一种水源地保护区公路径流收集及应急净化系统的制作方法

本发明涉及环境保护、水质净化技术领域，尤其涉及一种水源地保护区公路径流收集及应急净化系统。

背景技术：

随着公路网的不断完善，公路与周边环境的安全问题也逐渐显露出来，特别是高速公路在跨越水源地保护区等环境敏感区时，水环境保护的重要性不言而喻。大量专家学者研究表明，车辆在行驶期间会在路面遗留大量的污染物，主要包含废气类、油污类、重金属类，经雨水冲刷路面产生的路面径流若不经过处理直接排放，会对周围水域造成严重的影响。同时，运载各类危险品的车辆，若发生意外事故导致有毒有害物质泄露到保护区水域，更是一种不可逆转的伤害。所以，在公路建设不断推进的同时，必须对跨越水源地保护区的路面径流进行处理控制，使水质指标达到国家《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)ⅱ类、ⅲ类的排放标准，有效减低公路交通运营对水源地保护区的危害。

目前，对于公路径流的污染机理与处治，我国已开展了一些研究，但针对公路径流收集及应急净化系统的研究较少，尤其是针对水源地保护区等排放标准有严格要求区域的路面径流收集与应急净化系统几乎空白。鉴于以上原因，亟待设计一种水源地保护区公路径流收集与应急净化系统，以提高水源地保护区应急能力与解决水资源再利用的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种水源地保护区公路径流收集及应急净化系统。

为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：

鉴于现有技术的不足，本发明提供一种水源地保护区公路径流收集及应急净化系统。正常状况下路面径流经分流池初步沉淀、物理吸附池吸附隔离、应急储蓄池储蓄收集、植草生态池有序净化最终达到国家水质排放标准，后期径流可通过开启快速启闭阀门直接排入周围水域；应急状况下通过打开应急进水管将泄露的有毒有害液体直接排入应急储蓄池等待进一步处理，达到净化路面污水，有效解决水资源再利用问题，同时提高水源地保护区对由于公路运输产生的突发环境安全事件的应急能力，有效保护水源地保护区水质安全。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种水源地保护区公路径流收集及应急净化系统，包括分流池、物理吸附池、应急储蓄池以及植草生态池，所述分流池、物理吸附池、应急储蓄池和植草生态池依次串联连通，分流池上连通有路面径流进水管、后期径流出水管、分流池出水管以及分流池止回阀，其内设有快速启闭阀门。所述物理吸附池上连通有物理吸附池出水管，其内设有数层活性碳板。所述应急储蓄池上连通有应急储蓄池出水管和应急进水管，其内设有阀门井和双向放空阀。所述植草生态池上连通有植草生态池出水管，其内设有导流墙和细石挡板，池底部种植水生生态植物。

进一步的，所述快速启闭阀门正常状态为闭合状态，高度低于分流池上边缘，当遇到特大暴雨或直接排放后期径流时可开启快速启闭阀门。

进一步的，所述分流池上的分流池出水管连通物理吸附池，分流池出水管由分流池止回阀控制开闭，分流池止回阀只允许径流从分流池流入物理吸附池中，不允许径流从物理吸附池倒流回分流池中。

进一步的，所述物理吸附池设有悬浮物挡板，悬浮物挡板垂直于物理吸附池中的水流方向，固定在与物理吸附池水流方向平行的两面池壁上。悬浮物挡板底部与活性碳板顶面保持一定距离，形成过水通道，悬浮物挡板超出物理吸附池最高水位线一定高度。

进一步的，所述物理吸附池内设有数层活性炭板，活性碳板之间距离优选10cm-15cm。

进一步的，所述物理吸附池上的物理吸附池出水管连通应急储蓄池，物理吸附池出水管由物理吸附池止回阀控制开闭，物理吸附池止回阀只允许径流从物理吸附池流入应急储蓄池中，不允许径流从应急储蓄池倒流回物理吸附池中。

进一步的，所述应急储蓄池底部墙角处设有双向放空阀，双向放空阀具有快速排放物理吸附池或应急储蓄池中污水的功能。

进一步的，所述应急储蓄池上设有应急进水管，应急进水管正常状态下为闭合状态，应急状态下为开启状态。

进一步的，所述应急储蓄池上的应急储蓄池出水管连通植草生态池，应急储蓄池出水管由应急储蓄池止回阀控制开闭，应急储蓄池止回阀只允许径流从应急储蓄池流入植草生态池中，不允许径流从植草生态池倒流回应急储蓄池中。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的收集及应急净化系统结构简单，易于维护，能够对路面径流的前期污水和后期径流分别处理，有效提高水源地保护区对含重金属、油污类等路面径流的防控能力。

2、本发明将分流池、物理吸附池、应急储蓄池和植草生态池融为一体，处治效果佳，环保效果好。

3、本发明中前期路面径流进入物理吸附池，后期路面径流水质质量接近降水水质，快速启闭阀门开启后可直接由后期径流出水管排入周围水域，大大减小径流处理负荷。

4、本发明中物理吸附池中设有悬浮物挡板，使得物理吸附池具有隔离悬浮物功效。

5、本发明中所用的活性炭板便于获取并可循环利用。

6、本发明中，当路面发生意外事故，导致有毒有害液体泄漏时，应急人员可将应急进水管开启，直接将有毒有害液体排入到应急储蓄池中，防止有毒有害液体进一步扩散。

7、本发明中，导流墙可以改变径流在植草生态池中的流经，延长径流的净化时间，同时方便养护人员对水生生态植物的更新养护。

8、本发明中，分流池止回阀、物理吸附池止回阀和应急储蓄池止回阀将径流沿固定方向流动，消除了倒流及返混现象。

9、本发明中，细石挡板有效阻止细石因水体流动而不断迁移、堵塞植草生态池出水管的现象。

附图说明

下面结合附图和实施案例对本发明做进一步的说明。

图1为一种水源地保护区公路径流收集及应急净化系统平面布置图；

图2为图1ⅰ-ⅰ截面的剖面图；

图3为图1ⅱ-ⅱ截面的剖面图；

图4为部分路面排水边沟示意图。

在图中：1为分流池，2为物理吸附池，3为应急储蓄池，4为植草生态池，5为路面径流进水管，6为后期径流出水管，7为分流池出水管，8为分流池止回阀，9为快速启闭阀门，10为悬浮物挡板，11为物理吸附池止回阀，12为物理吸附池出水管，13为阀门井，14为双向放空阀，15应急储蓄池止回阀，16为应急储蓄池出水管，17为应急进水管，18为导流墙，19为细石挡板，20为植草生态池出水管，21为活性碳板，22为物理吸附池最高水位线,23为水生生态植物，24为粗石层，25为石仔层，26为石米层，27为排水边沟。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

参见图1-4。

本发明公开了一种水源地保护区公路径流收集及应急净化系统，包括分流池1、物理吸附池2、应急储蓄池3以及植草生态池4，所述分流池1、物理吸附池2、应急储蓄池3和植草生态池4依次串联连通，分流池1上连通有路面径流进水管5、后期径流出水管6、分流池出水管7以及分流池止回阀8，其内设有快速启闭阀门9。所述物理吸附池2上连通有物理吸附池出水管12，其内设有数层活性碳板21。所述应急储蓄池3上连通有应急储蓄池出水管16和应急进水管17，其内设有阀门井13和双向放空阀14。所述植草生态池4上连通有植草生态池出水管20，池底部种植水生生态植物23。

所述植草生态池4内设有导流墙18和细石挡板19。

所述快速启闭阀门9常态为闭合状态，高度低于分流池1上边缘。

所述分流池1上的分流池出水管7连通物理吸附池2，分流池出水管7由分流池止回阀8控制开闭，分流池止回阀8只允许径流从分流池1流入物理吸附池2中，不允许径流从物理吸附池2倒流回分流池1中。

所述物理吸附池2设有悬浮物挡板10，悬浮物挡板10垂直于物理吸附池2中的水流方向，固定在与物理吸附池2水流方向平行的两面池壁上。悬浮物挡板10底部与活性碳板21顶面保持一定距离，形成过水通道，悬浮物挡板10超出物理吸附池最高水位线22一定高度。

所述物理吸附池2内设有数层活性炭板21，活性碳板21之间距离优选10cm-15cm。

所述物理吸附池2上的物理吸附池出水管12连通应急储蓄池3，物理吸附池出水管12由物理吸附池止回阀11控制开闭，物理吸附池止回阀11只允许径流从物理吸附池2流入应急储蓄池3中，不允许径流从应急储蓄池3倒流回物理吸附池2中。

所述应急储蓄池3底部墙角处设有双向放空阀14，双向放空阀14具有快速排放物理吸附池2或应急储蓄池3中污水的功能。

所述应急储蓄池3上设有应急进水管17，应急进水管17正常状态下为闭合状态，应急状态下为开启状态。

所述应急储蓄池3上的应急储蓄池出水管16连通植草生态池4，应急储蓄池出水管16由应急储蓄池止回阀15控制开闭，应急储蓄池止回阀15只允许径流从应急储蓄池3流入植草生态池4中，不允许径流从植草生态池4倒流回应急储蓄池3中。

如图1至图4所示，一种水源地保护区公路径流收集及净化系统，包括分流池1、物理吸附池2，应急储蓄池3和植草生态池4。各池深度相同但其设计的出口深度不同，分流池出水管7、物理吸附池出水管12、应急储蓄池出水管16和植草生态池出水管20的高度均低于路面径流进水管5的高度，形成水位差利于水体流动，且分流池出水管12、应急储蓄池出水管16和植草生态池出水管20管口直径均相同,管口直径优选300mm。

如图4所示，正常状态下路面径流经排水边沟27汇集,底宽与沟深优选50cm，单向汇水长度优选300m-500m。为便于水体流动，排水边沟27纵坡坡度宜与路面纵坡坡度一致，并不小于0.3％，特殊路段允许降至0.1％。每段排水边沟27末端设有路面径流进水管5和应急进水管17，管口直径优选400mm。路面径流进水管5与分流池1连通，应急进水管17正常状态为闭合状态，应急状态下由应急人员开启。

如图1到图3所示，正常状态下路面径流通过排水边沟27从路面径流进水管5流入分流池1，较大的固体杂质沉于池底。分流池1整体呈长方形结构，兼有沉淀功能，设计长宽比不宜小于4，内部尺寸长、宽、高优选10m×2m×1.5m。分流池1内设有快速启闭阀门9，快速启闭阀门9与后期径流出水管6之间距离优选2m，分流池出水管7与快速启闭阀门9之间距离优选0.5m,且分流池出水管7高度低于快速启闭阀门9顶面高度。

如图1到图3所示，正常状态下当分流池1中的水位线达到分流池出水管7底面高度，由于物理吸附池2此时为空池状态，分流池止回阀8为开启状态，径流由分流池1通过分流池出水管7进入物理吸附池2。物理吸附池2内部尺寸长、宽、高优选8m×3m×1.5m，其内设有活性碳板21，活性碳板21之间距离优选10cm-15cm。悬浮物挡板10在物理吸附池2中靠近分流池出水管7和物理吸附池出水管12的位置对称布置，两挡板优选距离为6.8m-7.2m。

如图1到图3所示，正常状态下当物理吸附池2中的水位线达到物理吸附池出水管12底面高度，由于应急储蓄池3此时为空池状态，物理吸附池止回阀8为开启状态，径流由物理吸附池2通过物理吸附池出水管12进入应急储蓄池3。应急储蓄池出水管16与应急储蓄池3池底优选距离为0.6m-0.8m。由于危险品运输货车每次运输量一般不超过20m3，本实例应急所需收集容纳的事故水体积选取40m3(假使两辆危险品运输车在同一段排水边沟发生事故)。应急储蓄池3内部尺寸长、宽、高优选10m×6m×1.5m。应急进水管17宜与路面径流进水管5高度保持一致，同时为方便清洗人员清洗池身和将污水排出做进一步处理，应急储蓄池3底部墙角处设有双向放空阀14，可对物理吸附池2或应急储蓄池3中的污水迅速排出。

如图1到图3所示，正常状态下当应急储蓄池3中的水位线达到应急储蓄池出水管16底面高度，由于植草生态池4此时为空池状态，应急储蓄池止回阀15为开启状态，径流由应急储蓄池3通过应急储蓄池出水管16进入植草生态池4。植草生态池4内部尺寸长、宽、高优选8m×6.8m×1.5m。植草生态池4底部从下往上依次为直径30mm-50mm粗石层24，铺设厚度优选15cm、直径20mm-30mm石仔层25,铺设厚度优选25cm、直径5-8mm石米层26,铺设厚度优选10cm以及水生生态植物23，水生生态植物23优选纸莎草或美人蕉或梭鱼草或三者的组合。植草生态池内设有导流墙18，导流墙18之间优选距离为1.4m-1.6m、优选厚度为10cm-15cm，顶面高度宜与应急储蓄池出水管16顶面高度相同。导流墙18一端与池壁固定，另一端与池壁距离优选40cm-80cm。植草生态池内设有细石挡板19，优选高度为55cm-60cm,且与植草生态池出水管20之间优选距离为30cm-50cm。径流最终从植草生态池出水管20排出到周围水体。

具体的，上述收集及应急净化系统的技术原理为路面径流通过排水边沟27从路面径流进水管5流入分流池1中，较大的固体杂质沉于池底，固体杂质后期由清理人员清理运出，快速启闭阀门9正常状态为闭合状态，当遇到特大暴雨或直接排放后期径流时可开启快速启闭阀门9通过后期径流出水管6直接排放到周围水质。由于物理吸附池2此时为空池状态，分流池止回阀8为开启状态，径流由分流池1通过分流池出水管7进入物理吸附池2。物理吸附池2中设有活性碳板21，其具有吸附固体微粒、重金属等污染物特性，悬浮物挡板10超出物理吸附池最高水位线22一定距离，且悬浮物挡板10距离活性碳板21顶面一定距离，形成过水通道，使油污类等悬浮物进一步被控制在物理吸附池2中。由于应急储蓄池3此时为空池状态，物理吸附池止回阀11为开启状态，径流由物理吸附池2通过物理吸附池出水管12进入应急储蓄池3中。应急储蓄池3中设有阀门井13和双向放空阀14，双向放空阀14可对物理吸附池2或应急储蓄池3中的水进行快速排放以便清理。由于植草生态池4此时为空池状态，应急储蓄池止回阀15为开启状态，径流由应急储蓄池3通过应急储蓄池出水管16进入植草生态池4中。植草生态池4池底从下往上依次为粗石层24、石仔层25、石米层26和水生生态植物27，主要对径流中有毒有害物质和营养物质进行吸附和截取。植草生态池4中设有导流墙18，导流墙18顶面高度与应急储蓄池出水管16顶面高度相同，主要作用是延长径流在植草生态池4中有效净化时间，并方便养护人员后期对水生植物的养护。植草生态池4中设有细石挡板19，细石挡板19能有效阻止细石因径流流动而不断迁移、堵塞植草生态池出水管20的现象。

应急储蓄池3中设有与排水边沟相连的应急进水管17，应急进水管17正常状态为闭合状态，当路面发生突发事故导致有毒有害液体泄漏时由应急人员直接打开，并关闭物理吸附池出水管12和应急储蓄池出水管16，污水在应急储蓄池3经过初步处理后抽出运送到相关部门作进一步处理。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。