CN107724437A - 堆场地面的污染治理系统 - Google Patents

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李阳
宣雍祺
朱雪诞
陈煜权
张俊
曹卉
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    • Y02A10/30—Flood prevention; Flood or storm water management, e.g. using flood barriers

Abstract

本发明提供一种堆场地面的污染治理系统，包括：雨水收集单元，包括：雨水导引部件和分流池部，雨水导引部件将堆场地面上的雨水导入分流池部中，分流池部包括调蓄池和弃流池，调蓄池的下部设有池体进水口和池体出水口，调蓄池的上部设有溢流孔，弃流池的排水口与市政雨水管连通；雨水净化单元包括：防渗池，防渗池内部填充净化填料，净化填料的顶部种植有植物，调蓄池与防渗池的顶部连通，防渗池的底部设有供净化后的雨水输出的净化出水口。本发明的污染治理系统使污染物含量最高的初期雨水可以经过雨水收集单元和雨水处理单元，得到生态净化处理；雨水量大，污染物浓度低的径流被分流进入弃流池中，且排入市政雨水管，以确保堆场防汛排涝的安全。

Description

堆场地面的污染治理系统
技术领域
本发明涉及生态环境工程技术领域，特别是涉及一种堆场地面的污染治理系统。
背景技术
当前，堆场面层多采用混凝土稳定层、连锁小块或钢筋混凝土箱角基础以及素混凝土挡土墙的结合，其渗透系数小且占地面积大，此外，堆场内颗粒态物质、有机物、重金属、石油烃类和氮磷营养盐等污染物来源广泛。在降雨过程中，堆场易在短时间内形成地表径流，径流水体裹挟着各类污染物。当地表径流经排水系统或漫流至附近水体时，严重影响受纳水体的水质，其中，初期雨水形成的地表径流中污染物浓度最高，是堆场地面污染治理的关键。
对堆场地面污染治理的技术措施主要为城市面源污染控制的常规技术，如下凹式绿地、透水铺装和缓冲带。这些技术对堆场地面污染的治理针对性不强，处理径流量大、流速快的雨水存在一定的不足。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种堆场地面的污染治理系统，用于解决现有技术中存在的上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种堆场地面的污染治理系统，包括：雨水收集单元和雨水净化单元；所述雨水收集单元，包括：雨水导引部件和设置于地下的分流池部，所述雨水导引部件将堆场地面上的雨水导入所述分流池部中，所述分流池部包括调蓄池和弃流池，所述调蓄池的下部设有与所述雨水导引部件连通的池体进水口，所述调蓄池的下部还设有池体出水口，所述调蓄池的上部设有与所述弃流池连通的溢流孔，所述弃流池的排水口与市政雨水管连通；所述雨水净化单元，设置于地下，所述雨水净化单元包括：防渗池，所述防渗池的内部填充有净化填料，所述净化填料的顶部种植有植物，所述调蓄池的池体出水口与所述防渗池的顶部连通，所述防渗池的底部设有供净化后的雨水输出的净化出水口。
优选地，所述的堆场地面的污染治理系统，还包括：雨水利用单元；所述雨水利用单元包括：集水井，所述集水井的井体进水口与所述防渗池的净化出水口连通，所述集水井的井体出水口连接净化水利用设备。
进一步地，所述集水井设置于所述防渗池的下方，所述防渗池的底面为透水件。
进一步地，所述集水井中的井体出水口与所述净化水利用设备之间设有泵体。
优选地，所述雨水导引部件，包括：多个立式雨水篦，依次安装于堆场地面上，每个所述立式雨水篦连通一雨水口连管，所有的所述雨水口连管与收集渠连通，所述收集渠连通所述调蓄池的池体进水口。
优选地，所述净化填料中的砾石块的尺寸，由上至下依次增大。
优选地，所述净化填料的顶部设有布水管网，所述布水管网包括：干管和若干个支管，所述干管与所述调蓄池的池体出水口连通，所有的所述支管的一端与所述干管连通，所有的所述支管的另一端与所述防渗池的顶部连通。
优选地，所述溢流孔上设有阀门。
进一步地，所述调蓄池的溢流孔是使日降雨量超过15mm的雨水进入所述弃流池中。
优选地，所述污染治理系统的数量为多个，多个所述污染治理系统分别设置于堆场的各个外侧面。
如上所述，本发明的堆场地面的污染治理系统，具有以下有益效果：
堆场内裹挟着面源污染物的雨水进入本发明的污染治理系统的雨水收集单元中，雨水收集单元中的调蓄池，使得雨水自动分流，分别进入雨水净化单元和弃流池，进入雨水净化单元中的雨水的颗粒态污染物和氮、磷、有机物等被有效去除，则初期雨水得以净化；弃流池中的雨水进入市政雨水管，在满足堆场防汛排涝要求的同时，为附近水体提供补充水源；采用本发明的治理系统，污染物含量最高的初期雨水可以经过雨水收集单元和雨水处理单元，得到生态净化处理，以便于对初期雨水的资源化利用；雨水量大，污染物浓度低的径流被分流进入弃流池中，且从弃流池排入市政雨水管，以确保堆场防汛排涝的安全。
附图说明
图1显示为本实施例的堆场地面的污染治理系统的俯视结构示意图。
图2显示为本实施例的堆场地面的污染治理系统的侧视结构示意图。
图3显示为本实施例的堆场地面的污染治理系统的雨水净化单元和雨水利用单元的结构示意图。
图4显示为本实施例的堆场地面的污染治理系统的分流池部的结构示意图。
图5显示为图4的A-A向剖面示意图。
图6显示为图4的B-B向剖面示意图。
图7显示为本实施例的堆场地面的污染治理系统的布水管网的结构示意图。
附图标号说明
100 雨水收集单元
110 雨水导引部件
111 立式雨水篦
112 雨水口连管
113 收集渠
114 雨水处理连管
120 分流池部
121 调蓄池
122 弃流池
123 溢流孔
124 阀门
200 雨水净化单元
210 防渗池
201 透水件
211 净化填料
212 植物
213 干管
214 支管
215 管体通孔
300 雨水利用单元
310 集水井
311 雨水利用管
320 泵体
400 净化水利用设备
500 市政雨水管
510 雨水窖井连管
10 堆场
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图7所示，本实施例的堆场地面的污染治理系统，包括：雨水收集单元100和雨水净化单元200；
雨水收集单元100，包括：雨水导引部件110和设置于地下的分流池部120，雨水导引部件110将堆场10地面上的雨水导入分流池部120中，分流池部120包括调蓄池121和弃流池122，调蓄池121的下部设有与雨水导引部件110连通的池体进水口，调蓄池121的下部还设有池体出水口，调蓄池121的上部设有与弃流池122连通的溢流孔123，弃流池122的排水口与市政雨水管500连通；
雨水净化单元200，设置于地下，雨水净化单元200包括：防渗池210，防渗池210的内部填充有净化填料211，净化填料211的顶部种植有植物212，调蓄池121的池体出水口与防渗池210的顶部连通，防渗池210的底部设有供净化后的雨水输出的净化出水口。
堆场10内裹挟着面源污染物的雨水进入本发明的污染治理系统中的雨水收集单元100中，雨水通过雨水导引部件110，进入分流池部120；分流池部120中的调蓄池121上设有溢流孔123，能够自动分流雨水；水量小、污染物浓度高的初期雨水通过调蓄池121下部的池体出水口进入雨水净化单元200中，由于没有溢流出的雨水，所以，雨水不会通过溢流孔123排入弃流池122中；水量大、污染物浓度低的雨水，在调蓄池121分流，溢流出的另一部分雨水通过调蓄池121下部的池体出水口进入雨水净化单元200，另外一部分雨水通过溢流孔123进入弃流池122中；
净化填料211和植物212根系能够吸附、拦截、过滤雨水中不易自然沉淀的颗粒态污染物；净化填料211、植物212根系和植物212中产生的微生物能够吸附、吸收和降解雨水中的有机物、氮和磷等污染物。
进入雨水净化单元200中的雨水的颗粒态污染物和氮、磷、有机物等被有效去除，则雨水得以净化；弃流池122中的雨水进入市政雨水管500，在满足堆场10防汛排涝要求的同时为附近水体提供补充水源。
植物212采用美人蕉和/或菖蒲，美人蕉和菖蒲均为根系发达、适生性强、生物量大、株型优美的湿生植物212。
净化填料211为植物212生长提供载体，净化填料211为多个粒径大小不一的砾石块；砾石的粒径自上而下依次增大，以达到更高效的净化效果。
防渗池210的周向采用防渗层，以阻断地下水与防渗池210内部的雨水的交换。
净化填料211的顶部设有布水管网，布水管网包括：干管213和若干个支管214，干管213与调蓄池121的池体出水口连通，所有的支管214的一端与干管213连通，所有的支管214的另一端与防渗池210的顶部连通。该结构使得雨水能够通过支管214均匀地流入防渗池210中。本实施例中，布水管网分布于净化填料211中。干管213和所有的支管214为PVC管。干管213和所有的支管214的布设密度以利于均匀配水为宜。
支管214上设有多个管体通孔215，管体通孔215连通防渗池210，管体通孔215的孔径和密度以利于均匀配水和不易堵塞为宜，本实施例中，每个支管214上的所有管体通孔215的尺寸，从靠紧干管213至远离干管213，依次增大；每个支管214上的所有管体通孔215的排布，从靠紧干管213至远离干管213，为由疏至密，即排布的密度逐渐增大。该结构有助于雨水均匀地排入防渗池210。调蓄池121的池体出水口通过雨水处理连管114与干管213连通。
堆场地面的污染治理系统，还包括：雨水利用单元300；雨水利用单元300包括：集水井310，集水井310的井体进水口与防渗池210的净化出水口连通，集水井310的井体出水口连接净化水利用设备400。经过雨水净化单元200的净化后的雨水进入防渗池210中，水集水井310的井体出水口连接净化水利用设备400，以实现雨水的资源化利用。
本实施例中，净化水利用设备400为道路冲洗设备，集水井310的井体出水口通过雨水利用管311与道路冲洗设备的接口连接，道路冲洗设备采用净化后的雨水对堆场10内车辆和道路等进行冲洗以及对绿化植被进行灌溉，以减轻面源污染对堆场10附近水体的污染。
集水井310的井壁和底板采用钢筋混凝土结构。集水井310的规格能够根据室外排水设计规范计算确定。雨水利用管311的规格和材质无特别要求，以利于雨水冲洗道路、车辆和灌溉绿化植被为宜。
集水井310中的井体出水口与净化水利用设备400之间设有泵体320，泵体320提供将净化后的雨水输送到净化水利用设备400的动力；本实施例中，泵体320布设于集水井310内，泵体320的扬程和功率可根据堆场10的规格和实际高差确定。泵体320具有将净化后的雨水提升至用水点的功能。
集水井310的井体进水口就是集水井310顶部的开口，集水井310设置于防渗池210的下方，防渗池210的底面为透水件201，该结构便于净化后的雨水快速且均匀地进入防渗池210中。集水井310具有汇集和储存净化后的雨水功能，透水件201具有透水、承重和隔断的功能。本实施例中，透水件201为土工织物。
雨水导引部件110，包括：多个立式雨水篦111，依次安装于堆场10地面上，每个立式雨水篦111连通一雨水口连管112，所有的雨水口连管112与收集渠113连通，收集渠113连通调蓄池121的池体进水口。调蓄池121的池体进水口与收集渠113连通。
雨水收集单元100是污染治理系统的前置单元，立式雨水篦111能够拦截地表径流中裹挟的碎石、废弃包装物、植物212残体等杂物；雨水口连管112和收集渠113能够调节地表径流流态，保证系统安全，避免流速波动过大，影响处理效果。
立式雨水篦111、雨水口连管112和收集渠113的尺寸根据当地暴雨强度公式和堆场10面积确定。收集渠113相对于调蓄池121为倾斜设置，即具有坡度，收集渠113相对于调蓄池121的倾斜角度可根据室外排水设计规范确定。本实施例中，调蓄池121和弃流池122的规格根据收集渠113的尺寸确定。
溢流孔123上设有阀门124，以控制溢流孔123上所通过雨水的流量。
弃流池122的排水口通过雨水窖井连管510连接市政雨水管500，弃流池122的排水口设置于弃流池122的下部。雨水窖井连管510的规格可根据当地暴雨强度公式和堆场10面积确定，并顺水体受纳方向设置坡度。坡度数值可根据室外排水设计规范确定。
雨水通过调蓄池121的溢流孔123进入弃流池122时，所对应的降雨量根据当地暴雨强度公式和堆场10面积的要求，按照日降雨量15mm产生的径流量进行控制，日降雨量小于等于15mm的雨水产生的径流是污染物浓度最高的区段，此后污染物浓度相对较低。日降雨量大于15mm以后产生径流量进入市政雨水管500。
本实施例中，调蓄池121的溢流孔123是使日降雨量超过15mm的雨水进入弃流池122中。
污染治理系统的数量为多个，多个污染治理系统分别设置于堆场10的各个外侧面，每个污染治理系统的雨水收集单元100就分布于堆场10四周，雨水收集单元100具有集水、均流和拦截杂物的功能。
本发明的堆场10为方形，堆场10面积为44000m2，日降雨量5～60mm；按每边布置一套污染治理系统计算，污染治理系统的雨水收集单元100中的收集渠113规格为梯形断面明渠，收集渠113的底宽0.5m，高度0.4m，边坡比1:1.5，分流池部120的总规格为1.7m×1.1m×2.0m，溢流孔123高1.2m；防渗池210的竖向高度0.8m，平面尺寸7m×7m，砾石块的粒径5～20cm；集水井310的规格为7m×7m×4m，有效水深3.5m，泵体320为潜水泵，潜水泵的扬程为9m，功率为2.2kW。
以多次平均实验数据为例：地表径流流量为84m3/h，初期雨水中SS、NH3-N、TN、TP、CODcr平均浓度分别为523mg/L、2.25mg/L、3.75mg/L、1.05mg/L、387mg/L，雨水净化单元200出水SS、NH3-N、TN、TP、CODcr平均浓度分别为73.5mg/L、1.12mg/L、2.06mg/L、0.82mg/L、262mg/L，去除率分别为86％、50％、45％、22％、32％。
本发明能够模块化运行，且具有成型时间短、布局合理、处理效果好的特点，可用于处理不同雨型产生的地表径流，满足堆场10防汛排涝要求，降低堆场10地表径流对受纳水体的污染，并使初期雨水资源化。
综上，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种堆场地面的污染治理系统，其特征在于，包括：雨水收集单元(100)和雨水净化单元(200)；
所述雨水收集单元(100)，包括：雨水导引部件(110)和设置于地下的分流池部(120)，所述雨水导引部件(110)将堆场(10)地面上的雨水导入所述分流池部(120)中，所述分流池部(120)包括调蓄池(121)和弃流池(122)，所述调蓄池(121)的下部设有与所述雨水导引部件(110)连通的池体进水口，所述调蓄池(121)的下部还设有池体出水口，所述调蓄池(121)的上部设有与所述弃流池(122)连通的溢流孔(123)，所述弃流池(122)的排水口与市政雨水管(500)连通；
所述雨水净化单元(200)，设置于地下，所述雨水净化单元(200)包括：防渗池(210)，所述防渗池(210)的内部填充有净化填料(211)，所述净化填料(211)的顶部种植有植物(212)，所述调蓄池(121)的池体出水口与所述防渗池(210)的顶部连通，所述防渗池(210)的底部设有供净化后的雨水输出的净化出水口。
2.根据权利要求1所述的堆场地面的污染治理系统，其特征在于：还包括：雨水利用单元(300)；所述雨水利用单元(300)包括：集水井(310)，所述集水井(310)的井体进水口与所述防渗池(210)的净化出水口连通，所述集水井(310)的井体出水口连接净化水利用设备(400)。
3.根据权利要求2所述的堆场地面的污染治理系统，其特征在于：所述集水井(310)设置于所述防渗池(210)的下方，所述防渗池(210)的底面为透水件(201)。
4.根据权利要求2所述的堆场地面的污染治理系统，其特征在于：所述集水井(310)中的井体出水口与所述净化水利用设备(400)之间设有泵体(320)。
5.根据权利要求1所述的堆场地面的污染治理系统，其特征在于：所述雨水导引部件(110)，包括：多个立式雨水篦(111)，依次安装于堆场(10)地面上，每个所述立式雨水篦(111)连通一雨水口连管(112)，所有的所述雨水口连管(112)与收集渠(113)连通，所述收集渠(113)连通所述调蓄池(121)的池体进水口。
6.根据权利要求1所述的堆场地面的污染治理系统，其特征在于：所述净化填料(211)为多个砾石块，所有的所述砾石块的尺寸为由上至下依次增大。
7.根据权利要求1所述的堆场地面的污染治理系统，其特征在于：所述净化填料(211)的顶部设有布水管网，所述布水管网包括：干管(213)和若干个支管(214)，所述干管(213)与所述调蓄池(121)的池体出水口连通，所有的所述支管(214)的一端与所述干管(213)连通，所有的所述支管(214)的另一端与所述防渗池(210)的顶部连通。
8.根据权利要求1所述的堆场地面的污染治理系统，其特征在于：所述溢流孔(123)上设有阀门(124)。
9.根据权利要求8所述的堆场地面的污染治理系统，其特征在于：所述调蓄池(121)的溢流孔(123)是使日降雨量超过15mm的雨水进入所述弃流池(122)中。
10.根据权利要求1所述的堆场地面的污染治理系统，其特征在于：所述污染治理系统的数量为多个，多个所述污染治理系统分别设置于堆场(10)的各个外侧面。
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