一种多层雨水下渗处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及城市雨水下渗回用处理技术领域，具体涉及一种多层雨水下渗处理装置。


背景技术：

2.水资源是人类赖以生存的关键，随着城市的快速发展，水资源紧缺已经成为很多城市面临的问题，提高水资源利用率，合理利用多种水资源是城市发展的方向。
3.雨水资源是城市重要的水资源之一。通常城市中的降雨都通过管网收集排放，既容易造成排水不畅，产生内涝，又没有充分利用雨水，造成了水资源浪费。并且我国很多城市因为地下水超采造成地下水水位下降，影响地质安全，对这些区域进行合理的地下水回填也是当地保护水资源的重要措施。
4.目前城市雨水的处理方式中，除了通过管网收集排放外，还包括绿地下渗、路面收集、雨水花园等措施来缓解降雨对城市的冲击，但这些方法均是把雨水收集后再延时排放或处理，为了不影响城市浅层地下水，一般下渗雨水不与浅层地下水交互，对雨水资源仍存在一定的浪费，如果能在收集雨水的过程中对雨水进行原位处理，达到或接近浅层地下水的水质水平，收集处理后的雨水直接下渗补给浅层地下水将有效提高水资源的利用效率。
5.在利用雨水补给浅层地下水过程中，对于雨水水质就会提出要求，特别对于雨水中可能存在的悬浮物、有机物等污染物，如果不能有效去除这些污染物，补给的雨水反而会危害地下水水质。
6.目前主要使用的雨水花园等收集下渗装置或构筑物中，主要依靠土壤和砾石来过滤雨水，并不能有效去除水中多种污染物，处理后的水不具备补给能力。因此有必要在这些装置或构筑物下渗区域和浅层地下水之间构造下渗处理区域，将污染物阻隔在地下水之外，既高效利用城市雨水资源，又保障地下水水质安全。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本实用新型提供一种多层雨水下渗处理装置，其可阻挡雨水中的污染物，改善雨水水质，使下渗收集的雨水满足浅层地下水回灌水质，强化现有雨水收集装置的处理效果，提高对雨水资源的利用率。
8.本实用新型所采用的技术方案为：一种多层雨水下渗处理装置，其特征在于：所述处理装置由四周不透水外墙和底部透水外墙围成，其内为原状土蓄水区，原状土蓄水区顶部为覆盖层，覆盖层下设置有细沙隔离层，原状土蓄水区与不透水外墙和底部透水外墙之间依次设置沸石下渗层、颗粒活性炭下渗层和砾石下渗层，底部透水外墙下设置有下渗管。
9.进一步,处理装置截面为梯形，顶部覆盖层宽度为底部透水外墙宽度的1.3-1.5倍，从覆盖层到底部透水外墙的总深度为覆盖层1宽度的1-1.5倍。
10.进一步,覆盖层上种植植物，并下沉于路面。
11.进一步,细沙隔离层由粒径为2-4mm的细沙构成。
12.进一步,原状土蓄水区由当地土壤构成或粒径为0.5-1mm石英砂构成。
13.进一步,沸石下渗层、颗粒活性炭下渗层和砾石下渗层的厚度均为10-15cm；其中沸石下渗层采用颗粒沸石构筑，颗粒活性炭下渗层采用煤质颗粒活性炭为构筑，砾石下渗层采用粒径为8-16mm的砾石为构筑。
14.进一步,不透水外墙由混凝土浇筑或预制而成。
15.进一步,底部透水外墙使用孔隙率不低于15％的透水混凝土浇筑或预制而成。
16.本实用新型具有以下优点：
17.1)本实用新型可实现对城市雨水的收集、下渗、污染物阻隔和水资源利用，下渗处理装置结构简单，无需外界动力；
18.2)本实用新型具有多层结构，对雨水中的污染物进行多层截留去除，处理效果好，运行稳定；
19.3)经过本实用新型阻隔后的雨水水质好，可直接下渗补给浅层地下水，提高水资源利用效率；
20.4)本实用新型可与现有雨水下渗装置联用或单独使用替代现有雨水下渗收集装置，使用灵活，安装布置工程量小。
附图说明
21.图1为本装置的结构示意图；
22.图2为图1的i-i剖视图；
23.图中，1-覆盖层，2-细沙隔离层，3-沸石下渗层，4-颗粒活性炭下渗层，5-砾石下渗层，6-原状土蓄水区，7-下渗管，8-不透水外墙，9-透水外墙。
具体实施方式
24.下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。
25.本实用新型提供一种多层雨水下渗处理装置，如图1所示，四周由不透水外墙8和底部透水外墙9围成，底部透水外墙9下设有下渗管7，引导雨水下渗仅浅层地下水或引导收集至集中回灌区域。
26.下渗处理装置顶部为覆盖层1，覆盖层1下设细沙隔离层2，细沙隔离层2下部为原状土蓄水区6，原状土蓄水区6外依次设置沸石下渗层3，颗粒活性炭下渗层4和砾石下渗层5，砾石下渗层5与不透水外墙8和底部透水外墙9相接触。
27.整个多层雨水下渗处理装置截面为梯形，顶部覆盖层1宽度为底部透水外墙9宽度的1.3-1.5倍，下渗处理装置从覆盖层1到底部透水外墙9的总深度为覆盖层1宽度的1-1.5倍。
28.处理装置顶部的覆盖层1种植植物，并下沉于路面，起雨水收集作用。覆盖层1下部为细沙隔离层2由粒径为2-4mm的细沙构成，主要起引导下渗雨水进入原状土蓄水区6和支撑覆盖层1的作用。
29.原状土蓄水区6由当地土壤构成，主要起调蓄下渗雨水，降低下渗速度，调节处理能力的作用，若当地土壤存在污染问题，可使用粒径为0.5-1mm石英砂代替。
30.沸石下渗层3、颗粒活性炭下渗层4和砾石下渗层5的厚度均为10-15cm；主要吸附
雨水中的颗粒物、悬浮物及覆盖层1和原状土蓄水区6析出的部分污染物。颗粒活性炭下渗层4使用煤质颗粒活性炭为构筑物，主要去除水中的有机物、氨氮等污染物。砾石下渗层5使用粒径为8-16mm的砾石为构筑物，主要起支撑作用和防止颗粒活性炭泄露作用。
31.多层雨水下渗处理装置外部的不透水外墙8由混凝土浇筑或预制而成，底部透水外墙9使用孔隙率不低于15％的透水混凝土浇筑或预制而成。
32.多层雨水下渗处理装置与现有雨水花园等装置联用时，仅将沸石下渗层3、颗粒活性炭下渗层4和砾石下渗层5等下渗层置于雨水花园覆盖层与砾石层之间，替代传统砂层。
33.具体实施方式1：
34.降雨开始时，降雨初期雨量较小，但雨水携带污染物浓度较高。路面雨水通过下沉于地面的覆盖层1收集，雨水流入覆盖层1，通过土壤和植被的截留作用，阻挡雨水冲刷带来的砂石和垃圾。透过覆盖层1的雨水经过细砂隔离层2的均匀布水进入原状土蓄水区6，此时水量较小，原状土蓄水区6起缓冲作用，部分雨水被原状土蓄水区6吸收保存，部分雨水通过原状土蓄水区6外侧缓慢渗透进入沸石下渗层3，通过降低处理水量，增加处理时间以提高处理效果。构成沸石下渗层3的沸石将雨水中和原状土蓄水区6中的颗粒物、悬浮物和部分大分子有机物进行截留吸附，改善雨水水质，透过沸石下渗层3的雨水流入颗粒活性炭下渗层4的区域，利用颗粒活性炭的大比表面积和强吸附能力对雨水中的有机物、氨氮等污染物吸附去除，使雨水水质满足浅层地下水需求。颗粒活性炭下渗层4外侧的砾石下渗层5不仅支撑沸石下渗层3和颗粒活性炭下渗层4，还将经过颗粒活性炭下渗层4处理的雨水导流至底部的透水外墙9.最终雨水通过透水外墙9上安装的下渗管7导流逐渐下渗补给区域内浅层地下水。
35.具体实施方式2：
36.本实施方式与实施方式1不同是，随着降雨持续进行，降雨量逐渐增大，与此同时雨水径流水质变好，较干净的大量雨水继续进入装置，大水量迅速下渗进入原状土蓄水区6，原状土蓄水区6调蓄容量饱和，雨水快速透过原状土蓄水区6进入三层下渗层，加快处理速度，保证处理水量，避免产生大面积积水，同时因为此水雨水径流水质较好，虽然处理水量较大，仍能保障处理效果。
37.具体实施方式3：
38.本实施方式与实施方式1不同是，当降雨量逐渐停止时，雨水径流逐渐减少，且雨水水质较好。水质较好的雨水进入原状土蓄水区6，并经过原状土蓄水区6配水作用布满三层下渗层，之前被沸石下渗层3和颗粒活性炭下渗层4吸附的有机污染物、氨氮等部分脱附，恢复处理装置处理效能。脱附的污染物被原状土蓄水区6吸附，逐渐被土壤中微生物降解。
39.具体实施方式4：
40.当没有降雨时，覆盖层1和细沙隔离层2保护处理装置不受破坏。原状土蓄水区6调蓄的雨水可作为覆盖层1植物用水，降低绿植浇灌频率。
41.本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。