專利名稱：一種雨水徑流的綜合凈化方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明所提出的方法與裝置，可用于跨越敏感水體的橋梁橋面徑流處理及危險化學品泄漏事故應急，飲用水源保護地附近的路面徑流水質凈化，以及建筑施工廢水等與初級雨水水質特征類似的污水的凈化處理等領域。
背景技術：
降水形成的路面徑流中除含有重金屬、碳氫化合物等對環境危害性大的污染物質以外，汽車排放廢氣中的大部分污染物最終都將在自然沉降或雨水淋洗作用下遷移至水環境中，造成對水體的污染。當道路距水源保護地、生活飲用水源和水產養殖水體較近時，由雨水形成的路面徑流是地表和地下水體的再次污染源，地面徑流因其污染負荷高且難于控制，此時應重視路面徑流對水環境的污染防治。路面排水不能直接排入這些水體，應將路面徑流收集并引入處理設施進行處理后排放。國內外對路面徑流的水污染規律及污染控制措施等都進行了大量的工作，目前已經提出了一些處理凈化的專利方法。這些方法在某些方面已經取得了一些創新和突破，但是各自仍然存在一定的缺陷和問題，比如申請號為200610136822. 8和2010101擬633. 0的專利，主要采用沉淀過濾的方式
凈化雨污徑流，具有過濾效果好，速度快的優點，對COD和氨氮的去除效率高，但是存在填料易堵塞，需要定期更換的問題。申請號為 03121947. 0,200510047935. 6,200710066311. 8 和 201020134798. 6 的專
利采用潛流人工濕地或表面流人工濕地的處理方法，對雨水徑流進行凈化處理，對懸浮物、 COD和氨氮有很好的去除效果，但是提出的人工濕地技術占地面積大，處理效果受氣候、溫度的影響較大，而且夏季易產生臭味。申請號為200910236635. 0的專利采用多級過濾和超濾膜的方法，對暴雨徑流進行深度處理，出水可以達到飲用水的水質標準，但是存在過濾器需要定期沖洗，膜組件投資和維護費用高等缺點。申請號為200910183156. 7的專利采用隔油、沉淀和人工濕地的串聯處理方式，能夠對橋面徑流進行隔油、除COD和氨氮進行綜合凈化，但是隔油池和沉淀池采用的是常規工藝，處理效率偏低，清理維護不方便。申請號為201010522079. 6的專利，對雨水進行分質處理初期雨水泵入市政管網，進入污水處理廠處理；后期雨水經過多級填料滲濾池進行過濾吸附處理。該專利僅適用于距離市政管網較近的區域，而不適用于距離較遠的高速公路水環境敏感點雨水凈化和橋面徑流處理。綜上所述，現有的徑流處理多采用沉淀池、多級過濾和人工濕地等技術，采用的沉淀池也是常規的沉淀池設計，沉淀能力和去除效率有待提高；多級過濾方法存在填料易堵塞、需定期更換或者再生等問題；人工濕地技術受氣候和季節的影響較大，不適于全國范圍內的推廣應用。而且這些技術少有對石油類物質的專項處理，即便考慮除油功能的技術也僅是采用基本的隔油池隔油方法，去除效率低，維護頻率高。本發明人針對上述問題，進行深入的研究開發，提出一種新型的雨水徑流綜合凈化的方法和裝置，具有對徑流的多種主要污染物處理效果好、適應區域廣、工程造價低、維護簡便等優點。

發明內容
本發明的目的是提供一種能夠對初期雨水路面徑流、橋面徑流和水質類似污水的凈化處理方法，并給出一種可行的裝置設計方法，能夠有效克服現有技術中凈化效率低、無除油功能、占地面積大、工程造價高、維護管理較復雜等缺點，對SS、石油類、COD、氨氮、總磷等污染物具有穩定高效的去除效果，具有較強的抗沖擊能力。本發明提供了一種對雨水徑流進行隔油、沉淀、降解等綜合凈化處理的方法與裝置，經過本發明裝置凈化處理后的水可以排放進入敏感水體，或者用于綠化、灌溉、建筑施工用水等用途。根據相關研究，認為從徑流產生開始計算的前20-30分鐘雨水是初期徑流，污染相對嚴重。本發明正是通過進水控制策略，使初期徑流進入處理系統中進行凈化處理，后期徑流污染較小，直接排入自然水體中。初期徑流經收集系統收集，經過格柵去除大塊的顆粒雜物之后，進入儲存調節池。 儲存調節池對雨水徑流進行水量調節、均勻水質和初步沉淀以后，進入徑流凈化池。在徑流凈化池內部設置垂向彎頭，一方面保證水流的折行流動，提高沉淀效果，另一方面保證布水的均勻性。在徑流凈化池進水口水平方向設定距離處，由池頂向下修筑一堵鋼混結構的垂直折流擋墻，擋墻底部制作一整塊與擋墻成45°，一定高度的碳鋼防腐或不銹鋼材質的折流擋板，擋板底部留有一定的過水距離，提高系統的沉淀效果。在擋墻內側設置集油池， 在集油池底部沿中心線方向設計一定間距(例如2米)的一組錐口，保證集油池的隔油功能。在距離溢流口一定距離處，從池底向上設置一定高度的卵石擋墻，卵石擋墻起到改變水流方向、吸附和生物降解等作用。在卵石擋墻前后池底處各設置一定坡度的斜坡，斜坡低凹處為集砂槽。沉淀的泥沙在水的重力和靜壓作用下，匯集到集砂槽，需定期清理槽內的泥污。在卵石擋墻左右兩側一定高度處各設置一個排空管，排空管設有閥門控制，按照環保要求，達到凈化反應時間后外排。徑流凈化池末端設置應急溢流口，突發事故時可應急排放。與現有的技術發明相比，本發明的特點在于1.本發明提出的雨水徑流收集凈化系統主要包括儲存調節池和徑流凈化池兩個單元，儲存調節池起到調節水量、均勻水質和初步沉淀的作用，提高系統的抗沖擊能力，徑流凈化池對初期雨水進行深度凈化處理；2.本發明提出的的徑流凈化池具有沉淀、隔油、生物降解等綜合功能，對初期雨水徑流的主要污染物SS、COD、NH3-N、TP、石油類等污染物均有很好的去除效果；3.徑流凈化池設有配水口、折流擋墻、折流擋板、卵石擋墻等部件，能夠改變水流方向和水力學特征，發生多級折流沉淀反應，具有更好的沉淀效果，又可以節省工程占地；4.集油池的側懸式設計和錐口的斜錐式設計，使系統的隔油除油能力較傳統的隔油池有很大程度的提升，隔離的油類物質積存于集油池內，僅需半年或一年清理一次，維護管理簡單；5.卵石擋墻就地取材，利用原生態的鵝卵石建設，兼具沉淀、吸附、生物降解等功能，增加系統的凈化效果，節省工程造價；6.徑流凈化池底部設有斜坡集砂槽，有利于通過重力靜流匯集泥沙，清理時僅需抽排集砂槽部分的泥沙即可，維護簡便；7.儲存調節池和徑流凈化池均設有溢流口和排空口，可起到危險化學品泄漏等突發事故應急的作用。


圖1雨水徑流收集凈化系統工藝平面圖
圖2徑流凈化池立面圖
圖3徑流凈化池上平面圖
圖4集油池及錐口布設立面圖
圖5錐口錐孔平面示意圖
1 儲存調節池2 徑流凈化池
3 雨水收集管4:格柵
5 電控閥6 進水口
7 配水口8 集砂槽
9 集油池10 錐口
11 折流擋墻12 折流擋板
13 卵石擋墻14 排空口
15 溢流口16 操作板
具體實施例方式本發明提供了一種對雨水徑流進行隔油、沉淀、生物降解等綜合凈化處理的方法
與裝置。雨水徑流經雨水收集管3收集，進入格柵4去除大塊的顆粒雜物之后，進入凈化系統的儲存調節池1。儲存調節池1經調節水量、均勻水質和初步沉淀以后，經電控閥5控制進入徑流凈化池2中。徑流凈化池2內部配水口 7由垂向碳鋼防腐彎頭制作，保證進水的折流方向，提高進水水質分布的均勻性。在距徑流凈化池2進水口 6水平方向4-8米處，由池頂向下修筑一道鋼混垂直折流擋墻11，擋墻底部制作一整塊與擋墻成45°，0.5米高的碳鋼防腐或不銹鋼材質的折流擋板12。擋墻11及擋板12與池底保持0.3米的過水高度，保證底部水流的通暢性。擋墻 11及其底部的擋板12，可以改變水流方向，增加系統對懸浮物的沉淀效果。在擋墻11內側采用側懸式的固定方式設置集油池9，在集油池底部沿中心線方向設計一組錐口，保證集油池的隔油除油能力較傳統的隔油池有很大程度的提升。錐口采用斜錐式設計，底部管徑Φ2，頂部管徑Φ1，Φ2 < Φ1，錐口管內空，設計方法詳見圖4、5，一般采取間距2米均勻設置。進水時浮油隨水位上升，進入集油池；排水時水從錐口流出，浮油被上寬下窄的錐口截留。收集的浮油積存于集油池內，半年或一年需清理一次。在距離溢流口 15的5-8米處，從池底向上設置1. 5-2. 5米高的卵石擋墻13。卵石擋墻為下寬上窄的梯形石籠，由鐵絲籠及C25素混凝土將卵石固定。選用的卵石直徑在 5cm-8cm0卵石擋墻起到改變水流方向，增加沉淀效果，同時卵石墻的多孔卵石材料具有很大的比表面積，起到一定的吸附過濾和附著微生物的作用，增加材料吸附和微生物降解效果。
卵石擋墻13前后池底部分逆進水方向各設置一道坡度為2% -5%的斜坡。通過水流重力和靜壓，將沉淀的泥沙匯聚到集砂槽8 (即斜坡低凹處)，沉積的泥沙需定期用泥
沙泵清理外運。在卵石擋墻左右兩側距底板中心高度0. 3米處各設置一個排空口 14，排空口 14設有閥門控制。在徑流凈化池尾端距池頂中心高度0. 3-0. 4米處，設置一個溢流口 15，溢流口 15不設控制閥。徑流凈化池2頂部設置兩道操作板16，可選用0. 5米寬預制板，方便觀察檢修。儲存調節池1和徑流凈化池2外圍設置圍欄，避免發生安全事故。儲存調節池1和徑流凈化池2內外分別設置爬梯，徑流凈化池2外部設置一部爬梯，內部三個區域各設一部爬梯。所建設的雨水徑流收集及凈化系統，對初期雨水徑流的主要污染物SS、COD、 NH3-N、TP、石油類等污染物均有很好的去除效果，出水各項水質指標可以達到《農田灌溉水質標準》(GB5084-20(^)或《城市污水再生利用城市雜用水水質標準》(GB/T 18920-2002) 的要求。以上所述，僅是本發明的較佳實施方案而已，并非對本發明作任何形式上的限制， 雖然本發明已以較佳實施方案揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施方案，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施方案所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.雨水徑流收集及凈化系統，其特征在于，降雨徑流經雨水收集管C3)收集，經過格柵 (4)去除大塊的顆粒雜物之后，進入儲存調節池(1)。之后經電控閥( 控制流入徑流凈化池⑵中，經集砂槽(8)、集油池(9)、折流擋墻(11)、折流擋板(12)、卵石擋墻(13)的處理后直接排入自然水體。
2.如權利要求1所述的雨水徑流收集及凈化系統，所述徑流凈化池O)內部配水口 (7)由垂向碳鋼防腐彎頭制作。
3.如權利要求1-2所述的雨水徑流收集及凈化系統，在徑流凈化池(2)進水口(6)水平方向設定距離處，從池頂向下修筑一道鋼混垂直折流擋墻(11)，擋墻底部制作一整塊與擋墻成45°，一定高度的碳鋼防腐或不銹鋼材質的折流擋板(12)。
4.如權利要求1-3所述的雨水徑流收集及凈化系統，在擋墻(11)內側設置集油池 (9)，集油池底部中間設計一組錐口(10)。
5.如權利要求1-4所述的雨水徑流收集及凈化系統，在距離溢流口(15)設定距離處， 從池底向上設置一定高度的卵石擋墻(13)。
6.如權利要求5所述的雨水徑流收集及凈化系統，所述的卵石擋墻(13)為下寬上窄的梯形石籠，由鐵絲籠及C25素混凝土將卵石固定。選用的卵石直徑在5cm-8cm。
7.如權利要求1-6所述的雨水徑流收集及凈化系統，卵石擋墻(1 前后池底部分逆進水方向各設置一道坡度為2% -5%的斜坡，斜披低凹處各設置一處集砂槽。
8.如權利要求1-7所述的雨水徑流徑流收集及凈化系統，在卵石擋墻(1 左右兩側距底板中心高度0. 3米處各設置一個排空管(14)，排空管設有閥門控制。
9.如權利要求1-7所述的雨水徑流徑流收集及凈化系統，在徑流凈化池尾端距池頂中心高度0.3-0. 4米處，設置一個溢流口(15)，溢流口(1 不設控制閥。
全文摘要
雨水徑流經收集系統收集，通過格柵去除大顆粒雜物后，進入儲存調節池。徑流經儲存調節池調節水量、均勻水質和初步沉淀以后，進入徑流凈化池。徑流凈化池進水口處設置垂向配水口，保證系統折流功能。在凈化池進水口水平方向設定距離處，從池頂向下設置一道垂直折流擋墻，擋墻底部制作一整塊與擋墻成45°的折流擋板。在擋墻內側設置集油池，集油池中間設計一組錐口，保證集油池的隔油功能。在距離溢流口一定距離處，從池底向上設置一定高度的卵石擋墻。卵石擋墻前后池底部分各設置一定坡度的斜坡，兩處斜坡的低凹處各設置一個集砂槽。在卵石擋墻左右兩側一定高度處各設置一個排空管，排空管設有閥門控制。
文檔編號C02F1/52GK102381805SQ20111022036
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月3日 優先權日2011年8月3日
發明者劉勇, 劉學欣, 李華, 王新軍, 陳學平, 陳濟丁, 陶雙成 申請人:交通運輸部科學研究院