CN117886382B - 一种溢流污水原位调蓄、收集及净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种溢流污水原位调蓄、收集及净化系统，属于水环境治理及水生态修复技术领域；污水截流装置所截留的污水先通过水囊充水潜污泵和污水泵入管输送至管道式储水囊内，当管道式储水囊内水压达到设定的压力值时，通过气囊充/吸气泵和气囊充/吸气管向浮水气囊拦污屏充气，使气囊上浮将拦污屏伸展开，形成围合区，将多余的溢流污水收集至该围合区内；并通过围合区内的原位强化水质净化模块和复合浮动湿地进行污水净化。本发明可用于溢流污水或初期雨污水的污染治理，不占用沿岸空间，不需大规模改扩建管线，可美化水体景观；能有效收集前期溢流的高浓度污水，以及拦截、调蓄大部分中后期雨污水，减少入河湖的污染物。
Description
技术领域
本发明涉及水环境治理及水生态修复技术领域，具体涉及一种溢流污水原位调蓄、收集及净化系统。
背景技术
近年来，国内实施了大量的黑臭水体治理及海绵城市改造工程，在很多经济发达地方实施了雨污分流改造工程以及设计建造了大量污水调蓄设施，这些设施或涉及拆迁、或工程投资巨大、或占地面积大、或施工难度大等问题；在土地开发程度密集、无可用空间地区往往难以实施这些工程措施。
对于很多经济欠发达地区来说，管网仍为合流制管网，要实施完成雨污分流及初雨调蓄改造工程还需很长一段时间，且需投入大量物力财力。
目前大多数城市河湖水体富营养化的主要污染源来源于污水管网溢流污水及初期雨水，部分合流制管网溢流污水和初期雨水中污染物浓度相对较高，对河流湖泊形成周期性污染。所以，如何收集及处理雨季溢流污水及初期雨水，对于改善城市地表水环境质量至关重要。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种溢流污水原位调蓄、收集及净化系统。
本发明公开了一种溢流污水原位调蓄、收集及净化系统，包括：
污水截流装置，所述污水截流装置设置在污水溢流口处，用于截留溢流污水；
围合栏，所述围合栏设置在水体内，形成用于收集溢流污水的围合区；所述围合栏包括管道式储水囊以及位于管道式储水囊上方的浮水气囊拦污屏，所述管道式储水囊的进水口通过污水泵入管与水囊充水潜污泵相连，所述浮水气囊拦污屏的气囊的充/吸气口通过气囊充/吸气管与气囊充/吸气泵相连；其中，所述污水截流装置所截留的污水先通过水囊充水潜污泵和污水泵入管输送至管道式储水囊内，当管道式储水囊内水压达到设定的压力值时，通过气囊充/吸气泵和气囊充/吸气管向浮水气囊拦污屏充气，使气囊上浮将拦污屏伸展开，形成围合区，将多余的溢流污水收集至该围合区内；
原位强化水质净化模块和复合浮动湿地，所述原位强化水质净化模块和复合浮动湿地设置于所述围合区内，用于净化围合区内的污水。
作为本发明的进一步改进，所述管道式储水囊的出水口通过水囊排水管与水囊排水自吸泵相连，当污水溢流停止后，污水管网恢复正常工作后，管道式储水囊中收集的污水通过水囊排水自吸泵和水囊排水管排入就近的污水管网中；
当围合区内调蓄的溢流污水处理达标后，通过气囊充/吸气泵和气囊充/吸气管将浮水气囊拦污屏中的气体排出；然后浮水气囊拦污屏会收缩沉入水面下方，恢复围合区水体与其他水体之间的流动及交换。
作为本发明的进一步改进，所述污水截流装置包括由两格溢流堰形成的进水格栅井，使其在一定来水量时，能将前期高浓度溢流污水全部拦截至进水格栅井内并由水囊充水潜污泵泵至管道式储水囊内，以及将中期污水收集在围合区内。
作为本发明的进一步改进，所述围合栏还包括两排的水囊固定桩，所述管道式储水囊通过水囊固定环固定在所述水囊固定桩上，以防止冲水后水囊移位。
作为本发明的进一步改进，所述管道式储水囊整体截面呈椭圆型管式水袋，由HDPE或PVC膜材焊接而成。
作为本发明的进一步改进，所述管道式储水囊的上部沿纵向焊接有HDPE或PVC拦污屏，拦污屏下部与管道式储水囊相连接，拦污屏上部与浮水气囊焊接；拦污屏的长度与管道式储水囊长度一致，拦污屏的宽度根据设计最高调蓄水位确定。
作为本发明的进一步改进，还包括：沉水风机曝气系统；
所述沉水风机曝气系统通过曝气管与所述原位强化水质净化模块和复合浮动湿地相连。
作为本发明的进一步改进，四个所述原位强化水质净化模块布设在四角位置，一个所述复合浮动湿地布设在四个所述原位强化水质净化模块的中心位置处。
作为本发明的进一步改进，所述原位强化水质净化模块为正方体或半球体结构，内部设有多孔生物填料、载体包埋固定化高效复合微生物、缓释营养源以及微孔曝气盘。
作为本发明的进一步改进，所述复合浮动湿地包括复合式浮动湿地聚酯纤维浮板，所述复合式浮动湿地聚酯纤维浮板的上方种植有水生植物，所述复合式浮动湿地聚酯纤维浮板的下方悬挂有高效生物载体生物绳。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明可解决合流制管网溢流或初期雨水造成的地表水体污染问题，其利用河湖水体内部空间进行污水收集的处理，不占用沿岸空间，不需大规模改扩建管线；同时该系统在不使用时还能通过排除水囊内污水以及浮水气囊内气体后沉入水体，不影响水体水面景观；
本发明能有效收集前期溢流的高浓度污水，以及拦截、调蓄大部分中后期雨污水，减少入河湖的污染物；另外，原位收集的中后期雨污水通过原位强化水质净化模块以及复合浮动湿地等措施进一步净化，能有效提升排口周边水域水质。
附图说明
图1为本发明公开的湖泊溢流排口的溢流污水原位调蓄、收集及净化系统的平面布置示意图；
图2为图1非工作状态下的部分剖面示意图；
图3为图1少量溢流状态下的部分剖面示意图；
图4为图1大量溢流状态下的部分剖面示意图；
图5为本发明公开的河道溢流排口的溢流污水原位调蓄、收集及净化系统的平面布置示意图。
图中：
1、水囊固定桩；2、管道式储水囊；3、浮水气囊拦污屏；4、水囊充水潜污泵；5、污水截流装置；6、水囊固定环；7、污水泵入管；8、水囊排水自吸泵；9、水囊排水管；10、气囊充/吸气泵；11、气囊充/吸气管；12、曝气管；13、原位强化水质净化模块；14、复合式浮动湿地聚酯纤维浮板；15、水生植物；16、高效生物载体生物绳；17、沉水风机曝气系统。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
本发明公开了一种适用于河流湖泊溢流污染或初期雨水污染的溢流污水原位调蓄、收集及净化系统，其可以利用河湖现状水域储存污水管道溢流污水及雨季初期高浓度溢流初期雨水，管网溢流停止过后逐步将收集的高浓度污水再排入污水管网，低浓度溢流污水通过收集区域内原位进行净化后再排入受纳水体，非雨季该净化系统可作为河湖水域内水体的水质提升及保障系统。
如图1~5所示，本发明的溢流污水原位调蓄、收集及净化系统包括：污水截流装置5、围合栏、原位强化水质净化模块13、复合浮动湿地、沉水风机曝气系统以及相配套的管路等；
具体的：
本发明的污水截流装置5设置在污水溢流口处，用于截留溢流污水；污水截流装置5通过设置两格溢流堰构成进水格栅井，通过液位自动控制器控制水囊充水潜污泵及浮水气囊充气泵的工作，使其在一定来水量时，能将前期高浓度溢流污水全部拦截至进水格栅井内并由水囊充水潜污泵4泵至管道式储水囊2内，以及将中期污水收集在围合区内。在水囊充水潜污泵4的泵坑内部安装回转式格栅机，其过滤空隙为5mm~10mm，用于过滤大体积漂浮物，如树叶、塑料袋、卫生用品等下水道垃圾。
本发明的围合栏设置在水体内，形成用于收集溢流污水的围合区；围合栏包括管道式储水囊2以及位于管道式储水囊上方的浮水气囊拦污屏3，即：管道式储水囊2为截面呈椭圆形的管式水袋，由HDPE或PVC膜材焊接而成；管道式储水囊2的进水口通过污水泵入管7与水囊充水潜污泵4相连，水囊充水潜污泵4为安装于潜污泵泵坑底部的潜污泵，泵的流量及扬程根据现场实际情况确定，其功能为将需要收集的溢流污水加压泵入管道式储水囊2内；管道式储水囊2的出水口通过水囊排水管9与水囊排水自吸泵8相连，水囊排水自吸泵8为常用安装于河岸边的自吸泵，泵的流量及扬程根据现场实际情况确定，其功能为污水溢流停止后将管道式储水囊2内污水抽排至污水管网。在设计的围合区域边线按一定间隙在湖底平行打入两排水囊固定桩1，两排水囊固定桩1的间距与管道式储水囊2的宽度相同，管道式储水囊2固定于两排水囊固定桩1之间；湖底以上桩的长度与水囊高度相同，确保水囊充满水后不会发生位移。管道式储水囊2的具体固定方式为：管道式储水囊2下部两侧间隔一定的距离焊接有用于牵引固定水囊的“牛耳”，通过水囊固定桩1上的水囊固定环6与管道式储水囊2固定。管道式储水囊2的上部沿纵向焊接有HDPE或PVC拦污屏，拦污屏下部与管道式储水囊2相连接，拦污屏上部与浮水气囊焊接，拦污屏与浮水气囊共同构成浮水气囊拦污屏3；拦污屏的长度与管道式储水囊2长度一致，拦污屏的宽度根据设计最高调蓄水位确定；浮水气囊拦污屏3的气囊的充/吸气口通过气囊充/吸气管11与气囊充/吸气泵10相连，浮水气囊类似于充气式救生圈，系统工作前通过气囊充/吸气泵10进行充气，上浮至水面上；同时将与管道式储水囊2上部相连的HDPE或PVC拦污屏向上拉升，对排口溢流的污水进行围合及收集。
原位强化水质净化模块13和复合浮动湿地设置于围合区内，沉水风机曝气系统17通过曝气管12与原位强化水质净化模块13和复合浮动湿地相连，用于净化围合区内的污水。进一步，四个原位强化水质净化模块13布设在四角位置，一个复合浮动湿地布设在四个原位强化水质净化模块13的中心位置处。其中，原位强化水质净化模块13为正方体或半球体结构，内部设置有一定数量的多孔孔生物填料、载体包埋固定化高效复合微生物、缓释营养源以及微孔曝气盘。该系统能高效降解围合区能浓度较高的溢流污水中大部分污染物，减少溢流污水扩散对水体水质的影响。复合式浮动湿地为常规HDPE浮板式浮岛或框架式浮岛，其包括复合式浮动湿地聚酯纤维浮板14，复合式浮动湿地聚酯纤维浮板14的上方种植有水生植物15，复合式浮动湿地聚酯纤维浮板14的下方悬挂高效生物载体生物绳16，高效生物载体生物绳16的设置密度及长度需根据现场实际情况确定。沉水风机曝气系统17由沉水风机及配套管网，其功能是给原位强化水质净化模块供气，提高围合区能水体溶氧浓度，提高系统净水效果。
本发明使用时：
当污水溢流口溢流污水或初期雨水时，水位上升达到液位自动控制器启动水位后，污水截流装置5启动截留溢流污水；然后通过水囊充水潜污泵4和污水泵入管7输送至管道式储水囊2内，当管道式储水囊2内水压达到设定的压力值时，水囊充水潜污泵停止工作。通过气囊充/吸气泵10和气囊充/吸气管11向浮水气囊拦污屏3的浮水气囊内充气，在达到设定气压后停止充气；使气囊上浮将拦污屏伸展开，形成围合区，将后续的溢流污水收集至该围合区内。
围合区内收集的污水浓度较高，为了减少该部分溢流污水对整体水质的影响。所以通过沉水风机曝气系统17、曝气管12、原位强化水质净化模块13、复合式浮动湿地聚酯纤维浮板14、水生植物15、高效生物载体生物绳16组成的原位净化系统对该部分污水进行强化处理。
当污水溢流停止后，污水管网恢复正常工作后，管道式储水囊2中收集的污水通过水囊排水自吸泵8、水囊排水管9排入就近的污水管网中；
当围合区内调蓄的溢流污水经过原位强化处理系统处理达标后，通过气囊充/吸气泵10和气囊充/吸气管11将浮水气囊拦污屏3中的气体排出；然后浮水气囊拦污屏会收缩沉入水面下方，恢复围合区水体与其他水体之间的流动及交换，通过原位净化系统还能对围合区周边水体进行进一步净化。
本发明的优点为：
本发明可解决合流制管网溢流或初期雨水造成的地表水体污染问题，其利用河湖水体内部空间进行污水收集的处理，不占用沿岸空间，不需大规模改扩建管线；同时该系统在不使用时还能通过排除水囊内污水以及浮水气囊内气体后沉入水体，不影响水体水面景观；
本发明能有效收集前期溢流的高浓度污水，以及拦截、调蓄大部分中后期雨污水，减少入河湖的污染物；另外，原位收集的中后期雨污水通过原位强化水质净化模块以及复合浮动湿地等措施进一步净化，能有效提升排口周边水域水质；
本发明在非汛期或溢流污水较少的时间段，可利用该系统构建类似于“AO工艺”的污水处理系统；河湖水体抽入水囊内进行水解酸化，为“A段”；水囊出水排入围合区内进行好氧生化反应，为“O段”；其能最大限度地发挥系统对污染物的去除效率，缓解城市河湖水体富营养化程度；另外，如果河湖目标水体总氮超标时，也可以单独利用管道式储水囊作为反硝化系统，对河湖水体进行反硝化脱总氮处理。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种溢流污水原位调蓄、收集及净化系统，其特征在于，包括：
污水截流装置，所述污水截流装置设置在污水溢流口处，用于截留溢流污水；
围合栏，所述围合栏设置在水体内，形成用于收集溢流污水的围合区；所述围合栏包括管道式储水囊以及位于管道式储水囊上方的浮水气囊拦污屏，所述管道式储水囊的进水口通过污水泵入管与水囊充水潜污泵相连，所述浮水气囊拦污屏的气囊的充/吸气口通过气囊充/吸气管与气囊充/吸气泵相连；其中，所述污水截流装置所截留的污水先通过水囊充水潜污泵和污水泵入管输送至管道式储水囊内，当管道式储水囊内水压达到设定的压力值时，通过气囊充/吸气泵和气囊充/吸气管向浮水气囊拦污屏充气，使气囊上浮将拦污屏伸展开，形成围合区，将多余的溢流污水收集至该围合区内；
原位强化水质净化模块和复合浮动湿地，所述原位强化水质净化模块和复合浮动湿地设置于所述围合区内，用于净化围合区内的污水；
所述管道式储水囊的出水口通过水囊排水管与水囊排水自吸泵相连，当污水溢流停止后，污水管网恢复正常工作后，管道式储水囊中收集的污水通过水囊排水自吸泵和水囊排水管排入就近的污水管网中；
当围合区内调蓄的溢流污水处理达标后，通过气囊充/吸气泵和气囊充/吸气管将浮水气囊拦污屏中的气体排出；然后浮水气囊拦污屏会收缩沉入水面下方，恢复围合区水体与其他水体之间的流动及交换。
2.如权利要求1所述的溢流污水原位调蓄、收集及净化系统，其特征在于，所述污水截流装置包括由两格溢流堰形成的进水格栅井，使其在一定来水量时，能将前期高浓度溢流污水全部拦截至进水格栅井内并由水囊充水潜污泵泵至管道式储水囊内，以及将中期污水收集在围合区内。
3.如权利要求1所述的溢流污水原位调蓄、收集及净化系统，其特征在于，所述围合栏还包括两排的水囊固定桩，所述管道式储水囊通过水囊固定环固定在所述水囊固定桩上，以防止冲水后水囊移位。
4.如权利要求1所述的溢流污水原位调蓄、收集及净化系统，其特征在于，所述管道式储水囊为截面呈椭圆形的管式水袋，由HDPE或PVC膜材焊接而成。
5.如权利要求4所述的溢流污水原位调蓄、收集及净化系统，其特征在于，所述管道式储水囊的上部沿纵向焊接有HDPE或PVC拦污屏，拦污屏下部与管道式储水囊相连接，拦污屏上部与浮水气囊焊接；拦污屏的长度与管道式储水囊长度一致，拦污屏的宽度根据设计最高调蓄水位确定。
6.如权利要求1所述的溢流污水原位调蓄、收集及净化系统，其特征在于，还包括：沉水风机曝气系统；
所述沉水风机曝气系统通过曝气管与所述原位强化水质净化模块和复合浮动湿地相连。
7.如权利要求6所述的溢流污水原位调蓄、收集及净化系统，其特征在于，四个所述原位强化水质净化模块布设在四角位置，一个所述复合浮动湿地布设在四个所述原位强化水质净化模块的中心位置处。
8.如权利要求7所述的溢流污水原位调蓄、收集及净化系统，其特征在于，所述原位强化水质净化模块为正方体或半球体结构，内部设有多孔生物填料、载体包埋固定化高效复合微生物、缓释营养源以及微孔曝气盘。
9.如权利要求7所述的溢流污水原位调蓄、收集及净化系统，其特征在于，所述复合浮动湿地包括复合式浮动湿地聚酯纤维浮板，所述复合式浮动湿地聚酯纤维浮板的上方种植有水生植物，所述复合式浮动湿地聚酯纤维浮板的下方悬挂高效生物载体生物绳。
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2024
- 2024-03-14 CN CN202410288500.3A patent/CN117886382B/zh active Active
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