一种初期雨水净化系统及方法与流程

本发明属于雨水净化装置，特别涉及一种初期雨水净化系统及方法。

背景技术：

1、初期雨水是指在降雨初期时，已形成地表径流厚度达到10～15毫米的雨水。由于在降雨初期，雨水会溶解空气中大量的酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染性气体，所以初期雨水的污染程度相对较高。当这些雨水落到地面并冲刷屋面、沥青混凝土道路等表面后，就会含有大量的污染物质。这些污染物质包括重金属、有机物和细菌等，对环境和人类健康都构成潜在的威胁。因此，初期雨水的处理和管理变得至关重要。

2、如果这些污染的初期雨水被直接排入河道或其他水体，就会对水生态系统造成严重的污染，从而影响水质和水生物的健康。此外，初期雨水的污染物质还可能通过地下水的渗漏进入水源地，进一步影响饮用水的质量。因此，对初期雨水的治理和管理是环保和水资源管理的重要组成部分。

3、湖泊等人造水域内源稳态相对脆弱，对外源污染物的消减能力较弱，为了减少初期雨水的污染程度，需要采取一系列的措施。例如，可以通过设置雨水收集池和绿化带来减少径流入湖和防止土壤侵蚀；可以采用生物滞留池、雨水花园等绿色基础设施的方式来减少污染物质的输入；还可以通过提高屋顶和道路材料的透水性、安装特殊的雨水排放系统等措施来减少初期雨水的径流量和污染物质的排放。然而，以上措施也存在一些缺点。例如，设置雨水收集池和绿化带可能需要较高的建设成本较高，而且需要占用一定的土地面积；生物滞留池和雨水花园需要维护，否则可能会成为蚊虫滋生的温床；提高屋顶和道路材料的透水性可能会导致其耐久性降低，需要更频繁的维护和更换。同时，以上措施严重依赖于透水材料及后期维护效果，仅能对污染物质进行截留，无法原位对初期雨水进行净化。

4、综上所述，初期雨水的污染程度较高，对环境和人类健康都构成潜在的威胁。因此，对初期雨水的治理和管理需要引起重视，采取有效的措施来减少其污染程度，保障水资源的安全和可持续利用。

5、当前，常规初期雨水净化手段存在以下问题：

6、第一、占地面积大、后期维护成本高。

7、第二、不具备原位净化及水质提升能力，对ss及均质粒度的污染物去除能力较弱。

8、第三、不具备对水中tp、tn、难降解有机物质的去除能力。

9、第四、无法实时监测各阶梯出水断面水质。

10、现阶段，亟需一种具有对初期雨水净化的耦合技术。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种有效去除杂质并降解tp、tn、难降解有机物质的初期雨水净化系统及方法。

2、本发明所采用的技术方案为：

3、一种初期雨水净化系统，包括设置于护坡区域的若干拼装的过滤装置，过滤装置上层为过滤单元，过滤单元下侧设置有杂质收集单元，杂质收集单元连接有杂质排出单元，过滤单元与杂质收集单元之间沿护坡方向的下侧设置有排水口；还包括位于岸边且从上到下依次设置的岸边透水板、若干层雨水净化装置和曝气出水装置，雨水净化装置内设置有电催化单元和紫外线灯管组，曝气出水装置上设置有将净化水排到水域中的出水口。

4、初期雨水进入护坡区域的各过滤装置，过滤单元将相对较大的杂质进行过滤，过滤后的雨水进入杂质收集单元。经过滤单元过滤后的雨水中还含有细小杂质，细小杂质在杂质收集单元上沉淀。杂质收集单元将沉淀的细小杂质输送到杂质排出单元，杂质排出单元将杂质排出。因此，本发明具备原位净化及水质提升能力，可有效去除ss及均质粒度的污染物。

5、经过滤装置的雨水流到岸边透水板上，再依次经过若干层雨水净化装置和曝气出水装置后排到水域中。雨水净化装置对雨水进行电催化处理和紫外灯照射，除去初期雨水中tp、tn、难降解有机物质。曝气出水装置将雨水进行曝气后排到水域中。本发明引入基于深空紫外的高级氧化技术，原位去除进水中难降解的有机物质，并利用跌水导致的do浓度上升，进一步提高降解效率。

6、本发明将若干过滤装置设置于护坡区域并进行拼接，并在岸边从上到下依次设置的岸边透水板、若干层雨水净化装置和曝气出水装置，引入装配式概念，各装置均可进行拼接、替换，实现装备的高效运行。

7、作为本发明的优选方案，所述过滤单元包括透水支撑板，排水口设置于透水支撑板与杂质收集单元之间沿护坡方向的下侧，透水支撑板上设置有若干滤料填充块，滤料填充块内填充有滤料。滤料对初期雨水中的杂质进行过滤，过滤后的雨水经透水支撑板流到杂质收集单元上。滤料填充块之间具有间隙，杂质不会堵塞过滤单元。并且，滤料填充块使用一段时间后，可对其进行更换，保证其具有较好的过滤效果。

8、作为本发明的优选方案，所述滤料填充块内从上到下依次布置若干内部支撑环，内部支撑环将滤料填充块内部空间分隔成若干滤料填充层，从上到下的滤料填充层中的滤料的粒径依次减小。滤料填充块的上层设置粗滤料、中层设置中粗滤料、下层设置细滤料，从而不同粒径的杂质被充分过滤，提高对雨水的过滤效果。

9、作为本发明的优选方案，所述杂质收集单元包括底板，底板上安装有若干横向收集螺旋，横向收集螺旋靠近岸边透水板的一侧设置有杂质横向收集槽，杂质收集槽固定于底板上；所述底板上还安装有纵向收集螺旋，底板上固定有杂质纵向收集槽，纵向收集螺旋靠近杂质纵向收集槽设置，若干横向收集螺旋的出口端连接到杂质纵向收集槽内，纵向收集螺旋的输出端与杂质排出单元连接，排水口设置于底板与过滤单元之间沿护坡方向的下侧。

10、由于过滤装置倾斜设置于护坡区域，则底板上的雨水在往靠近岸边透水板方向流动时，雨水中的杂质在底板上沉淀并被各杂质横向收集槽收集。横向收集螺旋将杂质横向收集槽内的杂质输送到杂质纵向收集槽内，杂质纵向收集槽内的杂质由纵向收集螺旋输送到杂质排出单元中。从而杂质收集单元中沉淀的杂质能顺利输送到杂质排出单元内，避免底板上淤泥堆积。

11、作为本发明的优选方案，所述杂质排出单元包括杂质排出槽，杂质排出槽与杂质收集单元的输出端连接，杂质排出槽内安装有刮泥传送带，杂质排出槽位于刮泥传送带的出口端的一侧安装有杂质提升传送带。刮泥传送带将杂质排出槽内的杂质刮向杂质提升传送带，杂质提升传送带将杂质排出。

12、作为本发明的优选方案，所述雨水净化装置还包括净化支撑槽，电催化单元包括从上到下依次连接于净化支撑槽内的伸缩阳极板、伸缩绝缘透水板和伸缩阴极板。伸缩阳极板与伸缩阴极板通电，对雨水进行电催化处理。伸缩阳极板、伸缩绝缘透水板和伸缩阴极板均可伸缩，进水水质较差时伸缩阳极板、伸缩绝缘透水板和伸缩阴极板伸长，以增加电催化反应面积；反之则缩回。

13、作为本发明的优选方案，若干雨水净化装置从上到下以相同方向相对于上层雨水净化装置旋转90°。雨水依次经过各雨水净化装置时，雨水在不同方向的电催化单元上跌落，利用跌水导致的do浓度上升，提高降解效率。

14、作为本发明的优选方案，所述曝气出水装置包括出水支撑槽，出水支撑槽内转动连接有出水板，出水板的另一端与出水支撑槽之间设置有升降机构，出水板上安装有曝气管路，出水口设置于出水支撑槽靠近出水板较低端的一侧。升降机构能将出水板的一端进行升降，从而出水板的倾斜角度可调整。根据进水流量调整出水板倾斜角度。流量大时出水板倾斜角度增大；流量小时出水板倾斜角度减小。

15、作为本发明的优选方案，还包括控制装置，雨水净化装置内安装有在线水质检测器，在线水质检测器内置电导率在线检测探头、温度在线检测探头、色度在线检测探头、ph值在线检测探头、溶解氧在线检测探头，曝气出水装置内安装有实时水深检测探头，在线水质检测器、实时水深检测探头、升降机构、曝气出水装置、电催化单元和紫外线灯管组分别与控制装置电连接。

16、实时水深检测探头检测曝气出水装置的水深，根据曝气出水装置的水深判断初期雨水进水流量；若流量较大，控制装置控制升降机构增加出水板的倾斜角度；若流量较小，控制装置控制升降机构降低出水板的倾斜角度。

17、在线水质检测器对每个雨水净化装置内的雨水进行水质在线检测，检测项目包括电导率、温度、色度、ph值和溶解氧。根据每个雨水净化装置对应的端面水质标准，判定雨水水质优劣。若水质较差，控制装置控制曝气管路增加曝气量、提高电催化单元的电压、提高紫外线灯管组功率。若水质较优，控制装置控制曝气管路降低曝气量、降低电催化单元的电压、降低紫外线灯管组功率。

18、一种初期雨水净化方法，包括以下步骤：

19、过滤单元对初期雨水进行过滤，过滤后的雨水在杂质收集单元上沉淀处细小杂质，雨水再排到岸边透水板，细小杂质经杂质收集单元和杂质排出单元排出；

20、雨水经岸边透水板依次进入若干层雨水净化装置，进行电催化处理和紫外灯照射；雨水再进入曝气出水装置进行曝气处理，曝气后雨水排入水域中；

21、实时检测曝气出水装置的水深，根据曝气出水装置的水深判断初期雨水进水流量；若流量较大，则增加出水板的倾斜角度；若流量较小，则降低出水板的倾斜角度；

22、对每个雨水净化装置内的雨水进行水质在线检测，检测项目包括电导率、温度、色度、ph值和溶解氧；根据每个雨水净化装置对应的端面水质标准，判定雨水水质优劣；若水质较差，则增加曝气量、提高电催化单元的电压、提高紫外线灯管组功率；若水质较优，则降低曝气量、降低电催化单元的电压、降低紫外线灯管组功率；

23、初期雨水收集完毕后，关闭电催化单元和紫外线灯管组，继续曝气。

24、本发明可实时检测曝气出水装置的水深，根据曝气出水装置的水深判断初期雨水进水流量，根据进水流量控制出水板的倾斜角度。本发明对每个雨水净化装置内的雨水进行水质在线检测，根据水质情况调节曝气量、电催化单元的电压、紫外线灯管组功率，实现对初期雨水净化处理的准确控制。

25、本发明的有益效果为：

26、1.本发明的过滤单元将相对较大的杂质进行过滤，细小杂质在杂质收集单元上沉淀。杂质收集单元将沉淀的细小杂质输送到杂质排出单元，杂质排出单元将杂质排出。本发明具备原位净化及水质提升能力，可有效去除ss及均质粒度的污染物。

27、2.经过滤装置的雨水流到岸边透水板上，再依次经过若干层雨水净化装置和曝气出水装置后排到水域中。雨水净化装置对雨水进行电催化处理和紫外灯照射，除去初期雨水中tp、tn、难降解有机物质。曝气出水装置将雨水进行曝气后排到水域中。本发明引入基于深空紫外的高级氧化技术，原位去除进水中难降解的有机物质，并利用跌水导致的do浓度上升，进一步提高降解效率。

28、3.本发明将若干过滤装置设置于护坡区域并进行拼接，并在岸边从上到下依次设置的岸边透水板、若干层雨水净化装置和曝气出水装置，引入装配式概念，各装置均可进行拼接、替换，实现装备的高效运行。

29、4.本发明可实时检测曝气出水装置的水深，根据曝气出水装置的水深判断初期雨水进水流量，根据进水流量控制出水板的倾斜角度。本发明对每个雨水净化装置内的雨水进行水质在线检测，根据水质情况调节曝气量、电催化单元的电压、紫外线灯管组功率，实现对初期雨水净化处理的准确控制。