CN108457178B - 一种跨江河桥梁桥面污/废水的环保收集净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种跨江河桥梁桥面污/废水的环保收集净化系统，包括收集分系统，其包括斜交半开放式导流槽、U型排水槽及落水管，斜交半开放式导流槽设在桥梁桥面上，且设置方向与桥梁纵向方向斜交，U型排水槽设在斜交半开放式导流槽的出水口下方，落水管上端连通U型排水槽的端部；及净化分系统，其包括调节沉淀池、曝气沉砂池、药剂储存池、危险药品临时存放池、沉淀污泥临时储存池及生态储水池，调节沉淀池与落水管下端连接，调节沉淀池与曝气沉砂池之间设有进水控制闸，调节沉淀池通过管道与市政污水处理系统连接，曝气沉砂池通过管道与生态储水池连接。可实现对桥面雨水、废水、液态危险品的净化和应急处理，保障度高，效率高，效果好。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种跨江河桥梁桥面污/废水的环保收集净化系统。
背景技术
一般情况下，跨江河桥梁雨水可通过桥面或桥两侧围栏结构开孔直接排入江河，但对于在水源保护区范围的跨江河桥梁而言，其桥面雨水不可直接排入江河，需要通过收集系统进入两侧沉淀池沉淀后排放。
工程上常用的三种雨水收集方式存在不足。一种是通过桥外侧围栏结构开孔作雨水口，由连接管接入桥两侧挂管，最后转输到岸上雨水系统中，这套系统采用挂管收集和转输，挂管管径随收集雨水量的增加而增大，管道难以安装固定，且影响桥梁整体的美观效果；一种方式是利用桥面人行道板下的断面空间作为桥面雨水的收集转输通道，但该方式存在断面过流能力低、占用电力、电信等其他专业的管线敷设空间、清疏维护困难等问题；另一种方式是对于跨江河距离短的情况，工程不考虑设置雨水收集设施，雨水沿桥面纵向直流向两岸，通过岸上桥脚附近或引道末端设置的雨水口收集进入岸上地面排水系统，该方式容易造成桥脚或引道末端附近积水。
而目前桥两侧沉淀池的设置方式通常是仅设置规模较小的储水池。由于桥面雨水污染物浓度高，一般水池的沉淀效果不佳，导致雨水直接沉淀后的水质较差，直排入水源地会带来一定的污染；对于危险品运输车辆在桥梁上发生事故倾倒、泄漏废水或有毒有害液体时，通常没有对应的配套处理设施，或者配套设施不便于管理和操作，使得实际使用的桥梁桥面存在着液态危险品泄漏进入、污染当地水源地污染水源、植被的较大隐患。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种跨江河桥梁桥面污/废水的环保收集净化系统，以提升桥面污/废水收集率，减少桥面径流量，避免引桥接地面处积水，同时可应对处理危险运输车辆在桥梁上发生事故倾倒、泄漏废水或有毒有害液体的情况，避免废水或有毒有害液体从跨江段桥面流入江河造成污染。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种跨江河桥梁桥面污/废水的环保收集净化系统，包括收集分系统，其包括斜交半开放式导流槽、U型排水槽及落水管，所述斜交半开放式导流槽设置在桥梁桥面上，且设置方向与桥梁纵向方向斜交，所述U型排水槽设置在斜交半开放式导流槽的出水口下方，所述落水管的上端连通U型排水槽的端部；及净化分系统，其包括调节沉淀池、曝气沉砂池、药剂储存池、危险药品临时存放池、沉淀污泥临时储存池及生态储水池，所述调节沉淀池与落水管的下端连接，所述调节沉淀池与曝气沉砂池之间设置有进水控制闸，所述调节沉淀池通过管道与市政污水处理系统连接，所述曝气沉砂池通过管道与生态储水池连接。
进一步地，所述调节沉淀池内设置有沉淀强化装置以及沉砂槽。
进一步地，所述调节沉淀池内设有出水槽，所述出水槽内设有液位计和提升水泵。
进一步地，所述曝气沉砂池内设置有空压机及配套空气管设施。
进一步地，所述药剂储存池和危险药品临时存放池内均设置有液位计及加药泵。
进一步地，所述生态储水池包括池体，所述池体的内壁布设有土工布，所述池体内设有过滤挡墙面板，所述过滤挡墙面板将池体分隔为粗砂碎石池和生态净化储水塘，所述过滤挡墙面板上设有多个间隔布置的单向过水口，所述粗砂碎石池通过管道与曝气沉砂池连接。
进一步地，所述生态净化储水塘内设有生物膜接触净化设施、水生植物及水生动物。
进一步地，所述斜交半开放式导流槽由桥面纵坡和设置在桥面的挡水堰组成。
进一步地，所述斜交半开放式导流槽的设置方向为桥面横坡数值和方向组成的矢量与纵坡数值和方向组成的矢量所合成的新矢量方向。
进一步地，所述桥面的边沿设有中空的人行道，所述斜交半开放式导流槽位于人行道的下方；所述人行道的侧面设有侧石，所述侧石上设有雨水口，所述雨水口内设有格栅。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、收集分系统采用斜交半开放式导流槽汇集桥面雨水，提升了桥面雨水收集率，可有效减少桥面径流量，避免引桥接地面处积水；另一方面，将斜交半开放式导流槽设于桥面人行道下，斜交半开放式导流槽占用人行道断面空间较少，不影响其他专业管线敷设，人行道下的空间也不会因人行道面雨水渗漏而形成积水。此外，收集分系统采用U型排水槽转输雨水，相比管道增强了过流能力，实现桥梁跨江段雨水长距离转输，设施易于安装且外形美观。
2、本发明平时用于桥面雨水收集和转输，当收集的雨水含有地表污染物时，根据污染物浓度选择是否加药，雨水经过调节沉淀池和曝气沉砂池的净化处理后，进入到生态储水池临时储存，可用于桥面绿化、桥边绿化、桥面浇洒以及作为发生事故时的应急水源；当突发液态危险品泄漏事故时，可作为事故应急设施，将液态危险品收集和转输至岸上的净化分系统，通过调节沉淀池适当加药净化处理、临时储存后，方便转运或接驳市政污水系统作进一步处理。
本发明可实现对桥面雨水、废水、液态危险品的净化和应急处理，处理系统简单，保障度高，效率高，效果好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：
图1为本发明实施例的系统原理图；
图2为本发明实施例中收集分系统的平面图；
图3为本发明实施例中桥面设有人行道时收集分系统的横向断面图；
图4为本发明实施例中桥面无人行道时收集分系统的横向断面图；
图5为本发明实施例中斜交半开放式导流槽的横向断面图(挡水堰为砌体形式)；
图6为本发明实施例中斜交半开放式导流槽的横向断面图(挡水堰为预埋件形式)；
图7为本发明实施例中净化分系统(生态储水池不显示)的底部平面图；
图8为本发明实施例中净化分系统(生态储水池不显示)的下部平面图；
图9为本发明实施例中净化分系统(生态储水池不显示)的上部平面图；
图10为本发明实施例中图7至图9中的A-A剖面图；
图11为本发明实施例中图7至图9中的B-B剖面图；
图12为本发明实施例中生态储水池的结构示意图。
具体实施方式
参照图1至图12，本发明为一种跨江河桥梁桥面污/废水的环保收集净化系统，包括：收集分系统，其包括斜交半开放式导流槽1、U型排水槽2及落水管3，斜交半开放式导流槽1设置在桥梁桥面上，且设置方向与桥梁纵向方向斜交，U型排水槽2设置在斜交半开放式导流槽1的出水口下方，落水管3的上端连通U型排水槽2的端部；及净化分系统，其包括调节沉淀池14、曝气沉砂池15、药剂储存池16、危险药品临时存放池17、沉淀污泥临时储存池18及生态储水池19，调节沉淀池14与落水管3的下端连接，调节沉淀池14与曝气沉砂池15之间设置有进水控制闸20，调节沉淀池14通过管道与市政污水处理系统连接，曝气沉砂池15通过管道与生态储水池19连接。
收集分系统设置在跨江桥梁上，跨江桥梁包括桥体9和桥墩10，桥体9的桥面两侧设有人行道7，两侧人行道7之间为车行道11。人行道7的外侧设有围栏12，围栏12位于桥体9桥面两侧的边沿。人行道7下方设有承托柱13，人行道7铺设在承托柱13上，使人行道7下方形成中空的空间，人行道7对应车行道11的一侧设有侧石8，侧石8上设置有多个雨水口4。
雨水口4采用侧入式，其断面为矩形，根据桥面允许径流水深、雨水收集范围计算排水量后以一定间距设置于侧石8上，桥面雨水从雨水口4流入。雨水口4内设置有格栅5以拦截垃圾等漂浮物。雨水口4后接斜交半开放式导流槽1。
斜交半开放式导流槽1的设置方向为桥面横坡数值和方向组成的矢量a与纵坡数值和方向组成的矢量b所合成的新矢量c方向(参照图2)，与桥中线斜交，在该方向上的桥面坡度为最大坡度。因此，雨水将按此最大坡度方向全部进入雨水口4，基本解决雨水在雨水口4前过而不入的问题，避免较多雨水继续沿桥面纵向径流造成下游积水。
参照图2至图3，斜交半开放式导流槽1设在人行道7下方，断面与雨水口4相同，斜交半开放式导流槽1穿过桥外侧围栏12时断面形式为封闭式，伸出围栏12后，出口以90°弯槽方式向下垂直接入U型排水槽2。此外，参照图4，若跨江河桥梁的桥面两侧无人行道7时，收集分系统的雨水口4设于围栏12的底部，斜交半开放式导流槽1穿过围栏12底部后出口以90°弯槽方式向下垂直接入U型排水槽2。
斜交半开放式导流槽1由桥面纵坡和设置在桥面的挡水堰6组成，斜交半开放式导流槽1在人行道7下的断面形式为开放式，即仅在承水一侧设置挡水堰6，另一侧和顶面取消，在人行道7下的空间里，利用桥面纵坡，使雨水靠挡水堰6导流至下游。斜交半开放式导流槽1的挡水堰6高度与雨水口4相同，在保证导流效果的同时尽量少占用人行道下空间，不影响其他专业管线敷设。挡水堰6做法可采用设砌体或预埋件形式(参照图5和图6)，预埋件可采用L型构件。
U型排水槽2沿跨江桥围栏12外侧设置，断面呈U型，断面宽度满足外观要求，高度根据流量和坡度计算确定。U型排水槽2的坡度跟随桥纵向坡度变化。U型排水槽2从跨江河段中央开始分别向两岸设置，一直延伸至岸上接落水管3为止，沿线收集斜交半开放式导流槽1导流的雨水或废液。U型排水槽2相比以往的悬挂圆管道设施易于安装，且外形更美观，尤其是增强了过流能力，更易于实现跨江河段桥面雨水长距离的转输。
落水管3上端连通U型排水槽3的端部，并紧贴桥体9底面、桥墩10外壁挂设，下端接入位于地面的净化分系统，与调节沉淀池14连通。落水管3管径按流量计算确定。
通过各部件之间的连接，跨江河桥梁雨水(或液态危险品泄露液)经雨水口4收集，斜交半开放式导流槽1导流，U型排水槽2长距离转输，最后通过落水管3接入净化分系统进行净化处理，避免了跨江河段桥面雨水(或液态危险品泄露液)流入江河造成污染，且减少了桥面径流雨水和引桥接岸上地面处的积水。
调节沉淀池14主要用于储存、调节来自桥面的雨水/废水，其底部设置有沉砂槽，用于沉淀巨大砂粒。调节沉淀池14内分为两段调节空间，前段调节空间主要用于进水调节，后段调节空间设置有沉淀强化装置21，通过药剂储存池16和危险药品临时存放池17往调节沉淀池14内投放药剂药品，去除水中CODcr、BOD5、氨氮及初雨污染重金属等污染物，沉淀后污泥进入到沉淀污泥临时储存池18存放，由有资质的单位定期外运处理。此外，调节沉淀池14内设有出水槽22，出水槽内设有液位计23和提升水泵24，用于辅助进水。
曝气沉砂池15主要采用曝气方式去除雨水/废水中的砂及部分CODcr等有机污染物。曝气沉砂池15内设置有空压机及配套空气管设施25以实现曝气。
药剂储存池16和危险药品临时存放池17内均设置有液位计23及加药泵26。液位计23用于检测池体内药剂药品的剩余量以便及时补充药剂药品，加药泵26用于将药剂药品投放到调节沉淀池14内。
生态储水池19包括池体，池体的内壁布设有土工布27，土工布可增强池体的结构稳定性，并改善土体质量；池体内设有过滤挡墙面板28，过滤挡墙面板28将池体分隔为粗砂碎石池29和生态净化储水塘30，过滤挡墙面28板上设有多个间隔布置的单向过水口31，粗砂碎石池29通过管道与曝气沉砂池15连接，生态净化储水塘30内设有生物膜接触净化设施32、水生植物及水生动物。从曝气沉砂池15转输到粗砂碎石池29的水体作进一步过滤后，通过单向过水口31进入到生态净化储水塘30中临时储存，并可用于桥面绿化、桥边绿化、桥面浇洒以及作为发生事故时的应急水源。
对于旱季的偶尔降雨及暴雨期开始季节的降雨，由于地表污染物积累以及径流污染物浓度较高，采用全流程的净化及储存设施，将净化后的雨水储存在生态储水池19。对于暴雨季节后期降雨时段，因地表污染已经由前期降雨频繁冲刷，使得径流污染物浓度不高，建议采用调节沉淀池14、曝气沉砂池15净化，不投加药剂，净化后进入生态储水池19中储存。当桥面发生危险品泄漏事故时，桥面泄漏危险品及相应冲洗水经收集分系统收集后进入到调节沉淀池14中储存，通过加药泵26投加絮凝沉淀药剂及相应类型危险品废水处理药剂，经过沉淀强化装置21处理后，打开出水口阀门后，自流进入市政污水处理系统进行后续处理，该部分废水不进入生态储水池19。
净化分系统可实现对桥面雨水、废水、液态危险品的净化和应急处理，处理系统简单，保障度高，效率高，效果好。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种跨江河桥梁桥面污/废水的环保收集净化系统，其特征在于，包括：
收集分系统，其包括斜交半开放式导流槽（1）、U型排水槽（2）及落水管（3），所述斜交半开放式导流槽（1）设置在桥梁桥面上，且设置方向与桥梁纵向方向斜交，所述U型排水槽（2）设置在斜交半开放式导流槽（1）的出水口下方，所述落水管（3）的上端连通U型排水槽（2）的端部，所述斜交半开放式导流槽（1）穿过桥外侧围栏（12）时断面形式为封闭式，伸出桥外侧围栏（12）后，出口以90°弯槽方式向下垂直接入所述U型排水槽（2），所述斜交半开放式导流槽（1）在人行道（7）下的断面形式为开放式，利用桥面纵坡，使雨水导流至下游；及
净化分系统，其包括调节沉淀池（14）、曝气沉砂池（15）、药剂储存池（16）、危险药品临时存放池（17）、沉淀污泥临时储存池（18）及生态储水池（19），所述调节沉淀池（14）与落水管（3）的下端连接，所述调节沉淀池（14）与曝气沉砂池（15）之间设置有进水控制闸（20），所述调节沉淀池（14）通过管道与市政污水处理系统连接，所述曝气沉砂池（15）通过管道与生态储水池（19）连接。
2.根据权利要求1所述的跨江河桥梁桥面污/废水的环保收集净化系统，其特征在于：所述调节沉淀池（14）内设置有沉淀强化装置（21）以及沉砂槽。
3.根据权利要求1或2所述的跨江河桥梁桥面污/废水的环保收集净化系统，其特征在于：所述调节沉淀池（14）内设有出水槽（22），所述出水槽内设有液位计（23）和提升水泵（24）。
4.根据权利要求1所述的跨江河桥梁桥面污/废水的环保收集净化系统，其特征在于：所述曝气沉砂池（15）内设置有空压机及配套空气管设施（25）。
5.根据权利要求1所述的跨江河桥梁桥面污/废水的环保收集净化系统，其特征在于：所述药剂储存池（16）和危险药品临时存放池（17）内均设置有液位计（23）及加药泵（26）。
6.根据权利要求1所述的跨江河桥梁桥面污/废水的环保收集净化系统，其特征在于：所述生态储水池（19）包括池体，所述池体的内壁布设有土工布（27），所述池体内设有过滤挡墙面板（28），所述过滤挡墙面板（28）将池体分隔为粗砂碎石池（29）和生态净化储水塘（30），所述过滤挡墙面板（28）上设有多个间隔布置的单向过水口（31），所述粗砂碎石池（29）通过管道与曝气沉砂池（15）连接。
7.根据权利要求6所述的跨江河桥梁桥面污/废水的环保收集净化系统，其特征在于：所述生态净化储水塘（30）内设有生物膜接触净化设施（32）、水生植物及水生动物。
8.根据权利要求1所述的跨江河桥梁桥面污/废水的环保收集净化系统，其特征在于：所述斜交半开放式导流槽（1）由桥面纵坡和设置在桥面的挡水堰（6）组成。
9.根据权利要求8所述的跨江河桥梁桥面污/废水的环保收集净化系统，其特征在于：所述斜交半开放式导流槽（1）的设置方向为桥面横坡数值和方向组成的矢量与纵坡数值和方向组成的矢量所合成的新矢量方向。
10.根据权利要求9所述的跨江河桥梁桥面污/废水的环保收集净化系统，其特征在于：所述桥面的边沿设有中空的人行道（7），所述斜交半开放式导流槽（1）位于人行道（7）的下方；所述人行道（7）的侧面设有侧石（8），所述侧石（8）上设有雨水口（4），所述雨水口（4）内设有格栅（5）。
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