CN108191098A - 一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统 - Google Patents

一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统，包括沉淀室，沉淀室的左侧设有进水口，沉淀室的右侧设有过滤室，沉淀室的下侧与过滤室的上侧连通，过滤室自上向下一次设有碎石格栅层、粗砂层、碎石集排水层，碎石集排水层与所述过滤室底部之间设有若干开孔排水管，过滤室的右侧设有排水室，开孔排水管的右端与所述排水室连通，排水室的下侧设有出水口，沉淀室、过滤室、排水室均设置于地下。通过埋地式的处理可应用于土地空间有限的城市道路与停车场，不影响地表功能，可高效去除城市地表径流中的关键污染物颗粒物，对颗粒物的去除率达90%以上，可减轻城市道路、停车场暴雨径流污染对受纳水体的水质影响。

Description

一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统
技术领域
本发明涉及排水系统技术领域，具体来说，涉及一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统。
背景技术
城市暴雨径流中含有大量悬浮颗粒物、营养盐、重金属和有毒有机污染物。城市道路与停车场等不透水地表是城市地表径流污染的主要来源区。颗粒污染物是城市道路、停车场径流的主要污染物，而且是其他污染物（重金属、营养盐和有毒有机污染物）的主要载体，因此控制这类不透水地表暴雨径流中颗粒污染物是减轻对受纳水体水质影响的关键。另外在海绵城市建设中也明确提出除了年径流总量作为建设指标，暴雨径流颗粒物也具有相应要求。然而由于城市用地紧张、交通压力大，可用来处理地表径流污染的空间有限。因此，如何利用有限的空间、占用很少的土地、不影响地表正常功能的情况下，通过开发一体化设备或装置，采用地埋的形式，去除暴雨径流中的颗粒污染物，对减轻城市地表径流污染具有重要的意义。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统，能够解决上述技术问题。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统，包括沉淀室，所述沉淀室的左侧设有进水口，所述沉淀室的右侧设有过滤室，所述沉淀室的下侧与所述过滤室的上侧连通，所述过滤室自上向下一次设有碎石格栅层、粗砂层、碎石集排水层，所述碎石集排水层与所述过滤室底部之间设有若干开孔排水管，所述过滤室的右侧设有排水室，所述开孔排水管的右端与所述排水室连通，所述排水室的下侧设有出水口，所述沉淀室、过滤室、排水室均设置于地下。
进一步地，所述沉淀室、过滤室、排水室顶端分别设有一个检修口。
进一步地，所述过滤室与所述排水室之间上侧开设有溢流口。
进一步地，所述碎石格栅层上侧右端设有排空管，所述排空管的左端与过滤室连通，所述排空管的右端与排水室连通。
进一步地，所述碎石格栅层由粒径1-2cm和5cm的碎石组成。
进一步地，所述粗砂层由粒径0.5-2cm和45-60cm的粗砂组成。
进一步地，所述碎石集排水层由粒径2-4cm和15-30cm的碎石组成。
进一步地，所述过滤室内添加有生物炭颗粒和石灰石颗粒。
进一步地，所述出水口通过水质净化系统后与市政管网连通。
本发明的有益效果：通过埋地式的处理可应用于土地空间有限的城市道路与停车场，不影响地表功能，可高效去除城市地表径流中的关键污染物颗粒物，对颗粒物的去除率达90%以上，可减轻城市道路、停车场暴雨径流污染对受纳水体的水质影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统的俯视图；
图2是根据本发明实施例所述的一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统的剖视图。
图中：1.进水口；2.沉淀室；3.检修口；4.过滤室；5.碎石格栅层；6.粗砂层；7.碎石集排水层；8.开孔排水管；9.排水室；10.出水口；11.排空管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，根据本发明实施例所述的一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统，包括沉淀室2，所述沉淀室2的左侧设有进水口1，所述沉淀室2的右侧设有过滤室4，所述沉淀室2的下侧与所述过滤室4的上侧连通，所述过滤室4自上向下一次设有碎石格栅层5、粗砂层6、碎石集排水层7，所述碎石集排水层7与所述过滤室4底部之间设有若干开孔排水管8，所述过滤室4的右侧设有排水室9，所述开孔排水管8的右端与所述排水室9连通，所述排水室9的下侧设有出水口10，所述沉淀室2、过滤室4、排水室9均设置于地下。
所述沉淀室2、过滤室4、排水室9顶端分别设有一个检修口3。
所述过滤室4与所述排水室9之间上侧开设有溢流口。
所述碎石格栅层5上侧右端设有排空管11，所述排空管11的左端与过滤室4连通，所述排空管11的右端与排水室9连通。
所述碎石格栅层5由粒径1-2cm和5cm的碎石组成。
所述粗砂层6由粒径0.5-2cm和45-60cm的粗砂组成。
所述碎石集排水层7由粒径2-4cm和15-30cm的碎石组成。
所述过滤室4内添加有生物炭颗粒和石灰石颗粒。
所述出水口10通过水质净化系统后与市政管网连通。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，根据本发明所述的一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统，主要包括沉淀室2、过滤室4和排水室9。其中，沉淀室2一端装有进水口1与城市暴雨径流连通，沉淀室2一端有排水管连接不透水地表道路或停车场产生的暴雨表径流，沉淀室2的另一端暴雨径流通过溢流进入过滤室4。过滤室4主要为砂床截流过滤径流中颗粒污染物，过滤室4中的砂床，自上而下包括碎石格栅层5、粗砂层6和碎石集排水层7，碎石集排水层7下侧布置开孔排水管8，过滤室4与排水室9连接处设置溢流口，容许在水量较大的情况下，暴雨径流直接溢流至排水室9，另外在所述的砂床上部设置排空,11，连接至排水室9，可排空砂床表面的积水，便于砂床管理维护，过滤后的暴雨径流排入排水室9。排水室9是整个过滤系统的末端，排放净化后的暴雨径流至市政管网，沉淀室2、过滤室4、排水室9顶端分别设有一个检修口3，便于清理地表径流沉淀的大颗粒污染物。
城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统可通过暴雨径流进水口截流初期重污染径流，采取离线过滤处理；也可在过滤室4与排水室9上侧设置溢流空间，在高强度降雨时，溢流空间直接溢流暴雨径流，采取在线过滤处理。
城市暴雨径流颗粒污染物过滤系沉淀室2面积可按下式确定，
式中：As为沉淀室2表面积（m2）；
Q为设计处理地表径流流量（m3/s）
q为表面负荷（m3/m2•h），根据地表径流颗粒物浓度与粒径大小确定，一般采用1.5-3.0m3/m2•h。
过滤室4过滤介质从上到下由碎石格栅层5、粗砂层6和碎石集排水层7组成。碎石格栅层7由粒径1-2cm和5cm厚碎石组成，粗砂层6由粒径0.5-2cm、45-60cm厚粗砂组成，碎石集排水层7由粒径2-4cm、15-30cm厚的碎石组成。如果要求去除地表径流有机污染物、重金属、磷可添加生物炭颗粒和石灰石颗粒。
过滤室4面积可采用达西定律估算，假定所有过滤介质处于饱和，
式中：Af 为过滤室面积（m2）；
V为处理暴雨径流量（m3）；
df 为过滤介质深度（m），可取0.45~0.60m；
hf 为水头（通常取过滤介质深度的1/2）
k为过滤介质水力传导系数（m/d）；
tf 为设计排空时间（d），一般不超过3d。
过滤室4底部的碎石集排水层7中布置开孔集排水管，过滤后的地表径流排放至排水室9，通过开孔排水管8进入市政雨水管网。开孔排水管8需设置冲洗管，便于冲洗排水管中沉积物。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，过滤介质采用是粗砂，通过截留、过滤去除城市暴雨径流中颗粒污染物，可沿道路、停车场等不透水地表周围埋地式布置，城市暴雨径流首先流经预处理沉淀室，通过沉淀去除较大的颗粒和其他垃圾，暴雨径流经然后进入过滤室，通过砂床过滤去除粒径较小的颗粒物和部分其他污染物，在砂床底部通过碎石集排水层排放至排水室，将经过过滤的暴雨径流收集排放至城市市政雨水管网，埋地式的处理可应用于土地空间有限的城市道路与停车场，不影响地表功能，可高效去除城市暴雨径流中的关键污染物颗粒物，对颗粒物的去除率达90%以上，可减轻城市道路、停车场地表径流污染对受纳水体的水质影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统，其特征在于，包括沉淀室（2），所述沉淀室（2）的左侧设有进水口（1），所述沉淀室（2）的右侧设有过滤室（4），所述沉淀室（2）的下侧与所述过滤室（4）的上侧连通，所述过滤室（4）自上向下一次设有碎石格栅层（5）、粗砂层（6）、碎石集排水层（7），所述碎石集排水层（7）与所述过滤室（4）底部之间设有若干开孔排水管（8），所述过滤室（4）的右侧设有排水室（9），所述开孔排水管（8）的右端与所述排水室（9）连通，所述排水室（9）的下侧设有出水口（10），所述沉淀室（2）、过滤室（4）、排水室（9）均设置于地下。
2.根据权利要求1所述一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统，其特征在于，所述沉淀室（2）、过滤室（4）、排水室（9）顶端分别设有一个检修口（3）。
3.根据权利要求1所述一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统，其特征在于，所述过滤室（4）与所述排水室（9）之间上侧开设有溢流口。
4.根据权利要求1所述一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统，其特征在于，所述碎石格栅层（5）上侧右端设有排空管（11），所述排空管（11）的左端与过滤室（4）连通，所述排空管（11）的右端与排水室（9）连通。
5.根据权利要求1所述一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统，其特征在于，所述碎石格栅层（5）由粒径1-2cm和5cm的碎石组成。
6.根据权利要求1所述一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统，其特征在于，所述粗砂层（6）由粒径0.5-2cm和45-60cm的粗砂组成。
7.根据权利要求1所述一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统，其特征在于，所述碎石集排水层（7）由粒径2-4cm和15-30cm的碎石组成。
8.根据权利要求1所述一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统，其特征在于，所述过滤室（4）内添加有生物炭颗粒和石灰石颗粒。
9.根据权利要求1所述一种城市暴雨径流颗粒污染物过滤系统，其特征在于，所述出水口（10）通过水质净化系统后与市政管网连通。
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