CN107587582A - 雨水收集的弃流与截污治理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种雨水收集的弃流与截污治理系统，属于海绵城市技术控制领域。雨水收集的弃流与截污治理系统设置为矩形，采用对称式设计，从中间至两侧依次包括弃流雨水收集腔、雨水除污腔和雨水过滤腔，在下方设置有雨水弃流腔，雨水除污腔、雨水弃流腔和雨水过滤腔的容积相等，弃流雨水收集腔的容积设置为雨水除污腔、雨水过滤腔、雨水弃流腔容积的1.5～2倍，本发明构造简单、体积较小、加工简便，造价较低，能够有效解决目前雨水弃流收集、净化、截污治理等问题，实现了收集、截污、过滤、净化和排放的自动控制，使整个装置处于洁净状态，有利于装置的正常运行使用，对实现水生态修复的目标具有重大意义。
Description
技术领域
本发明属于海绵城市技术控制领域，特别是涉及一种雨水收集的弃流与截污治理系统。
背景技术
海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、滤水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。
随着城市化进程的发展，污染物堆积，使得路面雨水中持有大量的污染物，在一些路面径流的研究表明，初期30％雨水径流中的污染负荷占整场降雨污染的 70％，因此，初期雨水的截留与处理可有效控制径流带来的水体污染。目前，国内外对于雨水污染处理也有着不同的措施，国外大多是将雨水直接收集起来再利用，国内是将初期雨水直接引入污水处理厂，忽略了污水处理厂除污容量有限，多余污水未经处理直接排入自然水体。因此，有必要对前期雨水进行弃流处理，研制能够弥补这些方面不足的雨水收集的弃流与截污治理系统，将降雨初期雨水分流至污水管道，降雨后期污染程度较轻的雨水经过预处理截留水中的沙粒、碎石等颗粒杂质以及大量污染物，多次过滤、净化，就可以达到回收利用的标准，并用净化、过滤后的雨水涵养草坪，提高水资源的利用率。
现有技术中的一些弃流装置有很多缺点，如设计的容积过大或设计的容积过小，一些装置采取手动操作控制，有时容易失效，有的构造设计比较复杂，有的成本过高，而且初期雨水停留时间过长，沙粒、碎石等颗粒杂质以及大量污染物易沉淀，极易造成装置堵塞，不利于装置的正常使用。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种雨水收集的弃流与截污治理系统，能够有效解决目前雨水弃流收集、净化、截污治理等问题，实现了收集、截污、过滤、净化和排放的自动控制。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种雨水收集的弃流与截污治理系统，包括弃流雨水收集腔(1)、雨水除污腔(2)、雨水过滤腔(3)、雨水弃流腔(4)、雨水篦子(5)、雨水出水口(6)、弃流腔出水口(7)、雨水联通孔(8)、雨水弃流腔净化控制孔(9)、雨水弃流腔控制孔(10)、活塞滑道(11)、连接杆(12)、底板(13)、滑动活塞(14)、出水侧板(15)、漂浮球(16)、雨水除污腔检修盖(17)、除污篮(18)、砂石过滤层(19)、雨水过滤腔检修盖(20)、过滤装置(21)、水质净化层(22)、无纺土工布层(23)、除油层(24)和水盐、重金属离子吸附层(25)，其特征在于：雨水收集的弃流与截污治理系统设置为矩形，采用对称式设计，从中间至两侧依次包括弃流雨水收集腔(1)、雨水除污腔(2)和雨水过滤腔(3)，在下方设置有雨水弃流腔(4)；弃流雨水收集腔(1)中设置有雨水篦子(5)，弃流雨水收集腔(1)的侧壁高度的6/7～5/6的位置设置有雨水联通孔(8)、弃流雨水收集腔(1)的侧壁高度的3/5～2/3的位置设置有雨水弃流腔净化控制孔(9)，弃流雨水收集腔(1)的侧壁的中下部设置有雨水弃流腔控制孔(10)，弃流雨水收集腔(1)的侧壁的下部设置有活塞滑道(11)，弃流雨水收集腔(1)中的漂浮球(16)采用连接杆(12)和活塞滑道(11)上的滑动活塞(14)连接，连接杆(12)的上部连接有漂浮球(16)，下部连接有滑动活塞(14)，滑动活塞(14)套在活塞滑道(11)的底部；雨水除污腔(2)中设置有除污篮(18)，上方有雨水除污腔检修盖(17)；雨水过滤腔(3)中设置有过滤装置(21)，过滤装置(21)中设置有水质净化层(22)、无纺土工布层(23)、除油层(24)、水盐、重金属离子吸附层(25)，上方设置有雨水过滤腔检修盖(20)；雨水除污腔(2)和雨水过滤腔(3)联通处设置有砂石过滤层(19)，雨水收集的弃流与截污治理系统的下面设置有底板(13)，雨水收集的弃流与截污治理系统的两侧设置有出水侧板(15)，出水侧板(15)的中部设置有雨水出水口(6)，下部设置有弃流腔出水口(7)，雨水除污腔(2)、雨水弃流腔(4)和雨水过滤腔(3)的容积相等，弃流雨水收集腔(1)的容积设置为雨水除污腔(2)、雨水过滤腔(3)、雨水弃流腔(4)容积的1.5～2倍。
进一步地，所述的雨水篦子(5)优先采用不锈钢材料制作而成，雨水除污腔检修盖(17)、除污篮(18)、雨水过滤腔检修盖(20)和过滤装置(21)优先采用不锈钢材料制作而成，除污篮(18)和过滤装置(21)定期更换，以方便维护清理。
进一步地，所述滑动活塞(14)、漂浮球(16)，在初始状态时在活塞滑道(11)的底部，漂浮球(16)的顶部接近雨水弃流腔净化控制孔(9)；当雨水收集阶段，滑动活塞(14)滑到活塞滑道(11)的上部塞住雨水弃流腔控制孔(10)，此时，漂浮球(16)的底部在雨水弃流腔净化控制孔(9)之上。
进一步地，所述连接杆(12)设置为人字型。
进一步地，所述除污篮(18)的底面设置有多个透水孔，优先采用等间距设置，有助于雨水流进除污篮(18)后过滤去淤泥与较大的沙粒、碎石等颗粒杂质，以对携带大量污染物的雨水达到初次净化的效果，并且除污篮(18)定期更换，维护清理方便，透水孔的孔径约为 10mm ～ 20mm，透水孔在除污篮(18)的底面优先均匀分布。
进一步地，所述砂石过滤层(19)采用砂石铺设而成，铺装厚度为25 ～ 30cm，用于滤去雨水中较小的沙粒、石子等颗粒状物质，因砂石过滤层(19)具有一定的孔隙率，所以通过这种具有一定孔隙率的砂石过滤层(19)可截留雨水中较小的悬浮固体物及其它杂质，以对携带大量污染物的雨水达到再次净化的效果。
进一步地，所述水质净化层(22)优先采用沸石填充而成，沸石粒径优先采用20 ～30mm，铺装厚度为15 ～ 20cm，水质净化层(22)定期更换，维护清理方便；无纺土工布层(23) 优先采用合成纤维通过针刺或编织制作而成，铺装厚度为15 ～ 20cm，用于将积水中较细小的杂质垃圾进行过滤，无纺土工布层(23)定期更换，维护清理方便；除油层(24) 铺装厚度为15 ～ 20cm，将乳化于水中的油性物质聚集析出，除油层(24)定期更换，维护清理方便；水盐、重金属离子吸附层(25) 铺装厚度为15 ～ 20cm，能有效地吸附渗水中留有的水盐成分、重金属离子物质，水盐、重金属离子吸附层(25)定期更换，维护清理方便。
进一步地，所述雨水出水口(6)横截面积设置为雨水联通孔(8)的横截面积的1～1.5倍。
进一步地，所述弃流腔出水口(7)横截面积设置为雨水弃流腔控制孔(10)的横截面积的1～1.5倍；弃流腔出水口(7)的横截面积设置为雨水弃流腔净化控制孔(9)的横截面积的15～20倍。
进一步地，所述的雨水除污腔(2)和雨水过滤腔(3)的底面处于同一高度。
当降雨量稍小时，初期雨水通过雨水篦子(5)进入弃流雨水收集腔(1)，初期雨水通过雨水弃流腔控制孔(10)进入雨水弃流腔(4)，并通过弃流腔出水口(7)排出；
当降雨量逐渐增大，雨水在弃流雨水收集腔(1)、雨水弃流腔(4)内不断升高，漂浮球(16)不断升起，连接杆(12)带动滑动活塞(14)至活塞滑道(11)的上部塞住雨水弃流腔控制孔(10)，雨水由雨水联通孔(8)、雨水弃流腔净化控制孔(9)不断进入雨水除污腔(2)内，经过除污篮(18)过滤，通过砂石过滤层(19)进入雨水过滤腔(3)，经过过滤装置(21)再次过滤并通过雨水出水口(6)排出；
当雨量逐渐减小并停止，弃流雨水收集腔(1)内的雨水逐渐降低，雨水由雨水弃流腔净化控制孔(9)不断流出，当雨水降低至漂浮球(16)最高的位置，漂浮球(16)慢慢下降，滑动活塞(14)在活塞滑道(11)上逐渐降低并将雨水弃流腔控制孔(10)慢慢打开，较为洁净的雨水冲洗雨水弃流腔(4)，并通过弃流腔出水口(7)排出。
本发明的有益效果：
本发明的优点是构造简单、体积较小、加工简便，造价较低，能够有效解决目前雨水弃流收集、净化、截污治理等问题，实现了收集、截污、过滤、净化和排放的自动控制，使整个装置处于洁净状态，有利于装置的正常运行使用，对实现水生态修复的目标具有重大意义。
附图说明
下面结合附图对本发明中的雨水收集的弃流与截污治理系统作进一步说明：
图1为本发明雨水收集的弃流与截污治理系统示意图。
图2为过滤装置示意图。
图中：1为弃流雨水收集腔；2为雨水除污腔；3为雨水过滤腔；4为雨水弃流腔；5为雨水篦子；6为雨水出水口；7为弃流腔出水口；8为雨水联通孔；9为雨水弃流腔净化控制孔；10为雨水弃流腔控制孔；11为活塞滑道；12为连接杆；13为底板；14为滑动活塞；15为出水侧板；16为漂浮球；17为雨水除污腔检修盖；18为除污篮；19为砂石过滤层；20为雨水过滤腔检修盖；21为过滤装置；22为水质净化层；23为无纺土工布层；24为除油层；25为水盐、重金属离子吸附层。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例：如图1-图2所示，雨水收集的弃流与截污治理系统设置为矩形，采用对称式设计，从中间至两侧依次包括弃流雨水收集腔(1)、雨水除污腔(2)和雨水过滤腔(3)，雨水除污腔(2)和雨水过滤腔(3)的底面处于同一高度，在其下方设置有雨水弃流腔(4)，雨水除污腔(2)中设置有除污篮(18)，雨水过滤腔(3)中设置有过滤装置(21)，雨水除污腔(2)和雨水过滤腔(3)联通处设置有砂石过滤层(19)，雨水收集的弃流与截污治理系统的下面设置有底板(13)，雨水收集的弃流与截污治理系统的两侧设置有出水侧板(15)，雨水除污腔(2)、雨水弃流腔(4)和雨水过滤腔(3)的容积相等，弃流雨水收集腔(1)的容积设置为雨水除污腔(2)、雨水过滤腔(3)、雨水弃流腔(4)容积的1.5～2倍；出水侧板(15)的中部设置有雨水出水口(6)，下部设置有弃流腔出水口(7)；雨水篦子(5)优先采用不锈钢材料制作而成，其有较强的牢固性和结实性，雨水除污腔检修盖(17)、除污篮(18)、雨水过滤腔检修盖(20)和过滤装置(21)优先采用不锈钢材料制作而成，并且除污篮(18)和过滤装置(21)可定期更换，维护清理方便；弃流雨水收集腔(1)的侧壁高度的6/7～5/6的位置设置有雨水联通孔(8)、弃流雨水收集腔(1)的侧壁高度的3/5～2/3的位置设置有雨水弃流腔净化控制孔(9)，弃流雨水收集腔(1)的侧壁的中下部设置有雨水弃流腔控制孔(10)；弃流雨水收集腔(1)的侧壁的下部设置有活塞滑道(11)，弃流雨水收集腔(1)中的漂浮球(16)采用连接杆(12)和活塞滑道(11)上的滑动活塞(14)连接，连接杆(12)的上部连接有漂浮球(16)，下部连接有滑动活塞(14)，滑动活塞(14)套在活塞滑道(11)的底部；初始状态时，滑动活塞(14)套在活塞滑道(11)的底部，漂浮球(16)的顶部接近雨水弃流腔净化控制孔(9)，当雨水收集阶段，滑动活塞(14)滑到活塞滑道(11)的上部塞住雨水弃流腔控制孔(10)，此时，漂浮球(16)的底部为雨水弃流腔净化控制孔(9)之上；连接杆(12)设置为人字型；除污篮(18)的底面设置有多个透水孔，优先采用等间距设置，有助于雨水流进除污篮(18)后过滤去淤泥与较大的沙粒、碎石等颗粒杂质，以对携带大量污染物的雨水达到初次净化的效果，并且除污篮(18)可定期更换，维护清理方便，透水孔的孔径约为 10mm ～ 20mm，透水孔在除污篮(18)的底面优先均匀分布；砂石过滤层(19)采用砂石铺设而成，铺装厚度为25 ～ 30cm，用于滤去雨水中较小的沙粒、石子等颗粒状物质，因砂石过滤层(19)具有一定的孔隙率，所以通过这种具有一定孔隙率的砂石过滤层(19)可截留雨水中较小的悬浮固体物及其它杂质，以对携带大量污染物的雨水达到再次净化的效果。
如图1所示，雨水出水口(6)的横截面积设置为雨水联通孔(8)的横截面积的1～1.5倍，弃流腔出水口(7)的横截面积设置为雨水弃流腔控制孔(10)的横截面积的1～1.5倍，弃流腔出水口(7)的横截面积设置为雨水弃流腔净化控制孔(9)的横截面积的15～20倍；当降雨量稍小时，初期雨水通过雨水篦子(5)进入弃流雨水收集腔(1)，初期雨水通过雨水弃流腔控制孔(10)进入雨水弃流腔(4)，并通过弃流腔出水口(7)排出；当降雨量逐渐增大，雨水在弃流雨水收集腔(1)、雨水弃流腔(4)内不断升高，漂浮球(16)不断升起，连接杆(12)带动滑动活塞(14)至活塞滑道(11)的上部塞住雨水弃流腔控制孔(10)，雨水由雨水联通孔(8)、雨水弃流腔净化控制孔(9)不断进入雨水除污腔(2)内，经过除污篮(18)过滤，通过砂石过滤层(19)进入雨水过滤腔(3)，经过过滤装置(21)再次过滤并通过雨水出水口(6)排出；当雨量逐渐减小并停止，弃流雨水收集腔(1)内的雨水逐渐降低，雨水由雨水弃流腔净化控制孔(9)不断流出，当雨水降低至漂浮球(16)最高的位置，漂浮球(16)慢慢下降，滑动活塞(14)在活塞滑道(11)上逐渐降低并将雨水弃流腔控制孔(10)慢慢打开，较为洁净的雨水冲洗雨水弃流腔(4)，并通过弃流腔出水口(7)排出。
如图2所示，过滤装置(21)中设置有水质净化层(22)，水质净化层(22)优先采用沸石填充而成，沸石粒径优先采用20 ～ 30mm，铺装厚度为15 ～ 20cm，并且水质净化层(22)可定期更换，维护清理方便；过滤装置(21)中设置有无纺土工布层(23)，无纺土工布层(23)可以将积水中较细小的杂质垃圾进行过滤，优先采用合成纤维通过针刺或编织制作而成，铺装厚度为15 ～ 20cm，并且无纺土工布层(23)可定期更换，维护清理方便；过滤装置(21)中设置有除油层(24)，除油层(24)能使乳化于水中的油性物质聚集析出，铺装厚度为15 ～20cm，并且除油层(24)可定期更换，维护清理方便；过滤装置(21)中设置有水盐、重金属离子吸附层(25)，水盐、重金属离子吸附层(25)可有效地吸附渗水中留有的水盐成分、重金属离子等物质，铺装厚度为15 ～ 20cm，并且水盐、重金属离子吸附层(25)可定期更换，维护清理方便。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.雨水收集的弃流与截污治理系统，包括弃流雨水收集腔(1)、雨水除污腔(2)、雨水过滤腔(3)、雨水弃流腔(4)、雨水篦子(5)、雨水出水口(6)、弃流腔出水口(7)、雨水联通孔(8)、雨水弃流腔净化控制孔(9)、雨水弃流腔控制孔(10)、活塞滑道(11)、连接杆(12)、底板(13)、滑动活塞(14)、出水侧板(15)、漂浮球(16)、雨水除污腔检修盖(17)、除污篮(18)、砂石过滤层(19)、雨水过滤腔检修盖(20)、过滤装置(21)、水质净化层(22)、无纺土工布层(23)、除油层(24)和水盐、重金属离子吸附层(25)，其特征在于：雨水收集的弃流与截污治理系统设置为矩形，采用对称式设计，从中间至两侧依次包括弃流雨水收集腔(1)、雨水除污腔(2)和雨水过滤腔(3)，在下方设置有雨水弃流腔(4)；弃流雨水收集腔(1)中设置有雨水篦子(5)，弃流雨水收集腔(1)的侧壁高度的6/7～5/6的位置设置有雨水联通孔(8)、弃流雨水收集腔(1)的侧壁高度的3/5～2/3的位置设置有雨水弃流腔净化控制孔(9)，弃流雨水收集腔(1)的侧壁的中下部设置有雨水弃流腔控制孔(10)，弃流雨水收集腔(1)的侧壁的下部设置有活塞滑道(11)，弃流雨水收集腔(1)中的漂浮球(16)采用连接杆(12)和活塞滑道(11)上的滑动活塞(14)连接，连接杆(12)的上部连接有漂浮球(16)，下部连接有滑动活塞(14)，滑动活塞(14)套在活塞滑道(11)的底部；雨水除污腔(2)中设置有除污篮(18)，上方有雨水除污腔检修盖(17)；雨水过滤腔(3)中设置有过滤装置(21)，过滤装置(21)中设置有水质净化层(22)、无纺土工布层(23)、除油层(24)、水盐、重金属离子吸附层(25)，上方设置有雨水过滤腔检修盖(20)；雨水除污腔(2)和雨水过滤腔(3)联通处设置有砂石过滤层(19)，雨水收集的弃流与截污治理系统的下面设置有底板(13)，雨水收集的弃流与截污治理系统的两侧设置有出水侧板(15)，出水侧板(15)的中部设置有雨水出水口(6)，下部设置有弃流腔出水口(7)，雨水除污腔(2)、雨水弃流腔(4)和雨水过滤腔(3)的容积相等，弃流雨水收集腔(1)的容积设置为雨水除污腔(2)、雨水过滤腔(3)、雨水弃流腔(4)容积的1.5～2倍。
2.根据权利要求1所述雨水收集的弃流与截污治理系统，其特征在于：所述的雨水篦子(5)优先采用不锈钢材料制作而成，雨水除污腔检修盖(17)、除污篮(18)、雨水过滤腔检修盖(20)和过滤装置(21)优先采用不锈钢材料制作而成，除污篮(18)和过滤装置(21)定期更换，以方便维护清理。
3.根据权利要求1所述雨水收集的弃流与截污治理系统，其特征在于：所述连接杆(12)设置为人字型。
4.根据权利要求1所述雨水收集的弃流与截污治理系统，其特征在于：所述除污篮(18)的底面设置有多个透水孔，优先采用等间距设置，有助于雨水流进除污篮(18)后过滤去淤泥与较大的沙粒、碎石等颗粒杂质，以对携带大量污染物的雨水达到初次净化的效果，并且除污篮(18)定期更换，维护清理方便，透水孔的孔径约为 10mm ～ 20mm，透水孔在除污篮(18)的底面优先均匀分布。
5.根据权利要求1所述雨水收集的弃流与截污治理系统，其特征在于：所述砂石过滤层(19)采用砂石铺设而成，铺装厚度为25 ～ 30cm，用于滤去雨水中较小的沙粒、石子颗粒状物质。
6.根据权利要求1所述雨水收集的弃流与截污治理系统，其特征在于：所述水质净化层(22)优先采用沸石填充而成，沸石粒径优先采用20 ～ 30mm，铺装厚度为15 ～ 20cm，水质净化层(22)定期更换，维护清理方便；无纺土工布层(23) 优先采用合成纤维通过针刺或编织制作而成，铺装厚度为15 ～ 20cm，用于将积水中较细小的杂质垃圾进行过滤，无纺土工布层(23)定期更换，维护清理方便；除油层(24) 铺装厚度为15 ～ 20cm，将乳化于水中的油性物质聚集析出，除油层(24)定期更换，维护清理方便；水盐、重金属离子吸附层(25) 铺装厚度为15 ～ 20cm，能有效地吸附渗水中留有的水盐成分、重金属离子物质，水盐、重金属离子吸附层(25)定期更换，维护清理方便。
7.根据权利要求1所述雨水收集的弃流与截污治理系统，其特征在于：所述雨水出水口(6)横截面积设置为雨水联通孔(8)的横截面积的1～1.5倍。
8.根据权利要求1所述雨水收集的弃流与截污治理系统，其特征在于：所述弃流腔出水口(7)横截面积设置为雨水弃流腔控制孔(10)的横截面积的1～1.5倍；弃流腔出水口(7)的横截面积设置为雨水弃流腔净化控制孔(9)的横截面积的15～20倍。
9.根据权利要求1所述雨水收集的弃流与截污治理系统，其特征在于：所述的雨水除污腔(2)和雨水过滤腔(3)的底面处于同一高度。
10.根据权利要求1所述雨水收集的弃流与截污治理系统，其特征在于：系统的工作步骤为：
当降雨量稍小时，初期雨水通过雨水篦子(5)进入弃流雨水收集腔(1)，初期雨水通过雨水弃流腔控制孔(10)进入雨水弃流腔(4)，并通过弃流腔出水口(7)排出；
当降雨量逐渐增大，雨水在弃流雨水收集腔(1)、雨水弃流腔(4)内不断升高，漂浮球(16)不断升起，连接杆(12)带动滑动活塞(14)至活塞滑道(11)的上部塞住雨水弃流腔控制孔(10)，雨水由雨水联通孔(8)、雨水弃流腔净化控制孔(9)不断进入雨水除污腔(2)内，经过除污篮(18)过滤，通过砂石过滤层(19)进入雨水过滤腔(3)，经过过滤装置(21)再次过滤并通过雨水出水口(6)排出；
当雨量逐渐减小并停止，弃流雨水收集腔(1)内的雨水逐渐降低，雨水由雨水弃流腔净化控制孔(9)不断流出，当雨水降低至漂浮球(16)最高的位置，漂浮球(16)慢慢下降，滑动活塞(14)在活塞滑道(11)上逐渐降低并将雨水弃流腔控制孔(10)慢慢打开，较为洁净的雨水冲洗雨水弃流腔(4)，并通过弃流腔出水口(7)排出。
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