CN112592005A - 一种高速公路雨污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速公路雨污水处理系统，包括排水沟、初期雨污水处理装置和后期雨污水处理装置，排水沟与初期雨污水处理装置连通以实现对排水沟收集的初期雨污水进行隔油沉降处理；或，排水沟与后期雨污水处理装置连通以实现对排水沟收集的后期雨污水进行生物降解；其中，经初期雨水处理装置处理后的雨污水再次进入后期雨污水处理装置进行二次处理；本发明将前期雨污水和后期雨污水分开处理，通过初期雨污水处理装置进行隔油沉降处理以降低污染物浓度，后期雨污水中浓度交底直接和经初期雨污水处理装置处理后的雨污水一同进入后期雨污水处理装置内进行生物降解即可，通过两套独立的处理装置将雨污水分流，降低了污水处理装置的运行负荷。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种高速公路雨污水处理系统。
背景技术
随着我国高速公路建设的快速发展，越来越多的高速公路穿越农田、水源保护区、自然水体等。而高速公路交通运输过程产生的道路扬尘、运输抛撒物、油污等，其含有大量碳氢化合物、重金属及燃料添加剂，COD、BOD等浓度在很多地区高于《污水综合排放标准》限值，若不及时收集处理，长期以往对土壤以及自然水体具有严重的污染性。公路路面径流污染是一种重要的非点源污染，沿公路线性延伸，与生活污水不同，其污染较为分散，污水不能进行全段集中处理。
为解决上述问题，有关部门在高速公路服务区及收费站建设雨水处理站，包括滞留池、氧化塘等对雨水径流污染进行控制，但是该种方法存在以下缺陷：由于高速公路污水的主要污染源来自于高速公路的路面集聚的油污、抛撒物、沙粒以及轮胎粉末，经高速公路冲刷后的前期雨污水中污染物浓度较高，而后期雨污水中污染物浓度低，现有技术直接将收集的于雨污水经由一个污水处理系统进行处理，会造成污水处理系统的负荷高，特别是在暴雨天气，雨水量大，现有的污水处理系统可能无法及时处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高速公路雨污水处理系统，以解决现有技术中前期雨污水与后期雨污水经由同一个污水处理系统处理造成的污水处理系统负荷大的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种高速公路雨污水处理系统，包括排水沟、初期雨污水处理装置和后期雨污水处理装置，所述排水沟设置于所述高速公路的两侧用于收集所述高速公路路面上的雨污水，所述排水沟与所述初期雨污水处理装置连通以实现对所述排水沟收集的初期雨污水进行隔油沉降处理；
或，所述排水沟与后期雨污水处理装置连通以实现对所述排水沟收集的后期雨污水进行生物降解；
其中，经所述初期雨水处理装置处理后的雨污水再次进入所述后期雨污水处理装置进行二次处理。
作为本发明的一种优选方案，所述排水沟包括设置于所述高速公路侧边的沟槽体以及盖合在所述沟槽体上方的沟盖，所述沟槽体的底部开设有排水口，所述排水口连接有两个均独立独立阀门的支管，两个所述支管一一对应的与所述初期雨污水处理装置以及所述后期雨污水处装置的进口连通，所述沟盖的上表面高于所述高速公路的路面，且所述沟盖的侧面开设有供所述高速公路上的雨污水流入的漏水口，所述沟盖的上表面倾斜设置，且所述沟盖的最低点远离所述高速公路。
作为本发明的一种优选方案，所述初期雨污水处理装置包括设置于所述高速公路护坡隔离带内的初沉池和处理池，所述排水沟、所述初沉池以及所述处理池顺次连通，来自所述排水沟的初期雨污水通过支管运送至初沉池内完成初期沉淀后被排送至处理池内部，所述处理池的内壁盘旋设置有多圈螺旋管道，所述螺旋管道的最低点设置有与所述初沉池出口相连通的雨污水进口，所述螺旋管道的最高点设置有与所述处理池内部相连通的油水出口，向下相邻的两圈所述螺旋管道之间通过竖直的落料管连接，所述处理池的内部位于所述油水出口的下方设置有油水浓缩机构。
作为本发明的一种优选方案，所述初沉池的出口不低于所述处理池内螺旋管道的油水出口，所述初沉池的出口向下连接有竖直管，所述竖直管的出口与所述螺旋管道的雨污水进口之间通过U型弯管连接，所述U型弯管的最低点开设有沉降物释放口。
作为本发明的一种优选方案，所述油水浓缩机构包括设置于所述油水出口下方的间歇式转盘，所述间歇式转盘上以所述间歇式转盘的圆心为中心环形阵列有若干个槽口，每一个所述槽口内均安装有一个分水管，所述分水管的底部通过电磁阀控制开合，位于所述间歇式转盘的下方设置有用于定量截取所述分水管内下层液体的分液结构。
作为本发明的一种优选方案，所述分液结构包括水平架设与所述处理池内壁上的两个平行的滚筒，其中一个滚筒连接有动力源，每一个所述滚筒的两侧均设置有齿轮，两个所述滚筒位于同一侧的两个齿轮之间互相啮合，两个所述滚筒之间留设有间隙且所述间隙位于其中一个分水管的正下方，所述滚筒的外壁沿其轴线方向设置有挡油板，通过两个所述滚筒共同转动以实现两个所述挡油板进行往复的接触与分离运动。
作为本发明的一种优选方案，所述处理池的内部设置有接水管，所述接水管的上端开口位于两个所述滚筒的正下方用于承接经所述挡油板截取的下层液体，所述接水管的下端向下延伸至所述处理池的外部并与所述后期雨污水处理装置的进口连接。
作为本发明的一种优选方案，所述后期雨污水处理装置包括设置于所述高速公路护坡上的多级曝气台阶以及设置于所述多级曝气台阶下方的人工湿地反应池，所述多级曝气台阶的最上层台阶面位于其中一个支管的正下方。
作为本发明的一种优选方案，所述多级曝气台阶由若干级高低不一的单元台阶依次连接组成，每一级所述单元台阶的台阶面靠近所述高速公路的一侧开设有接水槽，所述接水槽向所述单元台阶的两端延伸，且所述接水槽两端的底面高于所述接水槽中间的底面。
作为本发明的一种优选方案，位于所述多级曝气台阶的两侧设置有挡水墙，所述单元台阶面上位于所述接水槽的两侧开设有引流槽，所述引流槽沿所述多级曝气台阶的延伸方向布设，且所述引流槽的一端与所述接水槽相连通。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
本发明将前期雨污水和后期雨污水分开处理，前期雨污水中含有大量的油污以及沉降物，通过初期雨污水处理装置进行隔油沉降处理以降低污染物浓度，后期雨污水中浓度交底直接和经初期雨污水处理装置处理后的雨污水一同进入后期雨污水处理装置内进行生物降解即可，通过两套独立的处理装置将雨污水分流，降低了污水处理装置的运行负荷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供污水处理系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供前期雨污水处理装置的结构示意图；
图3为本发明实施例中处理池内壁的正视图；
图4为本发明实施例中分液结构的结构示意图。
图中的标号分别表示如下：
10-排水沟；20-初期雨污水处理装置；30-后期雨污水处理装置；40-高速公路；
11-沟槽体；12-沟盖；13-支管；
21-初沉池；22-处理池；23-油水浓缩机构；
31-多级曝气台阶；32-人工湿地反应池；
211-竖直管；212-U型弯管；231-沉降物释放口；
221-螺旋管道；222-落料管；
231-间歇式转盘；232-接水管；233-分水管；234-滚筒；235-齿轮；236-挡油板；
311-单元台阶；312-接水槽；313-挡水墙；314-引流槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种高速公路雨污水处理系统，包括排水沟10、初期雨污水处理装置20和后期雨污水处理装置30，所述排水沟10设置于所述高速公路40的两侧用于收集所述高速公路40路面上的雨污水，所述排水沟10与所述初期雨污水处理装置20连通以实现对所述排水沟10收集的初期雨污水进行隔油沉降处理；
或，所述排水沟10与后期雨污水处理装置30连通以实现对所述排水沟10收集的后期雨污水进行生物降解；
其中，经所述初期雨水处理装置20处理后的雨污水再次进入所述后期雨污水处理装置30进行二次处理。
基于上述高速公路雨污水处理系统的现有结构，本发明实施例的特征之处在于，将前期雨污水和后期雨污水分开处理，前期雨污水中含有大量的油污以及沉降物，通过初期雨污水处理装置20进行隔油沉降处理以降低污染物浓度，后期雨污水中浓度交底直接和经初期雨污水处理装置20处理后的雨污水一同进入后期雨污水处理装置30内进行生物降解即可，通过两套独立的处理装置将雨污水分流，降低了污水处理装置的运行负荷。
具体地，所述排水沟10包括设置于所述高速公路40侧边的沟槽体11以及盖合在所述沟槽体11上方的沟盖12，所述沟槽体11的底部开设有排水口，所述排水口连接有两个均独立独立阀门的支管13，两个所述支管13一一对应的与所述初期雨污水处理装置20以及所述后期雨污水处30装置的进口连通，所述沟盖12的上表面高于所述高速公路40的路面，且所述沟盖12的侧面开设有供所述高速公路40上的雨污水流入的漏水口，所述沟盖12的上表面倾斜设置，且所述沟盖12的最低点远离所述高速公路40。
这里的排水沟10中沟盖的倾斜设置是为了使落至沟盖12上的雨水直接沿倾斜面向高速公路40的护坡隔离带内掉落，不直接进入沟槽体11内，减少待处理的雨污水的体积，同时排水沟10中初期雨污水和后期雨污水的划分可以通过两个支管13上的阀门的开合实现，这里的阀门可以为电磁阀，外接自动控制系统，通过两个阀门分次打开，通过阀门的开启时间控制初期雨水的量。
如图2和图3所示，所述初期雨污水处理装置20包括设置于所述高速公路40护坡隔离带内的初沉池21和处理池22，所述排水沟10、所述初沉池21以及所述处理池22顺次连通，来自所述排水沟10的初期雨污水通过支管13运送至初沉池21内完成初期沉淀后被排送至处理池22内部，所述处理池22的内壁盘旋设置有多圈螺旋管道221，所述螺旋管道221的最低点设置有与所述初沉池21出口相连通的雨污水进口，所述螺旋管道221的最高点设置有与所述处理池22内部相连通的油水出口，向下相邻的两圈所述螺旋管道221之间通过竖直的落料管222连接，所述处理池22的内部位于所述油水出口的下方设置有油水浓缩机构23。
这里的初沉池21的一个目的是对初期雨污水中比重较大能够快速沉降的污染物进行沉淀，没有对初沉池21的结构进行细化，在实际施工作业中，初沉池21可以是简单的池体结构，通过污染物本身的重力实现沉降即可。
上述处理池内螺旋管道221的设置可以使初沉池21的出水沿螺旋管道221旋向上，雨污水在其本身的重力和离心力的作用下，比重较大的污染物难易沿螺旋管道的上端油水出口流出而通过落料管222滞留在螺旋管道221内，沿油水出口出来的雨污水多为油污和雨水的混合物，因此后续将对该油水混合物进行浓缩降低含水量后，将浓缩后的油污单独隔离处理。
为了使初沉池21内的出水能不在外力作用下进入螺旋管道221内并沿油水出口流出，所述初沉池21的出口不低于所述处理池22内螺旋管道221的油水出口，所述初沉池21的出口向下连接有竖直管211，所述竖直管211的出口与所述螺旋管道221的雨污水进口之间通过U型弯管212连接，所述U型弯管212的最低点开设有沉降物释放口213。
上述竖直管211、U型弯管212和处理池22内的螺旋管道221形成一个类似U型管道，这样即使初沉池21内的水位较低时，雨污水依旧可以沿螺旋管道221向上输送。
所述油水浓缩机构23包括设置于所述油水出口下方的间歇式转盘231，所述间歇式转盘231上以所述间歇式转盘231的圆心为中心环形阵列有若干个槽口，每一个所述槽口内均安装有一个分水管233，所述分水管233的底部通过电磁阀控制开合，位于所述间歇式转盘231的下方设置有用于定量截取所述分水管233内下层液体的分液结构。
这里的多个分水管233的设计，是将大体积的雨污水划分为一个个小体积，在间歇式转盘231转动的过程中小体积的雨污水也在离心力的作用下发生分层，利用化学实验中类似分液漏斗的设计，上层油污比重小，下层雨水比重下，截取下层以提高油水混合物中油的浓度。
如图4所示，所述分液结构包括水平架设与所述处理池22内壁上的两个平行的滚筒234，其中一个滚筒234连接有动力源，每一个所述滚筒234的两侧均设置有齿轮235，两个所述滚筒234位于同一侧的两个齿轮235之间互相啮合，两个所述滚筒234之间留设有间隙且所述间隙位于其中一个分水管233的正下方，所述滚筒234的外壁沿其轴线方向设置有挡油板236，通过两个所述滚筒234共同转动以实现两个所述挡油板236进行往复的接触与分离运动。
所述处理池22的内部设置有接水管232，所述接水管232的上端开口位于两个所述滚筒234的正下方用于承接经所述挡油板236截取的下层液体，所述接水管232的下端向下延伸至所述处理池22的外部并与所述后期雨污水处理装置30的进口连接。
经由挡油板236截取的下层水送入后期雨水处理装置30进行进一步处理，而上层浓缩后的油水可以进入单独的处理单元采用投放化学试剂等方式去除或者吸附。
进一步地，所述后期雨污水处理装置30包括设置于所述高速公路40护坡上的多级曝气台阶31以及设置于所述多级曝气台阶31下方的人工湿地反应池32，所述多级曝气台阶31的最上层台阶面位于其中一个支管13的正下方。
所述多级曝气台阶31由若干级高低不一的单元台阶311依次连接组成，每一级所述单元台阶311的台阶面靠近所述高速公路30的一侧开设有接水槽312，所述接水槽312向所述单元台阶311的两端延伸，且所述接水槽312两端的底面高于所述接水槽312中间的底面。
位于所述多级曝气台阶31的两侧设置有挡水墙313，所述单元台阶311面上位于所述接水槽312的两侧开设有引流槽314，所述引流槽314沿所述多级曝气台阶31的延伸方向布设，且所述引流槽314的一端与所述接水槽312相连通。
后期雨污水处理装置30的设计原理在于：高速公路40路面污水通过排水沟通往级曝气台阶31，通过高差使其充分与氧气接触，污水中的好氧微生物得以更好的生长繁殖，从而有效减少COD、BOD、氮磷等物。
挡水墙313的目的是为了避免雨污水向两侧输送无法落入人工湿地反应池32内，雨污水在由上一个单元台阶311落入下一个单元台阶311的过程中呈抛物线装的分布，比重较大的靠近台阶内侧，落入接水槽312内，倾斜的接水槽312底面形成类似沉降池的原理，比重较大的颗粒滞留在接水槽312内，比重较小的水则沿接水槽312流入引流槽314再落入下一级单元台阶311。
人工湿地反应池32选配植物应具备根系发达、输氧能力强、耐污水能力强等特点，常选的植物有芦苇、香蒲、茭白、美人蕉等，污水流过基质及植物水下部分，通过微生物的转化，植物的吸收、沉降对污染物进行分解代谢。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。
Claims (10)
1.一种高速公路雨污水处理系统，包括排水沟(10)、初期雨污水处理装置(20)和后期雨污水处理装置(30)，所述排水沟(10)设置于所述高速公路(40)的两侧用于收集所述高速公路(40)路面上的雨污水，其特征在于，
所述排水沟(10)与所述初期雨污水处理装置(20)连通以实现对所述排水沟(10)收集的初期雨污水进行隔油沉降处理；
或，所述排水沟(10)与后期雨污水处理装置(30)连通以实现对所述排水沟(10)收集的后期雨污水进行生物降解；
其中，经所述初期雨水处理装置(20)处理后的雨污水再次进入所述后期雨污水处理装置(30)进行二次处理。
2.根据权利要求1所述的一种高速公路雨污水处理系统，其特征在于，所述排水沟(10)包括设置于所述高速公路(40)侧边的沟槽体(11)以及盖合在所述沟槽体(11)上方的沟盖(12)，所述沟槽体(11)的底部开设有排水口，所述排水口连接有两个均独立独立阀门的支管(13)，两个所述支管(13)一一对应的与所述初期雨污水处理装置(20)以及所述后期雨污水处(30)装置的进口连通，所述沟盖(12)的上表面高于所述高速公路(40)的路面，且所述沟盖(12)的侧面开设有供所述高速公路(40)上的雨污水流入的漏水口，所述沟盖(12)的上表面倾斜设置，且所述沟盖(12)的最低点远离所述高速公路(40)。
3.根据权利要求2所述的一种高速公路雨污水处理系统，其特征在于，所述初期雨污水处理装置(20)包括设置于所述高速公路(40)护坡隔离带内的初沉池(21)和处理池(22)，所述排水沟(10)、所述初沉池(21)以及所述处理池(22)顺次连通，来自所述排水沟(10)的初期雨污水通过支管(13)运送至初沉池(21)内完成初期沉淀后被排送至处理池(22)内部，所述处理池(22)的内壁盘旋设置有多圈螺旋管道(221)，所述螺旋管道(221)的最低点设置有与所述初沉池(21)出口相连通的雨污水进口，所述螺旋管道(221)的最高点设置有与所述处理池(22)内部相连通的油水出口，向下相邻的两圈所述螺旋管道(221)之间通过竖直的落料管(222)连接，所述处理池(22)的内部位于所述油水出口的下方设置有油水浓缩机构(23)。
4.根据权利要求3所述的一种高速公路雨污水处理系统，其特征在于，所述初沉池(21)的出口不低于所述处理池(22)内螺旋管道(221)的油水出口，所述初沉池(21)的出口向下连接有竖直管(211)，所述竖直管(211)的出口与所述螺旋管道(221)的雨污水进口之间通过U型弯管(212)连接，所述U型弯管(212)的最低点开设有沉降物释放口(213)。
5.根据权利要求3所述的一种高速公路雨污水处理系统，其特征在于，所述油水浓缩机构(23)包括设置于所述油水出口下方的间歇式转盘(231)，所述间歇式转盘(231)上以所述间歇式转盘(231)的圆心为中心环形阵列有若干个槽口，每一个所述槽口内均安装有一个分水管(233)，所述分水管(233)的底部通过电磁阀控制开合，位于所述间歇式转盘(231)的下方设置有用于定量截取所述分水管(233)内下层液体的分液结构。
6.根据权利要求5所述的一种高速公路雨污水处理系统，其特征在于，所述分液结构包括水平架设与所述处理池(22)内壁上的两个平行的滚筒(234)，其中一个滚筒(234)连接有动力源，每一个所述滚筒(234)的两侧均设置有齿轮(235)，两个所述滚筒(234)位于同一侧的两个齿轮(235)之间互相啮合，两个所述滚筒(234)之间留设有间隙且所述间隙位于其中一个分水管(233)的正下方，所述滚筒(234)的外壁沿其轴线方向设置有挡油板(236)，通过两个所述滚筒(234)共同转动以实现两个所述挡油板(236)进行往复的接触与分离运动。
7.根据权利要求6所述的一种高速公路雨污水处理系统，其特征在于，所述处理池(22)的内部设置有接水管(232)，所述接水管(232)的上端开口位于两个所述滚筒(234)的正下方用于承接经所述挡油板(236)截取的下层液体，所述接水管(232)的下端向下延伸至所述处理池(22)的外部并与所述后期雨污水处理装置(30)的进口连接。
8.根据权利要求2所述的一种高速公路雨污水处理系统，其特征在于，所述后期雨污水处理装置(30)包括设置于所述高速公路(40)护坡上的多级曝气台阶(31)以及设置于所述多级曝气台阶(31)下方的人工湿地反应池(32)，所述多级曝气台阶(31)的最上层台阶面位于其中一个支管(13)的正下方。
9.根据权利要求8所述的一种高速公路雨污水处理系统，其特征在于，所述多级曝气台阶(31)由若干级高低不一的单元台阶(311)依次连接组成，每一级所述单元台阶(311)的台阶面靠近所述高速公路(30)的一侧开设有接水槽(312)，所述接水槽(312)向所述单元台阶(311)的两端延伸，且所述接水槽(312)两端的底面高于所述接水槽(312)中间的底面。
10.根据权利要求9所述的一种高速公路雨污水处理系统，其特征在于，位于所述多级曝气台阶(31)的两侧设置有挡水墙(313)，所述单元台阶(311)面上位于所述接水槽(312)的两侧开设有引流槽(314)，所述引流槽(314)沿所述多级曝气台阶(31)的延伸方向布设，且所述引流槽(314)的一端与所述接水槽(312)相连通。
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