CN105780906B - 一种分片弃流截污排放系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种弃流截污排放系统,其包括整个管网区域按网格划分为面积在0.2~4平方公里之间的雨水处理分区,每个雨水处理分区包括雨水管网和截流井;截流井具有进水口,污水出口和净水出口,每个雨水处理分区内雨水管网的出水口均与该雨水处理分区内的截流井进水口连通;截流井的污水出口与截污箱涵连通;截流井的净水出口与自然水体连接;截污箱涵连通污水处理厂。本发明可以在源头分流污水和清水,提高排到自然水体的后期雨水水质,对河流黑臭的治理效果很明显,且适用于污水处理厂负荷接近饱和、每片区域内没有多余的地可以建设地下调蓄池等场合。

Description

一种分片弃流截污排放系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种弃流截污排放系统,属于雨水预处理技术领域,尤其涉及一种分 片弃流截污排放系统。
背景技术
[0002]当前社会,城市化发展越来越迅速,城市的面积越来越大,城市雨水管网结构越来 越复杂,城市雨水处理系统的处理压力越来越大。目前,城市雨水管网分为三种:分流制、合 流制和混流制。
[0003]传统的合流制管网雨水处理系统如图1所示,其采用一个大的雨水处理系统负责 一片很大的汇水区域,因为汇水区域过大,没有充分考虑到雨水在管道或是地表径流上的 延迟时间,导致初期雨水和后期雨水大量混合。例如,某城市在靠近城市污水处理系统的地 区修建有调蓄池,假设16也区距离该调蓄池lKm,M地区内的城市雨水通过管网直接排放到调 蓄池,M地区的城市初期雨水完全排放到调蓄池的时间为T丨。对于超出该区域的距离调蓄池 较远的地区,假设N地区距离调蓄池的直线距离为i〇km,N地区的城市初期雨水完全排放到 调蓄池的时间为T2,从时间长短来看,T2显然要远远大于T1。而当调蓄池收集满了初期雨水 后,超出的雨水就开始自动排放到自然水体中,调蓄池从开始收集雨水到开始向自然水体 排放的时间为T3。实际运行时,如果仅仅顾及M地区的雨水排放情况,g卩M地区的初期雨水能 够通过调蓄池进入到污水处理系统中、后期的洁净雨水能够排放到自然水体中,需要73大 于T1,一旦超出T3,调蓄池立马向自然水体排放,而此时N地区流向调蓄池的雨水还是污染 很严重的初期雨水,S卩T3小于T2,向自然水体排放无疑会造成很严重的污染。
[0004]如果仅仅考虑到财也区的雨水排放情况,g卩T3大于T2,那N地区的初期雨水能够通 过调蓄池进入到城市污水处理系统中,得到很好的处理。但是对于M地区来说,M地区有大量 的后期洁净雨水也在调蓄池排放N地区的初期雨水的时间内排放到了城市污水处理系统 中,这样的排放情况会给城市污水系统造成很大的处理压力。另外,实际运行时M地区和N地 区的管网一般为连通情况,由于距离的不同,路途上的滞留作用,N地区的初期雨水可能会 严重污染M地区的后期洁净雨水,也会导致雨水排放情况的不合理。
[0005]由于初雨与后期雨水大量混合,如果要实现对该区域初期雨水的完全调蓄,则需 要建一个体积庞大的大型调蓄池,导致成本过高,其调蓄效果也由于初雨和后期雨水的混 合而大大降低。
[0006]对于分流制雨水管道,目前每个排放口都是没有任何截流措施,直接排放到自然 水体,这样晴天时的污水和雨天时的初雨全部都排到了自然水体,对自然水体造成了严重 的污染。对于合流制管道,目前很多区域都是由一个污水干管经末端的截流井排入污水处 理厂,雨天的时候,雨水和生活污水经截流井排到自然水体。这个合流排放系统所负责的收 水区域面积都很大,在末端一个排水口集中截流排放。这种排水系统存在很大的问题,下雨 的时候收水区域的初雨和后期雨水混合在一起,没有实现清水和污水的分离,最终在末端 初期雨水调蓄池调蓄的初雨污染物浓度很低,含有大量的后期干净的雨水,而排到自然水 体里的雨水也含有大量的初雨,对自然水体产生严重的径流污染。虽然花了巨大的投资建 设初雨调蓄设施,但是起到的效果却非常有限。
发明内容
[0007] 针对上述现有技术存在的缺陷,本发明要解决的技术向题是提供一种分片弃流截 污排放系统,其能在降雨时把每片区域内的初期雨水全部截流到截污箱涵,每个片区的后 期雨水直接排放到就近的自然水体,晴天时再把截污箱涵内的初雨抽排到污水处理厂进行 处理。
[0008] 为解决上述技术问题,本发明采用了这样一种分片弃流截污排放系统,其包括整 个管网区域按网格划分为面积在0.2〜4平方公里之间的雨水处理分区,每个所述雨水处理 分区包括雨水管网和截流井;所述截流井具有进水口,污水出口和净水出口,每个雨水处理 分区内雨水管网的出水口均与该雨水处理分区内的截流井进水口连通;所述截流井的污水 出口与截污箱涵连通;所述截流井的净水出口与自然水体连接;所述截污箱涵连通污水处 理厂。
[0009] 在本发明的一种优选实施方案中,所述截污箱涵具有坡度。
[0010] 在本发明的一种优选实施方案中,所述截污箱涵上布置有多个下开式堰门。
[0011] 在本发明的一种优选实施方案中,所述下开式堰门的数量等于所述雨水处理分区 的数量。
[0012] 在本发明的一种优选实施方案中,所述雨水管网包括合流制管网或者分流制管网 或者混流制管网。
[0013] 在本发明的一种优选实施方案中,所述雨水处理分区包括离污水处理厂最远的远 点雨水处理分区和其余雨水处理分区;所述其余雨水处理分区内设有汇流管;所述雨水管 网包括雨水支管、污水支管和污水总管;所述远点雨水处理分区内的雨水支管和污水支管 通过污水总管与远点雨水处理分区内的截流井进水管连接;所述其余雨水处理分区内的雨 水支管和污水支管通过汇流管与其余雨水处理分区各自对应的截流井进水管连接。
[0014] 在本发明的一种优选实施方案中,所述截流井包括截流井构筑物;所述截流井构 筑物的进水口与合流制管道连接;所述截流井构筑物的排水口连接自然水体;所述截流井 包括截流井构筑物内设置有固定堰;所述截流井构筑物的进水口和所述固定堰之间的截流 井构筑物侧壁上设置有污水截流口;所述污水截流口处设置有浮球截流装置;所述污水截 流口和所述固定堰之间设置有浮动挡板或者水平格栅;所述浮动挡板或水平格栅垂直于所 述截流井构筑物的池底面且与所述截流井构筑物的侧壁呈一倾角;所述固定堰或所述截流 井构筑物的排水口上设置有水力浮动式止回阀门。
[0015] 在本发明的一种优选实施方案中,所述水力浮动式止回阀门设置于所述固定堰 上;所述水力浮动式止回阀门包括设置于所述固定堰侧壁上的导轨;所述导轨上滑动配合 连接有门板;所述门板上连接有浮箱。
[0016] 在本发明的一种优选实施方案中,所述浮球截流装置包括设置在所述截流井构筑 物侧壁上的旋转板;所述旋转板中部铰接在所述污水截流口侧旁;所述旋转板的一端设有 浮球,另一端为与污水截流口配合的启闭板;所述旋转板上方的所述截流井构筑物侧壁上 设有第一限位杆和第二限位杆;当所述启闭板完全开启时,所述启闭板与所述第一限位杆 接触;当所述启闭板完全将污水截流口覆盖时,所述启闭板与所述第二限位杆接触。。
[0017]在本发明的一种优选实施方案中,整个管网区域按网格划分为面积在0.2〜2平方 公里之间的雨水处理分区。
[0018] 本发明的有益效果是:本发明结构简单,通过在分流制管道的每个雨水排放口设 置截流井或弃流井设施以及合流制管道的合流干管上增加若干个与截流井连通的排水口, 最后沿着河流的方向建设一条截污箱涵,把每个排放口晴天时截流的污水和雨天截流的初 雨排放到此箱涵内储存,晴天的时候,再把截污箱涵内的污水抽到污水处理厂进行处理,从 而实现了在源头分流污水和清水,调蓄待处理的初期雨水污染物浓度很高,排到自然水体 的后期雨水水质很好,对河流黑臭的治理效果很明显;该系统尤其适用于污水处理厂负荷 接近饱和、每片区域内没有多余的地可以建设地下调蓄池等场合。
附图说明
[0019] 图1是现有技术中的弃流截污排放系统结构示意图;
[0020]图2是本发明实施例一种分片弃流截污排放系统的结构示意图;
[0021]图3是本发明实施例一种分片弃流截污排放系统中截污箱涵的示意图;
[0022]图4是本发明实施例一种分片弃流截污排放系统中截流井主视图;
[0023]图5是本发明实施例一种分片弃流截污排放系统中截流井俯视图;
[0024]图6是本发明实施例一种分片弃流截污排放系统中的浮球截流装置结构示意图; [0025]图7是本发明实施例一种分片弃流截污排放系统的截流井晴天工作状态示意图; [0026]图8是本发明实施例一种分片弃流截污排放系统的截流井降雨初期工作状态示意 图; >
[0027]图9是本发明实施例一种分片弃流截污排放系统的截流井防倒流状态示意图; [0028]图中1.1-远点雨水处理分区;1 • 2-其余雨水处理分区;2-雨水支管;3-污水支管; 4_截流井;5_污水总管;6-污水处理厂;7-自然水体;8_截污箱涵;g-下开式堰门;4-1-截流 井构筑物;4_2_合流制管道;4_3_固定堰;4-4-污水截流口; 4_5-浮球截流装置;4-6-浮动挡 板;4-7-水力浮动式止回阀门;71-导轨;72-门板;73-浮箱;74-万向球轴承;51-旋转板;52-浮球;53_启闭板;54-铰轴;55-第一限位杆;56-第二限位杆;57-支撑杆。
具体实施方式
[0029] $了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对 本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不 用于限定本发明。
[0030]由本发明图1至图2所示的一种分片弃流截污排放系统的结构示意图可知,本发明 将整个管网区域按网格划分为面积在0.2〜4平方公里(优选〇_2〜2平方公里)之间的雨水 处理分区,每个雨水处理分区包括雨水管网(期由雨水支管2、污水支管3和污水总管5组成, 通过雨水支官2、污水支官3和污水总管5的排列布置构成合流制管网或者分流制管网或者 混流制管网)和截流井4;截流井4具有进水口,污水出口和净水出口,每个雨水处理分区内 雨水支管2和污水支管3的出水口均与该雨水处理分区内的截流井4进水口连通;截流井4的 污水出口与截污箱涵8连通,净水出口与自然水体7连接;截污箱涵s连通污水处理厂6。截污 箱涵8具有坡度;截污箱涵8的高度与其距离污水处理厂6的距离成正比,即截污箱涵8距离 污水处理厂6越近,截污箱涵8的高度越低。截污箱涵8上布置有多个下开式堰门9;下开式堰 门9的数量等于雨水处理分区的数量。雨水处理分区包括离污水处理厂6最远的远点雨水处 理分区1.1和其余雨水处理分区1.2;其余雨水处理分区1.2内设有汇流管;远点雨水处理分 区1_1内的雨水支管2和污水支管3通过污水总管5与远点雨水处理分区1.1内的截流井4进 水管连接;其余雨水处理分区1.2内的雨水支管2和污水支管3通过汇流管与其余雨水处理 分区1 •2各自对应的截流井4进水管连接。
[0031]在截污箱涵上按照各个分区区域所需要的初雨调蓄容积配置下开式堰门,下开式 堰门处于关闭状态,分区数量与下开式堰门的数量相同。截污箱涵具有一定的坡度,如果不 设置下开式^门,上游的排水口由于地势比较高,截流的初雨很容易流入截污箱涵,致使下 游的排水口受到顶托的影响无法把初雨截流到截污箱涵内部,这样下游区域的初雨就会溢 流到自然水体,对自然水体水质产生影响;截污箱涵配置若干下开式堰门还可以实现对截 污箱涵进行冲洗。
[0032]由图4和图5所示的截流井结构示意图可知,其截流井构筑物4-1;截流井构筑物4-1的进水口与合流制管道4-2连接;截流井构筑物4-1的排水口连接自然水体;截流井构筑物 4-1设置有固定堰4-3;截流井构筑物4-1的进水口和固定堰4-3之间的截流井构筑物4-1侧 壁上设置有污水截流口 4-4;污水截流口 4-4处设置有浮球截流装置4-5;污水截流口 4-4和 固定堰4-3之间设置有倾斜布置的浮动挡板4-6或者水平格栅;固定堰4-3或截流井构筑物 4-1的排水口上设置有水力浮动式止回阀门4-7。其中,当水力浮动式止回阀门4-7设置在固 定堰4-3上时;水力浮动式止回阀门4-7包括设置于固定堰4-3侧壁上的导轨71;导轨上滑动 配合连接有门板72;门板上连接有浮箱乃。当水力浮动式止回阀门4-7设置于截流井构筑物 4-1的排水口处的外壁上时,水力浮动式止回阀门4-7包括设置于固接在排水口处并将排水 口罩住的外壁的边框;边框内侧与排水口连通;边框外侧为开口结构;边框上下分别设有顶 板和底板;开口结构处设置有导轨导轨71上滑动配合连接有可将开口结构密封的门板 72;门板顶部外侧固定有浮箱73。门板72的两侧固接有万向球轴承74;门板72通过万向球轴 承74滑动配合连接于导轨H内。门板72的两侧开有门板槽;门板槽内设置有密封圈。密封圈 位于门板72和导轨71之间。
[0033]由图6可知,浮球截流装置4-5包括设置在截流井构筑物4-1侧壁上的旋转板51;旋 转板51中部通过铰轴54较接在污水截流口 4-4侧旁;旋转板51的一端设有浮球52,另一端为 与污水截流口 4-4配合的启闭板53。旋转板51上方的截流井构筑物4-1侧壁上设有第一限位 杆55和第二限位杆56,第一限位杆55与第二限位杆56之间设有支撑杆57;当启闭板53完全 开启时,启闭板53与第一限位杆55接触;当启闭板53完全将污水截流口 4-4覆盖时,启闭板 53与第二限位杆56接触。固定堰4-3顶部的高度高于启闭板53完全将污水截流口 4-4覆盖时 浮球52底部的高度。
[0034]为了使得雨水中的漂浮物更易于导入污水管道中,本发明还设置了斜置的浮动挡 板,浮动挡板4-6包括固定在排水管道内的两个框架和隔渣挡板;一个框架均安装在截流井 构筑物4-1的侧壁(沿污水流动方向的两侧为侧壁)上;安装在带有污水截流口4-4一侧的侧 壁上的框架距离污水截流口 4-4的距离大于安装在带有污水截流口 4_4对侧的侧壁上的框 架距离污水截流口 4-4的距离;即若以污水流动的方向为矢量X轴,浮动挡板4-6与X轴的夹 角为锐角;框架上设置有竖直的导向槽;隔渣挡板两侧可上下滑动地设置于框架的导向槽 中,隔渣挡板为中空的漂浮在水面上的板状结构,隔渣挡板以垂直水流流向的方向布置在 排水管道中。隔渣挡板为中空的漂浮在水面上的板状结构,隔渣挡板漂浮在水面上的高度 为整个隔渣挡板高度的1/2〜2/3,这样设置的目的是为了在阻拦浮渣时有足够的高度;隔 渣挡板与水流流向的方向呈一定倾角布置在截流井中,两侧可上下滑动地连接于框架上导 向槽中,这样设置可以保证隔渣挡板以固定的轨道上下漂浮移动,为了增加隔渣挡板滑动 的快捷,在隔渣挡板的联测设置导向块,导向块两端为梯形的板状结构,可以使用多种材料 制作而成,设计为梯形结构有利于在安装隔渣挡板时直接将隔渣挡板滑进导向槽中,利于 安装维修。能将大部分的浮渣拦截在一起一边后期的集中处理。导向块上设置有滚动钢珠, 导向块上的滚动钢珠分布在三个面上,分别是与导向槽接触的正面、左侧面和右侧面(以导 向块与隔渣挡板连接的面为背面,背面的向对面为正面,正面的左侧为左侧面,右侧为右侧 面)上,这样导向块在导向槽中就是以滚动滑动的方式移动。导向块上设置有容纳滚动钢珠 的容置孔,容置孔外侧设有压盖,压盖通过螺栓固定在导向块上,压盖上设有直径小于滚动 钢珠直径的通孔,滚动钢珠端部连接有支撑弹簧,并通过支撑弹簧与压盖上的通孔连接,支 撑弹簧尾部固定在容置孔底面上。这样的设置可以保证滚动钢珠总是有一部分露出通孔与 导向槽连接,并可以转动。压盖的设置方便了滚动钢珠的安装更换。通过滚动钢珠的作用将 滑动摩擦变为滚动摩擦,降低了摩擦力,增加了滑动的快捷性。另外隔渣挡板的上端还固定 有吊耳,吊耳设置的目地是在安装隔渣挡板时可以更方便快捷,也利于维修隔渣挡板。该浮 渣挡板4_6可用水平格栅替换。其中水平格栅包括框架、水平固定于框架上的格栅条、油缸 支架、第一液压油缸和耙齿,油缸支架包括固定端和活动端,固定端竖直固定于框架上下边 之间,活动端共四个,竖直设置于框架上,活动端的上下端与框架滑动连接,四个活动端之 间通过连杆连接。第二液压油缸水平对称设置于固定端两侧,油缸的缸体底部固定于固定 端上,活塞杆固定于活动端上,随着第二液压油缸的工作,活塞杆代用活动端沿框架水平滑 动。耙齿纵向均匀分布于活动端上,与格栅条相对应。
[0035]通过图7至图9所示的本专利的工作原理示意图可知:晴天时,合流制管道内的旱 流污水流入截流井内,由于固定堰的拦截作用,截流井内的旱流污水只能通过污水管道排 出,从而起到截流旱流污水的作用;
[0036]降雨时,前期的初期雨水与旱流污水一起被截流至污水管道中;随着雨量加大,截 流井内的水位逐渐升高,此时,浮球截流装置的浮球在浮力的作用下逐渐关闭污水管,从而 控制进入污水管道的雨水量,后期雨水通过固定堰溢流至下游管道或自然水体中,与此同 时,浮动挡板随着水位变化而升降,将漂浮物拦截在截流井内,防止流入下游管道或自然水 体。
[0037]降雨不断持续时,当下游水位上升超过截流井内水位时,水力浮动式止回堰门随 水位的上升而上升,止回堰门顶端始终高于下游水位,从而防止下游水的倒灌。
[0038]通过使用本发明的分片弃流截污排放系统可以在源头分流污水和清水,调蓄待处 理的初期雨水污染物浓度很高,排到自然水体的后期雨水水质很好,对河流黑臭的治理效 果很明显。同时本发明的分片弃流截污排放系统尤其适用于污水处理厂负荷接近饱和、每 片区域内没有多余的地可以建设地下调蓄池等场合。
[0039]应当理解的是,以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不 局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可轻易想到的变化 或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1. 一种分片弃流截污排放系统,包括整个管网区域按网格划分为面积在〇 • 2〜4平方公 里之间的雨水处理分区,每个所述雨水处理分区包括雨水管网和截流井(4);所述截流井 (4)具有进水口,污水出口和净水出口,每个雨水处理分区内雨水管网的出水口均与该雨水 处理分区内的截流井(4)进水口连通;其特征在于:所述截流井(4)的污水出口与截污箱涵 (8) 连通;所述截流井(4)的净水出口与自然水体(7)连接;所述截污箱涵(8)连通污水处理 厂(6);所述截流井(4)包括截流井构筑物(4-1);所述截流井构筑物(4-1)的进水口与合流 制管道(4-2)连接;所述截流井构筑物(4-1)的排水口连接自然水体;所述截流井包括截流 井构筑物(4_1)内设置有固定堰(4-3);所述截流井构筑物(4-1)的进水口和所述固定堰(4-3)之间的截流井构筑物(4-1)侧壁上设置有污水截流口(4-4);所述污水截流口(4-4)处设 置有浮球截流装置(4-5);所述污水截流口(4-4)和所述固定堰(4-3)之间设置有浮动挡板 (4-6)或者水平格栅;所述浮动挡板(4-6)或水平格栅垂直于所述截流井构筑物(4-1)的池 底面且与所述截流井构筑物(4-1)的侧壁呈一倾角;所述固定堰(4-3)或所述截流井构筑物 (4-1)的排水口上设置有水力浮动式止回阀门(4-7)。
2.根据权利要求1所述的一种分片弃流截污排放系统,其特征在于:所述截污箱涵(8) 具有坡度。
3. 根据权利要求2所述的一种分片弃流截污排放系统,其特征在于:所述截污箱涵(8) 上布置有多个下开式堰门(9)。
4. 根据权利要求3所述的一种分片弃流截污排放系统,其特征在于:所述下开式堰门 (9) 的数量等于所述雨水处理分区的数量。
5. 根据权利要求1所述的一种分片弃流截污排放系统,其特征在于:所述雨水管网包括 合流制管网或者分流制管网或者混流制管网。
6.根据权利要求1所述的一种分片弃流截污排放系统,其特征在于:所述雨水处理分区 包括离污水处理厂(6)最远的远点雨水处理分区(1.1)和其余雨水处理分区(1.2);所述其 余雨水处理分区(1.2)内设有汇流管;所述雨水管网包括雨水支管(2)、污水支管⑶和污水 总管(5);所述远点雨水处理分区(1 • 1)内的雨水支管(2)和污水支管(3)通过污水总管(5) 与远点雨水处理分区(1 • 1)内的截流井(4)进水管连接;所述其余雨水处理分区(1.2)内的 雨水支管(2)和污水支管(3)通过汇流管与其余雨水处理分区(丨.2)各自对应的截流井(4) 进水管连接。
7.根据权利要求1所述的一种分片弃流截污排放系统,其特征在于:所述水力浮动式止 回阀门(4-7)设置于所述固定堰(4-3)上;所述水力浮动式止回阀门(4-7)包括设置于所述 固定堰(4-¾侧壁上的导轨⑺);所述导轨上滑动配合连接有门板(72);所述门板上连接有 浮箱(73)。
8.根据权利要求1所述的一种分片弃流截污排放系统,其特征在于:所述浮球截流装置 (4-5)包括设置在所述截流井构筑物(4-1)侧壁上的旋转板(51);所述旋转板(51)中部铰接 在所述污水截流口(4-4)侧旁;所述旋转板(SI)的一端设有浮球(52),另一端为与污水截流 口(4-4)配合的启闭板(M);所述旋转板(SI)上方的所述截流井构筑物(4-D侧壁上设有第 一限位杆(55)和第二限位杆(56);当所述启闭板(53)完全开启时,所述启闭板(53)与所述 第一限位杆(55)接触;当所述启闭板(53)完全将污水截流口(4-4)覆盖时,所述启闭板(53) 与所述第二限位杆(56)接触。
9.根据权利要求1所述的一种分片弃流截污排放系统,其特征在于:整个管网区域按网 格划分为面积在〇. 2〜2平方公里之间的雨水处理分区。
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