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城市降雨徑流水質(zhì)多介質(zhì)分級(jí)滲濾凈化模擬裝置的制造方法

文檔序號(hào):8991949閱讀:332來源:國(guó)知局
城市降雨徑流水質(zhì)多介質(zhì)分級(jí)滲濾凈化模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及城市水體生態(tài)凈化處理工程技術(shù)領(lǐng)域,尤其是一種城市降雨徑流水質(zhì)多介質(zhì)分級(jí)滲濾凈化模擬裝置,可快速模擬不同組合的滲濾凈化方案,為城市雨水凈化裝置的制造和應(yīng)用提供一定的科學(xué)依據(jù)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市化進(jìn)程加快,不僅轉(zhuǎn)變了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和人口職業(yè),更改變了土地利用和區(qū)域空間,森林、農(nóng)田、濕地等不斷轉(zhuǎn)化成居住地、工業(yè)用地或商業(yè)用地,使得城市不透水區(qū)域面積所占比重急劇加大,造成蒸散發(fā)、降水、徑流特征變化,改變了城市水循環(huán)的過程,導(dǎo)致徑流系數(shù)和徑流量增加,極端降水事件增多,城市暴雨洪澇風(fēng)險(xiǎn)加大。
[0003]城市降雨徑流污染是指地表沉積物與大氣沉降物等在降雨沖刷作用下進(jìn)入水體,造成城市水環(huán)境質(zhì)量下降的過程。城市徑流大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)隨著地面徑流輸送到河流或者湖泊中,會(huì)導(dǎo)致水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度增高,引起藻類和其他水生植物的大量繁殖,破壞水體溶解氧平衡,使水體感官癥狀惡化,最終會(huì)給整個(gè)生態(tài)環(huán)境帶來很大的危害。同時(shí),快速城市化導(dǎo)致城市工業(yè)廢水和生活污水增多,城市的河道結(jié)構(gòu)趨向簡(jiǎn)單化和渠道化,加之城市土地利用改變,使得城市河流水系減少,河道淤積或消失,降低了河流蓄水排澇和納污自凈的能力,導(dǎo)致雨天尤其是暴雨天氣產(chǎn)生的大量徑流只能通過管道排放到受納水體,對(duì)水環(huán)境的影響凸顯。此外,城市降雨徑流污染由于其隨機(jī)性、不穩(wěn)定性及城市地表的復(fù)雜性,已經(jīng)成為城市受納水體水質(zhì)下降及城市河口污染的重要來源,其控制與治理問題也成為了改善水環(huán)境的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
[0004]目前,國(guó)內(nèi)外城市降雨徑流污染物研宄以懸浮物質(zhì)、富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、需氧量物質(zhì)、重金屬及其它有毒污染物作為主要污染源,污染物來源廣泛,地域分布差異性較大,很難采用某種固定的技術(shù)及裝置針對(duì)不同區(qū)域,不同環(huán)境條件下降雨徑流的水質(zhì)進(jìn)行凈化處理;城市具有特殊的水文結(jié)構(gòu),針對(duì)城市降雨徑流污染過程的控制技術(shù)就具有獨(dú)特性。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有城市降雨徑流污染過程的控制技術(shù)以徑流污染的處理為突破點(diǎn),主要包括建立沉淀池,蓄水池,采用人工濕地及水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)等,但功能性較為單一化且凈化效率較低,尤其是對(duì)徑流復(fù)合污染的處理尚顯不足,迫切需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)對(duì)降雨徑流的控制技術(shù)進(jìn)行深入研宄,掌握降雨徑流污染在各凈化方案下水量水質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化過程;室外現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)及監(jiān)測(cè)過程僅能反映出某一特定條件或方案下的雨水凈化效果,不能反映出不同氣候條件下、不同雨強(qiáng)、不同植物類型、多樣的介質(zhì)填充成分、不同時(shí)間和空間等因素對(duì)雨水滲濾凈化的影響,且室外實(shí)驗(yàn)裝置大多存在占地廣,易對(duì)環(huán)境造成二次污染,生產(chǎn)成本高等問題;現(xiàn)有相關(guān)雨水凈化模擬實(shí)驗(yàn)裝置大多僅有單一主體,需要外連其余裝置進(jìn)行配套,方可完成降雨徑流水質(zhì)凈化的模擬實(shí)驗(yàn),操作復(fù)雜,不便于組合裝機(jī)及運(yùn)輸。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型提供一種城市降雨徑流水質(zhì)多介質(zhì)分級(jí)滲濾凈化模擬裝置,該裝置依靠城市降雨的自然流動(dòng)來完成對(duì)水質(zhì)的分級(jí)凈化,通過旋轉(zhuǎn)置換模擬裝置各介質(zhì)層中的填充物,可制定出不同組合的滲濾凈化方案,進(jìn)行滲濾裝置不同填裝比例及方法的模擬,并對(duì)下滲徑流分層出水的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè),方便掌握各介質(zhì)層的凈化情況,同時(shí)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、易于實(shí)現(xiàn)、使用方便、效率高、便于組合裝機(jī)和運(yùn)輸。
[0006]本實(shí)用新型是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種城市降雨徑流水質(zhì)多介質(zhì)分級(jí)滲濾凈化模擬裝置,包括裝置主體1,所述裝置主體I為多個(gè)同軸連接的半徑相同的半圓柱形無蓋框體,裝置主體I的轉(zhuǎn)軸中心位于半圓圓心處,裝置主體I的頂層設(shè)有組合式植被層2、中部設(shè)有多個(gè)旋轉(zhuǎn)式多介質(zhì)滲濾層3、底層設(shè)有原位土壤層4,每個(gè)旋轉(zhuǎn)式多介質(zhì)滲濾層3分別通過柔性管與沉淀池5相連通;裝置主體I的轉(zhuǎn)軸頂端與支撐架7相連,支撐架7上設(shè)置有降雨模擬裝置6。
[0008]所述組合式植被層2內(nèi)設(shè)植被生長(zhǎng)土壤層2-4,植被生長(zhǎng)土壤層2-4上設(shè)有透水鋪裝薄層2-3,植被生長(zhǎng)土壤層2-4內(nèi)種植有小喬木2-1和低矮灌木2-2。
[0009]所述旋轉(zhuǎn)式多介質(zhì)滲濾層3包括多個(gè)旋轉(zhuǎn)槽體3-1,用于存放不同的填充物;旋轉(zhuǎn)槽體3-1的半圓柱形外壁上開有排水口 3-3,旋轉(zhuǎn)槽體3-1的后壁上設(shè)置有銷釘座3-4,所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)槽體3-1之間通過定位銷釘3-6進(jìn)行固定;每個(gè)旋轉(zhuǎn)槽體3-1的底部為一薄層多孔透水隔板3-5 ;每個(gè)旋轉(zhuǎn)槽體3-1中均設(shè)置有橫截面為扇形的集流槽3-2,集流槽3-2上表面開有滲流孔3-7,集流槽3-2外壁上設(shè)有與旋轉(zhuǎn)槽體排水口 3-3同高度的出水口
3-8;所述出水口 3-8與排水口 3-3通過柔性管3-9相連。
[0010]所述原位土壤層4底部?jī)?nèi)設(shè)水平放置的薄層多孔透水隔板4-1和傾斜放置的活動(dòng)淌水板4-2,原位土壤層4外壁上以轉(zhuǎn)軸為中心對(duì)稱開有排水口 4-3,后壁上設(shè)置有銷釘座
4-4;所述排水口 4-3通過柔性管4-5與濾液收集槽連接。所述活動(dòng)淌水板4-2為可伸縮固定的組合板,針對(duì)模擬降雨強(qiáng)度的大小及原位土壤層底部滲濾液的容納空間可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)組合板長(zhǎng)度來改變淌水板的傾斜角度,增大或減小滲濾液流動(dòng)速度。
[0011]所述沉淀池5為單廂式,設(shè)有進(jìn)水口 5-1、出水口 5-2、垂直設(shè)置的減力隔板5-3和水平設(shè)置的濾網(wǎng)薄板5-4 ;所述濾網(wǎng)薄板5-4上開有濾孔5-5 ;所述沉淀池5通過柔性管與旋轉(zhuǎn)槽體3-1外壁上的排水口 3-3連接。
[0012]所述沉淀池的尺寸可以依據(jù)區(qū)域特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì),主要根據(jù)水利水電工程沉沙池設(shè)計(jì)規(guī)范(SL 269-2001)進(jìn)行,矩形單廂式沉淀池主要確定工作長(zhǎng)度、工作寬度以及工作深度即可定出沉淀池的基本尺寸。
[0013]所述降雨模擬裝置6包括降雨噴頭6-1和輸水導(dǎo)管6-2 ;所述降雨噴頭6_1表面有噴淋孔6-3 ;所述輸水導(dǎo)管6-2外接水泵或簡(jiǎn)易供水裝置。
[0014]所述支撐架7包括支撐桿7-1和連接裝置7-2,用于連接降雨模擬裝置6和裝置主體L.
[0015]令旋轉(zhuǎn)槽體3-1的個(gè)數(shù)與集流槽3-2個(gè)數(shù)均為N,每個(gè)集流槽3-2對(duì)應(yīng)的圓心角度數(shù)為180° /N ;以旋轉(zhuǎn)槽體3-1的一側(cè)為起始,第一個(gè)旋轉(zhuǎn)槽體3-1中的集流槽3-2放置在第一個(gè)圓心角度數(shù)對(duì)應(yīng)的位置上,第二個(gè)旋轉(zhuǎn)槽體3-1中的集流槽3-2放置在第二個(gè)圓心角度數(shù)對(duì)應(yīng)的位置上,以此類推,使得集流槽3-2立體錯(cuò)位放置在旋轉(zhuǎn)槽體3-1中,每一豎直剖面中僅有一集流槽3-2的縱斷面。上述做法使得集流槽收集到的降雨徑流下滲的樣品都是經(jīng)過一整層填充物凈化之后得到的,體現(xiàn)了裝置模擬實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和嚴(yán)謹(jǐn)性。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型獲得如下有益效果:
[0017]1、本實(shí)用新型巧妙的將降雨模擬裝置、分層凈化模擬裝置及沉淀池有機(jī)結(jié)合在一起構(gòu)成復(fù)合裝置,有利于進(jìn)行降雨徑流污染控制技術(shù)的深入研宄,各裝置之間的固定連接采用通用連接,方便組合,裝置材質(zhì)選擇范圍廣泛,金屬、有機(jī)玻璃或鋁合金皆可。
[0018]2、本實(shí)用新型設(shè)置的結(jié)構(gòu)不需要任何額外的動(dòng)力進(jìn)行輔助,整套裝置的模擬實(shí)驗(yàn)完全基于降雨徑流的自然流動(dòng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降雨徑流的分層凈化處理,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,能夠有效模擬出不同凈化方案下城市降雨徑流水量水質(zhì)的變化過程。
[0019]3、本實(shí)用新型切實(shí)考慮城市獨(dú)特的水文結(jié)構(gòu),設(shè)置有可以融入城市景觀要素的組合式植被層,不僅充分發(fā)揮了植被自然生態(tài)的凈化作用,而且達(dá)到了美化城市景觀的效果,有利于降雨徑流復(fù)合污染的研宄。
[0020]4、本實(shí)用新型設(shè)置的降雨模擬裝置通過支撐架與分層凈化模擬裝置主體相連,夕卜接水泵及水箱,可使用調(diào)速水泵或調(diào)整水箱閥門的開度對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié),進(jìn)而提供不同強(qiáng)度的降雨,有利于變化環(huán)境下降雨徑流污染控制技術(shù)的研宄。
[0021]5、本實(shí)用新型設(shè)置獨(dú)特的分層式旋轉(zhuǎn)槽體,在未用定位銷釘固定前,各槽體可圍繞中心軸做360度旋轉(zhuǎn),活動(dòng)范圍廣,靈活性強(qiáng);未添加旋轉(zhuǎn)軸支撐桿時(shí),裝置主體成分離狀態(tài),各旋轉(zhuǎn)槽體自成單體,裝置主體占用空間驟減,方便運(yùn)輸,使得模擬裝置在不同區(qū)域空間上的移植性增強(qiáng),有利于降雨徑流污染凈化處理技術(shù)的區(qū)域性研宄。
[0022]6、本實(shí)用新型通過支撐桿將各旋轉(zhuǎn)槽體組合在一起,為避免實(shí)驗(yàn)過程中外界因素造成旋轉(zhuǎn)槽體移位而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,各旋轉(zhuǎn)槽體上特別設(shè)置了銷釘座,并用定位銷釘對(duì)旋轉(zhuǎn)槽體進(jìn)行二次固定。
[0023]7、本實(shí)用新型在旋轉(zhuǎn)槽體內(nèi)設(shè)置特有的集流槽,以旋轉(zhuǎn)槽體半圓柱形的構(gòu)造為依托,將集流槽的結(jié)構(gòu)巧妙地構(gòu)造成扇形體,便于依據(jù)旋轉(zhuǎn)槽體的個(gè)數(shù)給定扇形體的位置。
[0024]8、本實(shí)用新型中集流槽的底部為弧形,不僅增加了出水量,而且便于出水口的引流進(jìn)而獲取實(shí)驗(yàn)測(cè)試樣品。
[0025]9、本實(shí)用新型中使用的沉淀池有獨(dú)特構(gòu)造,內(nèi)設(shè)減力隔板和濾網(wǎng)薄板。減力隔板可削減水流的沖擊力,有利于沉淀。濾網(wǎng)隔板使得樣品進(jìn)行深層次的過濾靜置,避免雜質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)所用上清液樣品的影響。
[0026]10、測(cè)定水質(zhì)相應(yīng)指標(biāo)時(shí)往往需要將樣品靜置,取上清液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。鑒于上述原因,本實(shí)用新型巧妙地設(shè)置矩形單廂式沉淀池與裝置主體相連,用于降雨徑流分層凈化處理樣品的沉淀,拓展了模擬裝置的功能,集模擬實(shí)驗(yàn)與樣品初步處理于一身,方便快捷。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2為組合式植被層的縱斷面示意圖。
[0029]圖3為旋轉(zhuǎn)式多介質(zhì)滲濾層背面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖4為旋轉(zhuǎn)式多介質(zhì)滲濾層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖5為集流槽的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0032]圖6為原位土壤層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖7a為原位土壤層的主視圖。
[0034]圖7b為圖7a的A-A向剖面圖;
[0035]圖8為沉淀池的結(jié)構(gòu)示意圖。
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