申請日2014.02.28
公開(公告)日2015.10.21
IPC分類號C02F9/14
摘要
本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于雨水管網(wǎng)的陽臺廢水、初期雨水凈化器及凈化方法，方法包括：(1)來自雨水進(jìn)水管的雨水或陽臺廢水經(jīng)第一清理井截留后，進(jìn)入沉砂區(qū)，第一清理井下方的落葉格柵籃收集雨水中的落葉;(2)在沉砂區(qū)進(jìn)行一次沉砂凈化處理后的水由沉砂區(qū)的上部溢流進(jìn)微生物凈化區(qū)內(nèi)，流經(jīng)微生物凈化填料層，微生物凈化填料層底部曝氣，進(jìn)行二次凈化處理;(3)二次凈化處理由微生物凈化填料層的下方進(jìn)入沉渣區(qū)，沉渣后向上流經(jīng)微生物填料過濾層，進(jìn)行三次凈化，最后從微生物填料過濾層上方的凈水排放口排出。本發(fā)明用于老小區(qū)現(xiàn)有雨水管網(wǎng)改造，解決現(xiàn)有陽臺廢水納入雨水管網(wǎng)直排到內(nèi)河，造成城市河道及水系富營養(yǎng)化污染的技術(shù)問題。
權(quán)利要求書
1.一種應(yīng)用于雨水管網(wǎng)的陽臺廢水、初期雨水凈化器，包括雨水進(jìn) 水管和雨水出水管，其特征在于，還包括污水處理池，所述污水處理池內(nèi) 沿水流方向分隔為依次連通的沉砂區(qū)、微生物凈化區(qū)和過濾排放區(qū);
所述沉砂區(qū)的上方設(shè)置第一清理井，該第一清理井側(cè)壁連通雨水進(jìn)水 管和雨水出水管，底部連通沉砂區(qū)，第一清理井的底部帶有落葉格柵籃;
所述微生物凈化區(qū)包括：
微生物凈化填料層，該微生物凈化填料層的上方與沉砂區(qū)連通;
曝氣區(qū)，位于微生物凈化填料層的下方，底部帶有曝氣裝置，該曝氣 裝置外接供氧風(fēng)機(jī);
所述過濾排放區(qū)包括：
沉渣區(qū)，與所述曝氣區(qū)連通;
微生物填料過濾層，位于沉渣區(qū)上方，微生物填料過濾層上方帶有凈 水排放口，該凈水排放口的設(shè)置位置低于雨水進(jìn)水管和雨水出水管;
所述微生物凈化區(qū)的上方設(shè)有第一檢查井，第一檢查井的底部連通至 所述微生物凈化區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)用于雨水管網(wǎng)的陽臺廢水、初期雨水凈化 器，其特征在于，所述沉砂區(qū)與微生物凈化區(qū)的連通處設(shè)有細(xì)渣柵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)用于雨水管網(wǎng)的陽臺廢水、初期雨水凈化 器，其特征在于，所述沉砂區(qū)的上方設(shè)有第二清理井，第二清理井的底部 連通所述沉砂區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)用于雨水管網(wǎng)的陽臺廢水、初期雨水凈化 器，其特征在于，所述曝氣裝置包括供氧風(fēng)管和曝氣管，供氧風(fēng)管貫穿第 一檢查井延伸至微生物凈化填料層的下方，連接供氧風(fēng)機(jī)與位于微生物填 料層下方的曝氣管，供氧風(fēng)管上且位于第一檢查井處設(shè)置開度可調(diào)的閥 門。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)用于雨水管網(wǎng)的陽臺廢水、初期雨水凈化 器，其特征在于，所述過濾排放區(qū)的上方設(shè)有第二檢查井，第二檢查井的 底部連通至所述過濾排放區(qū)。
6.一種利用權(quán)利要求1所述陽臺廢水、初期雨水凈化器進(jìn)行陽臺廢 水、初期雨水凈化方法，其特征在于，包括如下步驟：
(1)來自雨水進(jìn)水管的雨水或陽臺廢水經(jīng)第一清理井截留后，進(jìn)入 沉砂區(qū)，第一清理井下方的落葉格柵籃收集雨水中的落葉;
(2)在沉砂區(qū)進(jìn)行一次沉砂凈化處理后的水由沉砂區(qū)的上部溢流進(jìn) 微生物凈化區(qū)內(nèi)，流經(jīng)微生物凈化填料層，微生物凈化填料層底部曝氣， 進(jìn)行二次凈化處理;
(3)二次凈化處理后的水由微生物凈化填料層的下方進(jìn)入沉渣區(qū)， 沉渣后的水向上流經(jīng)微生物填料過濾層，進(jìn)行三次凈化，三次凈化后的水 從微生物填料過濾層上方的凈水排放口排出。
說明書
一種應(yīng)用于雨水管網(wǎng)的陽臺廢水、初期雨水凈化器及凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及資源與環(huán)境保護(hù)全領(lǐng)域，主要涉及市政雨水的處理領(lǐng)域， 具體涉及一種應(yīng)用于雨水管網(wǎng)的陽臺廢水、初期雨水凈化器及凈化方法。
背景技術(shù)
一般居民住宅都有兩套下水系統(tǒng)：一套是污水管網(wǎng)系統(tǒng)，另一套則是 雨水管網(wǎng)系統(tǒng)。居民住宅中廁所、廚房產(chǎn)生的污水由污水管道直接流入城 市污水處理廠處理，而經(jīng)陽臺排水管所收集的雨水和陽臺廢水則進(jìn)入了雨 水管網(wǎng)系統(tǒng)。
例如，公開號為CN102838210A的中國發(fā)明申請公開了一種市政初 期雨水污染物螺旋式原位凈化裝置。包括與常規(guī)雨水口連通的溢流分配 井，溢流分配井兩側(cè)各設(shè)有一個雨水滯留小室，溢流分配井經(jīng)過水管與雨 水滯留小室相通，溢流分配井設(shè)置可調(diào)溢流堰，雨水滯留小室內(nèi)部放置懸 浮生物填料球，所述的溢流分配井井內(nèi)壁呈螺旋體狀，所述雨水滯留小室 分六層，呈迷宮腸道式，上部設(shè)計(jì)成曲管，并環(huán)繞溢流分配井。
按照原先的設(shè)計(jì)理念，陽臺不會有大量的廢水產(chǎn)生，因此普遍是和雨 水管連接。但是，隨著時代變化，陽臺的“角色”悄悄發(fā)生了變化，市民都 習(xí)慣將洗衣機(jī)、清洗池搬上陽臺，“這些含磷的洗衣水，通過雨水管道， 中間不會經(jīng)過污水處理廠處理，就直接排入了內(nèi)河。
由于洗滌用洗衣粉、肥皂等去污材料中含有大量化學(xué)元素，流入河道 后會造成河水“富營養(yǎng)化”，會導(dǎo)致水中藻類瘋長，水體發(fā)綠發(fā)黑，而且會 使水體含氧量急劇下降，影響魚類等水生生物的生存，市區(qū)河道水質(zhì)的降 低。以杭州市為例，河道中的最大污染源不是工業(yè)污水，而是陽臺廢水。 陽臺廢水約占到杭州城區(qū)河道總污染源的50%，污水量約占總污水量的 30%。收納陽臺廢水的雨水管網(wǎng)成為河道的主要污染源和整治對象。
有關(guān)方面提出將“陽臺加裝污水管”作為全國標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制執(zhí)行，但也只 能對新建小區(qū)起到作用，且僅適用于已實(shí)現(xiàn)雨污分管的地區(qū)(主要是郊 區(qū))，對于中心城區(qū)，目前有不少地方仍是“雨污合管”，所有下水道全部 通向污水處理廠，住宅小區(qū)也就沒有加裝陽臺污水管的必要了。對于數(shù)量 更多的老小區(qū)，只能靠引導(dǎo)居民改變洗衣習(xí)慣來改變目前的現(xiàn)狀，讓所有 居民都把陽臺上的洗衣機(jī)搬回屋內(nèi)，顯然不現(xiàn)實(shí)，而等到老小區(qū)綜合改造 時再加裝陽臺污水管，進(jìn)程太慢。
若按照傳統(tǒng)的方法，將收納了陽臺廢水的雨水管直接送入污水管網(wǎng)及 處理系統(tǒng)，一方面現(xiàn)有小區(qū)用地緊張改造工作難度大的問題，改造后，若 遭遇雨水量大的時候會給城市污水處理廠帶來較大的負(fù)荷沖擊，影響污水 處理廠的正常運(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種應(yīng)用于雨水管網(wǎng)的陽臺廢水、初期雨水凈化器及凈化 方法，用于老小區(qū)現(xiàn)有雨水管網(wǎng)改造，解決現(xiàn)有陽臺廢水納入雨水管網(wǎng)直 排到內(nèi)河，造成城市河道及水系富營養(yǎng)化污染的技術(shù)問題。
一種應(yīng)用于雨水管網(wǎng)的陽臺廢水、初期雨水凈化器，包括雨水進(jìn)水管 和雨水出水管，還包括污水處理池，所述污水處理池內(nèi)沿水流方向分隔為 依次連通的沉砂區(qū)、微生物凈化區(qū)和過濾排放區(qū);
所述沉砂區(qū)的上方設(shè)置第一清理井，該第一清理井側(cè)壁連通雨水進(jìn)水 管和雨水出水管，底部連通沉砂區(qū);
所述微生物凈化區(qū)包括：
微生物凈化填料層，該微生物凈化填料層的上方與沉砂區(qū)連通;
曝氣區(qū)，位于微生物凈化填料層的下方，底部帶有曝氣裝置，該曝氣 裝置外接供氧風(fēng)機(jī);
所述過濾排放區(qū)包括：
沉渣區(qū)，與所述曝氣區(qū)連通;
微生物填料過濾層，位于沉渣區(qū)上方，微生物填料過濾層上方帶有凈 水排放口，該凈水排放口的設(shè)置位置低于雨水進(jìn)水管和雨水出水管。
來自雨水進(jìn)水管的雨水或陽臺廢水經(jīng)第一清理井截留后，進(jìn)入沉砂 區(qū);在沉砂區(qū)進(jìn)行一次沉砂凈化處理后的水由沉砂區(qū)的上部溢流進(jìn)微生物 凈化區(qū)內(nèi)，流經(jīng)微生物凈化填料層，微生物凈化填料層底部曝氣，進(jìn)行二 次凈化處理;二次凈化處理后的水由微生物凈化填料層的下方進(jìn)入沉渣 區(qū)，沉渣后的水向上流經(jīng)微生物填料過濾層，進(jìn)行三次凈化，三次凈化后 的水從微生物填料過濾層上方的凈水排放口排出。
本發(fā)明可以自由選擇場地富余的點(diǎn)位截?cái)喱F(xiàn)有雨水管道，雨水進(jìn)水管 和雨水出水管為現(xiàn)有雨水管網(wǎng)的雨水管道，現(xiàn)有雨水管道標(biāo)高不變，設(shè)置 第一清理井，第一清理井底部標(biāo)高設(shè)置在現(xiàn)有雨水管道底標(biāo)高0.3～0.5m 下方，現(xiàn)有雨水管被第一清理井截?cái)嗪笮纬杀景l(fā)明中的雨水進(jìn)水管和雨水 出水管，第一清理井底部挖空并向下延伸設(shè)置污水處理的污水處理池。
凈水排放口的位置低于雨水進(jìn)水管和雨水出水管的位置，凈水排放口 與雨水進(jìn)、出水口之間形成緩沖液位差區(qū)，當(dāng)雨水流量過大時，該緩沖液 位差區(qū)可以對雨水進(jìn)行一部分的分流。
作為優(yōu)選，所述第一清理井的底部帶有落葉格柵籃。被第一清理井截 斷后的雨水中帶有的落葉等殘?jiān)稍撀淙~格柵籃收集，并進(jìn)行定期清理。
由第一清理井上游現(xiàn)有雨水進(jìn)水管的來水，由于在第一清理井處被截 斷，流入第一清理井，并通過重力自流，流經(jīng)第一清理井底部進(jìn)入沉砂區(qū)。 不同來水量時在此區(qū)域完成預(yù)處理和分流(沉砂區(qū)、緩沖液位差區(qū)、第一 清理井和雨水進(jìn)、出水管一起構(gòu)成分流預(yù)處理區(qū))，水量特大時，陽臺廢 水、雨水(含初雨)經(jīng)沉降后溢出液位差緩沖區(qū)及第一清理井原雨水管道 底標(biāo)高，經(jīng)由雨水出水管排放，從雨水出水管(原雨水管)排放的為經(jīng)過 過濾和沉降后的廢水。
作為優(yōu)選，所述沉砂區(qū)與微生物凈化區(qū)的連通處設(shè)有細(xì)渣柵。該細(xì)格 柵進(jìn)一步攔截雨水中的雜物，進(jìn)行生化處理前的最后一步預(yù)處理。
作為優(yōu)選，所述沉砂區(qū)的上方設(shè)有第二清理井，第二清理井的底部連 通所述沉砂區(qū)。第二清理井用于清理緩沖液位差區(qū)和落葉格柵籃中的落葉 等雜物。落葉籃可采用為常規(guī)雜物籃，為PP材質(zhì)網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，兩側(cè)帶把手， 由環(huán)衛(wèi)工人定期清理。
作為優(yōu)選，所述微生物凈化區(qū)的上方設(shè)有第一檢查井，第一檢查井的 底部連通至所述微生物凈化區(qū)。
該檢查井為圓形裝置，頂標(biāo)高超出地面0.5m，底標(biāo)高與污水處理池頂 標(biāo)高平齊。第一檢查井用于檢檢查和維修微生物凈化區(qū)內(nèi)的各安裝部件。
曝氣裝置包括供氧風(fēng)管和曝氣管，供氧風(fēng)管貫穿第一檢查井延伸至微 生物凈化填料層的下方，連接供氧風(fēng)機(jī)與位于微生物填料層下方的曝氣 管，供氧風(fēng)管上且位于第一檢查井處設(shè)置開度可調(diào)的閥門。作為優(yōu)選，所 述過濾排放區(qū)的上方設(shè)有第二檢查井，第二檢查井的底部連通至所述過濾 排放區(qū)。
第二檢查井用于檢查和維修過濾排放區(qū)內(nèi)的各安裝部件。
第二檢查井位于生物過濾填料區(qū)上部，該檢查井為圓形裝置，頂標(biāo)高 超出地面0.5m，底標(biāo)高與污水處理池頂標(biāo)高平齊。
所述微生物凈化調(diào)料層結(jié)構(gòu)為常規(guī)水處理設(shè)施填料結(jié)構(gòu);所述微生物 填料過濾層多采用顆粒物料填料，為常規(guī)水處理填料結(jié)構(gòu)。
所述凈水排放口連接凈水排放管，凈水排放管頂標(biāo)高與污水處理設(shè)施 池頂標(biāo)高平齊，在低于現(xiàn)有雨水管道的高程上、平行于現(xiàn)有雨水管道設(shè)置， 并適當(dāng)放坡。
作為優(yōu)選，所述污水處理池內(nèi)由第一折流擋板和第二折流擋板將污水 處理池分隔為沉砂區(qū)、微生物凈化區(qū)和過濾排放區(qū)，即：第一折流板位于 沉砂區(qū)和微生物凈化區(qū)之間，所述細(xì)格柵固定在該第一折流板的頂部與污 水處理池的頂壁之間;第二折流板位于微生物凈化區(qū)和過濾排放區(qū)之間， 所述第二折流板包括上、下兩塊，上、下折流板之間的空隙構(gòu)成曝氣區(qū)與 沉渣區(qū)之間的廢水流通道。
第一折流擋板頂部低于池頂標(biāo)高1.0～1.5m，便于安裝細(xì)格柵;第二折 流板的上折流板頂部與池頂平齊，下部與微生物凈化區(qū)底標(biāo)高及過濾排放 區(qū)底標(biāo)高平齊;下折流擋板高度相對較小，從池底往上砌筑，第二折流擋 板的上、下折流擋板之間的中空部分形成廢水流通道，廢水流通道的高度 為0.5～1.0m。
本發(fā)明反應(yīng)器主要分為如下幾部分：
(1)分流構(gòu)造。分流構(gòu)造主要功能是將陽臺廢水、初期雨水引入凈 化器處理后排放或?qū)⒊跗谟晁獾挠晁至骱笾苯优欧拧＞唧w由雨水進(jìn)水 管、雨水出水管，凈水排放管，緩沖液位差區(qū)組成�，F(xiàn)有雨水進(jìn)水管、現(xiàn) 有雨水出水管是將現(xiàn)有雨水管中間截?cái)嗪笮纬傻膬筛艿�，�?biāo)高近似相 等，凈水排放管是一根標(biāo)高低于現(xiàn)有雨水管的管道，由此形成緩沖液位差 區(qū)，由該區(qū)實(shí)現(xiàn)陽臺廢水、初期雨水的分流。
(2)凈化構(gòu)造。凈化構(gòu)造主要功能是將分流后的陽臺廢水、初期雨 水進(jìn)行凈化。具體由預(yù)處理區(qū)、生物凈化區(qū)兩部分組成。
預(yù)處理區(qū)內(nèi)設(shè)置落葉格柵籃、細(xì)渣柵、沉砂區(qū)。落葉格柵籃用以攔截 枯枝落葉等大型垃圾，細(xì)渣柵用以攔截小型垃圾，沉砂區(qū)用以沉淀砂石以 及顆粒物。
生物凈化區(qū)內(nèi)設(shè)置微生物凈化填料層、微生物填料過濾層、供氧曝氣 管、沉渣區(qū)。微生物凈化填料層是核心處理區(qū)，安裝微生物填料，富集用 以凈化的微生物實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物及氨氮的處理，供氧曝氣管外接供氧風(fēng) 機(jī)，為微生物填料提供氧氣，微生物填料過濾層是安裝間距緊密的微生物 填料區(qū)，主要作用是過濾水體，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步凈化，沉渣區(qū)是用以沉淀微生 物體的殘留物。
(3)檢查井。設(shè)置四個檢查井，用以清理落葉格柵籃、沉砂、沉渣 以及維修檢查。
(4)風(fēng)機(jī)。多個凈化器可以共同配備一臺風(fēng)機(jī)，通過閥門實(shí)現(xiàn)風(fēng)量 分配;距離不允許的情況下，單個凈化器配備一臺。
本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用于雨水管網(wǎng)的陽臺廢水、初期雨水凈化方 法，包括如下步驟：
(1)來自雨水進(jìn)水管的雨水或陽臺廢水經(jīng)第一清理井截留后，進(jìn)入 沉砂區(qū)，第一清理井下方的落葉格柵籃收集雨水中的落葉;
(2)在沉砂區(qū)進(jìn)行一次沉砂凈化處理后的水由沉砂區(qū)的上部溢流進(jìn) 微生物凈化區(qū)內(nèi)，流經(jīng)微生物凈化填料層，微生物凈化填料層底部曝氣， 進(jìn)行二次凈化處理;
(3)二次凈化處理后的水由微生物凈化填料層的下方進(jìn)入沉渣區(qū)， 沉渣后的水向上流經(jīng)微生物填料過濾層，進(jìn)行三次凈化，三次凈化后的水 從微生物填料過濾層上方的凈水排放口排出。
本發(fā)明的方法優(yōu)選通過本發(fā)明如前所述的裝置完成。
本發(fā)明具有如下技術(shù)效果：
(1)所發(fā)明的裝置，適用于現(xiàn)有雨水管網(wǎng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)改 造，并且節(jié)點(diǎn)上進(jìn)出水管的標(biāo)高沒有改變，改造后即使停用本凈化器，也 能讓雨水管網(wǎng)系統(tǒng)按照原系統(tǒng)正常運(yùn)行，)技術(shù)安全，解決陽臺廢水的處 理，但不改變現(xiàn)有雨水管網(wǎng)系統(tǒng)。
(2)用地條件寬裕，安裝節(jié)點(diǎn)靈活度高。凈化器安裝位置可以在雨 水管網(wǎng)系統(tǒng)末端的任何位置，可以幾個區(qū)分別安裝，也可以幾個區(qū)匯集后 單獨(dú)安裝，可以避開建筑密集區(qū)、地下設(shè)施密集區(qū)，如寬闊的綠化帶，河 岸邊，由于凈化器為地埋式，所以，安裝完畢后，上面仍然能恢復(fù)綠化或 步行道路，特殊需求下，結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，凈化器上面還能行車或停車場。
(3)維護(hù)管理簡單。維護(hù)管理節(jié)點(diǎn)主要是包括落葉格柵籃清理、沉 砂區(qū)與沉渣區(qū)的清理以及風(fēng)機(jī)維修。目前現(xiàn)狀，這些落葉、大型垃圾、砂、 懸浮物如果直接流入河道，則清理程序復(fù)雜，且費(fèi)用極高，除了每天打撈， 還要定期截流清淤，維護(hù)工程浩大;通過凈化器將這些垃圾截流在固定的 特定的區(qū)域，清理這些垃圾的方法，直接采用市政檢查井的維護(hù)管理方法， 安全簡單;風(fēng)機(jī)則是一種成熟設(shè)備，維護(hù)簡單，并且在距離允許的前提下， 很多凈化器可以共用一臺風(fēng)機(jī)，因此風(fēng)機(jī)的維護(hù)數(shù)量極少。
(4)處理效率高。生物處理法是成熟的凈水技術(shù)，可靠的應(yīng)用于污 水處理，并且凈化器設(shè)置物理方法作為預(yù)處理屏障，提高了生化處理效率， 實(shí)現(xiàn)有機(jī)物與氨氮的達(dá)標(biāo)排放。
(5)運(yùn)行成本低。凈化器以生物法為核心凈化技術(shù)，是迄今為止所 有水處理技術(shù)中公認(rèn)的最經(jīng)濟(jì)方法，運(yùn)行成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于化學(xué)氧化法、物理 化學(xué)法、物理過濾法等。
(6)投資節(jié)省。不需要投入大面積的雨污分流的管網(wǎng)建設(shè)，尤其是 避免了老小區(qū)的建筑、其它管線、道路的重復(fù)建設(shè)。
(7)凈化徹底，二次污染少。采用生化處理法能夠?qū)⑽廴疚锝到鈴?底，只需要處理好原本就要處理的垃圾與沉渣，生化剩余污泥則屬于安全 廢物，可直接用于周邊綠化用肥。
