[发明专利]雨水、污水中颗粒物一体化净化装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及雨水、污水处理技术领域，特别是一种雨水、污水的净化装置及方法。

背景技术

随着城市化的快速发展，由雨水径流引起的非点源污染逐渐成为城市水体污染物的重要来源。城市雨水径流中的污染物主要来源于降水淋洗大气污染物引起的湿沉降和城市不透水表面污染物的淋溶冲刷，而后者占雨水径流污染物总量的90%以上。颗粒物是城市不透水表面污染物的主要载体，比如：大气沉降、汽车尾气、轮胎磨损、融雪剂、建筑工地上的沉积物、固体垃圾及渗滤液等颗粒物含有的大量污染物（COD、营养物、有机物、重金属、病原体等），最终都将在雨水淋洗、冲刷作用下迁移至受纳水体中，并对其生态环境产生严重危害。雨水径流中的颗粒物还会导致受纳水体浊度升高，因此，通常认为颗粒物是构成环境水体水质恶化的潜在组分。此外，颗粒物在雨水径流冲刷作用下进入城市排水管道系统后会在管道内产生沉积，形成管道沉积物污染和内涝灾害。目前世界各地的城市排水管道几乎都存在一定程度的沉积现象，在欧洲，管道沉积物的平均沉积速率为30-500g/m??d。通过对北京市西城区72个检查井连接排水管道调查发现，41.67%的管道内沉积物厚度占管径的20%~30%，大于50%的占4.16%。颗粒物在管道内沉积不仅会造成管道腐蚀、水流输送能力的降低、内涝灾害频发，而且在较强雨水径流的冲刷作用下，其中累积赋存的污染物会重新释放进入城市水体，对受纳水体的水环境构成严重威胁。

针对雨水径流中的颗粒物污染，国内外已有的处理技术包括过滤、旋流沉砂、沉淀和渗透/滤等。过滤技术一般用于雨水收集利用，又分为在线过滤和离线过滤，常用的过滤介质包括细砂、砾石、陶粒等填料，过滤技术对雨水径流中的颗粒物去除率高，可达90%以上，但容易堵塞，维护成本较高。旋流沉砂技术主要用于城市排水管道系统沉积物的控制，又可分为无动力旋流分离器和动力旋流分离器。无动力旋流分离器的运行工作无需借助外部动力条件，通过利用现场条件的水头落差既能实现其正常运转；动力旋流分离器的运行工作则需要借助外部动力条件才能实现其正常运转，即石油、化工等行业常用的水力旋流器。在国外雨水及合流雨污水旋流分离处理的研究和应用中，无动力旋流分离器因其无能耗、占地面积小、截污效率高、适用性强等优点占据了主导地位，但一般只能去除粒径较大的颗粒物，去除率相对较低。传统的雨水沉淀大多采用静态重力沉淀分离。即在降雨过程中首先将雨水收集至沉淀设施，待雨停后再沉淀一段时间，将上清液取出使用或排放进入后续处理构筑物。在这种处理方式下，若要实现径流雨水的有效处理，必须要保证沉淀设施的处理容积，占地面积相对较大。渗透/滤设施主要用于雨水渗透补给地下水或雨水收集利用，包括渗透沟渠、植被浅沟、雨水花园、渗透池/塘等，该类设施颗粒物去除率较高，但一般处理能力较小。

发明内容

本发明提供一种雨水、污水中颗粒物一体化净化装置及方法，要解决现有的沉砂、沉淀、过滤等颗粒物处理装置和方法容易发生堵塞、耐水力负荷冲击能力低、占地面积大、能耗高的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

这种雨水、污水中颗粒物一体化净化装置，由旋流沉砂单元、变径沉淀单元和升流式过滤单元三部分竖向叠加布置构成；所述旋流沉砂单元包括旋流沉砂筒、进水管、排砂管、虹吸罩、虹吸管、水封槽、排水管、穿孔板I、穿孔板II和穿孔板III；所述变径沉淀单元包括变径沉淀池；所述升流式过滤单元包括过滤室外壳、过滤室底板、滤池、滤料和过滤出水口；

所述旋流沉砂筒设于装置下半部，变径沉淀池套于旋流沉砂筒上部，变径沉淀池为上宽下窄的漏斗形结构，进水管穿过变径沉淀池侧壁沿切向与旋流沉砂筒连通，旋流沉砂筒顶部由水平连接的穿孔板I及竖向连接的穿孔板III与变径沉淀池连通，旋流沉砂筒侧壁在变径沉淀池底部位置设有穿孔板II，穿孔板II上开有颗粒物回流孔，旋流沉砂筒下部为集砂区，旋流沉砂筒11下部一侧连接排砂管，另一侧连接水封槽，水封槽上部连接排水管，旋流沉砂筒11内部竖向设有L形虹吸管，虹吸管下部的虹吸出水口经旋流沉砂筒侧壁伸入水封槽内，虹吸管上部的虹吸进水口经穿孔板I中心向上伸入位于装置上部的虹吸罩内，虹吸罩底部与设于变径沉淀池顶面的过滤室底板中心连接，过滤室底板上设有连通变径沉淀池与滤池的孔，滤池设于过滤室底板上，滤池内填充有滤料，滤池顶边设有高于滤料的溢流堰，滤料上表面留有自由水面，滤池外整体罩有过滤室外壳，滤池外壁与过滤室外壳内壁之间留有水流间隙，过滤室外壳下部连接过滤出水口。