CN102757155A

CN102757155A - 城市降雨径流多介质渗滤净化的实验装置

Info

Publication number: CN102757155A
Application number: CN2012102571272A
Authority: CN
Inventors: 陈振楼; 王东启; 周栋; 毕春娟; 吕金刚
Original assignee: East China Normal University
Current assignee: East China Normal University
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2012-10-31

Abstract

本发明公开了一种城市降雨径流多介质渗滤净化的实验装置，它包括壳体、集水槽、供水装置、透水铺装层、煤渣层、多介质滤层、原土层及基座，所述壳体设于基座上方，原土层、多介质滤层、煤渣层及透水铺装层依次由壳体内的底部由下而上依次逐层敷设，集水槽分别置于基座及壳体内的各介质层中。本发明完全依靠雨水径流的自然流动来完成对其水质的净化，通过调整实验装置介质层内的介质，可快速准确地给出净化效率高的渗滤净化方案，为制造雨水净化装置提供科学的依据。

Description

城市降雨径流多介质渗滤净化的实验装置

技术领域

本发明涉及环保技术领域的城市水体生态净化工程，尤其是一种城市降雨径流多介质渗滤净化的实验装置。

背景技术

随着环境保护意识的提高及节能减排行动的付诸实施，对城市降雨径流的净化工作提到了议事日程，雨水的净化在一定程度上减轻了降雨径流对下级受纳水体的环境压力，为保护生态环境做出了有益的贡献，现有技术的雨水净化装置，存在占地广、净化过程中对环境产生二次污染，且经济投入大、净化效率低下的问题。究其原因是，由于城市降雨径流的污染物来源广泛、水量大、地域分布不均匀，很难用某种特定的装置满足不同地域、不同环境下对降雨径流水质的净化处理，因此需要设计一种新型的净化实验装置，该实验装置可针对不同地域、不同环境的降雨特征及雨水的杂质含量，通过调整实验装置介质层内的介质，快速准确地找到净化效率高的渗滤净化方案，为因地适宜的制造雨水净化装置提供科学的依据。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种城市降雨径流多介质渗滤净化的实验装置，本发明完全依靠径流的自然流动来完成对其水质的净化，通过调整实验装置介质层内的介质，快速准确地找到净化效率高的渗滤净化方案，通过对分层出水的水质进行监测，可以掌握各介质层滤料的工作状态，为制造雨水净化装置提供科学的依据。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种城市降雨径流多介质渗滤净化的实验装置，特点是该装置包括壳体、集水槽、供水装置、透水铺装层、煤渣层、多介质滤层、原土层及基座，所述壳体为矩形无盖箱体，其底部设有渗水孔、一侧壁上沿设有淌水板、另一侧壁顶部设有外挂集水槽、外壁上设有数个不同高度的取样口，集水槽为设有“V”形底的矩形无盖槽，其“V”形底上设有出水管，集水槽内“V”形底的上方设有透水隔板，透水隔板的上方设有石英砂滤层，供水装置上设有水泵、变频器、压力表及流量计及供水管，基座为矩形框体，其内设有抽屉式集水槽；所述壳体设于基座上方，原土层、多介质滤层、煤渣层及透水铺装层依次由壳体内的底部由下而上依次逐层敷设，集水槽为数件，分别置于壳体内的各介质层种，壳体内集水槽的出水管与取样口连接，供水装置设于壳体的外侧，供水管设于壳体的淌水板上，且供水装置的水泵与供水管连接；所述的透水铺装层为草皮层或透水砖层。

本发明完全依靠雨水径流的自然流动来完成对其水质的净化，通过调整实验装置介质层内的介质，可快速准确地找到净化效率高的渗滤净化方案，通过对分层出水的水质进行监测，可以掌握各介质层滤料的工作状态，为制造雨水净化装置提供科学的依据。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为采用草皮层为透水铺装层的使用状态示意图；

图3为采用透水砖层为透水铺装层的使用状态示意图。

具体实施方式

参阅图1，本发明包括壳体1、集水槽3、供水装置5、透水铺装层6、煤渣层7、多介质滤层8、原土层9及基座10，所述壳体1为矩形无盖箱体，其底部设有渗水孔11、一侧壁上沿设有淌水板14、另一侧壁顶部设有外挂集水槽16，该侧壁外壁上设有数个不同高度的取样口12，集水槽3为设有“V”形底的矩形无盖槽，其“V”形底上设有出水管，集水槽3内“V”形底的上方设有透水隔板32，透水隔板32的上方设有石英砂滤层31，供水装置5上设有水泵51、变频器52、压力表53及流量计54及供水管55，基座10为矩形框体，其内设有抽屉式集水槽13；所述壳体1设于基座10上方，原土层9、多介质滤层8、煤渣层7及透水铺装层6依次由壳体1内的底部由下而上依次逐层敷设，集水槽3为数件，分别置于壳体1内的各介质层中，壳体1内集水槽3的出水管与取样口12连接，供水装置5设于壳体1的外侧，供水管55设于壳体1的淌水板14上，且供水装置5的水泵51与供水管55连接；所述的透水铺装层6为草皮层61或透水砖层62。

本发明的装配

1）在集水槽3内透水隔板32的上方填满石英砂滤层31备用；

2）在壳体1内底部由下而上依次逐层敷设不同的介质层及集水槽3，先敷设40cm厚度的原土层9，同时，将集水槽3置入原土层9内，使集水槽3的上平面与原土层9的上平面平齐，将集水槽3的出水管与壳体1侧壁上的取样口12连接，原土层9敷设完毕；依次再敷设40cm厚度的多介质滤层8、敷设10cm厚度的煤渣层7及敷设透水铺装层6，并在除透水铺装层6之外的每个介质层内置入集水槽3，使集水槽3的上平面与该介质层的上平面平齐，将集水槽3的出水管与壳体1侧壁上的取样口12对应连接；

3）将供水装置5的供水管55装在壳体1的淌水板14上，供水装置5的水泵51出口与供水管55连接，变频器52经导线与水泵51连接，压力表53连接在水泵51上，流量计54串联在水泵51的出口上，供水装置提供的是自然收集到的雨水。

实施例1

参阅图2，模拟城市植草岸带对降雨径流的净化实验，采用草皮层61为透水铺装层6，在壳体1内煤渣层7的上方先敷设草皮层61，将集水槽3置入其它介质层内，使集水槽3的上平面与其它各介质层的上平面平齐，将集水槽3的各出水管与壳体1侧壁上的取样口12对应连接，即可实施以草皮层61为透水铺装层6的实验。

具体实验如下：确定径流量为160 L·h^-1时，调节变频器52控制水泵51的输出流量为160 L·h^-1时，通过流量计54检测流量的变化，水泵51将供水装置5内收集的雨水通过供水管55输送至壳体1的淌水板14上，雨水在淌水板14上模拟自然下雨的状态由淌水板14向草皮层61流淌；雨水径流的一部分会垂直流经草皮层61、煤渣层7、多介质滤层8及原土层9，通过壳体1底部的渗水孔11以渗滤液的形式流入基座10内的抽屉式集水槽13内；雨水径流的另一部分则会以表面径流形式流出。

实验结果：雨水中有25%的径流以渗滤液的形式流入基座10内的抽屉式集水槽3内；有75%的径流则会以表面径流形式流出；收集外挂集水槽16和基座10内的抽屉式集水槽13的雨水，通过检测两个集水槽的出水与入水中金属离子NH₄ ⁺、TN及TP的负荷差值，计算出单位时间内本净化装置对金属离子NH₄ ⁺、TN及TP的综合净化能力分别为411.30 mg·m^-2·h^-1、214.59 mg·m^-2·h^-1及72.53 mg·m^-2·h^-1。

实施例2

参阅图3，模拟城市硬质型岸带对降雨径流的净化实验，采用透水砖层62为透水铺装层6，在壳体1内煤渣层7的上方先敷设透水砖层62，将集水槽3置入其它介质层内，使集水槽3的上平面与其它各介质层的上平面平齐，将集水槽3的各出水管与壳体1侧壁上的取样口12对应连接，即可实施以透水砖层62为透水铺装层6的实验。

具体实验如下：调节变频器52控制水泵51的输出流量为160 L·h^-1时，通过流量计54检测流量的变化，水泵51将供水装置5内收集的雨水通过供水管55输送至壳体1的淌水板14上，雨水在淌水板14上模拟自然下雨的状态由淌水板14向透水砖层62流淌；雨水径流的一部分会垂直流经透水砖层62、煤渣层7、多介质滤层8及原土层9，通过壳体1底部的渗水孔11以渗滤液的形式流入基座10内的抽屉式集水槽13内；雨水径流的另一部分则会以表面径流形式流出。

实验结果：雨水中有12.5%的径流以渗滤液的形式流入基座10内的抽屉式集水槽13内；有87.5%的径流则会以表面径流形式流出；收集外挂集水槽16和基座10内的抽屉式集水槽13中的雨水，通过检测两个集水槽的出水与入水中金属离子NH₄ ⁺、TN及TP的负荷差值，计算出本净化装置对金属离子的综合净化能力分别为173.75 mg·m^-2·h^-1、117.65 mg·m^-2·h^-1及53.90 mg·m^-2·h^-1。

本发明的集水槽3为数件，分别置于壳体1内的煤渣层7与原土层9之间的介质层中，集水槽3的分层设置，可通过取样口12收集不同介质层中的渗滤样品，通过检测各介质层出水中NH₄ ⁺、TN及TP的含量，可检测出不同滤料的介质层的水质，进而可以确定各介质层滤料对污染物的去除效率。

Claims

1.一种城市降雨径流多介质渗滤净化的实验装置，其特征在于该装置包括壳体（1）、集水槽（3）、供水装置（5）及基座（10），所述壳体（1）为矩形无盖箱体，其底部设有渗水孔（11）、一侧壁顶部设有淌水板（14）、另一侧壁顶部设有外挂集水槽（16）、外壁上阶梯设有数个取样口（12），壳体（1）内由下而上依次设置有原土层（9）、多介质滤层（8）、煤渣层（7）、透水铺装层（6）；基座（10）为矩形框体，其内设有抽屉式集水槽（13）；集水槽（3）为数个，分别设置于壳体（1）内的各介质层内；供水装置（5）上设有水泵（51）、变频器（52）、压力表（53）、流量计（54）及供水管（55）；壳体（1）设于基座（10）上，供水装置（5）的供水管（55）一端设于壳体（1）的淌水板（14）上，另一端连接供水装置（5）的水泵（51）；其中：

所述集水槽（3）为“V”形底的矩形无盖槽，其底部设有出水管，集水槽（3）内设有透水隔板（32）。

2.据权利要求1所述的城市降雨径流多介质渗滤净化的实验装置，其特征在于透水铺装层（6）为草皮层（61）或透水砖层（62）。