CN102359172A - 一种城市生活小区雨水分流收集处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，包括进水池、初期雨水储存池、清水池，其特征是：在初期雨水储存池的上面设有第一人工湿地，在清水池的上面设有第二人工湿地；雨污水收集暗渠收集的城市生活小区的雨水流入进水池，经过第一人工湿地流入初期雨水储存池，再经过第二人工湿地流入清水池。该系统实现了生活小区初期雨水和后期雨水的分流，并对其进行处理；雨水净化设施与存储设施采用上下合建的形式，减少处理工艺的占地面积；初期雨水储存池的劣质雨水在降雨结束后，利用非降雨时间空隙，排入人第二工湿地继续处理，使其达到城市杂用水水质标准后进行回用；该系统具有投资省、运行费用低、易于操作管理。

Description

一种城市生活小区雨水分流收集处理系统

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种城市生活小区雨水分流收集处理系统。

背景技术

随着城市环境基础设施的不断投资建设、运行机制的不断完善和污水厂建设的加快，城市污水处理量逐年增加，处理率不断提高，点源污染在城市水环境问题中所占的比例逐渐降低，而面源污染所占比例日益提高，对城市水系构成严重威胁。

面源污染控制技术是目前研究的热点，针对城市生活小区不透水面积比例高、径流流程短，容易出现洪峰、下垫面变化加剧以及大气污染和雨水径流污染等问题。目前生活小区雨水径流的处理技术主要有源头促渗、径流延缓、雨水储存净化等。

近年来，中国公开了许多针对雨污水处理的专利，如CN 1752027 A公开的“一种景观草坪型雨污水亚表层促渗处理系统”、 CN 1736910 A公开的“一种模块组合式微型生态滤池雨污水处理系统”、 CN 1736893 A公开的“一种景观草坪型雨污水地表漫流处理系统”、 CN 101891348 A公开的“缺水城市污水处理系统及污、雨水的贮存及深度处理方法”、 CN 101892702 A公开的“暴雨过程初期雨水弃流无占地就地处理装置及其处理方法”等。这些专利技术或者占地面积太大，或者运行费用过高，或者不能实现处理水回用，或者不能实现初后期雨水的分流，或者能分流但需要阀门和复杂控制系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，它占地面积少，运行费用低，处理水可回用，具有一定景观效果，能实现水质具有明显差异的初期雨水与后期雨水分流。

该系统通过降雨过程中进水池水位的变化，实现了水质具有显著差异的生活小区初期雨水与后期雨水分流，并对其进行针对性处理；雨水净化设施与存储设施采用上下合建的形式，减少处理工艺的占地面积；初期雨水储存池的劣质雨水在降雨结束后，排入人工湿地Ⅱ继续处理,使其达到城市杂用水水质标准后进行回用，利用降雨间期延长雨水处理的时间，提高了人工湿地处理设施容积利用率，从而减小了处理系统的规模；该系统采用生态处理方法净化雨水，具有良好的经济、环境、社会效益。

本发明所述的一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，包括与雨污水收集暗渠相通的进水池、与进水池紧靠的初期雨水储存池、与初期雨水储存池紧靠的清水池，其特征是：

在初期雨水储存池的上面设有第一人工湿地，在清水池的上面设有第二人工湿地；雨污水收集暗渠收集的城市生活小区的雨水流入进水池，经过第一人工湿地流入初期雨水储存池，再经过第二人工湿地流入清水池。

所述的一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，其所述进水池的底面倾斜坡度为3%～5%，在进水池底面的较低的部位设有集砂槽，用来汇集泥沙；进水池内设有竖直的导流墙，该导流墙的下端未与进水池的底面接触、上部设有短流孔；进水池的上出水口和下出水口均与设在初期雨水储存池上面的第一人工湿地联通；在进水池与城市雨水管道或污水管道相通的管道上设有阀门。当清水池水满后还有降水或者需放空进水池的雨水对其中泥沙进行清理时，开启阀门，将进水池的雨水排放至城市雨水管道或污水管道。

进水池内部设有导流墙，小区雨水经暗渠收集进入进水池后，先竖直向下流动，绕过导流墙后再竖直向上流动，这样不仅可以拦截雨水中的悬浮物，还可沉淀泥沙。导流墙上部开设短流孔，初期雨水储存池储满水后，进水池水位开始上升，当水位升至短流孔时，雨水直接流经短流孔进入第一人工湿地，发生短流，避免水质较好的后期雨水流过进水池底部，带起泥沙，水质变浑浊。

所述的一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，其所述第一人工湿地的表面坡度为2%～5%，其填料自上而下分别为壤土层、页岩层、卵石层和细石层；第一人工湿地的表面与进水池的上出水口齐平相通，第一人工湿地的卵石层与进水池的下出水口相通。第一人工湿地用于对初期雨水进行简单净化，出水不要求达标，但要求具有较好渗透性，使初期雨水可及时流入初期雨水储存池储存起来。

所述的一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，其所述初期雨水储存池的第一池盖坡度为2%～5%，在第一池盖上较低的部位设有均匀分布雨水渗漏孔及覆盖在雨水渗漏孔上的金属网罩，且金属网罩的网眼小于雨水渗漏孔的直径，以防止细石层填料进入初期雨水储存池；所述初期雨水储存池的池底坡度为2%～5%，在池底的较低部位设有集砂槽；在初期雨水储存池内还设有一台潜水泵及与其连接连接的输水管；初期雨水储存池用于对初期雨水进行存储，在雨停后用潜水泵把雨水抽出经输水管分送到第一人工湿地和第二人工湿地；在初期雨水储存池的第一池盖上还设有人孔，该人孔的入口设在第一人工湿地上，人孔壁上设有扶梯；当初期雨水储存池的集砂槽内的泥沙需清除时，维护人员能够通过人孔进入池内进行清除集砂。

所述的一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，其所述第二人工湿地的填料自下而上依次为无烟煤层、活化沸石层、组合填料层，所述组合填料层由粉煤灰、煤渣和空心砖组成，粉煤灰:煤渣:空心砖的体积比为3:1:1；所述第二人湿地表面坡度为2%～5%。第二人工湿地用于对降雨时后期雨水和降雨间期初期雨水的净化，出水水质要达到城市杂用水水质标准，要求具有良好的净化能力。

所述的一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，其所述清水池的第二池盖坡度为2%～5%，在第二池盖上较低的部位设有均匀分布雨水渗漏孔及覆盖在雨水渗漏孔上的金属网罩，且金属网罩的网眼小于雨水渗漏孔的直径，以防止细石层填料进入清水池；所述清水池的池底坡度为2%～5%，在池底的较低部位设有第三集砂槽；清水池建在人第二工湿地的下方，用于对经第二人工湿地处理后的达标水的储存。在清水池的第二池盖上还设有人孔，该人孔的人口设在第二人工湿地上，人孔壁上设有扶梯；当清水池的集砂槽内的泥沙需清除时，维护人员能够通过人孔进入池内进行清除集砂。

所述的一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，其所述雨污水收集暗渠内设有格栅，用于拦截和去除随径流传送的大尺寸固体物。

所述的一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，在所述第一人工湿地上设有第一人工湿地配水管，在第二人工湿地上设有第二人工湿地配水管，在第一人工湿地配水管和第二人工湿地配水管分别设有配水孔；在连接第一人工湿地配水管和第二人工湿地配水管的管道上设有第一闸阀和第二闸阀；在所述第一人工湿地和第一人工湿地上至少分别设有两个通气孔，还分别种植设有湿地植物。

本发明通过降雨过程中进水池水位的变化，实现了生活小区初期雨水和后期雨水的分流，并对其进行针对性的处理；雨水净化设施与存储设施采用上下合建的形式，减少处理工艺的占地面积；初期雨水储存池的劣质雨水在降雨结束后，利用非降雨时间空隙，排入第二人工湿地继续处理,使其达到城市杂用水水质标准后进行回用，提高了人工湿地处理设施容积利用率，从而减小了处理系统的规模；该系统具有投资省、运行费用低、易于操作管理。

附图说明

图1.是本发明的平面布置示意图；

图2是图1的A－A剖面图；

图3是第一人工湿地配水管的局部示意图。

图中：1－雨污水收集暗渠，2－进水池，3－第一人工湿地，4－初期雨水储存池，5－第二人工湿地，6－清水池，7－格栅，8－短流孔，9－导流墙，10－阀门，11－集砂槽，12－金属网罩，13－雨水渗漏孔，14－输水管，15－扶梯，16－潜水泵，17－ 湿地植物，18.－通气孔，19－闸阀Ⅰ，20－闸阀Ⅱ，21－壤土层，22－页岩层，23－卵石层，24－细石层，25－第一池盖，26－组合填料层，27－活化沸石层，28－无烟煤层，29－第二池盖，30－第一人工湿地配水管，31－第二人工湿地配水管，32－人孔，33－配水孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

参见图1、图2和图3所示的一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，包括与雨污水收集暗渠1相通的进水池2、与进水池紧靠的初期雨水储存池4、与初期雨水储存池紧靠的清水池6，在雨污水收集暗渠1内设有格栅7，用于拦截和去除随径流传送的大尺寸固体物；

在初期雨水储存池4的上面设有第一人工湿地3，在清水池6的上面设有第二人工湿地5；雨污水收集暗渠1收集的城市生活小区的雨水流入进水池2，经过第一人工湿地3流入初期雨水储存池4，再经过第二人工湿地5流入清水池6；

进一步，所述进水池2的底面倾斜坡度为3%～5%，在进水池底面的较低的部位设有第一集砂槽11，用来汇集泥沙；进水池2内设有竖直的导流墙9，该导流墙的下端未与进水池的底面接触、上部设有短流孔8；进水池2的上出水口和下出水口均与设在初期雨水储存池4上面的第一人工湿地3联通；在进水池2与城市雨水管道或污水管道相通的管道上设有阀门10。当清水池水满后还有降水或者需放空进水池的雨水对其中泥沙进行清理时，开启阀门，将进水池的雨水排放至城市雨水管道或污水管道。

进一步，所述第一人工湿地3的表面坡度为2%～5%，其填料自上而下分别为壤土层21、页岩层22、卵石层23和细石层24；第一人工湿地3的表面与进水池的上出水口齐平相通，第一人工湿地3的卵石层与进水池的下出水口相通。

进一步，所述初期雨水储存池4的第一池盖25坡度为2%～5%，在第一池盖上较低的部位设有均匀分布雨水渗漏孔13及覆盖在雨水渗漏孔上的金属网罩12，且金属网罩的网眼小于雨水渗漏孔的直径，以防止细石层填料进入初期雨水储存池；所述初期雨水储存池4的池底坡度为2%～5%，在池底的较低部位设有第二集砂槽（图中未画出）；在初期雨水储存池4内还设有一台潜水泵16及与其连接连接的输水管14；初期雨水储存池用于对初期雨水进行存储，在雨停后用潜水泵把雨水抽出经输水管分送到第一人工湿地和第二人工湿地；在初期雨水储存池4的第一池盖25上还设有人孔32，该人孔的入口设在第一人工湿地上，人孔壁上设有扶梯15；当初期雨水储存池的集砂槽内的泥沙需清除时，维护人员能够通过人孔进入池内进行清除集砂。

进一步，所述第二人工湿地5的填料自下而上依次为无烟煤层28、活化沸石层27、组合填料层26，所述组合填料层由粉煤灰、煤渣和空心砖组成，粉煤灰:煤渣:空心砖的体积比为3:1:1；所述第二人湿地表面坡度为2%～5%。第二人工湿地用于对降雨时后期雨水和降雨间期初期雨水的净化，出水水质要达到城市杂用水水质标准，要求具有良好的净化能力。

进一步，所述清水池6的第二池盖29坡度为2%～5%，在第二池盖上较低的部位设有均匀分布雨水渗漏孔13及覆盖在雨水渗漏孔上的金属网罩12，且金属网罩的网眼小于雨水渗漏孔的直径，以防止细石层填料进入清水池；所述清水池6的池底坡度为2%～5%，在池底的较低部位设有集砂槽11；清水池建在人第二工湿地的下方，用于对经第二人工湿地处理后的达标水的储存。在清水池6的第二池盖29上还设有人孔32，该人孔的人口设在第二人工湿地上，人孔壁上设有扶梯（图中未画出）；当清水池的集砂槽内的泥沙需清除时，维护人员能够通过人孔进入池内进行清除集砂。

进一步，在所述第一人工湿地3上设有第一人工湿地配水管30，在第二人工湿地5上设有第二人工湿地配水管31，在第一人工湿地配水管30和第二人工湿地配水管31分别设有配水孔33；在连接第一人工湿地配水管30和第二人工湿地配水管31的管道上设有第一闸阀19和第二闸阀20；在所述第一人工湿地3和第一人工湿地5上分别设有两个通气孔18，还分别种植设有湿地植物17。

初期降雨阶段，小区的初期降雨经暗渠1收集后进入进水池2，在进水池内，雨水经导流墙9导流，向下流动，后绕过导流墙向上流动，经进水池下出水口进入第一人工湿地3的卵石层23。雨水经过第一人工湿地3的卵石层23和细石层24，部分污染物得到过滤去除后通过雨水渗漏孔13进入初期雨水储存池4储存起来。

后期降雨阶段，初期雨水储存池4蓄满水后，进水池2水位上升，水位上升至短流孔8后形成短流，雨水流经短流孔8，漫过进水池的上出水口进入第一人工湿地3的上表面，此时，第一人工湿地3的填料已水饱和，雨水不再下渗，流经第一人工湿地表面进入第二人工湿地5，然后经过湿地填料过滤吸附污染物后进入清水池6储存起来。由于后期雨水中的污染物先是在进水池2内和第二人工湿地5的表面经过了沉淀，后又在第二人工湿地5被过滤吸附，且第二人工湿地5的组合填料层26、活化沸石层27和无烟煤层28对污染物具有较强吸附能力，因而进入清水池6后的雨水可达到城市杂用水水质标准。

在降雨间期，初期雨水储存池内的雨水通过潜水泵16输送，由第二人工湿地配水管31分配到第二人工湿地5，经组合填料层26、活化沸石层27和无烟煤层28过滤吸附后进入清水池6。如此，未达标的雨水经进一步净化达标的同时第二人工湿地也得到了维护。当第一人工湿地3需要灌溉时，关闭第二闸阀20，开启第一闸阀19，将初期雨水储存池中的雨水输送分配到第一人工湿地3，对第一人工湿地进行养护。

在雨水净化过程中，进水池2、初期雨水储存池3和清水池6内都会有泥沙沉淀，由于池底均有坡度，泥沙会在池底末端的集砂槽11集中。进水池2是敞开的，维护人员可直接进入池内去除泥沙。初期雨水储存池4和清水池6集砂槽内的泥沙需维护人员通过人孔32进入池内进行清除。

当清水池6水满后还有降水或者需放空进水池2的雨水对其中泥沙进行清理时，开启阀门10，将进水池2的雨水排放至城市雨水管道或污水管道。

本发明的主要技术参数：

人工湿地Ⅰ壤土层厚度h21 100～200mm。

人工湿地Ⅰ页岩层，薄片状页岩，h22厚度100～200mm。

h22+ h22＞300mm。

人工湿地Ⅰ卵石层，粒径20～30mm，厚度h23200～250mm。

人工湿地Ⅰ细石层，粒径3～5mm,厚度h24200～350mm。

人工湿地Ⅱ组合填料层，粉煤灰、煤渣、空心砖以体积比3:1:1混合，厚度h25300～350mm。

人工湿地Ⅱ活化沸石层，粒径80目，厚度h26300～450mm。

人工湿地Ⅱ无烟煤层，粒径5～10mm,厚度h27200～350mm。

初期雨水储存池容积V1=W1+W2。(W1为初期雨水净流量,W1=10×                                               

×F，式中

为径流厚度，F为汇水面积；W2为人工湿地Ⅰ在降雨间期维护用水量)

清水池容积V2=W-V1.（W为小区降雨间期使用雨水量，W=Wy×T,式中Wy为小区日用雨水量，T为降雨间期天数）。

本发明使用人工湿地这种生态处理方法对雨水进行净化，运行维护简单，费用低，而且具有良好的景观效果；采用雨污水净化处理装置与存储设施上下合建的建设方式减少了占地面积；通过巧妙设计实现了初期雨水与后期雨水的分流和针对性处理，利用降雨间期延长雨水处理的时间，提高了人工湿地处理设施容积利用率，从而减小了处理系统的规模。

当小区具有高差较大的地势时，初期雨水储存池和清水池可依托地势，错开建设。初期雨水储存池储存雨水重力自流进入第二人工湿地，省去潜水泵，可进一步节省建设费用和运行费用。

Claims (8)

1.一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，包括与雨污水收集暗渠（1）相通的进水池（2）、与进水池紧靠的初期雨水储存池（4）、与初期雨水储存池紧靠的清水池（6），其特征是：在初期雨水储存池（4）的上面设有第一人工湿地（3），在清水池（6）的上面设有第二人工湿地（5）；雨污水收集暗渠（1）收集的城市生活小区的雨水流入进水池（2），经过第一人工湿地（3）流入初期雨水储存池（4），再经过第二人工湿地（5）流入清水池（6）。

2.根据权利要求1所述的一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，其特征是：所述进水池（2）的底面倾斜坡度为3%～5%，在进水池底面的较低的部位设有集砂槽（11）；进水池（2）内设有竖直的导流墙（9），该导流墙的下端未与进水池的底面接触、上部设有短流孔（8）；进水池（2）的上出水口和下出水口均与设在初期雨水储存池（4）上面的第一人工湿地（3）联通；在进水池（2）与城市雨水管道或污水管道相通的管道上设有阀门（10）。

3.根据权利要求1所述的一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，其特征是：所述第一人工湿地（3）的表面坡度为2%～5%，其填料自上而下分别为壤土层（21）、页岩层（22）、卵石层（23）和细石层（24）；第一人工湿地（3）的表面与进水池的上出水口齐平相通，第一人工湿地（3）的卵石层与进水池的下出水口相通。

4.根据权利要求1所述的一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，其特征是：所述初期雨水储存池（4）的第一池盖（25）坡度为2%～5%，在第一池盖上较低的部位设有均匀分布雨水渗漏孔（13）及覆盖在雨水渗漏孔上的金属网罩（12），且金属网罩的网眼小于雨水渗漏孔的直径；所述初期雨水储存池（4）的池底坡度为2%～5%，在池底的较低部位设有集砂槽；在初期雨水储存池（4）内还设有一台潜水泵（16）及与其连接的输水管（14）；在初期雨水储存池（4）的第一池盖（25）上还设有人孔（32），该人孔的入口设在第一人工湿地上，人孔壁上设有扶梯（15）。

5.根据权利要求1所述的一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，其特征是：所述第二人工湿地（5）的填料自下而上依次为无烟煤层（28）、活化沸石层（27）、组合填料层（26），所述组合填料层由粉煤灰、煤渣和空心砖组成，粉煤灰:煤渣:空心砖的体积比为3:1:1；所述第二人湿地表面坡度为2%～5%。

6.根据权利要求1所述的一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，其特征是：所述清水池（6）的第二池盖（29）坡度为2%～5%，在第二池盖上较低的部位设有均匀分布雨水渗漏孔（13）及覆盖在雨水渗漏孔上的金属网罩（12），且金属网罩的网眼小于雨水渗漏孔的直径；所述清水池（6）的池底坡度为2%～5%，在池底的较低部位设集砂槽（11）；在清水池（6）的第二池盖（29）上还设有人孔（32），该人孔的人口设在第二人工湿地上，人孔壁上设有扶梯（15）。

7.根据权利要求1所述的一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，其特征是：所述雨污水收集暗渠（1）内设有格栅（7）。

8.根据权利要求1所述的一种城市生活小区雨水分流收集处理系统，其特征是：在所述第一人工湿地（3）上设有第一人工湿地配水管（30），在第二人工湿地（5）上设有第二人工湿地配水管（31），在第一人工湿地配水管（30）和第二人工湿地配水管（31）分别设有配水孔（33）；在连接第一人工湿地配水管（30）和第二人工湿地配水管（31）的管道上设有第一闸阀（19）和第二闸阀（20）；在所述第一人工湿地（3）和第一人工湿地（5）上至少分别设有两个通气孔（18）。

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