一種可以在乾旱期內持續處理初期雨水的生物滯留池的製作方法

2023-09-16 07:49:50 1

本發明涉及可以在乾旱期內持續處理初期雨水的生物滯留池，屬於市政領域。

背景技術：

現階段，對於城市徑流雨水的處置仍然停留在在雨水管網中設置初期雨水棄流裝置的階段，而對於初期雨水的單獨收集處理的相關研究則少之又少。相關專利對於初期雨水的收集往往很草率，只是使用簡單的溢流收集裝置，而未考慮到後期雨水對於初期雨水的稀釋和衝刷作用，就將收集到的所謂的「初期雨水」直接排入生物滯留池等低影響開發技術設施進行深度處理，多出的部分則通過溢流設施排走，這直接導致真正的高汙染雨水沒有得到收集和處理就排放入自然水體，導致地表水環境的破壞。

而本裝置系統則對上述缺點進行了改進，本系統的雨水調蓄池主要為了收集相應匯水區域內的初期雨水(一般取地面蓄積的15mm做為初期雨水)，這是匯水區域內的高汙染初期雨水，通過泵浦系統和溢流回水系統使得收集的雨水於乾旱期在調蓄池和生物滯留池之間不停的循環，直到雨水全部處理完為止。

另外，初期雨水這個概念很早就提出，但對初期雨水的去除研究目前仍停留在初期雨水的棄流裝置上。例如發明專利(申請號：201510295137.9)：初期雨水截留井，該專利可以將初期雨水單獨收集，結構簡單易懂，但未考慮到一次降雨結束之後，浮板怎樣落回初期雨水排出管的下方，即系統怎樣恢復到初始狀態從而適用於下一次的使用。

再比如發明專利(申請號：201510374873.3)：道路初期雨水專管儲存系統，該專利會造成後期雨水對於初期雨水的稀釋作用，使得初期雨水被後期雨水衝刷出該系統從而直接排入地表水環境中，初期雨水中的高濃度汙染物會對環境造成危害，也不利於該系統對於初期雨水的收集。

再有，一般的生物滯留池只有在降雨期間才有雨水進入，且蓄水量不大，尤其在老城區，綠色凹地面積非常有限，生物滯留池體量往往較小，處理水量受限，將一次降雨的雨水處理完之後，滯留池便處於閒置狀態，極為可惜，而且老城區初期雨水汙染負荷大，去除雨水徑流中汙染物的需求又很迫切。

技術實現要素：

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種可以在乾旱期內持續處理初期雨水的生物滯留池，可以將初期雨水單獨收集且和生物滯留池聯合使用，從而可以集中處理高汙染的初期雨水，具有環境友好型的特點，適於在海綿城市的建設中大範圍的使用。

技術方案：為實現上述目的，本發明的可以在乾旱期內持續處理初期雨水的生物滯留池，包括調節區和蓄水區，所述調節區包含調節池，所述調節池與市政雨水管網連接，調節池內設有進水口與蓄水區連通；所述蓄水區包含蓄水池，所述蓄水池內鉸接有浮板，浮板的一端安裝有浮筒，浮板上安裝有第一密封板，在蓄水池上安裝有擋浮塊，在蓄水池的底部安裝有潛汙泵，潛汙泵與控制器連接，潛汙泵通過壓力進水管與生物滯留池連接，在生物滯留池上設有溢流回水管與蓄水池連接；當浮板處於水平時，擋浮塊擋住浮筒的移動，第一密封板密封進水口。

作為優選，所述調節池內安裝有溢流管，溢流管的溢流口的高度與進水口的頂高相同。

作為優選，所述進水口的一端設有卡槽，在卡槽內安裝有第二密封板，第二密封板與浮球連接，通過浮球帶動第二密封板在卡槽中運動，從而通過第一密封板和第二密封板密封進水口。

作為優選，所述卡槽內安裝有限位板，當第二密封板上升到剛好密封住蓄水區的進水口時，浮球在限位板的作用下停止上浮。

作為優選，調蓄池的蓄水區內設置有三個不同的水位高度，分別為h0、h1和h2；其中h0為控制器的停泵液位，h1為控制器的啟泵液位，h2為蓄水區內的最高水位。h0同時為保護潛汙泵正常工作所要求的最低水位；(h1-h0)的值很小，為5cm±1cm，以確保不論雨量大小，該系統都可以及時運作；h2為系統所能容納的最高水位，其中(h2-h0)為系統的有效蓄水量，該蓄水量為相應匯水面積的初期雨水量(一般取地面15mm雨水做為初期雨水)，該水量為後續連接的生物滯留池蓄水量的2～3倍。

作為優選，調蓄池蓄水區內的h0高度為最低水位，降雨開始後，雨水通過調節區進入蓄水區，一旦水位達到h1，潛汙泵就開始工作，將雨水抽送到生物滯留池的蓄水層內，生物滯留池內蓄水層蓄滿水後，多出的雨水便又通過溢流回水管排回調蓄池的蓄水區內，若雨量足夠大，蓄水區內的水位不斷上升，當水位上升到h2時，在水的浮力作用下，第一、二密封板將蓄水區的進水口封住，之後的系統進水直接通過調節區內的溢流裝置排走，蓄水區內不再進水，但潛汙泵仍然處在工作狀態，直到蓄水區內的有效蓄水量全部被生物滯留池處理完並排放完，水位退回h0時，潛汙泵才停止工作。

作為優選，所述生物滯留池包括蓄水層、填料層和底部集水管。

在本發明中，雨水調蓄池用於攔截並儲存道路徑流初期雨水，生物滯留池用於深度處理初期雨水，生物滯留池採用標準結構設計(包括蓄水層、填料層和底部集水管)。

本發明在一次降雨結束之後，調節區內溢流管上設有的微小型排水口可以將調節區內的積水慢慢清空，浮球也可以帶動第二密封板落回蓄水區進水口下方的高度，從而便於下一次降雨時的使用，具有可以循環使用且無需人工幹預的特點，而且可以很好的做到將初、後期的雨水隔離，集中處理高汙染初期雨水。

有益效果：本發明的可以在乾旱期內持續處理初期雨水的生物滯留池，結構合理，可以採集初期雨水，並通過由控制器控制啟閉的泵浦系統實現在非降雨時期(乾旱期)內對初期雨水進行持續循環的深度處理，解決初期降雨對城市造成的徑流汙染問題，同時防止後期雨水對初期雨水的稀釋作用，也可以實現在初期雨水被處理完且全部排放出系統之前使得初期雨水在調蓄池和生物滯留池之間進行不間斷的循環流動，直到全部處理後的雨水由滯留池底部的集水管排空為止；從生態與環境友好性角度來看，能夠大規模的應用於海綿城市的建設當中(尤其是對於老城區的改造而言)，具有兼容性好的特點。

附圖說明

圖1是本發明的立面結構示意圖。

圖2是圖1中第二密封板的結構示意圖。

圖3是圖1中a-a剖面示意圖。

圖4是圖1中b-b剖面示意圖。

圖5是本發明的平面布置示意圖。

附圖標記：1—市政雨水管網、2—排水口、3—溢流管、4—調蓄池調節區、5—第二密封板、6—卡槽、7—浮球、8—浮板、9—調蓄池蓄水區、10—擋浮塊、11—浮筒、12—第一密封板、13—進水口、14—溢流回水管、15—潛汙泵、16—浮球控制器、17—壓力進水管、18—生物滯留池蓄水層、19—生物滯留池填料層、20—生物滯留池底部集水管。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

如圖1至圖5所示，本發明的可以在乾旱期內持續處理初期雨水的生物滯留池，包括調節區4和蓄水區9，所述調節區4包含調節池，所述調節池與市政雨水管網1連接，調節池內設有進水口13與蓄水區9連通；所述蓄水區9包含蓄水池，所述蓄水池內鉸接有浮板8，浮板8的一端安裝有浮筒11，浮板8上安裝有第一密封板12，在蓄水池上安裝有擋浮塊10，在蓄水池的底部安裝有潛汙泵15，潛汙泵15與浮球液位控制器16連接，潛汙泵15通過壓力進水管17與生物滯留池連接，在生物滯留池上設有溢流回水管14與蓄水池連接，所述生物滯留池包括蓄水層18、填料層19和底部集水管20；當浮板8處於水平時，擋浮塊10擋住浮筒11的移動，第一密封板12密封進水口13。

在本發明中，所述調節池內安裝有溢流管3，溢流管3的溢流口的高度與進水口13的頂高相同。所述進水口13的一端設有卡槽6，在卡槽6內安裝有第二密封板5，第二密封板5與浮球7連接，通過浮球7帶動第二密封板5在卡槽6中運動，從而通過第一密封板12和第二密封板5密封進水口13。所述卡槽6內安裝有限位板，當浮球7上升到剛好密封住進水口13時，浮球7在限位板的作用下停止上浮。

在本發明中，雨水調蓄池由市政雨水管網1提供進水，其調節區4中，市政雨水管網1的管底標高要比溢流管3的管頂標高高出200mm以上；排水口2為溢流管3側面的用於清空調節區4積水的半圓形小口，數量為一個，直徑5mm左右，其底部標高與進水口13的管底標高相同；進水口13的管頂標高與溢流管3管頂標高相同；第二密封板5的豎直方向尺寸要略大於進水口13的口徑大小；浮球7通過水的浮力在卡槽6內沿固定軌道上下浮動同時可以帶動第二密封板5沿豎直方向運動，當調節區4內水位超過進水口13的孔底標高時，調節區4和蓄水區9內的水位開始相平並繼續同步上漲，由於排水口2的口徑很小，故在降雨持續過程中，其漏水量相比較系統進水量而言可以忽略不計，待水位達到進水口13的孔頂標高，這時，浮球7的頂部也會達到卡槽6的頂部限位板，此時第二密封板5正好將進水口13封住，之後的雨水就會通過溢流管3排入市政汙水管網，不會對初期雨水進行稀釋。

在本發明中，雨水調蓄池的蓄水區9由進水口13提供進水，浮筒11—浮板8組成的系統可以控制蓄水區9的進水量，(h2-h0)為雨水調蓄池的有效水深，當水位達到h2時，浮筒11被擋浮塊10擋住從而避免繼續上浮，此時，浮板8正好處於水平位置，此時蓄水結束，同時，和浮板8垂直固結的第一密封板12正好封住進水口13，和第二密封板5共同完成擋水的作用，保證後期雨水不會對初期雨水進行稀釋；蓄水區9的底部安裝有dpk10.50.15型潛汙泵15一臺，潛汙泵15設有最小淹沒深度h0，安裝時設置h0為停泵液位，蓄水區9的液位h1設置為潛汙泵15的啟泵液位，蓄水區9的右側上部安裝有uqk-03型浮球液位控制器16一臺，控制器16和潛汙泵15由防水導線串聯連接，控制器16內部的浮球裝置可以感知蓄水區9內的液位變化從而產生電信號，並將信號傳送到潛汙泵15以控制潛汙泵15的啟閉；初始狀態下，調蓄池蓄水區9內的h0高度為最低水位，待持續進水後，水位不斷上漲，待液位達到啟泵液位h1時，潛汙泵15啟動，將初期雨水泵浦到生物滯留池的蓄水層18內。若降雨強度較小(潛汙泵15的抽水流量大於蓄水區9的進水流量)時，蓄水區9內的水位又會慢慢退回h0，此時控制器16產生電信號並控制潛汙泵15停止工作，但因為降雨仍在繼續，故之後水位又會回升到h1，控制器16便又會控制潛汙泵15啟動，以此往復，直到生物滯留池內蓄水層18蓄滿水，多出的雨水便又通過溢流回水管14排回調蓄池的蓄水區9內，從而導致蓄水區9內的水位不斷上升，當蓄水區的水位上升到h2時，在水的浮力作用下，第一密封板12、第二密封板5將蓄水區9的進水口13封住，蓄水區9內不再進水，但潛汙泵15仍然處在工作狀態，直到蓄水區9內的有效蓄水量全部被生物滯留池處理完並通過集水管20排放完，水位退回h0時，潛汙泵15才停止工作；若降雨強度較大(潛汙泵15的抽水流量小於等於蓄水區9的進水流量)時，控制器16和潛汙泵15的工作原理不變，也是當蓄水區9內的水位上升到h2時，停止進水，只是此時蓄水區9內水位上升的速度要比前一種情況下快。

蓄水區9蓄滿水之後，在系統內雨水的循環過程中，蓄水區9內的液位會有所下降，但由於調節區4內的液位仍為最高的溢流水位，故浮球7由於浮力作用仍處於卡槽6的頂部高度，所以第二密封板5仍然可以對進水口13起到密封作用，不會再次進水對蓄水區9內的初期雨水進行稀釋。

在本發明中，待降雨停止之後，市政雨水管網1停止向雨水調蓄池進水，在生物滯留池不停的處理雨水且將其排出系統之後，蓄水區9內的水位雖退回h0且潛汙泵15停止工作，但是由於調節區4的水位高度仍然處在溢流管3的管頂標高處，即調節區4內水位仍為溢流水位，故浮球7在水的浮力作用下，仍然使得第二密封板5密封住進水口13，此時，安設在溢流管3上的小型排水口2開始慢慢的將調節區4內的水排走，待水位退回進水口13的孔底水位時，浮球7也會帶動第二密封板5降回進水口13的孔底液位，系統回到初始狀態，下一次降雨開始後，系統仍可再次使用。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。