CN108392865A - 基于居民区既有雨水管网的末端截污分离装置及截污方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于居民区既有雨水管网的末端截污分离装置，设置于小区雨水管网总排口，主要包括：截污池、卵石填料和双向流管路系统；其中，所述截污截污池位于小区雨水总排口的末端，其内部可放置上述卵石填料；所述双向流管路系统主要用于填料内部沉积物的清洗；所述管路系统清洗沉积物出流水经管道溢流至污水管网；所述双向流管路系统运行工况通过闸阀控制；本发明利用卵石填料实现雨水中悬浮物的截流与污染物的净化，其次，该发明利用特殊的管路系统实现了填料内部沉积物的清洗，有利于该装置的长期稳定运行与高效“控源截污”。本发明具有实用性强、占地小、成本低、易管理、截污效果好、综合效益等突出优势。
Description
技术领域
本发明涉及环境工程和海绵城市建设技术领域，尤其涉及一种无需更换填料的居民区雨水管网末端的截污装置及截污方法。
背景技术
城市黑臭水体的生态系统结构严重失衡，给群众带来了极差的感官体验，成为目前较为突出的水环境问题，也严重影响着我国城市的良好发展。2015年国务院发布的《水污染防治行动计划》对黑臭水体问题提出明确要求，到2020年，我国地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10％以内；到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除。
黑臭水体主要污染源之一是沿岸小区雨水及其携带的污染物，具体包括和雨水地表径流所携带的污染物和由于雨污混接而进入雨水管网的洗衣污水，机理如下：雨型较小或旱季时，洗衣污水和地表径流同时进入雨水管网，雨水管道中水的流量小，流速低，污染物易沉积于管道内；雨型较大时，短时瞬流雨水会冲击小区雨水管网中存积的沉积物至河道等水体，极易造成“黑臭复发”的时段性恶化现象。
控源截污是整治黑臭水体的根本，从源头控制污染物向城市水体排放是黑臭水体整治最有效的工程措施，也是其他技术得以实施的前提。目前，大部分城市不设置控源截污措施，特别是老城区雨污分流改造推进力度不够，势必会增大水体恶化和黑臭水体治理的难度。
针对上述问题与建议，“控源截污”显得尤为重要，但是目前的技术和方法措施均由于针对性不强或者工程实施的可行性不高而一直未得到广泛推广与应用。
因此，市场亟需一种针对性强、可行性高的小区雨水管网末端截污设施。
发明内容
本发明提出了一种基于居民区既有雨水管网的末端截污分离装置(包括截污池、卵石填料和双向流管路系统)及截污方法，用于小区雨水污染物的截留，特别是径流初期雨水的净化。
为实现本发明的目的，本发明提出了一种应用于居民区雨水管网末端的截污装置，设置于小区雨水管网末端，包括：截污池和卵石填料；其中，所述截污池的截污池位于所述小区雨水管网末端之后，其内部用于储存雨水和放置所述卵石填料；所述截污池截污池两侧壁分别设有上进水口、下进水口、下出水口和上出水口；所述上进水口和所述下进水口与入水管连通；所述下出水口和所述上出水口与出水管连通；所述上进水口处设置有进水闸阀；所述下出水口处设置有出水闸阀。
本发明提出的应用于居民区雨水管网末端的截污装置中，所述截污池截污池为钢筋砼长方体空心构筑物，内部用于储水和放置填料，内设防水层和防水涂料。
本发明提出的应用于居民区雨水管网末端的截污装置中，所述卵石填料的粒径为10-50mm，堆置高度为1-3m。
本发明提出的应用于居民区雨水管网末端的截污装置中，所述进水闸阀和所述出水闸阀利用电路控制系统实现的启闭动作，从而实现不同的运行工况。
本发明提出的应用于居民区雨水管网末端的截污装置中，正向流工况运行时，关闭所述进水闸阀，打开所述出水闸阀，水流从所述上进水口进入，流经所述卵石填料从所述下出水口流出；逆向流工况运行时，打开所述进水闸阀，关闭所述出水闸阀，水流从所述下进水口进入，流经所述卵石填料从所述上出水口溢流至就近污水管网。
本发明提出的应用于居民区雨水管网末端的截污装置中，逆向流工况在径流形成后20-40min运行。
本发明提出的应用于居民区雨水管网末端的截污装置中，进一步包括高压冲洗工况，所述入水管外接冲洗管，所述冲洗管处设置有进水蝶阀；打开所述进水蝶阀，关闭所述进水闸阀和所述出水闸阀。
基于以上装置，本发明还提出了一种应用于居民区雨水管网末端的截污方法，包括以下步骤：
步骤一：小区雨水管网末端接入入水管；
步骤二：晴天有洗衣污水进入时，洗衣污水进入截污池，污水经过卵石填料得到净化，流至出水管；
步骤三：雨天时，运行正向流工况，雨水及其携带的沉积物进入所述截污池，雨水经过所述卵石填料时水质得到净化，沉积物被截留；
步骤四：雨天时，运行逆向流工况，残留在所述卵石填料上的沉积物得到冲刷并经出水管溢流至污水管网；反冲洗工况运行10-30min之后恢复正向流工况
步骤五：长期运行后，运行高压冲洗工况，进行深度清洁滤料。
本发明提出的应用于居民区雨水管网末端的截污装置区别于现有海绵体和截污装置的显著特色为：针对性强，通过小规模的构筑物和较小的资金投入就可以将小区雨水及其携带的污染物截流在该海绵体；性价比高，通过特殊的管路设计，实现了反冲洗功能，从而使得内置卵石填料无需更换，实现长期可持续性利用，有利于该海绵体的长期稳定运行，较常规海绵城市建设而言后期维护费用大幅降低；运行高效，常规海绵体中的种植土为有机污染物的源，该发明中的卵石填料中不含有机物，且内置卵石填料不易板结与堵塞，为雨水及水中悬浮物创造了利于沉淀和过滤的水力条件，大幅提升了水力条件与分离效率，强化了截污效果，实现了“控源截污”。
本发明的增益效果为：(1)建设成本低，较普通海绵体而言只需要在小区末端修建该构筑物即可；(2)运行成本非常小，整个装置运行过程中无需加药，无需用电，无需机械清淤(3)内置填料可实现自净与清洗，无需更换填料，便于维护和长期运行，节省了后期运行费用；(4)内置卵石填料相比常规海绵体中的种植土，不易堵塞与板结，有利于稳定高效运行；(5)本发明设计结构简单，为常规长方体水工程构筑物，对施工方无特殊要求，工程可实施性与可推广性较强；(6)对降雨初期径流效果有缓冲效果，而且有效的截留了小区管网冲刷过来的沉积物，可以从源头上解决黑臭水体发生源。
附图说明
图1为本发明应用于居民区雨水管网末端的截污装置的立面图。
图2为本发明应用于居民区雨水管网末端的截污装置的平面图。
图3为图2的A-A剖面图。
图4为图2的B-B剖面图。
具体实施方式
结合以下具体实施例和附图，对发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
图1-图4中，1.截污池、2.卵石填料、3.双向流管路系统、4.进水闸阀、5.出水闸阀、6.上进水口、7.下出水口、8.下进水口、9.上出水口、10.冲洗管、11.进水蝶阀、12.入水管、13.出水管。
如图1所示，本发明提出了一种应用于居民区雨水管网末端的新型海绵体，其包括截污池1、卵石填料2和双向流管路系统3。其中，截污池1内部具有空腔，为常规水工程构筑物，用于储水和放置卵石填料2；卵石填料2放置于截污池1内部；截污池1外侧设有双向流管路系统3，用于卵石填料2的清洗与自净。
本发明中，双向流管路系统配3包括：设置在截污池1一侧壁的上进水口6、下进水口8，设置在另一侧壁上的下出水口7和上出水口9。所述上进水口6和所述下进水口8与入水管12连通；所述下出水口7和所述上出水口9与出水管13连通；所述上进水口6处设置有进水闸阀4；所述下出水口7处设置有出水闸阀5。双向流管路系统3中反冲洗出水就近接驳至污水管网，便于污染物的分流。
本发明中，双向流管路系统3利用两组管路和两个闸阀实现不同的运行工况，具体通过电路控制系统或者人工操作执行实现，正常工况下，进水口处闸阀为关闭状态，出水口处闸阀为开启状态，水流从截污池1顶部进入，流经卵石填料2从底部出水口流出；反冲洗工况，进水口处闸阀为开启状态，出水口处闸阀为关闭状态，水流从截污池1底部进入，流经卵石填料2从顶部出水口流至就近污水管网检查井，实现污染物分离；为了实现高效反冲洗，反冲洗工况应该在径流形成后20-40min运行，具体时间应据实施当地水文气象数据而定；此外，为了保障该装置安全稳定运行。
本发明还设有高压水冲洗工况，运行该工况时，关闭进出水闸阀，打开进水蝶阀，将小区给水或者消防用水接入冲洗进水口。
本发明中，截污池1采用钢筋砼结构，同时做适当的防水处理，用于储水和放置卵石填料2，截污池1尺寸为3m×1.5m×2m。
本发明中，卵石层厚度为1.4m，卵石层底部距池底0.3m，卵石层顶部距池顶0.3m。
本发明中，上进水口6距离卵石表层0.3m。
本发明中，管材均为UPVC规格为DN500。
本发明中，进水闸阀4、出水闸阀5为DN500手电一体闸阀。
基于以上设计，本发明还提出了一种应用于居民区雨水管网末端的截污方法，其包括以下运行步骤：
步骤一：小区雨水管网末端接入入水管12；
步骤二：晴天有洗衣污水进入时，洗衣污水进入截污池1，污水经过卵石填料2得到净化，流至出水管13；
步骤三：雨天时，运行正向流工况，雨水及其携带的沉积物进入所述截污池1，雨水经过所述卵石填料2时水质得到净化，沉积物被截留；
步骤四：雨天时，运行逆向流工况，残留在所述卵石填料2上的沉积物得到冲刷并经出水管13溢流至污水管网；逆向流工况运行10-30min之后恢复正向流工况；
步骤五：长期运行后，运行高压冲洗工况，进行深度清洁滤料。
本发明相比现有雨水截污装置的改进之处在于，针对性强，通过小规模的构筑物和较小的资金就可以投入把小区雨水携带的污染物大部分截流在小区末端，既从源头上解决了黑臭水体污染源，且该发明为常规构筑物，便于施工，利于推广，不仅节约了投资，而且大大提升了原位截流的效率与效果。
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。
Claims (7)
1.一种基于居民区既有雨水管网的末端截污分离装置，其特征在于，设置于小区雨水管网末端，包括：截污池(1)和卵石填料(2)；其中，
所述截污池(1)的截污池位于所述小区雨水管网末端之后，其内部用于储存雨水和放置所述卵石填料(2)；
所述截污池(1)截污池两侧壁分别设有上进水口(6)、下进水口(8)、下出水口(7)和上出水口(9)；
所述上进水口(6)和所述下进水口(8)与入水管(12)连通；
所述下出水口(7)和所述上出水口(9)与出水管(13)连通；
所述上进水口(6)处设置有进水闸阀(4)；
所述下出水口(7))处设置有出水闸阀(5)。
2.如权利要求1所述的应用于居民区雨水管网末端的截污装置，其特征在于，所述卵石填料(2)的粒径为10-50mm，堆置高度为1-3m。
3.如权利要求1所述的应用于居民区雨水管网末端的截污装置，其特征在于，所述进水闸阀(4)和所述出水闸阀(5)利用电路控制系统实现的启闭动作，从而实现不同的运行工况。
4.如权利要求1所述的应用于居民区雨水管网末端的截污装置，其特征在于，正向流工况运行时，关闭所述进水闸阀(4)，打开所述出水闸阀(5)，水流从所述上进水口(6)进入，流经所述卵石填料(2)从所述下出水口(7)流出；逆向流工况运行时，打开所述进水闸阀(4)，关闭所述出水闸阀(5)，水流从所述下进水口(8)进入，流经所述卵石填料(2)从所述上出水口(9)溢流至就近污水管网。
5.如权利要求4所述的应用于居民区雨水管网末端的截污装置，其特征在于，逆向流工况在径流形成后20-40min运行。
6.如权利要求1所述的应用于居民区雨水管网末端的截污装置，其特征在于，进一步包括高压冲洗工况，所述入水管(12)外接冲洗管(10)，所述冲洗管(10)处设置有进水蝶阀(11)；打开所述进水蝶阀(11)，关闭所述进水闸阀(4)和所述出水闸阀(5)。
7.一种应用于居民区雨水管网末端的截污方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：小区雨水管网末端接入入水管(12)；
步骤二：晴天有洗衣污水进入时，洗衣污水进入截污池(1)，污水经过卵石填料(2)得到净化，流至出水管(13)；
步骤三：雨天时，运行正向流工况，雨水及其携带的沉积物进入所述截污池(1)，雨水经过所述卵石填料(2)时水质得到净化，沉积物被截留；
步骤四：雨天时，运行逆向流工况，残留在所述卵石填料(2)上的沉积物得到冲刷并经出水管(13)溢流至污水管网；反冲洗工况运行10-30min之后恢复正向流工况
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