CN105060430B - 一种缓释混凝剂及利用其进行初期雨水处理的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缓释混凝剂及其利用其进行初期雨水处理的装置，包括装置本体，以及架设在装置本体中部隔层上的药品放置槽，装置本体的侧壁由透水材料层构成，装置本体两侧上方设有便于将装置本体悬挂在雨水口的悬挂机构，装置本体的底部设有便于污泥沉积的凹槽。缓释混凝剂包括：铝盐10份；吸附剂1‑1.5份；硅藻土/粘土2‑3份；石蜡碎片2.5‑3.5份。本装置能够有效收集降落到地表特别是道路上的雨水，在不影响其正常排放的前提下，对其进行处理，降低水中悬浮物浓度。使初期雨水得到处理。其制造简单，更换药品方便，处理效果好。在现今建设资源节约环境友好型社会中具有重要的意义。

Description

一种缓释混凝剂及利用其进行初期雨水处理的装置

技术领域

本发明涉及初期雨水处理装置，尤其涉及一种基于缓释混凝剂使初期雨水中的悬浮物颗粒造粒成长并最终实现固液分离的初期雨水处理装置。

技术背景

水是人类生存必不可少的重要自然资源，也是整个地球生态循环不可或缺的组成部分。自工业革命以来，随着经济和社会的不断发展，水资源不断消耗，而人类赖以生存的淡水资源在不断消耗的同时还在面临污染问题日益严重，可利用的淡水资源更加稀少的问题。同时，现代化社会产生的污染不仅仅污染着我们赖以生活的淡水资源。

近些年来各国都在积极的制定应对水污染的政策，并且开发新的工艺设备应对即将到来的水危机。随着厄尔尼诺现象的愈发严重，各国在不断刷新本国最高气温的同时也面临洪涝灾害。因此，雨水的资源化利用就显得尤为主要。

初期雨水由于其中所害的污染物质较多，因此在雨水的回收利用中，始终没有得到合理的利用，基本上都是直接排放。

现有初期污染雨水处置的几种方法：

一、直排型

1、手动控制

在刚下雨时，手动开启污水管线阀门，把初期雨水切换到污水管线(或初期污染雨水收集池)内，同时手动关闭雨水管线阀门，一段时间(一般10～15min)后手动开启雨水阀同时手动关闭污水阀，使后期清净雨水切换到雨水管线内排放。

这种方法需要下雨时人工手动开启，浪费人力。并且这种方法是将初期雨水直接排放，并没有进行处理利用，因此并没有对初期雨水的处理。并且手动控制、切换雨水排放的特点是关闭及时、可靠，不会出现其他意外情况。但在管理跟不上的情况下，会出现污水处理车间处理负荷加大或者初期污染雨水全部直接排放的后果，导致处理费用加大或环境污染，而且时间长了会出现阀门由于污染锈蚀打不开的现象。

2、自动切换

在从装置围堰内接出的雨水管线上增设两套电动阀，然后设定程序控制，即在降水初期打开污水阀门，将初期污染雨水切换到生产污水管线内或初期污染雨水收集池，一段时间后(一般10-15min)关闭污水阀，开启清水阀，将后期清净雨水切换到雨水管线内或直排系统，实现自动切换。同样的缺点很多：

(1)费用高，一般仅电动阀和程序控制约需要15万元左右；

(2)由于各种原因，这种自控系统易出现故障，一旦阀门失灵，雨水自动切换就成了一句空话；

(3)难以操作，由于利用时间控制，大雨和小雨水量差别较大，使用时会遇到很多麻烦。

(4)同手动控制相同，自动控制也是将初期雨水直接排放，并未进行任何的处理。

二、处理型

申请号:CN201110425256.3，发明名称为一种地面街道延伸雨水收集系统，该装置过于复杂，清洗困难，固定式，占地面积较大，建设费用较高，操作不是特别的容易。且不具有初期雨水污染物处理的能力。

申请号:CN200510030449.3，发明名称为一种水利工程技术领域的大型雨水收集处理系统，该大型雨水收集处理系统，装置配置较多，适用于大型的水利工程，相对于城市道路这个小的环境，明显不适合。

申请号:CN201310693703.2，发明名称为一种城市雨水收集灌溉系统，该系统在现有的道路上还需要加制雨水收集管线，蓄水池等设施，需要改造的部分较多，造价较高，不适合大面积应用。且不具有初期雨水污染物处理的能力。

因此，针对初期雨水提出一种处理的装置成为目前本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以进行初期雨水收集处理最终排放的水处理装置。本装置能够有效收集降落到地表特别是道路上的雨水，在不影响其正常排放的前提下，对其进行处理，降低水中悬浮物浓度。使初期雨水得到处理。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种基于缓释混凝剂进行初期雨水处理的装置，包括装置本体，以及架设在装置本体中部隔层上内置有缓释混凝剂的药品放置槽，所述装置本体的侧壁由透水材料层构成，装置本体两侧上方设有便于将装置本体悬挂在雨水口的悬挂机构，装置本体的底部设有便于污泥沉积的凹槽。

进一步地，所述装置本体中部隔层横贯于装置本体左右侧壁，与装置本体前后侧壁不直接相连。

进一步地，所述装置本体设置在道路两旁雨水口的正下方，与雨水口的间距为15cm，长度与宽度均小与雨水口4cm。

进一步地，悬挂机构包括设在装置本体侧壁中的开合卡子，开合卡子上部为挂钩，下部为两侧延伸的L型卡子，L型卡子卡在装置本体侧壁中。

相应地，本发明还给出了上述装置采用的缓释混凝剂，包括下述质量分数的原料：

进一步地，所述铝盐为硫酸铝粉末或聚合氯化铝粉末，所述粉末细度在10μm以下。

进一步地，所述吸附剂为活性炭粉末或活性氧化铝；其中活性炭粉末粒度为300目。

进而，本发明还进一步给出了缓释混凝剂的制备方法，包括下述步骤：

1)将铝盐粉碎至10μm以下，得到铝盐粉末；

2)将块状的切片石蜡打碎到1mm以下；

3)称取10份铝盐粉末，2-3份硅藻土或者粘土，2.5-3.5份石蜡碎片，1-1.5份300目的活性炭粉末，在搅拌器中搅拌30-60min，混合均匀；

4)将搅拌好的样品放入模具中，移至烘箱中90-150℃烘3-24小时；

5)冷却成型，取出模具即得成品。

本发明填补了现今初期雨水处理的空白。通过在雨水口中加入一个简单的装置起到对初期雨水的处理作用。制造本装置简单，造价低，更换药品方便，处理效果好。在现今建设资源节约环境友好型社会中具有重要的意义。

本发明的特点在于：

1、药品缓释作用

现有技术主要是直接排放和回收利用型对雨水进行处理的方式，由于初期雨水中污染物含量较重，因此很多方法都是采取直接排放，直接排放而不经过处理会对雨污分流的排放水体造成污染，会对河流的污水处理厂造成更大的负担。因此本装置主要处理初期雨水，处理之后的水不会对分流排放的水体造成污染，也会减轻合流中污水厂的负担。本发明提出的混凝剂缓释作用可以提高混凝剂的使用周期，减少浪费，提高处理效果。

2、雨水口下方悬挂结构

节省了改造的成本，直接安放，无需对现有的设施进行改造，节省了造价。

3、装置四周透水材料的使用

透水材料应用于初期雨水处理装置不仅可以加快水的流出，同时也可以对大的颗粒物产生阻截。

相对于现有雨水回收利用系统，本装置安装简单，不需要改造管线，不需要另外建设配套设施，经济上节省了很多资金。不需要专业人士操作，简单实用。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图中：1、悬挂机构；2、装置本体；3、中心腔体；4、药品放置槽；5、凹槽；6、透水材料层。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明设计的一种基于缓释混凝剂原理的初期雨水处理装置，包括装置本体2，及设于装置本体2中心腔体3内腔的药品放置槽4，其中：药品放置槽4横贯于中心腔体左右侧壁，通过中部隔层与前后侧壁间并不直接相连，属于架空结构，用于存放药品缓释混凝剂。底部废料堆积区凹槽5用于存放混凝过后沉积下来的大的块状物质，由于重力原因这些物质均会降落至底部区域。悬挂机构1用于将本装置悬挂于城市道路两旁的污水口下方，便于安置与拆卸。悬挂机构1包括设在装置本体2侧壁中的开合卡子，开合卡子上部为挂钩，下部为两侧延伸的L型卡子，L型卡子卡在装置本体2侧壁中。装置本体2的侧壁由透水材料层6构成，透水材料6外壁便于处理后水的透出，装置本体2的侧壁起到支撑作用。

进一步地，作为最经济的改造方法，本装置的大小略小于雨水口上方雨水篦子大小，这样不用对雨水口原有结构进行改造。装置与雨水口的间距为15cm，长度与宽度均小与雨水口4cm。

本发明在药品放置槽4中放置的药品为缓释混凝剂。本发明是基于Hargrove等发明了一种多层包膜药肥颗粒，中心是常规硫酸铵氮肥核心，采用聚氨酯-乙酰甲胺磷混合均一材料进行原位包膜，然后再用聚氨酯类膜材进行外层包膜制得，其有效成分达到一周左右，农药和肥料都有明显缓释效果。在Hargrove等的发明的基础上，本装置采用的药品为常用的混凝剂硫酸铝以替代中心的常规硫酸铵氮肥核心，不采用原位包膜材料直接用聚氨酯类膜材进行外层包膜。从而起到混凝剂的缓慢释放作用。

本发明的缓释混凝剂，采用铝盐10份；吸附剂1-1.5份；硅藻土/粘土2-3份；石蜡碎片2.5-3.5份。

其中，铝盐为硫酸铝粉末或聚合氯化铝粉末，所述粉末细度在10μm以下，吸附剂为活性炭粉末或活性氧化铝；其中活性炭粉末粒度为300目。

具体制备方法是：

1)将铝盐粉碎至10μm以下，得到铝盐粉末；

2)将块状的切片石蜡打碎到1mm以下；

3)称取10份铝盐粉末，2-3份硅藻土或者粘土，2.5-3.5份石蜡碎片，1-1.5份300目的活性炭粉末，在搅拌器中搅拌30-60min，混合均匀；

4)将搅拌好的样品放入模具中，移至烘箱中90-150℃烘3-24小时；

5)冷却成型，取出模具即得成品。

下述表1给出了不同的实施例来进一步说明本发明装置采用的缓释混凝剂的具体配制方法。

表1 实施例1-4(下述材料以质量比计)

本装置的基本原理是，初期雨水进入装置后与缓释的混凝剂反应，形成的较大颗粒物由于重量较重，因此沉入装置底部，处理后的雨水由两个部位流出，分别是装置满水后由顶部出水口流出，以及装置两侧的透水材料流出。在使用一个周期后，将装置取出集中清理底部的污泥沉积并且同时更换缓释的混凝剂药品。

进水口设置在道路两旁雨水口的正下方，与雨水口的间距为15厘米，长度与宽度均小与雨水口4厘米，方便直接安装。与雨水口的间距既满足大部分流入雨水口的雨水的进入，又使得容器盛满后流出的处理后的雨水可以及时向下排出。

装置顶部设有可以直接悬挂在雨水口篦子上的卡子，方便安装与拆卸。

装置四个侧壁均为透水材质，进一步加快处理后雨水的排出，避免后期雨水不能进入的问题。

本发明采取不锈钢材料与透水材料共同制造。总重量轻，安装拆卸方便。

雨水经雨水篦子进入本装置，很小一部分直接流入雨水口内部而不经过本装置。放置在装置内部的药品缓慢释放，随着水流的增多，时间的增长从而全部释放。水中的杂质经过与混凝剂的混合结成较大的团状物质，继而由于重力的作用沉降下来，进入装置的底部5底部废物堆积区。处理后的雨水经由6透水材料侧壁2侧壁外支撑流出，还有一大部分在装置盛满水后或是水量较大的情况下由顶部排出。1悬挂装置用于固定本雨水处理装置。

在药品使用时间结束，需要更换药品以及清理底部废物时，只需打开雨水篦子，将1悬挂装置上的开关打开，即可取出本装置，清洗或是直接倒出废物均可。最后将新的药品加入替换旧的用过的药品即可。

下述表1给出了本发明装置在初期雨水处理过程中技术指标测试结果。

本发明与对照组的性能测试结果对比见表2。

对比项目	本发明	对照组1	对照组2	对照组3
					释放时间(h)	>72	0.2	0.6	2
SS去除率(％)	80	8	18	40

以上结果显示，采用了本装置不仅仅使用方便，不需要进行额外的投资改造，只需要将装置安放进雨水口正下方即可，取出清洗方便快捷，操作见单。数据更可以显示出本发明缓释混凝剂在流动的水中，处理效果较好，释放时间缓慢，适合于城市初期雨水的处理，不仅可以做到处理初期雨水中的污染物，还有效的避免了混凝剂的浪费。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，凡根据本发明精神实质所作的任何简单修改及等效结构变换或修饰，均属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于缓释混凝剂进行初期雨水处理的装置，其特征在于，包括装置本体，以及架设在装置本体中部隔层上内置有缓释混凝剂的药品放置槽，所述装置本体的侧壁由透水材料层构成，装置本体两侧上方设有便于将装置本体悬挂在雨水口的悬挂机构，装置本体的底部设有便于污泥沉积的凹槽；

缓释混凝剂包括下述质量分数的原料：

铝盐10份；吸附剂1-1.5份；硅藻土/粘土2-3份；石蜡碎片2.5-3.5份；

所述铝盐为硫酸铝粉末或聚合氯化铝粉末，所述粉末细度在10μm以下；

所述吸附剂为活性炭粉末或活性氧化铝；其中活性炭粉末粒度为300目；

缓释混凝剂释放时间>72h，SS去除率达80％。

2.根据权利要求1所述的一种基于缓释混凝剂进行初期雨水处理的装置，其特征在于，所述装置本体中部隔层横贯于装置本体左右侧壁，与装置本体前后侧壁不直接相连。

3.根据权利要求2所述的一种基于缓释混凝剂进行初期雨水处理的装置，其特征在于，所述装置本体设置在道路两旁雨水口的正下方，与雨水口的间距为15cm，长度与宽度均小与雨水口4cm。

4.根据权利要求1所述的一种基于缓释混凝剂进行初期雨水处理的装置，其特征在于，悬挂机构包括设在装置本体侧壁中的开合卡子，开合卡子上部为挂钩，下部为两侧延伸的L型卡子，L型卡子卡在装置本体侧壁中。

5.一种权利要求1所述装置中缓释混凝剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)将铝盐粉碎至10μm以下，得到铝盐粉末；

2)将块状的切片石蜡打碎到1mm以下；

3)称取10份铝盐粉末，2-3份硅藻土或者粘土，2.5-3.5份石蜡碎片，1-1.5份300目的活性炭粉末，在搅拌器中搅拌30-60min，混合均匀；

4)将搅拌好的样品放入模具中，移至烘箱中90-150℃烘3-24小时；

5)冷却成型，取出模具即得成品。