一种用于雨污径流污染治理的雨水处理装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及雨污径流污染处理技术领域，特别涉及一种用于雨污径流污染治理的雨水处理装置及其方法。
【背景技术】
[0002]长期以来人们一直认为造成水体污染的主要原因是点源污染(如各种各样的工业废水、大型养殖场的养殖废水、城市集中生活污水等)，没有认识到面源污染(如城市降雨地表径流、农田废水、零散农村生活污水等)的严重性，其中降雨造成的雨污径流污染，特别是降雨初期的雨污径流污染对水环境的威胁尤为严重，其主要污染因子是垃圾、SS(悬浮颗粒物)和C0D (化学需氧量)。随着我国城市化水平的提高，城市、乡镇不透水地面的面积不断上升，当降雨产生时，不仅径流量大大增加，而且径流冲刷会携带大量的污染物，这些污染物来自分散的大面积土地，它与区域的自然状况和降雨过程密切相关，所以径流污染的形成具有较大的突发性、随机性、偶然性和广泛性，污染负荷时空变化幅度大，控制和处理的难度大。
[0003]现有对雨污径流的治理主要存在几个问题:(1)许多城镇没有完善的管网系统和污水处理厂，雨污径流没有经过任何处理就直排入天然水体；(2)雨污径流为B0D5含量较低的特有水质，难以满足传统水处理工艺理想的营养平衡式的要求，同时由于其径流流量和浓度变化大，也对城市污水处理厂的正常运行造成了一定的压力；(3)现有大部分的排水管网还是以合流制排水管网为主，如果要改造成分流制，需要庞大的资金和人力物力，很难实现；即使分流制后，雨水或者直接排入天然水体，或者进行统一收集处理。而对于雨污径流降雨初期污染严重，中后期污染轻的特点来看，统一收集处理占地面积很大，建设费用昂贵，浪费资源。
【发明内容】
[0004]为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于雨污径流污染治理的雨水处理装置，通过该装置对雨水进行处理后，雨水可直接排入天然水体，有效减少雨污径流污染。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案为:
[0006]—种用于雨污径流污染治理的雨水处理装置，包括相连接的沉淀井和过滤井，沉淀井的井壁上设有进水口，进水口通过进水管外接雨水进水器；沉淀井的井壁上还设有布水口，沉淀井通过布水口与过滤井相通，布水口所处的深度大于进水口所处的深度，进水口和布水口之间还设有隔网；过滤井内设有布水板，布水板所处的深度大于布水口所处的深度，布水板下方设有滤材，过滤井底部设有用于层托滤材的层托板，层托板下方为架空层，架空层设有出水口，出水口通过出水管外接排水管网；整个雨水处理装置埋于地下。
[0007]上述雨水处理装置中，其沉淀井及过滤井的优选结构有以下两种:
[0008](1)所述沉淀井为长方体结构，过滤井有2个，分别设于沉淀井两侧，各个过滤井结构相同，各过滤井内的布水板分别由第一布水板和第二布水板拼接组成，第一布水板设于过滤井内与沉淀井相接的一侧，第二布水板设于过滤井内另一侧，第一布水板的布水孔孔径小于第二布水板的布水孔孔径；在过滤井内，滤材为一体结构。
[0009]所述架空层内设有溢流管，溢流管穿过滤材，且溢流管的出口位于布水板与滤材之间的空间，第二布水板上设有溢流口。
[0010]上述结构中，第一布水板的布水孔孔径小于第二布水板的布水孔孔径，其作用是当雨污径流流量较小时，防止上层污水在经过第一布水板时就已完全被分布，从而保证上层污水在滤材上的分布均匀。
[0011 ] 该结构的雨水处理装置在地下埋深较深，但占地面积较小。
[0012](2)所述沉淀井为长方体结构，过滤井有1个，设于沉淀井一侧；在过滤井内，滤材为并排设置的三层结构，从与沉淀井相接的过滤井一侧到过滤井另一侧，依次为第一滤层、第二滤层和第三滤层，第一滤层与第二滤层之间设有第一隔板，第一滤层与第二滤层底部相通，第二滤层与第三滤层之间设有将其完全隔开的第二隔板；第一滤层和第三滤层上分别设置布水板，第二隔板顶部所处深度大于第一滤层的布水板所处深度，且小于第三滤层的布水板所处深度。
[0013]所述架空层设于第三滤层下方，架空层内设有至少一个溢流管，各个溢流管分别穿过第三滤层和其对应的布水板，溢流口设于布水板上。
[0014]该结构的雨水处理装置在地下的埋深较浅，但占地面积较大。
[0015]上述用于雨污径流污染治理的雨水处理装置中，所述布水板为PVC板，布水板上均匀布置有布水孔，各布水孔的孔径为4?10mm ;所述层托板为钢筋混凝土预制板，层托板厚度为50?80mm，层托板上均勾布置有过水孔，各过水孔的孔径为12?20mm。
[0016]所述沉淀井或过滤井的井壁为砖墙结构、钢筋混凝土预制板结构、PVC板结构或金属板结构中的一种；所述滤材为河沙、碎石或陶粒的一种或多种。
[0017]本发明的雨水处理装置使用时，其雨水净化原理为:雨污径流在地表通过雨水进水器的收集并拦截掉大型垃圾，流经进水管，进入沉淀井，首先通过隔网拦截大块垃圾，然后进行简单沉降，待沉淀井中的上层污水漫至布水口时，通过布水口进入过滤井，布水板拦截中型漂浮物垃圾的同时把污水均匀的分布在滤材中，滤材根据当地容易取得的前提，可以选择河沙+碎石或者其他组合，污水通过滤材的物理过滤和滤材中微生物的降解作用达到净化水质的目的。其中，过滤井为上述第(1)种结构时，污水自上而下过滤；过滤井为上述第(2)种结构时，污水通过第一隔板和第二隔板的作用曲折过滤，先往下后往上再往下。污水过滤净化后得到的滤液在架空层中由出水管排出，出水管根据当地的排水管网情况进行连接然后排入天然水体。滤材中安装了溢流管，当雨污径流流量小或者流量大的初期时，污水全部经过滤材净化水质，而雨污径流流量大时的中后期污水会因为来不及通过布水板进入滤材而由溢流管直接进入架空层，此时的污水污染程度很轻，不经过净化也可以直接排入天然水体。架空层和溢流管的组合不但可以为污水的顺利过滤通气，还可以为滤材中的微生物降解复氧，提高微生物的降解效率，减少滤材的堵塞。
[0018]本发明的雨水处理装置中，出水管与排水管网的连接形式主要有以下几种:
[0019]1、出水管可以与不完善管网的排水管连接后排入天然水体，或者直接排入天然水体。2、出水管可以与合流制管网的排水管、沙井连接后排入天然水体，或者与合流制管网的排水管、沙井连接后，在进入当地污水处理厂时，不经过处理经由其他管道排入天然水体，这样可以减轻污水处理厂的负荷，不扰乱污水处理厂的运行。3、出水管可以与分流制管网的雨水排水管网连接，不需要再经过统一处理就可以直接排入天然水体，或者前期污水统一再深度处理，中后期污水直接排入天然水体，这样可以避免大规模雨水统一处理设施的建设，造成浪费。
[0020]本发明通过上述装置可实现一种用于雨污径流污染治理的雨水处理方法，包括以下步骤:
[0021](1)雨水进水器收集雨水后，雨水通过进水管进入沉淀井；
[0022](2)雨水进入沉淀井后，先通过隔网除去雨水中带有的大块垃圾，然后雨水在沉淀井井底逐渐沉积，雨水中的污泥沉积于沉淀井井底，上层污水从井壁的布水口进入过滤井;
[0023](3)上层污水进入过滤井后，先通过布水板分布，再经过滤材进行物理过滤和微生物降解，得到的滤液通过出水管从出水口送至排水管网。
[0024]当过滤井内的滤材为一体结构时，所述步骤(3)具体为:上层污水进入过滤井后，布水板去除上层污水中的漂浮物，同时将上层污水均匀分布到滤材中，上层污水经过滤材进行物理过滤和微生物降解，过滤后得到的滤液进入架空层，通过出水管从出水口送至排水管网。
[0025]相对于现有技术，本发明的有益效果为:
[0026](1)本发明的雨水处理装置占地面积小，建造灵活，可根据接纳雨污径流水量来确定建造尺寸，造价低，与原有管网连接灵活，结构简单却能很好的针对雨污径流污染的特点来净化水质。
[0027](2)采用本发明的雨水处理装置及其方法对污水进行快速过滤处理时，速度快，效率高；通过滤料过滤和微生物的降解作用，污水净化效果明显，SS去除率可达85%左右，C0D去除率可达60%左右。
[0028](3)本发明的雨水处理装置管理方便，平时只要环卫工人定期清理清