[发明专利]一种楼宇落水管中自动投加混凝剂处理屋面高污染径流的装置

说明书

本发明涉及一种楼宇落水管中自动投加混凝剂处理屋面高污染径流的装置，包括落水管、连接在落水管上的上立管和下立管、倾斜连通于上立管和下立管上的加药筒以及设在加药筒上方并分别与上立管和加药筒相连通的蒸发槽体，蒸发槽体的下方设有与加药筒体相连通的制动锁阀体。本发明通过在立管中设蒸发槽室的雨水收集管以及加药筒集水室斜板；在蒸发槽体中有活塞、连杆以及单向制动系统，其中单向制动系统依靠弹簧片、制动销和连接铰链配合完成加药控制。本装置能够有效处理进入到落水管的溢流雨水，完全依靠落水重力势能完成初期雨水识别与混凝剂投加。装置结构简单，加工制造方便，完全自主调节，更换混凝剂方便，处理效果好。

技术领域

本发明涉及一种利用楼宇落水管中降水径流重力势能实现屋面雨水或融雪初期高污染负荷径流识别与混凝剂自动投加的装置。

背景技术

雨水资源化在有效减轻城市内涝危害的同时，也可以显著减缓城市发展中面临的水资源短缺压力，是目前海绵城市建设的主要内容之一。研究表明雨水作为一种相对水质较为好的水资源，经过初步处理可以作为城市杂用水用于道路浇洒、绿化及冲厕，但降雨初期雨水的高污染负荷是目前开展雨水利用的瓶颈之一。基于雨水产汇流特点和污染负荷变化规律，降雨形成径流后的前30分钟内，初雨的污染SS、COD、氨氮和总磷负荷占比高达69％、83％、73％和80％(详见图2)。有效的初期雨水处理可以实现雨水源头就地回用，并实现径流量消峰、蓄滞的作用。

初期雨水径流及污染特征与下垫面特征密切相关，初期雨水中的污染物主要有树木枝叶、风吹杂物和大气降尘，其中树木枝叶和风吹杂物可以通过屋面雨水口栅网有效分离，由于大气降尘所产生的SS是屋面初雨的主要处理对象。SS类污染物的显著特征是粒径小、难沉淀，初期雨水进入地面后由于颗粒物粒径小、易堵塞，因此在可渗透区域的下渗能力也受到限制。

另一方面，在目前的海绵城市的建设过程中，绿色屋顶也是一项重要截留蓄存雨水措施，然而当土壤层的蓄水达到饱和、雨水溢流外排时，雨水中会带一些泥土颗粒等细小的污染物。初期雨水由于其中所含的污染物质较多，因此在常规的雨水回收利用系统中，基本上都采用直接弃流的措施，但这对于排水系统的负荷会形成大的冲击。现有屋面初期污染雨水处置方式主要通过弃流进行处理，其作用原理在于：初期降雨时，降落到屋面前2～5mm的雨水一般污染较为严重，初雨径流在流经弃流过滤装置时，因重力作用，雨水将首先通过低敞口的排水污管排放掉。在雨量增大后，作用在挡板上的压力增大，位于排污管上端的浮球在水流压力的作用下将排污管关闭，液位升高，雨水通过水平的过滤网进行过滤后流向出水口，进入雨水系统进行收集。将初期雨水弃流，雨水弃流最终需要流入污水管网，最终进入污水厂或者人工湿地进行处理，定会加大污水厂的处理量及负荷，或者增加人工湿地处理量，缩短人工湿地的运行年限。

由于每次降雨前晴天天数不确定，以及两次降雨之间的天气状况都不相同，因此弃流量不同。弃流量过大，导致一部分后期相对干净的雨水被污染导致要处理的初期雨水量增大；弃流量过小，又使一些污染较为严重的雨水，流入收集的干净的雨水中。手动控制需要在降雨时人工手动去开启，浪费人力。

在现有的初期雨水弃流控制方面，主要是人工手动控制与自动控制。手动控制切换排放雨水的可能会出现关闭不及时、不可靠，例如会出现初期污染雨水全部直接排放的后果，导致污水处理量的增大或环境污染，并且效率会很低。另一方面，在维护设备不好的情况下，会出现阀门由于污染锈蚀不能及时打不开的情况。自动控制初雨弃流的原理在于：在降雨初期，雨水流入到污水管道或者进入收集池中；在降雨开始后15～20分钟时控制系统动作关闭污水阀，同时开启清水阀，将后期清净雨水切换到雨水管线内或直排系统，实现自动切换。自动控制初雨弃流的设备费用高，而且维护困难，制约了该系统的推广应用。

已有的相关专利实例：屋面落水管上弃流型，申请号：CN201410210848.7，发明名称为一种落水管上的初期雨水弃流系统。该装置过于复杂，需要不定期的清洗，由于结构复杂清洗也比较困难，而且该发明使用的材料为钢铁，且易产生生锈污染雨水，建设费用较高，操作不是特别的容易。且不具有初期雨水污染物处理的能力。

发明内容