建成区分散雨水径流净蓄排一体化系统及其应用方法

摘要

本发明提供一种建成区分散雨水径流净蓄排一体化系统及其应用方法，包括初雨预净池及中雨蓄用池，所述初雨预净池内依次设有拦渣区、固体分离区、浮油区、颗粒过滤区、好氧混合区、二次过滤区及集水区；所述中雨蓄用池内依次设有拦污区、调蓄池和排水区。本发明根据地表径流的污染程度，将建成区街坊内分散排放的雨水通过沿河汇流总管分别输送至初雨预净池及中雨蓄用池中，降低河道的径流总量及延缓径流峰值出现时间，缓解了区域的除涝压力；初雨预净池中，对受污染的雨水进行初步净化，有效削减径流污染入河，改善河道水质；中雨蓄用池中清洁雨水可直接回用，效利用清洁雨水资源。

说明书

技术领域

本发明涉及水利工程及环境工程领域；

尤其涉及一种建成区分散雨水径流净蓄排一体化系统；

本发明还涉及上述建成区分散雨水径流净蓄排一体化系统的应用方法。

背景技术

建设自然积存、自然渗透和自然净化的“海绵城市”是我国最新的城市建设理念，是生 态文明建设的重要内容，充分发挥建筑、道路、绿地和水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗 和缓释作用，采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术措施，实现对径流总量、径流峰 值出现时间、径流污染的控制及雨水资源利用的提升，体现城镇化和环境资源协调发展。

对建成区进行“海绵体”改造是海绵城市建设的重要内容，也是最难的部分。建成区特 别是老城区，人口密度高，建筑密度大，地面硬化率高，绿化率低，面源污染严重，且建筑 建设年代不一，条件各不相同，地下管线错综复杂，想要对建筑、道路等进行“屋顶绿化”、 “透水铺装”等改造，特别是对建筑小区进行改造，还需要征得居民的同意，实施难度大， 改造费用高，养护费用难以落实。在已建区特别是老城区地块内部很难实施“海绵体”改造， 为实现对已建区径流总量、径流峰值出现时间及径流污染等目标的控制，就需要考虑从地块 外部采取措施。

已建区基本是成片开发，当雨水排放不受地形限制时，大多采用就近排放原则，街坊内 的雨水管分散就近排入河道，在每根雨水管末端均采取措施不太现实，而沿河设置雨水总管， 因沿河没有场地或道路布设雨水总管，特别是老城区部分建筑直接建在河道的护岸上，实施 起来也很困难。综上所述，为了解决径流总量控制、径流污染削减、径流峰值后延及利用清 洁雨水资源，寻找一种建成区分散雨水径流净蓄排一体化系统已经非常必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的种种不足，本发明要解决的技术问题在于提供一种建成区分散 雨水径流净蓄排一体化系统及其应用方法，以实现径流总量控制、径流污染削减、径流峰值 后延及利用清洁雨水资源。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种建成区分散雨水径流净蓄排一体化系 统，包括初雨预净池及中雨蓄用池，沿河道铺设的雨水汇流总管将建成区的雨水支管连通后 分别接入初雨预净池及中雨蓄用池，所述初雨预净池内依次设有拦渣区、固体分离区、浮油 区、颗粒过滤区、好氧混合区、二次过滤区及集水区，集水区设有回用口和排放口；所述中 雨蓄用池内依次设有拦污区、调蓄池和排水区。

优选地，所述拦渣区和拦污区中均设有拦污格栅。

优选地，所述固体分离区中安装斜板或斜管填料构建斜板沉淀池或者斜管沉淀池，斜板 或斜管的填充率为40～60％。

优选地，所述颗粒过滤区内设有过滤介质，所述过滤介质为土工布、圆通过滤器、石英 砂、沸石任一种。

优选地，所述好氧混合区内设有曝气管，由增氧装置对其増氧曝气，同时搅拌混合水体。

优选地，所述调蓄区内设有气管，定期对水体进行曝气混合。

本发明还提供上述建成区分散雨水径流净蓄排一体化系统的应用方法，所述初雨预净池 与雨水汇流总管相连的第一阀门常开，所述中雨蓄用池与雨水汇流总管相连的第二阀门常闭， 所述雨水回流总管与河道相连的第三阀门常闭，雨水通过雨水汇流总管经第一阀门入流至初 雨预净池中，当初雨预净池中的第一水位计显示达到预设水位时，关闭第一阀门，并开启第 二阀门，雨水进入中雨蓄用池；当中雨蓄用池中的第二水位计显示达到预设水位时，关闭第 二阀门，并开启第三阀门，后续雨水直接排入河道。

进一步地，所述固体分离区中设有冲洗装置，该区水体排空后，利用冲洗装置从中雨蓄 用池取水冲洗该区池底。

进一步地，所述集水区中，若出水水质达到回用要求，开启回用口的阀门；若出水水质 达不到回用要求，开启排放口的阀门。

进一步地，所述第一水位计和第二水位计为超声波、电磁或浮球液位计的任一种。

通过以上技术方案，本发明相较于现有技术具有以下技术效果：本发明根据地表径流的 污染程度，将建成区街坊内分散排放的雨水通过沿河汇流总管分别输送至初雨预净池及中雨 蓄用池中，降低河道的径流总量及延缓径流峰值出现时间，缓解了区域的除涝压力；初雨径 流进入初雨预净池中，对受污染的雨水进行初步净化，雨停后对初雨径流进行回用或进一步 净化处理，有效削减径流污染入河，改善河道水质；中雨蓄用池中清洁雨水可直接回用，替 代自来水的使用，有效利用清洁雨水资源，还可以利用中雨蓄用池中的雨水冲洗初雨预净池； 同时，初雨预净池还可作为街坊事故池，储存事故冲洗水，使之不流入河道，避免对水体的 影响。

附图说明

图1显示为本发明的布置示意图；

图2显示为本发明的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭 露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以 配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施 的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整， 在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容 得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中 间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相 对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

参阅图1及图2所示，本发明提供一种建成区分散雨水径流净蓄排一体化系统6，包括 初雨预净池7及中雨蓄用池8，沿河道铺设的雨水汇流总管2将建成区分散入河的雨水支管1 连通，将建成区的雨水通过雨水汇流总管2输送至地势较低处的分散雨水径流净蓄排一体化 系统6中。雨水支管1主要收集建成区内的雨水，就近分散排入河道，可采用混凝土管、HDPE、 HRPP、UPVC及玻璃钢夹砂管等。雨水汇流总管2沿河道布设，将各雨水支管1连接起来。该 管一般布设在河道防汛通道或者绿化带内，若无场地布设，可在河道内架管布设，注意管道 的密封和坡度。一般采用混凝土管、HDPE、HRPP、UPVC及玻璃钢夹砂管等，也可采用混凝土 渠道。

通常情况下，初雨预净池7与雨水汇流总管2相连的第一阀门3常开，中雨蓄用池8与 雨水汇流总管2相连的第二阀门4常闭，雨水回流总管2与河道相连的第三阀门5常闭。在 下雨初期，雨水汇流总管2汇水范围内8～10mm的雨水或者降雨前20～30min的雨水，因其 污染物浓度较高，不宜直接利用，雨水通过雨水汇流总管2经第一阀门3入流至初雨预净池 7中。雨量逐渐增大，雨水汇流总管2输送的雨水逐步清洁，当初雨预净池7中的第一水位 计7-16显示达到预设水位，则自动关闭第一阀门3，并自动开启第二阀门4，清洁雨水进入 中雨蓄用池8；当第二水位计8-4显示达到高水位，则自动关闭第二阀门4，并自动开启第三 阀门5，后续的雨水将通过流量计5-1计量后直接排入河道。

初雨径流通过第一阀门3进入初雨预净池7中，先后经过拦渣区7-1、固体分离区7-2、 浮油区7-3、颗粒过滤区7-4、好氧混合区7-5、二次过滤区7-6及集水区7-7。雨水径流中携 带的枯枝落叶等物体经拦污格栅7-8拦截在拦渣区7-1中，格栅栅隙8-10mm，可采用人工或 者机械清渣。在固体分离区7-2中通过自然沉淀方式进行固液分离，该区可填充斜管或斜板 填料构建斜板沉淀池或者斜管沉淀池，填充率40～60％，加速固体颗粒的沉淀分离，雨水中大 部分的悬浮颗粒物沉积在该区。该区设置冲洗装置7-17，当该区需要冲洗时，利用中雨蓄用 池8的雨水进行冲洗，冲洗污水通过阀门7-15进入集水区7-7排放至市政污水管网。经沉淀 后的雨水中石油类污染物漂浮聚集在浮油区7-3，由隔油板7-9拦截，在该池水回用或排放前 采用人工或者机械收集浮油；雨水中携带的细颗粒物通过颗粒过滤区7-4被过滤去除，过滤 区中填充过滤介质7-10，通过过滤介质7-10将水体中携带的细悬浮颗粒物过滤分离，过滤介 质7-10可采用土工布、圆通过滤器、石英砂、沸石等；滤后雨水进入好氧混合区，由増氧装 置7-11对该区増氧曝气，降低水体中有机物及氨氮含量，同时搅拌混合水体，防止腐败发臭。 好氧混合区的出水经二次过滤区7-6快速过滤后的较为清洁的雨水进入集水区7-7，二次过滤 区7-6内设有精细过滤介质7-12，精细过滤介质7-12可采用纤维束及活性炭等。集水区7-7 内设有提升泵，雨停后，若是出水水质达到回用要求，可开启回用口的阀门7-13直接回用； 若出水水质达不到回用要求，开启排放口的阀门7-14直接排入市政污水管网，利用污水处理 厂净化处理，或者湿地、湿塘、雨水花园、土地渗漏系统等其他净化设施处理，不会对河道 水体产生污染，解决了建成区，特别是老城区面源污染难以收集处理的难题，减少了建成区 面源污染对水体水质的影响。

初雨预净池7蓄满后，雨水自动进入中雨蓄用池8中，雨水中携带的枯枝烂叶、香烟头 等在拦污区8-1中被拦污格栅8-5拦截，格栅栅隙8-10mm，采用人工或者机械清渣。清洁的 雨水调蓄在调蓄池8-2中，该区设有曝气管，定期曝气混合水体，防止水质恶化，也使雨水 携带的少量的悬浮物不沉淀，减少冲洗工作量；还设有水位计8-4，用于控制中雨蓄用池8 的水位及调蓄量，水位计8-4可采用超声波、电磁或浮球液位计等。排水区8-3内设有水泵， 根据回用需要开启供水，可回用于道路浇洒、绿化、洗车、企业用水、景观用水、补充地下 水及补充河道生态需水等。中雨蓄用池8与初雨预净池7合建，可采用中雨蓄用池中清洁的 雨水冲洗初雨预净池7中的沉淀区及过滤介质，既解决了清洁雨水资源直接排放浪费的问题， 也解决了初雨预净池7的冲洗水源问题。

另外，初雨预净池7还可作为街坊事故池使用，当街坊内出现危险品洒落、油桶倾翻、 火灾等事故，其事故冲洗水或消防水可通过雨水汇流总管2输送至初雨预净池7蓄存，但该 池水需要专门处置，不能排放河道。

作为本发明的进一步改进，第一阀门3、第二阀门4、第三阀门5均为电控阀门，根据设 定的条件自动开启和关闭，可采用蝶阀、球阀等。流量计5-1为电磁流量计或者管式流量计， 用于计量入河雨水量，最终统计产生的径流总量及入河比例。增氧装置7-11可采用鼓风机、 纳米曝气机、射流曝气机等。

优选的，所述中雨蓄用池8包括拦污区8-1、调蓄区8-2及排水区8-3；

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技 术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡 所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等 效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。