CN113697932A - 一种原位削减雨天溢流污染的缓释净化装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种原位削减雨天溢流污染的缓释净化装置及其方法，其中原位削减雨天溢流污染的缓释净化装置包括可渗透水质修复反应墙，所述可渗透水质修复反应墙设置在排水管末端的排污口下方河水中，所述可渗透水质修复反应墙内设有缓释材料。本发明的可渗透水质修复反应墙，能显著降低排污口附近水体中污染物浓度，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，尤其涉及一种原位削减雨天溢流污染的缓释净化方法。
背景技术
随着我国城市化进程的加快，雨天河道黑臭现象日益凸显，在我国绝大多数城市较为常见，尤其是南方地区。研究表明，我国城市水体雨天黑臭的主要原因是分流制***和合流制***雨天溢流污染。雨天溢流污水中含有来自不同污染源的大量污染物，未经充分处理直排入河，严重破坏河湖水环境和水生态***。比如，在我国南方地区，合流制***雨天排水时，COD可高达1200mg/L，均值高达540mg/L；分流制***雨污混接时，排入雨水管网的污水下雨时发生溢流污染，排放COD高达800～1100mg/L，导致河道雨天黑臭。
目前，国内外针对雨天溢流污染问题一般从源头削减、过程控制和末端处理三个方面入手。末端控制是其中一种较为直接、有效的净化方式，比如在溢流污水排放到河道之前设置旋流分离器或快速过滤池进行预处理，实现对致黑致臭物质的源头削减。然而使用旋流分离器需定期清理装置中的沉积物，而且对溶解性污染物去除效果不佳；快速过滤池通常占地面积较大，且需配套安装相关装置，成本较高。最为重要的是，采用的功能材料多为混凝剂、絮凝剂、氧化剂等消耗速度较快的药剂，与水接触后立即溶解，一方面，一部分没消耗掉的药剂被水流冲走，造成浪费，另一方面，无法针对污水排放量定量添加或更换药剂，造成不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种便于添加或更换药剂，且成本低，环保不浪费的原位削减雨天溢流污染的缓释净化装置及其方法。
为了达到上述技术目的，本发明提供了：
一种原位削减雨天溢流污染的缓释净化装置，包括可渗透水质修复反应墙，所述可渗透水质修复反应墙设置在排水管末端的排污口下方河水中，所述可渗透水质修复反应墙内设有缓释材料。
优选地，所述排污口上设有导流管，所述导流管的出口位于可渗透水质修复反应墙的上方，用于将溢流污水引流至可渗透水质修复反应墙内。
优选地，所述可渗透水质修复反应墙包括多孔支架，所述多孔支架垂直设置在污水池底部的底泥中，所述多孔支架的上下分别设有上隔网和下隔网，所述上隔网和下隔网之间填充有缓释材料。
优选地，所述多孔支架采用中空的长方体或正方体或圆柱体的结构垂直设置在污水池底部的底泥上。
优选地，所述上隔网和下隔网与多孔支架的孔径相同，采用3mm-6mm。
优选地，所述缓释材料的粒径采用4mm-8mm。
优选地，所述多孔支架的孔径与缓释材料粒径均匀，使可渗透反应墙墙体渗透性一致，水体均匀流过可渗透水质修复反应墙。
优选地，所述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。
优选地，所述可渗透水质修复反应墙包括圆柱体结构的箱体，所述箱体的底部设有配重，所述箱体通过配重垂直设置在污水池底部的底泥上，所述箱体的顶部设有内开的箱门，所述箱体内设有上隔网，所述上隔网与箱门之间留有50cm的间隙，所述上隔网与箱体底部之间填充有缓释材料。
本发明还提供了一种原位削减雨天溢流污染的缓释净化装置，步骤如下：
S1：在排水管末端下方的河水中，设置可渗透水质修复反应墙，可渗透水质修复反应墙垂直安装在河道底泥中，且可渗透水质修复反应墙的高度接近正常水位；
S2：当雨天时溢流污水流经可渗透水质修复反应墙与缓释材料充分接触，实现强化氧化；当非雨天时，污水从排污口排出时，流经可渗透水质修复反应墙内的上隔网后至多孔支架内的缓释材料上，水流的冲击力使缓释材料加速释放溶解，溶解后的缓释材料通过支架上的多孔和隔网缓慢释放到水体中，使污染物被降解，净化水体；
S3：被净化后的水体再经过可渗透水质修复反应墙下端的下隔网流入受纳河流。
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、本发明提供的原位削减雨天溢流污染的缓释净化方法，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、本发明提供的原位削减雨天溢流污染的缓释净化方法，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，且采用多孔支架形式，渗透性强，不影响正常排涝。
3、本发明提供的原位削减雨天溢流污染的缓释净化方法，雨天水流扰动时缓释材料速度增加，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原位削减雨天溢流污染的缓释净化方法中实施例一的结构示意图；
图2为本发明提出的一种原位削减雨天溢流污染的缓释净化方法中实施例二的结构示意图。
图中序号如下：
1、河岸；2、箱门；3、上隔网；4、缓释材料；5、下隔网；6、多孔支架；7、底泥；8、配重；9、排污口。
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原位削减雨天溢流污染的缓释净化方法，包括可渗透水质修复反应墙，所述可渗透水质修复反应墙设置在排水管末端的排污口9下方河水中，所述可渗透水质修复反应墙包括多孔支架6，多孔支架6可以选择但不限于中空的长方体、正方体或圆柱体的结构垂直地安装在河道底泥7中，多孔支架6上有若干个孔径均匀的小孔，在多孔支架6内的上下分别设有上隔网3和下隔网5，在上隔网3和下隔网5之间填充有缓释材料4。
进一步，所述上隔网3和下隔网5与多孔支架孔径均孔径不宜过小，可以采用但不限于3mm-6mm，缓释材料4的粒径可以采用但不限于4mm-8mm。
进一步，可渗透水质修复反应墙的安装位置和横截面积应根据排污管道的高度、溢流污水平均流速、污水接触水面面积和范围计算设计。所述排污口9上设有导流管，所述导流管的出口位于可渗透水质修复反应墙的上方，用于将溢流污水引流至可渗透水质修复反应墙内。
进一步，为了使可渗透反应墙墙体渗透性一致，水体均匀流过可渗透水质修复反应墙，多孔支架6的孔径与缓释材料4粒径应尽量均匀。
进一步，所述多孔支架内还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4混合，且所述吸附剂或其他非缓释材料与缓释材料4的粒径一致。另外，缓释材料4的种类和粒径、隔网材质和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。可渗透水质修复反应墙可与其他技术(如管道混合反应器)结合使用，所填充的缓释材料可根据目标污染物作针对性调整。
进一步，缓释材料4可以选择但不限于氧化材料、还原材料、释氧材料等，视污染物而定，可以选择但不限于化学物质(如过氧化钙、过碳酸盐等)和微生物菌种(如硝化菌种、锰氧化菌等)等，缓释方式可以选择但不限于包埋型、吸附型、胶囊型等形式。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(如在隔网上设置传感器，当上下两个隔网接触时提醒投加或更换材料)。
所述可渗透水质修复反应墙的底部设有彩带，当缓释材料4充足时，彩带被压在可渗透水质修复反应墙的底部，当缓释材料4用尽时，彩带漂浮到水面，提醒投加材料。
本发明还提供了原位削减雨天溢流污染的缓释净化方法，步骤如下：
S1：在排水管末端正下方的污水池内，设置可渗透水质修复反应墙，可渗透水质修复反应墙垂直安装在污水池的底部且位于河岸1的一侧，可渗透水质修复反应墙的高度接近正常水位；
S2：当雨天时溢流污水流经可渗透水质修复反应墙与缓释材料4充分接触，实现强化氧化；当非雨天时，污水从排污口9排出时，流经可渗透水质修复反应墙内的上隔网3后至多孔支架内的缓释材料4上，水流的冲击力使缓释材料4加速释放溶解，溶解后的缓释材料通过支架上的多孔和隔网缓慢释放到水体中，使污染物被降解，净化水体；
S3：被净化后的水体再经过可渗透水质修复反应墙下端的下隔网5流入受纳河流。
缓释材料4应投加在上下两个隔网之间，缓释材料4的粒径需大于多孔支架的孔径，可为4-8mm。
下面本发明通过二个实施例具体说明：
实施例一
根据日常监测数据，估算雨天不同流速时排污口9排放污水与河水水面的接触面范围，在接触面下方安装由多孔支架6(孔径采用4mm)组成的圆柱形的可渗透水质修复反应墙，排污口9处设置导流管，将溢流污水引至可渗透水质修复反应墙，圆柱体横截面积应足够接纳大部分溢流污水。缓释材料4选用海藻酸钠包埋过氧化钙缓释材料(平均粒径采用6mm)，缓释材料4投加在上下两隔网(孔径采用4mm)之间，隔网连接传感器，当缓释材料6用尽时，提醒投加缓释材料。墙体尺寸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。
实施例二
在实施例一的基础上，本发明提出了一种更换可渗透水质修复反应墙的结构，如图2所示，在实施例二中可渗透水质修复反应墙的结构采用圆柱体结构的箱体，在箱体的底部设有配重8来加固，箱体通过配重8垂直设置在河道底泥7上，箱体的顶部安装有内开的箱门2，所述箱体内设有上隔网3，所述上隔网3与箱门2之间留有50cm的间距，所述上隔网3与箱体底部之间填充有缓释材料4。
根据日常监测数据，估算雨天不同流速时排污口9排放污水与河水水面的接触面范围，在接触面下方安装由圆柱形的箱体组成的水质修复反应墙，排污口9处设置导流管，将溢流污水引至反应墙，圆柱体横截面积应足够接纳大部分溢流污水。在箱体底部设置配重加固，箱体内添加缓释材料至离箱门50cm高度，缓释材料4选用海藻酸钠包埋过氧化钙缓释材料(平均粒径采用6mm)。非雨天时，无水流扰动，缓释材料在箱体内积水中缓慢释放，形成富氧溶液；雨天时，排污口9排放污水，箱体顶部的箱门2在水体压力作用下向内打开，污水进入箱体，与富氧溶液充分接触，污染物强化降解，而且加速缓释材料释放速度，净化后水体流回河道；箱体尺寸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。
本发明提供的原位削减雨天溢流污染的缓释净化方法，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。且本发明的装置简单、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，且采用多孔支架形式，渗透性强，不影响正常排涝。在雨天水流扰动时缓释材料速度增加，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 (10)
1.一种原位削减雨天溢流污染的缓释净化装置，其特征在于，包括可渗透水质修复反应墙，所述可渗透水质修复反应墙设置在排水管末端的排污口(9)下方河水中，所述可渗透水质修复反应墙内设有缓释材料(4)。
2.根据权利要求1所述的一种原位削减雨天溢流污染的缓释净化装置，其特征在于，所述排污口(9)上设有导流管，所述导流管的出口位于可渗透水质修复反应墙的上方，用于将溢流污水引流至可渗透水质修复反应墙内。
3.根据权利要求1所述的一种原位削减雨天溢流污染的缓释净化装置，其特征在于，所述可渗透水质修复反应墙包括多孔支架(6)，所述多孔支架(6)垂直设置在污水池底部的底泥(7)中，所述多孔支架(6)的上下分别设有上隔网(3)和下隔网(5)，所述上隔网(3)和下隔网(5)之间填充有缓释材料(4)。
4.根据权利要求3所述的一种原位削减雨天溢流污染的缓释净化装置，其特征在于，所述多孔支架(6)采用中空的长方体或正方体或圆柱体的结构垂直设置在污水池底部的底泥(7)上。
5.根据权利要求3所述的一种原位削减雨天溢流污染的缓释净化装置，其特征在于，所述上隔网(3)和下隔网(5)与多孔支架(6)的孔径相同，采用3mm-6mm。
6.根据权利要求1或3任一项所述的一种原位削减雨天溢流污染的缓释净化装置，其特征在于，所述缓释材料(4)的粒径采用4mm-8mm。
7.根据权利要求3所述的一种原位削减雨天溢流污染的缓释净化装置，其特征在于，所述多孔支架(6)的孔径与缓释材料(4)粒径均匀，使可渗透反应墙墙体渗透性一致，水体均匀流过可渗透水质修复反应墙。
8.根据权利要求3所述的一种原位削减雨天溢流污染的缓释净化装置，其特征在于，所述可渗透水质修复反应墙的底部设有彩带，当缓释材料(4)充足时，彩带被压在可渗透水质修复反应墙的底部，当缓释材料(4)用尽时，彩带漂浮到水面，提醒投加材料。
9.根据权利要求1所述的一种原位削减雨天溢流污染的缓释净化装置，其特征在于，所述可渗透水质修复反应墙包括圆柱体结构的箱体，所述箱体的底部设有配重(8)，所述箱体通过配重垂直设置在污水池底部的底泥(7)上，所述箱体的顶部设有内开的箱门(2)，所述箱体内设有上隔网(3)，所述上隔网(3)与箱门(2)之间留有50cm的间隙，所述上隔网(3)与箱体底部之间填充有缓释材料(4)。
10.一种原位削减雨天溢流污染的缓释净化方法，其特征在于，步骤如下：
S1：在排水管末端下方的污水池内，设置可渗透水质修复反应墙，可渗透水质修复反应墙垂直安装在底泥(7)中，且可渗透水质修复反应墙的高度接近正常水位；
S2：当雨天时溢流污水流经可渗透水质修复反应墙与缓释材料(4)充分接触，实现强化氧化；当非雨天时，污水从排污口(9)排出时，流经可渗透水质修复反应墙内的上隔网(3)后至多孔支架内的缓释材料(4)上，水流的冲击力使缓释材料(4)加速释放溶解，溶解后的缓释材料通过支架上的多孔和隔网缓慢释放到水体中，使污染物被降解，净化水体；
S3：被净化后的水体再经过可渗透水质修复反应墙的下端的下隔网(5)流入受纳河流。
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| CN (1) | CN113697932A (zh) |
Citations (7)
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2021
- 2021-09-15 CN CN202111080215.5A patent/CN113697932A/zh active Pending
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