CN106759772A - 一种初期雨水径流污染防治系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种初期雨水径流污染防治系统，包括初期雨水收集装置和初期雨水处理装置，初期雨水收集装置包括雨水收集池和水流启闭装置，水流启闭装置用于在收集池集满时关闭其进水管道；初期雨水处理装置包括压力传感单元、泵体单元和与泵体单元输出端相连的处理单元。本发明还公开了初期雨水径流污染防治方法，通过对收集池的位置和容积的确定建造收集池，并在预定的时间间隔内对收集池中雨水净化处理。本发明通过设定两场初期雨水之间的时间间隔，实现初期雨水的有效收集，减少了处理单元的负荷。还通过考虑集雨区内最不利点的汇流时间确定收集池容积，更加精确的处理初期雨水造成的径流污染，起到良好的初期雨水径流污染防治的目的。

Description

一种初期雨水径流污染防治系统及方法

技术领域

本发明涉及水务工程或者环境工程技术领域，特别是涉及一种初期雨水径流污染防治系统及方法。

背景技术

城市广场是城市外部空间的重要组成部分，是人们户外交流的重要活动场所，历来有着“城市客厅”的美誉。随着城市化的不断发展，城市原有的自然生态环境渐渐消失，人们对高品质的生存环境需求逐步提高，对城市广场的低碳建设与管理提出了更高的要求。但是城市广场的硬质化建设，城市地面被透水性较差的地面取代，导致城市雨水资源被白白浪费，同时由于初期雨水溶解了空气中的污染性气体以及地表的大量污染物质，其污染程度较后期雨水高出许多，所以若直接将初期雨水排放至市政排水管渠系统，会造成径流污染或内涝灾害。

如上所述，由于城市广场是城市雨水大量汇聚的场地，如何利用这一点创设一种新的城市初期雨水径流污染防治系统及方法，以实现城市雨水的收集和利用，使其形成生态可持续型目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种初期雨水径流污染防治系统，使其准确的收集具有污染物的初期雨水，并对其净化处理，从而克服现有的初期雨水径流污染的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种初期雨水径流污染防治系统，包括初期雨水收集装置和初期雨水处理装置，

所述初期雨水收集装置包括雨水收集池和安装在所述雨水收集池进水管道上的水流启闭装置，所述水流启闭装置在所述雨水收集池集满水时，关闭所述雨水收集池的进水管道；

所述初期雨水处理装置包括设置在所述雨水收集池中的压力传感单元和泵体单元，以及与泵体单元输出端相连的处理单元，所述压力传感单元在监测到所述雨水收集池中的水位达到一定高度时启动所述泵体单元，所述泵体单元将雨水抽送到所述处理单元进行净化处理。

作为本发明的一种改进，所述水流启闭装置包括控制装置和与其连接并由其控制的闸门，所述闸门设置于所述雨水收集池的进水管道上，由所述控制装置控制实现所述雨水收集池进水管道的启闭。

进一步改进，所述初期雨水收集装置还设有锁定计时单元，所述锁定计时单元与所述水流启闭装置相连接，当所述水流启闭装置的闸门关闭时，所述锁定计时单元开始计时，同时所述锁定计时单元对所述闸门在设定的时间间隔内锁定，当计时超过设定的时间间隔，所述锁定计时单元释放对所述闸门的锁定。

进一步改进，所述雨水收集池的进水管道与集雨区地面呈45°斜交。

进一步改进，所述进水管道上垂直向下安装有止回阀。

进一步改进，所述雨水收集池的容积V为：V＝δ*S*H*(T+t),其中V为收集池容积；δ为径流系数；S为集雨区面积；H为区域初期雨水降雨强度；T为初期雨水降雨时间等级标准；t为集雨区内收集池的汇流时间；

所述初期雨水处理装置的处理规模P为：P＝V/D,其中V为收集池容积,D为预设的收集两场初期雨水之间的时间间隔。

本发明还提供一种初期雨水径流污染防治方法，包括如下步骤：

(1)确定集雨范围，并根据集雨范围内排水分区情况确定雨水收集池位置；

(2)计算所述雨水收集池容积，所述雨水收集池容积的计算公式为：

V＝δ*S*H*(T+t)

其中，V为收集池容积；δ为径流系数；S为集雨区面积；H为区域初期雨水降雨强度；T为初期雨水降雨时间等级标准；t为集雨区内收集池的汇流时间；

(3)根据步骤(1)和(2)建造所述雨水收集池，并在所述雨水收集池的进水管道上安装水流启闭装置，所述水流启闭装置在所述雨水收集池集满水时，关闭所述雨水收集池的进水管道，使后期雨水直接进入城市排水管渠系统；

(4)在预定的两场初期雨水之间的时间间隔内对所述雨水收集池中的雨水进行净化处理。

进一步改进，所述方法还包括锁定计时步骤，所述锁定计时步骤通过与所述水流启闭装置相连接的锁定计时单元实现，当所述水流启闭装置的闸门关闭时，所述锁定计时单元开始计时，同时所述锁定计时单元控制所述闸门在所述预设的时间间隔内不再开启，当计时超过预设的时间间隔，所述锁定计时单元释放对所述闸门的锁定。

进一步改进，所述步骤(4)中对雨水进行净化处理的处理单元的处理规模P为：P＝V/D,其中V为收集池容积,D为预设的收集两场初期雨水之间的时间间隔。

进一步改进，所述步骤(4)中对雨水净化处理的步骤包括：当设置在所述雨水收集池中的压力传感单元监测到所述雨水收集池中的水位达到一定高度时，通过设置在所述雨水收集池中的泵体单元将雨水抽送到处理单元进行净化处理；

所述处理单元的净化步骤包括一级处理步骤和二级处理步骤，所述一级处理步骤采用浮渣隔离和沉淀截污方法，所述二级处理步骤采用化学絮凝及沉淀法处理工艺或生化处理工艺。

采用上述的技术方案，本发明至少具有以下优点：

1.本发明通过设置初期雨水收集装置，对初期有污染物的雨水进行单独收集，避免该初期雨水对市政排水管渠系统的污染；并通过设定收集两场初期雨水之间的时间间隔，进行初期雨水有效收集和逐天处理，采用便携式污水处理装置即可完成初期雨水的净化处理。

2.本发明通过充分考虑初期雨水的降雨强度、降雨历时，特别是考虑到集雨区面积和集雨区内最不利点的汇流时间，最终确定收集池的容积，使该系统和方法更加精确的处理初期雨水造成的径流污染，起到良好的初期雨水径流污染防治的目的。

3.本发明通过设置锁定计时单元，在所述水流启闭装置的闸门关闭时，所述锁定计时单元开始计时，同时控制所述闸门在设定的时间间隔内不再开启，当计时超过设定的时间间隔，所述锁定计时单元再释放所述闸门，良好的实现了对初期雨水的定义和收集，减少了雨水处理装置的负荷，节约成本，环保可行。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明初期雨水径流污染防治方法的流程示意图。

图2是本发明初期雨水径流污染防治系统的结构示意图。

具体实施方式

本实施例以城市广场的初期雨水收集与径流污染防治为例，具体阐述本发明的技术方案，不应理解为是对本申请方案的任何限制。

参照附图1所示，本实施例城市广场初期雨水径流污染防治方法包括如下步骤：

(1)首先确定城市广场集雨范围，该步骤需要因地制宜的根据城市广场排水分区确定集雨区边界，以完整地收集城市广场初期雨水。

(2)进行初期雨水收集池选址，根据排水分区分别确定各个初期雨水收集池的位置。

(3)计算初期雨水收集池的容积，该步骤需要综合考虑初期雨水的降雨强度、降雨历时、以及集雨区的汇流时间，最终计算收集池的容积。

本实施例中可根据设定的初期雨水降雨强度，如10mm/h，和降雨历时，如0.2h，来计算该收集池的容积。也可参照2014最新全国各城市暴雨强度公式，以及考虑排水分区内最不利点的汇流时间，计算得出初期雨水收集池容积，该计算公式如下：

V＝δ*S*H*(T+t)

其中，V为收集池容积，m³；δ为径流系数，％；S为集雨区面积，m²；H为区域初期雨水降雨强度，mm/h；T为初期雨水降雨时间等级标准，h；t为集雨区内收集池的汇流时间，h。

(4)设置初期雨水收集装置，该初期雨水收集装置包括上述用于收集初期雨水的雨水收集池。在建造该收集池时，需要对设备规模、建造成本与收集效果进行综合考虑。

参照附图2所示，可利用城市广场现有的雨水收集管网1(如边沟)收集，对初期雨水进行截留，节约建造成本，并提高收集效果。该雨水收集池3安装在边沟下部，且将雨水收集池3的进水管道2与排水边沟呈45°斜交。

为了防止雨水收集池3中的雨水倒流，该雨水收集池3的进水管道2上垂直向下安装止回阀6，保证了初期雨水只能流进、不能流出。

该初期雨水收集装置还包括安装在雨水收集池3进水口处的水流启闭装置10，当初期雨水流量累积超过初期雨水收集池容积时，水流启闭装置10的闸门自动关闭，后期雨水直接进入城市广场排水管渠系统。

其中，该水流启闭装置10包括闸门与控制装置，该闸门设置于收集池进水管道2上，用于控制进水管道的通断；该控制装置与闸门连接，用于控制该闸门的启闭。

该控制装置包括动力机构、固定部、活动部和牵引部，该固定部固定安装在收集池进水口的上方，该固定部内穿设有转轴；该活动部套设在转轴上且在动力机构的带动下能绕转轴转动；该牵引部的一端连接活动部，另一端连接闸门，则该牵引部在活动部绕转轴转动时能牵引闸门实现闸门的开启或关闭。当然，该控制装置还可以采用现有其它结构设置，实现与闸门连接并控制该闸门的启闭。

另外，该初期雨水收集装置还设置有锁定计时单元，该锁定计时单元与上述水流启闭装置10相连。当雨水收集池3集满后水流启闭装置10的闸门关闭时，该锁定计时单元开始计时，同时该锁定计时单元控制该闸门在设定的时间间隔(如一周)内不再开启，当计时超过设定的时间间隔，该锁定计时单元释放对闸门的锁定，完成该计时周期，从下次水流启闭装置10的闸门关闭开始进入新的计时周期。

(5)设置初期雨水处理装置，由于初期雨水的定义是从环境、水质的角度来讲的，可根据实际情况设定两场雨之间的时间间隔(D，d)大于若干天(如一周)才算两场初期雨水，则该时间间隔周期内可对该初期雨水进行雨后逐天处理，该初期雨水处理装置的处理规模为：P＝V/D，m³/d。可得出该初期雨水处理装置为便携式处理装置，起到节约成本的目的。

在预定的两场初期雨水之间的时间间隔D内对该雨水收集池3中的雨水进行净化处理。其具体为：该初期雨水处理装置包括设置在雨水收集池3中的压力传感单元、水泵7和处理单元4，该压力传感单元包括高位探头8和低位探头9，当高位探头8监测到雨水收集池3中的水位达到预定高度时启动水泵7，该水泵7将初期雨水抽送到处理单元4进行净化处理，经处理单元4净化处理后的雨水再从出水管5排出。

(6)确定初期雨水处理系统工艺，因为城市广场的初期雨水主要污染物为SS、COD、油污等，因此一级处理步骤可采用浮渣隔离、沉淀截污等方法，二级处理步骤可采用化学絮凝及沉淀法处理工艺或生化处理工艺。

当然，在上述城市广场初期雨水径流污染防治方法的基础上，形成应用该方法的城市广场初期雨水径流污染防治系统，该系统包括上述初期雨水收集装置和初期雨水处理装置。该初期雨水收集装置和初期雨水处理装置的具体结构均同上所述，在此不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种初期雨水径流污染防治系统，其特征在于，包括初期雨水收集装置和初期雨水处理装置，

所述初期雨水收集装置包括雨水收集池和安装在所述雨水收集池进水管道上的水流启闭装置，所述水流启闭装置在所述雨水收集池集满水时，关闭所述雨水收集池的进水管道；

所述初期雨水处理装置包括设置在所述雨水收集池中的压力传感单元和泵体单元，以及与泵体单元输出端相连的处理单元，所述压力传感单元在监测到所述雨水收集池中的水位达到一定高度时启动所述泵体单元，所述泵体单元将雨水抽送到所述处理单元进行净化处理。

2.根据权利要求1所述的初期雨水径流污染防治系统，其特征在于，所述水流启闭装置包括控制装置和与其连接并由其控制的闸门，所述闸门设置于所述雨水收集池的进水管道上，由所述控制装置控制实现所述雨水收集池进水管道的启闭。

3.根据权利要求2所述的初期雨水径流污染防治系统，其特征在于，所述初期雨水收集装置还设有锁定计时单元，所述锁定计时单元与所述水流启闭装置相连接，当所述水流启闭装置的闸门关闭时，所述锁定计时单元开始计时，同时所述锁定计时单元对所述闸门在设定的时间间隔内锁定，当计时超过设定的时间间隔，所述锁定计时单元释放对所述闸门的锁定。

4.根据权利要求1所述的初期雨水径流污染防治系统，其特征在于，所述雨水收集池的进水管道与集雨区地面呈45°斜交。

5.根据权利要求4所述的初期雨水径流污染防治系统，其特征在于，所述进水管道上垂直向下安装有止回阀。

6.根据权利要求1所述的初期雨水径流污染防治系统，其特征在于，所述雨水收集池的容积V为：

V＝δ*S*H*(T+t),

其中，V为收集池容积；δ为径流系数；S为集雨区面积；H为区域初期雨水降雨强度；T为初期雨水降雨时间等级标准；t为集雨区内收集池的汇流时间；

所述初期雨水处理装置的处理规模P为：P＝V/D,其中V为收集池容积,D为预设的收集两场初期雨水之间的时间间隔。

7.一种初期雨水径流污染防治方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)确定集雨范围，并根据集雨范围内排水分区情况确定雨水收集池位置；

(2)计算所述雨水收集池容积，所述雨水收集池容积的计算公式为：

V＝δ*S*H*(T+t)

其中，V为收集池容积；δ为径流系数；S为集雨区面积；H为区域初期雨水降雨强度；T为初期雨水降雨时间等级标准；t为集雨区内收集池的汇流时间；

(3)根据步骤(1)和(2)建造所述雨水收集池，并在所述雨水收集池的进水管道上安装水流启闭装置，所述水流启闭装置在所述雨水收集池集满水时，关闭所述雨水收集池的进水管道，使后期雨水直接进入城市排水管渠系统；

(4)在预定的两场初期雨水之间的时间间隔内对所述雨水收集池中的雨水进行净化处理。

8.根据权利要求7所述的初期雨水径流污染防治方法，其特征在于，所述方法还包括锁定计时步骤，所述锁定计时步骤通过与所述水流启闭装置相连接的锁定计时单元实现，当所述水流启闭装置的闸门关闭时，所述锁定计时单元开始计时，同时所述锁定计时单元控制所述闸门在所述预设的时间间隔内不再开启，当计时超过预设的时间间隔，所述锁定计时单元释放对所述闸门的锁定。

9.根据权利要求7所述的初期雨水径流污染防治方法，其特征在于，所述步骤(4)中对雨水进行净化处理的处理单元的处理规模P为：P＝V/D,其中V为收集池容积,D为预设的收集两场初期雨水之间的时间间隔。

10.根据权利要求9所述的初期雨水径流污染防治方法，其特征在于，所述步骤(4)中对雨水净化处理的步骤包括：当设置在所述雨水收集池中的压力传感单元监测到所述雨水收集池中的水位达到一定高度时，通过设置在所述雨水收集池中的泵体单元将雨水抽送到处理单元进行净化处理；

所述处理单元的净化步骤包括一级处理步骤和二级处理步骤，所述一级处理步骤采用浮渣隔离和沉淀截污方法，所述二级处理步骤采用化学絮凝及沉淀法处理工艺或生化处理工艺。