CN107326997A - 一种用于处理道路初期径流与雨水回用系统 - Google Patents

一种用于处理道路初期径流与雨水回用系统 Download PDF

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Abstract

一种用于处理道路初期径流与雨水回用系统，包括拦污单元、分隔单元、净水单元、集水单元和检查井。所述分隔单元是由转轴和旋转隔板组成，所述净水单元是由填料层、土工布、砾石和穿孔管道组成，所述集水单元是由连通管、吸水棒和集水槽组成。通过分隔单元实现对道路初期径流的分离，利用净水单元对初期径流中的主要污染物进行处理，可以有效降低管道中污染物的含量，同时通过集水单元实现雨水的收集与再利用，装置简易，易于养护，可以带来显著的社会效益和环境效益。

Description

一种用于处理道路初期径流与雨水回用系统
技术领域
本发明涉及给排水工程领域，具体涉及一种用于处理道路初期径流与雨水回用系统。
背景技术
自20世纪70年代以来，国际城市雨洪控制理念发生转变，雨水蓄渗、缓排、利用等已成为雨水管理的重要内容，很多国家致力于雨水利用技术研究和开发，使用法律、经济、技术等多种手段，从水量和水质管理两个角度，通过工程以及非工程的多种措施实行“生态排水”，促使降水尽可能进入自然水循环过程，从而减少进入城市排水系统的雨水量，促进雨水的资源化利用，减轻城市洪涝灾害、降低城市污水处理负荷和建设费用，维护城市水循环的生态平衡。
目前随着我国城市规模的不断扩大，土地利用类型变化巨大，不透水路面比重逐渐增加，地面径流系数显著增大，城市降雨径流量陡增。已有的研究表明，以有机物及营养物质的含量指标衡量雨水和不同下垫面径流水质的优劣，其次序为:天然降水>屋面径流>广场径流>路面径流。路面雨水受行人及车辆的影响，水质较差，有资料显示，初期20%雨水径流中的污染负荷占整场降雨污染的80%，因此，若能将初期径流与中后期径流有效分离，并对初期雨水重点处理，便能有效减弱初期径流污染造成的环境污染。
目前国内针对不同汇水面，已有一些定型的截污装置和初期雨水弃流装置。主要有：初期雨水弃流池。在雨水汇集口处按照所需弃流雨水量设计弃流池，一般用砖砌、混凝土现浇或预制；大部分装置占地面积较大，需要对现有城市雨水管网进行较大规模的改造，装置容易堵塞，后期清理维护繁琐。
发明内容
本发明的技术目的是设计一种实现对道路初期径流的分离和处置，有效降低管道中污染物的含量，优化道路排水系统的用于处理道路初期径流与雨水回用系统。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：。
一种用于处理道路初期径流与雨水回用系统，包括拦污单元、分隔单元、净水单元和集水单元，所述拦污单元的出水口通过设置在净水单元进水口的正上方的落水槽与净水单元连通，所述分隔单元包括设置在净水单元进水口上的、可封闭净水单元进水口、且密度小于水的旋转隔板，所述旋转隔板通过转轴水平安装在进水口上，使得旋转隔板可在净水单元进水口上绕转轴自由旋转，所述旋转隔板上方设有连通管将旋转隔板上方落水槽与集水单元连通。由于采用上述结构，当初期径流时，雨水击打旋转隔板使其倾斜，使得雨水落入净水单元，旋转隔板下方蓄集雨水通过去污的填料层过滤处理后直接通过穿孔管道排走；当雨水量较多时，旋转隔板下方集水层蓄集的雨水水位达到旋转隔板高度，因为水体压力会使旋转隔板保持水平平衡，此时旋转隔板上方雨水在旋转隔板的引导下通过连通管进入集水单元中，而此时的雨水已经是中后期径流雨水，污染物浓度符合要求，从而利用净水单元对初期径流中的主要污染物进行处理，可以有效降低管道中污染物的含量，同时通过集水单元实现雨水的收集与再利用，装置简易，易于养护，可以带来显著的社会效益和环境效益。
所述净水单元包括填料层、土工布、砾石层和穿孔管道，所述填料层上方为集水层，所述土工布设置在填料层和砾石层之间，所述穿孔管道设置在砾石层的底部。
所述填料层包括多层，每层填料层为活性炭层、沸石层、麦饭石层或陶粒层，相邻填料层之间布设土工布。
所述砾石层的厚度为10~30cm。
所述穿孔管道管壁上进水孔的孔径为1~2cm，所述穿孔管道的管径为10~20cm。
所述连通管为PVC管道，连通管的管径为10~20cm。
所述集水单元包括吸水棒和集水槽，所述集水槽内壁布置有一层防水土工布，所述落水槽通过连通管与集水槽连通，所述吸水棒的一端设置在集水槽的底部，另一端与种植土层连通，所述集水槽内还设有与排水管连通的排水管道。
所述吸水棒是PVA海绵吸水辊。
所述拦污单元包括路缘石和雨水篦子，所述雨水篦子安装在路缘石的一侧，所述雨水篦子的出水口与落水槽连通。
还包括检查井，所述检查井与集水系统的集水槽连通。
与现有技术相比，本发明的优点在于：。
本发明通过分隔单元实现对道路初期径流的分离，利用净水单元对初期径流中的主要污染物进行处理，可以有效降低管道中污染物的含量，同时通过集水单元实现雨水的收集与再利用，装置简易，易于养护，可以带来显著的社会效益和环境效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2位本发明在初期径流分流时的示意图。
图3为本发明在初期径流分流完成后的示意图。
附图标记说明： 。
1-路缘石、2-雨水篦子、3-转轴、4-旋转隔板、5-填料层、6-土工布、7-砾石层、8-穿孔管道、9-连通管、10-吸水棒、11-集水槽、12-排水管道、13-种植土层、14-检查井。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1示出了了本发明的一种用于处理道路初期径流与雨水回用系统包括拦污单元、分隔单元、净水单元、集水单元和检查井。
本实施例中，一种优选的设计方案：所述拦污单元是由路缘石1和雨水篦子2组成，所述雨水篦子2安装在路缘石1旁。
路面径流雨水经过路拱横坡在路缘石1处汇集，当雨水经过雨水篦子2流入系统时，雨水篦子2会对径流雨水中的固体大颗粒物进行拦截，可以防止管道堵塞。
本实施例中，一种优选的设计方案：所述分隔单元是由转轴3和旋转隔板4组成，转轴3设置高度位于连通管9以下，转轴3两端与侧壁连接，再嵌入旋转隔板4正中心位置后可以使旋转隔板4自由旋转，旋转隔板4是一种质量轻、弹性模量大且不易受水侵蚀的材料，旋转隔板4水平高度不高于连通管9底部高度。
当初期径流时，雨水击打旋转隔板4使其倾斜并在旋转隔板4下方空间蓄集雨水。因为填料层5的渗透能力有限，使得旋转隔板4下方水位不断升高。
当雨水量较少时，旋转隔板4下方蓄集雨水通过去污填料层5过滤处理后直接通过穿孔管道8排走；当雨水量较多时，旋转隔板4下方蓄集雨水水位达到旋转隔板4高度，因为水体压力会使旋转隔板4保持水平平衡，旋转隔板4上方雨水通过连通管9存留在集水槽11中，此时的雨水已经是中后期径流雨水，污染物浓度符合要求，当集水槽11汇集满时多余雨水通过排水管道12排走。集水槽11中蓄积的雨水会通过吸水棒10传输至种植土层13中，实现雨水回用。
本实施例中，一种优选的设计方案：所述净水单元是由填料层5、土工布6、砾石层7和穿孔管道8组成，所述填料层5由沸石、麦饭石、陶粒三种填料分层填置而成，填料层5的渗透能力有限，使得旋转隔板4下方水位保持较长时间的基本稳定，所述土工布6布置在两种不同填料层5之间以及填料层5与砾石层7之间，防止填料落入穿孔管道8而堵塞管道，所述砾石层7的厚度为15cm，所述穿孔管道8埋设于砾石层7中，孔径为1cm，管径为10cm。
旋转隔板4下方雨水通过填料层5的净化过滤后穿孔管道8缓慢排走，下方水位降低，旋转隔板4倾斜，又使雨水蓄集旋转隔板4下方而抬升水位，使系统保持动态平衡。
本实施例中，一种优选的设计方案：所述集水单元是由连通管9、吸水棒10和集水槽11组成，所述集水槽11内壁布置有一层防水土工布，所述的连通管9是PVC管道，管径为10cm。所述吸水棒10是PVA海绵吸水辊。
本实施例中，一种优选的设计方案：所述检查井设计在集水系统，检查井14形状为圆形，当量直径为2m，井壁设有云梯，方便人为更换填料、修整系统。
采用如下参数模拟芝加哥雨型进行测试：。
项目 内容
平均降雨强度（mm/min） 0.403
平均降雨量（mm） 21
降雨历时（min） 52
雨前干燥期（d） 2
测试结果如下：。
采样时间 pH SS BOD5 COD 石油类 Zn
初始浓度（mg/L） 6.51 1231 35.6 256 0.52 0.62
净水单元雨水浓度（mg/L） 6.73 224 6.8 48.6 0.23 0.21
集水单元雨水浓度（mg/L） 6.61 197 6.5 45.1 0.22 0.2
任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。

Claims (10)

1.一种用于处理道路初期径流与雨水回用系统，其特征在于：包括拦污单元、分隔单元、净水单元和集水单元，所述拦污单元的出水口通过设置在净水单元进水口的正上方的落水槽（15）与净水单元连通，所述分隔单元包括设置在净水单元进水口上的、可封闭净水单元进水口、且密度小于水的旋转隔板（4），所述旋转隔板（4）通过转轴（3）水平安装在进水口上，使得旋转隔板（4）可在净水单元进水口上绕转轴自由旋转，所述旋转隔板（4）上方设有连通管将旋转隔板（4）上方落水槽（15）与集水单元连通。
2.根据权利要求1所述的用于处理道路初期径流与雨水回用系统，其特征在于：所述净水单元包括填料层（5）、土工布（6）、砾石层（7）和穿孔管道（8），所述填料层（5）上方为集水层，所述土工布（6）设置在填料层（5）和砾石层（7）之间，所述穿孔管道（8）设置在砾石层（7）的底部。
3.根据权利要求2所述的用于处理道路初期径流与雨水回用系统，其特征在于：所述填料层（5）包括多层，每层填料层（5）为活性炭层、沸石层、麦饭石层或陶粒层，相邻填料层（5）之间布设土工布（6）。
4.根据权利要求2所述的用于处理道路初期径流与雨水回用系统，其特征在于：所述砾石层（7）的厚度为10~30cm。
5.根据权利要求2所述的用于处理道路初期径流与雨水回用系统，其特征在于：所述穿孔管道（8）管壁上进水孔的孔径为1~2cm，所述穿孔管道（8）的管径为10~20cm。
6.根据权利要求2所述的用于处理道路初期径流与雨水回用系统，其特征在于：所述连通管（9）为PVC管道，连通管（9）的管径为10~20cm。
7.根据权利要求1至6之一所述的用于处理道路初期径流与雨水回用系统，其特征在于：所述集水单元包括吸水棒（10）和集水槽（11），所述集水槽（11）内壁布置有一层防水土工布，所述落水槽（15）通过连通管（9）与集水槽（11）连通，所述吸水棒（10）的一端设置在集水槽（11）的底部，另一端与种植土层连通，所述集水槽（11）内还设有与排水管连通的排水管道。
8.根据权利要求7所述的用于处理道路初期径流与雨水回用系统，其特征在于：所述吸水棒（10）是PVA海绵吸水辊。
9.根据权利要求7所述的用于处理道路初期径流与雨水回用系统，其特征在于：所述拦污单元包括路缘石（1）和雨水篦子（2），所述雨水篦子（2）安装在路缘石（1）的一侧，所述雨水篦子（2）的出水口与落水槽（15）连通。
10.根据权利要求9所述的用于处理道路初期径流与雨水回用系统，其特征在于：还包括检查井（14），所述检查井（14）与集水系统的集水槽（11）连通。
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