CN103774736B - 一种城市排水管网雨水分流处理及存储系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市排水管网雨水分流处理及存储系统，包括分流检查井和雨水分流井阵；雨水分流井阵包括依次串联连接的沉淀井、水处理井、清水井和蓄水井，沉淀井通过分流管与分流检查井连接，蓄水井通过回用管分别接入雨水回用系统和应急排出系统，水处理井通过沼气管连接沼气收集系统；分流检查井设置在雨水主干管、雨水干管或雨水支管上。本发明可将初期雨水全部送到污水处理厂处理后排放，使其对城市水体的污染降低至最小程度，实现雨水就地处理和再生回用，利于实现城市区域性良性水循环，避免集中式污水处理带来的巨量建设投入及非暴雨期的设备长期空置浪费，对雨污水的分级处理还有利于集中式污水处理设施出水水质的达标提高；并实现削峰调蓄。

Description

一种城市排水管网雨水分流处理及存储系统

技术领域

本发明涉及一种用于城市地下管网对雨水进行分流处理及存储的系统。

背景技术

城市水污染和暴雨径流造成的内涝是困扰城市排水系统设计的重大问题。长期以来，人们一直认为点源污染是造成水体污染的主要原因(如各种工业废水、医院污水、生活污水等)，而未意识到面源污染对水体污染的严重影响(如城市降雨的地表径流造成的水体污染)。随着城市化水平的提高，不透水地面面积不断上升，造成降雨时径流量大大增加，径流冲刷会携带大量的污染物，因此，雨水径流，尤其是初期雨水未经处理直接排放到城市水系，会对水体造成严重污染。

而暴雨径流增加带来的城市内涝也对社会管理、城市运行和生产生活造成了巨大影响，据住建部2010年对国内351个城市排涝能力的专项调研显示，2008年—2010年间，有62％的城市发生过不同程度的内涝，其中内涝灾害超过3次的城市有137个；在发生过内涝的城市中，57个城市的最大积水时间超过12小时。目前暴雨内涝已经成了大城市的通病，这在很大程度上是排水体系设计不合理造成的。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种城市排水管网雨水分流处理及存储系统，克服现有城市排水管网系统不能解决雨水径流造成的城市水系污染和暴雨径流造成的城市内涝问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种城市排水管网雨水分流处理及存储系统，其特征在于，包括分流检查井和雨水分流井阵；

该雨水分流井阵包括依次串联连接的沉淀井、水处理井、清水井和蓄水井，该沉淀井通过分流管与所述分流检查井连接，该蓄水井通过回用管分别接入雨水回用系统和应急排出系统，该水处理井通过沼气管连接沼气收集系统；

该分流检查井设置在雨水主干管、雨水干管或雨水支管上。

所述城市排水管网雨水分流处理及存储系统包括回流检查井，该回流检查井通过回流管连接所述清水井；该回流检查井与所述分流检查井同时设置在雨水主干管、雨水干管或雨水支管上，并通过其所连接的雨水主干管、雨水干管或雨水支管连接污水处理厂。

在本发明的城市排水管网雨水分流处理及存储系统中，所述分流检查井连接源水管。

在本发明的城市排水管网雨水分流处理及存储系统中，所述雨水分流井阵的沉淀井、水处理井、清水井和蓄水井通过自流导管连接，其出水口阶梯升高；或所述沉淀井、水处理井、清水井和蓄水井通过水泵导管连接；或所述沉淀井、水处理井、清水井和蓄水井通过泵井连接。

在本发明的城市排水管网雨水分流处理及存储系统中，所述雨水分流井阵的沉淀井、水处理井、清水井和蓄水井为一体式结构或分体式结构。

在本发明的城市排水管网雨水分流处理及存储系统中，所述沉淀井、水处理井、清水井和蓄水井均设置密闭的清渣口和检修梯。

在本发明的城市排水管网雨水分流处理及存储系统中，所述雨水分流井阵的沉淀井、水处理井、清水井和蓄水井中至少一种井的数量为两个或两个以上，并采用并联方式或串联方式与其他井连接。

在本发明的城市排水管网雨水分流处理及存储系统中，所述雨水分流井阵数量为两个或两个以上。

在本发明的城市排水管网雨水分流处理及存储系统中，所述分流检查井井壁为塑钢缠绕管或双平壁钢塑复合缠绕管。

在本发明的城市排水管网雨水分流处理及存储系统中，所述雨水分流井阵的沉淀井、水处理井、清水井和蓄水井井壁为塑钢缠绕管或双平壁钢塑复合缠绕管。

实施本发明的城市排水管网雨水分流处理系统，与现有技术比较，其有益效果是：雨水分流处理及存储系统是与城市主干管配套建设的分散式污水处理和雨水收集利用设施，可将初期雨水全部送到污水处理厂处理后排放，使其对城市水体的污染降低至最小程度；而分散式雨污水处理功能实现了雨水的就地处理和再生回用，不仅有利于实现城市区域性良性水循环，还可避免集中式污水处理设施及引流干网由于雨污水的过量集中，造成巨量建设投入以及非暴雨期的长期空置浪费，对雨污水的分级处理还有利于集中式污水处理设施出水水质的达标提高；对于暴雨径流，雨水分流处理及存储系统还可通过因地制宜的设置和采用适宜的截留倍数，有效地削峰调蓄。

附图说明

图1是本发明城市排水管网雨水分流处理及存储系统一种实施例的管网示意图。

图2是本发明城市排水管网雨水分流处理及存储系统一种实施例的平面示意图。

图3是图2中A-A剖视图。

图4是图2中B-B剖视图。

图5是图2中C-C剖视图。

图6是塑钢缠绕管的半剖面结构图。

图7是图6中D部放大图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图5所示，本发明的城市排水管网雨水分流处理及存储系统包括分流检查井901和雨水分流井阵90，根据需要，按适宜的截留倍数可设置一个或多个并联的雨水分流井阵90。其中，

雨水分流井阵包括依次串联连接的沉淀井902、水处理井903、清水井904和蓄水井905。沉淀井902通过分流管91和连接在分流管91上的导管92与分流检查井901连接，蓄水井905通过回用管94分别接入雨水回用系统97和应急排出系统13，水处理井903通过沼气管93连接沼气收集系统96。雨水分流井阵90中的沉淀井902、水处理井903、清水井904、蓄水井905可按立式或卧式布置，其尺寸规格可相同，也可按梯形基坑62设置不同尺寸规格，梯形基坑可加强基坑安全，方便施工和降低工程造价。

雨水回用系统97的功能为对雨水的再利用，例如，用于绿化灌溉、就近排入城市水体或渗漏入地下、补充地下水等。应急排出系统13与雨水主干管6连接，当出现暴雨、雨水分流处理系统处理雨水量过大时，可将雨水分流处理系统及蓄水井905中的雨水通过雨水主干管6及城市内涝应急排出系统13分阶段应急排出，发挥削峰调蓄作用。

通常，分流检查井901设置在雨水主干管6上(即分流检查井901连接雨水主干管6的入口和出口)，通过分流管91连接雨水分流井阵，发挥分流调蓄和雨污水分级处理功能。分流管91与分流检查井901连接的端口设置格栅910。

针对城市交通干道、低洼地带等重点部位，根据需要，可将雨水分流处理系统的分流检查井901设置在雨水干管或雨水支管上。

分流检查井901也可连接一个或多个源水管61的入口。

用回流管95将清水井904与回流检查井906连接，回流管95与回流检查井906连接的端口设置格栅950，回流检查井906与分流检查井901同时设置在雨水主干管6之上，并通过其所连接的雨水主干管6连接污水处理厂，可对初期雨水进行集中污水处理，同时还可起到应急排出雨水的作用。当分流检查井901设置在雨水干管或雨水支管上时，回流检查井906与分流检查井901同时设置在雨水干管或雨水支管上，并通过其所连接的雨水干管或雨水支管连接污水处理厂。

雨水分流井阵的沉淀井902、水处理井903、清水井904和蓄水井905可以采用包括但不限于如下方式进行连接：

1、通过自流导管连接，沉淀井902、水处理井903、清水井904和蓄水井905，出水口阶梯升高。

2、沉淀井902、水处理井903、清水井904和蓄水井905通过水泵导管连接。

3、沉淀井902、水处理井903、清水井904和蓄水井905通过泵井连接。

结构上，雨水分流井阵的沉淀井902、水处理井903、清水井904和蓄水井905可以采用一体式结构，也可采用分体式结构。

为方便清渣和检修操作，在沉淀井902、水处理井903、清水井904和蓄水井905上均设置密闭的清渣口98和检修梯99。

在每个雨水分流井阵90中，根据需要，沉淀井902、水处理井903、清水井904和蓄水井905中每一种井的数量可以设置一个、两个或多个，每一种井采用两个以上时与其他井可采用并联方式或串联方式连接。

分流检查井901的井壁可采用塑钢缠绕管或双平壁钢塑复合缠绕管制造，也可采用传统的防水耐腐蚀钢筋混凝土结构。

雨水分流井阵90的沉淀井902、水处理井903、清水井904和蓄水井905的井壁可采用塑钢缠绕管或双平壁钢塑复合缠绕管制造，也可采用传统的塑胶管道、钢塑复合管道和防水耐腐蚀钢筋混凝土结构。

塑钢缠绕管的结构如图6、图7所示，其结构包括塑胶管壁206、直立于塑胶管壁206外表面并沿管道周向螺旋缠绕的加强肋204，加强肋204包括直立于塑胶管壁206外表面的钢带202(主要支撑结构)和包覆在该钢带202表面的塑胶层(如聚乙烯等)，在钢带202与塑胶层之间还可增加结合层203以提高钢塑复合面之间的结合强度。

为了提高塑钢缠绕管的刚度和抗压性能，保证塑钢缠绕管在安装受压状态保持成型形状，减小管道的径向变形，在塑钢缠绕管塑胶管壁206中设置短玻纤塑胶复合增强层205，玻纤塑胶复合增强材料的最小要求强度MRS＝18～20Mpa，短纤维的重量百分比为15％～18％，短纤维的直径为0.10mm～0.18mm，长度为6mm～25mm。

双平壁钢塑复合缠绕管在现有结构基础上，与上述塑钢缠绕管相同，在加强肋204间的凹槽内增加增强填充层201，增强填充层201可进一步增强管道的承载能力，减小管道径向变形，保证管道的结构强度。为了提高双平壁钢塑复合缠绕管的刚度和抗压性能，保证双平壁钢塑复合缠绕管在安装受压状态保持成型形状，减小管道的径向变形；同时，在双平壁钢塑复合缠绕管内层壁塑胶管壁中及双平壁钢塑复合缠绕管的缠绕搭接部位中设置短玻纤塑胶复合增强层，提高双平壁钢塑复合缠绕管的刚度和双平壁钢塑复合缠绕管缠绕搭接部位的密封效果。

为了防止阻塞，分流检查井901的所有出口管总流通面积不得低于所有入口管总流通面积。

源水管61的雨水通过分流检查井901导入雨水主干管6，分流检查井901的雨水通过格栅910导入分流管91，分流管91的雨水可通过自流方式，也可通过分流泵井911中的水泵导管92泵入沉淀井902，设置分流泵井911的目的是加强分流检查井901的应急分流排水能力。

在沉淀井902中，雨水一般分为三层，上层为浮渣层，下层为污泥层，中间为水流，水中悬浮物或沉于水底、或浮于水面。然后，雨水通过水泵导管920泵入(或自流进入)水处理井903，并阻拦底泥和浮渣流出。待处理的雨水通过布水管930被引入水处理井903的底部，并通过底部均布的布水头均匀向上流过由絮状或颗粒状污泥组成的污泥床931。随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，产生沼气并引起污泥床扰动。在污泥床产生的气体中有一部分附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升撞击到三相反应器932的脱气挡板底部，引起气泡释放；脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。自由气体和从污泥颗粒释放的气体通过沼气管93被收集在水处理井903顶部的沼气收集系统96内。液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到沉淀室内，剩余固体和生物颗粒从液体中分离并通过反射板落回到污泥层上面。污泥留在水处理井903的底部继续处理污染物、清水通过三相反应器932排出，并通过水泵导管921泵入(或自流进入)清水井904。清水通过过滤装置951后变成干净水被水泵导管952泵入(或自流进入)回流泵井953，或通过回流管95上的格栅950流入回流检查井906。过滤装置951设有溢流口用于洪涝应急调蓄。在回流泵井953中设置水泵导管954用于将处理后的干净雨水或洪涝应急排水泵入蓄水井阵905，发挥削峰调蓄作用，并可接入雨水回用系统97和应急排出系统13。水处理井阵903的污水处理工艺优选为上述厌氧生物污水处理工艺，也可采用其他适宜的污水处理工艺。厌氧生物污水处理的优点是：

(1)处理能力大；

(2)能够处理高浓度的雨污水；

(3)投资、占地省，因该工艺容积负荷高，处理相同数量的COD，其所用的有效水处理井阵容积少，所以节省了占地和水处理井阵容量；

(4)处理效果好；

(5)不需搅拌装置，上流式水流方式和产生的沼气起到了很好的搅拌效果；

(6)运行稳定；

(7)构造简单；

(8)能形成颗粒污泥，保证水处理井阵内的污泥的高浓度和高活性。

Claims (3)

1.一种城市排水管网雨水分流处理及存储系统，其特征在于，包括分流检查井和雨水分流井阵；

该雨水分流井阵包括依次串联连接的沉淀井、水处理井、清水井和蓄水井，该沉淀井通过分流管与所述分流检查井连接，该蓄水井通过回用管分别接入雨水回用系统和应急排出系统，该水处理井通过沼气管连接沼气收集系统；

该分流检查井设置在雨水主干管、雨水干管或雨水支管上；

所述城市排水管网雨水分流处理及存储系统，包括回流检查井，该回流检查井通过回流管连接所述清水井；该回流检查井与所述分流检查井同时设置在雨水主干管、雨水干管或雨水支管上，并通过其所连接的雨水主干管、雨水干管或雨水支管连接污水处理厂。

2.如权利要求1所述的城市排水管网雨水分流处理及存储系统，其特征在于，所述分流检查井井壁为塑钢缠绕管或双平壁钢塑复合缠绕管。

3.如权利要求1所述的城市排水管网雨水分流处理及存储系统，其特征在于，所述雨水分流井阵的沉淀井、水处理井、清水井和蓄水井井壁为塑钢缠绕管或双平壁钢塑复合缠绕管。