CN110422968A - 一种河道径流雨水污染处理结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种河道径流雨水污染处理结构，从靠近雨水汇集口到远离雨水汇集口的方向依次包括挂篮、碎石过滤带、缓冲沟和亚潜流湿地；挂篮设置为镂空结构，挂篮与雨水汇集口通过预埋件连接，挂篮的顶端高于雨水汇集口的顶端；碎石过滤带的填料为砾石；亚潜流湿地的填料包括砾石和种植土。通过上述方式，本发明包括三级净化结构，能够充分去除雨、污水中的污染物，避免了未经净化的雨水进入河道，防止了水体富营养化，具有生态净化功能；本发明通过多层基质和不同粒径基质实现水质净化作用，碎石缓冲带上层选用大粒径砾石，可有效缓解堵塞，下层选用小粒径砾石，更细小的悬浮物能沉淀下来，大大提高了系统的固体截留量。
Description
技术领域
本发明涉及水环境治理技术领域，特别是涉及一种河道径流雨水污染处理结构。
背景技术
河道污染主要是由于大量的污染物短时间内进入水体而造成的，控源截污是河道治理的第一步也是最关键的一步。雨污分流，是一种排水体制，是指将雨水和污水分开，各用一条管道输送，进行排放或后续处理的排污方式。雨污分流便于雨水收集利用和集中管理排放，降低雨水对污水处理厂的冲击，保证污水处理厂的处理效率。
雨水可以通过雨水管网直接排到河道，由于降雨初期，雨水溶解了空气中的大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染性气体，降落后，又由于冲刷屋面、沥青混凝土道路等，使得前期雨水中含有大量的污染物质，前期雨水的污染程度较高，甚至超出普通城市污水的污染程度，后经雨水管直排入河道，给水环境造成了一定程度的污染。
管网配套基础好的地区会设置收集初期雨水排入污水管网进行处理，达标排放后统一排放至河道。但是很多地方并没有排入污水管网的条件，需要对雨水口做一定的处理来保证河道水质。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种河道径流雨水污染处理结构，能够充分去除雨、污水中的污染物，避免了未经净化的雨水进入河道，防止了水体富营养化，具有生态净化功能。
为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种河道径流雨水污染处理结构，从靠近雨水汇集口到远离雨水汇集口的方向依次包括挂篮、碎石过滤带、缓冲沟和亚潜流湿地；所述挂篮设置为镂空结构，所述挂篮与所述雨水汇集口通过预埋件连接，所述挂篮的顶端高于所述雨水汇集口的顶端；所述碎石过滤带的填料为砾石；所述亚潜流湿地的填料包括砾石和种植土。
优选的，所述碎石过滤带的横截面为以雨水汇集口为中心的弧形，所述缓冲沟和亚潜流湿地的横截面均为扇环形。
优选的，所述挂篮包括底面、第一侧面、第二侧面和第三侧面，所述第一侧面、第二侧面和第三侧面与所述底面相互垂直，所述第一侧面与所述第二侧面相互平行，所述第三侧面与所述第一侧面和第二侧面相互垂直，所述第三侧面对着所述雨水汇集口，所述底面低于所述雨水汇集口的底端。
优选的，所述雨水汇集口的面积占所述挂篮底面的面积的40％～60％。
优选的，所述第一侧面、第二侧面和第三侧面的上端均设置有手提把手。
优选的，所述预埋件包括钢板、钢筋和固定板，所述钢板连接在所述雨水汇集口的周边，所述挂篮通过所述钢筋与所述钢板连接，所述挂篮通过所述固定板与所述钢筋连接。
优选的，所述碎石过滤带包括第一碎石层和第二碎石层，所述第一碎石层位于所述第二碎石层的上方，所述第一碎石层的填料粒径大于所述第二碎石层的填料粒径。
优选的，所述碎石过滤带的孔隙率大于等于20％。
优选的，所述潜流湿地自下而上依次包括第一粗砂层、第一砾石层、第二砾石层、第二粗砂层和种植土层，所述第一粗砂层和第二粗砂层的填料为砂石，所述第一砾石层和第二砾石层的填料为砾石，所述种植土层的填料为种植土；所述第一砾石层的填料粒径大于所述第二砾石层的填料粒径。
优选的，所述碎石过滤带和亚潜流湿地的侧面坡度小于等于45°。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列有益效果：
(1)提供了一种河道径流雨水污染处理结构，包括碎石缓冲带、缓冲沟和亚潜流湿地三级净化结构，能够充分去除雨、污水中的污染物，避免了未经净化的雨水进入河道，防止了水体富营养化，具有生态净化功能；
(2)本发明通过多层基质和不同粒径基质实现水质净化作用，碎石缓冲带上层选用大粒径砾石，能容纳大量的悬浮物，可有效缓解堵塞，下层选用小粒径砾石，更细小的悬浮物能沉淀下来，大大提高了系统的固体截留量；亚潜流湿地选用粒径更小的砾石、粗砂，有利于在基质表层形成一层稳定的生物膜，强化湿地对污染物的去除效果；
(3)本发明结构简单、采用的基质廉价易得，无二次污染，实用性强，通过自然沉降、过滤、吸附、络合和生物降解等作用去除污染物；亚潜流湿地可种植景观植物，在完成净化功能的同时可以实现水面绿化，美化环境。
附图说明
图1是本发明一种河道径流雨水污染处理结构的示意图。
图2是本发明一种河道径流雨水污染处理结构另一方向的示意图。
图3是本发明一种河道径流雨水污染处理结构中挂篮侧面的示意图。
图4是本发明一种河道径流雨水污染处理结构中挂篮底面与预埋件连接的示意图。
附图标记说明：
雨水汇集口1；
挂篮2、底面21、手提把手22、预埋件23、钢板231、钢筋232、固定板233；
碎石过滤带3、第一碎石层31、第二碎石层32；
缓冲沟4；
亚潜流湿地5、第一粗砂层51、第一砾石层52、第二砾石层53、第二粗砂层54、挺水植物55。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅附图，一种河道径流雨水污染处理结构，从靠近雨水汇集口1到远离雨水汇集口1的方向依次包括挂篮2、碎石过滤带3、缓冲沟4和亚潜流湿地5。
碎石过滤带3的横截面为以雨水汇集口1为中心的弧形，碎石过滤带3的半径为50～100cm。缓冲沟4围绕在碎石过滤带3周围为扇环形分布，扇环形的宽为50～100cm。亚潜流湿地5围绕在缓冲沟4周围为扇环形分布，扇环形的宽为50～100cm。碎石过滤带3、缓冲沟4和亚潜流湿地5两边分别与雨水汇集口1两侧河岸平齐。碎石过滤带3外侧铺设孔径2～3cm的钢丝网，用于固定碎石，防止流失。亚潜流湿地5外侧铺设孔径0.2～0.5mm的钢丝网，防止湿地基质层流失。
挂篮2的形状为没有上顶和没有一个侧面的镂空长方体型结构，挂篮2具体的结构为，挂篮2包括底面21、第一侧面、第二侧面和第三侧面，第一侧面、第二侧面和第三侧面与底面21相互垂直，第一侧面与第二侧面相互平行，第三侧面与第一侧面和第二侧面相互垂直，第三侧面对着雨水汇集口1，底面21低于雨水汇集口1的底端。
挂篮2的第一侧面、第二侧面和第三侧面的上端均设置有手提把手22，方便挂篮2取出。
挂篮2可以采用不锈钢材质，使用寿命长，挂篮2由不锈钢板231焊接而成。挂篮2设置为镂空结构，例如挂篮2的各个面都为栅格结构，栅格大小1～2cm，可以很好的阻隔雨水中的树枝、塑料等垃圾。挂篮2去除较大颗粒污染物同时，也可减缓径流雨水对碎石过滤带3的冲击。
挂篮2的大小可以根据雨水汇集口1管径、排水流量和挂篮2底与雨水汇集口1的垂直距离确定，可以设置雨水汇集口1的面积占挂篮2底面21的面积的40％～60％，确保雨水经过挂篮2底面21的流量面积，使得雨水都能经过挂篮2的充分过滤。为确保从雨水汇集口1流出的雨水都能经过挂篮2，挂篮2的顶端高于雨水汇集口1的顶端，挂篮2的底面21低于雨水汇集口1的底端，可以设置挂篮2高度高于雨水汇集口1管顶20～30cm，挂篮2底面21低于雨水汇集口1底端20～30cm。
挂篮2没有侧面的一侧通过预埋件23形式与雨水汇集口1的河岸侧壁连接。预埋件23包括钢板231、钢筋232和固定板233，钢板231连接在雨水汇集口1的周边，挂篮2通过钢筋232与钢板231连接，挂篮2通过固定板233与钢筋232连接。固定板233设置为条状，固定板233的一端与钢筋232固定连接，固定板233的另一端穿过挂篮2底面21的栅格后再固定到钢筋232上，即通过固定板233将挂篮2底面21的栅格圈住，这种方式可以较好的固定挂篮2，提高牢固性，避免挂篮2被冲走。
雨水经挂篮2流进碎石过滤带3，碎石过滤带3的填料为砾石，碎石过滤带3的侧面坡度小于等于45°。碎石过滤带3包括第一碎石层31和第二碎石层32，第一碎石层31位于第二碎石层32的上方，第一碎石层31的填料粒径大于第二碎石层32的填料粒径。第一碎石层31位于上层，粒径10～15cm，第一碎石层31厚40～50cm；第二碎石层32位于下层，粒径4～10cm，第二碎石层32厚20～30cm。
碎石过滤带3中的砾石可以选用河道或当地水域的鹅卵石等天然石块，碎石过滤带3的孔隙率大于等于20％，增大碎石过滤带3的表面积，使得雨水与碎石过滤带3具有足够的表面接触，提高处理效率，雨水中的沉淀污泥不易压缩。
碎石过滤带3作为后一单元亚潜流湿地5的预处理单元，过滤大颗粒废弃物，污水通过重力作用和毛细作用多级过滤。主要作用机理：(1)接触沉淀，污水中污染物因砾石阻拦流速减慢而沉降；(2)生物膜吸附，污水中污染物被砾石表面具黏性生物膜吸着而分解。
碎石过滤带3与亚潜流湿地5之间设置缓冲沟4，缓冲沟4的深度同碎石过滤带3的高度。雨水通过碎石过滤带3净化后流入缓冲沟4，再进入亚潜流湿地5进一步净化。缓冲沟4作为过渡结构单元可进一步沉降颗粒污染物，避免颗粒污染物堵塞亚潜流湿地5。雨污水跌落至碎石缓冲带的过程中与空气接触充氧，砾石表面富集微生物形成生物膜，构成好氧环境。亚潜流湿地5结构内部也为好氧环境，缓冲沟4作为兼性厌氧和厌氧区，有利于硝化和反硝化的进行，从而使系统有更好的脱氮除磷效果。
碎石过滤带3出水经过缓冲沟4进入亚潜流湿地5，雨水经亚潜流湿地5进一步净化后流入主河道。潜流湿地自下而上依次包括第一粗砂层51、第一砾石层52、第二砾石层53、第二粗砂层54和种植土层，第一粗砂层51和第二粗砂层54的填料为砂石，第一砾石层52和第二砾石层53的填料为砾石，种植土层的填料为种植土。第一粗砂层51的厚度为5～10cm，第一砾石层52的厚度为10～20cm、第二砾石层53的厚度为10～30cm、第二粗砂层54的厚度为10～20cm，种植土层的厚度为20～30cm。
第一砾石层52的填料粒径大于第二砾石层53的填料粒径，第一砾石层52的填料粒径为1～3cm，第二砾石层53的填料粒径为0.5～1cm。第一粗砂层51和第二粗砂层54的填料粒径为0.5～5mm，主要取自河道。
亚潜流湿地5整体结构侧面坡度小于等于45°。亚潜流湿地5的种植土层上可种植挺水植物55，可以根据美观要求设计植物的不同分布方式。亚潜流湿地5主要去除雨水中的COD、氨氮等有机污染物。
径流雨水通过雨水汇集口1进入河道径流雨水污染处理结构，水流方向如图1所示。径流雨水经过挂篮2去除树枝、塑料等垃圾后进入碎石过滤带3，依靠雨水自身的重力作用和砾石间的吸附沉淀作用去除大颗粒污染物；之后雨水流经缓冲沟4，进一步沉降蓄存污染物；最后进入亚潜流湿地5，通过湿地的净化作用去除有机污染物。净化后的出水排入主河道，雨水经一系列净化作用保证进入河道的水质，维护河流正常生态环境。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种河道径流雨水污染处理结构，其特征在于，从靠近雨水汇集口到远离雨水汇集口的方向依次包括挂篮、碎石过滤带、缓冲沟和亚潜流湿地；所述挂篮设置为镂空结构，所述挂篮与所述雨水汇集口通过预埋件连接，所述挂篮的顶端高于所述雨水汇集口的顶端；所述碎石过滤带的填料为砾石；所述亚潜流湿地的填料包括砾石和种植土。
2.根据权利要求1所述的一种河道径流雨水污染处理结构，其特征在于：所述碎石过滤带的横截面为以雨水汇集口为中心的弧形，所述缓冲沟和亚潜流湿地的横截面均为扇环形。
3.根据权利要求1所述的一种河道径流雨水污染处理结构，其特征在于：所述挂篮包括底面、第一侧面、第二侧面和第三侧面，所述第一侧面、第二侧面和第三侧面与所述底面相互垂直，所述第一侧面与所述第二侧面相互平行，所述第三侧面与所述第一侧面和第二侧面相互垂直，所述第三侧面对着所述雨水汇集口，所述底面低于所述雨水汇集口的底端。
4.根据权利要求3所述的一种河道径流雨水污染处理结构，其特征在于：所述雨水汇集口的面积占所述挂篮底面的面积的40％～60％。
5.根据权利要求3所述的一种河道径流雨水污染处理结构，其特征在于：所述第一侧面、第二侧面和第三侧面的上端均设置有手提把手。
6.根据权利要求1所述的一种河道径流雨水污染处理结构，其特征在于：所述预埋件包括钢板、钢筋和固定板，所述钢板连接在所述雨水汇集口的周边，所述挂篮通过所述钢筋与所述钢板连接，所述挂篮通过所述固定板与所述钢筋连接。
7.根据权利要求1所述的一种河道径流雨水污染处理结构，其特征在于：所述碎石过滤带包括第一碎石层和第二碎石层，所述第一碎石层位于所述第二碎石层的上方，所述第一碎石层的填料粒径大于所述第二碎石层的填料粒径。
8.根据权利要求1所述的一种河道径流雨水污染处理结构，其特征在于：所述碎石过滤带的孔隙率大于等于20％。
9.根据权利要求1所述的一种河道径流雨水污染处理结构，其特征在于：所述潜流湿地自下而上依次包括第一粗砂层、第一砾石层、第二砾石层、第二粗砂层和种植土层，所述第一粗砂层和第二粗砂层的填料为砂石，所述第一砾石层和第二砾石层的填料为砾石，所述种植土层的填料为种植土；所述第一砾石层的填料粒径大于所述第二砾石层的填料粒径。
10.根据权利要求1所述的一种河道径流雨水污染处理结构，其特征在于：所述碎石过滤带和亚潜流湿地的侧面坡度小于等于45°。
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