CN105692944A - 非点污染源消减装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于雨水处理装置技术领域，涉及一种进入雨水管的雨水中的污染物质得到沉淀，并对雨水进行过滤、排放的装置。非点污染源消减装置，包括：沉砂池，所述沉砂池一侧连接进水管，另一侧侧壁上端连通沉淀池，并且内部排列有多个滤膜；沉淀池，其内部设有底部开口或距底面一定距离的间壁，间壁或两个侧壁上突出形成多个吸水纸固定附件；流量调整池，一个侧壁上端连通沉淀池，另一侧连接过滤池底部；过滤池，有两个以上的过滤层，连通处理水池的过滤水排水管；及储藏经过滤池的过滤水的处理水池。本发明的非点污染源消减装置，从结构上不仅显著减少堵塞的可能性，通过反冲洗水和压缩空气使反冲洗和反冲洗水的逆向移送过程自动完成，不必进行维护也能够长期使用。

Description

非点污染源消减装置

技术领域

本发明属于雨水处理装置技术领域，涉及一种进入雨水管的雨水中的污染物质得到沉淀，并对雨水进行过滤、排放的装置。

背景技术

雨天通过地表水流出的污染物质称为非点源污染物质。道路旁边的交通污染物质、城市地区的灰尘和垃圾、其他地表堆积的大气污染物质等被雨水冲刷进雨水管并排放至河流中，这种情况雨水是主要非点污染源。

2000年后实施的国内河流污染负荷量调查结果显示，总排放负荷量（BOD基准）中非点污染源所占比例为50%左右，为了河流的水质净化，有必要对非点污染源加强管理和监督已成为共识。

为减少非点污染源对河流造成的污染，作为对策的循环水池被开发出来，初期降雨时对城市地区的路面排水中的污染物质进行沉淀之后再进行排放。

从这个角度出发，大韩民国注册专利第10-1080636号及第10-1124689号等被开发出来。但此类技术仅实现了使污染物质得到沉淀的循环池功能，并不能清除雨水中所含的磷成分。

另外，大韩民国专利第10-0901263号公布了清除雨水中的磷的技术，但其问题是漂浮物和污泥会引起堵塞使其很快失去过滤功能。

大韩民国公开专利第10-2014-0145305中利用过滤材料从雨水中清除磷，并采取多种手段防止堵塞，但其构造使污泥和漂浮物不能完全得到沉淀而使其流入过滤层，发生堵塞的可能性加大，反冲洗使用了一些动力，但对初期雨水很难有特定效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中所存在的问题，提供一种非点污染源消减装置，初期雨水流入，首先利用滤膜清除掉漂浮物质，再用吸水纸清除微小粒子，使非点污染源物质显著减少。

本发明的另一目的在于清除漂浮物质，并使流速大大降低而清除微小粒子，此后使水均匀地流过过滤层，使漂浮物质的清除和过滤层的过滤过程分别进行。

另外，本发明的非点污染源消减装置根据初期降雨时处理水池的流量控制阀门开关，形成更加有效的非点污染源的初期处理。

为了达到上述目的，本发明的非点污染源消减装置，包括：沉砂池，所述沉砂池一侧连接进水管，另一侧侧壁上端连通沉淀池，并且内部排列有多个滤膜；

沉淀池，其内部设有底部开口或距底面一定距离的间壁，间壁或两个侧壁上突出形成多个吸水纸固定附件；

流量调整池，一个侧壁上端连通沉淀池，另一侧连接过滤池底部；

过滤池，有两个以上的过滤层，连通处理水池的过滤水排水管；

及储藏经过滤池的过滤水的处理水池。

所述间壁高度比所述沉砂池和所述沉淀池之间的侧壁略高，所述沉砂池和所述沉淀池之间的侧壁比所述沉淀池和梭述流量调整池之间的侧壁略高，使流入的雨水只能单向流动。

另一方面，所述处理水池内部设有多个水位开关来探测水位。另外电磁阀设在进水管前段，控制处理部则控制进水管的开关。

控制处理部根据初期降雨时计时器或水位开关判断处理水池内的水位从而通过控制电磁阀开关进而实现进水管的开关。

另一方面，放流池与处理水池连通。

进水管的电磁阀前面有向上分流的放流管连至放流池，控制处理部控制电磁阀来关闭进水管后，雨水沿放流管流入放流池。

排气管位于距过滤层下端面有一定距离处，向所述过滤池下端面方向穿孔形成多个排气喷嘴。

洗涤水排放管在过滤层上端内部，穿孔形成多个洗涤水排放喷嘴。

空压机与排气管连接提供压缩空气，一号水泵将处理水池内部的水提供给洗涤水排放管。

控制处理部充分进行对雨水的过滤，将空压机和所述一号水泵启动来实施反冲洗。

过滤池下端向流量调整池方向形成向下的底部倾斜面，并形成连接流量调整池下端和沉砂池的逆向移送管。

二号水泵根据控制处理部的信号将集中在流量调整池的下端部的反冲洗水通过逆向移送管送至沉砂池。

控制处理部实施反冲洗后启动二号水泵。

本发明的非点污染源消减装置具有以下有益效果：

根据本发明，顺次通过滤网和吸水纸流入的雨水在竖起的区间内流动，进入过滤层之前已经有效地过滤掉漂浮物质和微小粒子。

另一方面，通过处理水池的流量和计时器自动控制阀门的开关，有效地对应初期降雨，用水泵抽取处理水池的水进行洗涤，可防止过滤层和筛板的堵塞。

本发明的非点污染源消减装置，从结构上不仅显著减少堵塞的可能性，通过反冲洗水和压缩空气使反冲洗和反冲洗水的逆向移送过程自动完成，不必进行维护也能够长期使用。

附图说明

图1是显示本发明的非点污染源消减装置内部结构的展开立体图；

图2是图1中显示的非点污染源消减装置的A-A剖面图；

图3是显示滤膜结构的图纸；

图4是显示过滤层结构的图纸；

图5是图1显示的非点污染源消减装置的B-B剖面图；

图6是说明控制处理部和其他部件连接关系的功能框架图；

图7是说明对流入雨水处理顺序的框架图。

图中标记：11、进水管；12、放流管；13、溢水口；14、过滤水排放口；15、排气管；16、洗涤水排出管；17、逆向移送管；18、排水管；21、滤帽；110、一号侧壁；120、二号侧壁；130、三号侧壁；200、沉砂池；210、滤膜；211、固定条；212、无纺布；300、沉淀池；310、间壁；311、空间；322、吸水纸；400、流量调整池；500、过滤池；510、一号过滤层；520、二号过滤层；530、三号过滤层；501、筛板结构件；5011、筛板条；5012、固定条；5013、缝隙；502、底部倾斜面；600、处理水池；700、放流池；800、控制处理部；1111、电磁阀；1121、一号水泵；1122、二号水泵；1130、水位开关；1131、一号水位开关；1132、二号水位开关；1133、三号水位开关；1140、空压机；1150、计时器。

具体实施方式

下面参考本发明的一个具体实例及所附图纸详细说明本发明的技术方案，附图的同一附图标记是指同一构成要素，特此说明。

发明的详细说明或专利申请范围的阐述中当一个构成要素“包括”另一个构成要素时，只要没有与此相反的记述，不得解释为只有该构成要素组成，而应理解为可以包括其他构成要素。

图1显示本发明的非点污染源消减装置内部结构。

如图1所示，本发明的非点污染源消减装置按顺序由沉砂池200、沉淀池300、流量调整池400及过滤池400组成。

另一方面，还有与上述结构并列的处理水池600和放流池700。

进水管11连接至沉砂池200一侧，含有漂浮物及泥沙等的雨水流入沉砂池200，从进水管11分流的放流管12连接至放流池700。

沉砂池200是将初期降雨中包含的体积较大的漂浮物或杂质等一次性清除的装置，内部平行排列多组滤膜210。

沉淀池300是为了二次清除微小粒子的手段，下端部形成开口的间壁310，增加所流入的雨水的滞留时间。

流量调整池400是为了通过沉淀池300的雨水在过滤池中均匀混合而调节过滤速度的手段。

过滤池400具有两层或更多的过滤层，污泥已经被清除的雨水从过滤池400的下端向上移动，顺次经过过滤层（510,520,530）而得到过滤。

处理水池600储存经过过滤池400的过滤水，放流池700是充分收集初期雨水后将流入的雨水放流的手段。

图2是图1显示的非点污染源消减装置的A-A剖面图。

沉砂池200的一侧连接进水管11。

进水管11的前端有以电动方式控制的电磁阀1111，如后所述，控制处理部800控制进水管11的开关。

沉砂池200中有竖直方向平行排列的多个滤膜210。

滤膜210阻断通过进水管11流入的雨水中包含的漂浮物质并使其沉淀。

图3显示了滤膜210的结构。

滤膜210是由金属管状结构的固定条211和上述固定条211上粘贴的板状无纺布212构成。

沿沉砂池200内壁上的导轨213上多个滤膜210以一定间距被固定。

进水管11的背面一侧在沉砂池200和沉淀池300之间形成一号侧壁110。

另一方面，沉砂池200的内壁上端如图2所示，形成连接沉砂池200和放流池700的溢水口13，溢水口13位于比一号侧壁110更高的位置。

流入沉砂池200的雨水与滤膜210冲撞，漂浮物质被一次性清除，装满沉砂池200时会溢出，越过一号侧壁110进入沉淀池300。

被作为沉砂池200的边界的一号侧壁110和作为流量调整池400边界的二号侧壁120将沉淀池300划分为不同区域。

一号侧壁110和二号侧壁120的中间是竖直方向立起来形成间壁310，间壁310下端部开口或距底面有一定距离。

而且一号侧壁110和二号侧壁120向沉淀池300中央突出形成多个吸水纸固定部件，每个吸水纸固定部件上都有吸水纸322粘附固定。

间壁310两侧向一号侧壁110和二号侧壁120突出形成多个吸水纸固定部件，吸水纸固定部件上都有吸水纸322粘贴固定。

吸水纸固定时最好倾斜并向下。

越过一号侧壁110进入的雨水沿一号侧壁110和间壁310之间的空隙落下，大部分顺次落向吸水纸322，这时雨水中的污泥被吸水纸322所吸附。

沉淀池300内部水位上升，通过间壁310下端部开口的空间311雨水在间壁310和二号侧壁120之间的空隙流动。

间壁310和二号侧壁120之间的空隙水位上升，雨水从下灌进使水位上升。这时雨水中的污泥被多个吸水纸322吸附。

如图2所示，间壁310的高度最高，然后是一号侧壁110，二号侧壁120上端高度最低。沉淀池300内水位达到二号侧壁120高度则会越过二号侧壁120进入流量调整池400。

为了清除雨水中的细小污泥等粒子，应该尽量保证雨水的滞留时间，雨水的移动路径设计为水平方向时，很难保证雨水的滞留时间，所以设计沉淀池300的流动方向为至下向上，降低雨水的流动速度，尽量提高滞留时间。

如果对沉淀池300的体积没有限制，单纯设计较大的沉淀池300也能确保滞留时间，但为了保证设备的紧凑并确保滞留时间才选择了此种结构。

流量调整池400被二号侧壁120和三号侧壁130分成不同区间。三号侧壁130的下端开口，或距底面起保持一定间距。

流量调整池400的下端部有一侧连通过滤池500的下端部。

流到流量调整池400的雨水流速明显降低，慢慢到达过滤池500下端并填满。

过滤池500的底面形成越接近三号侧壁130越低的底部倾斜面502，向过滤池500流动过程中，大部分的漂浮物和污泥被沉淀或吸附，但部分微小粒子还是会留下。

流速大大降低的状态下，粒子在底面沉淀，沿倾斜面502慢慢移动，被收集至流量调整池400的底面。

流量调整池400的下部一侧，如图1所示，有连接流量调整池400和沉砂池200的逆向移送管17。

如后所述，控制处理部800控制二号水泵1122的动作，被收集的反冲洗水和污泥等杂质通过逆向移送管17被移送走。

过滤池500有多个过滤层（510，520，530），这种过滤层(510,520,530)在离底部倾斜面502一定距离处被固定。

图4显示过滤池500的剖面结构。

如图4（a）所示，过滤池500具有三个过滤层（510，520，530）叠层结构。

各过滤层（510，520，530）具有沿上下端部边缘形成法兰的壳体内部充填过滤材料的结构，顺次叠放后用螺栓等紧固件相互连接固定。

各过滤层（510，520，530）底面和上面如图4（b）所示的结构，是由筛板结构件501构成的。

筛板结构件501中筛板条5011具有楔形剖面结构，以微小间距平行排列，上面放上固定条5012，接触部位点焊而制成。

因此，相邻的两个筛板条5011间的缝隙5013是越往上则越宽的结构。

通过缝隙5013灌进的雨水上升至过滤层（510，520，530）时，可防止较大粒子的异物的进入，这种结构也可防止异物堵塞筛板条5011。

一号过滤层510里可充填在水里浮起的EPS(expandablepolystyrene)过滤材料，可使用直径为2～4mm的发泡珠粒材料。

通过一号过滤层510的雨水通过EPS过滤材料而进行过滤。

二号过滤层520可充填使用活性炭，可将木材、褐煤、泥煤等用活化剂氯化锌或磷酸等药品处理，经烘干或木炭熏蒸后使用。

三号过滤层530可充填火山岩，可使用5～20mm大小的破碎颗粒。使用细长颗粒时容易堵塞，尽量使用5mm以上的颗粒。火山岩空隙大，含铁丰富，清除磷的效果会较好。

非点污染源处理中，清除磷非常重要，使用EPS滤料和活性炭后再使用火山岩，清除磷方面效果会更佳。

如图4（a）所示，过滤层（510，520，530）内部具有向下喷射洗涤水（或压缩空气）的喷嘴，而洗涤水排放管16的下面是多个喷嘴，如后所述，控制处理部800控制一号水泵1121的动作，向下面的过滤层（510，520，530）中充填的过滤材料喷射洗涤水（或压缩空气）。

如图4（a）所示，过滤池500中离一号过滤层510的下端面一定距离处设排气管15。

排气管15中向着过滤池500的下端面方向穿孔形成多个排气喷嘴。

如后所述，控制处理部800控制空压机1140运行，通过排气管15排放压缩空气，由此一号过滤层510下端面筛板结构件501上粘附的污泥或其他污物会被清除。

过滤池500的上端形成连通处理水池600的过滤水排放口14。

通过三号过滤层530到达上部的过滤水通过过滤水排放口14到达处理水池600。

图5是图1显示的非点污染源消减装置的B-B剖面图。

放流管12是进水管11在电磁阀1111前段向上分出来连至放流池700的。

如后所述，控制处理部800控制电磁阀1111的动作来关闭进水管11，因水压作用雨水沿放流管12进入放流池700。

如图1所示，放流管12是向上连接的，比进水管11的高度更高，这样进水管11开放状态下雨水不会进入放流管12。

放流池700的下端一侧是连接雨水管的管道，流入的雨水未经处理可直接排放。

处理水池600和放流池700之间间壁上端一侧是开口的，处理水池600的水位达到过滤水排放口14处，因过滤水排放口14的高度与处理水池600和放流池700之间间壁高度一致，过滤水会溢流至放流池700。

处理水池600内部有多个水位开关。

如图5所示，可确认有三个水位开关（1131，1132，1133），最下面的一号水位开关1131位于处理水池600的底面，能够监测到处理水池600中没有水的状态下经滤池500进入的过滤水。

三号水位开关1133位于过滤池500过滤水排放口14的正下方，能够监测到处理水池600已经装满。

二号水位开关1132位于一号水位开关1131和三号水位开关1133之间，能够监测到处理水池600内水位达到一定程度。

如图1及图5所示，沉砂池200和沉淀池300、流量调整池400及处理水池600的底面都有滤帽21。

滤帽21通过排水管18将雨水向外排放。滤帽21可使用普遍使用的产品。

图6是说明控制处理部和其他部件连接关系的功能框架图。

控制处理部800和多个水位开关、泵（1121，1122）、空压机1140和电磁阀1111还有计时器1150用电连接并控制它们。

一号水泵1121装在处理水池600里，将过滤水泵送至连接处理水池600的洗涤水排放管16。

二号水泵1122装在流量调整池400里，将流量调整池400下端收集的反冲洗水和污泥等异物通过逆向移送管17泵送至沉砂池200。

空压机1140是向排气管15供应压缩空气的手段，计时器1150是测定经过时间的手段，可使用普遍使用的产品。

控制处理部800与多个水位开关1130连接，根据事先设定的条件，启动电磁阀1111关闭进水管11。

例如，初期降雨进入一定时间后，关闭进水管11，如图5，具体来讲，一号水位开关1131监测水位，可判断初期雨水已经进入，此时计时器1150启动，经过事先设定好的时间（如1小时），启动电磁阀1111关闭进水管11。

通常1小时左右的初期降雨，可使路边的灰尘或垃圾等大部分冲掉，此后流入的雨水通过放流管12排放。或处理水池600装满后可关闭进水管11。

如图5所示，具体来讲，三号水位开关1133监测水位，判断处理水池600已装满，则启动电磁阀1111来关闭进水管11。

关闭进水管11后，控制处理部800启动计时器1150等候事先设定的时间，此后，重新启动电磁阀1111，打开进水管11。

计算通过排水管18的雨水排放量，预测处理水池600排空时间，设定经过这段时间后被关闭的进水管11重新打开，可准备好对应下次降雨时处理初期雨水。

满足控制处理部800事先设定的条件时，对过滤池500实施反冲洗。

例如，对于流入的雨水做了充分的过滤处理，没有更多雨水进入过滤池500时，可实施反冲洗。

如图1，具体来讲，处理水池600的水位达到一定值，初期降雨开始流入起经过一定时间后，启动电磁阀1111，关闭进水管11，可判断没有更多雨水进入过滤池500。

此后，经过事先设定的时间，在过滤池500对雨水完成充分的过滤后实施反冲洗。

控制处理部800启动计时器1150，经过事先设定好时间后，启动一号水泵1121。此时处理水池600内的水通过洗涤水排放管16来供应。

通过洗涤水排放管16的喷嘴，将洗涤水向过滤层（510，520，530）内排放，清除滤材之间的污染物质。

控制处理部800在启动一号水泵1121的同时启动空压机1140，空压机1140通过排气管15供应压缩空气，通过排气管15的喷嘴向过滤池500下端面向上喷出压缩空气。喷出的压缩空气用来反冲洗过滤池500的下端面。

经过这些过程完成反冲洗过程，过滤池中残留的反冲洗水和被清理下来的污泥沿底部倾斜面502进入流量调整池400。

控制处理部800启动二号水泵1122，将反冲洗水和污泥等异物通过逆向移送管17移送至沉砂池200。

例如，将一号水泵1121和空压机1140驱动事先设定好的时间（例如，5分钟），再经事先设定的时间（例如，10分钟），启动二号水泵1122。

控制处理部800启动一号水泵1121后，或二号水泵1122的运转结束后，可使二号水泵1122在事先设定好的时间内运行。

图7是说明如上所述的本发明的非点污染源消减装置处理雨水过程的框架图。

首先，降雨时路边堆积的泥沙或漂浮物等异物和各种污染物随雨水一起经进水管11进入沉砂池200，大体积的异物大部分在沉砂池200中被沉淀清理。

经沉砂池200的雨水进入沉淀池300，流速大大降低，沿竖直方向形成的沉淀池300内部路径流动，残留的污泥被吸水纸322吸附并清除。

通过沉淀池300的雨水经流量调整池400到达过滤池500底面，通过过滤池500底面的筛板结构件501均匀流入。

通过过滤池500阶段性过滤处理过的过滤水进入处理水池600并储存起来，储存的雨水通过排水管18慢慢排放。

电磁阀1111启动，关闭进水管11，雨水经放流管12流入放流池700，流入放流池700的雨水未经处理可直接排放至雨水管。

沉砂池200或处理水池600的水位达到一定程度之后，可越过放流池700直接向外排放。

以上通过几个实例了解了本发明的技术思想。

在本发明所属的技术领域内具有通常知识的人根据本发明的记述事项对上述实例可进行多种变更。另外虽然没有明确图示或说明，本发明所属的技术领域内具有通常知识的人根据本发明的记录事项将其技术思想所进行多种变形，这依然属于本发明的权利范围，特此声明。所附图纸是为了通过上述实例说明本发明的目的而做出的，本发明的权利范围不应解释为仅限于此类实例。

Claims (5)

1.非点污染源消减装置，其特征在于，包括：沉砂池，所述沉砂池一侧连接进水管，另一侧侧壁上端连通沉淀池，并且内部排列有多个滤膜；沉淀池，其内部设有底部开口或距底面一定距离的间壁，间壁或两个侧壁上突出形成多个吸水纸固定附件；流量调整池，一个侧壁上端连通沉淀池，另一侧连接过滤池底部；过滤池，有两个以上的过滤层，连通处理水池的过滤水排水管；及储藏经过滤池的过滤水的处理水池。

2.根据权利要求1所述的非点污染源消减装置，其特征在于，所述处理水池内部，装有根据所述处理水池的水位而动作的两个以上的水位开关；可开关所述进水管的电磁阀；及控制所述水位开关及电磁阀动作的控制处理部。

3.根据权利要求2所述的非点污染源消减装置，其特征在于，处理水池连通放流池；从所述进水管的电磁阀前端向上分出来的放流管连接所述放流池；所述控制处理部在初期降雨过了一定时间或过滤水水位达到所述水位开关中任何一个设定水位，则所述电磁阀启动关闭所述进水管。

4.根据权利要求2所述的非点污染源消减装置，其特征在于，离所述过滤池下端面一定距离处，装有向所述过滤池的下端面方向形成多个空气排放喷嘴的排气管；所述排气管接空压机；所述过滤池内部设置形成多个洗涤水喷嘴的洗涤水排放管；所述处理水池内设置将所述处理水池内部的水供应给所述洗涤水排放管的一号水泵；所述控制处理部间歇性地启动所述空压机和所述一号泵。

5.根据权利要求4所述的非点污染源消减装置，其特征在于，所述过滤池下端部有向流量调整池方向向下倾斜的底部倾斜面；所述流量调整池下端和所述沉砂池通过逆向移送管连接；所述流量调整池内设置将收集在所述流量调整池下端部的反冲洗水通过所述逆向移送管向所述沉砂池内移送的二号水泵；所述控制处理部启动所述一号水泵后一段时间，再启动二号水泵。