一种高通量面源污染吸附拦截处理系统

技术领域：

本发明涉及一种高通量面源污染吸附拦截处理系统，可以用于径流污染严重、不透水面积较大、人口和建筑密度较高的商业区或居住区内，可有效解决因径流污染造成的水体富营养化问题，属于环境工程领域。

背景技术：

中国河流、湖泊众多，是中国地理环境的重要组成部分。随着经济社会的飞速发展，大量污染物质、营养盐排入河流、湖泊，造成水体污染、富营养化频发。工业点源和生活污水得到全面管控的背景下，降雨对地表的淋洗和冲刷，大气中和地表上累积的污染物伴随着径流，经由排水系统参与收集、输送和处理，通过多种汇集、迁移和排放方式，最终进入受纳水体而造成水污染。中国城市排水体制分为合流制与分流制。合流制溢流污染因雨水与生活污水混合，溢流污水中营养盐、细菌、病原体浓度含量较高，直接排放会造成受纳水体的严重污染；分流制由于缺少对雨水的有效处理，雨水携带的大量有毒有害物质、营养盐排入水体也会对水体造成污染。对初期雨水携带的污染物质进行拦截处理，对于防止径流污染具有重要作用。

为了有效拦截径流携带的污染物质，常常在管网前端对初期雨水进行拦截处理。传统的管网前端处理拦截设施包括绿色屋顶、雨水罐、下沉式绿地、透水铺面、植被过滤带、植草沟、入渗沟、砂滤池、生物滞留池等。这些处理设施能在一定程度上削减径流量、污染物质，起到错峰错洪作用，但其面对悬浮颗粒物与营养盐浓度较高的径流污染单个处理设施却显得无能为力。为了解决透水面积较少、径流污染中含有大量颗粒物及营养盐浓度较高的初级雨水，亟需一种高通量面源污染吸附拦截处理系统。本发明提供了解决问题的办法。

发明内容:

本设计选用砂滤池为设计载体进行改装，系统构造简单，组装方便，组件方便购买，经济实惠。基本原理为：①利用旋流分离器充当砂滤池前池，可大大提高前池去除初期雨水悬浮颗粒物的效率，将大部分附着在悬浮颗粒物上的重金属、氮、磷等物质通过物理方式去除。②对滤池滤料进行改进，新增活性炭吸附层，可以有效去除初期雨水中以溶解态形式存在的重金属、氮、磷、细菌、病原体。这一系统解决了因传统滤池前池对悬浮颗粒物去除率不足而造成的滤床堵塞问题，解决了因传统滤池滤料对雨水中氮、磷、细菌、病原体去除效率低、去除量低下等问题。

本方法的核心构件是旋流分离器、活性炭滤料，旋流分离器安装在滤池前端充当前置沉淀池拦截悬浮颗粒物，活性炭滤料安置在滤池内去除污染物。其基本组件包括：旋流分离器、滤池、滤料、进出水装置及溢流装置。以上五部分构成了一种高通量面源污染吸附拦截处理系统。

本装置的使用过程为：开挖土方，夯实地基。通过计算，将旋流分离器前池、滤池至于于汇水区的低洼处，系统进水管可以有效收集降雨径流。安装旋流分离器，放入水泥浇筑的滤池墙体，放入滤料。最后安装进水管路、溢流管路、布水管路和出水管路，滤池出水口连接市政管网。

本装置的特点为：(1)相对传统砂滤池，旋流分离前池既能起到削减雨量、错峰滞洪的作用，又能将雨水中大量的悬浮颗粒物有效去除，避免其出水造成滤池堵塞。(2)相对传统滤池，改进的滤池滤料能有效去除初期雨水中的氮磷、重金属、细菌、病原体。(3)该系统占比面积小，不受地形条件限制，可适用于人口和建筑面积高、透水面积低的区域。

附图说明：

附图1为一种高通量面源污吸附拦截处理系统染结构图。附图标记：A：进水管；B：溢流装置；C：旋流分离器前池；D：溢流管；E：布水管；F：卵石填料层；G：土壤填料层；H：砂质填料层；I：活性炭填料层；J：出水管；K：水泥墙体；L：盖板；M：排砂管

具体实施方式：

本发明的实施例——降雨污染径流控制研究

为验证本系统对降雨径流污染物的拦截能力、处理效率，将本系统置于广东省广州市试点小区内。位于雨水管网前端开挖相应体积土方，将成型的旋流分离器前池、砂滤池墙体置于雨水管网前端，安置好相应布水设施。采集系统进水口、出水口水样，运回至实验室分析，实验室分析指标包括悬浮颗粒物浓度、CODCr、TN、TP。通过实验分析发现，该系统对悬浮颗粒物的去除效果高达95～98％、CODCr去除率为90～93％、TN去除率为80～85％、TP去除率为85～90％。通过现场实时监测发现，本系统在去除污染的同时可以很好的削减径流峰值、减少径流总量、可滞蓄大量径流。