[发明专利]溢流雨污水就地生态消纳技术通用设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水就地生态消纳技术通用设计方法，特别涉及溢流雨污水就地消纳通用涉及方法。

背景技术

我国大部分城市采用截流式合流制排水系统。暴雨和融雪季节时包含旱季污水污染物、地表径流冲刷颗粒和管道腐烂底泥的溢流雨污水，水质状况十分恶劣。溢流雨污水除了有高污染性之外还有不连续性、不均匀性、突发性等特点，不经处理直接排放不仅对水环境、水生物会造成严重危害而且威胁人类健康、影响“人水和谐”城市的构建，同时制约城市的经济与可持续发展。因此对溢流雨污水污染进行有效控制，对还原水体的多重功能具有非常重要的现实意义。

溢流雨污水污染控制技术中由于溢流量无法较为科学、准确的确定，溢流雨污水发生的不连续特性无法有效的克服，溢流雨污水就地生态消纳技术设计十分困难，这是造成溢流雨污水就地生态消纳技术一直以来得不到普及应用的主要原因。目前溢流雨污水控制主要是传统的物理化学方法，如快速混凝沉淀法，溢流雨污水生态就地消纳技术设计较为少有，传统设计基本上是依靠个人经验、直觉设计、占地不合理、净化效果难以保证，设计结果往往不是最优。

发明内容

本发明的目的是提出一种溢流雨污水就地生态消纳技术通用设计方法。

本发明设计方法包括下列步骤：

第一步：计算溢流雨污水的水量和水质，具体是依据设计降水、用地类型及比例、汇水面排水方向、初损量、渗透模型参数、蒸发量、地表坡度、粗糙度、管道参数、清扫排污效率与周期、污染物累积模型及参数、雨天冲刷模型参数及降雨背景浓度与节点污染物入流值等基础资料，利用SWMM软件建立设计区域产汇流、溢流计算模型计算；

第二步：调节井、均匀布水系统设计；

第三步：生态控污填料选择与设计；

第四步：生态控污构筑物结构设计。

上述步骤一中设计降水的确定流程如下：

(一)以最短无雨时间间隔24h作为分界，划分降雨事件次数；

(二)统计计算区域近50年降雨事件，选择大于2mm的所有降雨；

(三)将降雨事件的数值隔一定的距离分组，并拥挤各组值出现的次数；

(四)统计各组值相应的频率和累积频率，确保有接近统计特征值50％、75％、90％的组；

(五)根据溢流雨污水排放水体的环境容量确定累积频率，水体环境容量较大的选取较小的累积频率50％、水体环境容量较小的选择较大的累积频率90％；

(六)累积发生频率所对应组的取值范围上限即为设计所对应的降雨量值。

(七)核算设计降雨量值对应于暴雨强度公式中的降雨重现期后采用Keifer-Chu雨型(芝加哥雨型)对该重现期下的降雨过程进行1h时程分配。

设计降雨过程分配完毕后将其与用地类型及比例、汇水面排水方向、初损量、渗透模型参数、蒸发量、地表坡度、粗糙度、管道参数、清扫排污效率与周期、污染物累积模型及参数、雨天冲刷模型参数及降雨背景浓度与节点污染物入流值等资料输入SWMM中建立产汇流、溢流模型，模拟不同截流倍数2、3、4及截流堰高＝1/2·d_入流管条件下，溢流雨污水产生量及污染负荷量，根据受纳水体环境容量选取合适的截留倍数。

步骤二中的调节井连接配水廊道，它的主要作用混合溢流雨污水，调节溢流水量的不均匀性，取1/10～1/20V_溢流量，均匀布水系统采用格栅式小阻力配水系统-钢筋混凝土条缝式，条缝宽为3～5mm，调节井顶部高程高于梯级生态控污结构物0.5-0.8m。

步骤三的生态控污填料设计流程如下：

所述的生态控污填料为竹炭材料制成的短管填料，其短管填料长度为5-10cm，直径为30-50mm，利用短管填料的截留、吸附以及附着生长在短管填料表面的微生物对溢流雨污水综合净化。生态控污填料层上水深取0.2-0.4m。生态控污填料的用量m用以下公式计算：

m＝f·(COD_实-COD_标)·Q·T.......................................(1)

m-竹炭筒用量(m³)；

f-COD平均去除负荷(g·m^-3·h^-1)；

COD_实-溢流过程COD平均实测浓度(mg/L)；

COD_标-预期达到的处理浓度(mg/L)；

Q-平均流量(m³/s)；

T-停留时间。