一種初期雨水徑流汙染防治系統及方法與流程
2023-10-06 18:11:04 2
本發明涉及水務工程或者環境工程技術領域，特別是涉及一種初期雨水徑流汙染防治系統及方法。
背景技術：
城市廣場是城市外部空間的重要組成部分，是人們戶外交流的重要活動場所，歷來有著「城市客廳」的美譽。隨著城市化的不斷發展，城市原有的自然生態環境漸漸消失，人們對高品質的生存環境需求逐步提高，對城市廣場的低碳建設與管理提出了更高的要求。但是城市廣場的硬質化建設，城市地面被透水性較差的地面取代，導致城市雨水資源被白白浪費，同時由於初期雨水溶解了空氣中的汙染性氣體以及地表的大量汙染物質，其汙染程度較後期雨水高出許多，所以若直接將初期雨水排放至市政排水管渠系統，會造成徑流汙染或內澇災害。
如上所述，由於城市廣場是城市雨水大量匯聚的場地，如何利用這一點創設一種新的城市初期雨水徑流汙染防治系統及方法，以實現城市雨水的收集和利用，使其形成生態可持續型目標。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種初期雨水徑流汙染防治系統，使其準確的收集具有汙染物的初期雨水，並對其淨化處理，從而克服現有的初期雨水徑流汙染的問題。
為解決上述技術問題，本發明提供一種初期雨水徑流汙染防治系統，包括初期雨水收集裝置和初期雨水處理裝置，
所述初期雨水收集裝置包括雨水收集池和安裝在所述雨水收集池進水管道上的水流啟閉裝置，所述水流啟閉裝置在所述雨水收集池集滿水時，關閉所述雨水收集池的進水管道；
所述初期雨水處理裝置包括設置在所述雨水收集池中的壓力傳感單元和泵體單元，以及與泵體單元輸出端相連的處理單元，所述壓力傳感單元在監測到所述雨水收集池中的水位達到一定高度時啟動所述泵體單元，所述泵體單元將雨水抽送到所述處理單元進行淨化處理。
作為本發明的一種改進，所述水流啟閉裝置包括控制裝置和與其連接並由其控制的閘門，所述閘門設置於所述雨水收集池的進水管道上，由所述控制裝置控制實現所述雨水收集池進水管道的啟閉。
進一步改進，所述初期雨水收集裝置還設有鎖定計時單元，所述鎖定計時單元與所述水流啟閉裝置相連接，當所述水流啟閉裝置的閘門關閉時，所述鎖定計時單元開始計時，同時所述鎖定計時單元對所述閘門在設定的時間間隔內鎖定，當計時超過設定的時間間隔，所述鎖定計時單元釋放對所述閘門的鎖定。
進一步改進，所述雨水收集池的進水管道與集雨區地面呈45°斜交。
進一步改進，所述進水管道上垂直向下安裝有止回閥。
進一步改進，所述雨水收集池的容積V為：V＝δ*S*H*(T+t),其中V為收集池容積；δ為徑流係數；S為集雨區面積；H為區域初期雨水降雨強度；T為初期雨水降雨時間等級標準；t為集雨區內收集池的匯流時間；
所述初期雨水處理裝置的處理規模P為：P＝V/D,其中V為收集池容積,D為預設的收集兩場初期雨水之間的時間間隔。
本發明還提供一種初期雨水徑流汙染防治方法，包括如下步驟：
(1)確定集雨範圍，並根據集雨範圍內排水分區情況確定雨水收集池位置；
(2)計算所述雨水收集池容積，所述雨水收集池容積的計算公式為：
V＝δ*S*H*(T+t)
其中，V為收集池容積；δ為徑流係數；S為集雨區面積；H為區域初期雨水降雨強度；T為初期雨水降雨時間等級標準；t為集雨區內收集池的匯流時間；
(3)根據步驟(1)和(2)建造所述雨水收集池，並在所述雨水收集池的進水管道上安裝水流啟閉裝置，所述水流啟閉裝置在所述雨水收集池集滿水時，關閉所述雨水收集池的進水管道，使後期雨水直接進入城市排水管渠系統；
(4)在預定的兩場初期雨水之間的時間間隔內對所述雨水收集池中的雨水進行淨化處理。
進一步改進，所述方法還包括鎖定計時步驟，所述鎖定計時步驟通過與所述水流啟閉裝置相連接的鎖定計時單元實現，當所述水流啟閉裝置的閘門關閉時，所述鎖定計時單元開始計時，同時所述鎖定計時單元控制所述閘門在所述預設的時間間隔內不再開啟，當計時超過預設的時間間隔，所述鎖定計時單元釋放對所述閘門的鎖定。
進一步改進，所述步驟(4)中對雨水進行淨化處理的處理單元的處理規模P為：P＝V/D,其中V為收集池容積,D為預設的收集兩場初期雨水之間的時間間隔。
進一步改進，所述步驟(4)中對雨水淨化處理的步驟包括：當設置在所述雨水收集池中的壓力傳感單元監測到所述雨水收集池中的水位達到一定高度時，通過設置在所述雨水收集池中的泵體單元將雨水抽送到處理單元進行淨化處理；
所述處理單元的淨化步驟包括一級處理步驟和二級處理步驟，所述一級處理步驟採用浮渣隔離和沉澱截汙方法，所述二級處理步驟採用化學絮凝及沉澱法處理工藝或生化處理工藝。
採用上述的技術方案，本發明至少具有以下優點：
1.本發明通過設置初期雨水收集裝置，對初期有汙染物的雨水進行單獨收集，避免該初期雨水對市政排水管渠系統的汙染；並通過設定收集兩場初期雨水之間的時間間隔，進行初期雨水有效收集和逐天處理，採用可攜式汙水處理裝置即可完成初期雨水的淨化處理。
2.本發明通過充分考慮初期雨水的降雨強度、降雨歷時，特別是考慮到集雨區面積和集雨區內最不利點的匯流時間，最終確定收集池的容積，使該系統和方法更加精確的處理初期雨水造成的徑流汙染，起到良好的初期雨水徑流汙染防治的目的。
3.本發明通過設置鎖定計時單元，在所述水流啟閉裝置的閘門關閉時，所述鎖定計時單元開始計時，同時控制所述閘門在設定的時間間隔內不再開啟，當計時超過設定的時間間隔，所述鎖定計時單元再釋放所述閘門，良好的實現了對初期雨水的定義和收集，減少了雨水處理裝置的負荷，節約成本，環保可行。
附圖說明
上述僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，以下結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。
圖1是本發明初期雨水徑流汙染防治方法的流程示意圖。
圖2是本發明初期雨水徑流汙染防治系統的結構示意圖。
具體實施方式
本實施例以城市廣場的初期雨水收集與徑流汙染防治為例，具體闡述本發明的技術方案，不應理解為是對本申請方案的任何限制。
參照附圖1所示，本實施例城市廣場初期雨水徑流汙染防治方法包括如下步驟：
(1)首先確定城市廣場集雨範圍，該步驟需要因地制宜的根據城市廣場排水分區確定集雨區邊界，以完整地收集城市廣場初期雨水。
(2)進行初期雨水收集池選址，根據排水分區分別確定各個初期雨水收集池的位置。
(3)計算初期雨水收集池的容積，該步驟需要綜合考慮初期雨水的降雨強度、降雨歷時、以及集雨區的匯流時間，最終計算收集池的容積。
本實施例中可根據設定的初期雨水降雨強度，如10mm/h，和降雨歷時，如0.2h，來計算該收集池的容積。也可參照2014最新全國各城市暴雨強度公式，以及考慮排水分區內最不利點的匯流時間，計算得出初期雨水收集池容積，該計算公式如下：
V＝δ*S*H*(T+t)
其中，V為收集池容積，m3；δ為徑流係數，％；S為集雨區面積，m2；H為區域初期雨水降雨強度，mm/h；T為初期雨水降雨時間等級標準，h；t為集雨區內收集池的匯流時間，h。
(4)設置初期雨水收集裝置，該初期雨水收集裝置包括上述用於收集初期雨水的雨水收集池。在建造該收集池時，需要對設備規模、建造成本與收集效果進行綜合考慮。
參照附圖2所示，可利用城市廣場現有的雨水收集管網1(如邊溝)收集，對初期雨水進行截留，節約建造成本，並提高收集效果。該雨水收集池3安裝在邊溝下部，且將雨水收集池3的進水管道2與排水邊溝呈45°斜交。
為了防止雨水收集池3中的雨水倒流，該雨水收集池3的進水管道2上垂直向下安裝止回閥6，保證了初期雨水只能流進、不能流出。
該初期雨水收集裝置還包括安裝在雨水收集池3進水口處的水流啟閉裝置10，當初期雨水流量累積超過初期雨水收集池容積時，水流啟閉裝置10的閘門自動關閉，後期雨水直接進入城市廣場排水管渠系統。
其中，該水流啟閉裝置10包括閘門與控制裝置，該閘門設置於收集池進水管道2上，用於控制進水管道的通斷；該控制裝置與閘門連接，用於控制該閘門的啟閉。
該控制裝置包括動力機構、固定部、活動部和牽引部，該固定部固定安裝在收集池進水口的上方，該固定部內穿設有轉軸；該活動部套設在轉軸上且在動力機構的帶動下能繞轉軸轉動；該牽引部的一端連接活動部，另一端連接閘門，則該牽引部在活動部繞轉軸轉動時能牽引閘門實現閘門的開啟或關閉。當然，該控制裝置還可以採用現有其它結構設置，實現與閘門連接並控制該閘門的啟閉。
另外，該初期雨水收集裝置還設置有鎖定計時單元，該鎖定計時單元與上述水流啟閉裝置10相連。當雨水收集池3集滿後水流啟閉裝置10的閘門關閉時，該鎖定計時單元開始計時，同時該鎖定計時單元控制該閘門在設定的時間間隔(如一周)內不再開啟，當計時超過設定的時間間隔，該鎖定計時單元釋放對閘門的鎖定，完成該計時周期，從下次水流啟閉裝置10的閘門關閉開始進入新的計時周期。
(5)設置初期雨水處理裝置，由於初期雨水的定義是從環境、水質的角度來講的，可根據實際情況設定兩場雨之間的時間間隔(D，d)大於若干天(如一周)才算兩場初期雨水，則該時間間隔周期內可對該初期雨水進行雨後逐天處理，該初期雨水處理裝置的處理規模為：P＝V/D，m3/d。可得出該初期雨水處理裝置為可攜式處理裝置，起到節約成本的目的。
在預定的兩場初期雨水之間的時間間隔D內對該雨水收集池3中的雨水進行淨化處理。其具體為：該初期雨水處理裝置包括設置在雨水收集池3中的壓力傳感單元、水泵7和處理單元4，該壓力傳感單元包括高位探頭8和低位探頭9，當高位探頭8監測到雨水收集池3中的水位達到預定高度時啟動水泵7，該水泵7將初期雨水抽送到處理單元4進行淨化處理，經處理單元4淨化處理後的雨水再從出水管5排出。
(6)確定初期雨水處理系統工藝，因為城市廣場的初期雨水主要汙染物為SS、COD、油汙等，因此一級處理步驟可採用浮渣隔離、沉澱截汙等方法，二級處理步驟可採用化學絮凝及沉澱法處理工藝或生化處理工藝。
當然，在上述城市廣場初期雨水徑流汙染防治方法的基礎上，形成應用該方法的城市廣場初期雨水徑流汙染防治系統，該系統包括上述初期雨水收集裝置和初期雨水處理裝置。該初期雨水收集裝置和初期雨水處理裝置的具體結構均同上所述，在此不再贅述。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，本領域技術人員利用上述揭示的技術內容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本發明的保護範圍內。