[發明專利]一種處理城市雨水徑流的半飽和垂直流人工濕地裝置

在審

• 申請號: 201711389200.0
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107879565A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 陳要平;胡智勇;金永喆;高躍明;趙瑞君
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/10;C02F101/16;C02F101/20;C02F101/30
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技術領域

本發明屬于水污染處理領域，適用于城市雨水徑流污染的處理。

背景技術

快速的城市化進程，使土地原有的自然地貌景觀被硬質鋪裝的鋼筋混凝土所取代，不透水地面(路面、停車場、建筑物等)的激增改變了土地的自然水文循環過程，使得城市水循環系統和生態環境受到不同程度的影響，引發城市雨澇災害和面源污染。城市化后，人類活動產生和排放的污染物明顯增多，污染物的種類愈發復雜多樣。城市地表不透水下墊面在晴天累積的污染物質(泥沙顆粒物、氮磷營養元素、重金屬、有機污染物等)，在降雨及地表徑流的沖刷、輸送作用下便形成了城市地表徑流面源污染，隨著徑流的傳輸進入雨水排水管道，使受納水體水質惡化。國內外的研究證明，城市地表徑流已成為僅次于農業徑流的第二大水體面污染源，也是除城市生活污水和工業廢水之外的第二大城市水環境污染源。

基于低影響開發的理念，設計了一種生態型的城市雨水徑流管理系統，其結構為“前處理池+垂直潛流濕地床”。依據城市雨水徑流污染負荷前高后低的特點，該系統在恒定負荷和沖擊負荷兩種模式下運行。前處理池自動收集高污染的初期雨水，沉淀去除顆粒態污染物后通過恒定流速泵抽入濕地床進行深度處理。低污染的中后期雨水，直接流入濕地床，即時過濾凈化。垂直潛流濕地床系統使用有機固相碳源配合浮石作為濕地基質，為反硝化作用提供電子供體，強化濕地脫氮能力。

本發明同時也為雨水徑流提供了存儲空間，消減徑流排放總量和徑流峰值，推遲徑流峰現時間，從而緩解城市雨澇災害，推動雨水徑流污染處理技術的革新。

發明內容

發明目的：采用碳源基質和聯立的非飽和帶-飽和帶設計，促進濕地的硝化作用和反硝化作用，解決傳統雨水徑流濕地脫氮效率差的問題；打破傳統濕地“即來即走”式的雨水徑流處理方式，分開處理前后期雨水徑流，深度凈化初期雨水徑流；儲存部分雨水，降低暴雨洪峰流量、推遲峰現時間，緩解城市雨澇問題。降低占地面積，可廣泛應用于單體建筑、住宅小區、交通道路、停車場等，具有良好的應用前景。

發明介紹：本發明主要基于低影響開發的理念設計。主要包括1.雨水入口；2.溢流堰板；3.前處理池入口；4.球閥；5.多孔球閥室；6.抽水泵；7.水泵支護；8.沉積物收集斜板；9.沉積物出口；10.出水管；11.齒形布水管；12.多孔集水管；13、水樣采集孔；14.出水管；15.溢流管。所述1-8為處理前池，主要用于收集、儲存初期雨水徑流，并通過沉淀作用去除雨水徑流中的大顆粒物質。多孔球閥室(3)內球閥(5)隨池內水位漲落，控制雨水入口開閉，從而完成初期雨水收集。抽水泵(6)用于輸送充分沉淀后的初期雨水進入濕地床，沉積物收集斜板(8)用于收集大顆粒沉淀物質及泥沙經沉積物出口(9)排出。所述11-15為垂直潛流濕地床，后期雨水及經前處理池沉淀過的初期雨水會經過齒形布水管(11)均勻流入濕地床內，濕地床上部種植植物，濕地床內由上至下分層填充小鵝卵石、木片、浮石、大鵝卵石，雨水由上至下流動，經水壓作用經多孔集水管(12)壓出出水管(14)，出水管離地面高度適當，用于保證地表植被能正常生長。水樣采集孔(13)用于水樣采集以及排凈濕地床的雨水。

有益的效果：初期雨水自動收集，沉淀后雨水引流智能化控制。系統使用有機固相碳源配合浮石作為濕地基質，為反硝化作用提供電子供體，強化濕地脫氮能力。前處理池和高孔隙率的濕地基質材料，為雨水徑流提供了存儲空間，消減徑流排放總量和徑流峰值，推遲徑流峰現時間，從而緩解城市雨澇災害。濕地基質選擇木質有機物和輕質浮石，降低濕地建造成本和底部承壓，并對雨水中的有機污染物質、重金屬、氮和磷等具有理想的去除效果，同時降低裝置占地面積。沉淀后的初期雨水徑流，在干期(前后兩次降雨間隔期)以恒定流泵入濕地床處理，增加水力停留時間，提升對雨水的處理效率，

附圖說明

圖1為半飽和垂直流雨水徑流濕地流程簡圖及主視圖。

圖2為半飽和垂直流雨水徑流濕地流程俯視圖。

圖3為半飽和垂直流雨水徑流濕地流程左視圖。

圖中附圖標記的含義：1.雨水入口；2.溢流堰板；3.前處理池入口；4.球閥；5.多孔球閥室；6.抽水泵；7.水泵支護；8.沉積物收集斜板；9.沉積物出口；10.出水管；11.齒形布水管；12.多孔集水管；13、水樣采集孔；14.出水管；15.溢流管。

具體實施方式

本發明專利主要實施步驟如下：