CN113323102B - 一种城市雨季面源污染截流、处理结构和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市雨季面源污染截流、处理结构和方法，包括截流排水通道、截流污水收集处理区和太阳能供电设施，截流排水通道为雨季地表径流污水阻隔输送通道，截流排水通道为预先在河道岸边开挖呈矩形断面或倒凸型断面的沟槽并且内部布设有多孔的排水管，截流排水通道的上层利用装填滤料的不锈钢多孔槽分块填充，截流污水收集处理区位于截流排水通道的下端并且与之相互连接，截流污水收集处理区分别设有主集水池和附属集水区，主集水池位于河岸上，附属集水区位于河道内；主集水池由下至上依次由第一处理区、隔离区和第二处理区组成，第一处理区内分别设有潜水泵和预先埋设的曝气管。

Description

一种城市雨季面源污染截流、处理结构和方法

技术领域

本发明涉及城市雨季地表径流污染整治技术领域，具体为一种城市雨季面源污染截流和处理方法。

背景技术

随着社会发展的进步，城镇化程度不断提高，城市地表多以硬化为主，植被减少，原有的土地涵养能力下降，降雨期间极易冲刷形成地表径流汇入城市内河涌，加剧城市内河涌水质污染程度。为降低大气和地表中的悬浮物、总磷、总氮等污染物随降雨冲刷造成的城市面源污染入河，近年来，多以截流井和弃流井实现对初期雨水的和混流污水的截流，下沉式绿地对雨水的蓄积、净化，河岸缓冲带构建对面源污染的截流等。随着各针对技术的实施和进展，发现截流井和弃流井对泥沙等颗粒物的截流能力弱；下沉式绿地易造成水体蓄积时间长，水质恶化；河岸缓冲带占地面积大，难以适应土地资源紧缺的城市内河涌雨季截流等缺点。因此，开发具有占地面积小，截流效率高的城市面源污染治理技术十分有必要，为此我们提出一种城市雨季面源污染截流和处理方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种城市雨季面源污染截流和处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种城市雨季面源污染截流和处理方法，包括截流排水通道、截流污水收集处理区和太阳能供电设施，所述截流排水通道为雨季地表径流污水阻隔输送通道，所述截流排水通道为预先在河道岸边开挖呈矩形断面或倒凸型断面的沟槽并且内部布设有多孔的排水管，所述截流排水通道的上层利用装填滤料的不锈钢多孔槽分块填充，

所述截流污水收集处理区位于所述截流排水通道的下端并且与之相互连接，所述截流污水收集处理区分别设有主集水池和附属集水区，所述主集水池位于河岸上，所述附属集水区位于河道内；

所述主集水池由下至上依次由第一处理区、隔离区和第二处理区组成，所述第一处理区内分别设有潜水泵和预先埋设的曝气管，所述隔离区为布置在主集水池1/2—2/3高度处的不锈钢多孔槽，所述第二处理区与所述附属集水区连通；

所述主集水池深度低于河道河床，深度为2-3米，上部高于附属集水池上端，并留有溢流口，主集水池容积选择50-200立方米，最顶端与河岸平齐；所述附属集水池与主集水池连通，底部略低于隔离区，上端高度易超过5年一遇洪水位为宜，但高度不超过河岸；所述第二处理区在隔离区上有若干排水孔，所述排水孔连通主集水池上部和附属集水池，其中靠近河道一侧的主集水池上端留有多个溢流孔，附属集水池靠近河道一侧上端也留有多个溢流口。

优选的，所述截流排水通道的沟槽长度以50-200m为一段，宽度选择30-100cm，深度选择30-50cm；所述截流排水通道矩形断面适应不易开挖深度较深的河岸施工；所述截流排水通道为倒凸型断面时不使用排水管，所述截流排水通道的断面深度30-50cm，宽度30-100cm，最底部凹槽选择10-30cm深，10-50cm宽。

优选的，所述排水管选用PVC、不锈钢、铝塑复合材料管材中的一种，所述截流排水通道的底部设有若干底部排水孔，所述排水管与主集水池连接部分为常规的排水管道。

优选的，所述装填滤料的不锈钢多孔槽内吸附滤料选用：陶粒、火山岩、沸石、活性炭、石英砂的一种或多种，粒径为0.5-2cm，不锈钢多孔槽长度以30-50cm为一组，直径根据沟槽大小设定。

优选的，所述潜水泵利用水位压力感应自动启动，所述曝气管连接曝气设备并且与太阳能供电设施电性连接。

优选的，所述隔离区的厚度在20-50cm，内部自上而下装有第一生化棉、过滤棉、第一滤料，所述第一滤料粒径小于0.5cm。

优选的，所述附属集水池内自下而上布设有第二生化棉、第二滤料，所述第二滤料粒径在0.5-1cm，所述附属集水池最上层种有植被层。

本发明还提供了一种城市雨季面源污染截流和处理方法，包括如下步骤：

1）截流排水通道沿河岸分布，布设完成后恢复平整，不额外占用城市空间，截流排水通道截流地表径流直接入河，雨水流经地表后进入到截流排水通道，截流排水通道内部布设的排水管及底部排水孔可加快排水速度，同时底部排水孔可连通排水通道与主集水池第一处理区，并可减缓输水通道来水对第一处理区的搅动，雨水经过截流排水通道上端装填滤料的不锈钢多孔槽过滤掉大颗粒杂物及悬浮物；

2）截流排水通道过滤后的雨水经过排水管末端后进入到相连的截流污水收集处理区，雨水经过第一处理区、隔离区和第二处理区后入河，第一处理区内的曝气设备常开，为好氧微生物提供了生存条件，而且可以防止因长时间无降雨主集水池内污水因不流动、无交换而发生黑臭的现象，潜水泵利用水位压力感应自动启动，当附近有污水管网时，在产生径流污水时，可自动开启潜水泵将第一处理区内污水泵送至附近管网，雨水经过第一处理区后再次经过隔离区和第二处理区的过滤处理，延长了污水微生物处理及吸附停留时间和悬浮物截流过程，降低了入河污染负荷。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、截流排水通道沿河岸分布，布设完成后可恢复平整，不额外占用城市空间，同时，排水通道可截流地表径流直接入河，布设有排水管及排水凹槽可加快排水速度，并过滤大颗粒杂物及悬浮物；

2、截流排水管道末端直接与截流污水收集处理区底部相连，当来水较多时会通过第一处理区、隔离区和第二处理区后入河，延长了污水微生物处理及吸附停留时间和悬浮物截流过程，降低了入河污染负荷；

3、截流集水池内曝气设备常开，不仅为好氧微生物提供了生存空间，而且可以防止因长时间无降雨主集水池内污水因不流动、无交换而发生黑臭的现象；

4、多截流单元组合布设，可实现城市内河涌雨季地表径流入河全处理能力，同时具有运行和施工成本低、施工简单、易维护等优点。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中：截流排水通道11、装填滤料的不锈钢多孔槽111、排水管112、底部排水孔113、第一处理区22、曝气管221、潜水泵222、隔离区33、生化棉331、过滤棉332、滤料333、第二处理区44、植被层441、排水孔442、滤料443、生化棉444。

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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种城市雨季面源污染截流、处理结构，包括截流排水通道11、截流污水收集处理区和太阳能供电设施，截流排水通道11为雨季地表径流污水阻隔输送通道，截流排水通道11为预先在河道岸边开挖呈矩形断面或倒凸型断面的沟槽并且内部布设有多孔的排水管112，截流排水通道11的上层利用装填滤料的不锈钢多孔槽111分块填充，保证截流排水通道11与地面平齐，并可供行人通过，最上层也可铺上成块草皮或种植植被；排水管112可加快排水速度，同时底部排水孔113可补充地下水，截流排水通道11上端装填滤料的不锈钢多孔槽111可以过滤大颗粒杂物及悬浮物；

如图1所示，截流污水收集处理区位于截流排水通道11的下端并且与之相互连接，截流污水直接进入污水收集区底部，截流污水收集处理区分别设有主集水池和附属集水区，主集水池位于河岸上，附属集水区位于河道内；

如图1所示，主集水池由下至上依次由第一处理区22、隔离区33和第二处理区44组成，第一处理区22内分别设有潜水泵222和预先埋设的曝气管221，隔离区33为布置在主集水池1/2—2/3高度处的不锈钢多孔槽，第二处理区44与附属集水区连通。

如图1所示，截流排水通道11的沟槽长度以50-200m为一段，宽度选择30-100cm，深度选择30-50cm；截流排水通道11矩形断面可适应不易开挖深度较深的河岸施工；截流排水通道11为倒凸型断面时可不使用排水管112，截流排水通道11的断面深度30-50cm，宽度30-100cm，最底部凹槽选择10-30cm深，10-50cm宽。

如图1所示，排水管112可选用PVC、不锈钢、铝塑复合等材料的管材，截流排水通道11的底部设有若干底部排水孔113，排水管112与主集水池连接部分为常规的排水管道。

如图1所示，装填滤料的不锈钢多孔槽111内吸附滤料可选用：陶粒、火山岩、沸石、活性炭、石英砂等的一种或多种，粒径为0.5-2cm，不锈钢多孔槽长度以30-50cm为一组，直径根据沟槽大小设定。

如图1所示，主集水池深度低于河道河床，深度为2-3米，上部高于附属集水池上端，并留有溢流口，主集水池容积选择50-200立方米（也可根据实际汇水区及土地资源定），最顶端与河岸平齐；附属集水池与主集水池连通，底部略低于隔离区，上端高度易超过5年一遇洪水位为宜，但高度不超过河岸；第二处理区44在隔离区33上有若干排水孔442，排水孔442连通主集水池上部和附属集水池，其中靠近河道一侧的主集水池上端留有多个溢流孔，附属集水池靠近河道一侧上端也留有多个溢流口。

如图1所示，潜水泵222利用水位压力感应自动启动，当附近有污水管网或调蓄池时，在产生径流污水时，可自动开启潜水泵将第一处理区内污水泵送至附近管网或调蓄池；若处理及存储去除时，潜水泵作为维护清洗用；主集水池内常水位保持在刚漫过隔离区为宜，曝气管221连接曝气设备并且与太阳能供电设施电性连接，曝气设备持续开启，

如图1所示，隔离区33的厚度在20-50cm，内部自上而下装有第一生化棉331、过滤棉332、第一滤料333，第一滤料333粒径小于0.5cm。

如图1所示，附属集水池内自下而上布设有第二生化棉444、第二滤料443，第二滤料443粒径在0.5-1cm，附属集水池最上层种有植被层441，植被层441的底部设有若干排水孔442。

如图1所示，截流排水通道11和截流污水收集处理区为一个截流处理单元，可根据城市内河涌长度、汇水区域等按实际要求于河道两岸分别布设该截流处理单元；截流排水通道11运维根据降雨次数进行，雨季一般1-2个月维护一次，非雨季3个月以上维护一次，维护主要是利用高压水枪冲洗上层滤料；截流污水收集处理区维护时间与方法和截流排水通道11类似，不同的是需更换隔离区过滤棉332，同时，主集水池底部清理6个月-12个月清洗一次。上述维护产生的污水会再次进入截流污水收集池内，不会造成二次污染。

本发明公布了一种城市雨季面源污染截流、处理方法，包括如下步骤：

1）截流排水通道11沿河岸分布，布设完成后可恢复平整，不额外占用城市空间，截流排水通道11截流地表径流直接入河，雨水流经地表后进入到截流排水通道11，截流排水通道11内部布设的排水管112及底部排水孔113可加快排水速度，同时底部排水孔113可连通排水通道与主集水池第一处理区，并可减缓输水通道来水对第一处理区的搅动，雨水经过截流排水通道11上端装填滤料的不锈钢多孔槽111过滤掉大颗粒杂物及悬浮物；

2）截流排水通道11过滤后的雨水经过排水管112末端后进入到相连的截流污水收集处理区，雨水经过第一处理区22、隔离区33和第二处理区44后入河，第一处理区22内的曝气设备常开，为好氧微生物提供了生存条件，而且可以防止因长时间无降雨主集水池内污水因不流动、无交换而发生黑臭的现象，潜水泵222利用水位压力感应自动启动，当附近有污水管网时，在产生径流污水时，可自动开启潜水泵222将第一处理区22内污水泵送至附近管网，雨水经过第一处理区22后再次经过隔离区33和第二处理区44的过滤处理，延长了污水微生物处理及吸附停留时间和悬浮物截流过程，降低了入河污染负荷。

工作原理：本发明实施时，截流排水通道11沿河岸分布，布设完成后可恢复平整，不额外占用城市空间，截流排水通道11可截流地表径流直接入河，内部布设的排水管112及底部排水孔113可加快排水速度，同时底部排水孔113可连通排水通道与主集水池第一处理区，并可减缓输水通道来水对第一处理区的搅动，截流排水通道11上端装填滤料的不锈钢多孔槽111可以过滤大颗粒杂物及悬浮物；截流排水通道11过滤后的雨水经过排水管112末端后进入到相连的截流污水收集处理区，雨水经过第一处理区22、隔离区33和第二处理区44后入河，第一处理区22内的曝气设备常开，为好氧微生物提供了生存条件，而且可以防止因长时间无降雨主集水池内污水因不流动、无交换而发生黑臭的现象，潜水泵222利用水位压力感应自动启动，当附近有污水管网时，在产生径流污水时，可自动开启潜水泵222将第一处理区22内污水泵送至附近管网，雨水经过第一处理区22后再次经过隔离区33和第二处理区44的过滤处理，延长了污水微生物处理及吸附停留时间和悬浮物截流过程，降低了入河污染负荷，太阳能供电设施提供电能，节约了能源。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种城市雨季面源污染截流和处理结构，包括截流排水通道（11）、截流污水收集处理区和太阳能供电设施，其特征在于：所述截流排水通道（11）为雨季地表径流污水阻隔输送通道，所述截流排水通道（11）为预先在河道岸边开挖呈矩形断面或倒凸型断面的沟槽并且内部布设有多孔的排水管（112），所述截流排水通道（11）的上层利用装填滤料的不锈钢多孔槽（111）分块填充，

所述截流污水收集处理区位于所述截流排水通道（11）的下端并且与之相互连接，所述截流污水收集处理区分别设有主集水池和附属集水区，所述主集水池位于河岸上，所述附属集水区位于河道内；

所述主集水池由下至上依次由第一处理区（22）、隔离区（33）和第二处理区（44）组成，所述第一处理区（22）内分别设有潜水泵（222）和预先埋设的曝气管（221），所述隔离区（33）为布置在主集水池1/2—2/3高度处的不锈钢多孔槽，所述第二处理区（44）与所述附属集水区连通；

所述主集水池深度低于河道河床，深度为2-3米，上部高于附属集水池上端，并留有溢流口，主集水池容积选择50-200立方米，最顶端与河岸平齐；所述附属集水池与主集水池连通，底部略低于隔离区，上端高度易超过5年一遇洪水位为宜，但高度不超过河岸；所述第二处理区（44）在隔离区（33）上有若干排水孔（442），所述排水孔（442）连通主集水池上部和附属集水池，其中靠近河道一侧的主集水池上端留有多个溢流孔，附属集水池靠近河道一侧上端也留有多个溢流口。

2.根据权利要求1所述的一种城市雨季面源污染截流和处理结构，其特征在于：所述截流排水通道（11）的沟槽长度以50-200m为一段，宽度选择30-100cm，深度选择30-50cm；所述截流排水通道（11）矩形断面适应不易开挖深度较深的河岸施工；所述截流排水通道（11）为倒凸型断面时不使用排水管（112），所述截流排水通道（11）的断面深度30-50cm，宽度30-100cm，最底部凹槽选择10-30cm深，10-50cm宽。

3.根据权利要求1所述的一种城市雨季面源污染截流和处理结构，其特征在于：所述排水管（112）选用PVC、不锈钢、铝塑复合材料管材中的一种，所述截流排水通道（11）的底部设有若干底部排水孔（113），所述排水管（112）与主集水池连接部分为常规的排水管道。

4.根据权利要求1所述的一种城市雨季面源污染截流和处理结构，其特征在于：所述装填滤料的不锈钢多孔槽（111）内吸附滤料选用：陶粒、火山岩、沸石、活性炭、石英砂的一种或多种，粒径为0.5-2cm，不锈钢多孔槽长度以30-50cm为一组，直径根据沟槽大小设定。

5.根据权利要求1所述的一种城市雨季面源污染截流和处理结构，其特征在于：所述潜水泵（222）利用水位压力感应自动启动，所述曝气管（221）连接曝气设备并且与太阳能供电设施电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种城市雨季面源污染截流和处理结构，其特征在于：所述隔离区（33）的厚度在20-50cm，内部自上而下装有第一生化棉（331）、过滤棉（332）、第一滤料（333），所述第一滤料（333）粒径小于0.5cm。

7.根据权利要求1所述的一种城市雨季面源污染截流和处理结构，其特征在于：所述附属集水池内自下而上布设有第二生化棉（444）、第二滤料（443），所述第二滤料（443）粒径在0.5-1cm，所述附属集水池最上层种有植被层（441）。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种城市雨季面源污染截流和处理结构，其处理方法，包括如下步骤：

1）截流排水通道（11）沿河岸分布，布设完成后恢复平整，不额外占用城市空间，截流排水通道（11）截流地表径流直接入河，雨水流经地表后进入到截流排水通道（11），截流排水通道（11）内部布设的排水管（112）及底部排水孔（113）可加快排水速度，同时底部排水孔（113）连通排水通道与主集水池第一处理区，并可减缓输水通道来水对第一处理区的搅动，雨水经过截流排水通道（11）上端装填滤料的不锈钢多孔槽（111）过滤掉大颗粒杂物及悬浮物；

2）截流排水通道（11）过滤后的雨水经过排水管（112）末端后进入到相连的截流污水收集处理区，雨水经过第一处理区（22）、隔离区（33）和第二处理区（44）后入河，第一处理区（22）内的曝气设备常开，为好氧微生物提供了生存条件，而且可以防止因长时间无降雨主集水池内污水因不流动、无交换而发生黑臭的现象，潜水泵（222）利用水位压力感应自动启动，当附近有污水管网时，在产生径流污水时，可自动开启潜水泵（222）将第一处理区（22）内污水泵送至附近管网，雨水经过第一处理区（22）后再次经过隔离区（33）和第二处理区（44）的过滤处理，延长了污水微生物处理及吸附停留时间和悬浮物截流过程，降低了入河污染负荷。

Images