CN117585871A - 高速公路路面径流污水收集处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高速公路路面径流污水收集处理系统，其包括：设置在高速公路路面内的多个纵向PVC排水管，用于收集高速公路路段起始路面至终点路面的径流水；设置在高速公路隔离带内的隔油沉淀池和事故池；三通阀门，其一端与PVC排水管相连通，其余两端分别连接于隔油沉淀池和事故池；监控系统中心，用于控制三通阀门启闭，并在危险化学品运输事故发生时快速释放控制指令；位于在高速公路外的人工湿地和生物滤床；以及化学沉淀罐，架设在高速公路护坡隔离带外，所述化学沉淀罐、人工湿地和生物滤床均通过管道与隔油沉淀池连通。

Description

高速公路路面径流污水收集处理系统

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体是高速公路路面径流污水收集处理系统。

背景技术

目前国内高架桥及高速公路发展较快，有效提高交通运输便利，而高速公路建设中，需要采用有效的排水系统，由于高速公路远离城市收集污水收集管网，若就近排出附近水体会造成污染，对环境影响较大，同时高速公路上危险化学品运输车辆事故发生时还会泄露有毒化学液体，对环境和公共安全造成严重威胁；现有技术中高速公路路面污水多采用沉淀池通过排水沟进行路面污水收集，收集的污水经过沉淀后进入生态滤池，经过微生物处理后将其排放用于植被灌溉；但在大范围降雨时污水处理能力有限，同时采用单一生物法进行污水处理对有机物和氮磷等特定污染物的去除效果一般，仍会造成排出水富养化严重；尤其车辆高峰时段与低峰时段所造成的污染水程度不一，统一处理效率低且净化处理效果不显著。

因此，有必要提供高速公路路面径流污水收集处理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高速公路路面径流污水收集处理系统，其包括：

设置在高速公路路面内的多个纵向PVC排水管，用于收集高速公路路段起始路面至终点路面的径流水；

设置在高速公路隔离带内的隔油沉淀池和事故池；

三通阀门，其一端与PVC排水管相连通，其余两端分别连接于隔油沉淀池和事故池；

监控系统中心，用于控制三通阀门启闭，并在危险化学品运输事故发生时快速释放控制指令；

位于在高速公路外的人工湿地和生物滤床；以及化学沉淀罐，架设在高速公路护坡隔离带外，所述化学沉淀罐、人工湿地和生物滤床均通过管道与隔油沉淀池连通。

进一步，作为优选，所述隔油沉淀池包括：

局部埋入在高速公路隔离带内的收集箱，所述收集箱的内部一侧设有流动腔，所述流动腔外通过进水管连接三通阀门；

固定在流动腔内的过滤罩，其横截面呈倒U字形结构，所述流动腔外位于进水管下方设置有排污管；

转动设置在过滤罩内的导流轴，所述收集箱的上方安装有电机，所述电机的输出端与导流轴相固定；

排列分布在收集箱内的沉淀处理器，所述沉淀处理器下方均竖直固定有排管，所述收集箱下方设有废水仓，各所述排管与所述废水仓相连通；以及集水仓，设置在收集箱的内部一侧，所述集水仓通过控制阀与所述化学沉淀罐、人工湿地和所述生物滤床连通。

进一步，作为优选，各所述沉淀处理器的下方均设有内三通，相邻两个所述沉淀处理器下方的内三通之间连接有控制管，使得排列分布的所述沉淀处理器依次串接；

所述收集箱内位于流动腔下方设置有水泵，所述水泵通过输送管与串接中相对前置的沉淀处理器相连接。

进一步，作为优选，所述沉淀处理器包括：

竖直固定在收集箱中的沉淀筒，沉淀筒内同轴设置有中心管；

密封滑动设置在沉淀筒中的导流塞盘，所述导流塞盘内中心固定有橡胶圈，所述橡胶圈滑动套接在中心管外；

安装在导流塞盘下方的排液组件，所述排液组件上方连接有负压管，所述负压管的一端连通在集水仓上方；

所述沉淀筒与所述中心管内圆周分布有多个超声波换能器。

进一步，作为优选，所述沉淀筒内滑动安装有限位环，所述限位环的下方分布有触压件，用于感应导流塞盘与限位环之间的接触状态，所述沉淀筒内固定有电控伸缩杆，所述电控伸缩杆的伸缩端与所述限位环相连接；

位于高速公路路面上安装有车辆行驶监测仪，所述车辆行驶监测仪用于监测记录高速公路路面上车辆通行流量。

进一步，作为优选，所述排液组件包括：

转动设置在导流塞盘下方的扰液盘，所述扰液盘的圆周侧壁上开设有侧液孔，所述导流塞盘内设有环腔，所述负压管连接在环腔上方，且所述扰液盘内开设有与侧液孔相对应的流道，所述流道与环腔密封连通；

分布在扰液盘下方的下液孔，其与所述流道连通；

转动设置在导流塞盘的驱动齿，所述扰液盘外套有齿环，所述驱动齿通过齿轮啮合作用与所述齿环啮合传动；

拨环，转动安装在导流塞盘下方，所述拨环与所述驱动齿相连接传动；

圆周分布在拨环上，并与所述拨环倾斜固定的衬板。

进一步，作为优选，所述扰液盘与拨环在驱动齿旋转驱动下呈反向旋转，且所述衬板随拨环旋转并将污水导流集中。

进一步，作为优选，所述人工湿地包括：

埋入在高速公路隔离带外的池体，所述池体的底部铺设有水性基质；

位于池体左部的配水区，池体的右部设置为集水区；所述配水区外连接有进水管，所述集水区外连接有出水管；

排布在池体内的隔板，所述隔板之间填铺有植物种群，植物种群表面种植有水生植物。

进一步，作为优选，各沉淀处理器中污水按其沉淀分层区间依次分配至化学沉淀罐、人工湿地和生物滤床，使得各分层污水能够采用不同方式处理排放。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中采用的隔油沉淀池与事故池能够针对高速公路路面普通污水以及有毒化学物质污水进行收集处理，避免污水自排造成环境污染；

2、本发明中主要采用的隔油沉淀池中多个沉淀处理器能够对高速公路路面污水按时间段分隔收集（排放前期-中期-后期），并对污水静置沉淀，能够实现对污水的持续性收集处理，以适应大范围降雨。

3、本发明中尤其采用的排液组件能够针对静置后的污水按其分层进行抽送，从而在污水净化处理环节能够对应采取生物法、物理法以及化学法，提高污水处理效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中隔油沉淀池的结构示意图；

图3为本发明中隔油沉淀池的剖视图；

图4为本发明中沉淀处理器的结构示意图；

图5为本发明中排液组件的结构示意图；

图6为本发明中排液导流轨迹示意图；

图7为本发明中驱动齿的示意图；

图8为本发明中人工湿地的示意图；

图9为本发明中污水处理流程图；

图中：1、PVC排水管；11、三通阀门；12、生物滤床；13、化学沉淀罐；2、隔油沉淀池；21、收集箱；22、流动腔；23、进水管；24、过滤罩；25、排污管；26、导流轴；27、电机；28、排管；29、废水仓；3、事故池；4、人工湿地；41、池体；42、水性基质；43、配水区；44、集水区；45、出水管；46、隔板；47、水生植物；5、沉淀处理器；51、沉淀筒；52、导流塞盘；53、负压管；54、超声波换能器；55、限位环；56、电控伸缩杆；57、车辆行驶监测仪；6、集水仓；61、内三通；62、控制管；63、水泵；7、排液组件；71、扰液盘；72、流道；73、环腔；74、驱动齿；75、拨环；76、衬板。

具体实施方式

请参阅图1至图9，本发明实施例中，高速公路路面径流污水收集处理系统，其包括：

设置在高速公路路面内的多个纵向PVC排水管1，用于收集高速公路路段起始路面至终点路面的径流水；

设置在高速公路隔离带内的隔油沉淀池2和事故池3；

三通阀门11，其一端与PVC排水管1相连通，其余两端分别连接于隔油沉淀池2和事故池3；

监控系统中心（图中未示出），用于控制三通阀门11启闭，并在危险化学品运输事故发生时快速释放控制指令；其中，在高速公路路段发生有毒化学品泄露时，监控系统中心发出控制指令，三通阀门11连通事故池3，关闭雨水处理单元阀，事故水进入事故池3暂存，后续可交专业部门进行处置；

位于在高速公路外的人工湿地4和生物滤床12；以及化学沉淀罐13，架设在高速公路护坡隔离带外，所述化学沉淀罐13、人工湿地4和生物滤床12（通常采用生物填料，填料在污水流动中提供物理过滤）均通过管道与隔油沉淀池2连通，其中进入隔油沉淀池2中的污水能够分别进入化学沉淀罐13、人工湿地4和生物滤床12内对应进行化学法、生物法或物理法处理。

本实施例中，所述隔油沉淀池2包括：

局部埋入在高速公路隔离带内的收集箱21，所述收集箱21的内部一侧设有流动腔22，所述流动腔22外通过进水管23连接三通阀门11；

固定在流动腔22内的过滤罩24，其横截面呈倒U字形结构，所述流动腔22外位于进水管23下方设置有排污管25；能够由过滤罩实现对污水的初级过滤，避免内部堵塞；

转动设置在过滤罩24内的导流轴26，所述收集箱21的上方安装有电机27，所述电机27的输出端与导流轴26相固定；

排列分布在收集箱21内的沉淀处理器5，所述沉淀处理器5下方均竖直固定有排管28，所述收集箱21下方设有废水仓29，各所述排管28与所述废水仓29相连通；以及集水仓6，设置在收集箱21的内部一侧，所述集水仓6通过控制阀与所述化学沉淀罐13、人工湿地4和所述生物滤床12连通，其中各沉淀处理器5内的静置后的污水能够输送至集水仓6中（即通过负压管在负压泵抽送下进入集水仓内进行统一处理），由集水仓将其统一排放至化学沉淀罐13、人工湿地4或生物滤床12，相较于采用单一生物法或物理法，其能够针对污水中不同类型的污染物进行处理，例如，化学沉淀可以处理一些特定的无机污染物，生物滤床12则对有机物质有较好的去除效果等，从而提高污水处理效率和质量。

作为较佳的实施例，各所述沉淀处理器5的下方均设有内三通61，相邻两个所述沉淀处理器5下方的内三通61之间连接有控制管62，使得排列分布的所述沉淀处理器5依次串接；

所述收集箱21内位于流动腔22下方设置有水泵63，所述水泵63通过输送管与串接中相对前置的沉淀处理器5相连接，即当高速公路路面在降雨中存在径流污水时，污水能够按流动收集时间段由各沉淀处理器5分隔收集，一方面保持污水的持续收集，另一方面减少对静置沉淀的影响，提高静置沉淀效果；同时能够将污水按排放前期-中期-后期对污水水质进行评估（后期污水可直接经过物理简单过滤排放，提高处理效率），避免污水流动混合，造成需对整体进行净化处理。

本实施例中，所述沉淀处理器5包括：

竖直固定在收集箱21中的沉淀筒51，沉淀筒51内同轴设置有中心管；

密封滑动设置在沉淀筒51中的导流塞盘52，所述导流塞盘52内中心固定有橡胶圈，所述橡胶圈滑动套接在中心管外；

安装在导流塞盘52下方的排液组件7，所述排液组件7上方连接有负压管53，所述负压管53的一端连通在集水仓6上方；集水仓能够对底部沉积水进行收集；

所述沉淀筒51与所述中心管内圆周分布有多个超声波换能器54，其中超声波换能器54能够提供超声振动，促使悬浮在水中的微小颗粒快速沉淀（即不同频率的超声波对不同颗粒大小和性质的沉淀效果不同，根据实验数据调整超声波振动的频率和功率以匹配废水的特性）。

本实施例中，所述沉淀筒51内滑动安装有限位环55，所述限位环55的下方分布有触压件，用于感应导流塞盘52与限位环55之间的接触状态，所述沉淀筒51内固定有电控伸缩杆56，所述电控伸缩杆56的伸缩端与所述限位环55相连接；当沉淀筒51通过内三通61持续收集污水时，导流塞盘52能够受水压向上滑动，并在触压件与导流塞盘52相接触时内三通61闭合，此时污水则通过控制管62进入下一沉淀筒51；

位于高速公路路面上安装有车辆行驶监测仪57，所述车辆行驶监测仪57用于监测记录高速公路路面上车辆通行流量，尤其在污水收集前，根据高速公路路面上车辆通行流量评估路面污染程度，当车辆通行流量越大，污水前期水质越差，此时可直接对前期收集污水特殊化处理（可直接排入事故池），而中后期污水能够进入各沉淀处理器5进行收集，此时根据污水评估情况控制各沉淀筒51内污水收集量，避免轻污染污水与重污染污水重合，从而提高后续污水处理效率。

本实施例中，所述排液组件7包括：

转动设置在导流塞盘52下方的扰液盘71，所述扰液盘71的圆周侧壁上开设有侧液孔，所述导流塞盘52内设有环腔73，所述负压管53连接在环腔73上方，且所述扰液盘71内开设有与侧液孔相对应的流道72，所述流道72与环腔73密封连通；

分布在扰液盘71下方的下液孔，其与所述流道72连通；即负压管53能够对环腔73负压排水，使得沉淀筒51内的污水能够通过侧液孔以及下液孔进入环腔73；

转动设置在导流塞盘52的驱动齿74，所述扰液盘71外套有齿环，所述驱动齿74通过齿轮啮合作用与所述齿环啮合传动；

拨环75，转动安装在导流塞盘52下方，所述拨环75与所述驱动齿74相连接传动；其中，驱动齿74采用双头齿轮结构，并与齿环、拨环配合形成类行星齿轮结构，此时由其中一个驱动齿74在微型电机27驱动下实现拨环与扰液盘71的同步旋转；

圆周分布在拨环75上，并与所述拨环75倾斜固定的衬板76。

作为较佳的实施例，所述扰液盘71与拨环75在驱动齿74旋转驱动下呈反向旋转，且所述衬板76随拨环75旋转并将污水导流集中，也就是说，在污水负压抽送中，驱动齿74持续旋转中使得扰液盘71能够对接触液位进行扰流，增强该液位处的污水流动性，而同时拨环75反方向转动中能够使得污水朝中心流动集中，以实现水平液位污水抽送，避免对沉淀后不同分层的污水混合抽液。

本实施例中，所述人工湿地4包括：

埋入在高速公路隔离带外的池体41，所述池体41的底部铺设有水性基质42；

位于池体41左部的配水区43，池体41的右部设置为集水区44；所述配水区43外连接有进水管23，所述集水区44外连接有出水管45；

排布在池体41内的隔板46，所述隔板46之间填铺有植物种群，植物种群表面种植有水生植物47。

本实施例中，各沉淀处理器5中污水按其沉淀分层区间依次分配至化学沉淀罐13、人工湿地4和生物滤床12，使得各分层污水能够采用不同方式处理排放。人工湿地4是人对自然湿地系统的模拟，利用生态的方法来去除污染物，以达到净化污水的目的。人工湿地4基本能实现对污水的生态化处理。具有处理效果好、氮磷去除能力强、运转维护管理方便、工程基建和运转费用低，既有无须化学药剂、应对负荷变化适应能力强、能耗少等优点，又可促进衣、渔业的发展。

具体地，高速公路路面径流污水处理中，根据高速公路路面上车辆通行流量评估路面污染程度，当高速公路路段发生有毒化学品泄露时，三通阀门11直接连通事故池3事故水进入事故池暂存；而在一般污水处理中，污水能够按流动收集时间段由各沉淀处理器5分隔收集，由沉淀处理器5对其静置沉淀，污水在沉淀筒51中出现分层现象，此时沉淀处理器5采用排液组件7将分层污水按水质情况分别输送至集水仓6中，由集水仓将其统一排放至化学沉淀罐13、人工湿地4或生物滤床12，从而最大化每个处理环节的效能，综合利用各个处理方法的优势（生物法用于降解有机物，物理法用于去除悬浮物，而化学法可以处理一些特定的无机污染物），适应不同时间和条件下的污水特性变化。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.高速公路路面径流污水收集处理系统，其特征在于：其包括：

设置在高速公路路面内的多个纵向PVC排水管（1），用于收集高速公路路段起始路面至终点路面的径流水；

设置在高速公路隔离带内的隔油沉淀池（2）和事故池（3）；

三通阀门（11），其一端与PVC排水管（1）相连通，其余两端分别连接于隔油沉淀池（2）和事故池（3）；

监控系统中心，用于控制三通阀门（11）启闭，并在危险化学品运输事故发生时快速释放控制指令；

位于在高速公路外的人工湿地（4）和生物滤床（12）；以及化学沉淀罐（13），架设在高速公路护坡隔离带外，化学沉淀罐（13）、人工湿地（4）和生物滤床（12）均通过管道与隔油沉淀池（2）连通。

2.根据权利要求1所述的高速公路路面径流污水收集处理系统，其特征在于：隔油沉淀池（2）包括：

局部埋入在高速公路隔离带内的收集箱（21），收集箱（21）的内部一侧设有流动腔（22），流动腔（22）外通过进水管（23）连接三通阀门（11）；

固定在流动腔（22）内的过滤罩（24），其横截面呈倒U字形结构，流动腔（22）外位于进水管（23）下方设置有排污管（25）；

转动设置在过滤罩（24）内的导流轴（26），收集箱（21）的上方安装有电机（27），电机（27）的输出端与导流轴（26）相固定；

排列分布在收集箱（21）内的沉淀处理器（5），沉淀处理器（5）下方均竖直固定有排管（28），收集箱（21）下方设有废水仓（29），各排管（28）与废水仓（29）相连通；以及集水仓（6），设置在收集箱（21）的内部一侧，集水仓（6）通过控制阀与化学沉淀罐（13）、人工湿地（4）和生物滤床（12）连通。

3.根据权利要求2所述的高速公路路面径流污水收集处理系统，其特征在于：各沉淀处理器（5）的下方均设有内三通（61），相邻两个沉淀处理器（5）下方的内三通（61）之间连接有控制管（62），使得排列分布的沉淀处理器（5）依次串接；

收集箱（21）内位于流动腔（22）下方设置有水泵（63），水泵（63）通过输送管与串接中相对前置的沉淀处理器（5）相连接。

4.根据权利要求2所述的高速公路路面径流污水收集处理系统，其特征在于：沉淀处理器（5）包括：

竖直固定在收集箱（21）中的沉淀筒（51），沉淀筒（51）内同轴设置有中心管；

密封滑动设置在沉淀筒中的导流塞盘（52），导流塞盘（52）内中心固定有橡胶圈，橡胶圈滑动套接在中心管外；

安装在导流塞盘（52）下方的排液组件（7），排液组件（7）上方连接有负压管（53），负压管（53）的一端连通在集水仓（6）上方；

沉淀筒（51）与中心管内圆周分布有多个超声波换能器（54）。

5.根据权利要求4所述的高速公路路面径流污水收集处理系统，其特征在于：沉淀筒（51）内滑动安装有限位环（55），限位环（55）的下方分布有触压件，用于感应导流塞盘（52）与限位环（55）之间的接触状态，沉淀筒（51）内固定有电控伸缩杆（56），电控伸缩杆（56）的伸缩端与限位环（55）相连接；

位于高速公路路面上安装有车辆行驶监测仪（57），车辆行驶监测仪（57）用于监测记录高速公路路面上车辆通行流量。

6.根据权利要求4所述的高速公路路面径流污水收集处理系统，其特征在于：排液组件（7）包括：

转动设置在导流塞盘（52）下方的扰液盘（71），扰液盘（71）的圆周侧壁上开设有侧液孔，导流塞盘（52）内设有环腔（73），负压管（53）连接在环腔（73）上方，且扰液盘（71）内开设有与侧液孔相对应的流道（72），流道（72）与环腔（73）密封连通；

分布在扰液盘（71）下方的下液孔，其与流道（72）连通；

转动设置在导流塞盘（52）的驱动齿（74），扰液盘（71）外套有齿环，驱动齿（74）通过齿轮啮合作用与齿环啮合传动；

拨环（75），转动安装在导流塞盘（52）下方，拨环（75）与驱动齿（74）相连接传动；

圆周分布在拨环（75）上，并与拨环（75）倾斜固定的衬板（76）。

7.根据权利要求6所述的高速公路路面径流污水收集处理系统，其特征在于：扰液盘（71）与拨环（75）在驱动齿（74）旋转驱动下呈反向旋转，且衬板（76）随拨环（75）旋转并将污水导流集中。

8.根据权利要求1所述的高速公路路面径流污水收集处理系统，其特征在于：人工湿地（4）包括：

埋入在高速公路隔离带外的池体（41），池体（41）的底部铺设有水性基质（42）；

位于池体（41）左部的配水区（43），池体（41）的右部设置为集水区（44）；配水区（43）外连接有进水管，集水区（44）外连接有出水管（45）；

排布在池体（41）内的隔板（46），隔板（46）之间填铺有植物种群，植物种群表面种植有水生植物（47）。

9.根据权利要求8所述的高速公路路面径流污水收集处理系统，其特征在于：各沉淀处理器（5）中污水按其沉淀分层区间依次分配至化学沉淀罐、人工湿地和生物滤床，使得各分层污水能够采用不同方式处理排放。