進程。對徑流不加處理即直接排放的做法已經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，同時也需要在建設期增加巨額費用來擴增雨水管網的輸水 能力。在整個降雨過程中，一般從產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。考慮到磷元素在水體富營養化方面的貢獻，徑流內固態及可溶態的磷應做為 主題考慮對象被去除。現有針對徑流的發明專利多為采集、記錄及檢測裝置，而非收集凈化設施。少數攔 截、處理工藝或針對農村面源，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攔截 方法，湖南省交通規劃勘察設計院彭建國等于2007年7月11日公開的路面徑流處理池等。
發明內容
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元素隨徑流向自然 水體的輸入，本發明提供一種將初期降雨徑流和后期徑流分質收集然后分別流向各自處理 單元，并針對徑流中固態及可溶態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過雨水井、雨水管首先匯入截流池，利用潛污 泵將截流池內儲存的初期徑流打入污水管網，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，在滲濾池內經過覆土層、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。本發明還提供了一種用于實現所述工藝的降雨徑流分質收集及凈化系統，包括截 流池和滲濾池，具體的技術方案為在雨水管上設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壁上部位置設置清洗翻斗，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壁；在截流池底部的最低位置設置 泥沙斗，并在所述泥沙斗內設置潛污泵，截流池出水管從潛污泵引出至截流池外；在靠近截 流池后側壁的外右側壁上部位置設置溢流堰斗，在所述溢流堰斗的下方設置滲濾池；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部反轉并傾倒斗 內存水，清洗截流池底部的淤泥。所述潛污泵含液位自動控制系統，當截流池內水位下降至一定程度后可由該液位 自動控制系統停止潛污泵的工作。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。本發明的有益效果為，使用該工藝和系統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、不易引發水體水華的水質標準，最終削減由徑流引起的面源污染，保護自然水體水 質。
圖1為所述降雨徑流分質收集及凈化系統的整體平面圖；圖2為截流池的側面剖視圖；圖3為滲濾池的側面剖視圖。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明提供了一種降雨徑流分質收集及凈化的工藝與系統，下面結合附圖和具體 實施方式對本發明做進一步說明。如圖1所示，在雨水管2上設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的前側壁上部位 置設置清洗翻斗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底部的最低位置設置泥沙斗，并在所述泥沙斗內設置潛污泵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后側壁的外右側壁上部位置設置溢流堰斗6，在所述溢流堰斗6的 下方設置滲濾池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位置，集水孔的直徑為1cm，孔間距15cm。路面徑流經過雨水井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。泥沙斗上方安裝液位計，實時測定截流池內水位，當截流池內液位不能滿足潛污 泵工作需求時，由液位計傳輸信號至控制系統自動關閉潛污泵。截流池滿時，繼續進入的后 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內經過覆土層、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，使滲濾池布水盡量均勻。
權利要求
降雨徑流分質收集及凈化工藝，其特征在于，路面的降雨徑流經過雨水井、雨水管首先匯入截流池，利用潛污泵將截流池內儲存的初期徑流打入污水管網，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，在滲濾池內經過覆土層、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。
2.一種用于如權利要求1所述工藝的降雨徑流分質收集及凈化系統，包括截流池和滲 濾池，其特征在于，在雨水管(2)上設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)的前側壁上部位置設置清洗翻斗(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的后側壁；在截流池⑶底部的最 低位置設置泥沙斗，并在所述泥沙斗內設置潛污泵(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)后側壁的外右側壁上部位置設置溢流堰斗(6)，在所述溢 流堰斗(6)的下方設置滲濾池(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，支管上設置集水孔。
3.根據權利要求2所述的降雨徑流分質收集及凈化系統，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.根據權利要求2所述的降雨徑流分質收集及凈化系統，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部反轉并傾倒斗內存水，清洗截流 池⑶底部的淤泥。
5.根據權利要求2所述的降雨徑流分質收集及凈化系統，其特征在于，所述潛污泵(5) 含液位自動控制系統，當截流池內水位下降至一定程度后可由該液位自動控制系統停止潛 污泵的工作。
6.根據權利要求2所述的降雨徑流分質收集及凈化系統，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.根據權利要求2所述的降雨徑流分質收集及凈化系統，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.根據權利要求2所述的降雨徑流分質收集及凈化系統，其特征在于，所述集水孔布 置在集水管(8)的支管斜向下側位置，集水孔的直徑為1cm，孔間距15cm。
9.根據權利要求2所述的降雨徑流分質收集及凈化系統，其特征在于，所述覆土層的 厚度由實際土質而定，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.根據權利要求7所述的降雨徑流分質收集及凈化系統，其特征在于，所述石英砂層 的填料為直徑1 2mm不規則形狀體，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
本發明屬于城市降雨徑流處理技術領域，特別涉及一種降雨徑流分質收集及凈化的工藝與系統。路面的降雨徑流經過雨水井、雨水管首先匯入截流池，利用潛污泵將截流池內儲存的初期徑流打入污水管網，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，在滲濾池內經過覆土層、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、不易引發水體水華的水質標準，最終削減由徑流引起的面源污染，保護自然水體水質。
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 優先權日2010年10月21日
發明者左劍惡, 干里里, 白瑤 申請人:清華大學