CN204570880U - 一种城市道路暴雨径流净化装置 - Google Patents
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Abstract
本专利公开一种城市道路暴雨径流净化装置，该装置由竖流井（2）、上流井（11）和生物净化装置（23）三部分组成；竖流井（2）由雨水篦子（1）、消能筛（3）、砂斗（4）组成；上流井（11）由清水区（8）、过滤层（7）、配水区（6）、两相分离区（5）四部分组成；生物净化装置（23）由种植植物（14）、植物生长介质层（15）、砂滤层Ⅰ（16）、砂滤层Ⅱ（17）、过滤层Ⅰ（21）、过滤层Ⅱ（18）、排水层（20）、排水管（19）、挡板（22）组成；种植植物（14）为香根草。本专利主要优点如下：泥砂和氮素净化效率高；应用灵活，对管网现状无影响；对所补集泥砂进行清除的同时，过滤层（7）可同步自动进行反冲洗，避免了过滤层的堵塞。
Description
技术领域
本专利属于城市环境规划、环境保护技术领域，具体涉及城市道路暴雨径流泥砂的源头/传输过程控制。
背景技术
城市暴雨径流冲刷引起的城市面源污染已成为城市水体水质恶化的主要原因之一。城市道路交通负荷大，占地面积多，其面源污染负荷的产生强度远大于屋面、广场等不透水下垫面，已成为城市暴雨径流污染的主要贡献体（王书敏.山地城市面源污染时空分布特征研究[D].重庆：重庆大学,2012）；同时，研究证明，固体形态是城市道路暴雨径流中有机物、磷、重金属等污染物的主要赋存形态（王书敏, 何强, 艾海男, 潘伟亮, 智悦, 王静. 山地城市暴雨径流污染特性及控制对策[J]. 环境工程学报, 2012,6(5):1445-1450.），溶解性氮是氮素的主要赋存形态（何强,彭述娟,王书敏,王振涛.不同下垫面降雨径流氮赋存形态分布特性及控制技术[J]. 土木建筑与环境工程,2012,34(5):147-153），因此，强化城市道路暴雨径流净化效率非常必要。针对这种情况，本专利提出了一种城市道路暴雨径流净化装置，为城市道路暴雨径流污染的源头控制提供了依据。
发明内容
本专利根据城市道路雨水径流的水质特性，针对道路暴雨径流高效净化的迫切需求，提出一种城市道路暴雨径流净化装置。该装置除砂效率高，脱氮效率高，应用方式灵活，尤其是对小颗粒泥砂和氮素的去除效率有了进一步提升，可广泛布设于城市道路的雨水口下部，实现道路暴雨径流的就地高效净化。
本发明专利的技术方案如下：
一种城市道路暴雨径流净化装置，其特征在于：所述装置由竖流井（2）、上流井（11）和生物净化装置（23）三部分组成，竖流井（2）和上流井（11）之间通过底部连接孔（12）相连，生物净化装置（23）和上流井（11）通过不锈钢筛网（13）相连；不锈钢筛网（13）孔径2mm，长1.0米，高0.3米，底部标高与过滤层（7）顶部相同；
所述竖流井（2）深3.0米，长宽均为1.0米；上流井（11）深2.0米，长宽均为1.0米；上流井（11）顶部标高低于竖流井（2）0.5米；竖流井（2）由雨水篦子（1）、消能筛（3）、砂斗（4）组成，其中，砂斗（4）深0.5米，四边倾角为60°，砂斗（4）顶部安装砂位感应器（9），底部安装潜污泵（10）；
所述上流井（11）由清水区（8）、过滤层（7）、配水区（6）、两相分离区（5）四部分组成，且上流井（11）底部是倾角30°的斜体结构，斜体底部与连接孔（12）底部相连；清水区（8）深0.5米；过滤层（7）深0.5米，由粒径30mm的石灰石组成；配水区（6）深10cm；两相分离区（5）深0.5米，由5层倾角45°的不锈钢三角板组成；
所述生物净化装置（23）深0.6米，长3.0米，宽1.0米，底部标高与两相分离区（5）底部相同，由种植植物（14）、植物生长介质层（15）、砂滤层Ⅰ（16）、砂滤层Ⅱ（17）、过滤层Ⅰ（21）、过滤层Ⅱ（18）、排水层（20）、排水管（19）、挡板（22）组成；种植植物（14）为香根草；植物生长介质层（15）深0.2米，长3.0米，宽1.0米，由砂土混合物构成，且砂土体积比为8:2；排水管（19）为DN300mm的PVC管，且排水管（19）底部标高与过滤层（7）的底部标高相同；挡板（22）为厚度10mm的PVC板，宽1.0米，深1.4米，且挡板（22）底端位于排水层（20）顶部中间；砂滤层Ⅰ（16）和砂滤层Ⅱ（17）均深0.3米，宽1.0米，长1.5米，位于植物生长介质层（15）下部，由粒径2-3mm的石英砂构成；过滤层Ⅰ（21）和过滤层Ⅱ（18）均深0.9米，宽1.0米，长1.5米，位于砂滤层Ⅰ（16）和砂滤层Ⅱ（17）下部，由粒径5-8mm的砾石构成；排水层（20）深0.2米，长3.0米，宽1.0米，由粒径15-20mm的砾石构成，位于生物净化装置（23）的底部。
一种如权利要求1所述的城市道路暴雨径流净化装置，其特征在于：消能筛（3）为倾角45°的三层不锈钢筛网，每层筛网之间垂向间隔10cm，从上往下筛孔尺寸依次减小，第一层筛网筛孔尺寸为10mm，第二层筛网筛孔尺寸为5mm，第三层筛网筛孔尺寸为1mm；第一层筛网下端与连接孔（12）顶部标高相同，且与连接孔（12）顶部保持10cm水平距离；第三层筛网下端与连接孔（12）底部标高相同，且与连接孔（12）底部保持10cm水平距离。
一种如权利要求1所述的城市道路暴雨径流净化装置，其特征在于：连接孔（12）与砂斗（4）顶部相连，为高20cm，宽1.0米的矩形结构。
本专利的主要优点如下：（1）、进一步提高了泥砂捕集效率，尤其提高了细小颗粒泥砂的捕集效果；（2）、避免了由于暴雨径流对底泥的扰动和冲刷引起的泥砂捕集效率降低的缺点；（3）、可以直接布置在现有雨水口下面，应用灵活，对管网现状无影响，投资省，且收集的泥砂方便清除；（4）、对所补集泥砂进行清除的同时，过滤层可同步自动进行反冲洗，避免了过滤层的堵塞；（5）、本装置具有较高的脱氮效率。
附图说明
图1是该装置的剖面示意图。
图中：1—雨水篦子；2—竖流井；3—消能筛；4—砂斗；5—两相分离区；6—配水区；7—过滤层；8—清水区；9—砂位感应器；10—潜污泵；11—上流井；12—连接孔；13—不锈钢筛网；14—种植植物；15—植物生长介质层；16—砂滤层Ⅰ；17—砂滤层Ⅱ；18—过滤层Ⅱ；19—排水管；20—排水层；21—过滤层Ⅰ；22—挡板；23—生物净化装置。
具体实施方式
参见图1，该装置由竖流井（2）、上流井（11）和生物净化装置（23）三部分组成，竖流井（2）和上流井（11）之间通过底部连接孔（12）相连，生物净化装置（23）和上流井（11）通过不锈钢筛网（13）相连；不锈钢筛网（13）孔径2mm，长1.0米，高0.3米，底部标高与过滤层（7）顶部相同。竖流井（2）深3.0米，长宽均为1.0米；上流井（11）深2.0米，长宽均为1.0米；上流井（11）顶部标高低于竖流井（2）0.5米。竖流井（2）由雨水篦子（1）、消能筛（3）、砂斗（4）组成，其中，砂斗（4）深0.5米，四边倾角为60°，砂斗（4）顶部安装砂位感应器（9），底部安装潜污泵（10）。上流井（11）由清水区（8）、过滤层（7）、配水区（6）、两相分离区（5）四部分组成，且上流井（11）底部是倾角30°的斜体结构，斜体底部与连接孔（12）底部相连；清水区（8）深0.5米；过滤层（7）深0.5米，由粒径30mm的石灰石组成；配水区（6）深10cm；两相分离区（5）深0.5米，由5层倾角45°的不锈钢三角板组成。生物净化装置（23）深0.6米，长3.0米，宽1.0米，底部标高与两相分离区（5）底部相同，由种植植物（14）、植物生长介质层（15）、砂滤层Ⅰ（16）、砂滤层Ⅱ（17）、过滤层Ⅰ（21）、过滤层Ⅱ（18）、排水层（20）、排水管（19）、挡板（22）组成；种植植物（14）为香根草；植物生长介质层（15）深0.2米，长3.0米，宽1.0米，由砂土混合物构成，且砂土体积比为8:2；排水管（19）为DN300mm的PVC管，且排水管（19）底部标高与过滤层（7）的底部标高相同；挡板（22）为厚度10mm的PVC板，宽1.0米，深1.4米，且挡板（22）底端位于排水层（20）顶部中间；砂滤层Ⅰ（16）和砂滤层Ⅱ（17）均深0.3米，宽1.0米，长1.5米，位于植物生长介质层（15）下部，由粒径2-3mm的石英砂构成；过滤层Ⅰ（21）和过滤层Ⅱ（18）均深0.9米，宽1.0米，长1.5米，位于砂滤层Ⅰ（16）和砂滤层Ⅱ（17）下部，由粒径5-8mm的砾石构成；排水层（20）深0.2米，长3.0米，宽1.0米，由粒径15-20mm的砾石构成，位于生物净化装置（23）的底部。
雨天降雨开始时，道路暴雨径流通过雨水篦子（1）截流粗大物体后直接进入所述装置内，经竖流井（2）下落到消能筛（3）上，由于消能筛（3）的弹性作用，消减了暴雨径流动能，同时，密度较大的颗粒可沿着消能筛（3）表面滑落至砂斗（4），密度较大、且颗粒粒径小于1mm的砂粒则可以在惯性力的作用下穿透消能筛（3）直接进入砂斗（4）。效能之后的暴雨径流经过连接孔（12）进入上流井（11），首先经过两相分离区（5），初步分离大颗粒泥砂，经配水区（6）均匀配水后进入过滤层（7），过滤后出水流至清水区（8），经不锈钢筛网（13）进入生物净化装置（23），当暴雨径流过大时，过量的暴雨径流经清水区（8）溢流至排水管道。进入生物净化装置（23）的暴雨径流，首先向下流经砂滤层Ⅰ（16）、过滤层Ⅰ（21），到达排水层（20），然后，折向上流经过滤层Ⅱ（18），最后经排水管（19）排入排水管道。由于排水管（19）的底部标高高于排水层（20）底部0.6米，在生物净化装置（23）底部形成0.6米深的淹没区，且在此淹没区内进行反硝化脱氮，反硝化所需碳源由种植植物（14）根系提供。
运行一段时间后，砂斗（4）内的砂位界面逐渐升高，砂位感应器（9）感应到砂位界面到达设定标高时，启动潜污泵（10），将截流的泥砂排出井外，集中收集处理，同时，在排出砂斗（4）内的截流泥砂时，清水区（8）内的清水将对过滤层（7）自动进行反冲洗。
Claims (3)
1.一种城市道路暴雨径流净化装置，其特征在于：所述装置由竖流井（2）、上流井（11）和生物净化装置（23）三部分组成，竖流井（2）和上流井（11）之间通过底部连接孔（12）相连，生物净化装置（23）和上流井（11）通过不锈钢筛网（13）相连；不锈钢筛网（13）孔径2mm，长1.0米，高0.3米，底部标高与过滤层（7）顶部相同；
所述竖流井（2）深3.0米，长宽均为1.0米；上流井（11）深2.0米，长宽均为1.0米；上流井（11）顶部标高低于竖流井（2）0.5米；竖流井（2）由雨水篦子（1）、消能筛（3）、砂斗（4）组成，其中，砂斗（4）深0.5米，四边倾角为60°，砂斗（4）顶部安装砂位感应器（9），底部安装潜污泵（10）；
所述上流井（11）由清水区（8）、过滤层（7）、配水区（6）、两相分离区（5）四部分组成，且上流井（11）底部是倾角30°的斜体结构，斜体底部与连接孔（12）底部相连；清水区（8）深0.5米；过滤层（7）深0.5米，由粒径30mm的石灰石组成；配水区（6）深10cm；两相分离区（5）深0.5米，由5层倾角45°的不锈钢三角板组成；
所述生物净化装置（23）深0.6米，长3.0米，宽1.0米，底部标高与两相分离区（5）底部相同，由种植植物（14）、植物生长介质层（15）、砂滤层Ⅰ（16）、砂滤层Ⅱ（17）、过滤层Ⅰ（21）、过滤层Ⅱ（18）、排水层（20）、排水管（19）、挡板（22）组成；种植植物（14）为香根草；植物生长介质层（15）深0.2米，长3.0米，宽1.0米，由砂土混合物构成，且砂土体积比为8:2；排水管（19）为DN300mm的PVC管，且排水管（19）底部标高与过滤层（7）的底部标高相同；挡板（22）为厚度10mm的PVC板，宽1.0米，深1.4米，且挡板（22）底端位于排水层（20）顶部中间；砂滤层Ⅰ（16）和砂滤层Ⅱ（17）均深0.3米，宽1.0米，长1.5米，位于植物生长介质层（15）下部，由粒径2-3mm的石英砂构成；过滤层Ⅰ（21）和过滤层Ⅱ（18）均深0.9米，宽1.0米，长1.5米，位于砂滤层Ⅰ（16）和砂滤层Ⅱ（17）下部，由粒径5-8mm的砾石构成；排水层（20）深0.2米，长3.0米，宽1.0米，由粒径15-20mm的砾石构成，位于生物净化装置（23）的底部。
2. 一种如权利要求1所述的城市道路暴雨径流净化装置，其特征在于：消能筛（3）为倾角45°的三层不锈钢筛网，每层筛网之间垂向间隔10cm，从上往下筛孔尺寸依次减小，第一层筛网筛孔尺寸为10mm，第二层筛网筛孔尺寸为5mm，第三层筛网筛孔尺寸为1mm；第一层筛网下端与连接孔（12）顶部标高相同，且与连接孔（12）顶部保持10cm水平距离；第三层筛网下端与连接孔（12）底部标高相同，且与连接孔（12）底部保持10cm水平距离。
一种如权利要求1所述的城市道路暴雨径流净化装置，其特征在于：连接孔（12）与砂斗（4）顶部相连，为高20cm，宽1.0米的矩形结构。
3. 一种如权利要求1所述的城市道路暴雨径流净化装置，其特征在于：连接孔（12）与砂斗（4）顶部相连，为高20cm，宽1.0米的矩形结构。
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