專利名稱：：一種城市暴雨徑流的深度處理組合工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種城市暴雨徑流的深度處理組合工藝，尤其涉及一種城市暴雨徑流深度處理以及淡水資源回收利用的組合工藝。屬于環(huán)境工程和廢水處理工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展，環(huán)境問題日益突出，尤其是城市水資源的匱乏和水環(huán)境的污染日趨嚴重。伴隨著城市化的進程加快，產(chǎn)生了一系列的水環(huán)境問題。一方面，城市化進程使得不透水地面增加，城市的暴雨徑流產(chǎn)生的洪澇災害不可忽視。另一方面，由于城市地表大部分為不透水面，降雨尤其是暴雨落到地面后迅速形成徑流，沖刷并挾帶地表污染物形成暴雨徑流污染。城市降雨徑流中含有各種營養(yǎng)物質(zhì)、有毒物質(zhì)、油脂類物質(zhì)等多種污染物。這些污染物隨徑流進人江河湖泊，造成了水體污染，據(jù)統(tǒng)計，城市中受納水體中B0D年負荷的40%_80%—來自雨洪產(chǎn)生的徑流(即面污染)。此外，城市的淡水資源匿乏，迫切需要尋找新的供水水源。我國人均誰資源量只有世界平均水平的1/4，而且時空分布極不均勻。雨水資源作為輕度污染的水源，可以經(jīng)過初步處理可用于生活用水和工業(yè)用水，因而增加城市水資源的可利用量，避免其災害，是節(jié)水型城市建設的有效措施，城市雨水的處理利用是一種開源節(jié)流綜合性技術(shù)，而且有利于改善城市生態(tài)環(huán)境，因此，雨水的回收利用也是國內(nèi)外環(huán)保領(lǐng)域的研究熱點之一。城市雨水回用技術(shù)多數(shù)是將雨水就地回收，經(jīng)過簡單過濾處理，作為中水使用，一般用于衛(wèi)生間用水和小區(qū)綠化用水。到目前為止，國內(nèi)外已有幾十項雨水資源化的工藝專利，這些工藝大多是對雨水進行簡單過濾和生物處理，處理后的雨水小區(qū)綠化使用，具有適應范圍廣、成本較低的優(yōu)點。例如申請?zhí)枮?00510025927.1，名稱為一種雨水回收系統(tǒng)，公開號為CN1865609的發(fā)明專利，它由集水槽、過濾器、排水管和過濾水排出口構(gòu)成，在集水槽的排出口的下方設置有對應的過濾器，通過過濾器將雨水中的樹葉等雜質(zhì)分離出來，然后直接回收利用，裝置成本低，使用方便。又如申請?zhí)枮?00510026072.4，名稱為一種雨水過濾裝置，公開號為CN1865611的發(fā)明專利，它由中部直徑大、兩端部直徑小的管狀體構(gòu)成，所述的下端部的內(nèi)壁與中部的內(nèi)壁之間通過一個向內(nèi)突出的截水臺連接，在所述的截水臺處設置有一個過濾水排出口。它采用簡單的雨水過濾裝置將雨水中的樹葉等雜質(zhì)分離出來，實現(xiàn)了雨水的一次過濾，保證了雨水的清潔。然而僅僅采用過濾的方法只能出去雨水中較大的雜物如枯枝落葉等，對于雨水中的SS、BOD、重金屬等不能去除，尤其在污染比較重的城市，簡單的過濾處理顯然不能滿足使用水質(zhì)的要求。此外，也有一些發(fā)明專利根據(jù)城市雨水的水質(zhì)特點，對其進行選擇性處理，降低處理成本。例如申請?zhí)枮?00310116293.l，名稱為直接利用屋面雨水供生活用的方法及裝置，公開號為CN1544766的發(fā)明專利，它先把剛下雨時形成的含雜質(zhì)較多的雨水排放掉，然后把較純凈的雨水流入水箱儲存，作為綠地用水和沖廁用水，具有低成本的優(yōu)點。從理論上來講，對雨水進行分類處理可以降低處理的成本，但實際上，很難判斷一場降雨在哪個時刻水質(zhì)開始變好，因此，實際操作意義有限。利用沉淀池進行雨水處理也是雨水回用的一個方向。例如申請?zhí)枮?200510026466.X，名稱為一種臺階式雨水凈化器，公開號為CN1872720的發(fā)明專利，它通過階梯式的沉降槽將雨水比重大于水和小于水的雜物分別逐步去除，保證清潔的雨水流入儲水容器中，具有去除污染物較為徹底的優(yōu)點。又如申請?zhí)枮?00710046108.4，名稱為一種雨水收集處理機，公開號為CN101392543的發(fā)明專利，它本發(fā)明利用順序設置的初雨池、第一沉淀池和第二沉淀池過濾雨水，利用斜向過濾網(wǎng)和過濾器分離雜物，有效避免了污染，具有低成本的優(yōu)點。沉淀池處理雨水的成本較低，對SS的去除效果較好，但是沉淀池占地面積較大，在用地緊張的城市，沉淀池的合理布局有很大難度。利用土壤的自凈能力進行雨水的處理也是雨水回用的重要方式。例如申請?zhí)枮?3144378.8，名稱為雨水地下水資源化的淡水供應方法，公開號為CN1528989的發(fā)明專利，它選擇一塊蓄水地區(qū)，在此面積上打1眼-1億眼注水井，在注水井的入水口處連接過濾裝置，下雨時將雨水經(jīng)過簡單過濾后直接注入到注水井中，匯集成地下水層，利用雨水補充地下水，再將地下水經(jīng)過深度處理作為飲用水用，降低了飲用水的成本，同時節(jié)約了水資源。又如申請?zhí)枮?00410013324.5，名稱為一種新型的小區(qū)雨水處理利用方法，公開號為CN1594142的發(fā)明專利，它先把屋面雨水通過簡單過濾，然后通過潛水泵用噴灌系統(tǒng)抽取雨水進入綠地，利用易滲濾構(gòu)造層含水，同時利用植物根系的吸收和土壤中微生物的分解作用去除污染物，直到進入沉淀/儲水雙井的雨水全部被處理，潔凈后的雨水通過滲濾補充包氣帶中土壤水。利用儲水井連接的噴灌系統(tǒng)，抽取包氣帶中土壤水對綠地進行養(yǎng)護或其它方式回用，具有充分利用雨水資源、降低污水處理負荷的優(yōu)點。利用土壤的吸附、自凈能力對雨水進行水質(zhì)處理得到較好的水質(zhì)，而且可將其布局于小區(qū)綠地之下，操作的可行性好，但是，城市雨水的成分非常復雜，除了SS、BOD等常規(guī)污染物外，還含有病原菌和重金屬等有毒污染物，隨著雨水處理過程的進行，這些有毒污染物會在土壤中大量富集，造成土壤的污染，甚至污染地下水，而對土壤和地下水重金屬污染進行治理難度更大。由此可見僅用簡單的過濾很難達到市政綠化等用水的標準，而根據(jù)雨水的水質(zhì)變化特點進行分段處理缺乏可操作性，利用沉淀池在進行實際布局時難度較大，而利用土壤的自凈能力(過濾、吸附和微生物作用)進行雨水的處理時容易造成有毒有害物質(zhì)對土壤和地下水的污染。有關(guān)研究表明雨水中的SS與其它各類污染物有很高的相關(guān)關(guān)系，而雨水在前期的SS濃度較高，可以通過過濾和吸附相結(jié)合出去雨水中的各類懸浮物，然后再對雨水進行深度處理，即可達到飲用水的水質(zhì)標準，這對于城市雨水的回收利用、降低城市污水的處理負荷、減小城市污水管網(wǎng)的壓力、緩解城市的水資源壓力，等等，都具有及其重要的現(xiàn)實意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種城市暴雨徑流深度處理組合工藝，以針對當前城市雨水回收利用工藝出水水質(zhì)較差，不利于城市水環(huán)境的保護，不利于雨水資源回收利用的現(xiàn)狀，提供一種更為徹底的、把雨水資源處理回收為飲用水資源的的城市暴雨徑流處理組合工藝。本發(fā)明一種城市暴雨徑流深度處理組合工藝，其主要是通過對城市降雨過程中產(chǎn)生的暴雨徑流進行石英砂和活性炭過濾吸附，再進行PP(聚丙烯)濾膜和超濾的深度過濾處理，使該組合工藝能夠獲得較現(xiàn)有組合工藝更高的SS(懸浮固體)、細菌、重金屬等去除4效率，從而實現(xiàn)雨水資源最大限度回收利用。其具體技術(shù)方案為該工藝具體包括兩部分即雨水處理和反沖排污，所述的雨水處理過程為利用增壓水泵將收集于雨水原水箱1中的雨水經(jīng)過增壓輸送依次進入石英砂過濾器2(石英砂過濾器是普通快濾設備，用于去除暴雨徑流中的懸浮物，含有懸浮物顆粒的水流過濾料層時，濾料縫隙對懸浮物起篩濾作用使懸浮物易于吸附在濾料表面)、活性炭過濾器3(活性炭過濾器用于吸附雨水中的常規(guī)手段難以去除的游離性余氯、部分微生物和臭味、色度、重金屬、膠體及其它一些有機污染物)、PP濾芯4(PP濾芯用于深度過濾，去除雨水中的大分子物質(zhì))、超濾膜組件5，最后，處理好的雨水儲存在產(chǎn)水水箱6中。其中，所述的超濾膜組件是將超濾膜置于一個封閉的圓筒中。超濾膜微孔可達0.01微米以下，能有效地去除水中的微粒、膠體、細菌，使雨水最終達到飲用水標準。所述的反沖排污過程，具體包括石英砂過濾器2、活性炭過濾器3的反沖洗和超濾膜的反沖洗。其中，石英砂過濾器2、活性炭過濾器3的沖洗——進行沖洗時，活性炭過濾器與PP濾芯之間的閥門關(guān)閉，石英砂過濾器和活性炭過濾器頂部的排污閥門開；經(jīng)過加壓的雨水原水高速先后經(jīng)過石英砂過濾器、活性炭過濾器，利用高壓水流的沖力將吸附于濾料表面的雜質(zhì)沖洗掉，沖洗掉的雜質(zhì)和雨水一起經(jīng)過排污管路排出。其中，超濾膜的反沖洗——對超濾膜進行反沖洗時，電磁閥1、電磁閥II打開，電磁閥III關(guān)閉，輸送泵將產(chǎn)水水箱6中的水輸送至超濾膜組件，水從超濾膜外膜壓入超濾膜內(nèi)膜，最后從反沖排污管路排出，完成反沖洗過程。本發(fā)明可以不區(qū)別降雨不同時期的水質(zhì)差異，全部處理降雨過程所收集的城市暴雨徑流，在"源"上降低了城市污水管網(wǎng)的處理負擔。另外，對城市暴雨徑流進行過濾、吸附和超濾相結(jié)合的工藝進行深度處理，使得工藝的出水達到飲用水水質(zhì)標準，充分實現(xiàn)了城市暴雨徑流的水資源化。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(1)去除效率高。本發(fā)明采用過濾、吸附和超濾相結(jié)合的工藝，充分發(fā)揮三種技術(shù)各自的優(yōu)勢，從而保證工藝出水達到飲用水水質(zhì)標準。(2)充分實現(xiàn)了城市暴雨徑流的資源化，有利于節(jié)水型社會建設，緩解我國水資源緊缺的現(xiàn)狀。(3)可直接將處理后雨水并入小區(qū)自來水管網(wǎng)，有實際的經(jīng)濟價值。附圖1為本發(fā)明城市暴雨徑流處理系統(tǒng)工藝流程圖。l雨水原水箱2石英砂過濾器3活性炭過濾器4PP濾芯5超濾膜組件6產(chǎn)水水箱開<image>imageseeoriginaldocumentpage6</image>具體實施例方式以下詳細說明本發(fā)明的工作原理和實施方式本發(fā)明所述的城市暴雨徑流的深度處理組合工藝，充分城市暴雨徑流的污染物特征，通過過濾吸附等過程，較為徹底地去除雨水沖刷過程中所帶來的各類污染物，最后達到飲用水標準，最大限度地回收利用雨水資源。本發(fā)明的工藝流程如附圖1所示，雨水形成徑流后匯入小區(qū)的雨水井內(nèi)，通過水泵將雨水抽入雨水原水箱l，然后經(jīng)過增壓泵加壓進入石英砂過濾器2，石英砂過濾器是普通快濾設備，用于去除暴雨徑流中的懸浮物，含有懸浮物顆粒的水流過濾料層時，濾料縫隙對懸浮物起篩濾作用使懸浮物易于吸附在濾料表面；然后雨水進入活性炭過濾器3，活性炭過濾器用于吸附雨水中的常規(guī)手段難以去除的游離性余氯、部分微生物和臭味、色度、重金屬、膠體及其它一些有機污染物；接著雨水進入PP濾芯4，PP濾芯用于深度過濾，去除雨水中的大分子物質(zhì)；最后進入超濾膜組件5，進行最后的處理；所述的超濾膜組件5是將超濾膜置于一個封閉的圓筒中，超濾膜微孔可達0.01微米以下，能有效地去除水中的微粒、膠體、細菌，使雨水最終達到飲用水標準。最后，處理好的雨水儲存在產(chǎn)水水箱6中。處理過程的各組件通過反沖排污實現(xiàn)再生。對于石英砂過濾器，隨著過濾的進行，濾料在截留了一定量的污物后會在表層形成濾膜，隨時間推移過濾器的前后壓差將會很快升高，直至失效。此時需要利用加壓的雨水原水對濾料進行沖洗，使過濾器內(nèi)石英砂懸浮松動，從而使粘附于石英砂表面的截留物剝離并被水流帶走，恢復過濾功能。石英砂過濾器2、活性炭過濾器3的沖洗——進行沖洗時，活性炭過濾器與PP濾芯之間的閥門關(guān)閉，石英砂過濾器和活性炭過濾器頂部的排污閥門開；經(jīng)過加壓的雨水原水高速先后經(jīng)過石英砂過濾器、活性炭過濾器，利用高壓水流的沖力將吸附于濾料表面的雜質(zhì)沖洗掉，沖洗掉的雜質(zhì)和雨水一起經(jīng)過排污管路排出?；钚蕴嫉脑偕罨ǔ２捎脽崃υ偕ǎ磳⒒钚蕴荚?00100(TC的高溫條件下，使吸附在活性碳表面的有機物分解為二氧化碳和水；也可采用高壓蒸汽吹洗或用氫氧化鈉溶液浸泡再生，回收率約為80%-94%。該熱力再生法及高壓蒸汽吹洗或用氫氧化鈉溶液浸泡再生為公知技術(shù)，故此處不再贅述。超濾膜組件要適時通過反沖洗進行維護，去除堵塞在濾孔的污染物，以保證處理工藝的順利運行。對超濾膜進行反沖洗時，電磁閥I、電磁閥II打開，電磁閥III關(guān)閉，輸送泵將產(chǎn)水水箱6中的水輸送至超濾膜組件，水從超濾膜外膜壓入超濾膜內(nèi)膜，最后從反沖排污管路排出，完成反沖洗過程。實施例1某次北京市降雨，在小區(qū)雨水井內(nèi)收集匯流的雨水，雨水經(jīng)過城市暴雨徑流的深度處理組合工藝進行處理，工藝流程為雨水原水箱一石英砂過濾器一活性炭過濾器一PP濾芯一超濾膜組件一產(chǎn)水水箱，工藝各項出水指標如表1所示。表1某次降雨雨水徑流經(jīng)本發(fā)明工藝處理前后的典型指標值<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求一種城市暴雨徑流深度處理組合工藝，特征在于該工藝具體包括兩部分即雨水處理和反沖排污，所述的雨水處理過程為利用增壓水泵將收集于雨水原水箱中的雨水經(jīng)過增壓輸送依次進入石英砂過濾器、活性炭過濾器、PP濾芯、超濾膜組件，最后，處理好的雨水儲存在產(chǎn)水水箱中；所述的反沖排污過程，具體包括石英砂過濾器、活性炭過濾器的反沖洗和超濾膜的反沖洗其中，石英砂過濾器、活性炭過濾器的沖洗——進行沖洗時，活性炭過濾器與PP濾芯之間的閥門關(guān)閉，石英砂過濾器和活性炭過濾器頂部的排污閥門開；經(jīng)過加壓的雨水原水高速先后經(jīng)過石英砂過濾器、活性炭過濾器，利用高壓水流的沖力將吸附于濾料表面的雜質(zhì)沖洗掉，沖洗掉的雜質(zhì)和雨水一起經(jīng)過排污管路排出；其中，超濾膜的反沖洗——對超濾膜進行反沖洗時，電磁閥I、電磁閥II打開，電磁閥III關(guān)閉，輸送泵將產(chǎn)水水箱中的水輸送至超濾膜組件，水從超濾膜外膜壓入超濾膜內(nèi)膜，最后從反沖排污管路排出，完成反沖洗過程。全文摘要本發(fā)明一種城市暴雨徑流深度處理組合工藝，包括即雨水處理和反沖排污，雨水處理過程為增壓水泵將收集于雨水原水箱中的雨水經(jīng)過增壓輸送依次進入石英砂過濾器、活性炭過濾器、PP濾芯、超濾膜組件，處理好的雨水儲存在產(chǎn)水水箱；反沖排污過程為對石英砂過濾器、活性炭過濾器進行沖洗時，活性炭過濾器與PP濾芯之間的閥門關(guān)閉，石英砂過濾器和活性炭過濾器頂部的排污閥門開；經(jīng)加壓的雨水原水高速先后經(jīng)過石英砂過濾器、活性炭過濾器，利用高壓水流的沖力將吸附于濾料表面的雜質(zhì)沖洗掉；超濾膜的反沖洗——電磁閥I、電磁閥II打開，電磁閥III關(guān)閉，輸送泵將產(chǎn)水水箱中的水輸送至超濾膜組件，水從超濾膜外膜壓入超濾膜內(nèi)膜，最后從反沖排污管路排出。文檔編號C02F1/28GK101696061SQ20091023663公開日2010年4月21日申請日期2009年11月3日優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日發(fā)明者宋凱宇,張璇,歐陽威,王瑋,郝芳華申請人:北京師范大學;