CN105601042A

CN105601042A - 一种带有生态植被槽的复合型污染物综合处理系统

Info

Publication number: CN105601042A
Application number: CN201610025878.XA
Authority: CN
Inventors: 徐阳; 张微
Original assignee: Qin Sen Gardens Shanghai Ltd Co
Current assignee: Qin Sen Gardens Shanghai Ltd Co
Priority date: 2016-01-15
Filing date: 2016-01-15
Publication date: 2016-05-25

Abstract

本发明公开了一种带有生态植被槽的复合型污染物综合处理系统，该系统包括雨水收集装置，所述雨水收集装置包括池体，在所述池体上设有进水管、格栅、溢流堰和排泥管，所述格栅设置在进水管的进水口处，所述溢流堰的底面标高高于进水管的顶面标高，排泥管设置在池体的底部，所述排泥管排出的底泥进入电化学反应池进行处理，初期雨水经雨水收集装置雨污分流后，澄清液通过溢流堰进入调节反应池进行处理，所述调节反应池后连接有一级或多级人工湿地处理系统。本发明能够有效地去除初期雨水中的悬浮颗粒、有机污染物以及重金属离子、病原体等有害物质。

Description

一种带有生态植被槽的复合型污染物综合处理系统

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种带有生态植被槽的复合型污染物综合处理系统。

背景技术

随着大气污染和地面污染的加重，雨水中的污染物含量越来越多，特别是初期雨水，其富含悬浮颗粒物、COD、重金属离子等污染物，有些地区的初期雨水的水质指标甚至超过了城市生活污水的标准，初期雨水的妥善处理问题十分重要。

随着我国城镇化进度的加快，与之发展速度不匹配的排水系统问题也随之暴露出来，对初期雨水有效处理，恰当蓄存暴雨时的初期雨水可有效缓解城市排水系统的压力，减少城市内涝灾害发生造成的损失。大力推进建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”，节约水资源，保护和改善城市生态环境，促进生态文明建设。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种带有生态植被槽的复合型污染物综合处理系统，能够有效地去除初期雨水中的悬浮颗粒、有机污染物以及重金属离子、病原体等有害物质。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种带有生态植被槽的复合型污染物综合处理系统，该系统包括雨水收集装置，所述雨水收集装置包括池体，在所述池体上设有进水管、格栅、溢流堰和排泥管，所述格栅设置在进水管的进水口处，所述溢流堰的底面标高高于进水管的顶面标高，排泥管设置在池体的底部，所述排泥管排出的底泥进入电化学反应池进行处理，初期雨水经雨水收集装置雨污分流后，澄清液通过溢流堰进入调节反应池进行处理，所述调节反应池后连接有一级或多级人工湿地处理系统；所述调节反应池为钢砼结构、玻璃钢结构或ABS塑料结构，调节反应池的长、宽之间的比例为3：1~5：1，在调节反应池中设有用于向调节反应池提供纳微米气泡的微孔陶瓷曝气装置，所述微孔陶瓷曝气装置包括进气管、进气阀门、压缩气囊、出气阀门、陶瓷芯、曝气砂头，空气通过进气管被抽进压缩气囊，经压缩的气体通过出气阀门喷入陶瓷芯，变为500nm-5μm的纳微米级的气泡，纳微米级的气泡再通过曝气砂头进入调节反应池中，调节反应池中的COD去除率为70-73%，BOD去除率为60-65%，清淤率为20-22%，纳微米级的气泡的产生增加了调节反应池中的氧含量，使水中的好养细菌和微生物消耗更多的COD、BOD、淤泥等富营养化物质。

所述池体为钢砼结构或玻璃钢结构。

所述格栅倾斜设置在池体中，所述倾斜角α为60~70°。

所述电化学反应池为玻璃钢结构，在反应池两端分别设有阳极棒和阴极棒，在所述阳极棒和阴极棒之间施加0.1~1.0mA/cm²的直流电形成直流电场，污泥中带电颗粒分别向阳极棒和阴极棒移动并被吸附；在直流电作用下，水溶的或吸附在污泥表面的污染物根据各自所带电荷的不同向不同的电极方向运动，水以电渗析的方式在介质中流动，污泥中的污染物被带到阳极附近，被阳极产生的H⁺在移动过程中打破污染物与介质的结合，这样将溶解到介质中的污染物迁移到污泥表层，通过电化学和电动力学复合作用，污泥中带电颗粒在电场内移动，在电极附近富集或收集回收，电极反应在阳极、阴极分别产生大量的H⁺和OH^-,使电极附近的pH值分别下降和上升,产生的H⁺和OH^-在电场作用下向另一端电极移动,在移动过程中生成水会引起pH跃阶，会影响污染物溶解度、形态及吸附性能，从而影响电动修复效果，如锌在酸性条件下以金属阳离子存在Zn²⁺,在碱性条件下以金属酸根ZnO₂ ^2-存在，在pH跃阶处，生成氢氧化物沉淀；Ca²⁺、Mg²⁺在酸性条件下从污泥中溶出。

所述人工湿地处理系统为人工湿地处理系统，所述人工湿地处理系统包括植物丛、覆盖土层、种植土层、砂滤层、填料层、穿孔排水管和溢流管，所述植物丛由鸢尾、千屈菜、铜钱草、水葱、灯心草、花叶芦竹组成，植物从的植被高度范围为50~100cm；所述覆盖土层由鹅卵石和树皮组成；所述种植土层的厚度为20~60cm，种植土层由平均粒径均为5~20mm的营养土和砂砾组成；所述砂滤层的厚度为4~5cm，砂滤层中组分的粒径为0.2~0.5mm,砂滤层中砂子含量为60%~85%，余量为粘土；所述填料层由煤渣或砂石组成，所述填料层的厚度为30~40cm，填料层的粒径为5~8cm，填料层的渗透系数不小于10^-5m/s。

所述穿孔排水管的管径为DN20~DN25，管材为PVC材质或PP材质。

所述溢流管的管径为DN20~DN25。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：①当初期雨水依次通过雨水收集装置、电化学反应池、调节反应池、一级或多级人工湿地处理系统后通过拦截、微生物降解、吸附、电化学反应，能够有效地去除初期雨水中的悬浮颗粒、有机污染物以及重金属离子、病原体等有害物质；②采用电化学法对金属的去除效果较好，所需的耗能也较低，去除过程中不需要添加任何对环境不利的物质；③缓解城市排水压力，增加城市蓄水能力，为植物、昆虫提供生存活动的空间，调节环境温湿度，改善区域环境气候，有效节约水资源，净化水质，促进水的循环利用，保护生态环境；④本装置可充分利用原有设施，投资成本小，维护管理方便；与周遭环境相和谐，形成一定的景观，带给人美的享受。

附图说明

图1为本发明平面布置的示意图。

图2为本发明立面布置的示意图。

图3为本发明的局部放大图。

图4为本发明雨水收集装置的立面示意图。

图5为本发明电化学反应池的示意图。

图6为本发明调节反应池的示意图。

图7为本发明人工湿地处理系统的示意图。

图8为本发明微孔陶瓷曝气装置的结构示意图。

附图标记：

1－进水管；2－格栅；3－池体；4－溢流堰；5－排泥管；6－阴极棒；7－阳极棒；8－电化学反应池；9－调节反应池；10－纳微米级的气泡；11－微孔陶瓷曝气装置；12－出水管；13－植物从；14－覆盖土层；15－配置土壤；16－砂滤层；17－填料；18－穿孔排水管；19－溢流管；20－人工湿地处理系统；21－进气管；22－进气阀门；23－压缩气囊；24－出气阀门；25－陶瓷芯；26－曝气砂头；27－雨水口；28－雨水管；29－人行道；30－绿化带；31－道路中心线；32－车行道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行说明：

实施例1

如图1-8所示，本实施例带有生态植被槽的复合型污染物综合处理系统，该系统包括雨水收集装置，所述雨水收集装置包括池体3，在所述池体3上设有进水管1、格栅2、溢流堰4和排泥管5，所述格栅2设置在进水管的进水口处，所述溢流堰4的底面标高高于进水管1的顶面标高，排泥管5设置在池体3的底部，所述排泥管5排出的底泥进入电化学反应池8进行处理，初期雨水经雨水收集装置雨污分流后，澄清液通过溢流堰4进入调节反应池9进行处理，所述调节反应池9后连接有一级或多级人工湿地处理系统20，所述人工湿地处理系统20为人工湿地处理系统，所述人工湿地处理系统包括植物丛13、覆盖土层14、种植土层15、砂滤层16、填料层17、穿孔排水管18和溢流管19，所述植物丛13由鸢尾、千屈菜、铜钱草、水葱、灯心草、花叶芦竹组成，植物从的植被高度范围为50cm；所述覆盖土层14由鹅卵石和树皮组成；所述种植土层15的厚度为20cm，种植土层15由平均粒径均为5mm的营养土和砂砾组成；所述砂滤层16的厚度为4cm，砂滤层16中组分的粒径为0.2mm,砂滤层16中砂子含量为60%，余量为粘土；所述填料层17由煤渣或砂石组成，所述填料层的厚度为30cm，填料层的粒径为5cm，填料层17的渗透系数不小于10^-5m/s；所述电化学反应池8为玻璃钢结构，在反应池两端分别设有阳极棒7和阴极棒6，在所述阳极棒7和阴极棒6之间施加0.1mA/cm²的直流电形成直流电场，污泥中带电颗粒分别向阳极棒7和阴极棒6移动并被吸附；在直流电作用下，水溶的或吸附在污泥表面的污染物根据各自所带电荷的不同向不同的电极方向运动，水以电渗析的方式在介质中流动，污泥中的污染物被带到阳极附近，被阳极产生的H⁺在移动过程中打破污染物与介质的结合，这样将溶解到介质中的污染物迁移到污泥表层，通过电化学和电动力学复合作用，污泥中带电颗粒在电场内移动，在电极附近富集或收集回收；所述调节反应池9为钢砼结构，调节反应池的长、宽之间的比例为3：1，在调节反应池9中设有用于向调节反应池9提供纳微米气泡的微孔陶瓷曝气装置11，该微孔陶瓷曝气装置包括进气管21、进气阀门22、压缩气囊23、出气阀门24、陶瓷芯25、曝气砂头26，空气通过进气管21被抽进压缩气囊23，经压缩的气体通过出气阀门24喷入陶瓷芯25，变为500nm的纳微米级的气泡，纳微米级的气泡再通过曝气砂头26进入调节反应池中，经检测，调节反应池中的COD去除率为70%，BOD去除率为60%，清淤率为20%。

作为优选，本实施例中池体3为钢砼结构或玻璃钢结构，格栅2倾斜设置在池体3中，所述倾斜角α为60°。

为满足排水的需要，本实施例中穿孔排水管18的管径为DN20，管材为PVC材质，溢流管19的管径为DN20。

本实施例中该系统还包括道路中心线31，在道路中心线31两侧对称设有车行道32、雨水管28、绿化带30和人行道29，在绿化带30和人行道29上均设有雨水口27，本实施例中道路的坡度为1.5%。

为满足实际需要，人工湿地处理系统可以增设为两级或者更多级。

实施例2

如图1-8所示，本实施例带有生态植被槽的复合型污染物综合处理系统，该系统包括雨水收集装置，所述雨水收集装置包括池体3，在所述池体3上设有进水管1、格栅2、溢流堰4和排泥管5，所述格栅2设置在进水管的进水口处，所述溢流堰4的底面标高高于进水管1的顶面标高，排泥管5设置在池体3的底部，所述排泥管5排出的底泥进入电化学反应池8进行处理，初期雨水经雨水收集装置雨污分流后，澄清液通过溢流堰4进入调节反应池9进行处理，所述调节反应池9后连接有一级或多级人工湿地处理系统20，所述人工湿地处理系统20为人工湿地处理系统，所述人工湿地处理系统包括植物丛13、覆盖土层14、种植土层15、砂滤层16、填料层17、穿孔排水管18和溢流管19，所述植物丛13由鸢尾、千屈菜、铜钱草、水葱、灯心草、花叶芦竹组成，植物从的植被高度范围为100cm；所述覆盖土层14由鹅卵石和树皮组成；所述种植土层15的厚度为60cm，种植土层15由平均粒径均为20mm的营养土和砂砾组成；所述砂滤层16的厚度为5cm，砂滤层16中组分的粒径为0.5mm,砂滤层16中砂子含量为85%，余量为粘土；所述填料层17由煤渣或砂石组成，所述填料层的厚度为40cm，填料层的粒径为8cm，填料层17的渗透系数不小于10^-5m/s；所述电化学反应池8为玻璃钢结构，在反应池两端分别设有阳极棒7和阴极棒6，在所述阳极棒7和阴极棒6之间施加1.0mA/cm²的直流电形成直流电场，在底泥中通入KCL溶液作为导电介质，污泥中带电颗粒分别向阳极棒7和阴极棒6移动并被吸附；在直流电作用下，水溶的或吸附在污泥表面的污染物根据各自所带电荷的不同向不同的电极方向运动，水以电渗析的方式在介质中流动，污泥中的污染物被带到阳极附近，被阳极产生的H⁺在移动过程中打破污染物与介质的结合，这样将溶解到介质中的污染物迁移到污泥表层，通过电化学和电动力学复合作用，污泥中带电颗粒在电场内移动，在电极附近富集或收集回收；所述调节反应池9为玻璃钢结构，调节反应池的长、宽之间的比例为5：1，在调节反应池9中设有用于向调节反应池9提供纳微米气泡的微孔陶瓷曝气装置11，该微孔陶瓷曝气装置包括进气管21、进气阀门22、压缩气囊23、出气阀门24、陶瓷芯25、曝气砂头26，空气通过进气管21被抽进压缩气囊23，经压缩的气体通过出气阀门24喷入陶瓷芯25，变为5μm的纳微米级的气泡，纳微米级的气泡再通过曝气砂头26进入调节反应池中，调节反应池中的COD去除率为73%，BOD去除率为65%，清淤率为22%。

作为优选，本实施例中池体3为钢砼结构或玻璃钢结构，格栅2倾斜设置在池体3中，所述倾斜角α为70°。

为满足排水的需要，本实施例中穿孔排水管18的管径为DN25，管材为PP材质，溢流管19的管径为DN25。

作为更进一步优选，在本实施例中调节反应池中设有两套套微孔陶瓷曝气装置11，增加处理效果。

为满足实际需要，人工湿地处理系统增设为两级或者更多级。

以上所述的实施例只是本发明的较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所述的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在保护范围内。

Claims

1.一种带有生态植被槽的复合型污染物综合处理系统，其特征在于：该系统包括雨水收集装置，所述雨水收集装置包括池体（3），在所述池体（3）上设有进水管（1）、格栅（2）、溢流堰（4）和排泥管（5），所述格栅（2）设置在进水管的进水口处，所述溢流堰（4）的底面标高高于进水管（1）的顶面标高，排泥管（5）设置在池体（3）的底部，所述排泥管（5）排出的底泥进入电化学反应池（8）进行处理，初期雨水经雨水收集装置雨污分流后，澄清液通过溢流堰（4）进入调节反应池（9）进行处理，所述调节反应池（9）后连接有一级或多级人工湿地处理系统（20）；所述电化学反应池（8）为玻璃钢结构，在反应池两端分别设有阳极棒（7）和阴极棒（6），在所述阳极棒（7）和阴极棒（6）之间施加0.1~1.0mA/cm²的直流电形成直流电场，污泥中带电颗粒分别向阳极棒（7）和阴极棒（6）移动并被吸附；所述调节反应池（9）为钢砼结构、玻璃钢结构或ABS塑料结构，调节反应池的长、宽之间的比例为3：1~5：1，在调节反应池（9）中设有用于向调节反应池（9）提供纳微米气泡的微孔陶瓷曝气装置（11），所述微孔陶瓷曝气装置包括进气管（21）、进气阀门（22）、压缩气囊（23）、出气阀门（24）、陶瓷芯（25）、曝气砂头（26），空气通过进气管（21）被抽进压缩气囊（23），经压缩的气体通过出气阀门（24）喷入陶瓷芯（25），变为500nm-5μm的纳微米级的气泡，纳微米级的气泡再通过曝气砂头（26）进入调节反应池中，调节反应池中的COD去除率为70-73%，BOD去除率为60-65%，清淤率为20-22%。

2.根据权利要求1所述的带有生态植被槽的复合型污染物综合处理系统，其特征在于：所述池体（3）为钢砼结构或玻璃钢结构。

3.根据权利要求1所述的初期雨水处理系统，其特征在于：所述格栅（2）倾斜设置在池体（3）中，所述倾斜角α为60~70°。

4.根据权利要求1所述的带有生态植被槽的复合型污染物综合处理系统，其特征在于：所述人工湿地处理系统（20）为人工湿地处理系统，所述人工湿地处理系统包括植物丛（13）、覆盖土层（14）、种植土层（15）、砂滤层（16）、填料层（17）、穿孔排水管（18）和溢流管（19），所述植物丛（13）由鸢尾、千屈菜、铜钱草、水葱、灯心草、花叶芦竹组成，植物从的植被高度范围为50~100cm；所述覆盖土层（14）由鹅卵石和树皮组成；所述种植土层（15）的厚度为20~60cm，种植土层（15）由平均粒径均为5~20mm的营养土和砂砾组成；所述砂滤层（16）的厚度为4~5cm，砂滤层（16）中组分的粒径为0.2~0.5mm,砂滤层（16）中砂子含量为60%~85%，余量为粘土；所述填料层（17）由煤渣或砂石组成，所述填料层的厚度为30~40cm，填料层的粒径为5~8cm，填料层（17）的渗透系数不小于10^-5m/s。

5.根据权利要求1所述的带有生态植被槽的复合型污染物综合处理系统，其特征在于：所述穿孔排水管（18）的管径为DN20~DN25，管材为PVC材质或PP材质。

6.根据权利要求1-5任一所述的带有生态植被槽的复合型污染物综合处理系统，其特征在于：所述溢流管（19）的管径为DN20~DN25。