CN106395938A - 一种老城区雨污水处理工艺及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种老城区雨污水处理工艺及系统，包括判断当前天气，若为降雨，执行步骤1‑步骤2：步骤1、检测的截流井内雨污水量，将检测到的截流井内雨污水量与预定的截流井高水位值进行比较，若检测到截流井内雨污水量大于或等于预设高水位时，将截流井内雨污水排放至调蓄池；步骤2、检测调蓄池内的雨污水量，将检测结果与预设调蓄池高水位值进行比较，若检测到调蓄池内雨污水量大于或等于预设调蓄池高水位值时，将调蓄池内的雨污水排放至悬浮过滤装置进行过滤，然后排出；若为非降雨，则执行步骤4：步骤4、检测截流井内雨污水量与预设截流井内低水位值进行比较，若检测结果小于或等于预设截流井内低水位时，将调蓄池内的雨污水调回至截流井。
Description
技术领域
本发明属于污染防控的技术领域，具体设计了一种新型老城区雨污水处理工艺及系统。
背景技术
因历史等原因，国内外老城区仍保留了合流制排水工艺。合流制排水工艺不仅承担着城市生活污水的输送和排放，同时也是降雨径流的排出通道，即城市点源和面源污染的双重通道。降雨后，合流制管道内流量随着降雨量的增加而增加，当管道流量超过截流干管的输送能力时，多余的部分雨污混合水将翻过溢流井/截流井等方式排水受纳水体而造成污染，这部分混合污水称为合流制管道溢流(CSO)。合流制管道溢流中含有大量的管道沉积物、微生物、黑臭物质等，严重污染了城市水体环境。合流制管网发生溢流的方式有很多，而最基本的思路是在截流管道末端设置溢流装置，如截流井、截流泵站等。但因老城区原有管道排水能力不足的历史原因，降雨时仍有部分溢流，这在大雨或强暴雨时最为明显，此时管道溢流势大且急。
国内外控制管道溢流的方法有多种形式，大致可分为源头控制、管道工艺控制、储存调蓄和末端处理四大类。源头控制主要是采取LID技术，减少雨水径流的水量和水污染；管道工艺控制，主要有优化截流倍数、管道冲洗等；储存调蓄，主要是通过新建调蓄池来减缓管道排水压力；末端净化处理，主要有旋流分离器、管道冲洗工艺等。源头治理对面源污染控制有效，但对管网污染控制效果不明显。
目前，已经有很多专利、产品对合流制管道溢流污染的控制进行了尝试。如名为“溢流雨污水就地生态消纳技术通用设计方法”的发明专利(申请公开号CN101935133A)利用SWMM软件进行区域溢流建模，同时提出了梯级就地生态消纳构筑物，该方法存在处理速度过慢等问题；又如名为“一种合流制污水管网错时分流控制工艺及控制方法”(申请公开号CN102505749A)利用中央控制器控制河流管网，需要新建化粪池，且实际操作复杂；又如名为“带处理功能的调蓄池”(申请公开号CN103193340A)利用调蓄池沉淀区处理雨污水，实际处理效果有限，且超过调蓄池容积的雨污水继续溢流；又如名为“合流制调蓄池实时控制工艺及其控制方法”(申请公开号CN103343570A)利用浊度分别雨污水，操作复杂，亦超过调蓄池容积的雨污水继续溢流；又如名为“合流制地下初期雨水调蓄池”(申请公开号CN104975648A)对初期雨水进行调蓄储存，但后期雨水仍污染水体。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种操作简单、快速、有效的老城区雨污水处理工艺，以减少合流制管道溢流对城市受纳水体的危害。
为达到上述目的，本发明一种老城区雨污水处理工艺，包括：
判断当前天气，若为降雨，执行如下步骤1-步骤2：
步骤1、检测的截流井内雨污水量，将检测到的截流井内雨污水量与预定的截流井高水位值进行比较，若检测到截流井内雨污水量大于或等于预设高水位时，将截流井内雨污水排放至调蓄池；
步骤2、检测调蓄池内的雨污水量，将检测结果与预设调蓄池高水位值进行比较，若检测到调蓄池内雨污水量大于或等于预设调蓄池高水位值时，将调蓄池内的雨污水排放至悬浮过滤装置进行过滤，然后排出；
若为非降雨，则执行如下步骤3：
步骤3、检测截流井内雨污水量与预设截流井内低水位值进行比较，若检测结果小于或等于预设截流井内低水位时，将调蓄池内的雨污水调回至截流井。
进一步地，所述步骤1中还包括，将检测截流井内雨污水量与预设截流井内低水位值进行比较，若检测结果小于或等于预设截流井内低水位时，开始计时，当时间达到预定时间时，悬浮过滤装置停止过滤、进行反冲洗；
进一步地，所述预定时间范围为0.5～2h；
所述反冲洗具体步骤为，对悬浮快速过滤装置中的滤料进行吹脱，接着对吹脱下的杂质进行冲洗，将冲洗污水排至调蓄池；所述吹脱时间为5～10min。
本发明一种老城区雨污水处理工艺，在降雨时，通过将截流井内雨污水排放至调蓄池减小管网排放能力。非降雨时，将调蓄的雨污水打回污水管网，实现管网排水错峰和提高处理效率。
为达到上述目的，本发明一种老城区雨污水处理系统，包括调蓄池，悬浮快速过滤装置以及控制装置，所述调蓄池的进水口与截流井通过第一管道连通，所述第一管道上设置有第一阀门，所述调蓄池出水口与悬浮快速过滤装置进水口之间设置有第二管道，所述第二管道上设置有第二阀门，所述悬浮快速过滤装置的出水口与调蓄池进水口之间通过第三管道连通，所述第三管道上设置有第三阀门；所述调蓄池与截流井通过第一提升泵连通；
所述控制装置包括用于检测截流井内雨污水量第一液位检测装置、用于检测调蓄池内雨污水量第二液位检测装置以及控制器，所述第一液位检测装置、第二液位检测装置均与所述控制器通讯连接，所述控制器与所述第一阀门、第二阀门第三阀门以及第一提升泵受控连接；当第一液位检测装置检测到截流井内水位达到预定高水位时，控制器控制第一阀门打开，控制第二、第三阀门关闭；当第二液位检测装置检测到调蓄池内水位到达预定高水位时，控制器控制第二阀门打开，悬浮快速过滤装置开始工作；当第一液位检测装置检测到截流井内液位到达预定低水位时，控制器控制第一阀门、第二阀门以及第三阀门关闭，控制第一提升泵工作。
较佳的，所述悬浮快速过滤装置包括用于对雨污水进行过滤的过滤单元；
所述过滤单元包括进水池、预处理沉砂池、过滤池和出水池；所述进水池与调蓄池通过第二提升泵连通，所述进水池通过第一过滤装置与所述预处理沉砂池连通，所述预处理沉砂池的底部设置有用于将雨污水排放至调蓄池的第一排水口，所述预处理沉砂池还设置有与过滤池连通的排水通道，所述过滤池内设置有第二过滤装置，所述第二过滤装置高于所述排水通道；所述过滤池高于第二过滤装置的位置设置有排水装置，所述出水池环绕设置在所述过滤池的外侧，出水池通过所述排水装置接收来自过滤池的雨污水；
较佳的，所述悬浮快速过滤装置包括用于对过滤单元中的过滤装置进行清洁的反冲洗单元；
所述反冲洗单元包括设置在过滤池底部的曝气机头，以及用于供水的第四管道；所述曝气头正对着第二过滤装置；所述第四管道一端与过滤池本体连接，另一端与出水池连接，所述第四管道上设置有第四阀门，所述第四阀门和曝气机与所述控制器受控连接；当第二液位检测装置检测到截流井水位低于高水位线时，所述控制器控制曝气机工作，控制第四阀门打开。
较佳的，所述控制装置还包括一用于控制所述曝气机的工作时间定时器，所述定时器与所述控制器电连接。
较佳的，所述第一过滤装置为微孔挡板，所述微孔挡板的孔径范围为20～50mm。
较佳的，所述第二过滤装置包括沿水平方向设置在过滤池内的微孔挡板，所述微孔挡板上方设置有悬浮滤料；所述微孔挡板的孔径范围为20～50mm。
较佳的，所述悬浮滤料材料为聚酯纤维或EVA，形状为半镂空圆柱型或十二棱型，直径范围为5～12mm，比重范围为0.9～1.1g/cm，所述悬浮滤料的过滤速度范围为200～800m/d。
较佳的，所述排水装置为凹槽结构，所述凹槽结构的侧壁上设置有微孔，过滤池相对的一组侧壁上设置有与凹槽结构相适配的凹型缺口，凹槽结构设置在所述凹型缺口内，所述凹槽结构底部两端与所述出水池连通。
本发明通过将检测装置与控制器通讯连接，控制器再控制各阀门的关闭，实现了雨污水处理装置根据雨污水量的多少自动对雨污水进行清洁工作，利用设置的悬浮快速过滤装置，有效的去除了合流制管道溢流中的污染物，有效提高城市老城区的截流倍数，削减了老城区合流制管道溢流对城市水体的污染。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
图2为本发明悬浮快速过滤装置主体结构示意图的俯视图。
图3为本发明悬浮快速过滤装置主体结构示意图的主视图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
实施例一，本发明一种老城区雨污水处理工艺，包括：判断当前天气，若为降雨，执行如下步骤1-步骤2：
步骤1、检测的截流井内雨污水量，将检测到的截流井内雨污水量与预定的截流井高水位值进行比较，若检测到截流井内雨污水量大于或等于预设高水位时，将截流井内雨污水排放至调蓄池；
步骤2、检测调蓄池内的雨污水量，将检测结果与预设调蓄池高水位值进行比较，若检测到调蓄池内雨污水量大于或等于预设调蓄池高水位值时，将调蓄池内的雨污水排放至悬浮过滤装置进行过滤，然后排出；
若为非降雨，则执行如下步骤3：
步骤3、检测截流井内雨污水量与预设截流井内低水位值进行比较，若检测结果小于或等于预设截流井内低水位时，将调蓄池内的雨污水调回至截流井。
实施例二，结合实施例一，所述步骤1中还包括，将检测截流井内雨污水量与预设截流井内低水位值进行比较，若检测结果小于或等于预设截流井内低水位时，开始计时，当时间达到预定时间时，悬浮过滤装置停止过滤、进行反冲洗；
其中，所述预定时间范围为0.5～2h；
所述反冲洗具体步骤为，对悬浮快速过滤装置中的滤料进行吹脱，接着对吹脱下的杂质进行冲洗，将冲洗污水排至调蓄池；所述吹脱时间为5～10min。
实施例三，结合图1，本发明一种老城区雨污水处理系统，包括调蓄池，悬浮快速过滤装置以及控制装置，所述调蓄池的进水口与截流井通过第一管道连通，所述第一管道上设置有第一电动阀门，所述调蓄池出水口与悬浮快速过滤装置进水口之间设置有第二管道，所述第二管道上设置有第二电动阀门，所述悬浮快速过滤装置的出水口与调蓄池进水口之间通过第三管道连通，所述第三管道上设置有第第三电动阀门；所述调蓄池与截流井之间还设置有用于将雨污水调回置截流井的第一提升泵；
所述控制装置包括用于检测截流井内雨污水量第一液位传感器、用于检测调蓄池内雨污水量第二液位传感器以及控制器，所述第一液位检测装置、第二液位检测装置均与所述控制器通讯连接，所述控制器与所述第一电动阀门、第二电动阀门第三电动阀门以及第一提升泵受控连接。
实施例四，图2、图3所示，结合实施例三，所述悬浮快速过滤装置包括用于对雨污水进行过滤的过滤单元；
所述过滤单元包括进水池2、预处理沉砂池3、过滤池4和出水池6；所述进水池2与调蓄池之间设置有第二提升泵，进水池2设置有进水口1，所述进水池2通过微孔挡板与所述预处理沉砂池连通，微孔挡板的孔径范围为20～50mm。所述预处理沉砂池3的底部设置有用于将雨污水排放至调蓄池的排水口9，所述预处理沉砂池3还设置有与过滤池4连通排水通道，所述过滤池内高于所述排水通道的上方设置有第二过滤装置，所述第二过滤装置包括沿水平方向设置在过滤池内的微孔挡板，所述微孔挡板上方设置有悬浮滤料；所述微孔挡板的孔径范围为20～50mm；所述过滤池高于第二过滤装置的位置设置有排水装置5，所述出水池6环绕设置在所述过滤池的外侧，出水池通过所述排水装置接收来自过滤装置的雨污水；出水池6设置有出水口7.
本发明中的悬浮快速过滤装置，当雨污水进入进水管1，然后进入进水池2，进水池2和预处理沉砂池3之间存在微孔挡板，雨污水通过微孔挡板进入预处理沉砂池3，然后从预处理沉砂池3底部的通道进入过滤池4，然后雨污水在过滤池4中由下至上上升，在过滤池4底部存在微孔挡板，在微孔挡板上放置了悬浮滤料，雨污水通过滤料层，过滤后的清水通过滤池排水装置5进入出水池6。出水池6设置出水口7，过滤后清水逐渐溢流至出水口7，排入河道中。
实施例五，如图2和图3所示，结合实施例三，所述悬浮快速过滤装置包括用于对过滤单元中的过滤装置进行清洁的反冲洗单元；
所述反冲洗单元包括用于对第二过滤装置进行吹脱的曝气机，用于为过滤单元供水的给水管道8，其中所述曝气机设置在过滤池4的底部，曝气头12正对着第二过滤装置；所述给水管道8一端与过滤池本体低于第二过滤装置的位置连接，另一端与出水池6连接，所述第给水管道8上设置有给水阀门，所述第四阀门和曝气机与所述控制器受控连接；反冲洗时，第二电动阀门关闭，首先通过第一排水口9排空装置内雨污水至调蓄池，然后开启曝气机，空气先进入装置曝气室11，曝气头12打开进行高强度曝气，对悬浮滤料进行第一次吹脱，吹脱时间为5～10min，然后关闭曝气头12和曝气机，打开给水阀门，出水池6内一半的清水通过给水管道8对滤料吹脱下的杂质进行第一次冲洗，冲洗污水通过出水口9排入调蓄池，排空后进行第二次吹脱和第二次冲洗，吹脱时间为5～10min。
实施例六，结合实施例三，所述控制装置还包括一定时器，所述定时器与所述控制器电连接、用于控制所述曝气机的工作时间。其中，当截流井/溢流井低于高水位时，悬浮快速过滤装置在0.5～2h后进行反冲洗。
实施例七，结合实施例四，所述悬浮滤料，材料为聚酯纤维或EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)；形状为半镂空圆柱型或十二棱型，直径范围为5～12mm，比重范围为0.9～1.1g/cm，所述悬浮滤料的过滤速度范围为200～800m/d。
实施例七，结合实施例三，所述排水装置为凹槽结构，横跨在过滤池的侧壁上，并伸入过滤池内，所述凹槽结构的两侧为微孔挡板，所述凹槽结构的底部为挡板，挡板的两端与出水池连通。
本发明的工作过程为：降雨时截流井中雨污水液位逐渐升高，当截流井中液位达到第一液位传感器的高水位线时，开启第一电动阀门，调蓄池开始进水，雨污水通过截流管进入调蓄池内，随着降雨的进行，调蓄池内水位逐渐升高，当调蓄池内液位达到工艺的第二液位传感器的高水位线时，开启第二电动阀门，悬浮快速过滤装置前的进水提升泵抽水至悬浮快速过滤装置进行处理，处理后出水进入河道中。非降雨时，当截流井中液位逐渐下降，低于高水位线时，雨污水处理装置自动关闭，此时悬浮快速过滤装置进行反冲洗，反冲洗采用先气后水的形式，其中反冲洗气由曝气机产生、反冲洗水为悬浮快速过滤装置内的出水池清水。当截流井中液位逐渐下降至低水位线时，调蓄池内提升泵运行，同时开始反冲洗，采用曝气反冲洗，提升泵将雨天储存于调蓄池内的雨污水输送至截流井中，即重新回送至污水管网，最终输送至污水厂进行处理。
本发明通过将检测装置与控制器通讯连接，控制器再控制各阀门的关闭，实现了雨污水处理装置根据雨污水量的多少自动对雨污水进行清洁工作，利用设置的悬浮快速过滤装置，有效的去除了合流制管道溢流中的污染物，有效提高城市老城区的截流倍数，削减了老城区合流制管道溢流对城市水体的污染。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种老城区雨污水处理工艺，其特征在于，包括：
判断当前天气，若为降雨，执行如下步骤1-步骤2：
步骤1、检测的截流井内雨污水量，将检测到的截流井内雨污水量与预定的截流井高水位值进行比较，若检测到截流井内雨污水量大于或等于预设高水位时，将截流井内雨污水排放至调蓄池；
步骤2、检测调蓄池内的雨污水量，将检测结果与预设调蓄池高水位值进行比较，若检测到调蓄池内雨污水量大于或等于预设调蓄池高水位值时，将调蓄池内的雨污水排放至悬浮过滤装置进行过滤，然后排出；
若为非降雨，则执行如下步骤3：
步骤3、检测截流井内雨污水量与预设截流井内低水位值进行比较，若检测结果小于或等于预设截流井内低水位时，将调蓄池内的雨污水调回至截流井。
2.根据权利要求1所述的一种老城区雨污水处理工艺，其特征在于，所述步骤1中还包括，将检测截流井内雨污水量与预设截流井内低水位值进行比较，若检测结果小于或等于预设截流井内低水位时，开始计时，当计时时间达到预定值时，悬浮过滤装置停止过滤、进行反冲洗。
3.根据权利要求2所述的一种老城区雨污水处理工艺，其特征在于，所述预定时间范围为0.5～2h；
所述反冲洗具体步骤为，对悬浮快速过滤装置中的滤料进行吹脱，接着对吹脱下的杂质进行冲洗，将冲洗污水排至调蓄池；所述吹脱时间为5～10min。
4.一种老城区雨污水处理系统，其特征在于：包括调蓄池，悬浮快速过滤装置以及控制装置，所述调蓄池的进水口与截流井通过第一管道连通，所述第一管道上设置有第一阀门，所述调蓄池出水口与悬浮快速过滤装置进水口之间设置有第二管道，所述第二管道上设置有第二阀门，所述悬浮快速过滤装置的出水口与调蓄池进水口之间通过第三管道连通，所述第三管道上设置有第三阀门；所述调蓄池与截流井还通过一回调提升泵连通；
所述控制装置包括用于检测截流井内雨污水量第一液位检测装置、用于检测调蓄池内雨污水量第二液位检测装置以及控制器，所述第一液位检测装置、第二液位检测装置均与所述控制器通讯连接，所述控制器与所述第一阀门、第二阀门第三阀门以及第一提升泵受控连接；降雨时第一液位检测装置检测到截流井内水位达到预定高水位，控制器控制第一阀门打开，控制第二、第三阀门关闭，当第二液位检测装置检测到调蓄池内水位到达预定高水位时，控制器控制第二阀门打开，悬浮快速过滤装置开始工作，第二检测装置检测到调蓄池内水位达到预定低水位时，控制器控制的二阀门关闭，悬浮快速过滤装置停止工作；非降雨时当第一液位检测装置检测到截流井内液位到达预定低水位时，控制器控制第一阀门、第二阀门以及第三阀门关闭，控制第一提升泵工作将调蓄池内雨污水调回至截流井。
5.根据权利要求4所述的一种老城区雨污水处理系统，其特征在于：所述悬浮快速过滤装置包括用于对雨污水进行过滤的过滤单元；
所述过滤单元包括进水池、预处理沉砂池、过滤池和出水池；所述进水池与调蓄池通过第二提升泵连通，所述进水池通过第一过滤装置与所述预处理沉砂池连通，所述预处理沉砂池的底部设置有用于将雨污水排放至调蓄池的第一排水口，所述预处理沉砂池还设置有与过滤池连通的排水通道，所述过滤池内设置有第二过滤装置，所述第二过滤装置高于所述排水通道；所述过滤池高于第二过滤装置的位置设置有排水装置，所述出水池环绕设置在所述过滤池的外侧，出水池通过所述排水装置接收来自过滤池的雨污水。
6.根据权利要求4所述的一种老城区雨污水处理系统，其特征在于：所述悬浮快速过滤装置包括用于对过滤单元中的过滤装置进行清洁的反冲洗单元；
所述反冲洗单元包括设置在过滤池底部的曝气机头，以及用于供水的第四管道；所述曝气头正对着第二过滤装置；所述第四管道一端与过滤池本体连接，另一端与出水池连接，所述第四管道上设置有第四阀门，所述第四阀门和曝气机与所述控制器受控连接；当第二液位检测装置检测到截流井水位低于高水位线时，所述控制器控制曝气机工作，控制第四阀门打开。
7.根据权利要求4所述的一种老城区雨污水处理系统，其特征在于，所述控制装置还包括一用于控制所述曝气机的工作时间定时器，所述定时器与所述控制器电连接。
8.根据权利要求5所述的一种老城区雨污水处理系统，其特征在于，所述第一过滤装置为微孔挡板，所述微孔挡板的孔径范围为20～50mm。
9.根据权利要求5所述的一种老城区雨污水处理系统，其特征在于：所述第二过滤装置包括沿水平方向设置在过滤池内的微孔挡板，所述微孔挡板上方设置有悬浮滤料；
所述微孔挡板的孔径范围为20～50mm；
所述悬浮滤料材料为聚酯纤维或EVA，形状为半镂空圆柱型或十二棱型，直径范围为5～12mm，比重范围为0.9～1.1g/cm，所述悬浮滤料的过滤速度范围为200～800m/d。
10.根据权利要求4所述的一种老城区雨污水处理系统，其特征在于，所述排水装置为凹槽结构，所述凹槽结构的侧壁上设置有微孔，过滤池相对的一组侧壁上设置有与凹槽结构相适配的缺口，凹槽结构设置在所述缺口内，所述凹槽结构底部两端与所述出水池连通。
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