CN107761896A - 一种用于分流制排水管网系统的面污染控制系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于分流制排水管网系统的面污染控制系统与方法，包括污水干管和雨水干管；所述污水干管的出口设置有污水处理厂；所述雨水干管的出口与自然水体连通，在所述雨水干管上设置第二雨水处理系统，所述雨水处理系统的进水端与雨水干管连通，所述雨水处理系统的排水端与所述污水干管连通。本发明结构简单、建造方便，只需在市政道路有限的区域内建造初雨调蓄池即可实现对城市内以行政功能划分的各个区域内的污水和初期雨水的高效处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种面污染控制方法，属于分散式源头面污染控制技术领域，具体涉及一种用于分流制排水管网系统的面污染控制系统与方法。
背景技术
城市市政排水系统主要分为合流制排水系统和分流制排水系统。最早出现的合流制排水系统，是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内，不经任何处理就直接就近排入水体，使受纳水体遭受严重污染，国内外很多老城市几乎都采用这种方式。现在常采用的是截流式合流制排水系统。
截流式合流制排水系统与传统的合流制排水系统在结构上基本相同，区别点在于截流式合流制排水系统在市政合流干管与污水处理厂之间设置有截流井。截流式合流制排水系统工作时，居民排出的生活污水和雨水口收集的雨水都通过合流管道进入市政合流干管，市政道路沿线的雨水口收集的雨水也都进入市政合流干管，在干管末端设置截流井。晴天时，所有污水都输送至污水厂，经处理后排放到自然水体。降雨时，污水和降雨初期的雨水也会被输送至污水厂，经处理后排放到自然水体。但随着降雨量的增加，雨水径流也增加，当混合污水的流量超过截流干管的输水能力后，就会有部分混合污水溢流而直接进入自然水体。
针对这种合流制排水系统，其问题主要是：①降雨时，居住区及市政道路上会产生面源污染，现有的合流制排水系统虽然在末端设有截流井进行截流，但是设计的截流倍数不够，使得截流井没能对面源污染物进行拦截，面源污染物直接进入自然水体，对自然水体造成污染。②若要对面源污染进行控制，就需要增大截流井的尺寸，增大截流干管的尺寸，增加污水厂的容量。③截流井的截流为粗放式的控制，不能精确地对初期雨水进行截流。
分流制排水系统按照排除雨水方式的不同，又分为完全分流制和不完全分流制两种排水系统。完全分流制排水系统是完全将雨水和生活污水、工业污水分离，由不同的管道进行输送。居民排出的生活污水通过污水管道进入污水干管，然后输送至污水厂处理后排放，雨水口收集的雨水通过雨水管道进入雨水干管，直接排放到自然水体。市政道路沿线的雨水口收集的雨水也都进入雨水干管，直接排放到自然水体。在这种分流制排水系统中，存在着很多问题：①居住区内的部分生活污水错误地进入了雨水管道，比如阳台上洗衣机排出的生活污水会直接排放到自然水体。②市政道路上的部分污水错误地进入了雨水管道，比如道路清洗时产生的污水会直接排放到自然水体。③降雨时，居住区及市政道路上会产生面源污染，面源污染物会直接进入自然水体。
不完全分流制主要是针对雨水的收集处理上，将居民区收集的雨水和市政道路上收集到的雨水进行分离。居民排出的生活污水和雨水口收集的雨水都通过合流管道排出，在进入市政排水管道之前设置截流井进行截流。市政道路沿线的雨水口收集的雨水进入雨水干管，直接排放到自然水体。晴天时，居住区排放的污水被截流至污水干管，然后输送至污水厂，经处理后排放到自然水体，但市政道路上会有部分污水进入雨水干管而直接排放到自然水体。降雨时，居住区排放的污水和降雨初期的雨水也会被截流至污水干管，然后输送至污水厂，经处理后排放到自然水体，但随着降雨量的增加，雨水径流也增加，当混合污水的流量超过截流管道的输水能力后，就会有部分混合污水溢流而直接进入雨水干管，同时市政道路上携带有大量污染物的初期雨水也会直接进入雨水干管，然后排放到自然水体。这种排水系统的问题主要是：①整个系统不能对面源污染物进行有效地拦截，拦截效率低。②不能对进入雨水管道的污水进行控制。③降雨时，生活污水易被雨水携带进入自然水体。④截流井的控制粗放，一方面可能不能将更多的初期雨水送入污水厂处理，使得面源污染物排放到了自然水体，另一方面可能将大量的后期雨水送入污水厂，增加了污水厂的负荷，降低了污水厂的处理效率。
总体说来，目前的排水体制存在着以下问题：第一，不能对面源污染进行控制；第二，控制粗放，不能对污水和初期雨水进行精确控制；第三，管道混接，污水直接排放到了自然水体；第四，对于用地紧张的地区，末端治理不能有效实施。
公开号为CN105625545A、发明名称为“一种基于分流制管网的区域分片雨水处理系统”的中国发明专利，提供了一种新的管网划分方法来解决上述问题。该申请将整个管网按面积划分为网格状的多个片区，每个片区内设置单独的在线雨水处理设施，通过片区内的在线雨水处理设施对该片区内的雨水进行综合处理。但本发明人经过大量的试验后发现，这种末端治理思路，虽然一定程度上提高了相应片区内的雨水处理效率和程度，并对该片区内的面源污染进行控制；但是依然存在表面径流收集难以精确控制的问题，而且，对于距离在线雨水处理设施最远端和最近端的初雨收集存在时间差，初雨和面源污染的收集无法实现精确控制，从而不能做到精确治理。另外，由于城市规划的问题，将城市管网划分为网格状片区存在很多干扰，实现难度非常大，会给这种模式的城市管网布置方式造成很大的困扰。
同时，本发明人还发现，已有的分区域治理技术还存在如下问题，由于分片是基于地理位置进行划分，没有考虑到工业、住宅小区、学校等不同用途设施被划分到同一区域内，从而导致该区域内的污水成分复杂，精确治理分离难度大，成本更高。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种用于分流制排水管网系统的面污染控制方法，其解决了现有技术中城市单元区域和市政道路区域面污染无法有效拦截处理、不能对污水和雨水进行精确控制的技术问题。
本发明技术方案如下：
一种用于分流制排水管网系统的面污染控制系统，包括污水干管和雨水干管；至少一个单元区域；所述单元区域内设置有污水管道和雨水管道；所述污水管道与污水干管相连，所述雨水管道与雨水干管相连；所述污水干管的出口设置有污水处理厂；所述雨水干管的出口与自然水体连通，其特征在于：
在所述雨水管道上设置第一雨水处理系统，所述雨水处理系统的进水端与雨水管道连通，所述雨水处理系统的排水端与所述污水管道或雨水干管或自然水体连通。
根据本发明，在所述雨水干管上设置第二雨水处理系统，所述雨水处理系统的进水端与雨水干管连通，所述雨水处理系统的排水端与所述污水干管或雨水干管或自然水体连通。
根据本发明，所述单元区域的面积为0.01-0.6平方公里，优选0.01-0.3平方公里。
根据本发明，所述单元区域为城市区域内以功能用途或污水及雨水污染程度相同或相近属性划分的包括建筑物和构筑物的土地区域。
根据本发明，所述单元区域内设置有与构筑物排水管连通的污水管道和雨水管道；
优选地，所述构筑物为居民小区、工矿企业、机关、学校、医院、商场，或其他可能产生大量污水的单元区域中的一种或两种以上的组合。
优选地，所述雨水管道上并联或串联设置一个或多个第一雨水处理系统。
优选地，所述雨水干管上并联或串联设置一个或多个第二雨水处理系统。
根据本发明，所述控制系统还包括市政雨水管道，所述市政雨水管道与雨水干管连通。
根据本发明，所述市政雨水管道位于小区外部的市政道路上。
根据本发明，所述第一雨水处理系统选自调蓄设施和/或在线雨水处理设施和/或雨水预处理系统。
根据本发明，所述第二雨水处理系统选自调蓄设施和/或在线雨水处理设施和/或雨水预处理系统。
根据本发明，当所述第一雨水处理系统与所述雨水管道连通处的入口不低于所述第一雨水处理系统与所述雨水管道连通处的出口，并在所述雨水管道上位于所述入口的下游处设置第一水利开关；或者，
所述第一雨水处理系统与所述雨水管道连通处的入口低于所述第一雨水处理系统与所述雨水管道连通处的出口。
根据本发明，当所述第二雨水处理系统与所述雨水干管连通处的入口不低于所述第二雨水处理系统与所述雨水干管连通处的出口，并在所述雨水干管上位于所述入口的下游处设置第一水利开关；或者，
所述第二雨水处理系统与所述雨水干管连通处的入口低于所述第二雨水处理系统与所述雨水干管连通处的出口。
根据本发明，所述系统还包括与所述雨水干管连通的雨水预处理系统，所述雨水预处理系统的进水端与雨水干管连通，其排水端与雨水干管或自然水体连通。
根据本发明，所述雨水预处理系统与所述雨水干管连通处的入口不低于雨水预处理系统与雨水干管连通处的出口，并在所述入口的下游处设置第二水利开关；或者，
所述雨水预处理系统与所述雨水干管连通处的入口低于雨水预处理系统与雨水干管连通处的出口。
优选地，所述调蓄设施为初雨调蓄池、溢流调蓄池、调蓄箱涵和深隧中的任一种或几种。
优选地，所述第一水利开关和第二水利开关分别选自阀门、闸门、拍门或者堰门；优选为球阀、截流拍门、上开式闸门、旋转堰门或下开式堰门。
优选地，所述在线雨水处理设施可以为在线雨水处理池、沉沙池、通过池和一体化处理设备中的任一种或两种以上的组合。
优选地，所述雨水预处理系统选自颗粒分离器、过滤器、雨水处理模块或生物除氮除磷设备中的任一种或两种以上的组合，优选雨水预处理系统选自颗粒分离器、过滤器或雨水处理模块及其组合，更优选所述雨水预处理系统包括依次串联连通的颗粒分离器、过滤器和雨水处理模块。
优选地，对所述调蓄设施、在线雨水处理设施及雨水预处理系统的数量和安装方式没有特别限制，可根据各区域的雨污污染情况及用地状况进行调节。
优选地，对所述调蓄设施、在线雨水处理设施及雨水预处理系统的内部构成及其安装方式没有特别限制，可根据各区域的雨污污染情况及用地状况进行调节。
根据本发明，所述雨水管道上设置第一初雨调蓄池，所述第一初雨调蓄池的进水端与雨水管道连通，所述第一初雨调蓄池的排水端与所述污水管道连通；
所述雨水干管上设置有第二初雨调蓄池，所述第二初雨调蓄池的进水端与雨水干管连通，所述第二初雨调蓄池的排水端与所述污水干管连通。
优选地，所述第一初雨调蓄池或第二初雨调蓄池为槽式、槽堰式或者堰式。
优选地，所述雨水管道上设置有一个或多个第一初雨调蓄池，所述第一初雨调蓄池的进水端的下游处对应布置有一个所述下开式堰门。
优选地，所述雨水干管上设置有一个或多个第二初雨调蓄池，所述第二初雨调蓄池的进水端的下游处对应布置有一个所述下开式堰门。
优选地，所述雨水管道上支管的进水端位于连通雨水口和雨水管道连通处的下游且所述雨水管道上支管的进水端位于雨水管道和雨水干管连通处的上游。
本发明还提供一种用于分流制排水管网系统的面污染控制方法，所述方法包括：
设置污水干管，将城市区域内的污水送至污水处理厂处理后排放自然水体；
设置雨水干管，将城市区域内的雨水排放自然水体；
至少一个单元区域；所述单元区域为城市区域内以功能用途属性划分的包括构筑物的土地区域，单元区域内设置有与构筑物排水管连通的污水管道和雨水管道；所述污水管道与污水干管相连，所述雨水管道与雨水干管相连；
所述污水干管的出口设置有污水处理厂；所述雨水干管的出口与自然水体连通，其特征在于：
在所述雨水管道上设置第一雨水处理系统，所述雨水处理系统的进水端与雨水管道连通，所述雨水处理系统的排水端与所述污水管道或雨水干管或自然水体连通。
根据本发明，在所述雨水干管上设置第二雨水处理系统，所述雨水处理系统的进水端与雨水干管连通，所述雨水处理系统的排水端与所述污水干管或雨水干管或自然水体连通。
根据本发明，所述单元区域为城市区域内以功能用途或污水及雨水污染程度相同或相近属性划分的包括建筑物和构筑物的土地区域。
优选地，所述建筑物和构筑物为居民小区、工矿企业、机关、学校、医院、商场，或其他可能产生大量污水的单元区域中的一种或两种以上的组合。
优选地，所述雨水管道上并联或串联设置一个或多个第一雨水处理系统。
优选地，所述雨水干管上并联或串联设置一个或多个第二雨水处理系统。
根据本发明，所述控制系统还包括市政雨水管道，所述市政雨水管道与雨水干管连通。
根据本发明，所述市政雨水管道位于小区外部的市政道路上。
根据本发明，所述第一雨水处理系统选自调蓄设施和/或在线雨水处理设施和/或雨水预处理系统。
根据本发明，所述第二雨水处理系统选自调蓄设施和/或在线雨水处理设施和/或雨水预处理系统。
优选地，当所述第一雨水处理系统与所述雨水管道连通处的入口不低于所述第一雨水处理系统与所述雨水管道连通处的出口，并在所述雨水管道上位于所述入口的下游处设置第一水利开关；或者，
所述第一雨水处理系统与所述雨水管道连通处的入口低于所述第一雨水处理系统与所述雨水管道连通处的出口。
根据本发明，当所述第二雨水处理系统与所述雨水干管连通处的入口不低于所述第二雨水处理系统与所述雨水干管连通处的出口，并在所述雨水干管上位于所述入口的下游处设置第一水利开关；或者，
所述第二雨水处理系统与所述雨水干管连通处的入口低于所述第二雨水处理系统与所述雨水干管连通处的出口。
根据本发明，所述系统还包括与所述雨水干管连通的雨水预处理系统，所述雨水预处理系统的进水端与雨水干管连通，其排水端与雨水干管或自然水体连通。
根据本发明，所述雨水预处理系统与所述雨水干管连通处的入口不低于雨水预处理系统与雨水干管连通处的出口，并在所述入口的下游处设置第二水利开关；或者，
所述雨水预处理系统与所述雨水干管连通处的入口低于雨水预处理系统与雨水干管连通处的出口。
根据本发明，所述方法还包括：
当晴天以及降雨量较小时，单元区域排出的污水通过污水管道进入污水干管，然后输送至污水处理厂处理后排放；根据污水处理厂的处理能力，进入第一雨水处理系统的初期雨水会进入污水干管，并输送至污水处理厂处理；
随着降雨的增加，如果超出了污水处理厂的处理能力，则雨水进入第一雨水处理系统进行储存，待天晴时，再进入污水处理厂进行处理；
当降雨强度大时，当第一雨水处理系统达到最高蓄水水位时，雨水直接通过雨水管道进入雨水干管后直接排放到自然水体。
优选地，所述方法还包括：
当晴天以及降雨量较小时，单元区域排出的污水通过污水管道进入污水干管，然后输送至污水处理厂处理后排放；根据污水处理厂的处理能力，进入第一雨水处理系统的初期雨水会进入污水干管，并输送至污水处理厂处理；
随着降雨的增加，如果超出了污水处理厂的处理能力，则雨水进入第一雨水处理系统进行储存，待天晴时，再进入污水处理厂进行处理；
当降雨强度大时，当第一雨水处理系统达到最高蓄水水位时，雨水直接通过雨水管道进入雨水干管后直接排放到自然水体。
当降雨强度小时，根据污水处理厂的处理能力，进入雨水干管的初期雨水通过第二雨水处理系统进入污水干管，并输送至污水处理厂处理；
随着降雨的增加，如果超出了污水处理厂的处理能力，则雨水进入第二雨水处理系统进行储存，待天晴时，再进入污水处理厂进行处理；
当降雨强度大时，当第二雨水处理系统达到最高蓄水水位时，雨水直接通过雨水干管后直接排放到自然水体。
优选地，所述调蓄设施为初雨调蓄池、溢流调蓄池、调蓄箱涵和深隧中的任一种或几种。
优选地，所述第一水利开关和第二水利开关分别选自阀门、闸门、拍门或者堰门；优选为球阀、截流拍门、上开式闸门、旋转堰门或下开式堰门。
优选地，所述在线雨水处理设施可以为在线雨水处理池、沉沙池、通过池和一体化处理设备中的任一种或两种以上的组合。
优选地，所述雨水预处理系统选自颗粒分离器、过滤器、雨水处理模块或生物除氮除磷设备中的任一种或两种以上的组合，优选雨水预处理系统选自颗粒分离器、过滤器或雨水处理模块及其组合，更优选所述雨水预处理系统包括依次串联连通的颗粒分离器、过滤器和雨水处理模块。
优选地，对所述调蓄设施、在线雨水处理设施及雨水预处理系统的数量和安装方式没有特别限制，可根据各区域的雨污污染情况及用地状况进行调节。
优选地，对所述调蓄设施、在线雨水处理设施及雨水预处理系统的内部构成及其安装方式没有特别限制，可根据各区域的雨污污染情况及用地状况进行调节。
根据本发明，所述雨水管道上设置第一初雨调蓄池，所述第一初雨调蓄池的进水端与雨水管道连通，所述第一初雨调蓄池的排水端与所述污水管道连通；
所述雨水干管上设置有第二初雨调蓄池，所述第二初雨调蓄池的进水端与雨水干管连通，所述第二初雨调蓄池的排水端与所述污水干管连通。
优选地，所述第一初雨调蓄池或第二初雨调蓄池为槽式、槽堰式或者堰式。
优选地，所述雨水管道上设置有一个或多个第一初雨调蓄池，所述第一初雨调蓄池的进水端的下游处对应布置有一个所述下开式堰门。
优选地，所述雨水干管上设置有一个或多个第二初雨调蓄池，所述第二初雨调蓄池的进水端的下游处对应布置有一个所述下开式堰门。
优选地，所述雨水管道上支管的进水端位于连通雨水口和雨水管道连通处的下游且所述雨水管道上支管的进水端位于雨水管道和雨水干管连通处的上游。
本发明的有益效果是：
(1)本发明结构简单、建造方便，避免了住宅小区内用地紧张，末端治理不能有效实施的问题。只需在市政道路有限的区域内建造初雨调蓄池即可实现对城市内以行政功能划分的各个区域内的污水和初期雨水的高效处理。
(2)本发明的技术方案在不需要改建单元区域内原排水管道的基础上，通过使用初雨调蓄池将单元区域内污水管道和雨水管道串联，有效地实现了对单元区域内面源污染物有效拦截，提高了面源污染物的拦截效率；
(3)通过使用初雨调蓄池将市政道路上的污水干管与雨水干管串联，有效地实现了市政道路内面源污染物有效拦截，提高了面源污染物的拦截效率；
(4)上述整体结构实现了对城市区域内各个行政区域内污水和初期雨水的精确控制，同时避免了管道混接造成的污水直接排放至自然水体；
(5)本发明通过在雨水管道和/或雨水干管上设置雨水预处理系统，进一步提高了初期雨水的处理效率；
(6)本发明还通过将第一初雨调蓄池和第二初雨调蓄池设置于市政道路区域内，有效地避免了对单元区域内管道的改建，从而有效地解决了城市用地紧张的问题。
(7)本发明源头的分流处理，初雨从地面到调蓄设施的过流时间大大缩短，从而减少此源头区域如小区后期雨水与初期雨水混合的概率，截留或收集的初期雨水浓度就会更高，截污效率很高。
(8)以前末端分片收水面积取值为0.4-4平方公里，而本发明源头分散截污水收水面积只有0.01-0.6平方公里。
(9)末端截污时，管道底部的积泥会影响初雨的特性，让初雨的特性变的不明显，在源头截污管道较短，积泥的影响基本可以忽略不计，初雨特征变得非常明显。
(10)末端截污时，管道距离较长，管道的破损会造成管线沿途地下水渗入，会稀释初雨的浓度，对初雨截取一定量的初雨就会含有一定比例的外来水；在源头截污，管道较短，管网的问题基本可以忽略不计，截取的初雨浓度也将很高。
附图说明
图1是现有技术中控制生活污水和初期雨水污染的合流制排水管网系统的结构示意图；
图2是现有技术中一种用于分流制排水管网系统的面污染控制方法的结构示意图；
图3是现有技术中一种控制生活污水和初期雨水污染的只控制生活污水的分流制排水管网系统的结构示意图；
图4是本发明一种用于分流制排水管网系统的面污染控制方法的结构示意图(实施例一)；
图5是本发明一种用于分流制排水管网系统的面污染控制方法的结构示意图(实施例二)；
图6是本发明一种用于分流制排水管网系统的面污染控制方法的结构示意图(实施例三)；
图7是本发明一种用于分流制排水管网系统的面污染控制方法的结构示意图(实施例四)；
各附图标记定义如下：1-雨水口，2-颗粒分离器，3-过滤器，4-雨水处理模块，5-污水厂，6-自然水体，7-截流井，8-市政河流管道，9-下开式堰门，A-单元区域，B-市政道路区域，C-第一初雨调蓄池，D-第二初雨调蓄池，A-1-污水管道，A-2-雨水管道，B-1-污水干管，B-2-雨水干管。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，对本发明进行详细说明。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。
由图4所示的一种用于分流制排水管网系统的面污染控制方法的结构示意图可知，本发明的技术方案包括单元区域A和市政道路区域B，单元区域A为城市区域内以功能用途属性划分的包括建筑物设施的土地区域，土地区域包括居民区、工矿企业或机关或学校或医院或商场，每个单元区域A为城市区域内以功能用途属性划分的包括构筑物的土地区域，构筑物为居民小区、工矿企业或机关或学校或医院或商场中的一种；每个单元区域A内设置有与构筑物排水管连通的污水管道A-1和雨水管道A-2；市政道路区域B内设置有污水干管B-1和雨水干管B-2，污水干管B-1通过污水厂5连通自然水体6，雨水干管B-2直接连通自然水体6；每个单元区域A内的污水管道A-1与污水干管B-1连通；每个单元区域A内的雨水管道A-2与雨水干管B-2连通；位于市政道路的雨水口与雨水干管B-2连通；
雨水管道A-2上设置有第一初雨调蓄池C和下开式堰门9，第一初雨调蓄池C的进水端与雨水管道A-2连通，第一初雨调蓄池C的排水端与污水管道A-1连通，下开式堰门9的进水端位于第一初雨调蓄池C的进水端的下游处；和/或雨水管道A-2上通过支管连通有雨水预处理系统，支管上设有下开式堰门9，下开式堰门9位于雨水预处理系统的上游处；
雨水干管B-2上设置有第二初雨调蓄池D和下开式堰门9，第二初雨调蓄池D的进水端与雨水干管B-2连通，第二初雨调蓄池D的排水端与污水干管B-1连通，下开式堰门9位于所述第二初雨调蓄池D的进水端的下游处；和/或雨水干管B-2上通过支管连通有雨水预处理系统；支管上设有下开式堰门9，下开式堰门9位于雨水预处理系统的上游处。
本发明的部分管网系统布置方案如下：
实施例一：
如图4所示，污水管道A-1和雨水管道A-2之间设置有第一初雨调蓄池C，第一初雨调蓄池C的进水端与雨水管道A-2连通，第一初雨调蓄池C的排水端与污水管道A-1连通，雨水管道A-2上设置有下开式堰门9，下开式堰门9的进水端位于第一初雨调蓄池C的进水端的下游处；污水干管B-1和雨水干管B-2之间设置有第二初雨调蓄池D；第二初雨调蓄池D的进水端与雨水干管B-2连通，第二初雨调蓄池D的排水端与污水干管B-1连通；雨水干管B-2上设置有下开式堰门9，下开式堰门9的进水端位于第二初雨调蓄池D的进水端的下游处。
实施例二：
如图5所示，雨水管道A-2上通过支管连通有雨水预处理系统，支管上设有下开式堰门9，下开式堰门9位于雨水预处理系统的上游处；雨水干管B-2上通过支管连通有雨水预处理系统，支管上设有下开式堰门9，下开式堰门9位于雨水预处理系统的上游处。
实施例三：
如图6所示，污水管道A-1和雨水管道A-2之间设置有第一初雨调蓄池C，第一初雨调蓄池C的进水端与雨水管道A-2连通，第一初雨调蓄池C的排水端与污水管道A-1连通，雨水管道A-2上设置有下开式堰门9，下开式堰门9的进水端位于第一初雨调蓄池C的进水端的下游处；雨水干管B-2上通过支管连通有雨水预处理系统，支管上设有下开式堰门9，下开式堰门9位于雨水预处理系统的上游处。
实施例四：
如图7所示，雨水管道A-2上通过支管连通有雨水预处理系统，支管上设有下开式堰门9，下开式堰门9位于雨水预处理系统的上游处；污水干管B-1和雨水干管B-2之间设置有第二初雨调蓄池D；第二初雨调蓄池D的进水端与雨水干管B-2连通，第二初雨调蓄池D的排水端与污水干管B-1连通；雨水干管B-2上设置有下开式堰门9，下开式堰门9的进水端位于第二初雨调蓄池D的进水端的下游处。
对于上述实施例，每个单元区域A内的污水管道A-1和雨水管道A-2之间可以设置一或多个第一初雨调蓄池C，为配合第一初雨调蓄池C的工作，雨水管道A-2上会相应的布置下开式堰门9。对于市政道路区域B内的雨水干管B-2，其上也可以设置有一或多个与污水干管B-1连通的第二初雨调蓄池D，每个第二初雨调蓄池D的进水端的下游处对应布置有一个下开式堰门9，相应的每个第二初雨调蓄池D可以布置于位于市政道路区域B上的雨水口1的下游。
对于本发明的一种优选实施方案，第一初雨调蓄池C设置于市政道路区域B；第二初雨调蓄池D设置于市政道路区域B；第二初雨调蓄池D与雨水干管B-2的连接端位于雨水管道A-2与雨水干管B-2的连接端之前；雨水预处理系统包括依次串联连通的颗粒分离器、过滤器和雨水处理模块。
使用本发明时，在单元区域A内，建筑排出的生活污水通过污水管道A-1进入污水干管B-1，然后输送至污水厂处理后排放，单元区域A内的雨水口1收集的雨水和进入雨水管道的污水在通过雨水管道A-2进入雨水干管B-2之前会通过第一初雨调蓄池C和/或雨水预处理系统进行调蓄或处理。在市政道路的雨水干管B-2上也分段设置第二初雨调蓄池D和/或雨水预处理系统对进入市政道路的雨水干管的污水及雨水进行调蓄或处理。
本发明实施例一的工作原理如下：对于单元区域A，当晴天时，单元区域A排出的污水通过污水管道A-1进入污水干管B-1，然后输送至污水厂处理后排放，下开式堰门9关闭。
降雨时，当降雨强度小时，单元区域A排出的污水仍然会通过污水管道A-1进入污水干管B-1，然后输送至污水厂处理后排放。根据污水厂的处理能力，进入雨水管道A-2的初期雨水会通过第一初雨调蓄池C的缓冲池进入污水干管(此时下开式堰门9仍处于关闭状态)，并输送至污水厂处理，随着降雨的增加，如果超出了污水厂的处理能力，则雨水进入第一初雨调蓄池C进行储存，待天晴时，再进入污水处理厂进行处理。
当降雨强度大时，当第一初雨调蓄池C达到最高蓄水水位时，下开式堰门9处于开启状态，雨水直接通过雨水管道A-2进入雨水干管B-2后直接排放到自然水体。
对于市政道路区域B，降雨时，当降雨强度小时，位于雨水干管B-2上的下开式堰门9处于关闭状态，进入雨水干管B-2的初期雨水会通过第二初雨调蓄池D的缓冲池进入污水干管，其总量由污水厂的处理能力确定，并输送至污水厂处理。随着降雨的增加，如果超出了污水厂的处理能力，则雨水进入第二初雨调蓄池D进行储存，待天晴时，再进入污水处理厂进行处理。
当降雨强度大时，当第二初雨调蓄池D达到最高蓄水水位时，位于雨水干管B-2上的下开式堰门9处于开启状态，雨水进入雨水干管B-2后直接排放到自然水体。
本发明实施例二的工作原理如下：对于单元区域A，当晴天时，单元区域A排出的污水通过污水管道A-1进入污水干管B-1，然后输送至污水厂处理后排放。
降雨时，当降雨强度小时，单元区域A排出的污水仍然会通过污水管道A-1进入污水干管B-1，然后输送至污水厂处理后排放，下开式堰门9开启，初期雨水进入雨水预处理系统处理后排放到自然水体。
当降雨强度大时，下开式堰门9关闭，中后期雨水通过雨水管道A-2后直接排放到自然水体。
对于市政道路区域B，降雨时，当降雨强度小时，下开式堰门9开启，雨水干管中的雨水进入雨水预处理系统处理后排放到自然水体。
当降雨强度大时，超过了雨水预处理系统的处理能力，故下开式堰门9关闭，中后期雨水通过雨水干管B-2后直接排放到自然水体。
本发明中涉及的其他技术方案的工作原理与实施例一和实施例二的工作原理类似，故此不再复述。
本发明无须对城市内原有单元区域内的排水管网进行任何改造，只需要在市政道路区域建造一定数量的初雨调蓄池即可有效地解决城市区域内污水和初期雨水面临的面源污染直接进入自然水体的技术问题，同时解决了城市用地紧张、不易实施、施工困难的技术问题，极大地缩短了施工工时和施工成本；本发明还通过在市政道路区域内设置一定量的雨水预处理系统实现了初期雨水的高效净化，有效地提高了对面源污染物的有效拦截，同时实现了对雨水管道污水的实时控制；本发明还可以根据污水厂处理污水的效率，通过初雨调蓄池对初期雨水进行有效地分流截流，从而提高了本系统的使用效率。
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 (10)
1.一种用于分流制排水管网系统的面污染控制系统，包括污水干管和雨水干管；至少一个单元区域；所述单元区域为城市区域内以功能用途属性划分的包括构筑物的土地区域，单元区域内设置有与构筑物排水管连通的污水管道和雨水管道；所述污水管道与污水干管相连，所述雨水管道与雨水干管相连；所述污水干管的出口设置有污水处理厂；所述雨水干管的出口与自然水体连通，其特征在于，
在所述雨水管道上设置第一雨水处理系统，所述雨水处理系统的进水端与雨水管道连通，所述雨水处理系统的排水端与所述污水管道或雨水干管或自然水体连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于分流制排水管网系统的面污染控制系统，其特征在于，在所述雨水干管上设置第二雨水处理系统，所述雨水处理系统的进水端与雨水干管连通，所述雨水处理系统的排水端与所述污水干管或雨水干管或自然水体连通。
优选地，所述单元区域的面积为0.01-0.6平方公里，优选0.01-0.3平方公里。
优选地，所述单元区域为城市区域内以功能用途或污水及雨水污染程度相同或相近属性划分的包括建筑物和构筑物的土地区域。
优选地，所述单元区域内设置有与构筑物排水管连通的污水管道和雨水管道；
优选地，所述构筑物为居民小区、工矿企业、机关、学校、医院、商场，或其他可能产生大量污水的单元区域中的一种或两种以上的组合。
优选地，所述雨水管道上并联或串联设置一个或多个第一雨水处理系统。
优选地，所述雨水干管上并联或串联设置一个或多个第二雨水处理系统。
优选地，所述控制系统还包括市政雨水管道，所述市政雨水管道与雨水干管连通。
优选地，所述市政雨水管道位于小区外部的市政道路上。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于分流制排水管网系统的面污染控制系统，其特征在于，所述第一雨水处理系统选自调蓄设施和/或在线雨水处理设施和/或雨水预处理系统。
优选地，所述第二雨水处理系统选自调蓄设施和/或在线雨水处理设施和/或雨水预处理系统。
优选地，当所述第一雨水处理系统与所述雨水管道连通处的入口不低于所述第一雨水处理系统与所述雨水管道连通处的出口，并在所述雨水管道上位于所述入口的下游处设置第一水利开关；或者，
所述第一雨水处理系统与所述雨水管道连通处的入口低于所述第一雨水处理系统与所述雨水管道连通处的出口。
优选地，当所述第二雨水处理系统与所述雨水干管连通处的入口不低于所述第二雨水处理系统与所述雨水干管连通处的出口，并在所述雨水干管上位于所述入口的下游处设置第一水利开关；或者，
所述第二雨水处理系统与所述雨水干管连通处的入口低于所述第二雨水处理系统与所述雨水干管连通处的出口。
优选地，所述系统还包括与所述雨水干管连通的雨水预处理系统，所述雨水预处理系统的进水端与雨水干管连通，其排水端与雨水干管或自然水体连通。
优选地，所述雨水预处理系统与所述雨水干管连通处的入口不低于雨水预处理系统与雨水干管连通处的出口，并在所述入口的下游处设置第二水利开关；或者，
所述雨水预处理系统与所述雨水干管连通处的入口低于雨水预处理系统与雨水干管连通处的出口。
优选地，所述调蓄设施为初雨调蓄池、溢流调蓄池、调蓄箱涵和深隧中的任一种或几种。
优选地，所述第一水利开关和第二水利开关分别选自阀门、闸门、拍门或者堰门；优选为球阀、截流拍门、上开式闸门、旋转堰门或下开式堰门。
优选地，所述在线雨水处理设施可以为在线雨水处理池、沉沙池、通过池和一体化处理设备中的任一种或两种以上的组合。
优选地，所述雨水预处理系统选自颗粒分离器、过滤器、雨水处理模块或生物除氮除磷设备中的任一种或两种以上的组合，优选雨水预处理系统选自颗粒分离器、过滤器或雨水处理模块及其组合，更优选所述雨水预处理系统包括依次串联连通的颗粒分离器、过滤器和雨水处理模块。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种用于分流制排水管网系统的面污染控制系统，其特征在于，对所述调蓄设施、在线雨水处理设施及雨水预处理系统的数量和安装方式没有特别限制，可根据各区域的雨污污染情况及用地状况进行调节。
优选地，对所述调蓄设施、在线雨水处理设施及雨水预处理系统的内部构成及其安装方式没有特别限制，可根据各区域的雨污污染情况及用地状况进行调节。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种用于分流制排水管网系统的面污染控制系统，其特征在于，所述雨水管道上设置第一初雨调蓄池，所述第一初雨调蓄池的进水端与雨水管道连通，所述第一初雨调蓄池的排水端与所述污水管道连通；
所述雨水干管上设置有第二初雨调蓄池，所述第二初雨调蓄池的进水端与雨水干管连通，所述第二初雨调蓄池的排水端与所述污水干管连通。
优选地，所述第一初雨调蓄池或第二初雨调蓄池为槽式、槽堰式或者堰式。
优选地，所述雨水管道上设置有一个或多个第一初雨调蓄池，所述第一初雨调蓄池的进水端的下游处对应布置有一个所述下开式堰门。
优选地，所述雨水干管上设置有一个或多个第二初雨调蓄池，所述第二初雨调蓄池的进水端的下游处对应布置有一个所述下开式堰门。
优选地，所述雨水管道上支管的进水端位于连通雨水口和雨水管道连通处的下游且所述雨水管道上支管的进水端位于雨水管道和雨水干管连通处的上游。
6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的用于分流制排水管网系统的面污染控制方法，所述方法包括：
设置污水干管，将城市区域内的污水送至污水处理厂处理后排放自然水体；
设置雨水干管，将城市区域内的雨水排放自然水体；
至少一个单元区域；所述单元区域为城市区域内以功能用途属性划分的包括构筑物的土地区域，单元区域内设置有与构筑物排水管连通的污水管道和雨水管道；所述污水管道与污水干管相连，所述雨水管道与雨水干管相连；
所述污水干管的出口设置有污水处理厂；所述雨水干管的出口与自然水体连通，其特征在于，
在所述雨水管道上设置第一雨水处理系统，所述雨水处理系统的进水端与雨水管道连通，所述雨水处理系统的排水端与所述污水管道或雨水干管或自然水体连通。
7.根据权利要求6所述的一种用于分流制排水管网系统的面污染控制方法，其特征在于：在所述雨水干管上设置第二雨水处理系统，所述雨水处理系统的进水端与雨水干管连通，所述雨水处理系统的排水端与所述污水干管或雨水干管或自然水体连通。
优选地，所述单元区域为城市区域内以功能用途或污水及雨水污染程度相同或相近属性划分的包括建筑物和构筑物的土地区域。
优选地，所述建筑物和构筑物为居民小区、工矿企业、机关、学校、医院、商场，或其他可能产生大量污水的单元区域中的一种或两种以上的组合。
优选地，所述雨水管道上并联或串联设置一个或多个第一雨水处理系统。
优选地，所述雨水干管上并联或串联设置一个或多个第二雨水处理系统。
优选地，所述控制系统还包括市政雨水管道，所述市政雨水管道与雨水干管连通。
优选地，所述市政雨水管道位于小区外部的市政道路上。
8.根据权利要求6或7所述的一种用于分流制排水管网系统的面污染控制方法，其特征在于：所述第一雨水处理系统选自调蓄设施和/或在线雨水处理设施和/或雨水预处理系统。
优选地，所述第二雨水处理系统选自调蓄设施和/或在线雨水处理设施和/或雨水预处理系统。
优选地，当所述第一雨水处理系统与所述雨水管道连通处的入口不低于所述第一雨水处理系统与所述雨水管道连通处的出口，并在所述雨水管道上位于所述入口的下游处设置第一水利开关；或者，
所述第一雨水处理系统与所述雨水管道连通处的入口低于所述第一雨水处理系统与所述雨水管道连通处的出口。
优选地，当所述第二雨水处理系统与所述雨水干管连通处的入口不低于所述第二雨水处理系统与所述雨水干管连通处的出口，并在所述雨水干管上位于所述入口的下游处设置第一水利开关；或者，
所述第二雨水处理系统与所述雨水干管连通处的入口低于所述第二雨水处理系统与所述雨水干管连通处的出口。
优选地，所述系统还包括与所述雨水干管连通的雨水预处理系统，所述雨水预处理系统的进水端与雨水干管连通，其排水端与雨水干管或自然水体连通。
优选地，所述雨水预处理系统与所述雨水干管连通处的入口不低于雨水预处理系统与雨水干管连通处的出口，并在所述入口的下游处设置第二水利开关；或者，
所述雨水预处理系统与所述雨水干管连通处的入口低于雨水预处理系统与雨水干管连通处的出口。
优选地，所述方法还包括：
当晴天以及降雨量较小时，单元区域排出的污水通过污水管道进入污水干管，然后输送至污水处理厂处理后排放；根据污水处理厂的处理能力，进入第一雨水处理系统的初期雨水会进入污水干管，并输送至污水处理厂处理；
随着降雨的增加，如果超出了污水处理厂的处理能力，则雨水进入第一雨水处理系统进行储存，待天晴时，再进入污水处理厂进行处理；
当降雨强度大时，当第一雨水处理系统达到最高蓄水水位时，雨水直接通过雨水管道进入雨水干管后直接排放到自然水体。
优选地，所述方法还包括：
当晴天以及降雨量较小时，单元区域排出的污水通过污水管道进入污水干管，然后输送至污水处理厂处理后排放；根据污水处理厂的处理能力，进入第一雨水处理系统的初期雨水会进入污水干管，并输送至污水处理厂处理；
随着降雨的增加，如果超出了污水处理厂的处理能力，则雨水进入第一雨水处理系统进行储存，待天晴时，再进入污水处理厂进行处理；
当降雨强度大时，当第一雨水处理系统达到最高蓄水水位时，雨水直接通过雨水管道进入雨水干管后直接排放到自然水体。
当降雨强度小时，根据污水处理厂的处理能力，进入雨水干管的初期雨水通过第二雨水处理系统进入污水干管，并输送至污水处理厂处理；
随着降雨的增加，如果超出了污水处理厂的处理能力，则雨水进入第二雨水处理系统进行储存，待天晴时，再进入污水处理厂进行处理；
当降雨强度大时，当第二雨水处理系统达到最高蓄水水位时，雨水直接通过雨水干管后直接排放到自然水体。
9.根据权利要求8所述的一种用于分流制排水管网系统的面污染控制方法，其特征在于：所述调蓄设施为初雨调蓄池、溢流调蓄池、调蓄箱涵和深隧中的任一种或几种。
优选地，所述第一水利开关和第二水利开关分别选自阀门、闸门、拍门或者堰门；优选为球阀、截流拍门、上开式闸门、旋转堰门或下开式堰门。
优选地，所述在线雨水处理设施可以为在线雨水处理池、沉沙池、通过池和一体化处理设备中的任一种或两种以上的组合。
优选地，所述雨水预处理系统选自颗粒分离器、过滤器、雨水处理模块或生物除氮除磷设备中的任一种或两种以上的组合，优选雨水预处理系统选自颗粒分离器、过滤器或雨水处理模块及其组合，更优选所述雨水预处理系统包括依次串联连通的颗粒分离器、过滤器和雨水处理模块。
优选地，对所述调蓄设施、在线雨水处理设施及雨水预处理系统的数量和安装方式没有特别限制，可根据各区域的雨污污染情况及用地状况进行调节。
优选地，对所述调蓄设施、在线雨水处理设施及雨水预处理系统的内部构成及其安装方式没有特别限制，可根据各区域的雨污污染情况及用地状况进行调节。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的一种用于分流制排水管网系统的面污染控制方法，其特征在于：所述雨水管道上设置第一初雨调蓄池，所述第一初雨调蓄池的进水端与雨水管道连通，所述第一初雨调蓄池的排水端与所述污水管道连通；
所述雨水干管上设置有第二初雨调蓄池，所述第二初雨调蓄池的进水端与雨水干管连通，所述第二初雨调蓄池的排水端与所述污水干管连通。
优选地，所述第一初雨调蓄池或第二初雨调蓄池为槽式、槽堰式或者堰式。
优选地，所述雨水管道上设置有一个或多个第一初雨调蓄池，所述第一初雨调蓄池的进水端的下游处对应布置有一个所述下开式堰门。
优选地，所述雨水干管上设置有一个或多个第二初雨调蓄池，所述第二初雨调蓄池的进水端的下游处对应布置有一个所述下开式堰门。
优选地，所述雨水管道上支管的进水端位于连通雨水口和雨水管道连通处的下游且所述雨水管道上支管的进水端位于雨水管道和雨水干管连通处的上游。
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