一种城镇道路雨水处理系统的制作方法

本实用新型涉及雨水处理技术领域，具体涉及一种减少河岸面源污染的城镇道路雨水处理系统。

背景技术：

路面径流污染是城市地表径流污染的主要来源，而城市地表径流污染是仅次于农业污染的第二大面污染源。据统计，占城市汇水面约20％的道路，对受纳水体悬浮物和烃类污染的贡献分别是50％和30％。

道路对沿线周边的水体污染十分严重，路面雨水径流中除含有重金属、碳氢化合物等对环境危害性大的污染物质以外，车辆运行带来的油类等污染物、行人抛弃的废物、从庭院和其它开阔地上冲刷到街道上的碎屑和污染物等，最终都将在雨水淋洗、冲刷作用下迁移至水环境中，并对这些水域产生很大危害。

现有技术中常采用沿河建设雨水花园、下凹式绿地或植草沟等方法对入河的雨水污染进行处理，但均存在净化能力小、净化效果差等问题，无法有效减缓城镇道路雨水的入河污染。

因此，有必要提供一种截蓄净化雨水能力强、净化效果好的城镇道路雨水处理系统。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本实用新型人进行了锐意研究，设计出一种城镇道路雨水处理系统，该系统包括连通设置的第一处理单元和第二处理单元，在所述第一处理单元内部设置有转动板和第一过滤层，并通过设置的溢流口与第二处理单元连通，能够使系统保持动态平衡，增强雨水处理能力；在所述第二处理单元内设置雨水拦截沟和第二过滤层，并在雨水拦截沟内种植植物，能够实现对雨水污染物的高效去除，又能增加绿地面积且不占用空间，从而完成了本实用新型。

具体来说，本实用新型的目的在于提供一种城镇道路雨水处理系统，其中，所述系统包括沿河道3设置的第一处理单元1和第二处理单元2，

其中，所述第一处理单元1和第二处理单元2连通设置，以实现对城镇道路雨水的全面净化处理；

所述第一处理单元1包括由上至下依次设置的第一雨水篦子11、转动板12和第一过滤层13，

所述第二处理单元2包括由上到下依次设置的第二雨水篦子21、雨水拦截沟22和第二过滤层23，

所述第二雨水篦子21的上表面与第一雨水篦子11的上表面齐平。

其中，在所述第一雨水篦子11的篦面上均匀设置有多个过水缝隙111，

在所述过水缝隙111靠近河道3的一侧设置有挡板112，所述挡板112垂直设置在篦面上方，

所述挡板112的竖直高度为3～5mm。

其中，所述第一雨水篦子11的下方设置有格栅滤网15，以对雨水中的大颗粒污染物进行拦截，

所述格栅滤网15与第一雨水篦子11为可拆卸的连接。

其中，所述第一处理单元1的侧面由隔水板14围成，

在靠近第二处理单元一侧的隔水板14上部开设有溢流口141，以与第二处理单元连通。

其中，所述转动板12通过转动轴16设置在格栅滤网15的下部，

其中，所述转动轴16穿设在转动板12的中心位置，使得转动板能够自由旋转。

其中，所述第一过滤层13包括由上到下依次设置的滤层一131、滤层二132、滤层三133和滤层四134，以对雨水进行多级处理；

所述第一处理单元1还包括设置在第一过滤层13底部的第一收集排放组件，以对净化处理后的雨水进行收集和排放，

其中，所述第一收集排放组件包括第一收集管17和第一排水管18。

其中，所述第二处理单元2包括由上到下依次设置的第二雨水篦子21、雨水拦截沟22和第二过滤层23，

所述雨水拦截沟22的宽度为1～5m，深度为0.2～0.4m。

其中，所述第二过滤层23包括依次设置的种植土层231、吸附层232和填充层233，以对渗透的雨水进行进一步净化处理，

其中，所述种植土层231为铺设在雨水截流沟22底部的种植土，所述种植土层231的厚度为30～50cm，以为植物生长提供种植基质。

其中，所述填充层233由粒径为20～30mm的天然砾石或碎石构成，其厚度为20～40cm。

其中，所述第二处理单元2还包括设置在第二过滤层23底部的第二收集排放组件，以对上层处理后的雨水进行收集和排放；

所述第二收集排放组件包括第二收集管24和第二排水管25，

所述第二收集管24和第二排水管25的结构分别于第一收集管17和第一排水管18的结构相同。

本实用新型所具有的有益效果包括：

(1)本实用新型所述的城镇道路雨水处理系统，结构简单，易于维护，不受场地限制，可以在现状地面上直接建设，适用范围广；

(2)本实用新型所述的城镇道路雨水处理系统，直接在城市河道两侧进行改造，解决了城市河道岸边用地紧张的问题；同时在第二处理单元的雨水拦截沟内种植植物，上方设置雨水篦子，既能够拦截道路雨水，又能够增加绿地面积；

(3)本实用新型所述的城镇道路雨水处理系统，通过连通设置的第一处理单元和第二处理单元，能够提高对道路雨水的处理效率，有效去除雨水中的氮磷等污染物；

(4)本实用新型所述的城镇道路雨水处理系统，通过在第一处理单元中设置转动板，能够使系统保持动态平衡，有效提高了道路雨水的净化处理能力和效率；

(5)本实用新型所述的城镇道路雨水处理系统，通过将第一收集排放组件和第二收集排放组件连通，能够显著提高排水速率，增强对道路雨水的处理能力。

附图说明

图1示出本实用新型一种优选实施方式的城镇道路雨水处理系统的结构示意图；

图2示出本实用新型一种优选实施方式的第一雨水篦子的俯视示意图；

图3示出本实用新型一种优选实施方式的第一收集管的结构示意图；

图4示出本实用新型一种优选实施方式的第一收集排放组件和第二收集排放组件的结构示意图。

附图标号说明：

1-第一处理单元；

11-第一雨水篦子；

111-过水缝隙；

112-挡板；

12-转动板；

13-第一过滤层；

131-滤层一；

132-滤层二；

133-滤层三；

134-滤层四；

14-隔水板；

141-溢流口；

15-格栅滤网；

16-转动轴；

17-第一收集管；

171-通孔；

18-第一排水管；

2-第二处理单元；

21-第二雨水篦子；

22-雨水拦截沟；

23-第二过滤层；

231-种植土层；

232-吸附层；

233-填充层；

24-第二收集管；

25-第二排水管；

3-河道；

4-堤岸；

5-现状路面。

具体实施方式

下面通过附图和实施方式对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。其中，尽管在附图中示出了实施方式的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

本实用新型提供了一种城镇道路雨水处理系统，如图1所示，所述系统包括沿河道3设置的第一处理单元1和第二处理单元2，其中，

所述第一处理单元1和第二处理单元2连通设置，以实现对城镇道路雨水的全面净化处理。

其中，本实用新型中所述的城镇道路雨水处理系统在堤岸4一侧的现状路面5所在区域建设，优选在现状路面上挖设多个结构相同长方体凹槽，在每个凹槽中均设置第一处理单元和第二处理单元，即：所述城镇道路雨水处理系统包括多个结构相同的模块(第一处理单元和第二处理单元)，多个模块沿河道方向串联设置。

根据本实用新型一种优选的实施方式，所述第一处理单元1包括由上至下依次设置的第一雨水篦子11、转动板12和第一过滤层13，

所述第一雨水篦子11的上部端面与现状路面5齐平。

优选地，所述第一处理单元1的侧面由隔水板14围成，底面与现状路面下部的土壤接触。

其中，所述隔水板为防止雨水通过的板状结构。

在进一步优选的实施方式中，如图2所示，在所述第一雨水篦子11的篦面上均匀设置有多个过水缝隙111，所述过水缝隙优选为矩形；

优选地，在所述过水缝隙111靠近河道的一侧设置有挡板112，所述挡板112垂直设置在篦面上方。

在本实用新型中，所述挡板112对道路雨水径流起到扰流作用，使雨水优先通过过水缝隙流入。

本发明人研究发现，将挡板设置在过水缝隙靠近河道的一侧，能够使雨水径流优先沿第一雨水篦子进入第一处理单元，然后，随着雨量的增加联合利用第一处理单元和第二处理单元，以实现对雨水径流的充分净化。

在更进一步优选的实施方式中，所述挡板112的竖直高度为3～5mm。

其中，将挡板的竖直高度设置为3～5mm时，既能保证对雨水的扰动阻挡作用，又不会影响行人通行。

根据本实用新型一种优选的实施方式，在所述第一雨水篦子11的下方设置有格栅滤网15，以对雨水中的大颗粒污染物进行拦截。

在进一步优选的实施方式中，所述格栅滤网15可拆卸的连接在第一雨水篦子的下方，以便于对格栅滤网进行清理；

优选地，在所述格栅滤网15的开口端边缘设置有挂钩，以与第一雨水篦子连接。

其中，所述格栅滤网通过挂钩固定在第一雨水篦子的过水缝隙的边缘。

根据本实用新型一种优选的实施方式，在所述第一处理单元1靠近第二处理单元一侧的隔水板14上部开设有溢流口141，以与第二处理单元连通。

在进一步优选的实施方式中，所述溢流口141的顶端低于格栅滤网15的底端。

根据本实用新型一种优选的实施方式，所述转动板12通过转动轴16设置在格栅滤网15的下部，

其中，所述转动轴16的两端连接在第一处理单元1垂直河道方向设置的两个侧面之间。

在进一步优选的实施方式中，所述转动轴16穿设在转动板12的中心位置，使得转动板能够自由旋转。

其中，所述转动板优选为质量轻、弹性模量大且不易受雨水侵蚀的材料，如：碳纤维板。

在本实用新型中，当雨水径流由第一雨水篦子落下时，会击打转动板使其倾斜，进而在转动板下方空间蓄集雨水；随着降雨量的增加，当转动板下方水位不断升高至转动板高度时，在水体压力的作用下转动板保持水平位置平衡，使得之后落入的雨水在转动板上方蓄集，进而由溢流口141流入第二处理单元2进行处理。

在更进一步优选的实施方式中，所述转动轴16的竖直高度不高于溢流口141底端的竖直高度。

根据本实用新型一种优选的实施方式，所述第一过滤层13包括由上到下依次设置的滤层一131、滤层二132、滤层三133和滤层四134，以对雨水进行多级处理。

在进一步优选的实施方式中，所述滤层一131由沸石构成，其粒径为30～50mm，如45mm；

所述滤层二132由生物活性炭构成，其粒径为1～2mm，如1mm；

所述滤层三133由麦饭石构成，其粒径为15～30mm，如20mm；

所述滤层四134由天然砾石或碎石构成，其粒径为20～30mm，如25mm。

优选地，所述滤层一～滤层四的深度比为1:1:1:1。

在更进一步优选的实施方式中，在所述滤层三与滤层四之间设置有第一隔离层，以防止上方填料进入。

其中，所述隔离层优选为土工布。

根据本实用新型一种优选的实施方式，所述第一处理单元1还包括设置在第一过滤层13底部的第一收集排放组件，以对净化处理后的雨水进行收集和排放，

其中，所述第一收集排放组件包括第一收集管17和第一排水管18。

在进一步优选的实施方式中，所述第一收集管17具有多个，均沿平行于河道延伸方向设置。

在更进一步优选的实施方式中，如图3所示，所述第一收集管17包括上半部和下半部，

在所述上半部外壁上设置有通孔171，使得雨水进入第一收集管；

所述下半部为密实结构。

其中，所述第一收集管的竖直方向截面为圆形，以与水平面平行的直径为分割线，将竖直方向截面分为上下半圆，所述第一收集管以上半圆为竖直截面的部分为上半部，以下半圆为竖直截面的部分为下半部。

在本实用新型中，所述雨水收集管优选由聚乙烯(pe)或高密度聚乙烯(hdpe)制成。

优选地，所述通孔171具有多个，均匀分布在第一收集管上半部的外壁上，

所述通孔的孔径为4～6mm。

根据本实用新型一种优选的实施方式，所述第一排水管18具有多个，其均匀设置在第一收集管17沿河道的延伸方向上。

其中，所述第一收集管由多段收集管单元连接而成，所述排水管根据实际需要与相邻收集管单元连接，使得第一排水管与第一收集管外壁垂直。

在进一步优选的实施方式中，所述第一排水管18具有一定坡度，以利于收集管中的水快速排入河道，

所述第一排水管18的坡度为1～2％，优选为1.5％。

在本实用新型中，在上部水压的作用下，第一收集管管控周边雨水由上部通孔挤入管内，再通过与其连通的第一排水管排入河道，以实现清水入河。

在本实用新型中，在降雨初期，由于雨量较小，初期径流主要由第一雨水篦子进入第一处理单元进行净化处理，落入的雨水击打转动板使其倾斜，进而使雨水进入第一过滤层，过滤后由底部的第一雨水收集排放系统排入河道；同时，第二处理单元上部降落的雨水直接进入第二处理单元进行净化处理。

在降雨的中后期，随着降雨量的逐渐增多，转动板下方雨水的蓄集量逐渐大于第一填料层的渗透量，使得转动板下方水位逐渐升高，当达到转动板的高度时，由于水体压力使得转动板保持水平位置平衡，此时降落的雨水蓄集在转动板上方，进而通过溢流口进入第二处理单元；

此外，当第二处理单元中蓄集雨水的水位高于溢流口时、且第一处理单元中的水位未达到溢流口高度时，第二处理单元中的雨水同样可以通过溢流口进入第一单元进行净化处理。

第一处理单元中的雨水经第一过滤层的净化过滤后，由底层的第一雨水收集排放系统排走，转动板下方的水位降低，进而转动板倾斜，使得雨水再次蓄集抬升水位，从而使系统保持动态平衡，有效提高了道路雨水的净化处理能力和效率。

根据本实用新型一种优选的实施方式，所述第二处理单元2包括由上到下依次设置的第二雨水篦子21、雨水拦截沟22和第二过滤层23，

其中，所述第二雨水篦子21的上表面与第一雨水篦子11的上表面齐平。

优选地，所述第二雨水篦子由复合材料制成，如由树脂制成。

在进一步优选的实施方式中，所述雨水拦截沟22的宽度为1～5m，深度为0.2～0.4m。

其中，所述雨水拦截沟的宽度和深度可根据待处理的雨水量进行适当调节，以有效容纳道路雨水。

在更进一步优选的实施方式中，在所述雨水拦截沟22内种植有植物，以吸收部分污染物；

所述植物为低矮草本植物，优选为根系多、枝叶繁茂及耐涝耐旱的植物，如：芦苇、香蒲、灯心草、芦竹等。

在本实用新型中，在雨水拦截沟中种植低矮草本植物，使之能够有效截蓄雨水，拦截初期雨水中的悬浮物，同时草本植物能够生长至雨水篦子上部，增加城镇绿地面积，改善生态环境，发挥海绵城市功能。

根据本实用新型一种优选的实施方式，所述第二过滤层23包括依次设置的种植土层231、吸附层232和填充层233，以对渗透的雨水进行进一步净化处理。

在进一步优选的实施方式中，所述种植土层231为铺设在雨水截流沟22底部的种植土，所述种植土层231的厚度为30～50cm，以为植物生长提供种植基质。

在更进一步优选的实施方式中，所述种植土层为系统设置区域的表层土壤与蚯蚓粪的混合物，所述建设区域表层土壤与蚯蚓粪的体积比为1：(12～18)，优选为1:15。

本发明人研究发现，蚯蚓粪具有很大的比表面积，其成为许多微生物的附着载体，蚯蚓粪中含有大量的细菌、氨化细菌、硝化细菌、真菌等大量微生物组成的菌落，且繁殖速度成倍增长，成为土壤的分解中心，道路雨水携带污染物中的有机态氮在好氧条件下首先经过氨化细菌转化为氨态氮，随后被硝化细菌转化为硝态氮；此外，蚯蚓粪中不仅富含大量的有机质、氮、磷、钾和腐殖酸，还富含植物生长必须的16种营养元素和具有刺激植物生长的生长激素，对植物的生长具有明显促进作用。

在本实用新型中，将土壤与蚯蚓粪按上述体积比混合，能够促进植物生长，保持植物根际微生物的活性，从而对城镇道路雨水中携带的污染物进行净化。

根据本实用新型一种优选的实施方式，所述吸附层232为厚度为30～50cm的沸石层，以对道路雨水污染物中的含氮类物质进行循环分解和转化。

本发明人研究发现，沸石具有巨大的比表面积，是一种理想的微生物载体，氨化细菌和硝化细菌以沸石为载体，能够对雨水污染物中的含氮类物质进行循环分解和转化。

具体地，由于种植土层为吸附层提供充足碳源和有氧环境，吸附层中易形成以氨化细菌和硝化细菌为主导的微生物群落，且繁殖速度快。当种植土层中的小分子含氮有机物和氨态氮进入吸附层后，微生物会将小分子含氮有机物转化为氨态氮，这些氨态氮可以快速被沸石吸附固定，随后被硝化细菌转化为硝态氮，硝态氮在吸附层下部(厌氧条件下)易形成反硝化细菌为主导的微生物群落，进而将硝态氮转化为氮气，达到除氮的目的。

在本实用新型中，所述道路雨水(包括初期雨水和中后期雨水)经雨水拦截沟中植物的茎叶浸泡后，向下以及四周扩散，其中，向四周扩散的雨水存蓄在土壤中，可以供周边植物生长所用；向下渗透的雨水进入第二过滤层进行净化处理。

根据本实用新型一种优选的实施方式，所述填充层233由粒径为20～30mm的天然砾石或碎石构成。

在进一步优选的实施方式中，所述填充层233的厚度为20～40cm。

在更进一步优选的实施方式中，在所述填充层233的外围铺设有透水土工布，以防止周围土壤进入填充层。

其中，所述填充层能够实现对截留雨水的吸附，同时通过附着于填料表面微生物的消化作用能进一步去除污染物。

在本实用新型中，在填充层外围铺设透水土工布，防止土壤进入，以形成独立的雨水净化系统，对上部截留的雨水进行过滤净化。

根据本实用新型一种优选的实施方式，所述第二处理单元2还包括设置在第二过滤层23底部的第二收集排放组件，以对上层处理后的雨水进行收集和排放。

在进一步优选的实施方式中，如图4所示，所述第二收集排放组件包括第二收集管24和第二排水管25，

所述第二收集管24和第二排水管25的结构分别于第一收集管17和第一排水管18的结构相同。

其中，所述第二收集管24也具有多个，且均沿平行于河道延伸方向设置；所述第二排水管25也具有多个，均匀设置在第二收集管24沿河道的延伸方向上。

在更进一步优选的实施方式中，所述第一收集管17和第二收集管24之间通过第一排水管18和第二排水管25连通设置。

优选地，所述第二排水管的坡度与第一排水管的坡度相同。

其中，将多个第一收集管之间、多个第二收集管之间以及第一收集管和第二收集管之间通过第一排水管和第二排水管连通，能够有效提高排水效率，增强对道路雨水的净化能力。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于本实用新型工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接普通；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。