专利名称：一种坡岸截留强化处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于环保技术领域，具体涉及一种坡岸截留强化处理装置。
背景技术：
随着我国城市化水平的发展进程加快，可渗透地面的面积比例越来越小，由暴雨径流产生的城市面源污染已成为受纳水体水环境污染的主要来源之一。城市面源污染是污染物晴天的积累，随雨天径流的汇集与输移，最后进入收纳水体造成污染这一过程的不断循环，因径流中包含有大量的污染物，其初期径流产生的污染负荷较高；同时，由于城市中土地不透水面积比例高，致使暴雨径流具有来势猛、水量大、水质差，污染具有突发性、随机性、冲击性强等特点。而当径流中污染物进入水体后,容易造成水体富营养化,水质恶化,并使水体生态系统发生变化。因此，由面源引起的水环境污染已成为当前城市水环境综合治理中亟待解决的主要问题之一。目前，国内外积极开展了对城市面源污染控制的研究，应用较广泛的工程技术措施有植被过滤带、滞留/持留系统、人工湿地、渗透系统、过滤系统等，这些工程技术在应用中都取得了良好的除污效果，但还存在许多不足植被过滤带是非常简单、有效地暴雨径流治理措施，但其对污染物的去除机理却很复杂，草作为最常用的植物，具有较高的除污效率，但草的种类、密度及叶片的尺寸、形状、柔韧性、结构等都会影响污染物的去除效果；滞留和持留系统包括塘、地下水池、涵管、储水罐等，而地下储水设备一般修建费用较高，清理维护相对困难；对于结构较复杂的塘，径流入口、种植植物及其地形也会对其水文状况产生影响；人工湿地技术被广泛用于暴雨径流的处理，在污染物的去除中起到了重要的作用，但必须针对暴雨径流的特点进行合理设计，避免湿地的堵塞，同时需要在旱季或雨季对水位等进行调节保证湿地植物的正常生长；渗透系统通常包括渗坑、渗渠、多孔路面等，渗坑中的基质材料需要进行不定期的更换，以免污染地下水；渗渠的容积有限，故主要处理高频率小流量的暴雨径流及不透水地表的初期径流，在高密度建筑群的城市区域内，渗渠功能会有所下降；多孔路面对重金属和有毒有机物等的去处效果都很明显，但由于多孔路面的孔隙较小，在颗粒物含量较高的地区易发生堵塞，需要比较好的维护条件；过滤系统多用于处理初期径流或较小汇水面积上的重污染径流，但若维护不当则易堵塞，在应用时应避免大流量径流的冲击，以延长其使用寿命。虽然城市面源污染控制技术种类较多，但都面临着占地面积大等缺点，若采用组合式技术方法，可充分利用各种技术的优势，弥补各自的缺点，是城市面源污染控制中的理想技术手段。新型坡岸截留强化处理技术方法就是将滨岸缓冲带技术和潜流湿地技术有机的结合起来，达到污染控制和效益的最大化。
发明内容本实用新型的目的在于提出一种坡岸截留强化处理装置。本实用新型提出的坡岸截留强化处理装置，由上行流隔板I、砂土层2、基质层3、土壤层4、植被层5、下行流隔板6、防渗膜8和速透基质层9组成，其中植被层5处于砂土层2之上，基质层3位于砂土层2和土壤层4之间，上行流隔板I、下行流隔板6交替布设于基质层3内，上行流隔板I与下行流隔板6的间距为l-2m，砂土层2上设有速透基质层9，基质层3与土壤层4之间设有防渗膜8，基质层3底部设有穿孔集水管12。本实用新型中，基质层3靠近河道10 —侧处设有水利挡墙7。本实用新型中，水利挡墙7透水，出水可直接经由水利挡墙7出水；若水利挡墙7不透水，水利挡墙7每隔I 5m布设有排水管，与设置于基质层3底部的穿孔集水管12连接，穿孔集水管12开孔直径为I 10mm，间距为5 500mm，穿孔集水管12与垂线夹角O 360度，穿孔集水管12可选用PVC管、钢管或铸铁管等材质的一种或多种组配。本实用新型中，所述砂土层2的透水速率必须保证径流具有下渗能力且具有径流能力，其砂、土的配比为I 0. 25 I 10o本实用新型中，所述基质层3可根据地形沿河道方向顺坡按Θ角度铺设；若采用Θ铺设、且出水口高度H低于基质铺设起始高度h时，基质层3底部段可采用水平或小于Θ角度铺设，以保证出水口高度H至少高于基质铺设起始高度h O. 25m。本实用新型中，所述上行流隔板I和下行流隔板6根据基质层3的高度确定其高度，一般其底部埋设深度应距基质层3底部IOmm以上，以便上、下两区流水通畅；若区域较长时可增加上行流隔板和下行流隔板，将基质层分成四个区或更多区，一般I 2m长度增设一个区，各区为上行流挡板I、下行流挡板6顺序依次布设；其材质可选用PVC板、木板、水泥板等隔水材质的一种或多种组配。本实用新型中，所述基质层3可以根据所需要达到的污染物去除效果选择不同的基质种类，可选择砂土、砂粒、瓜子片、砾石、沸石、陶粒、煤灰渣、高炉渣或钢渣中的一至多种组合。本实用新型中，所述基质层3的高度为50 1200mm，基质粒径为O. 5 IOOmm中的一种或多种组配。本实用新型中，所述速透基质层9透水速率为砂土层2透水速率的I. 5 10倍，其宽度范围为I 50cm,其布设位置为距出水端1/10L 2/3L处。(基质种类选择这段话还是要的)本实用新型中，所述空气导管11用于向基质层3传输氧气，空气导管11的直径选用I 50cm,布设密度为O. I 3根/m2,其材质可选用PVC管、钢管或铸铁管等材质的一至多种组配。本实用新型中，所述植被层5所选的植物为旱生或水生植物，具体可以为百慕大草、金鸡菊、草皮、香蒲、芦苇、美人蕉、香根草、灯芯草、旱伞草或芦竹等中一至几种组合。本实用新型的工作过程如下当城市面源径流量小于等于O. 036 m3/(m2*h)时，污染水形成潜流，污染水流经砂土层2后下渗进入基质层3，整个基质层3由上行流隔板I、下行流隔板6交替排列分为若干个区，污染水先进入位于上行流隔板I前的上区后，通过上行流隔板I上部狭缝进入位于上行流隔板I与下行流隔板6之间的区域，再从下行流隔板6下部狭缝进入下区，最后通过出水口进入河道10 ；当城市面源径流量大于O. 036 m3/(m2*h)时，污染水形成表面流及潜流，污染水部分下渗，其余部分沿砂土层2进行表面流，通过空气导管向基质层3补气，确保基质层3的需氧量部分下渗污染水流经砂土层2后下渗进入基质层3，处于基质层3的污水先进入位于上行流隔板I前的上区后，通过上行流隔板I上部狭缝不时之需进入位于上行流隔板I与下行流隔板6之间的区域，再从下行流隔板6下部狭缝进入下区，通过出水口进入河道；表面流的污染水径流流至速透基质层9时，也通过出水口进入河道10 ;基质层3中城市面源污染水中的有机物、氮、磷可通过过滤、沉淀、植物吸收、土壤及基质的吸附、微生物作用被去除，从而达到强化处理的效果。本实用新型具有如下优点(1)设施简单可行；(2)处理效果短程、高效；(3)在达到一定的处理效果前提下，节约紧缺的土地资源；(4)后期维护工作简单。本实用新型首次将滨岸缓冲带技术和潜流湿地技术有机结合，为解决城市面源污染提供了新的处理方法。
图I为本实用新型的结构图示。图中标号1为上行流隔板、2为砂土层、3为基质层、4为土壤层、5为植被层、6为下行流隔板、7为水利挡墙，8为防渗膜，9为速透基质层，10为河道，11为空气导管，12为集水管。
具体实施方式
下面通过结合附图进一步描述本实用新型。实施例I :如图I所示，本装置由上行流隔板I、砂土层2、基质层3、土壤层4、植被层5、下行流隔板6、防渗膜8、速透基质层9、空气导管11和集水管12组成，植被层5种植于砂土层2上方，基质层3处于砂土层2和土壤层4之间，上行流隔板I、下行流隔板6交替布设于基质层3内，上行流隔板I与下行流隔板6的间距为l-2m，砂土层2上设有速透基质层9，基质层3与土壤层4之间设有防渗膜8，基质层3底部设有穿孔集水管12。基质层3靠近河道10 —侧处设有水利挡墙7。砂土层2的砂、土的配比为I :0. 25 I :10。基质层3高度为50 1200mm，所述速透基质层9透水速率为砂土层2透水速率的I. 5 10倍，其宽度范围为I 50cm，其布设位置为距出水端1/10L 2/3L处。所述空气导管11用于向基质层3传输氧气，空气导管11的直径选用I 50cm,布设密度为O. I 3根/m2,其材质可选用PVC管、钢管或铸铁管等材质的一至多种组配。植被层5所选的植物为百慕大草、金鸡菊、草皮、香蒲、芦苇、美人蕉、香根草、灯芯草、旱伞草或芦竹等中一至几种组合。当城市面源径小于等于O. 036 m3/(m2*h)时，污染水流经砂土层2后下渗进入基质层3，整个基质层3由上行流隔板I和下行流隔板6分为上、下两个区，污水先进入上区后通过隔板下部狭缝进入下区，最后通过出水口进入河道；当城市面源径流量大于O. 036 m3/(m2 · h)时，污染水部分下渗，而部分沿砂土层2进行表面流，此时，设置的空气导管向基质层3补气，以确保下渗量，部分表面流的径流流至速透基质层9时，又有部分径流分流下渗至基质层3中，最后通过出水口进入河道。本方法能根据降雨强度大小自动调节形成表面流及潜流，以增加径流在基质间停留时间的目的。在基质层3中城市面源污染水中的有机物、氮、磷可通过过滤、沉淀、植物吸收、土壤及基质的吸附、微生物作用被去除，从而达到强化处理的效果。、[0027]将坡岸截留强化处理方法城市面源污染径流，径流化学需氧量(COD)为50 88mg/L，氨氮(NH4+-N)为 O. 25 2. lmg/L，总氮(TN)为 3. 7 13. 8mg/L，总磷(TP)为O. 58 2. 48mg/L，悬浮固体(SS)为97 101mg/L。坡岸截留强化处理设施表面种植百慕大草，基质总厚度800mm,基质采用单一粒径的碌石(5 IOmm),设施平面长为3. 3m,宽为3m，平面面积约为10m2 ，采用一块下行流挡板隔成两个区。若采用每两天降雨一次，每次降雨历时为2h,为短历时暴雨，降雨量为156mm,降雨峰值为I. 3mm/min试验条件,COD的去除率可达30%以上，TN的去除率可达46%以上，TP的去除率可达56%以上，SS的去除率也达78%，体现了坡岸截留强化处理设施短程、高效的处理效果。
权利要求1.一种坡岸截留强化处理装置，由上行流隔板(I)、砂土层(2)、基质层(3)、土壤层(4)、植被层(5)、下行流隔板￠)、防渗膜(8)和速透基质层(9)组成，其特征在于植被层(5)处于砂土层⑵之上，基质层(3)位于砂土层⑵和土壤层⑷之间，上行流隔板(I)、下行流隔板(6)交替布设于基质层(3)内，上行流隔板(I)与下行流隔板(6)的间距为l-2m，砂土层(2)上设有速透基质层(9)，基质层(3)与土壤层(4)之间设有防渗膜(8)，基质层(3)底部设有穿孔集水管(12)。
2.根据权利要求I所述的坡岸截留强化处理装置，其特征在于基质层(3)靠近河道(10) 一侧处设有水利挡墙(7)。
3.根据权利要求2所述的坡岸截留强化处理装置，其特征在于水利挡墙(7)每隔I 5m布设有排水管，与设置于基质层(3)底部的穿孔集水管(12)连接，穿孔集水管(12)开孔直径为I IOmm,间距为5 500mm,穿孔集水管(12)与垂线夹角0 360度。
4.根据权利要求I所述的坡岸截留强化处理装置，其特征在于所述基质层(3)根据地形沿河道方向顺坡按e角度铺设；采用e铺设、且出水ロ高度H低于基质铺设起始高度h时，基质层(3)底部段采用水平或小于0角度铺设，出水ロ高度H至少高于基质铺设起始高度 h 0. 25m
5.根据权利要求I所述的坡岸截留强化处理装置，其特征在于所述上行流隔板(I)和下行流隔板(6)底部埋设深度应距基质层(3)底部IOmm以上。
6.根据权利要求I所述的坡岸截留强化处理装置，其特征在于所述基质层(3)的基质采用砂土、砂粒、瓜子片、砾石、沸石、陶粒、煤灰渣、高炉渣或钢渣中的ー种，基质层(3)的高度为50 1200mm,基质粒径为0. 5 100mm
7.根据权利要求I所述的坡岸截留强化处理装置，其特征在于所述速透基质层(9)透水速率为砂土层(2)透水速率的I. 5 10倍，其宽度范围为I 50cm，其布设位置为距出水端1/10 2/3处
8.根据权利要求I所述的坡岸截留强化处理装置，其特征在于所述空气导管(11)的直径选用I 50cm,布设密度为0. I 3根/m2。
9.根据权利要求I所述的坡岸截留强化处理装置，其特征在于所述植被层(5)所选的植物百慕大草、金鸡菊、草皮、香蒲、芦苇、美人蕉、香根草、灯芯草、旱伞草或芦竹中ー种。
专利摘要本实用新型涉及一种新型坡岸截留强化处装置。由砂土层、基质层、土壤层、植被层、隔板、防渗膜、速透基质层组成，其对面源污染处理的基本过程为当城市面源径流量较小时，污染水流经砂土层后下渗进入基质层，整个基质层由隔板分为上、下两个区，污水先进入上区后通过隔板下部狭缝进入下区，通过出水口进入河道；当城市面源径流量较大时，污染水部分下渗，而部分沿砂土层进行表面流，设置的空气导管向基质层补气，以确保基质层的需氧量，保持潜流状态，部分表面流的径流流至速透基质层时，又有部分径流分流下渗至基质层中，通过出水口进入河道。本实用新型能够在紧缺的土地资源前提下，达到短程、高效的处理效果，设施简单，后期维护简便，处理效益高。
文档编号E02D3/00GK202369982SQ20112046227
公开日2012年8月8日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日
发明者李怀正, 白月华, 陈卫兵, 韩力 申请人:李怀正, 白月华, 陈卫兵, 韩力