CN106865642B - 道路雨水径流污染控制系统及其处理方法 - Google Patents

道路雨水径流污染控制系统及其处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种道路雨水径流污染控制系统及其处理方法，道路雨水收集单元位于机动车道与人行道之间的隔离带下部，进水室内的溢水板将进水室分隔成独立的处理室和溢流室，处理室包括上部用于储存雨水的空腔和下部用于对雨水处理及净化的填料组件，填料组件顶部设有透水筛板，溢水板下部具有与溢流室相通的滤水出口，且溢水板上部具有处理室上部与溢流室相通的溢水口；道路雨水储存单元位于人行道一侧的绿化带下部，覆土层、砂砾填充层和蓄水池从上至下设置，溢流室下部的出水口通过雨水管与蓄水池相通，蓄水池下部的出水口与出水管连接，出水管的上部设有控制阀。本发明在保障道路雨水顺畅排放的同时，对径流污染在源头上实现有效控制及充分利用。

Description

道路雨水径流污染控制系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及一种道路雨水径流污染控制系统及其处理方法，属于环境工程技术领域。
背景技术
随着我国城市化的快速发展，越来越多的城市受到了环境问题的困扰，其中道路雨水径流污染问题表现尤为突出。道路作为城市汇水面的重要组成部分,是城市受纳水体非点源污染的主要污染源之一，其染物来源主要有:轮胎磨损、药剂使用、油类泄漏、杀虫剂和肥料的使用、固体废物等，污染成分主要包括有机或无机化合物、重金属类化合物、氮、磷、油类污染物等[陈丽，周围，城市道路雨水收集与利用技术浅析[J].北方交通，2014年，增刊，56-59]。路面雨水径流因其污染强度高、成分复杂、对城市地表水体影响严重等特点而引起众多研究者的关注。
国内对于道路雨水多采用“边沟-雨水口-市政管线”或“急流槽-明沟/明渠”的处理模式，这种模式会导致大量的雨水径流进入市政管网，给后续市政污水处理系统造成较大的冲击负荷。同时，还容易引起溢流及面源污染，不仅导致内涝、面源污染以及道路雨水径流问题严重，也造成水资源的严重浪费，严重违背了海绵城市的发展理念。
为解决路面源污染以及道路雨水径流和水资源的严重浪费的问题，目前城市道路雨水处理采用进水室、配水室、生物滞留净化室和溢流室的多室结构，进水室和配水室可有效去除雨水径流中的较大颗粒物和较小颗粒物，防止生物滞留净化室堵塞，而生物滞留净化室设有砂滤层，而净化后的出水通过设置在砾石层内的排水管排入市政管网中。虽然该技术能对雨水逐级实现雨水径流漂浮物、颗粒物和溶解性污染物的分级净化，但也存在着对重金属类化合物、氮、磷、油类等污染物处理效果不佳的问题，因此处理后排水只能进入市政管网，无法实现就地利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种道路雨水径流污染控制系统及其处理方法，能对初期雨水进行过滤和对污染物处理，有效控制道路雨水径流污染，在保障道路雨水顺畅排放的同时，对径流污染在源头上实现有效控制及充分利用。
本发明为达到上述目的的技术方案是：一种道路雨水径流污染控制系统，包括道路雨水收集单元与道路雨水储存单元，
所述道路雨水收集单元位于机动车道与人行道之间的隔离带下部，道路雨水收集单元包括与路面集水口相通的进水室，设置在进水室内的溢水板将进水室分隔成独立的处理室和溢流室，且处理室包括上部用于储存雨水的空腔和下部用于对雨水处理及净化的填料组件，填料组件顶部设有透水筛板，且填料组件包括上层的沸石层、中层的陶粒层以及底部的砂砾层，溢水板下部具有与溢流室相通的滤水出口，且溢水板上部具有处理室上部与溢流室相通的溢水口；所述的道路雨水储存单元位于人行道一侧的绿化带下部，道路雨水储存单元包括从上至下设置的覆土层、砂砾填充层和蓄水池，覆土层上面种植绿化植物，且砂砾填充层和蓄水池之间设有透水筛板，溢流室下部的出水口通过雨水管与蓄水池相通，蓄水池下部的出水口与出水管连接，出水管的上部设有控制阀。
其中：所述沸石层的厚度在0.2-0.6m，且沸石粒径为10-20mm；所述的陶粒层的厚度在0.2-0.6m，且陶粒粒径在10-20mm；所述的砂砾层的厚度在0.2-0.6m，且砂砾粒径为10-20mm。
所述的雨水管从溢流室到蓄水池向下斜设置。
所述进水室顶部设有检查井。
所述的蓄水池由PP材料制成具有箱壁和箱底板的下箱体和没有箱底板的上箱体，且上箱体和下箱体上设有加强筋，所述的上箱体至少一个以上。
本发明道路雨水径流污染控制系统的处理方法，其特征在于：包括以下步骤，
⑴、在下雨初期，道路径流上的雨水通过马路上的雨水收集进水口进入到道路雨水收集单元的处理室内，雨水自上而下透过填料组件，对初期污染较重的雨水净化；
⑵、经过净化后的雨水从底部流入溢流室内，随后通过雨水管进入到雨水储存单元中的蓄水池内储存；
⑶、随着降雨量的加大，当道路雨水收集单元中的填料组件处理能力逐渐跟不上后期雨水进入的速度，且雨水液位在处理室内逐渐升高，随后达到了溢水板的高度，从而溢流到溢流室中，通过雨水管进入到雨水蓄水池中，且雨水蓄水池中的雨水经出水管用于道路清洗以及绿化灌溉。
本发明的道路雨水径流污染控制系统包括道路雨水收集单元与道路雨水储存单元，而道路雨水收集单元具有设置在隔离带下部并与路面集水口相通的进水室，通过溢水板将进水室分隔成独立的处理室和溢流室,而处理室内在储存雨水的空腔的下部设有用于对雨水处理及净化的填料组件。填料组件上层的沸石层具有很强的吸附能力，可以有效去除雨水中的氨氮及有机污染物；中间的陶粒层表面有良好的均质多微孔结构，可以有效截流初期雨水中的悬浮物，油类、氮磷污染物、重金属类等污染物，属于初期雨水的深度处理；底层的砂砾层主要起结构支撑作用，同时其过滤功能也可进一步净化雨水，使填料组件具有较好的协同作用，而对道路雨水径流污染进行有效处理。
本发明可采用进水室将道路径流雨水中的初期雨水单独分开，利用填料组件的多种吸附能力，针对性地对雨水中的有机化合物、重金属、氮磷、油类污染物等进行处理净化，有效控制道路雨水径流污染。本发明设有道路雨水储存单元，可将雨水中的初期雨水进行处理而存入道路雨水储存单元的蓄水池内，收集的雨水用于道路的清洁以及绿化浇灌，实现了雨水的再利用。本发明实现了初期雨水的就地处理，无需电力供应，自动化程度高，易于推广，同时也避免了将其排入市政管网中，尤其能适合于市政管网建设不到位的场合。本发明将初期雨水调控、入渗、过滤、蓄流等多种技术有机结合，保障道路雨水顺畅排放的同时，对径流污染在源头上实现有效控制及充分利用，解决城市道路排洪压力大、路面径流污染严重、雨水资源流失严重、以及生态环境破坏的技术问题。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。
图1是本发明道路雨水径流污染控制系统的结构示意图。
图2是道路雨水收集单元俯视结构示意图。
其中：1—机动车道，2—路缘石，3—检查井，4—溢水板，4-1—溢水口，4-2—滤水出口，5—进水室，5-1—进水口，5-2—出水口，6—人行道，7—砂砾填充层，8—植物，9—覆土层，10—控制阀，11—出水管，12—透水筛板，13—蓄水池，13-1—进水口，13-2—下箱体，13-3—上箱体，13-4—出水口，14—雨水管，15—溢流室，16—填料组件，16-1—沸石层，16-2—陶粒层，16-3—砂砾层，17—透水筛板，18—处理室。
具体实施方式
见图1所示，本发明的一种道路雨水径流污染控制系统，包括道路雨水收集单元与道路雨水储存单元。
见图1、2所示，本发明的道路雨水收集单元位于机动车道1与人行道6之间的隔离带下部，道路雨水收集单元包括与路面集水口相通的进水室5，路面集水口一般位于机动车道1边上的路缘石2处，而路面集水口处设有滤条，隔离大的如树叶等杂物，而进水室5上部设有进水口5-1，使进入路面集水口内的雨水收集并流入进水室5内。
见图1、2所示，本发明的进水室5包括四周的井壁以及底板，进水室5可采用各种形状，进水室5也可采用现有的弃流井，进水室5顶部设有检查井3，方便观察和维护，设置在进水室5内的溢水板4将进水室5分隔成独立的处理室18和溢流室15，且溢水板4上部具有处理室18上部与溢流室15相通的溢水口4-1，该溢水板4的高度低于进水室5的高度，该溢水板4的高度可高于进水室5的进水口5-1，当雨水液位在进水室5中逐渐升高，随后达到了溢水板4的高度，从而溢流到溢流室15中。
见图1、2所示，本发明处理室18包括上部用于储存雨水的空腔和下部用于对雨水处理及净化的填料组件16，填料组件16顶部设有透水筛板17分隔，以截留相对较大的漂浮物及较大颗粒物，使其下部的填料组件16可靠运行。
见图1所示，本发明的填料组件16包括上层的沸石层16-1、中层的陶粒层16-2以及底部的砂砾层16-3，该沸石层16-1的厚度在0.2-0.6m，且沸石粒径为10-20mm，如沸石层16-1的厚度在0.3-0.5m，本发明的沸石为现有产品，可利用沸石强大的吸附能力，有效去除雨水中的氨氮及有机污染物。本发明的陶粒层16-2的厚度在0.2-0.6m，且陶粒粒径在10-20mm，如陶粒层16-2的厚度在0.3-0.5m，该陶粒可采用现有产品，利用其表面有良好的均质多微孔结构，能有效截流初期雨水中的悬浮物，油类、氮磷污染物、重金属类等污染物，而底层的砂砾层16-3的厚度在0.2-0.6m，且砂砾粒径为10-20mm，通过砂砾层16-3对上部的填料层起支撑作用，同时其过滤功能也可进一步净化雨水。
见图1所示，本发明溢水板4下部具有与溢流室15相通的滤水出口4-2，溢水板4在砂砾层16-3底部靠近溢流室15的一侧设有滤水出口4-2，将处理后的雨水进入溢流室15，进而通过雨水管14排入蓄水池13内存储。
见图1所示，本发明道路雨水储存单元位于人行道6一侧的绿化带下部，道路雨水储存单元包括从上至下设置的覆土层9、砂砾填充层7和蓄水池13，覆土层9上面种植绿化植物8，砂砾填充层7厚度为0.2-0.6m，粒径为10-20mm，且砂砾填充层7和蓄水池13之间设有透水筛板12，使少量的雨水经覆土层9和砂砾填充层7过滤后进入蓄水池13内。
见图1所示，本发明溢流室15下部的出水口5-2通过雨水管14与蓄水池13相通，将净化处理后的雨水排至蓄水池13内，该雨水管14从溢流室15到蓄水池13向下斜设置，使雨水可自流进入蓄水池13内，而蓄水池13下部的出水口13-4与出水管11连接，出水管11的上部设有控制阀10，通过控制阀10将蓄水池13中的雨水可用于道路清洗以及绿化灌溉，实现了雨水的再利用。
本发明的蓄水池13由PP材料制成具有箱壁和箱底板的下箱体13-2和没有箱底板的上箱体13-3，将下箱体13-2和上箱体13-3进行组装密封而能形成蓄水模块，下箱体13-2上设有进水口13-1和出水口13-4用于连接雨水管14和出水管11，且上箱体13-3和下箱体13-2上设有加强筋，可在箱体的箱壁或/箱内设有加强筋该上箱体13-3至少一个以上，可根据蓄水量设置蓄水池13的大小进行组装，避免将雨水再排入市政管网中，能适合于市政管网建设不到位的场合。
本发明道路雨水径流污染控制系统的处理方法，包括以下步骤。
⑴、在下雨初期，道路径流上的雨水通过马路上的雨水收集进水口进入到道路雨水收集单元的处理室18内，雨水自上而下透过填料组件16，对初期污染较重的雨水净化。
⑵、经过净化后的雨水从底部流入溢流室15内，随后通过雨水管14进入到雨水储存单元中的蓄水池13内储存。
⑶、随着降雨量的加大，当道路雨水收集单元中的填料组件16处理能力逐渐跟不上后期雨水进入的速度，且雨水液位在处理室18内逐渐升高，随后达到了溢水板4的高度，从而溢流到溢流室15中，通过雨水管14进入到雨水蓄水池13中，雨水蓄水池13中的雨水经出水管11用于道路清洗以及绿化灌溉。
南方城市年降雨量为1110mm，城市道路雨水径流污染较为严重，径流中浊度40NTU，BOD5为35mg/L，溶解性总固体约4000mg/L，氨氮约25mg/L。采用本发明的道路雨水径流污染控制系统及其处理方法后，雨水径流中的浊度降低80-90％，BOD5降低60-80％，溶解性总固体降低80-90％，氨氮降低55-75％，水质得到明显改善，处理后的水体可储存在蓄水池13中，满足《城市污水再生利用城市杂用水水质GB/T 18920-2002》中关于道路清扫与城市绿化的要求，可用于当地道路清洗与绿化灌溉。

Claims (5)

1.一种道路雨水径流污染控制系统，包括道路雨水收集单元与道路雨水储存单元，所述道路雨水收集单元位于机动车道(1)与人行道(6)之间的隔离带下部，道路雨水收集单元包括与路面集水口相通的进水室(5)，设置在进水室(5)内的溢水板(4)将进水室(5)分隔成独立的处理室(18)和溢流室(15)，且处理室(18)包括上部用于储存雨水的空腔和下部用于对雨水处理及净化的填料组件(16)，填料组件(16)顶部设有透水筛板(17)，且填料组件(16)包括上层的沸石层(16-1)、中层的陶粒层(16-2)以及底部的砂砾层(16-3)，溢水板(4)下部具有与溢流室(15)相通的滤水出口(4-2)，且溢水板(4)上部具有处理室(18)上部与溢流室(15)相通的溢水口(4-1)；所述的道路雨水储存单元位于人行道(6)一侧的绿化带下部，道路雨水储存单元包括从上至下设置的覆土层(9)、砂砾填充层(7)和蓄水池(13)，覆土层(9)上面种植绿化植物(8)，且砂砾填充层(7)和蓄水池(13)之间设有透水筛板(12)，溢流室(15)下部的出水口(5-2)通过雨水管(14)与蓄水池(13)相通，蓄水池(13)下部的出水口与出水管(11)连接，出水管(11)的上部设有控制阀(10)；所述的蓄水池(13)由PP材料制成具有箱壁和箱底板的下箱体(13-2)和没有箱底板的上箱体(13-3)，且上箱体(13-3)和下箱体(13-2)上设有加强筋，所述的上箱体(13-3)至少一个以上。
2.根据权利要求1的道路雨水径流污染控制系统，其特征在于：所述沸石层(16-1)的厚度在0.2-0.6m，且沸石粒径为10-20mm；所述的陶粒层(16-2)的厚度在0.2-0.6m，且陶粒粒径在10-20mm；所述的砂砾层(16-3)的厚度在0.2-0.6m，且砂砾粒径为10-20mm。
3.根据权利要求1的道路雨水径流污染控制系统，其特征在于：所述的雨水管(14)从溢流室(15)到蓄水池(13)向下斜设置。
4.根据权利要求1的道路雨水径流污染控制系统，其特征在于：所述进水室(5)顶部设有检查井(3)。
5.根据权利要求1的道路雨水径流污染控制系统的处理方法，其特征在于：包括以下步骤，
⑴、在下雨初期，道路径流上的雨水通过马路上的雨水收集进水口进入到道路雨水收集单元的处理室(18)内，雨水自上而下透过填料组件(16)，对初期污染较重的雨水净化；
⑵、经过净化后的雨水从底部流入溢流室(15)内，随后通过雨水管(14)进入到雨水储存单元中的蓄水池(13)内储存；
⑶、随着降雨量的加大，当道路雨水收集单元中的填料组件(16)处理能力逐渐跟不上后期雨水进入的速度，且雨水液位在处理室(18)内逐渐升高，随后达到了溢水板(4)的高度，从而溢流到溢流室(15)中，通过雨水管(14)进入到雨水蓄水池(13)中，且雨水蓄水池(13)中的雨水经出水管(11)用于道路清洗以及绿化灌溉。
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