申请日2014.02.28
公开(公告)日2015.10.21
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种应用于雨水管网的阳台废水、初期雨水净化器及净化方法，方法包括：(1)来自雨水进水管的雨水或阳台废水经第一清理井截留后，进入沉砂区，第一清理井下方的落叶格栅篮收集雨水中的落叶;(2)在沉砂区进行一次沉砂净化处理后的水由沉砂区的上部溢流进微生物净化区内，流经微生物净化填料层，微生物净化填料层底部曝气，进行二次净化处理;(3)二次净化处理由微生物净化填料层的下方进入沉渣区，沉渣后向上流经微生物填料过滤层，进行三次净化，最后从微生物填料过滤层上方的净水排放口排出。本发明用于老小区现有雨水管网改造，解决现有阳台废水纳入雨水管网直排到内河，造成城市河道及水系富营养化污染的技术问题。
权利要求书
1.一种应用于雨水管网的阳台废水、初期雨水净化器，包括雨水进 水管和雨水出水管，其特征在于，还包括污水处理池，所述污水处理池内 沿水流方向分隔为依次连通的沉砂区、微生物净化区和过滤排放区;
所述沉砂区的上方设置第一清理井，该第一清理井侧壁连通雨水进水 管和雨水出水管，底部连通沉砂区，第一清理井的底部带有落叶格栅篮;
所述微生物净化区包括：
微生物净化填料层，该微生物净化填料层的上方与沉砂区连通;
曝气区，位于微生物净化填料层的下方，底部带有曝气装置，该曝气 装置外接供氧风机;
所述过滤排放区包括：
沉渣区，与所述曝气区连通;
微生物填料过滤层，位于沉渣区上方，微生物填料过滤层上方带有净 水排放口，该净水排放口的设置位置低于雨水进水管和雨水出水管;
所述微生物净化区的上方设有第一检查井，第一检查井的底部连通至 所述微生物净化区。
2.根据权利要求1所述应用于雨水管网的阳台废水、初期雨水净化 器，其特征在于，所述沉砂区与微生物净化区的连通处设有细渣栅。
3.根据权利要求1所述应用于雨水管网的阳台废水、初期雨水净化 器，其特征在于，所述沉砂区的上方设有第二清理井，第二清理井的底部 连通所述沉砂区。
4.根据权利要求1所述应用于雨水管网的阳台废水、初期雨水净化 器，其特征在于，所述曝气装置包括供氧风管和曝气管，供氧风管贯穿第 一检查井延伸至微生物净化填料层的下方，连接供氧风机与位于微生物填 料层下方的曝气管，供氧风管上且位于第一检查井处设置开度可调的阀 门。
5.根据权利要求1所述应用于雨水管网的阳台废水、初期雨水净化 器，其特征在于，所述过滤排放区的上方设有第二检查井，第二检查井的 底部连通至所述过滤排放区。
6.一种利用权利要求1所述阳台废水、初期雨水净化器进行阳台废 水、初期雨水净化方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)来自雨水进水管的雨水或阳台废水经第一清理井截留后，进入 沉砂区，第一清理井下方的落叶格栅篮收集雨水中的落叶;
(2)在沉砂区进行一次沉砂净化处理后的水由沉砂区的上部溢流进 微生物净化区内，流经微生物净化填料层，微生物净化填料层底部曝气， 进行二次净化处理;
(3)二次净化处理后的水由微生物净化填料层的下方进入沉渣区， 沉渣后的水向上流经微生物填料过滤层，进行三次净化，三次净化后的水 从微生物填料过滤层上方的净水排放口排出。
说明书
一种应用于雨水管网的阳台废水、初期雨水净化器及净化方法
技术领域
本发明涉及资源与环境保护全领域，主要涉及市政雨水的处理领域， 具体涉及一种应用于雨水管网的阳台废水、初期雨水净化器及净化方法。
背景技术
一般居民住宅都有两套下水系统：一套是污水管网系统，另一套则是 雨水管网系统。居民住宅中厕所、厨房产生的污水由污水管道直接流入城 市污水处理厂处理，而经阳台排水管所收集的雨水和阳台废水则进入了雨 水管网系统。
例如，公开号为CN102838210A的中国发明申请公开了一种市政初 期雨水污染物螺旋式原位净化装置。包括与常规雨水口连通的溢流分配 井，溢流分配井两侧各设有一个雨水滞留小室，溢流分配井经过水管与雨 水滞留小室相通，溢流分配井设置可调溢流堰，雨水滞留小室内部放置悬 浮生物填料球，所述的溢流分配井井内壁呈螺旋体状，所述雨水滞留小室 分六层，呈迷宫肠道式，上部设计成曲管，并环绕溢流分配井。
按照原先的设计理念，阳台不会有大量的废水产生，因此普遍是和雨 水管连接。但是，随着时代变化，阳台的“角色”悄悄发生了变化，市民都 习惯将洗衣机、清洗池搬上阳台，“这些含磷的洗衣水，通过雨水管道， 中间不会经过污水处理厂处理，就直接排入了内河。
由于洗涤用洗衣粉、肥皂等去污材料中含有大量化学元素，流入河道 后会造成河水“富营养化”，会导致水中藻类疯长，水体发绿发黑，而且会 使水体含氧量急剧下降，影响鱼类等水生生物的生存，市区河道水质的降 低。以杭州市为例，河道中的最大污染源不是工业污水，而是阳台废水。 阳台废水约占到杭州城区河道总污染源的50%，污水量约占总污水量的 30%。收纳阳台废水的雨水管网成为河道的主要污染源和整治对象。
有关方面提出将“阳台加装污水管”作为全国标准强制执行，但也只 能对新建小区起到作用，且仅适用于已实现雨污分管的地区(主要是郊 区)，对于中心城区，目前有不少地方仍是“雨污合管”，所有下水道全部 通向污水处理厂，住宅小区也就没有加装阳台污水管的必要了。对于数量 更多的老小区，只能靠引导居民改变洗衣习惯来改变目前的现状，让所有 居民都把阳台上的洗衣机搬回屋内，显然不现实，而等到老小区综合改造 时再加装阳台污水管，进程太慢。
若按照传统的方法，将收纳了阳台废水的雨水管直接送入污水管网及 处理系统，一方面现有小区用地紧张改造工作难度大的问题，改造后，若 遭遇雨水量大的时候会给城市污水处理厂带来较大的负荷冲击，影响污水 处理厂的正常运行。
发明内容
本发明提供一种应用于雨水管网的阳台废水、初期雨水净化器及净化 方法，用于老小区现有雨水管网改造，解决现有阳台废水纳入雨水管网直 排到内河，造成城市河道及水系富营养化污染的技术问题。
一种应用于雨水管网的阳台废水、初期雨水净化器，包括雨水进水管 和雨水出水管，还包括污水处理池，所述污水处理池内沿水流方向分隔为 依次连通的沉砂区、微生物净化区和过滤排放区;
所述沉砂区的上方设置第一清理井，该第一清理井侧壁连通雨水进水 管和雨水出水管，底部连通沉砂区;
所述微生物净化区包括：
微生物净化填料层，该微生物净化填料层的上方与沉砂区连通;
曝气区，位于微生物净化填料层的下方，底部带有曝气装置，该曝气 装置外接供氧风机;
所述过滤排放区包括：
沉渣区，与所述曝气区连通;
微生物填料过滤层，位于沉渣区上方，微生物填料过滤层上方带有净 水排放口，该净水排放口的设置位置低于雨水进水管和雨水出水管。
来自雨水进水管的雨水或阳台废水经第一清理井截留后，进入沉砂 区;在沉砂区进行一次沉砂净化处理后的水由沉砂区的上部溢流进微生物 净化区内，流经微生物净化填料层，微生物净化填料层底部曝气，进行二 次净化处理;二次净化处理后的水由微生物净化填料层的下方进入沉渣 区，沉渣后的水向上流经微生物填料过滤层，进行三次净化，三次净化后 的水从微生物填料过滤层上方的净水排放口排出。
本发明可以自由选择场地富余的点位截断现有雨水管道，雨水进水管 和雨水出水管为现有雨水管网的雨水管道，现有雨水管道标高不变，设置 第一清理井，第一清理井底部标高设置在现有雨水管道底标高0.3～0.5m 下方，现有雨水管被第一清理井截断后形成本发明中的雨水进水管和雨水 出水管，第一清理井底部挖空并向下延伸设置污水处理的污水处理池。
净水排放口的位置低于雨水进水管和雨水出水管的位置，净水排放口 与雨水进、出水口之间形成缓冲液位差区，当雨水流量过大时，该缓冲液 位差区可以对雨水进行一部分的分流。
作为优选，所述第一清理井的底部带有落叶格栅篮。被第一清理井截 断后的雨水中带有的落叶等残渣由该落叶格栅篮收集，并进行定期清理。
由第一清理井上游现有雨水进水管的来水，由于在第一清理井处被截 断，流入第一清理井，并通过重力自流，流经第一清理井底部进入沉砂区。 不同来水量时在此区域完成预处理和分流(沉砂区、缓冲液位差区、第一 清理井和雨水进、出水管一起构成分流预处理区)，水量特大时，阳台废 水、雨水(含初雨)经沉降后溢出液位差缓冲区及第一清理井原雨水管道 底标高，经由雨水出水管排放，从雨水出水管(原雨水管)排放的为经过 过滤和沉降后的废水。
作为优选，所述沉砂区与微生物净化区的连通处设有细渣栅。该细格 栅进一步拦截雨水中的杂物，进行生化处理前的最后一步预处理。
作为优选，所述沉砂区的上方设有第二清理井，第二清理井的底部连 通所述沉砂区。第二清理井用于清理缓冲液位差区和落叶格栅篮中的落叶 等杂物。落叶篮可采用为常规杂物篮，为PP材质网孔结构，两侧带把手， 由环卫工人定期清理。
作为优选，所述微生物净化区的上方设有第一检查井，第一检查井的 底部连通至所述微生物净化区。
该检查井为圆形装置，顶标高超出地面0.5m，底标高与污水处理池顶 标高平齐。第一检查井用于检检查和维修微生物净化区内的各安装部件。
曝气装置包括供氧风管和曝气管，供氧风管贯穿第一检查井延伸至微 生物净化填料层的下方，连接供氧风机与位于微生物填料层下方的曝气 管，供氧风管上且位于第一检查井处设置开度可调的阀门。作为优选，所 述过滤排放区的上方设有第二检查井，第二检查井的底部连通至所述过滤 排放区。
第二检查井用于检查和维修过滤排放区内的各安装部件。
第二检查井位于生物过滤填料区上部，该检查井为圆形装置，顶标高 超出地面0.5m，底标高与污水处理池顶标高平齐。
所述微生物净化调料层结构为常规水处理设施填料结构;所述微生物 填料过滤层多采用颗粒物料填料，为常规水处理填料结构。
所述净水排放口连接净水排放管，净水排放管顶标高与污水处理设施 池顶标高平齐，在低于现有雨水管道的高程上、平行于现有雨水管道设置， 并适当放坡。
作为优选，所述污水处理池内由第一折流挡板和第二折流挡板将污水 处理池分隔为沉砂区、微生物净化区和过滤排放区，即：第一折流板位于 沉砂区和微生物净化区之间，所述细格栅固定在该第一折流板的顶部与污 水处理池的顶壁之间;第二折流板位于微生物净化区和过滤排放区之间， 所述第二折流板包括上、下两块，上、下折流板之间的空隙构成曝气区与 沉渣区之间的废水流通道。
第一折流挡板顶部低于池顶标高1.0～1.5m，便于安装细格栅;第二折 流板的上折流板顶部与池顶平齐，下部与微生物净化区底标高及过滤排放 区底标高平齐;下折流挡板高度相对较小，从池底往上砌筑，第二折流挡 板的上、下折流挡板之间的中空部分形成废水流通道，废水流通道的高度 为0.5～1.0m。
本发明反应器主要分为如下几部分：
(1)分流构造。分流构造主要功能是将阳台废水、初期雨水引入净 化器处理后排放或将初期雨水外的雨水分流后直接排放。具体由雨水进水 管、雨水出水管，净水排放管，缓冲液位差区组成。现有雨水进水管、现 有雨水出水管是将现有雨水管中间截断后形成的两根管道，标高近似相 等，净水排放管是一根标高低于现有雨水管的管道，由此形成缓冲液位差 区，由该区实现阳台废水、初期雨水的分流。
(2)净化构造。净化构造主要功能是将分流后的阳台废水、初期雨 水进行净化。具体由预处理区、生物净化区两部分组成。
预处理区内设置落叶格栅篮、细渣栅、沉砂区。落叶格栅篮用以拦截 枯枝落叶等大型垃圾，细渣栅用以拦截小型垃圾，沉砂区用以沉淀砂石以 及颗粒物。
生物净化区内设置微生物净化填料层、微生物填料过滤层、供氧曝气 管、沉渣区。微生物净化填料层是核心处理区，安装微生物填料，富集用 以净化的微生物实现有机污染物及氨氮的处理，供氧曝气管外接供氧风 机，为微生物填料提供氧气，微生物填料过滤层是安装间距紧密的微生物 填料区，主要作用是过滤水体，实现进一步净化，沉渣区是用以沉淀微生 物体的残留物。
(3)检查井。设置四个检查井，用以清理落叶格栅篮、沉砂、沉渣 以及维修检查。
(4)风机。多个净化器可以共同配备一台风机，通过阀门实现风量 分配;距离不允许的情况下，单个净化器配备一台。
本发明还提供了一种应用于雨水管网的阳台废水、初期雨水净化方 法，包括如下步骤：
(1)来自雨水进水管的雨水或阳台废水经第一清理井截留后，进入 沉砂区，第一清理井下方的落叶格栅篮收集雨水中的落叶;
(2)在沉砂区进行一次沉砂净化处理后的水由沉砂区的上部溢流进 微生物净化区内，流经微生物净化填料层，微生物净化填料层底部曝气， 进行二次净化处理;
(3)二次净化处理后的水由微生物净化填料层的下方进入沉渣区， 沉渣后的水向上流经微生物填料过滤层，进行三次净化，三次净化后的水 从微生物填料过滤层上方的净水排放口排出。
本发明的方法优选通过本发明如前所述的装置完成。
本发明具有如下技术效果：
(1)所发明的装置，适用于现有雨水管网系统基础上，进行节点改 造，并且节点上进出水管的标高没有改变，改造后即使停用本净化器，也 能让雨水管网系统按照原系统正常运行，)技术安全，解决阳台废水的处 理，但不改变现有雨水管网系统。
(2)用地条件宽裕，安装节点灵活度高。净化器安装位置可以在雨 水管网系统末端的任何位置，可以几个区分别安装，也可以几个区汇集后 单独安装，可以避开建筑密集区、地下设施密集区，如宽阔的绿化带，河 岸边，由于净化器为地埋式，所以，安装完毕后，上面仍然能恢复绿化或 步行道路，特殊需求下，结构加强，净化器上面还能行车或停车场。
(3)维护管理简单。维护管理节点主要是包括落叶格栅篮清理、沉 砂区与沉渣区的清理以及风机维修。目前现状，这些落叶、大型垃圾、砂、 悬浮物如果直接流入河道，则清理程序复杂，且费用极高，除了每天打捞， 还要定期截流清淤，维护工程浩大;通过净化器将这些垃圾截流在固定的 特定的区域，清理这些垃圾的方法，直接采用市政检查井的维护管理方法， 安全简单;风机则是一种成熟设备，维护简单，并且在距离允许的前提下， 很多净化器可以共用一台风机，因此风机的维护数量极少。
(4)处理效率高。生物处理法是成熟的净水技术，可靠的应用于污 水处理，并且净化器设置物理方法作为预处理屏障，提高了生化处理效率， 实现有机物与氨氮的达标排放。
(5)运行成本低。净化器以生物法为核心净化技术，是迄今为止所 有水处理技术中公认的最经济方法，运行成本远远低于化学氧化法、物理 化学法、物理过滤法等。
(6)投资节省。不需要投入大面积的雨污分流的管网建设，尤其是 避免了老小区的建筑、其它管线、道路的重复建设。
(7)净化彻底，二次污染少。采用生化处理法能够将污染物降解彻 底，只需要处理好原本就要处理的垃圾与沉渣，生化剩余污泥则属于安全 废物，可直接用于周边绿化用肥。