CN113697876A - 一种基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减装置及其方法，其中基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减装置包括柔性可渗透水质修复反应墙，所述柔性可渗透水质修复反应墙设置在排水管末端排污口周围下方的河水中，所述柔性可渗透水质修复反应墙包括多个木桩，所述木桩之间连接有无纺布，所述无纺布内设有缓释材料，所述无纺布孔径小于缓释材料粒径。本发明的柔性可渗透水质修复反应墙，能显著降低排污口末端排放的污染物浓度，大大降低雨天溢流污染，而且成本低廉，安装方便，便于推广，是一种简单、有效、经济的雨天溢流污染原位削减方法。
Description
技术领域
本发明涉及河湖水体修复领域，尤其涉及一种基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展、城市规模的日益扩张,城市污水排放量不断增加,大量污染物排入河道,造成河道污染甚至黑臭，雨天尤其严重。其主要原因是合流制***雨天溢流和分流制***初期雨水排放。一方面，合流制的管道管径较大、流速慢，在远距离输送过程中，污染物沿程沉淀，沉积率高达40％以上，雨天时管道内沉积物随着流速快、流量大的雨水排入河流，造成河道黑臭。另一方面，分流制排水***普遍存在雨污混接现象，污水管混接入雨水管时，雨天雨水携带未经处理的污水排入河道，造成污染，雨水管混接入污水管时，大大占用了污水的输送容量，雨天时造成污水冒溢，污染河道。
国内外针对溢流污染开展了相关研究，比如：(1)在管道末端利用截流井、调蓄池等原有设施改造形成沉淀池；(2)在管道***蓄水冲刷管道内沉积物，同时在雨水管道中拦截混接的污水和初期雨水； (3)结合使用管道混合器、反应池、沉淀池等装置实现对雨天溢流污染的快速削减。然而这些方法普遍存在能耗较高、装置复杂、需定期清理装置中的沉淀物等问题，而且所用材料(如絮凝剂、氧化剂) 遇水立即溶解，没能消耗掉的溶解在水体中的材料随水流进入受纳河流，不仅造成浪费，还需要频繁向装置中投加或更换材料，增加运行成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种能在排水管网末端周围水下设置填充缓释材料的柔性可渗透水质修复反应墙，使污水从排污口排出时，水流扰动强度增大，促进反应墙中缓释材料加速释放溶解，污染物被降解，净化后的水体经反应墙流入受纳河流。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减装置，包括柔性可渗透水质修复反应墙，所述柔性可渗透水质修复反应墙设置在排水管末端排污口周围下方的河水中，所述柔性可渗透水质修复反应墙包括多个木桩，所述木桩之间连接有无纺布，所述无纺布内设有缓释材料，所述无纺布孔径小于缓释材料的粒径。
优选地，所述无纺布的孔径采用3-6mm。
优选地，所述缓释材料的粒径采用4-8mm。
优选地，所述缓释材料采用氧化材料、还原材料、释氧材料。
优选地，所述缓释材料采用化学物质、微生物菌种中的一种或几种。
优选地，所述无纺布的孔径及缓释材料的粒径均匀，使柔性可渗透水质修复反应墙的墙体渗透性一致，水体均匀流过反应墙。
优选地，所述无纺布内还可设有吸附剂或其他非缓释材料，所述吸附剂或其他非缓释材料与缓释材料混合，且所述吸附剂或其他非缓释材料与缓释材料的粒径一致。
优选地，所述柔性可渗透水质修复反应墙的底部设有彩带，当缓释材料充足时，彩带被压在柔性可渗透水质修复反应墙的底部，当缓释材料用尽时，彩带漂浮到水面，提醒投加材料。
本发明还提供了一种基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减方法，步骤如下：
S1：在排水管网末端周围的河水水下设置填充了缓释材料的柔性可渗透水质修复反应墙；排污口设置在柔性可渗透水质修复反应墙的内腔内；
S2：当污水从排污口排出时，水流扰动强度增大，冲击至无纺布内的缓释材料上，促进了缓释材料加速释放溶解，使污染物被降解；
S3：被净化后的水体再经过柔性可渗透水质修复反应墙流入受纳河流。
本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
1、本发明提供的基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减方法，使用缓释材料作为墙体材料，避免了普通材料遇水迅速溶解、修复时间短的缺点，降低材料投加或更换频率，可对雨天溢流污染进行长期、稳定、高效的原位削减，实现河湖污染的源头控制。
2、本发明提供的基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减装置，装置简单、安装和运行成本低、技术容易掌握、无能耗需求，水下安装使用，不影响美观，且采用木桩结合无纺布的形式形成的柔性反应墙，占地面积小、渗透性强，不影响正常排涝。
3、本发明提供的基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减方法，雨天水流扰动时缓释材料的缓释速度增加，强化降解溢流污染物；非雨天水流速度缓慢，缓释速度减慢，降低材料消耗速度。且该方法无沉淀产生，不会增加河道底泥，是一种清洁、高效、稳定的雨天溢流污染原位削减方法。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减装置的俯视结构示意图。
图中序号如下：
1、排污口；2、木桩；3、缓释材料；4、无纺布。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，为本发明公开了一种基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减装置和方法；其中基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减装置，包括柔性可渗透水质修复反应墙，所述柔性可渗透水质修复反应墙设置在排水管末端排污口1周围下方的河水中，所述柔性可渗透水质修复反应墙包括多个木桩2，首尾的木桩2分别固定在河岸的侧壁上，木桩2之间连接有无纺布4，所述无纺布4内设有缓释材料3形成了柔性可渗透水质修复反应墙，该柔性可渗透水质修复反应墙安装在排污口1的出水周围所对应的污水池内；所述无纺布4的孔径小于缓释材料3的粒径大小，所述无纺布4的孔径不宜过小，以使水流快速通过，避免造成内涝，可采用可以但不限于3-6mm；所述缓释材料3的粒径需大于无纺布的孔径，可采用可以但不限于4-8mm。
进一步，缓释材料3可以但不限于是氧化材料、还原材料、释氧材料等，视污染物而定，可以但不限于是化学物质(如过氧化钙、过碳酸盐等)，可为微生物菌种(如硝化菌种、锰氧化菌等)，缓释方式不限，可为包埋型、吸附型、胶囊型等形式。值得说明的是，本申请提到的缓释材料种类、粒径、无纺布孔径等条件都是根据实际水体情况可进行调整的，并不局限于上述描述。
进一步，缓释材料3也可与其他功能材料(如吸附剂及其他非缓释材料)按一定比例混合使用，仍需保持各种材料的粒径一致，以保证墙体均匀。
进一步，为了使柔性可渗透水质修复反应墙的墙体渗透性一致，水体均匀流过反应墙，无纺布4的孔径及缓释材料3的粒径应尽量均匀。
进一步，所述无纺布4内还可设有吸附剂或其他非缓释材料，所述吸附剂或其他非缓释材料与缓释材料3混合，且所述吸附剂或其他非缓释材料与缓释材料的粒径一致。
进一步，缓释材料投加量可根据前期试验估算，定期投加或更换材料如设置倒计时装置提醒投加或更换材料，若为消耗型缓释材料如硝化菌种微胶囊，也可在墙体底部拴几条彩带，当缓释材料充足时，彩带被压在墙体底部，当缓释材料用尽时，彩带漂浮到水面，提醒投加材料。
进一步，本发明可与其他技术如管道混合反应器结合使用，所述缓释材料可根据目标污染物针对性调整。
本发明还提供了基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减方法，步骤如下：
S1：在排水管网末端排水口1周围的河水水下设置填充了缓释材料3的柔性可渗透水质修复反应墙；排污口1设置在柔性可渗透水质修复反应墙的内腔内；
S2：当污水从排污口1排出时，水流扰动强度增大，冲击至无纺布4内的缓释材料3上，促进了缓释材料3加速释放溶解，使污染物被降解；
S3：被净化后的水体再经过柔性可渗透水质修复反应墙流入受纳河流。
实施例一
在淹没式排污口周围通过木桩将无纺布围成可添加功能材料的柔性墙体，采用目数为5的无纺布(孔径为4mm)和平均粒径为6mm 的海藻酸钠包埋过氧化钙缓释材料，墙体尺寸可根据实际情况设计，设排污口管径为0.5m，则反应墙总长可为3-4m；反应墙高度不低于排口顶端，一般不超过常水位；反应墙墙体厚度可根据所选缓释材料缓释速度、对溢流污水的处理效果及预期服役时间计算设计。在墙体底部拴几条彩带，随着材料缓释，过氧化钙溶于水释氧，海藻酸钠被逐渐降解，材料用尽时，彩带漂浮到水面，提醒投加材料。
实施例二
围绕非淹没式排污口排放污水与河道水面接触面，通过木桩将无纺布围成可添加功能材料的柔性墙体，采用目数为5的无纺布(孔径为4mm)，缓释材料为聚乙烯醇包埋过氧化钙缓释材料(平均粒径为 6mm)，墙体尺寸可根据实际情况设计，设排污口管径为0.5m，则反应墙总长可为5-6m；反应墙高度接近常水位；反应墙墙体厚度可根据所选缓释材料缓释速度、对溢流污水的处理效果及预期服役时间计算设计。根据预期服役时间设置倒计时装置提醒更换材料。
本发明提供的基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减方法，使用缓释材料作为墙体材料，避免了普通材料遇水迅速溶解、修复时间短的缺点，降低材料投加或更换频率，可对雨天溢流污染进行长期、稳定、高效的原位削减，实现河湖污染的源头控制。发明装置简单、安装和运行成本低、技术容易掌握、无能耗需求，水下安装使用，不影响美观，且采用木桩结合无纺布的形式形成的柔性反应墙，占地面积小、渗透性强，不影响正常排涝。本发明可以在雨天水流扰动时缓释材料的缓释速度增加，强化降解溢流污染物；非雨天水流速度缓慢，缓释速度减慢，降低材料消耗速度。且该方法无沉淀产生，不会增加河道底泥，是一种清洁、高效、稳定的雨天溢流污染原位削减方法。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减装置，其特征在于，包括柔性可渗透水质修复反应墙，所述柔性可渗透水质修复反应墙设置在排水管末端排污口(1)周围下方的河水中，所述柔性可渗透水质修复反应墙包括多个木桩(2)，所述木桩(2)之间连接有无纺布(4)，所述无纺布(4)内设有缓释材料(3)，所述无纺布(4)的孔径小于缓释材料(3)的粒径大小。
2.根据权利要求1所述的一种基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减装置，其特征在于，所述无纺布(4)的孔径采用3-6mm。
3.根据权利要求1所述的一种基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减装置，其特征在于，所述缓释材料(3)的粒径采用4-8mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减装置，其特征在于，所述缓释材料(3)采用氧化材料、还原材料、释氧材料。
5.根据权利要求1所述的一种基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减装置，其特征在于，所述缓释材料(3)采用化学物质、微生物菌种中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减装置，其特征在于，所述无纺布(4)的孔径及缓释材料(3)的粒径均匀，使柔性可渗透水质修复反应墙的墙体渗透性一致，水体均匀流过反应墙。
7.根据权利要求1所述的一种基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减装置，其特征在于，所述无纺布(4)内还可设有吸附剂或其他非缓释材料，所述吸附剂或其他非缓释材料与缓释材料(3)混合，且所述吸附剂或其他非缓释材料与缓释材料的粒径一致。
8.根据权利要求1所述的一种基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减装置，其特征在于，所述柔性可渗透水质修复反应墙的底部设有彩带，当缓释材料(3)充足时，彩带被压在柔性可渗透水质修复反应墙的底部，当缓释材料(3)用尽时，彩带漂浮到水面，提醒投加材料。
9.一种基于缓释材料的雨天溢流污染原位削减方法，其特征在于，步骤如下：
S1：在排水管网末端周围的河水中设置填充了缓释材料(3)的柔性可渗透水质修复反应墙；排污口(1)设置在柔性可渗透水质修复反应墙的内腔内；
S2：当污水从排污口(1)排出时，水流扰动强度增大，冲击至无纺布(4)内的缓释材料(3)上，促进了缓释材料(3)加速释放溶解，使污染物被降解；
S3：被净化后的水体再经过柔性可渗透水质修复反应墙流入受纳河流。
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2021
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Patent Citations (6)
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Non-Patent Citations (1)
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