CN110499812B - 一种环保型路面水与坡面水收集排放系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型路面水与坡面水收集排放系统，具体是一种用于高速路桥面径流的排放与处理系统，包括用于收集路面水的路面边沟和用于收集坡面水的截水沟，截水沟主要设于路堤的两边，截水沟里的水可以直接排放，路面边沟主要收集路面水，经过路面水处理池的处理，去掉水中的污染成分，大大缓解了路面水对环境的污染，可大力推广，路面水处理池包括至少两个相互并联的路面水处理单元、雨量传感器和控制器，各路面水处理单元的进水口与主水路之间均设有电磁阀，各电磁阀均与控制器的控制信号输出端相连，雨量传感器与控制器的采样信号输入端相连。

Description

一种环保型路面水与坡面水收集排放系统

技术领域

本发明涉及环境治理领域，具体是一种环保型路面水和坡面水的收集处理系统。

背景技术

随着我国高速公路的迅速发展，公路桥梁建设在运行期间会出现水的问题，高速公路桥面径流由于受到很多重金属，碳氧化合物和燃料添加剂的影响，很容易直接排放在水体中造成环境的污染，高速公路桥面径流：一是高速公路桥面径流属于面源污染,主要通过降雨的方式来冲刷地表径流，把一些大气和地表中的污染物带人水体中，使这些水体遭受污染，二是径流成分复杂，污染性强，桥面径流主要是因为降雨形成的，其中含有一定的雨水和各类车辆在桥面经过留下的尾气污染物、汽车车胎的颗粒、携带的一些泥土以及车辆出现漏油的情况等，甚至有时会出现一些化工气体，这些桥面径流的主要污染成分有COD、SS、油类、表面活性剂、重金属及其他无机盐类，COD、SS均可能高达数千毫克每升，在一定程度上超出了正常的排水标准，导致桥面径流的成分比较复杂，污染性很强。

由于高速公路桥面径流都是开放式的，面积比较广，很多公路都远离城市，在信息收集上比较滞后，加大了管理的难度，在将水的过程中，很容易把一些残留的有毒物质冲入收集池中，给整个收集工作带来了不便。

目前，高速公路的急速排水的能力比较低，主要分为分散式排水和集中排水式排水两种方式，当出现较强的下雨过程时，高速公路的路面就会有较多的积水，高速行驶的车辆使雨水飞溅，影响视野，污染车辆，容易造成交通事故，大大威胁交通安全。

在我国，在高速公路设计中普遍会用到水处理池，国内对于普通路段的路面排水，一般采用在公路旁设置浆砌片石蒸发池，且不考虑收集全部路基水，只对于跨越具有饮用、养殖等功能的水体时，才考虑收集全部的路基排水。但对于初期雨水的收集与处理工艺，国内尚无设计规范，因而，现有高速公路路（桥）面水处理系统还不够完善，存在水处理效果较差后期维修成本较高等缺陷，并且不能对水资源进行有效再利用，水资源浪费较为严重，综上，现如今缺少一种结构简单、设计合理、施工方便且使用及维护简便、使用效果好的高速公路水处理系统，能有效解决高速公路路（桥）面的污水径流问题，能对水资源进行有效再利用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种环保型的路面水和坡面水的收集处理系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种环保型路面水与坡面水收集排放系统，包括用于收集路面水的路面边沟和用于收集坡面水的截水沟，所述路面边沟的出水口连接有路面水处理池，路面水处理池的出水口与截水沟的出水口汇流排放。

通过采用上述技术方案，路面水和坡面水可单独进行排放。

进一步的，所述的路面为超高单向路拱路段，超高单向路拱路段中高地势路段末端靠近隔离带的位置设置有集水槽，超高单向路拱路段中低地势路段末端设置所述路面边沟，所述的集水槽与路面边沟之间通过横向排水管连通。

通过采用上述技术方案，超高单向路段路面的积水从高地势路段流向低地势路段，接近中央分隔带时，积水会流入集水槽，顺着横向排水管流入另一侧的路面边沟。

进一步的，所述路面为双向路段，所述双向路段两侧均设有路面边沟。

通过采用上述技术方案，路面双向路段的积水经由路面流入路面两侧的路面边沟，被路面边沟收集。

进一步的，所述路面水处理池包括至少两个相互并联的路面水处理单元、雨量传感器和控制器，各路面水处理单元的进水口与主水路之间均设有电磁阀，各电磁阀均与控制器的控制信号输出端相连，雨量传感器与控制器的采样信号输入端相连。

通过采用上述技术方案，路面水处理池内设多个路面水处理单元，各路面水处理单元的进水口与主水路之间均设有电磁阀，当雨量正常时，控制器接收雨量传感器传输的信号，电磁阀关闭，单个路面水处理单元即可保证路面水处理池的雨量处理需求，当雨量过大时，控制器控制后续路面水处理单元的电磁阀开启，多个路面水处理单元一同工作，从而保证了路面水处理池的正常工作。在一段时间内，如果雨量维持在较低或是正常状态下，单个路面水处理单元就能够有效的处理路面积水，可以有效的避免资源的浪费，降低水处理池的维护难度。

进一步的，所述的路面水处理单元包括自上而下依次设置的物理沉淀层、物理过滤层和生化氧化层，所述的物理沉淀层内沿进水方向逆向倾斜铺设有毛刷，物理沉淀层的底部设有排空管，所述排空管与排污口相连，所述的排污口处设置有排污阀，所述的排空管内设置有螺旋排污杆，螺旋排污杆与排污电机的输出端同轴连接，排污电机及排污阀均与所述控制器的控制信号输出端相连；所述的物理沉淀层内还设有L型溢流滴漏管，L型溢流滴漏管由溢流直管和滴流横管构成，溢流直管的顶部高出所述毛刷所在平面，滴流横管悬设于所述物理过滤层上方。

所述物理过滤层的底部设有若干滴流孔，所述的物理过滤层内设有过滤网和溢流管，溢流管的顶部高出所述过滤网，底部伸入所述生化氧化层。

通过采用上述技术方案，对单个路面水处理单元来说，当路面积水流进来，先流入物理沉淀层，经过与水流逆向铺设的毛刷时，大部分的颗粒状物体会被毛刷阻拦掉入下方的排空管，排空管内设有螺旋排污杆，当排空管内累积了一定的沉淀物时，可以通过控制器控制排污电机，带动排污螺旋杆将沉淀物通过排污口排出，经过毛刷初步沉淀的路面积水会顺着L型溢流滴漏管流入第二层物理过滤层，因为溢流管的顶部略高于毛刷所在平面，所以只是路面积水的上层通过溢流管流入滴流横管，这样流入过滤层的积水的杂质更少，减轻了过滤层的压力，本申请可通过雨量传感器采集的雨量数据核算实际降雨量，当降雨量累计达到某一预设阈值时自动控制排污电机工作完成颗粒沉淀物的自动排出。

当积水进入物理过滤层后，一些细微的不溶于水的杂质就会被过滤网吸附住，物理过滤层底部的若干滴孔可以提高积水下落的速度，不会让积水进行堆积，当过滤网逐渐饱和时，积水会在过滤网上方慢慢累积，这时上层的积水就会经过溢流管直接流入到下方的氧化层，这样就不会有当过滤网饱和时积水溢出的情况发生。

进一步的，所述的物理过滤层内还设有L型堵塞提示弯管，L型堵塞提示弯管的底部高度位于所述溢流管顶部与过滤网之间，L型堵塞提示弯管内设置有浮球水位计，所述的浮球水位计与控制器的采样信号输入端相连，控制器还通过通信模块与远端报警服务器相连，管理员客户端通过通信网络访问远端报警服务器。

通过采用上述技术方案，当积水经过初步沉淀后，流入过滤层，过滤网可以将水中较微小的颗粒状物体吸附，进一步去除水中的杂质，过滤层内的L型堵塞提示弯管的底部高度应设置在溢流管顶部和过滤网之间，这样的话，当过滤网逐渐饱和时，水位会上升，在水位还没有达到溢流管顶部高度之前，L型堵塞提示弯管内的浮球水位计会上升，浮球水位计通过水位传感器传输信号给控制器，控制器接收信号后给出信号到远端报警服务器来进行报警提示，管理员就可以通过管理员客户端访问远端报警服务器，安排相关人员对过滤网进行更换，如果更换不及时的话，水位会继续上升，这时积水会通过溢流管直接流入下方生化氧化层，直接进行氧化去污处理，不会造成积水的溢出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明提出的环保型路面水收集和排水系统对传统的排水系统进行了改造，该排水系统能够有效地最大程度的实现路面水的快速排放，减轻水对路面结构的损害。

（2）本发明提出的环保型路面水收集与处理系统结构简单、设计合理且施工方便。

（3）本发明提出的环保型路面水收集与处理系统对坡面水和路面水分别进行了处理，坡面水可以直接通过排水沟进行排放，路面水处理池在一定时间内可以有效的处理雨水，降低水的污染浓度，比如去除石油类物质能够高达80%、去除COD为70%，完全符合国家排放标准，经济环保。

（4）实现高速公路集中排水，防止路面积水降低雨天车辆行驶安全系数，此外可防止分散式排水导致对高速路两侧斜坡过渡冲刷。

（5）水处理效果好，能对高速公路路面排水进行有效再利用。

附图说明

图1为路面、路基雨污水分离排放系统平面图；

图2为超高单向路拱路段图；

图3为一般双向路段图；

图4为路面水处理池结构图；

图5为控制系统框图；

图中，1—路面水处理池，2—超高单向路拱路段，3—双向路段，4—截水沟，5—路面边沟，6—横向排水管，7—电磁阀，8—L型溢流滴漏管，9—毛刷，10—排污口，11—过滤网，12—浮球水位计，13—L型堵塞提示管，14—溢流管，15—生化氧化层，16—集水槽。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明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，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。

参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种环保型路面水与坡面水收集排放系统，包括用于收集路面水的路面边沟5和用于收集坡面水的截水沟4，所述路面边沟5的出水口连接有路面水处理池1，路面水处理池1的出水口与截水沟4的出水口汇流排放。

实施例1：

参阅图1和3，所述路面为双向路段3，所述双向路段3两侧均设有路面边沟5，在路面的双向路段3，当路面产生路面水时，积水顺着中央分隔带向道路两边流，流入两侧的路面边沟5，顺着路面边沟5流入下方的路面水处理池1，路面水处理池1过滤层对路面水进行过滤，去除路面水中的大的不溶性物体，接着路面水流经路面水处理池1底部的淤泥层，淤泥层可以很好地沉淀其中的不溶性细小颗粒，然后氧化塘对流经的路面水进行氧化处理，去除路面水中的污染浓度，对路面水中的部分无机盐类物质进行一定的降解，从而达到排放标准，然后通过排水沟进行排放，大大的提高了路面水的利用率，降低了路面水对环境的污染。

当下雨时，路堑两侧设置的截水沟4和坡面截水沟4可将雨水进行拦截，使之直接流入排水沟，不会流经路面和路面水进行汇合。

实施例2：

参阅图1和2，所述的路面为超高单向路拱路段2，超高单向路拱路段2中高地势路段末端靠近隔离带的位置设置有集水槽16，超高单向路拱路段2中低地势路段末端设置所述路面边沟5，所述的集水槽16与路面边沟5之间通过横向排水管6连通，在路面的超高单向路拱路段2，当路面产生积水时，较高一侧路面水顺着路段拱起的坡度，向另一侧流，当流到中央分隔带时，路面水流入集水槽16中，顺着横向排水管6流入另一侧路面的路面边沟5，与较低侧路面的路面水在路面边沟5进行汇合，然后流入路面水处理池1，路面水处理池1过滤层对路面水进行过滤，去除路面水中的大的不溶性物体，接着路面水流经路面水处理池1底部的淤泥层，淤泥层可以很好地沉淀其中的不溶性细小颗粒，然后氧化塘对流经的路面水进行氧化处理，去除路面水中的污染浓度，对路面水中的部分无机盐类物质进行一定的降解，从而达到排放标准，然后通过排水沟进行排放，大大的提高了路面水的利用率，降低了路面水对环境的污染。

本实施例中，所述路面水处理池1包括三个相互并联的路面水处理单元、雨量传感器和控制器，各路面水处理单元的进水口与主水路之间均设有电磁阀7，各电磁阀7均与控制器的控制信号输出端相连，雨量传感器与控制器的采样信号输入端相连，这样路面水处理池1内设多个路面水处理单元，各路面水处理单元的进水口与主水路之间均设有电磁阀7，当雨量正常时，控制器接收雨量传感器传输的信号，电磁阀7关闭，单个路面水处理单元即可保证路面水处理池的雨量处理需求，当雨量过大时，控制器控制后续路面水处理单元的电磁阀7开启，多个路面水处理单元一同工作，从而保证了路面水处理池1的正常工作。

具体的，所述的路面水处理单元包括自上而下依次设置的物理沉淀层、物理过滤层和生化氧化层15，所述的物理沉淀层内沿进水方向逆向倾斜铺设有毛刷9，物理沉淀层的底部设有排空管，所述排空管与排污口10相连，所述的排污口10处设置有排污阀，所述的排空管内设置有螺旋排污杆，螺旋排污杆与排污电机的输出端同轴连接，排污电机及排污阀均与所述控制器的控制信号输出端相连；所述的物理沉淀层内还设有L型溢流滴漏管8，L型溢流滴漏管8由溢流直管和滴流横管构成，溢流直管的顶部高出所述毛刷9所在平面，滴流横管悬设于所述物理过滤层上方，这样对单个路面水处理单元来说，当路面积水流进来，先流入物理沉淀层，经过与水流逆向铺设的毛刷9时，大部分的颗粒状物体会被毛刷9阻拦掉入下方的排空管，排空管内设有螺旋排污杆，当排空管内累积了一定的沉淀物时，可以通过控制器控制排污电机，带动排污螺旋杆将沉淀物通过排污口10排出，经过毛刷9初步沉淀的路面积水会顺着L型溢流滴漏管8流入第二层物理过滤层，因为溢流管14的顶部略高于毛刷9所在平面，所以只是路面积水的上层通过溢流管14流入滴流横管，这样流入过滤层的积水的杂质更少，减轻了过滤层的压力。本申请可通过雨量传感器采集的雨量数据核算实际降雨量，当降雨量累计达到某一预设阈值时自动控制排污电机工作完成颗粒沉淀物的自动排出。

所述物理过滤层的底部设有若干滴流孔，所述的物理过滤层内设有过滤网11和溢流管14，溢流管14的顶部高出所述过滤网11，底部伸入所述生化氧化层15，这样当积水进入物理过滤层后，一些细微的不溶于水的杂质就会被过滤网11吸附住，物理过滤层底部的若干滴孔可以提高积水下落的速度，不会让积水进行堆积，当过滤网11逐渐饱和时，积水会在过滤网11上方慢慢累积，这时上层的积水就会经过溢流管14直接流入到下方的氧化层，这样就不会有当过滤网11饱和时积水溢出的情况发生。

所述的物理过滤层内还设有L型堵塞提示弯管，L型堵塞提示弯管的底部高度位于所述溢流管顶部与过滤网之间，L型堵塞提示弯管内设置有浮球水位计，所述的浮球水位计与控制器的采样信号输入端相连，控制器还通过通信模块与远端报警服务器相连，管理员客户端通过通信网络访问远端报警服务器，这样当积水经过初步沉淀后，流入过滤层，过滤网11可以将水中较微小的颗粒状物体吸附，进一步去除水中的杂质，过滤层内的L型堵塞提示弯管13的底部高度应设置在溢流管14顶部和过滤网11之间，这样的话，当过滤网11逐渐饱和时，水位会上升，在水位还没有达到溢流管14顶部高度之前，L型堵塞提示弯管13内的浮球水位计12会上升，浮球水位计12通过水位传感器传输信号给控制器，控制器接收信号后给出信号到远端报警服务器来进行报警提示，管理员就可以通过管理员客户端访问远端报警服务器，安排相关人员对过滤网进行更换，如果更换不及时的话，水位会继续上升，这时积水会通过溢流管14直接流入下方生化氧化层，直接进行氧化去污处理，不会造成积水的溢出。

总的来说，当下雨时，路面水经过管道流向路面水处理池1，管道上设有多个电磁阀7，每个电磁阀7控制一个路面水处理单元，拿其中一个单元来说，积水先进入沉淀层，经过毛刷9，将一些树叶、石块类的较大物体吸附沉淀下来，落入下方排空管，当沉淀物到达一定量时，控制器控制排污电机带动排污螺旋杆，将沉淀物通过排空管清理出去，接着积水通过L型溢流滴漏管8进入过滤层，一些较细小的不溶性物质慢慢吸附在过滤网11上，当过滤网11逐渐饱和时，积水增多，水位上涨，导致过滤层一侧L型堵塞提示弯管13内的浮球水位计12上浮，通过液位传感器，把信号传给控制器，控制器接收信号后给出信号到远端报警服务器来进行报警提示，管理员就可以通过管理员客户端访问远端报警服务器，安排相关人员对过滤网11进行更换，如果更换不及时的话，水位会继续上升，这时积水会通过溢流管14直接流入下方生化氧化层15，直接进行氧化去污处理，不会造成积水的溢出，积水经过沉淀和过滤，流入底部生化氧化池，生化氧化池内含有多种真菌，可以对积水进行积极有效的去处理，对无机盐类进行生物降解，最后经过这一系列的处理，路面积水与截水沟4的水进行汇合，通过排水沟排放，如果雨量过大，雨量传感器会及时传递信息给控制器，利用控制器打开电磁阀7，可以多个单元一起工作，及时有效的处理路面水。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (1)

1.一种环保型路面水与坡面水收集排放系统，其特征在于：包括用于收集路面水的路面边沟（5）和用于收集坡面水的截水沟（4），所述路面边沟（5）的出水口连接有路面水处理池（1），路面水处理池（1）的出水口与截水沟（4）的出水口汇流排放；

所述的路面为超高单向路拱路段（2），超高单向路拱路段（2）中高地势路段末端靠近隔离带的位置设置有集水槽（16），超高单向路拱路段（2）中低地势路段末端设置所述路面边沟（5），所述的集水槽（16）与路面边沟（5）之间通过横向排水管（6）连通；或，所述路面为双向路段（3），所述双向路段（3）两侧均设有路面边沟（5）；

所述路面水处理池（1）包括至少两个相互并联的路面水处理单元、雨量传感器和控制器，各路面水处理单元的进水口与主水路之间均设有电磁阀（7），各电磁阀（7）均与控制器的控制信号输出端相连，雨量传感器与控制器的采样信号输入端相连；

所述的路面水处理单元包括自上而下依次设置的物理沉淀层、物理过滤层和生化氧化层（15），所述的物理沉淀层内沿进水方向逆向倾斜铺设有毛刷（9），物理沉淀层的底部设有排空管，所述排空管与排污口（10）相连，所述的排污口（10）处设置有排污阀，所述的排空管内设置有螺旋排污杆，螺旋排污杆与排污电机的输出端同轴连接，排污电机及排污阀均与所述控制器的控制信号输出端相连；所述的物理沉淀层内还设有L型溢流滴漏管（8），L型溢流滴漏管（8）由溢流直管和滴流横管构成，溢流直管的顶部高出所述毛刷（9）所在平面，滴流横管悬设于所述物理过滤层上方；

所述物理过滤层的底部设有若干滴流孔，所述的物理过滤层内设有过滤网（11）和溢流管（14），溢流管（14）的顶部高出所述过滤网（11），底部伸入所述生化氧化层（15）；

所述的物理过滤层内还设有L型堵塞提示弯管，L型堵塞提示弯管的底部高度位于所述溢流管（14）顶部与过滤网（11）之间，L型堵塞提示弯管内设置有浮球水位计，所述的浮球水位计与控制器的采样信号输入端相连，控制器还通过通信模块与远端报警服务器相连，管理员客户端通过通信网络访问远端报警服务器。