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利用生态滤沟进行雨水收集的技术探讨

2025年09月22日 08:55:02      来源:安徽省格致绿色建筑设计有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:8

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      为了缓解城市水资源压力,内涝、补充地地下水、调节生态气候的效果,通过利用生态滤沟进行雨水收集+植物净化+过滤+贮存的方式,在传统砂石过滤床的顶部增加种植层,处理城市雨水,得到更好的出水水质,满足回用要求。

      利用生态滤沟对地表收集雨水径流进行收集处理,希望将处理后的雨水达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920―2002)和《城市污水再生利用景观用水水质》(GB/T18921-2002),从而缓解城市供水压力和防洪压力。城市雨水主要污染成分为悬浮固体和有机物污染物,且水质水量变化极大,要求收集处理系统有较好收集、贮存城市雨水,和抗水冲击以及负荷能力。本试验用“收集+植物净化+砂石过滤+贮存”的方式处理城市雨水,设计了一种可利用地面上水塘或形成湿地、地下形成贮水池,在传统利用砂石过滤的顶部栽种植物,形成种植层,城市雨水经收集,削减洪峰后,向下流,利用植物根系的吸附、砂石过滤、土的净化,以期能加强收集处理系统的削减洪峰、去除磷、氮和过滤功能,该成分又促使植物的生长,得到满足回用要求的出水水质。

  雨水收集-生态滤沟系统的组成
  本试验制作了雨水收集-植物净化-砂石过滤模型,本装置作为降雨径流的分散处理的工艺,其外形应充分考虑雨水散流进入的特点,模仿绿化带的形式设计为长条形,内种普通的人行道绿化灌木,充分与城市景观相结合。滤沟前部设城市雨水收集槽,在实际工程中可以将水塘、湿地公园等设计成雨水收集槽,可以调节城市雨水的径流和滤沟进水流量,滤沟设有3根进水管与雨水收集槽相连,为使进水均匀,采用PVC管为滤沟进水管,孔距100mm-150mm,孔径10mm;该试验模型高1.50m,滤沟有效深度为1.10m,下部设有排水沟,高为0.20m高的,坡度1%,排水沟上部留有若干孔洞,经处理后的水可以从孔洞渗入排水沟,外界空气也可以从孔洞进入滤沟内部,下游设有贮水池,实际工程中可以与湿地、水池、地下贮水池想结合。为增加生态滤沟的通风效果,在滤沟的两端设置专门的通气道,排水沟和两个通气道相连,且在其内部布置了8根通气管,通气管由DN25的塑料管加工而成,略高出滤沟种植层,管的四面每隔50mm开一个直径为10mm的圆孔,8根通气管分两排均匀地插入滤沟填料内。

  滤床的设计:本试验主要以砾石、焦炭、沸石为滤料,填料高度定为0.5m。考虑到实际应用中运行维护的简便性,生态滤沟采用下向流过滤,不考虑对滤沟进行反冲洗,滤料固定的均匀分布在滤床内。
  种植层:种植层实际上类似于土地渗滤处理系统,土壤、植物、形成了一个生态系统。城市雨水中的污染物被土壤吸附,并被土壤微生物降解,植物的根系则吸收城市雨水中的磷、氮,为土壤微生物提供养分促进根系生长,植物根系的发育提高城市雨水中污染物的吸附作用,又促进了植物的生长。形成循环的土壤-微生物-植物种植生态系统,城市雨水的污染物在该种植生态系统各种的作用下被去除。为适应本地实际情况,种植层土壤采用丽水本地的土壤,植物选用耐水的常用绿化植物。

  雨水收集-生态滤沟的收集过滤原理
  本试验结合城市景观和滨水公园的理念,将湿地和水塘等引入城市雨水收集处理系统中,在生态滤沟的上游,建立湿地或水塘,有效的削减洪峰,贮存水源,以使滤沟运行良好。通过滤料(如砂等)或多孔介质(如网、微孔等)的过滤,使城市雨水中的悬浮物被过滤,从而使城市雨水净化,达到污水回用的要求,并将多余的回水进行贮存,用于冲洗、景观绿化养护等方面的利用,可以达到节水、旱涝季节水源调配以及补充地下水源等作用。研究表明,过滤能截流90%以上的粒径在
  6μm-41μm的悬浮物质,同时滤料的吸附作用能去除部分可溶和胶体污染物。
  
      雨水收集-生态滤沟试验与结果
  试验安排
  生态滤沟启动试验。采用大洋河改造城市内河的中上游的生活污水模拟降雨径流,研究生态滤沟的启动特性;净化能力试验。用生活污水模拟降雨径流进行连续进水试验,研究雨水收集生态滤沟系统对去污能力。

  试验结果
  本试验为了给工程应用提供最直接的启动经验,采用植物移栽,整个阶段耗时较长,启动结束时,植物长势良好,通过采用城市内河上游、中游污水进行比较试验,采用微污染水间歇运行,逐渐加大水力负荷的方式,可以成功启动生态滤沟系统。启动初期出水水质很差,应对出水加以妥善管理,避免环境污染。本试验出水以回用为目的,国内再生水主要用于补充景观用水、生活杂用水、绿化以及回灌补充地下水,试验出水感官性状良好,没有明显的、令人厌恶的色、嗅;出水的pH值保持在6.0-7.5之间。出水能达到标准相关要求。

  从模拟降雨过程试验,土壤性质决定入渗速率,入渗率等于土壤的透水性,初始时刻入渗速率,随着时间的增加,土壤的入渗率不断减小,当土壤含水量饱和后,入渗速率较小,过滤效果较差。为使达到较好的过滤效果,将排水沟设置在下部,而且在排水沟上面开设孔,使土壤中水能尽快排除,另外可在地上、地下建立水的储存池,使排水沟中水尽快排出。地上的储存池应与小区景观协调,可设计为湿地、人工湖的等形式。

  结论与建议
  系统采用生态处理和传统砂石过滤相结和的方式,既提强化了处理效果,又增加了系统的美观效果;生态滤沟处理城市径流效果很好,出水能够达标,而且滤沟没有恶臭;本试验装置上层孔隙滤小于下层,当上层堵塞时,滤床利用并不充分,应设法提高滤床的利用率。应充分考虑当滤层饱和时,能快速排出水分,使滤层能发挥效果,可以设置水的储存池,这样对防洪、回水的利用、旱涝水源的调配、补充地下水、调节生态小气候效果会更明显。

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