一種用于雨污徑流污染治理的雨水處理裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雨污徑流污染處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于雨污徑流污染治理的雨水處理裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]長期以來人們一直認(rèn)為造成水體污染的主要原因是點(diǎn)源污染(如各種各樣的工業(yè)廢水、大型養(yǎng)殖場的養(yǎng)殖廢水、城市集中生活污水等)，沒有認(rèn)識到面源污染(如城市降雨地表徑流、農(nóng)田廢水、零散農(nóng)村生活污水等)的嚴(yán)重性，其中降雨造成的雨污徑流污染，特別是降雨初期的雨污徑流污染對水環(huán)境的威脅尤為嚴(yán)重，其主要污染因子是垃圾、SS(懸浮顆粒物)和C0D (化學(xué)需氧量)。隨著我國城市化水平的提高，城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)不透水地面的面積不斷上升，當(dāng)降雨產(chǎn)生時，不僅徑流量大大增加，而且徑流沖刷會攜帶大量的污染物，這些污染物來自分散的大面積土地，它與區(qū)域的自然狀況和降雨過程密切相關(guān)，所以徑流污染的形成具有較大的突發(fā)性、隨機(jī)性、偶然性和廣泛性，污染負(fù)荷時空變化幅度大，控制和處理的難度大。
[0003]現(xiàn)有對雨污徑流的治理主要存在幾個問題:(1)許多城鎮(zhèn)沒有完善的管網(wǎng)系統(tǒng)和污水處理廠，雨污徑流沒有經(jīng)過任何處理就直排入天然水體；(2)雨污徑流為B0D5含量較低的特有水質(zhì)，難以滿足傳統(tǒng)水處理工藝?yán)硐氲臓I養(yǎng)平衡式的要求，同時由于其徑流流量和濃度變化大，也對城市污水處理廠的正常運(yùn)行造成了一定的壓力；(3)現(xiàn)有大部分的排水管網(wǎng)還是以合流制排水管網(wǎng)為主，如果要改造成分流制，需要龐大的資金和人力物力，很難實(shí)現(xiàn)；即使分流制后，雨水或者直接排入天然水體，或者進(jìn)行統(tǒng)一收集處理。而對于雨污徑流降雨初期污染嚴(yán)重，中后期污染輕的特點(diǎn)來看，統(tǒng)一收集處理占地面積很大，建設(shè)費(fèi)用昂貴，浪費(fèi)資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于雨污徑流污染治理的雨水處理裝置，通過該裝置對雨水進(jìn)行處理后，雨水可直接排入天然水體，有效減少雨污徑流污染。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]—種用于雨污徑流污染治理的雨水處理裝置，包括相連接的沉淀井和過濾井，沉淀井的井壁上設(shè)有進(jìn)水口，進(jìn)水口通過進(jìn)水管外接雨水進(jìn)水器；沉淀井的井壁上還設(shè)有布水口，沉淀井通過布水口與過濾井相通，布水口所處的深度大于進(jìn)水口所處的深度，進(jìn)水口和布水口之間還設(shè)有隔網(wǎng)；過濾井內(nèi)設(shè)有布水板，布水板所處的深度大于布水口所處的深度，布水板下方設(shè)有濾材，過濾井底部設(shè)有用于層托濾材的層托板，層托板下方為架空層，架空層設(shè)有出水口，出水口通過出水管外接排水管網(wǎng)；整個雨水處理裝置埋于地下。
[0007]上述雨水處理裝置中，其沉淀井及過濾井的優(yōu)選結(jié)構(gòu)有以下兩種:
[0008](1)所述沉淀井為長方體結(jié)構(gòu)，過濾井有2個，分別設(shè)于沉淀井兩側(cè)，各個過濾井結(jié)構(gòu)相同，各過濾井內(nèi)的布水板分別由第一布水板和第二布水板拼接組成，第一布水板設(shè)于過濾井內(nèi)與沉淀井相接的一側(cè)，第二布水板設(shè)于過濾井內(nèi)另一側(cè)，第一布水板的布水孔孔徑小于第二布水板的布水孔孔徑；在過濾井內(nèi)，濾材為一體結(jié)構(gòu)。
[0009]所述架空層內(nèi)設(shè)有溢流管，溢流管穿過濾材，且溢流管的出口位于布水板與濾材之間的空間，第二布水板上設(shè)有溢流口。
[0010]上述結(jié)構(gòu)中，第一布水板的布水孔孔徑小于第二布水板的布水孔孔徑，其作用是當(dāng)雨污徑流流量較小時，防止上層污水在經(jīng)過第一布水板時就已完全被分布，從而保證上層污水在濾材上的分布均勻。
[0011 ] 該結(jié)構(gòu)的雨水處理裝置在地下埋深較深，但占地面積較小。
[0012](2)所述沉淀井為長方體結(jié)構(gòu)，過濾井有1個，設(shè)于沉淀井一側(cè)；在過濾井內(nèi)，濾材為并排設(shè)置的三層結(jié)構(gòu)，從與沉淀井相接的過濾井一側(cè)到過濾井另一側(cè)，依次為第一濾層、第二濾層和第三濾層，第一濾層與第二濾層之間設(shè)有第一隔板，第一濾層與第二濾層底部相通，第二濾層與第三濾層之間設(shè)有將其完全隔開的第二隔板；第一濾層和第三濾層上分別設(shè)置布水板，第二隔板頂部所處深度大于第一濾層的布水板所處深度，且小于第三濾層的布水板所處深度。
[0013]所述架空層設(shè)于第三濾層下方，架空層內(nèi)設(shè)有至少一個溢流管，各個溢流管分別穿過第三濾層和其對應(yīng)的布水板，溢流口設(shè)于布水板上。
[0014]該結(jié)構(gòu)的雨水處理裝置在地下的埋深較淺，但占地面積較大。
[0015]上述用于雨污徑流污染治理的雨水處理裝置中，所述布水板為PVC板，布水板上均勻布置有布水孔，各布水孔的孔徑為4?10mm ;所述層托板為鋼筋混凝土預(yù)制板，層托板厚度為50?80mm，層托板上均勾布置有過水孔，各過水孔的孔徑為12?20mm。
[0016]所述沉淀井或過濾井的井壁為磚墻結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土預(yù)制板結(jié)構(gòu)、PVC板結(jié)構(gòu)或金屬板結(jié)構(gòu)中的一種；所述濾材為河沙、碎石或陶粒的一種或多種。
[0017]本發(fā)明的雨水處理裝置使用時，其雨水凈化原理為:雨污徑流在地表通過雨水進(jìn)水器的收集并攔截掉大型垃圾，流經(jīng)進(jìn)水管，進(jìn)入沉淀井，首先通過隔網(wǎng)攔截大塊垃圾，然后進(jìn)行簡單沉降，待沉淀井中的上層污水漫至布水口時，通過布水口進(jìn)入過濾井，布水板攔截中型漂浮物垃圾的同時把污水均勻的分布在濾材中，濾材根據(jù)當(dāng)?shù)厝菀兹〉玫那疤?，可以選擇河沙+碎石或者其他組合，污水通過濾材的物理過濾和濾材中微生物的降解作用達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。其中，過濾井為上述第(1)種結(jié)構(gòu)時，污水自上而下過濾；過濾井為上述第(2)種結(jié)構(gòu)時，污水通過第一隔板和第二隔板的作用曲折過濾，先往下后往上再往下。污水過濾凈化后得到的濾液在架空層中由出水管排出，出水管根據(jù)當(dāng)?shù)氐呐潘芫W(wǎng)情況進(jìn)行連接然后排入天然水體。濾材中安裝了溢流管，當(dāng)雨污徑流流量小或者流量大的初期時，污水全部經(jīng)過濾材凈化水質(zhì)，而雨污徑流流量大時的中后期污水會因為來不及通過布水板進(jìn)入濾材而由溢流管直接進(jìn)入架空層，此時的污水污染程度很輕，不經(jīng)過凈化也可以直接排入天然水體。架空層和溢流管的組合不但可以為污水的順利過濾通氣，還可以為濾材中的微生物降解復(fù)氧，提高微生物的降解效率，減少濾材的堵塞。
[0018]本發(fā)明的雨水處理裝置中，出水管與排水管網(wǎng)的連接形式主要有以下幾種:
[0019]1、出水管可以與不完善管網(wǎng)的排水管連接后排入天然水體，或者直接排入天然水體。2、出水管可以與合流制管網(wǎng)的排水管、沙井連接后排入天然水體，或者與合流制管網(wǎng)的排水管、沙井連接后，在進(jìn)入當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S時，不經(jīng)過處理經(jīng)由其他管道排入天然水體，這樣可以減輕污水處理廠的負(fù)荷，不擾亂污水處理廠的運(yùn)行。3、出水管可以與分流制管網(wǎng)的雨水排水管網(wǎng)連接，不需要再經(jīng)過統(tǒng)一處理就可以直接排入天然水體，或者前期污水統(tǒng)一再深度處理，中后期污水直接排入天然水體，這樣可以避免大規(guī)模雨水統(tǒng)一處理設(shè)施的建設(shè)，造成浪費(fèi)。
[0020]本發(fā)明通過上述裝置可實(shí)現(xiàn)一種用于雨污徑流污染治理的雨水處理方法，包括以下步驟:
[0021](1)雨水進(jìn)水器收集雨水后，雨水通過進(jìn)水管進(jìn)入沉淀井；
[0022](2)雨水進(jìn)入沉淀井后，先通過隔網(wǎng)除去雨水中帶有的大塊垃圾，然后雨水在沉淀井井底逐漸沉積，雨水中的污泥沉積于沉淀井井底，上層污水從井壁的布水口進(jìn)入過濾井;
[0023](3)上層污水進(jìn)入過濾井后，先通過布水板分布，再經(jīng)過濾材進(jìn)行物理過濾和微生物降解，得到的濾液通過出水管從出水口送至排水管網(wǎng)。
[0024]當(dāng)過濾井內(nèi)的濾材為一體結(jié)構(gòu)時，所述步驟(3)具體為:上層污水進(jìn)入過濾井后，布水板去除上層污水中的漂浮物，同時將上層污水均勻分布到濾材中，上層污水經(jīng)過濾材進(jìn)行物理過濾和微生物降解，過濾后得到的濾液進(jìn)入架空層，通過出水管從出水口送至排水管網(wǎng)。
[0025]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:
[0026](1)本發(fā)明的雨水處理裝置占地面積小，建造靈活，可根據(jù)接納雨污徑流水量來確定建造尺寸，造價低，與原有管網(wǎng)連接靈活，結(jié)構(gòu)簡單卻能很好的針對雨污徑流污染的特點(diǎn)來凈化水質(zhì)。
[0027](2)采用本發(fā)明的雨水處理裝置及其方法對污水進(jìn)行快速過濾處理時，速度快，效率高；通過濾料過濾和微生物的降解作用，污水凈化效果明顯，SS去除率可達(dá)85%左右，C0D去除率可達(dá)60%左右。
[0028](3)本發(fā)明的雨水處理裝置管理方便，平時只要環(huán)衛(wèi)工人定期清理清