基于lid理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种基于LID理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统。该系统依靠在吹填土体顶部及内部设置的四个透水层（透水路面层、煤粉截留层、改性滤料层、地下出流层），及前期用于排水固结地基处理的全透性竖向排水体，在雨水下渗的过程中对含煤雨水进行净化、排放。透水路面层铺设于地表作为路面结构；其下设煤粉截留层，用于去除含煤雨水中的固体颗粒；再其下设改性滤料层，用于去除微量重金属元素；借助前期地基处理遗留的竖向排水体（如塑料排水板和软式透水管），含煤雨水继续下渗，并在吹填淤泥的碱性环境中得以进一步净化，最后通过地下出流层排入附近海域。本实用新型实现吹填煤堆场雨水的生态处理和清洁排放，总体经济效益明显。
【专利说明】基于LID理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种，特别涉及一种基于低影响开发(LowlmpactDevelopment,简称LID)理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统。
【背景技术】
[0002]吹填形成的煤码头是沿海地区人工围海造地的产物。由于其非自然性，对环境必不可少地会造成负面影响。煤码头的堆场占地面积大，降雨形成的地表径流含有大量煤颗粒，污染性高，对周边海域的影响较大，处理达标后方可排放。
[0003]目前，一些大型中转煤码头的含煤雨水处理往往采用常规的处理模式，即设置排水沟对含煤污水进行收集，然后排至煤污水储水池，再送至含煤污水处理厂，达标后排放或进行中水回用。
[0004]常规的处理模式有很多不足之处。地表径流的收集需要铺设较多的管道沟渠，建造储水池和污水处理厂占用较大的场地，耗费大量资金购买设备、聘请员工，且需对设备进行定期的检修维护。这样常规的处理模式占用的资源、人力、物力、财力均较大，造价较高，且处理工序复杂，需要使用多种药剂，易造成二次污染。
[0005]因此有必要开发一种成本低且效率高的煤堆场地表雨水径流处理模式。
实用新型内容
[0006]有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种成本低且效率高的煤堆场雨水处理系统，该系统能实现对煤雨水进行渗透、过滤、除污和出流。
[0007]本实用新型是通过以下技术方案来实现的:
[0008]本实用新型提供的基于LID理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统依靠在吹填土体顶部及内部设置的四个透水层，以及前期用于排水固结地基处理的全透性竖向排水体(如塑料排水板和软式透水管)，在雨水下渗的过程中对含煤雨水进行净化、排放。这四个透水层从上到下依次为透水路面层、煤粉截留层、改性滤料层和地下出流层。
[0009]所述透水路面层为铺设于煤堆场地表的路面结构，用于地表径流下渗，并截留含煤雨水中的大颗粒固体和初步去除部分微量重金属；
[0010]所述煤粉截留层设置于透水路面下用于进一步去除含煤雨水中的固体颗粒；
[0011]所述改性滤料层设置于煤粉截留层下用于过滤煤雨水中的微量重金属元素；
[0012]所述经过过滤后的含煤雨水借助前期排水固结地基处理遗留的全透性竖向排水体继续下渗，并在吹填淤泥的碱性环境中进一步排除重金属，进而流入到地下出流层；
[0013]所述地下出流层将净化后的含煤雨水排入附近海域。
[0014]进一步，所述全透性竖向排水体在前期排水固结地基处理过程中设置于吹填淤泥中，用于排水固结。
[0015]进一步，所述透水路面层为可以去除微量重金属离子的透水路面，用于将含煤雨水中大颗粒固体阻挡于表面，堆场表面形成的初期雨水通过透水路面能顺利进入煤粉截留层。
[0016]进一步，所述煤粉截留层为级配填料层，可以进一步去除含煤雨水中的固体颗粒。
[0017]进一步，所述改性滤料层为用于去除煤雨水中重金属的改性滤料构成。
[0018]进一步，所述改性滤料层下还设置有砂垫层。所述砂垫层已在前期地基处理过程中设置于吹填淤泥顶部，用于排水固结。
[0019]进一步，所述地下出流层为吹填砂层。所述吹填砂层在淤泥吹填过程中设置。所述吹填砂层在吹填过程中设置，所述吹填砂层的最终底高程在设计低水位之上。
[0020]进一步，所述全透性竖向排水体从砂垫层向下延伸设置于吹填淤泥中，并穿过地下出流层。所述全透性竖向排水体可根据实际条件选用，即利于排水固结，又利于排放雨水，如混合使用塑料排水板和软式透水管。
[0021 ] 进一步，所述全透性竖向排水体在水头差作用下向地下出流层排放内部的雨水。
[0022]进一步，所述地下出流层将净化后的煤雨水在水头差作用下排向堆场周边的可透水性围堰。
[0023]进一步，所述净化后的煤雨水通过所述可透水性围堰流入附近海域。
[0024]本实用新型的有益效果在于:本实用新型将LID理念运用到含煤雨水的处理过程中，结合吹填陆域常规的排水固结地基处理技术，使受到污染的雨水能够透过堆场的表面自然下渗，尽量恢复雨水的天然下渗过程，同时借助几个透水层以及吹填淤泥的碱性环境，对雨水进行生态化、低碳化的处理，在净化后排入附近海域中。使用透水路面材料增强地表透水性和去除大颗粒固体；使用级配填料进一步去除颗粒物；使用改性滤料去除重金属；充分利用前期地基处理中闲置下来的竖向排水体形成下渗通道；利用吹填土淤泥的碱性性质营造碱性环境，去除重金属；考虑到沿海地区涨落潮规律，巧妙利用潮差快速排水。从而实现含煤污水的自然下渗、过滤、除污及清洁排放等过程。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中:
[0026]图1为基于LID理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统概念示意图；
[0027]图2为基于LID理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统局部A详图。
[0028]图中，1、透水路面层；2、煤粉截留层；3、改性滤料层；4、地下出流层；5、砂垫层；6、全透性竖向排水体；7、吹填淤泥；8、煤堆场；9、抛石围堰；10、原泥面；11、设计高水位；12、设计低水位。
【具体实施方式】
[0029]以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
[0030]图1为基于LID的吹填港区煤堆场8雨水处理概念示意图，图2为基于LID理念的吹填港区煤堆场8雨水处理系统局部A详图。其中，LID为低影响开发，Low ImpactDevelopment,简称LID。如图所示:本实用新型提供的基于LID的吹填港区煤堆场雨水处理系统，从上到下依次设置有透水路面层1、煤粉截留层2、改性滤料层3和地下出流层4 ；[0031]所述透水路面层I为设置于煤堆场地表的透水路面，用于地表径流下渗，并截留含煤雨水中的大颗粒固体和初步去除部分微量重金属；
[0032]所述煤粉截留层2设置于透水路面层I下，用于进一步去除含煤雨水中的固体颗粒;
[0033]所述改性滤料层3设置于煤粉截留层2下，用于过滤煤雨水中的微量重金属元素；
[0034]所述经过过滤后的煤雨水通过全透性竖向排水体6继续下渗，并在吹填淤泥的碱性环境中进一步排除重金属，所述全透性竖向排水体6采用间隔设置的全透性塑料排水板和全透性软式透水管；本实施例中的全透性竖向排水体6采用塑料排水板和软式透水管。
[0035]所述塑料排水板和软式透水管是全透性水管，在前期排水固结地基处理过程中间隔设置于吹填淤泥中，从砂垫层5中向下延伸。
[0036]所述塑料排水板和软式透水管穿过地下出流层，在水头差作用下向地下出流层排放内部的雨水。
[0037]所述地下出流层4在水头差作用下将净化后的雨水排向堆场周边的抛石围堰。
[0038]所述雨水进而通过所述抛石围堰排入海域。
[0039]所述透水路面层I为可以去除微量重金属离子的透水路面，用于将含煤雨水中大颗粒固体阻挡于表面，堆场表面形成的初期雨水通过透水路面能顺利进入煤粉截留层2。所述透水路面层I可采用Eco Stone或其他类似透水路面材料构成。
[0040]所述煤粉截留层2为级配填料层。
[0041]所述改性滤料层3为用于去除煤雨水中重金属的改性滤料构成。
[0042]所述改性滤料层3下还设置有砂垫层5。所述砂垫层5已在前期地基处理过程中设置于吹填淤泥顶部，用于排水固结。
[0043]所述地下出流层4为吹填砂层。所述吹填砂层在淤泥吹填过程中设置。所述吹填砂层的设置应充分考虑淤泥排水固结的沉降效果，其最终高程应在设计低水位12之上，以提闻排水效率。
[0044]所述塑料排水板、软式透水管、地下出流层处于吹填淤泥的碱性环境中，含煤雨水中的重金属得以进一步清除；
[0045]所述透水路面层1、改性滤料层3和吹填淤泥7均具有去除重金属的作用。
[0046]本实施例中的改性滤料采用在石英砂表面增加一层铁氧化物的涂层来形成改性滤料，这个改性滤料对砷的去除率十分高，既降低砷的浓度，也充当结构层，起到双重利用的效果。
[0047]通过调节Eco Stone之间填料粒径的大小,将含煤雨水中大于0.075mm的固体颗粒阻挡于Eco-stone层表面，这些固体颗粒中绝大部分为煤炭颗粒，它们将被清扫收集进而重新利用；而小于0.075mm的则随雨水继续往下渗。
[0048]对塑料排水板、软式透水管进行二次利用，在打设塑料排水板的同时也打设软式透水管，软式透水管和塑料排水板均可作为竖向排水通道。软式透水管口径较大，排水效果较好，但其造价比塑料排水板高，间隔铺设这两种材料，让其在前期为软土地基排水固结服务，后期为雨水下渗后顺利排放服务。
[0049]利用吹填淤泥的碱性环境去除部分金属离子。吹填淤泥具有较高的碱性，镉、铬等金属离子在碱性条件下要生成沉淀，因此含煤雨水在下渗过程中可以利用淤泥的碱性环境
进一步排除重金属离子。
[0050]抛石围堰9具有透水性，可提高排水效率。抛石围堰9是在原泥面10上形成一个具有坡度的堤坝，该堤坝能承受的设计高水位11在设计低水位12之上。
[0051]利用潮差提高处理后的雨水排放速度，利用砂层把海水与煤堆场8地下水连通，形成一个连通器。落潮时，利用潮差形成的落差使软管、排水板里的水快速排入海里，提高了排水效率。
[0052]实现分层吹填技术的多重利用。采用吹填砂层不仅增加了地基排水固结的速度，同时作为雨水出流层排水。
[0053]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过参照本实用新型的优选实施例已经对本实用新型进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围。
【权利要求】
1.基于LID理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统，其特征在于:从上到下依次设置有四个透水层:透水路面层、煤粉截留层、改性滤料层和地下出流层； 所述透水路面层为铺设于煤堆场地表的路面结构，用于地表雨水径流的下渗，并初步截留含煤雨水中的大颗粒固体和去除部分微量重金属； 所述煤粉截留层设置于自然下渗层下，用于进一步去除含煤雨水中的固体颗粒； 所述改性滤料层设置于煤粉截留层下，用于过滤去除含煤雨水中的微量重金属元素； 所述经过过滤后的含煤雨水通过前期用于排水固结地基处理的全透性竖向排水体继续下渗，并在吹填淤泥的碱性环境中进一步排除重金属，进而流入到地下出流层； 所述地下出流层将净化后的煤雨水排流入附近海域。
2.根据权利要求1所述的基于LID理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统，其特征在于:所述全透性竖向排水体已在前期地基处理过程中设置于吹填淤泥中，用于排水固结。
3.根据权利要求1所述的基于LID理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统，其特征在于:所述透水路面层将含煤雨水中的大颗粒固体阻挡于表面，堆场表面初期雨水能初步排除部分重金属，并顺利透过透水路面层进入煤粉截留层。
4.根据权利要求1所述的基于LID理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统，其特征在于:所述煤粉截留层为级配填料层，可以进一步去除含煤雨水中的固体颗粒。
5.根据权利要求1所述的基于LID理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统，其特征在于:所述改性滤料层由改性滤料构成，用于去除含煤雨水中的重金属。
6.根据权利要求1所述的基于LID理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统，其特征在于:所述改性滤料层下还设置有砂垫层；所述砂垫层已在前期地基处理过程中设置于吹填淤泥顶部，用于排水固结。
7.根据权利要求1所述的基于LID理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统，其特征在于:所述全透性竖向排水体从砂垫层中向下延伸设置。
8.根据权利要求1所述的基于LID理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统，其特征在于:所述地下出流层为设置在吹填淤泥中的吹填砂层；所述吹填砂层在吹填过程中设置，所述吹填砂层的最终高程在设计低水位之上。
9.根据权利要求1所述的基于LID理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统，其特征在于:所述全透性竖向排水体穿过地下出流层，在水头差作用下向地下出流层排放内部的雨水。
10.根据权利要求1所述的基于LID理念的吹填港区煤堆场雨水处理系统，其特征在于:所述地下出流层将净化后的煤雨水排流入附近海域。
【文档编号】E03F1/00GK203613628SQ201320832560
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】李怡, 段玉静, 杨楠, 陈波, 戴黔梅, 吴林键, 秦宇, 孙雨涵, 周晓朋, 舒丹 申请人:李怡