本發(fā)明涉及水務(wù)工程或者環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種初期雨水徑流污染防治系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù):
城市廣場是城市外部空間的重要組成部分,是人們戶外交流的重要活動場所,歷來有著“城市客廳”的美譽。隨著城市化的不斷發(fā)展,城市原有的自然生態(tài)環(huán)境漸漸消失,人們對高品質(zhì)的生存環(huán)境需求逐步提高,對城市廣場的低碳建設(shè)與管理提出了更高的要求。但是城市廣場的硬質(zhì)化建設(shè),城市地面被透水性較差的地面取代,導(dǎo)致城市雨水資源被白白浪費,同時由于初期雨水溶解了空氣中的污染性氣體以及地表的大量污染物質(zhì),其污染程度較后期雨水高出許多,所以若直接將初期雨水排放至市政排水管渠系統(tǒng),會造成徑流污染或內(nèi)澇災(zāi)害。
如上所述,由于城市廣場是城市雨水大量匯聚的場地,如何利用這一點創(chuàng)設(shè)一種新的城市初期雨水徑流污染防治系統(tǒng)及方法,以實現(xiàn)城市雨水的收集和利用,使其形成生態(tài)可持續(xù)型目標。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種初期雨水徑流污染防治系統(tǒng),使其準確的收集具有污染物的初期雨水,并對其凈化處理,從而克服現(xiàn)有的初期雨水徑流污染的問題。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種初期雨水徑流污染防治系統(tǒng),包括初期雨水收集裝置和初期雨水處理裝置,
所述初期雨水收集裝置包括雨水收集池和安裝在所述雨水收集池進水管道上的水流啟閉裝置,所述水流啟閉裝置在所述雨水收集池集滿水時,關(guān)閉所述雨水收集池的進水管道;
所述初期雨水處理裝置包括設(shè)置在所述雨水收集池中的壓力傳感單元和泵體單元,以及與泵體單元輸出端相連的處理單元,所述壓力傳感單元在監(jiān)測到所述雨水收集池中的水位達到一定高度時啟動所述泵體單元,所述泵體單元將雨水抽送到所述處理單元進行凈化處理。
作為本發(fā)明的一種改進,所述水流啟閉裝置包括控制裝置和與其連接并由其控制的閘門,所述閘門設(shè)置于所述雨水收集池的進水管道上,由所述控制裝置控制實現(xiàn)所述雨水收集池進水管道的啟閉。
進一步改進,所述初期雨水收集裝置還設(shè)有鎖定計時單元,所述鎖定計時單元與所述水流啟閉裝置相連接,當(dāng)所述水流啟閉裝置的閘門關(guān)閉時,所述鎖定計時單元開始計時,同時所述鎖定計時單元對所述閘門在設(shè)定的時間間隔內(nèi)鎖定,當(dāng)計時超過設(shè)定的時間間隔,所述鎖定計時單元釋放對所述閘門的鎖定。
進一步改進,所述雨水收集池的進水管道與集雨區(qū)地面呈45°斜交。
進一步改進,所述進水管道上垂直向下安裝有止回閥。
進一步改進,所述雨水收集池的容積V為:V=δ*S*H*(T+t),其中V為收集池容積;δ為徑流系數(shù);S為集雨區(qū)面積;H為區(qū)域初期雨水降雨強度;T為初期雨水降雨時間等級標準;t為集雨區(qū)內(nèi)收集池的匯流時間;
所述初期雨水處理裝置的處理規(guī)模P為:P=V/D,其中V為收集池容積,D為預(yù)設(shè)的收集兩場初期雨水之間的時間間隔。
本發(fā)明還提供一種初期雨水徑流污染防治方法,包括如下步驟:
(1)確定集雨范圍,并根據(jù)集雨范圍內(nèi)排水分區(qū)情況確定雨水收集池位置;
(2)計算所述雨水收集池容積,所述雨水收集池容積的計算公式為:
V=δ*S*H*(T+t)
其中,V為收集池容積;δ為徑流系數(shù);S為集雨區(qū)面積;H為區(qū)域初期雨水降雨強度;T為初期雨水降雨時間等級標準;t為集雨區(qū)內(nèi)收集池的匯流時間;
(3)根據(jù)步驟(1)和(2)建造所述雨水收集池,并在所述雨水收集池的進水管道上安裝水流啟閉裝置,所述水流啟閉裝置在所述雨水收集池集滿水時,關(guān)閉所述雨水收集池的進水管道,使后期雨水直接進入城市排水管渠系統(tǒng);
(4)在預(yù)定的兩場初期雨水之間的時間間隔內(nèi)對所述雨水收集池中的雨水進行凈化處理。
進一步改進,所述方法還包括鎖定計時步驟,所述鎖定計時步驟通過與所述水流啟閉裝置相連接的鎖定計時單元實現(xiàn),當(dāng)所述水流啟閉裝置的閘門關(guān)閉時,所述鎖定計時單元開始計時,同時所述鎖定計時單元控制所述閘門在所述預(yù)設(shè)的時間間隔內(nèi)不再開啟,當(dāng)計時超過預(yù)設(shè)的時間間隔,所述鎖定計時單元釋放對所述閘門的鎖定。
進一步改進,所述步驟(4)中對雨水進行凈化處理的處理單元的處理規(guī)模P為:P=V/D,其中V為收集池容積,D為預(yù)設(shè)的收集兩場初期雨水之間的時間間隔。
進一步改進,所述步驟(4)中對雨水凈化處理的步驟包括:當(dāng)設(shè)置在所述雨水收集池中的壓力傳感單元監(jiān)測到所述雨水收集池中的水位達到一定高度時,通過設(shè)置在所述雨水收集池中的泵體單元將雨水抽送到處理單元進行凈化處理;
所述處理單元的凈化步驟包括一級處理步驟和二級處理步驟,所述一級處理步驟采用浮渣隔離和沉淀截污方法,所述二級處理步驟采用化學(xué)絮凝及沉淀法處理工藝或生化處理工藝。
采用上述的技術(shù)方案,本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點:
1.本發(fā)明通過設(shè)置初期雨水收集裝置,對初期有污染物的雨水進行單獨收集,避免該初期雨水對市政排水管渠系統(tǒng)的污染;并通過設(shè)定收集兩場初期雨水之間的時間間隔,進行初期雨水有效收集和逐天處理,采用便攜式污水處理裝置即可完成初期雨水的凈化處理。
2.本發(fā)明通過充分考慮初期雨水的降雨強度、降雨歷時,特別是考慮到集雨區(qū)面積和集雨區(qū)內(nèi)最不利點的匯流時間,最終確定收集池的容積,使該系統(tǒng)和方法更加精確的處理初期雨水造成的徑流污染,起到良好的初期雨水徑流污染防治的目的。
3.本發(fā)明通過設(shè)置鎖定計時單元,在所述水流啟閉裝置的閘門關(guān)閉時,所述鎖定計時單元開始計時,同時控制所述閘門在設(shè)定的時間間隔內(nèi)不再開啟,當(dāng)計時超過設(shè)定的時間間隔,所述鎖定計時單元再釋放所述閘門,良好的實現(xiàn)了對初期雨水的定義和收集,減少了雨水處理裝置的負荷,節(jié)約成本,環(huán)??尚小?/p>
附圖說明
上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述,為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段,以下結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
圖1是本發(fā)明初期雨水徑流污染防治方法的流程示意圖。
圖2是本發(fā)明初期雨水徑流污染防治系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實施例以城市廣場的初期雨水收集與徑流污染防治為例,具體闡述本發(fā)明的技術(shù)方案,不應(yīng)理解為是對本申請方案的任何限制。
參照附圖1所示,本實施例城市廣場初期雨水徑流污染防治方法包括如下步驟:
(1)首先確定城市廣場集雨范圍,該步驟需要因地制宜的根據(jù)城市廣場排水分區(qū)確定集雨區(qū)邊界,以完整地收集城市廣場初期雨水。
(2)進行初期雨水收集池選址,根據(jù)排水分區(qū)分別確定各個初期雨水收集池的位置。
(3)計算初期雨水收集池的容積,該步驟需要綜合考慮初期雨水的降雨強度、降雨歷時、以及集雨區(qū)的匯流時間,最終計算收集池的容積。
本實施例中可根據(jù)設(shè)定的初期雨水降雨強度,如10mm/h,和降雨歷時,如0.2h,來計算該收集池的容積。也可參照2014最新全國各城市暴雨強度公式,以及考慮排水分區(qū)內(nèi)最不利點的匯流時間,計算得出初期雨水收集池容積,該計算公式如下:
V=δ*S*H*(T+t)
其中,V為收集池容積,m3;δ為徑流系數(shù),%;S為集雨區(qū)面積,m2;H為區(qū)域初期雨水降雨強度,mm/h;T為初期雨水降雨時間等級標準,h;t為集雨區(qū)內(nèi)收集池的匯流時間,h。
(4)設(shè)置初期雨水收集裝置,該初期雨水收集裝置包括上述用于收集初期雨水的雨水收集池。在建造該收集池時,需要對設(shè)備規(guī)模、建造成本與收集效果進行綜合考慮。
參照附圖2所示,可利用城市廣場現(xiàn)有的雨水收集管網(wǎng)1(如邊溝)收集,對初期雨水進行截留,節(jié)約建造成本,并提高收集效果。該雨水收集池3安裝在邊溝下部,且將雨水收集池3的進水管道2與排水邊溝呈45°斜交。
為了防止雨水收集池3中的雨水倒流,該雨水收集池3的進水管道2上垂直向下安裝止回閥6,保證了初期雨水只能流進、不能流出。
該初期雨水收集裝置還包括安裝在雨水收集池3進水口處的水流啟閉裝置10,當(dāng)初期雨水流量累積超過初期雨水收集池容積時,水流啟閉裝置10的閘門自動關(guān)閉,后期雨水直接進入城市廣場排水管渠系統(tǒng)。
其中,該水流啟閉裝置10包括閘門與控制裝置,該閘門設(shè)置于收集池進水管道2上,用于控制進水管道的通斷;該控制裝置與閘門連接,用于控制該閘門的啟閉。
該控制裝置包括動力機構(gòu)、固定部、活動部和牽引部,該固定部固定安裝在收集池進水口的上方,該固定部內(nèi)穿設(shè)有轉(zhuǎn)軸;該活動部套設(shè)在轉(zhuǎn)軸上且在動力機構(gòu)的帶動下能繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動;該牽引部的一端連接活動部,另一端連接閘門,則該牽引部在活動部繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時能牽引閘門實現(xiàn)閘門的開啟或關(guān)閉。當(dāng)然,該控制裝置還可以采用現(xiàn)有其它結(jié)構(gòu)設(shè)置,實現(xiàn)與閘門連接并控制該閘門的啟閉。
另外,該初期雨水收集裝置還設(shè)置有鎖定計時單元,該鎖定計時單元與上述水流啟閉裝置10相連。當(dāng)雨水收集池3集滿后水流啟閉裝置10的閘門關(guān)閉時,該鎖定計時單元開始計時,同時該鎖定計時單元控制該閘門在設(shè)定的時間間隔(如一周)內(nèi)不再開啟,當(dāng)計時超過設(shè)定的時間間隔,該鎖定計時單元釋放對閘門的鎖定,完成該計時周期,從下次水流啟閉裝置10的閘門關(guān)閉開始進入新的計時周期。
(5)設(shè)置初期雨水處理裝置,由于初期雨水的定義是從環(huán)境、水質(zhì)的角度來講的,可根據(jù)實際情況設(shè)定兩場雨之間的時間間隔(D,d)大于若干天(如一周)才算兩場初期雨水,則該時間間隔周期內(nèi)可對該初期雨水進行雨后逐天處理,該初期雨水處理裝置的處理規(guī)模為:P=V/D,m3/d??傻贸鲈摮跗谟晁幚硌b置為便攜式處理裝置,起到節(jié)約成本的目的。
在預(yù)定的兩場初期雨水之間的時間間隔D內(nèi)對該雨水收集池3中的雨水進行凈化處理。其具體為:該初期雨水處理裝置包括設(shè)置在雨水收集池3中的壓力傳感單元、水泵7和處理單元4,該壓力傳感單元包括高位探頭8和低位探頭9,當(dāng)高位探頭8監(jiān)測到雨水收集池3中的水位達到預(yù)定高度時啟動水泵7,該水泵7將初期雨水抽送到處理單元4進行凈化處理,經(jīng)處理單元4凈化處理后的雨水再從出水管5排出。
(6)確定初期雨水處理系統(tǒng)工藝,因為城市廣場的初期雨水主要污染物為SS、COD、油污等,因此一級處理步驟可采用浮渣隔離、沉淀截污等方法,二級處理步驟可采用化學(xué)絮凝及沉淀法處理工藝或生化處理工藝。
當(dāng)然,在上述城市廣場初期雨水徑流污染防治方法的基礎(chǔ)上,形成應(yīng)用該方法的城市廣場初期雨水徑流污染防治系統(tǒng),該系統(tǒng)包括上述初期雨水收集裝置和初期雨水處理裝置。該初期雨水收集裝置和初期雨水處理裝置的具體結(jié)構(gòu)均同上所述,在此不再贅述。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實施例而已,并非對本發(fā)明作任何形式上的限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾,均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。