CN109626764A - 一种用于海绵城市雨水净化的生物处理*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于海绵城市雨水净化的生物处理***，生物处理***设于路面以及路面两侧绿化区的下方，生物处理***包括沉淀池、蓄水池和生物净化层，沉淀池位于路面的正下方，用于承接经路面和绿化区渗下的雨水，沉淀池内设溢流管，蓄水池通过溢流管与沉淀池连通，用于储存沉淀池溢出的雨水，生物净化层包括设在路面底部的路面生物净化层和设在绿化区底部的绿化区生物净化层；路面采用透水路面，绿化区采用透性土壤。本发明的优点在于将城市路面和绿化区设置成透性结构，雨水会直接渗透到地下，不会出现路面积水的情况，便于车辆行驶和行人行走，且在渗透过程中雨水得到充分的净化处理，使储存的雨水具有更广的用途。

Description

一种用于海绵城市雨水净化的生物处理***

技术领域

本发明涉及海绵城市建设以及污水处理技术领域，具体涉及一种用于海绵城市雨水净化的生物处理***。

背景技术

近些年来，逢雨必涝逐渐演变为我国大中城市的痼疾，而且许多严重缺水的城市白白流失了70％的雨水，十分可惜，而海绵城市理念的提出完美解决了这个问题。海绵城市，是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”出来并加以利用。

与此同时，海绵城市所收集雨水的处理也成了一项亟需解决的难题。每个城市的污染情况不同，环境优良城市的雨水较为干净，可直接二次利用，但大多数城市污染较为严重，雨水水质很差，需要进一步处理才能回收。然而目前人们对雨水的污染程度不够重视，在污染日益严重的今天，被污染的雨水若处理不当，可能会进一步污染环境，甚至危害人的身体健康。

目前，海绵城市中常用的雨水净化技术有植草沟、渗滤沟、人工湿地等。其中，植草沟、渗滤沟能够对雨水进行收集、储存，只起到了预处理作用，对于污染程度高的雨水并不能有效净化，而一些人工湿地能一定程度净化雨水，但往往存在占地面积大、处理效果差的弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于海绵城市雨水净化的生物处理***，其解决了传统雨水净化方式设备占地面积大、处理效果差的缺陷。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种用于海绵城市雨水净化的生物处理***，所述生物处理***设于路面以及路面两侧绿化区的下方，生物处理***包括沉淀池、蓄水池和生物净化层，所述沉淀池位于路面的正下方，用于承接经路面和绿化区渗下的雨水，沉淀池内设溢流管，所述蓄水池通过溢流管与沉淀池连通，用于储存沉淀池溢出的雨水，所述生物净化层包括设在路面底部的路面生物净化层和设在绿化区底部的绿化区生物净化层；

所述路面采用透水路面，所述绿化区采用透性土壤。

进一步改进在于，所述蓄水池呈中间低两侧高的“凹”字型，在蓄水池的两侧顶部设有若干根透气管，所述透气管均伸至绿化区生物净化层内，且每根透气管上均设有阀门，在蓄水池的两侧底部设有曝气管；

所述溢流管顶部管口位于沉淀池内一定高度处，溢流管的底部管口位于蓄水池的中间顶部位置。

进一步改进在于，所述绿化区生物净化层在靠近沉淀池的位置处设有绿化区渗水出口，所述绿化区渗水出口的高度高于溢流管顶部管口高度，所述溢流管顶部管口高度高于蓄水池的两侧顶部高度。

进一步改进在于，所述透气管的顶部设为密封端，透气管的侧管壁上不同高度处开有若干圈透气孔，且在每圈透气孔的上方均设有防水罩，所述防水罩的外圈边缘低于对应透气孔的高度。

进一步改进在于，所述沉淀池内竖立设有若干块支板，所述支板顶端支撑在路面生物净化层的底部。

进一步改进在于，所述支板上均匀开有若干排水流通孔，在相邻排的水流通孔之间悬挂有活性生物填料，所述支板的底部由若干根支柱固定在沉淀池内。

进一步改进在于，所述生物净化层由砾石层、接种有功能菌群的多孔生物质炭层、磁性生物吸附层、好氧组合填料层和气泡混凝土层从上往下依次排列组成。

进一步改进在于，所述磁性生物吸附层为四氧化三铁颗粒粉、金属铁粉或磁铁矿粉，或其混合物，粉粒直径10μm～25μm。

进一步改进在于，所述蓄水池内设有水质检测仪和抽水管。

进一步改进在于，所述沉淀池的池底设为中间低两侧高的倾斜面，且在池底中间位置设有抽泥管。

本发明的有益效果在于：将城市路面和绿化区设置成透性结构，雨水会直接渗透到地下，不会出现路面积水的情况，便于车辆行驶和行人行走，且在渗透过程中雨水经过生物净化层得到净化，然后又经沉淀池沉淀作用以及活性生物填料的吸附作用，雨水得到充分的净化处理，其浊度、总氮、总磷、COD、BOD、SS等指标均得到有效降低，其溶解氧指标得到有效提升，使储存的雨水具有更广的用途。另外，蓄水池内长期曝气，能保持蓄水的活性，且透气管排出气体能有效保持绿化区的土壤透水性；并且，还能通过关闭透气管，利用蓄水池特殊的结构，聚集的气体将蓄水池内的雨水压迫回流至沉淀池，接着漫至路面以及绿化区土壤内，直接省去了洒水车路面洒水和植物灌溉的工作，且水位可通过曝气量精准调节，路面洒水和灌溉均匀，效果更好。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为透气管的剖面结构示意图；

图3为支板的平面结构示意图；

图4为生物净化层的结构示意图；

图中：1、路面；2、绿化区；3、沉淀池；4、蓄水池；5、生物净化层；501、砾石层；502、接种有功能菌群的多孔生物质炭层；503、磁性生物吸附层；504、好氧组合填料层；505、气泡混凝土层；6、溢流管；7、透气管；8、阀门；9、曝气管；10、绿化区渗水出口；11、透气孔；12、防水罩；13、支板；14、水流通孔；15、活性生物填料；16、支柱；17、水质检测仪；18、抽水管；19、抽泥管。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

结合图1至图4所示，一种用于海绵城市雨水净化的生物处理***，生物处理***设于路面1以及路面1两侧绿化区2的下方，生物处理***包括沉淀池3、蓄水池4和生物净化层5，沉淀池3位于路面1的正下方，用于承接经路面1和绿化区2渗下的雨水，沉淀池3内设溢流管6，蓄水池4通过溢流管6与沉淀池3连通，用于储存沉淀池3溢出的雨水，生物净化层5包括设在路面1底部的路面生物净化层和设在绿化区2底部的绿化区生物净化层；特别的，路面1采用透水路面，例如头透水沥青路面，绿化区2采用透性土壤。

其中，蓄水池4呈中间低两侧高的“凹”字型，在蓄水池4的两侧顶部设有若干根透气管7，透气管7均伸至绿化区生物净化层内，且每根透气管7上均设有阀门8，在蓄水池4的两侧底部设有曝气管9；溢流管6顶部管口位于沉淀池3内一定高度处，溢流管6的底部管口位于蓄水池4的中间顶部位置。

绿化区生物净化层在靠近沉淀池3的位置处设有绿化区渗水出口10，绿化区渗水出口10为绿化区生物净化层的最低点，雨水均会从绿化区渗水出口10排向沉淀池3内，绿化区渗水出口10的高度高于溢流管6顶部管口高度，溢流管6顶部管口高度高于蓄水池4的两侧顶部高度，这样在保证正常状态下，雨水会从绿化区渗水出口10排出，水位到达一定高度后，从溢流管6往下排，到达蓄水池4，且能保证蓄水池4内的水能到装满。

具体的，透气管7的顶部设为密封端，透气管7的侧管壁上不同高度处开有若干圈透气孔11，且在每圈透气孔11的上方均设有防水罩12，防水罩12的外圈边缘为向下折叠结构，其高度低于对应透气孔11的高度。透气管7可实现均匀透气，且有效防止雨水或其他物质直接从透气管7落入蓄水池4内。

另外，沉淀池3内竖立设有若干块支板13，支板13顶端支撑在路面生物净化层的底部。支板13上均匀开有若干排水流通孔14，在相邻排的水流通孔14之间悬挂有活性生物填料15，水流通孔14保证沉淀池3内水位自由流动，活性生物填料15起到进一步的净化作用。支板13的底部由若干根支柱16固定在沉淀池3内，支柱16间隙较大，有利于池底沉积物的集聚。

其中，生物净化层5由砾石层501、接种有功能菌群的多孔生物质炭层502、磁性生物吸附层503、好氧组合填料层504和气泡混凝土层505从上往下依次排列组成。其中，接种有功能菌群的多孔生物质炭层502中使用的功能菌群可以为好氧性功能菌群，也可以为厌氧性功能菌群，多孔生物质炭选用秸秆或者稻壳等原料热裂解制成；其中的磁性生物吸附层503为四氧化三铁颗粒粉、金属铁粉或磁铁矿粉，或其混合物，粉粒直径10μm～25μm。并且，在生物净化层5内部设有保证各层强度的框架结构(图中未示出)。

优选的，蓄水池4内设有水质检测仪17，用于定期检测蓄水池4内的水质，还设有抽水管18，用于在长时间降雨时，及时将蓄水池4内水抽走，以保证正常的渗水、净化过程。沉淀池3的池底设为中间低两侧高的倾斜面，便于底部沉积物的聚集，且在池底中间位置设有抽泥管19，用于定期将沉积物抽走。

本发明的具体净化过程为：路面1和绿化区2雨水垂直渗透，依次经过砾石层501、接种有功能菌群的多孔生物质炭层502、磁性生物吸附层503、好氧组合填料层504和气泡混凝土层505的过滤和净化处理，最后均流至沉淀池3内，雨水在沉淀池3进行沉淀以及进一步的净化处理，沉淀池3内的水位逐渐上涨，当水位到达溢流管6的高度时，上层雨水清液流至蓄水池4内储存；蓄水池4两侧长期曝气，能有效保持蓄水的活性，且气体经透气管7在绿化区生物净化层排出，能提高生物净化层的净化效果，并保持绿化区2的土壤透性。另外，透气管7的阀门8可全部关闭，气体就会在蓄水池4的两侧顶部集聚，逐渐压迫使得蓄水池4内的蓄水从溢流管6回流至沉淀池3内，并接着漫至路面1表面以及绿化区2的土壤内，直接省去了洒水车路面洒水和植物灌溉的工作，且水位可通过曝气量精准调节，路面洒水和灌溉均匀，效果更好。另外，本发明还具有可收集的雨水面积广、蓄水量大、不占用地表面积等优点，总的来说，本发明与海绵城市的建设理念十分吻合。

为了验证本发明的雨水净化效果，在某次降雨过程中，检测了初期雨水的水质情况，以及经本发明生物净化***净化后的雨水水质情况；并且，在附近位置设置渗滤沟和人工湿地组合***，对初期雨水同时进行净化处理，并检测经相同时间处理后的水质情况，作为对照组，检测结果绘制成下表：

从上表可以看出，经过本发明的生物处理***处理后，雨水得到了充分的净化，其浊度、总氮、总磷、COD、BOD、SS等指标均得到显著降低，而且，其溶解氧指标得到有效提升，使储存的雨水具有更广的用途，以及更高的使用安全性。本发明相对于传统的渗滤沟和人工湿地组合处理方式，净化效果提升明显，溶解氧含量不减反增，且不占用地表面积，便于管理，优势明显。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于海绵城市雨水净化的生物处理***，其特征在于：所述生物处理***设于路面(1)以及路面(1)两侧绿化区(2)的下方，生物处理***包括沉淀池(3)、蓄水池(4)和生物净化层(5)，所述沉淀池(3)位于路面(1)的正下方，用于承接经路面(1)和绿化区(2)渗下的雨水，沉淀池(3)内设溢流管(6)，所述蓄水池(4)通过溢流管(6)与沉淀池(3)连通，用于储存沉淀池(3)溢出的雨水，所述生物净化层(5)包括设在路面(1)底部的路面生物净化层和设在绿化区(2)底部的绿化区生物净化层；

所述路面(1)采用透水路面，所述绿化区(2)采用透性土壤。

2.根据权利要求1所述的一种用于海绵城市雨水净化的生物处理***，其特征在于：所述蓄水池(4)呈中间低两侧高的“凹”字型，在蓄水池(4)的两侧顶部设有若干根透气管(7)，所述透气管(7)均伸至绿化区生物净化层内，且每根透气管(7)上均设有阀门(8)，在蓄水池(4)的两侧底部设有曝气管(9)；

所述溢流管(6)顶部管口位于沉淀池(3)内一定高度处，溢流管(6)的底部管口位于蓄水池(4)的中间顶部位置。

3.根据权利要求2所述的一种用于海绵城市雨水净化的生物处理***，其特征在于：所述绿化区生物净化层在靠近沉淀池(3)的位置处设有绿化区渗水出口(10)，所述绿化区渗水出口(10)的高度高于溢流管(6)顶部管口高度，所述溢流管(6)顶部管口高度高于蓄水池(4)的两侧顶部高度。

4.根据权利要求2所述的一种用于海绵城市雨水净化的生物处理***，其特征在于：所述透气管(7)的顶部设为密封端，透气管(7)的侧管壁上不同高度处开有若干圈透气孔(11)，且在每圈透气孔(11)的上方均设有防水罩(12)，所述防水罩(12)的外圈边缘低于对应透气孔(11)的高度。

5.根据权利要求1所述的一种用于海绵城市雨水净化的生物处理***，其特征在于：所述沉淀池(3)内竖立设有若干块支板(13)，所述支板(13)顶端支撑在路面生物净化层的底部。

6.根据权利要求5所述的一种用于海绵城市雨水净化的生物处理***，其特征在于：所述支板(13)上均匀开有若干排水流通孔(14)，在相邻排的水流通孔(14)之间悬挂有活性生物填料(15)，所述支板(13)的底部由若干根支柱(16)固定在沉淀池(3)内。

7.根据权利要求1所述的一种用于海绵城市雨水净化的生物处理***，其特征在于：所述生物净化层(5)由砾石层(501)、接种有功能菌群的多孔生物质炭层(502)、磁性生物吸附层(503)、好氧组合填料层(504)和气泡混凝土层(505)从上往下依次排列组成。

8.根据权利要求7所述的一种用于海绵城市雨水净化的生物处理***，其特征在于：所述磁性生物吸附层(503)为四氧化三铁颗粒粉、金属铁粉或磁铁矿粉，或其混合物，粉粒直径10μm～25μm。

9.根据权利要求1所述的一种用于海绵城市雨水净化的生物处理***，其特征在于：所述蓄水池(4)内设有水质检测仪(17)和抽水管(18)。

10.根据权利要求1所述的一种用于海绵城市雨水净化的生物处理***，其特征在于：所述沉淀池(3)的池底设为中间低两侧高的倾斜面，且在池底中间位置设有抽泥管(19)。