專利名稱：橋面徑流的組合式處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種橋面徑流組合式處理裝置，以用于橋面徑流的處理，從而減
輕橋面徑流污染對環(huán)境造成的危害，屬于雨水徑流處理的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
國內(nèi)外大量的研究表明，由于大氣沉降、車流量以及路面粗糙度等因素的影響，橋 面雨水徑流含有大量的懸浮固體、有機(jī)污染物、營養(yǎng)鹽類以及重金屬、多環(huán)芳烴和油類等污 染物。特別針對特大橋面而言，車流量更大，路面沉積物更多，使得橋面雨水徑流污染更加 嚴(yán)重。這些污染物進(jìn)入受納水體后影響水體自凈功能，破壞水環(huán)境生態(tài)平衡，而且重金屬 等難降解污染物最終還可能通過食物鏈進(jìn)入人體，危害人類生存安全。特大橋經(jīng)?？缭矫?感水體，不能直排，而特大橋內(nèi)部結(jié)構(gòu)使橋面徑流雨水便于收集，進(jìn)而有利于徑流污染的處 理。作為路面徑流污染組成部分之一，橋面徑流污染的組合式處理裝置的研究開發(fā)已成為 橋面徑流污染亟待解決的重要研究內(nèi)容之一 。 目前，國內(nèi)外針對路面徑流處理技術(shù)裝置開展了廣泛的研究，概況起來主要有植
被控制、滯留池、滲濾系統(tǒng)、氧化塘、濕地系統(tǒng)。 ①植被控制 植物控制是一種利用地表密植的植物對地表徑流中的污染物進(jìn)行截留的方法，它 能夠在徑流輸送過程中將污染物從徑流中分離出來，使到達(dá)受納水體的徑流水質(zhì)獲得改 善，達(dá)到保護(hù)受納水體的目的。該處理技術(shù)的缺點(diǎn)是徑流污染物去除效果受到植被覆蓋的 地表面積的影響很大，且植被控制對土壤滲透性要求較高，不能普及。 ②滯留池 滯留池有濕式、干式和雙重滯留池幾種形式，其中主要以濕式滯留池為主。濕式滯 留池是指池中保持有一定水量的滯留池。該處理技術(shù)的缺點(diǎn)是處理效率受水在滯留池中的 停留時間、流域面積、暴雨特征的影響，且單獨(dú)使用占地面積大，需要考慮地下水位問題。 ③滲濾系統(tǒng) 滲濾系統(tǒng)是使地表徑流雨水暫時存儲起來，并滲透到地下的一種雨水徑流處理技 術(shù)。滲濾系統(tǒng)通常包括滲坑、滲渠、滲井等，主要用以去除溶解性污染物。該處理方法最大缺 點(diǎn)為滲濾系統(tǒng)的堵塞問題，當(dāng)處理的雨水徑流中懸浮固體含量較高時，滲濾系統(tǒng)容易堵塞， 且對土壤通透性要求高。
氧化塘 氧化塘，又稱為穩(wěn)定塘或者是生物塘。穩(wěn)定塘是經(jīng)過人工適當(dāng)休整的土地，設(shè)圍堤
和防滲層的污水池塘，主要依靠自然生物凈化功能，使雨水得到凈化的一種雨污水生物處 理技術(shù)。根據(jù)出水方式的不同，可將氧化塘分為連續(xù)出水塘、控制出水塘和貯存塘三類。該 處理技術(shù)的缺點(diǎn)是處理效率隨季節(jié)性變化明顯，處理效果不夠穩(wěn)定，防滲要求高，同時占地 面積大。 ⑤濕地系統(tǒng)[0013] 地下水位在地表或接近地表，或土地被一層潛水淹沒，或種植水生植物的土地均 稱之為濕地。飽和浸潤是濕地演化過程的主導(dǎo)因素。濕地是一種復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，通常出 現(xiàn)在陸地與水體的交界處，其特征通常是植物生長茂盛，對營養(yǎng)需求量大，分解速率高，沉 積物及生化基質(zhì)具有大的吸附作用。濕地是一種高效地控制地表徑流污染的措施，它可以 同化入流中大量的懸浮物或溶解態(tài)物質(zhì)。濕地的處理效率與其地理位置、氣候、水力參數(shù)、 濕地類型等有關(guān)。但是，該處理技術(shù)的缺點(diǎn)是當(dāng)雨水徑流中含有大量的懸浮固體時，僅利用 人工濕地對其進(jìn)行處理，會導(dǎo)致濕地系統(tǒng)的嚴(yán)重堵塞，使?jié)竦氐奶幚硇Ч黠@下降，且難以 恢復(fù)其原有功能。 上述幾種處理技術(shù)裝置優(yōu)缺點(diǎn)并存，單獨(dú)使用不能達(dá)到處理要求。目前，國內(nèi)也有 針對雨水徑流處理技術(shù)裝置的專利，如2005年中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所申請的一 種復(fù)合流人工濕地及其應(yīng)用系統(tǒng)以及一種城市地表徑流生態(tài)處理技術(shù)。前一種處理系統(tǒng)由 垂直流人工濕地單元和水平流礫石床上下組合而成，然而該系統(tǒng)不能解決濕地處理易于堵 塞，處理效率低的問題，尤其不利于初期雨水的處理；后一種處理系統(tǒng)依次由塘系統(tǒng)和人工 濕地組成，該方法將城市雨水的15mm以下初期徑流截流后的進(jìn)入處理系統(tǒng)處理，但不能對 整個降雨過程的雨水徑流進(jìn)行收集處理，這對于跨越敏感水體的橋面徑流處理不具有適用 性。2005年上海交通大學(xué)申請了湖濱區(qū)初期雨水收集、分流及生態(tài)凈化集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)的 生態(tài)凈化部分由雨水儲存池和人工濕地組成，但對于車流量大，油污染嚴(yán)重的橋面徑流，其 除油能力差，不利于后續(xù)儲存池和濕地功能的發(fā)揮，易于堵塞，去除重金屬等難降解污染物 效率較低。此外，該工藝沒有考慮在濕地處理前增加充氧微曝氣的預(yù)處理工段，進(jìn)而改善人 工濕地的處理效率。2006年湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院彭建國申請的路面徑流處理池，由 預(yù)處理池、攔截圍堰、連通管和一級處理池組成，其缺點(diǎn)是沒有很好利用預(yù)處理池與一級處 理池之間的連接段，且截留小顆粒污染物的能力較差。處理橋面雨水徑流的組合型工藝未 見報道。且現(xiàn)有的徑流控制技術(shù)裝置基本上由單一或簡單連接的處理單元構(gòu)成，未能充分 利用工藝流程，受到的約束條件多，處理效率低、對多種污染物的綜合處理能力差，應(yīng)對徑 流水質(zhì)水量變化較大特征的能力差，不能對徑流污染物進(jìn)行有效的處理。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種能夠提高橋面徑流污染處理效率并與環(huán)境相協(xié)調(diào)的橋面徑 流的組合式處理裝置。 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案 本實(shí)用新型所述的一種橋面徑流的組合式處理裝置，包括隔油池、沉淀池以及人 工濕地，隔油池的出水口與沉淀池的進(jìn)水口連接，沉淀池與人工濕地之間設(shè)有植草斜坡，沉 淀池的出水口高于植草斜坡的坡頂，植草斜坡的底部與人工濕地的進(jìn)水口相對，使植草斜 坡上流下的徑流經(jīng)過植草斜坡的底部從人工濕地的進(jìn)水口進(jìn)入人工濕地。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn) 為了有效解決以上處理方法的局限性，本實(shí)用新型采用組合型處理裝置，將隔油 池、沉淀池以及人工濕地系統(tǒng)進(jìn)行組合并引入種植特殊種草溝渠與斜坡，通過隔油池和沉 淀池的預(yù)處理去除大部分的污染物，特別是去除雨水徑流中易于導(dǎo)致人工濕地堵塞的懸浮 固體，采用種植特殊種草溝渠和斜坡代替現(xiàn)有橋面徑流處理技術(shù)中所慣用的連接管道。這樣做使得整個組合型處理裝置不僅有效解決了單一或簡單連接處理工藝的處理效率低、對
多種污染物綜合處理能力差、不能應(yīng)對橋面徑流水質(zhì)水量變化較大的問題，而且有效地利
用了各處理單元之間的連接段空間，大大提高了除油、截留懸浮固體、去除重金屬等難降解
污染物的能力，同時使得整個工藝能與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，達(dá)到環(huán)境友好的目的。 本裝置是一種集種植特殊種草溝渠和斜坡、隔油池、沉淀池以及人工濕地處理于
一體的組合型橋面徑流處理裝置，具有隔油能力強(qiáng)、懸浮固體去除效率高、常規(guī)及難降解污
染物去除效率高、受客觀環(huán)境條件影響小、與環(huán)境協(xié)調(diào)性好、環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效降
低橋面徑流所攜帶的污染物對所跨越水體的危害，從而防止環(huán)境污染。同時還具有結(jié)構(gòu)簡
單、工程成本低廉、維護(hù)簡便等特點(diǎn)。適于污染區(qū)橋面雨水徑流的處理工程以及徑流污染控
制工程；該裝置具有水量水質(zhì)調(diào)節(jié)、除油、截留懸浮固體、去除常規(guī)以及難降解污染物、匹配 環(huán)境的功能，可以適應(yīng)不同地區(qū)的橋面雨水徑流污染控制，能適應(yīng)各種不同污染負(fù)荷的沖 擊，運(yùn)行效果穩(wěn)定。 1 、本實(shí)用新型采用組合型橋面徑流處理裝置，與單一橋面徑流處理技術(shù)不同，兼 有各單一技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，隔油能力強(qiáng)、截留懸浮固體效率高、去除難降解污染物效率高、受橋 面徑流水質(zhì)水量變化的影響小。 2、本實(shí)用新型引進(jìn)種植特殊種草溝渠與斜坡，代替現(xiàn)有處理工藝中各單元之間的 管道連接，這樣做使得在斜板沉淀池進(jìn)水區(qū)不需要設(shè)置濾欄；克服了單一隔油池隔油效率 不佳、沉淀池截留小顆粒懸浮固體能力低、濕地容易堵塞的缺點(diǎn)，提高了整個工藝的隔油、 截留懸浮固體、去除重金屬等的能力。 3、本實(shí)用新型植草溝渠和植草斜坡采用特殊種類植被混種的方法，不僅能夠很好 地去除徑流中重金屬等難降解污染物，而且能夠很好地實(shí)現(xiàn)工藝處理構(gòu)筑物自身與周圍的 環(huán)境協(xié)調(diào)、融合，克服現(xiàn)有工藝影響感官和視覺的不良效應(yīng)。 4、本實(shí)用新型采用組合型橋面徑流處理裝置，根據(jù)沉淀池蓄水時的濕地保濕水水 質(zhì)隨時間變化的規(guī)律確定沉淀池最佳水力停留時間t"根據(jù)濕地干涸水位以及濕地容積決 定濕地的最佳水力停留時間^，然后綜合^和^，取其中較大的值作為沉淀池的最佳水力 停留時間t，最終可以確定沉淀池的最佳容積，沉淀池水力停留時間t的確定能很好地解決 沉淀池容積難以確定的問題。 5、本實(shí)用新型采用沉淀池與人工濕地相配合，充分發(fā)揮了沉淀池作為預(yù)處理單元 的功能，去除徑流中懸浮固體，同時沉淀池具有水量、水質(zhì)調(diào)節(jié)功能，使得雨天時人工濕地 的負(fù)荷不會突然增加，而且沉淀池還能進(jìn)行蓄水，即濕地保濕水，使得在晴天時人工濕地能 夠有一定水質(zhì)、水量來源，保證濕地中微生物正常代謝活動，這樣就提高了人工濕地能夠?qū)?有機(jī)污染物、重金屬、營養(yǎng)鹽類等污染物進(jìn)行深度處理的能力。 6、本實(shí)用新型植草斜坡坡面緩流使得沉淀池出水與空氣充分接觸；斜坡植被的光 合作用，使得植物根系部分氧氣濃度較高；因而當(dāng)進(jìn)入人工濕地之前的水流過斜坡時，能夠 得到充分富氧。通過大量試驗研究得出經(jīng)過斜坡后的水中氧氣含量比原水提高了 20%左 右。經(jīng)過充分富氧之后的徑流進(jìn)入人工濕地后，使人工濕地的前段實(shí)現(xiàn)好氧區(qū)功能，能更好 的進(jìn)行硝化反應(yīng)，將徑流中的氮污染物轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，當(dāng)徑流流入人工濕地中后段后，此 時徑流中富氧量很低，該段具備厭氧區(qū)功能，能很好的進(jìn)行反硝化反應(yīng)，將徑流前段的硝酸 鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，使得徑流中氮污染物得到很好的去除?br>

[0027]圖l本實(shí)用新型工藝流程圖。圖2本實(shí)用新型植草溝渠斷面示意圖。圖3本實(shí)用新型沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖。圖4本實(shí)用新型植草斜坡剖面圖。圖5本實(shí)用新型植草斜坡正面圖。圖6本實(shí)用新型濕地結(jié)構(gòu)示意圖。圖7本實(shí)用新型工藝結(jié)構(gòu)剖面圖。圖8本實(shí)用新型工藝總平面圖。
具體實(shí)施方式—種橋面徑流的組合式處理裝置，包括隔油池1、沉淀池2以及人工濕地3，隔油 池1的出水口與沉淀池2的進(jìn)水口連接，沉淀池2與人工濕地3之間設(shè)有植草斜坡4，沉淀 池2的出水口高于植草斜坡4的坡頂，植草斜坡4的底部與人工濕地3的進(jìn)水口相對，使植 草斜坡4上流下的徑流經(jīng)過植草斜坡4的底部從人工濕地3的進(jìn)水口進(jìn)入人工濕地3。 在本實(shí)施例中，在隔油池1的進(jìn)水口上連接有第一植草溝渠5 ;在第一植草溝渠5、 第二植草溝渠6、人工濕地3及植草斜坡4上所種植的草為絨毛草、黑麥草、東南景天或油 菜。 所述隔油池1的出水口與沉淀池2的進(jìn)水口之間可以直接連接，也可以間接連接， 即在隔油池1與沉淀池2之間設(shè)有第二植草溝渠6，隔油池1的出水口通過第二植草溝渠 6與沉淀池2的進(jìn)水口連接。
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型做詳細(xì)說明。 參考圖1，一種組合型橋面徑流處理裝置，包括隔油池、沉淀池以及人工濕地三大 處理單元。圖2為進(jìn)入隔油池之前的及隔油池與沉淀池相連接的溝渠，該溝渠為水平底面、 梯形斷面結(jié)構(gòu)，是各單元連接的渠道；水平底面、梯形斷面渠道的底面和側(cè)壁種植有特殊種 類植被，渠道低寬大于0. 3m，邊坡采用1 : 0. 75 1 : 1. 0的磚混結(jié)構(gòu)，設(shè)計流速取0. 4 1. 6m/s，設(shè)計水深為0. 4 1. 0m。圖3為沉淀池剖面圖，所述的沉淀池采用普通斜板沉淀池， 斜板傾角取60。，表面負(fù)荷取0.03 0.252(mVm、h)，頂部增加預(yù)制蓋板。圖4、圖5分別 為與人工濕地相連接的斜坡的剖面圖和正面圖；所述的傾斜渠道坡面種植對重金屬有超累 積效應(yīng)的絨毛草、黑麥草、東南景天、油菜這些特殊種類植被，坡面與地面的傾角取30° 45° 。圖6為人工濕地結(jié)構(gòu)示意圖，所述的人工濕地為水平潛流型人工濕地，入流方式為傾 斜坡面的順坡入流，填料床底部坡度取1 2%，出水端填料采用80 200mm大礫石，其它 部分采用10mm砂石，池體采用磚混結(jié)構(gòu)。各構(gòu)筑物之間進(jìn)水口設(shè)置多孔磚。 本裝置采用種植特殊種草溝渠與斜坡、隔油池、沉淀池以及濕地處理相組合，能夠 增強(qiáng)隔油能力，提高懸浮固體、常規(guī)及難降解污染物去除效率，不受客觀環(huán)境因素影響，匹 配環(huán)境、與環(huán)境很好融合，適用于橋面雨水徑流的收集處理工程和徑流污染控制工程；該裝 置具有水量水質(zhì)調(diào)節(jié)、隔油、截留懸浮固體、去除常規(guī)以及難降解污染物、匹配環(huán)境的功能， 可以適應(yīng)不同地區(qū)的橋面雨水徑流污染控制，能適應(yīng)各種不同污染負(fù)荷的沖擊，運(yùn)行效果[0041] 基本功能由裝置總平面圖8見，本裝置由植草溝渠、隔油池、沉淀池、植草斜坡以 及人工濕地所組成。各單元基本功能如下 ①種植特殊種草溝渠功能，隔油池之前以及隔油池與沉淀池之間的連接段由植草 溝渠組成，用于截留雨水徑流中部分的懸浮固體、顆粒態(tài)污染物(包括有機(jī)污染物、營養(yǎng)鹽 類和油等)，提高對顆粒態(tài)污染物處理效率，特別是種植的特殊種類草種，使得橋面徑流中 重金屬得到更加有效的去除。 ②隔油池功能，隔油池發(fā)揮正常的隔油功能，去除徑流污染中油類。 ③沉淀池的雙重功能，沉淀池發(fā)揮正常沉降顆粒態(tài)污染物的功能，同時在晴天時
為濕地系統(tǒng)維持正常運(yùn)行提供所需的水量水質(zhì)。 ④種植特殊種草斜坡功能，沉淀池與人工濕地之間采用植草斜坡相連，斜坡坡面
緩流使得沉淀池出水與空氣充分接觸；同時斜坡植被的光合作用，使得植物根系部分氧氣
濃度較高；因而當(dāng)進(jìn)入人工濕地之前的水流過斜坡時，能夠得到充分富氧。通過大量試驗研
究得出經(jīng)過斜坡后的水中氧氣含量比原水提高了20%左右。植草斜坡富氧的作用為人工濕
地中微生物代謝提供了良好的環(huán)境，大大提高人工濕地的處理效率，同時也使得沉淀池出
水中的油類、懸浮固體、微小顆粒態(tài)污染物以及重金屬得到進(jìn)一步的去除。 ⑤人工濕地功能，人工濕地采用干濕交替運(yùn)行，雨天時發(fā)揮其正常的處理功能，晴
天時利用系統(tǒng)中微生物的作用處理剩余污染物，維持自身代謝。晴天時，通過水泵進(jìn)行控
制，將沉淀池所蓄水量、水質(zhì)泵入人工濕地，間隔時間、流量視具體池容而定。這樣做使得濕
地系統(tǒng)微生物保持很強(qiáng)的處理能力，能夠繼續(xù)處理下一場降雨徑流污染物。
權(quán)利要求一種橋面徑流的組合式處理裝置，包括隔油池(1)、沉淀池(2)以及人工濕地(3)，隔油池(1)的出水口與沉淀池(2)的進(jìn)水口連接，其特征在于沉淀池(2)與人工濕地(3)之間設(shè)有植草斜坡(4)，沉淀池(2)的出水口高于植草斜坡(4)的坡頂，植草斜坡(4)的底部與人工濕地(3)的進(jìn)水口相對，使植草斜坡(4)上流下的徑流經(jīng)過植草斜坡(4)的底部從人工濕地(3)的進(jìn)水口進(jìn)入人工濕地(3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的橋面徑流的組合式處理裝置，其特征在于在隔油池(1)的進(jìn)水口上連接有第一植草溝渠(5)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橋面徑流的組合式處理裝置，其特征在于在隔油池(1)與沉淀池(2)之間設(shè)有第二植草溝渠(6)，隔油池(1)的出水口通過第二植草溝渠(6)與沉淀池(2)的進(jìn)水口連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的橋面徑流的組合式處理裝置，其特征在于在第一植草溝渠(5)、第二植草溝渠(6)、人工濕地(3)及植草斜坡(4)上所種植的草為絨毛草、黑麥草、東南景天或油菜。
專利摘要本實(shí)用新型一種橋面徑流的組合式處理裝置，包括隔油池、沉淀池以及人工濕地，隔油池的出水口與沉淀池的進(jìn)水口連接，沉淀池與人工濕地之間設(shè)有植草斜坡，沉淀池的出水口高于植草斜坡的坡頂，植草斜坡的底部與人工濕地的進(jìn)水口相對，使植草斜坡上流下的徑流經(jīng)過植草斜坡的底部從人工濕地的進(jìn)水口進(jìn)入人工濕地。本實(shí)用新型不僅有效解決了單一或簡單連接處理工藝的處理效率低、對多種污染物綜合處理能力差、不能應(yīng)對橋面徑流水質(zhì)水量變化較大的問題，而且有效地利用了各處理單元之間的連接段空間，大大提高了除油、截留懸浮固體、去除重金屬等難降解污染物的能力。
文檔編號C02F3/32GK201473427SQ200920235199
公開日2010年5月19日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者傅大放, 季曉靚, 左曉俊, 李賀, 沈剛 申請人:東南大學(xué)