雨水口截污技術(shù)發(fā)展綜述

吳燁璇，李樹平,*，褚華強，莫祖瀾，張 辰，呂永鵬

(1.同濟大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200092；2.上海市政工程設(shè)計研究總院〈集團〉有限公司，上海 200092)

雨水口是地面雨水排放系統(tǒng)中收集雨水的起端構(gòu)筑物，由進水箅、井身及出水管等組成。路面上的雨水匯流經(jīng)過雨水口的收集進入雨水管道系統(tǒng)，它不僅是城市排水管系匯集雨水徑流的銜接，還會引入城市污染物，間接影響城市交通、城市水環(huán)境、環(huán)境衛(wèi)生及人體健康。雨水徑流是造成城市非點源污染的主要原因之一，國內(nèi)外對不同城市雨水徑流水質(zhì)與污染防控進行了大量研究，如美國約有60%的河流和50%的湖泊污染與非點源污染有關(guān)[1]；2010年后，北京和上海的城市雨水徑流污染占水體污染負荷的比例將分別升至約12 %與20 %[2]；Wei等[3]的試驗結(jié)果顯示，地表徑流對路面多種污染物COD、TP和TSS的攜帶率高達49.2%、68.8%和41.6%，且其中約有33%～50%污染物會進入水體。

雨水徑流攜帶大顆粒垃圾，如塑料、樹枝、泥沙等，沖刷溶解路面和屋面中的有機物、重金屬、營養(yǎng)鹽、油脂等，這些污染物隨著水流進入雨水口，通過管道排入河道，對水環(huán)境造成嚴重威脅[4]；另一方面，排水管道內(nèi)有機物在厭氧情況下會生成帶有強烈臭味的氣體，如硫化氫、甲烷、氨、硫醇等，從雨水口逸出，嚴重影響居民和行人的舒適感[5]。

通常認為，降雨導(dǎo)致的非點源污染也是許多發(fā)達國家河流、溪流和其他水域受到污染的主要原因。因此，大多數(shù)國家對雨水排放設(shè)施設(shè)立了截污要求。我國《室外排水設(shè)計規(guī)范》(GB 50014—2006)(2016年版)規(guī)定：“雨水口宜設(shè)污物截留設(shè)施”；我國《城鎮(zhèn)排水管渠與泵站運行、維護及安全技術(shù)規(guī)程》(CJJ 68—2016)規(guī)定：“雨水口內(nèi)宜加設(shè)垃圾攔截、防臭裝置”。美國暴雨污染預(yù)防計劃和最佳管理措施(BMPs)實踐條例中要求，雨水口與雨水井內(nèi)應(yīng)設(shè)有截污過濾措施；英國可持續(xù)城市排水系統(tǒng)(SUDS)中，其預(yù)防措施和源頭控制處在最高等級的管理級別，宗旨為盡量通過預(yù)防措施和源頭措施在小范圍內(nèi)進行雨水截留處理，要求雨水口設(shè)置截污過濾設(shè)備[6]。

國內(nèi)外開展了大量雨水口截污技術(shù)研究，針對不同污染物質(zhì)的去除方式，可將雨水口分為沉砂式、攔截過濾式、離心式、水質(zhì)型、嵌入式、除油型和防臭型等。

1 雨水徑流污染物特點

自20世紀60年代中期，國內(nèi)外逐漸意識到降雨非點源污染對城市河流水體的環(huán)境造成威脅的嚴重性，并開展了大量的降雨徑流污染物研究[7]，包括徑流中的污染物類型、污染物平均濃度(EMC)、初期沖刷效應(yīng)，及不同下墊面污染物類型與特征[8]。研究表明，雨水中通常攜帶了大量污染物，主要包括懸浮固體(TSS)、COD、營養(yǎng)物質(zhì)、重金屬等[4]。此外，雨水徑流主要由屋面徑流與道路徑流組成，而屋面由于不同的材質(zhì)、坡度、暴露程度，其污染物含量和類型也有差別。金屬屋面徑流由于屋頂和落水管的腐蝕、沖刷，常含有較多的Zn、Mn、Cu、Pb等重金屬。路面徑流則是油脂、有機物、懸浮顆粒物、重金屬等, 來源較為廣泛，路面徑流的COD、SS、TN、TP 與重金屬的平均濃度通常比非金屬屋面高，污染也更為嚴重[9]，磷等營養(yǎng)物質(zhì)通過徑流匯入水體，還會引起水體富營養(yǎng)化等問題。

(1)大顆粒物質(zhì)：主要包括一些路面上的垃圾、難降解的塑料物質(zhì)等，大部分可以直接通過雨水口格柵攔截，易在雨水口表面產(chǎn)生堵塞，影響出水口的過流能力。

(2)TSS：城市道路雨水徑流中含有大量懸浮固體(TSS)，這些懸浮固體主要來源于路面的工業(yè)排放、土壤侵蝕風(fēng)化、大氣沉積、道路養(yǎng)護和化石燃料的燃燒等，尤其在空氣污染較為嚴重、降雨量較小、地面坡度較小的城市，TSS含量更高，因為顆粒物不能被雨水快速的溶解、沖刷和轉(zhuǎn)移。

(3)COD：道路雨水徑流中COD的主要來源為動物排泄物、土壤侵蝕、城市植物中掉落的樹枝樹葉雜草和車輛尾氣排放等產(chǎn)生的有機物質(zhì)。研究表明，庭院與街道的徑流污染主要為SS和COD污染，且其含量與降雨強度、地表排泄物污染和日常清潔道路頻率與程度有關(guān)。

(4)營養(yǎng)物質(zhì)：雨水徑流中的營養(yǎng)物質(zhì)主要來源于土壤侵蝕、生物排泄、綠化植物的農(nóng)藥噴灑與施肥等，其中TP、TN含量較高，可在截污控制時重點考慮。

(5)重金屬物質(zhì)：雨水中的重金屬主要來自工業(yè)排放、車輛磨損和尾氣排放，一些金屬屋面產(chǎn)生徑流的重金屬污染甚至超過街道徑流[10]。對于一些工業(yè)性城市，比如沈陽和西安，其降雨徑流的重金屬含量較為嚴重，對滲透土壤和河流水體都會造成危害。研究表明，若雨水口將初期雨水棄流，可對徑流重金屬有明顯的改善作用[4]。

(6)油類、烴類：道路雨水中的油烴類污染主要來源于油類燃料溢流、泄露、瀝青表面瀝出物等，雨水徑流尤其是路面徑流攜帶將其進入排水管網(wǎng)。

2 雨水口截污凈化裝置

傳統(tǒng)雨水口的設(shè)計通常聚焦在其泄水能力能否滿足暴雨及特大暴雨時的降雨需求，但雨水口作為地表雨水徑流與地下雨水管道的銜接點，其截污能力的強弱直接影響路面的排水污染控制，故雨水口截污裝置的結(jié)構(gòu)形勢與功能對于控制排入排水系統(tǒng)的徑流雨水的水質(zhì)起到了決定性作用。大多傳統(tǒng)雨水口型式單一，缺少凈化功能。國內(nèi)外大量雨水徑流研究顯示，雨水中常攜帶了大量污染物，包括碎片、懸浮固體、沉積物、油及其他可溶和不可溶的化學(xué)污染物，若不經(jīng)過雨水口有效的攔截，而是直接匯入雨水管路，則會對河流水體造成嚴重污染。對此，為了有效地解決傳統(tǒng)雨水口存在的堵塞、泥沙分離效果不佳、臭氣外泄等問題，從而達到更好的截污效果也成為了當前的研究熱點。截至目前，國內(nèi)關(guān)于環(huán)保型、除油型、防臭型等雨水口專利也已超過100項[11-12]。

2.1 沉砂式雨水口

傳統(tǒng)雨水口最初截污改造方式為設(shè)置沉砂井，2005年Carl等[13]發(fā)明了一種沉砂井雨水口(圖1)，雨水流入沉砂井，通過沉降去除懸浮顆粒，當雨水量達到一定程度后溢流至出水管，但此裝置的缺點是結(jié)構(gòu)笨重，沒有可拆卸式的過濾結(jié)構(gòu)，后期清掏污泥不便，雨水殘留易滋生臭氣。2018年，楊夏軍等[14]發(fā)明了一種雨水口內(nèi)部沉砂裝置，改善了這些問題(圖2)，沉砂裝置內(nèi)部過濾槽的兩側(cè)分別設(shè)有帶隔板的沉砂槽，槽中放有吸附填料，雨水在過濾板組成的S型沉砂槽中流動，可以緩沖水流，較好地截留沉淀物，延長滯留時間，充分過濾沉降。整個裝置比之前的沉淀效果更好，且結(jié)構(gòu)輕便易于清理，在使用一定的周期后，可通過提手將裝置取出，傾倒泥沙樹葉等垃圾雜物以及殘余雨水，再原樣放回即可。

圖1 沉沙井雨水口Fig.1 Gutter Inlet with Sand Sediment Trap

圖2 雨水口內(nèi)部沉砂裝置Fig.2 Gutter Inlet with Sand-Sinking Device Inside

2.2 攔截過濾式雨水口

2000年，Schilling等[15]發(fā)明了一種襯板式雨水口，如圖3所示。裝置頂部格柵懸吊可過濾去除重金屬和碳氫化合物的過濾器，由耐腐蝕材料制成，它可以承受過濾器內(nèi)收集的廢物和水所施加的極端壓力，但缺點是其支撐架笨重，不易維護檢修，且水量過大時溢流量大，過濾效果較差。陳瑩等[16]在西安市試驗截污吊籃，此裝置結(jié)構(gòu)更加輕便，易于清潔維護，帶有固體顆粒污染物或懸浮性污染物的污水進入雨水口后在掛籃中被攔截過濾，采用300、150、130 g/m2土工織物制作截污網(wǎng)袋，試驗得出其截污效果良好，顆粒物的平均去除率分別為 76.5%、69.4%和 56.0%，但缺點是易產(chǎn)生積泥堵塞，截污能力降低，需頻繁的清掏維護。2009年，Barragan等[17]發(fā)明了一種雙層截污掛籃雨水，與傳統(tǒng)吊籃相比，有更好的截污能力，如圖4所示。裝置采用雙層截污濾網(wǎng)，上下層篩網(wǎng)均為多孔的片狀材料，且下層篩孔小于上層篩孔。當徑流量小時，可直接進行兩層過濾；當徑流量較大時，一層篩網(wǎng)溢流入二層繼續(xù)過濾，直到水量大于兩層篩網(wǎng)能承受的水量之和才直接溢流匯入管道，在保證過流能力的同時大大提高了截污能力，固體顆粒污染物和懸浮性污染物可被有效攔截，并得到及時清理，可防止非點源污染、淤積，但掛籃易堵，需定期人工手提取出兩層掛籃清掏雜物維護。

圖3 襯板式雨水口Fig.3 Lined Gutter Inlet

圖4 雙層截污掛籃雨水口Fig.4 Gutter Inlet with Double-Decker Interception Basket

2.3 離心式雨水口

圖5 渦輪式雨水篦子Fig.5 Turbine Grate

2012年，婁鋒[18]發(fā)明了一種渦輪式雨水篦子，于2015 年上海市正式投入使用，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。裝置包括圓形或橢圓形框體，多根弧形篦條以框體中心為中心形成渦輪狀。每根篦條上開設(shè)多個排水口，篦條的間隙架設(shè)排水橋，兩側(cè)壁設(shè)多個排水缺口。水在通過篦子時形成漩渦流，流速加快，質(zhì)量較重的雜質(zhì)如泥沙等，由于重力作用會流向旋渦中心并經(jīng)中心排水孔流入污水系統(tǒng)，質(zhì)量較輕的雜物如塑料片等則向外甩出，防止其堵塞排水孔。過水流量過大、雜質(zhì)過多，易造成排水孔的堵塞，排水橋上的排水缺口可使水流順暢通過，防止淤積，故其污泥清掏周期可適當延長，無需頻繁清掏，實用性強。張顯忠[19]在模擬同樣來水條件與樹葉堵塞情況下，發(fā)現(xiàn)立體渦輪雨水口的泄水流量比其他5種不同形式雨水口明顯大得多，且渦輪雨水口在攔截雜質(zhì)的同時能保持很好的過流能力，約為無堵塞情況下的80%。2019年，李友皝等[20]研究了一種新型離心式防堵塞雨水口(圖6)，設(shè)置了一個敞口下落式螺旋裝置，泥沙在重力和離心力的雙重作用下有更快更大的匯集效率，且不易產(chǎn)生堵塞，較重的泥沙從中間收集管落入集泥槽，雨水則甩出裝置從出口流出。由于雨水管道基本處于滿流，雨水口內(nèi)部氣壓不穩(wěn)定導(dǎo)致泄水能力降低，而此裝置的優(yōu)勢則是雨水螺旋下落帶動內(nèi)部空氣循環(huán)流動，能形成中空氣孔，使氣壓內(nèi)外平衡，增大泄水能力。由于下側(cè)集泥槽周圍設(shè)置了掛鉤，在清淤時操作方便，無需人員下井作業(yè)，只需將集泥槽提出清理，再放入雨水口即可，降低了清淤作業(yè)的危險，實用性高。

圖6 新型離心式防堵塞雨水口Fig.6 New Centrifugal Anti-Clogging Gutter Inlet

2.4 水質(zhì)型截污雨水口

考慮到初期雨水污染通常成分復(fù)雜，污染物濃度高，為了能夠很好地分流初后期雨水并利用初期雨水，2014年，劉軍等[21]提出了一種水質(zhì)型截污雨水口，其結(jié)構(gòu)如圖7所示。該種雨水口采用的是一體化玻璃鋼預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)，初期雨水經(jīng)過粗砂層、細砂層進行層層過濾，雨水經(jīng)過濾料的深度凈化后滲透補充地下水。匯水區(qū)域內(nèi)的初期雨水流入截污口，并通過濾料進行過濾，濾層水位逐漸上升，使污染較小的后期雨水直接流入雨水管道。收集完服務(wù)面積內(nèi)的初期雨水，后期干凈雨水流入雨水排放口，直接補充河道水體，有效促進了雨水資源的合理利用。水質(zhì)型雨水截污口的截污功能很好地削減了初期雨水造成的徑流污染，懸浮物去除率可達到67%～96%，COD、總磷和部分重金屬離子去除率分別在70%～90%，同時也很好地對地下水進行了回補。濾層是網(wǎng)袋式濾料模塊，濾袋可一次性從設(shè)施內(nèi)取出，通過人工現(xiàn)場振抖即可清除截留的泥砂顆粒等雜質(zhì)，維護簡單。

圖7 水質(zhì)型截污雨水口Fig.7 Gutter Inlet with Washes Interception

2.5 嵌入式雨水口

圖8 INNOLET雨水徑流處理系統(tǒng)Fig.8 INNOLET Gutter Inlet

為了使雨水口在去除懸浮物質(zhì)之外，還可去除如重金屬和營養(yǎng)物質(zhì)等其他污染物，并可處理道路污染較嚴重的污水，2007年，國外研發(fā)了一種INNOLET雨水徑流處理系統(tǒng)[22]，如圖8所示。它是一種兩級過濾器單元，第一步，沉降和過濾較大的顆粒，例如沙子或樹葉；第二步，氫氧化鐵吸附劑進行還原反應(yīng)，去除重金屬和磷酸鹽等。根據(jù)歐盟北海地區(qū)時長2年的項目測試，徑流中TSS、ZN、o-PO4-P的去除率高達50%，其他污染物如Cu、磷酸鹽和PAC也有20%～30%的去除率。后期清掏僅需每月清理一次鏟斗，每半年維護一次過濾器即可保證其良好的去除效果，實用性強。隨著水環(huán)境保護的要求越來越高，Bio-clean公司研發(fā)并產(chǎn)品化了一種介質(zhì)型嵌入裝置，如圖9所示。此裝置可根據(jù)雨水口型式定制尺寸，不銹鋼制，上部為碳氫化合物收集槽，下部為雙層過濾層，其濾料可根據(jù)污染物不同設(shè)置。此裝置可將TSS去除率提高至85%，重金屬物質(zhì)如Cu、Zn等的去除率可高至95%以上，適用于施工現(xiàn)場或工業(yè)區(qū)等污染較嚴重的地段。但由于過濾器是重型結(jié)構(gòu)，需定期用真空卡車清洗濾料進行濾料的更新，無需更換新介質(zhì)。

圖9 介質(zhì)型嵌入式裝置Fig.9 Bio Clean Grate Inlet Media Filter

2.6 除油型雨水口

隨著雨水截污技術(shù)的研究與發(fā)展，只去除雨水中的固體懸浮物仍然不能達到良好的截污凈化效果。國內(nèi)外逐漸開始重視徑流中油類和烴類物質(zhì)的污染控制，這些污染大多來源于道路車輛的泄漏與油氈屋面的沖刷。加拿大通過互聯(lián)網(wǎng)收集了 1970年—1995年140份關(guān)于雨水徑流水質(zhì)的文獻，調(diào)查出其油類上限值過高，且與我國北京城市道路雨水污染程度接近[2]。當前，雨水口主要由吸附過濾方式除油，雨水通過除油填料吸附油脂與烴類物質(zhì)，再匯入排水管道。目前，雨水口除油在國外的相關(guān)研究較多，在國內(nèi)應(yīng)用較少，應(yīng)用前景較廣闊。

2.6.1 過濾式除油雨水口

2000年，Morris等[23]發(fā)明了一種彎型進水除油雨水口，其結(jié)構(gòu)如圖10所示。該裝置為專門收集垃圾、油脂或其他碳氫化合物及相關(guān)化學(xué)物質(zhì)的復(fù)合收集系統(tǒng)。水從路緣側(cè)向流入由金屬掛鉤安裝在篦子下端的雙層料斗框中，內(nèi)框用于截留垃圾碎片等雜物，外框裝填具有高表面積的共聚物材料碎片。這些碎片可吸收大量通過料斗的油或其他化學(xué)物質(zhì)如苯、二硫化碳和各種氯化烴等。同時，這些碎片具有疏水性，允許較多的雨水通過，保證過流能力。該底板為可移動式，并可拆卸更換濾料。此裝置的優(yōu)點是在大量去除油脂與化學(xué)物質(zhì)的同時，其疏水性介質(zhì)材料保證了良好的過流能力，但缺點是無法處理污染較嚴重的雨水口。

圖10 彎型除油過濾雨水口Fig.10 Curb-Inlet Gutter Inlet

為了能處理流量較大污染較嚴重的雨水，2001年，Happel[24]發(fā)明了一種可進行二次過濾的除油型雨水口，其結(jié)構(gòu)如圖11所示。過濾器箱四周和底部設(shè)有方孔過濾裝置，且上層孔徑較大，用于粗篩大顆粒物質(zhì)，下層與底部孔徑較小，用于細篩小顆粒物質(zhì)。過濾器箱內(nèi)的上部有兩層支撐槽，槽內(nèi)過濾器可去除油與碳氫化合物，且上層支撐槽底部有若干開口，水可由上層流入下層進行二次過濾。此裝置缺點是為保證雨水口泄水能力，降雨強度較大時的溢流較多，過濾效果差。

圖11 多級方孔除油過濾雨水口Fig.11 Multistage Square Hole Degreasing and Filtering Gutter Inlet

2.6.2 嵌入式除油過濾器

圖12 嵌入式除油過濾器Fig.12 Multipurpose Catch Basin Insert

為了使除油裝置更輕便，且可根據(jù)已有雨水口定制尺寸，更利于安裝與清掃，2014年，REM公司推出了一種TR多用途嵌入式雨水口過濾器(圖12)，可用于一體化收集沉淀物、垃圾、碎片、懸浮物、油類和油脂以及其他雨水污染物。TR過濾器可用于新建雨水口或定制于現(xiàn)有雨水口，其過濾器體由可回收的高分子量聚乙烯塑料(HMWPE)和添加的UV抑制劑組成。過濾器介質(zhì)包中裝有一種經(jīng)膨脹處理的火山灰介質(zhì)，具有高度疏水性，裝在耐用的土工織物穿孔聚丙烯機織織物中，能有效封裝液化石油烴(脂肪、油和油脂，包括動物脂肪)，減少總懸浮固體碎屑、垃圾、淤泥沉積物和附聚的重金屬等。其內(nèi)部介質(zhì)包也可針對具體的污染物問題換為粒狀碳或沸石等其他材料，后期更換時也十分便捷，直接取出更換新介質(zhì)包即可。此裝置優(yōu)點是尺寸大小可自行調(diào)整并嵌入已有雨水口中，收集污染物種類多，但缺點是若堵塞嚴重，其截污能力與過流能力均會受到影響。

但在一些臨時應(yīng)用中，比如短期工業(yè)區(qū)域或應(yīng)急情況下，對已澆筑完成的雨水口定制尺寸、安裝嵌入式除油過濾器較不方便，Sharpless[25]發(fā)明了一種更加方便的嵌入式除油過濾器，如圖13所示。發(fā)明為在格柵下用鏈條懸吊一個枕頭型結(jié)構(gòu)過濾袋，內(nèi)芯為松散的吸油纖維聚丙烯，這個裝置更為簡單且不受雨水篦子形式影響，方向不受干擾，均可安裝。后期清洗時，直接將過濾袋提出，移除舊的濾芯，并用一個新的干凈的濾芯替換即可，簡單方便，油浸過的舊墨盒可被送往回收工廠進行石油提取處理，但缺點是只適用于臨時應(yīng)用，不適合長期使用。

2.7 防臭型雨水口

雨水口截污技術(shù)發(fā)展的過程中，隨著雨水口結(jié)構(gòu)型式的不斷改進，如何解決雨水口臭味溢出的問題也成了當前熱點。污水中存在的有機物在厭氧環(huán)境下分解出硫化氫、硫醇、氨等帶有強烈刺激性氣味的氣體。這些氣體在管道內(nèi)聚集，并從雨水口進口處溢出，嚴重影響環(huán)境與行人的舒適感，國內(nèi)外研發(fā)了各種防臭型雨水口來解決這一問題。

2.7.1 擋板式防臭雨水口

為解決雨水口防臭問題，宋丹[26]研制出一種防臭性雨水口截污裝置，其結(jié)構(gòu)如圖14所示。本裝置安裝在雨水箅子下，無雨時擋板依靠重力自由下垂，阻止臭氣溢出。降雨時，雨水先落入集渣斗，當水位高于集渣斗后，雨水在擋板內(nèi)外形成高位差，利用水壓將擋板壓開，雨水越大，擋板開的角度越大。擋板式適用于進水篦子距連接管>500 mm的雨水口。此裝置優(yōu)點是可攔截較大的污染物和部分較小的沙粒、灰塵等固體污染物，在后期清理雜物時，只要打開篦子，提出隔離罩即可方便地清除雜物，降低了雜物清除的成本和勞動強度，但缺點是防臭擋板會影響雨水口的正常泄水能力，而且裝置在充滿雨水時承壓太大，易于損壞。除擋板自重型外，還有擋板平衡型、電動型、水封型等各種形式的防臭裝置，但擋板自重和平衡型易被雜物阻擋而失去防臭作用；電動型對安裝維護人員要求高；水封型在干旱少雨的季節(jié)水封會失效?，F(xiàn)在，擋板式雨水口在廣州、深圳等部分地區(qū)已投入使用[27]。

為了在除臭同時加強去除其他污染物的效率，李兵等[28]研究了一種攔截式預(yù)制雨水口(圖15)，主要由進水箅、井蓋、井座、井身和攔截器等組成。進水箅的格柵初步攔截雨水中的雜物，防臭擋板防臭的同時，出水口雨水通過引水板進入攔截器，可收集、分離雨水中固體廢棄物[29]。試驗驗證，在篩孔規(guī)格≤3 mm2時，可攔截70%以上固體顆粒物，除污效果好，故≤3 mm2為防臭裝置所推薦的篩孔規(guī)格。2011年，上海市安裝了5個攔截式預(yù)制雨水口，實踐表明，其截污能力顯著，但若固體廢棄物在進水箅表面淤積過多，堵塞進水口，會對泄水通暢性產(chǎn)生嚴重影響。

2.7.2 一體化環(huán)保雨水口

為了使防臭型雨水口結(jié)構(gòu)更加簡單，國內(nèi)研發(fā)了一種一體式多功能型雨水口[30]，其結(jié)構(gòu)如圖16所示。此類裝置在頂部設(shè)置截污掛籃，用于攔截樹葉、枯枝等污染物，底部設(shè)置沉砂滲濾裝置，用于將截污掛籃過濾的雨水作進一步處理，得到凈化的雨水流入雨水管道。管道采用隔板聯(lián)合水封的方式進行防臭，隔板最下端低于排水管管底標高，傾角在45°～60°，便于固體顆粒沉降同時起導(dǎo)流作用。沉砂裝置內(nèi)的積水與隔板形成水封，阻止了管道內(nèi)的臭氣溢出，其徑流污染削減率可達到67%～91%[31]。這類雨水口的優(yōu)點是防臭效果好，且能攔截過濾部分初期雨水，保證進入管道的雨水質(zhì)量，而且一體化形式功能全面，構(gòu)造簡單。后期清掃直接將上部截污掛籃人工拆卸清洗，下部沉砂斗進行污泥清掏即可，但缺點是在久旱無雨時，雨水口會因缺水導(dǎo)致水封失效，且防臭擋板影響泄流能力。

圖16 一體化環(huán)保雨水口Fig.16 Integrated Environmental Protection Gutter Inlet

2.7.3 介質(zhì)式過濾除臭雨水口

Ultra Tech公司研制并投產(chǎn)了一種可配置介質(zhì)過濾器(圖17)，可去除雨水和工業(yè)徑流中的懸浮固體、碳氫化合物、重金屬、異味等，有超過80%的泥沙去除效率。雨水流入過濾器時，先經(jīng)過一個預(yù)沉降室去除泥沙沉淀物，再通過過濾介質(zhì)，這個過濾器的特點是可以根據(jù)不同的截污需求配置不同的過濾器介質(zhì)，除烴介質(zhì)可去除油和其他碳氫化合物；磷過濾器去除磷；活性炭拋光介質(zhì)可以去除部分化學(xué)物質(zhì)、碳氫化合物和臭味；重金屬定制介質(zhì)可以去除鋅、鉛、銅和其他有害的重金屬。其濾料需定期更換，舊濾料由于含有大量重金屬、油類物質(zhì)等，需工廠進行專業(yè)的清潔處理。但此裝置的缺點是介質(zhì)堵塞會影響過流能力與截污效果。

圖17 介質(zhì)過濾除臭雨水口Fig.17 Advanced Gutter Inlet Filter Capturing Multiple Pollutants

3 結(jié)論

在雨水口截污方面，針對不同類型的徑流污染物，發(fā)展出各類不同的新功能雨水口。當需要處理徑流中的常規(guī)懸浮固體顆粒物與COD等污染物時，可用常規(guī)截污型雨水口，包括沉砂式截污雨水口、攔截過濾式雨水口、離心式雨水口、水質(zhì)型截污雨水口和嵌入式雨水口等，雨水通過新型填料過濾吸附去除相應(yīng)的污染物；或是采取一些新結(jié)構(gòu)雨水口如渦輪雨水口，通過離心力的作用去除懸浮物雜質(zhì)。當需要進一步去除道路的油脂與烴類污染物時，過濾式除油雨水口和嵌入式雨水口通過高聚物材料除油過濾器或特殊介質(zhì)，如火山灰介質(zhì)等，在有效去除油脂的同時，還可以去除部分重金屬污染物；一些特殊吊鏈結(jié)構(gòu)還可適用于臨時或短期應(yīng)用情況。除此之外，考慮到管道臭味逸出影響社區(qū)生活質(zhì)量，有水封式、擋板式、一體化環(huán)保式和可配置介質(zhì)過濾式除臭雨水口，通過水封、擋板隔離或介質(zhì)吸附的方式去除臭味。截污、沉砂、下滲、防臭等理念共行的一體式多功能截污雨水口是當前研究發(fā)展的熱點。

過濾凈化型雨水口在德國、法國、英國、西班牙和荷蘭等國家均已得到了應(yīng)用。我國很多城市仍然在采用傳統(tǒng)式截污掛籃裝置技術(shù)，新型多功能式雨水口尚未完全普及。雖然上海、深圳、天津等地已設(shè)置截污雨水口示范工程，但雨水口的結(jié)構(gòu)功能、規(guī)模以及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面，應(yīng)意識到在保證雨水口泄水能力的同時，針對如何兼顧截污效果深入研究。

4 展望

隨著近年來內(nèi)澇頻發(fā)、海綿城市新型城鎮(zhèn)雨水管理理念的提出，雨水口設(shè)計作為排水系統(tǒng)收水的重要環(huán)節(jié)，不應(yīng)只考慮其泄水過流能力，還需同時兼顧徑流污染控制。隨著國家對非點源污染造成的水體威脅問題的逐漸重視，越來越多的專家學(xué)者開始深入研究徑流水質(zhì)與雨水口截污技術(shù)，雨水口截污技術(shù)正從常規(guī)的過濾截留懸浮固體顆粒物逐漸發(fā)展為可以除油、防臭等多種污染物共同去除的多功能截污形式；截污雨水口結(jié)構(gòu)上也逐漸從傳統(tǒng)的改造進化到可定制尺寸的嵌入式截污裝置，再到提倡截污、沉砂、下滲、防臭理念共行的一體化雨水口；這些發(fā)展出來的新型雨水口可有效減少非點源污染，保護城市水環(huán)境質(zhì)量。另外，雨水口的海綿化改造應(yīng)多借鑒國外新型技術(shù)的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化的截污雨水口產(chǎn)品，在滿足基本的過流和截污能力的同時，也能為城市水環(huán)境改善和減少黑臭水體提供一定的技術(shù)支撐。