CN111350256A - 一种具有截流及缓冲机构的排水系统及排水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有截流及缓冲机构的排水系统，排水系统包括：合流支管；截流部，截流部具有进口和第一出口，进口连通污水支管，第一出口连通合流支管，设置第一水利开关；缓冲部，与截流部的第二出口相连，用于在雨天时存储污水支管流出的污水；本发明通过设置截流部，在雨天时，截流部的第一出口关闭，此时雨水口流入的雨水汇入合流支管中，避免污水与雨水混合，晴天时，截流部的第一出口打开，此时合流支管输送的生活污水经合流支管、市政合流管、分流设施流入污水处理设施，在单元区域内实现雨水与污水的分流，避免污水与雨水混合，合流支管实现一管多用，且对现有管网系统改造不大，改造成本低，适用范围广。

Description

一种具有截流及缓冲机构的排水系统及排水方法

技术领域

本发明涉及排水技术领域，具体涉及一种具有截流及缓冲机构的排水系统及排水方法。

背景技术

城市管网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污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内，直接就近排入水体或者排入污水处理设施处理，若直接排入自然水体造成受纳水体遭受严重的污染，若是直接排入污水处理设施进行处理，造成雨天时的大量较干净的雨水进入污水处理设施进行不必要的处理，造成资源浪费。

由此可知，现有技术中存在对于合流制官网而言，污水与雨水混合在一起，当直接排入自然水体造成受纳水体遭受严重的污染，当直接排入污水处理设施进行处理，造成雨天时的大量较干净的雨水进入污水处理设施进行不必要的处理，造成资源浪费。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种具有截流及缓冲机构的排水系统及排水方法，具有雨污分流、治理成本低及治理效果好的优点。

本发明提供一种具有截流及缓冲机构的排水系统，包括：合流支管，其沿线分别接有单元区域内的污水支管和雨水口；截流部，其设置于靠近所述污水支管接入所述合流支管的接入部位或接入部位的上游，所述截流部具有进口和第一出口，所述进口连通所述污水支管，所述第一出口连通所述合流支管，设置第一水利开关，控制所述第一出口的过水；缓冲部，所述截流部设置有第二出口，所述缓冲部与所述第二出口相连，所述缓冲部用于在雨天时存储污水支管流出的污水。

可选的，还包括：所述污水支管与所述截流部之间设置有污水收容设施，所述截流部的进口与所述污水收容设施的出口相连。

可选的，所述截流部与所述缓冲部组合成一体结构的存储池，所述存储池内部设置有分割部，所述截流部和所述缓冲部分别位于所述分割部的两侧，所述第二出口位于所述分割部上，围合成所述截流部的池体上设置所述截流部的进口和第一出口。

可选的，所述分割部为溢流墙，所述第二出口为所述溢流墙的溢流口；或，所述分割部为分割墙，所述第二出口设置于所述分割墙上，且靠近所述第二出口处设有控制所述第二出口过水的水利开关。

可选的，截流部为分流井、截流井、弃流井、缓冲廊道或安装井，所述缓冲部为具有存储空间的池体结构或罐体结构，靠近所述第二出口处设有控制所述第二出口过水的水利开关。

可选的，还包括控制系统，所述控制系统包括第一监测装置和控制器，所述第一监测装置与所述控制器信号连接；所述控制器用于根据降雨信号控制所述第一出口的水利开关的动作；其中，当监测到晴天信号，则控制截流部的第一出口打开，脏水经第一出口流入合流支管；当监测到雨天信号，则控制截流部的第一出口关闭，雨水口流入的水汇聚到合流支管。

可选的，当所述第一监测装置为监测水体液位的装置、监测水体水质的装置、监测雨量的装置、监测水体总量的装置中的至少一种；对应地，所述降雨信号为水体液位信号、水体水质信号、雨量信号、水体总量信号中的至少一种。

可选的，所述控制系统还包括第二监测装置，所述第二监测装置与所述控制器信号连接，所述第二监测装置用于监测所述缓冲部内的液位高度信号。

本发明还提供了一种具有截流及缓冲机构的排水系统，应用于若干个单元区域，包括：1个合流支管，其沿线分别接有所述若干个单元区域内的若干个污水支管和雨水口；若干个截流部，每一个截流部对应于一个或若干个所述污水支管连接，并设置于靠近该污水支管接入所述合流支管的接入部位或接入部位的上游，每一个所述截流部具有进口和第一出口，所述进口连通对应的所述污水支管，所述第一出口通过第一水利开关连通所述合流支管，所述第一水利开关控制所述第一出口的过水；与所述截流部数量相同的缓冲部，每一个所述截流部设置有第二出口，每一个所述缓冲部对应与一个所述第二出口相连，所述缓冲部用于在雨天时存储污水支管流出的污水。

本发明还提供了一种合流制管网的排水方法，适用于上述任一项所述的排水系统，具体如下：监测到晴天信号，将截流部的第一出口打开，脏水经第一出口、合流支管、市政合流管、分流设施的第三出口分流至污水处理设施；监测到雨天信号，将截流部的第一出口关闭，第二出口打开，污水支管内的污水进入缓冲部存储；雨水口流入的水汇聚到合流支管经市政合流管、分流设施、第四出口分流至分流设施的下游。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)本发明一种具有截流及缓冲机构的排水系统中通过设置截流部，其截流部至拦截生活污水，不影响雨水排放，在雨天时，截流部的第一出口关闭，第二出口开启，此时污水支管内的污水经截流部截流至缓冲部中进行存储，合流支管和市政合流管均相当于雨水管，雨水口流入的雨水汇入合流支管中，经市政合流管，再分流设施分流流入下游管道或自然水体中，避免污水与雨水混合，晴天时，截流部的第一出口打开，此时合流支管输送的生活污水经合流支管、市政合流管、分流设施流入污水处理设施，在单元区域内实现雨水与污水的分流，避免污水与雨水混合，合流支管和市政合流管实现一管多用，且对现有管网系统改造不大，改造成本低，适用范围广。

(2)本发明一种具有截流及缓冲机构的排水系统设置第一监测装置和控制器，来识别是否为晴天或雨天后，控制器按照设定的控制逻辑自动执行，控制方式多样，自动化程度高。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为实施例2的结构示意图。

图3为实施例7中的方法一的流程图。

图4为实施例7中的方法二的流程图。

图5为实施例7中的方法三的流程图。

图6为实施例7中的方法四的流程图。

图7为实施例7中的方法五的流程图。

图8为实施例7中的方法六的流程图。

图9为实施例7中的方法七的流程图。

图10为图1-2中截流部的又一结构示意图；

图11为图10的又一结构示意图。

附图标记：1-合流支管，10-污水支管，11-雨水口，12-污水处理设施，13-市政合流管，2-截流部，3-分流设施，4-缓冲部。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

在介绍具体的实施例之前，需要说明的是，本发明所提供的排水系统及方法，可以应用于合流制市政管道，或者分流制市政管道，以实现雨污分流的技术效果，在实际作业过程中选择适用即可，而针对本发明所提供的下述具体实施例而言，以本发明应用于合流制市政管为例进行详细介绍。本领域技术人员可以理解，将其直接应用于分流制市政管到时，同样可以实现下述具体实施例中应用于合流制市政管道时的雨污分流的技术效果，对此针对本发明用于分流制市政管的应用场景而言不在赘述，其适用原理参阅下述合流制市政管的具体应用即可。

需要说明的是，为了对本发明进行更为详细的说明，以使本领域技术人员能够更为清楚、明白的理解本发明，进而支持本发明所要解决的技术问题以及对应所能达到的技术效果，特在介绍本发明之前，针对其所涉及的术语名词作出如下解释：

合流(支)管，是在单元区域管道中用于输送雨水、污水或者雨水和污水的混合水的管道；污水支管，是在单元区域管道中用于输送污水的管道；市政雨水管，是在市政管道中用于输送雨水的管道；市政污水管，是在市政管道中用于输送污水的管道。

本领域技术人员可以理解，上述“雨水”、“污水”、“混合水”并非是对“支管”功能进行的限定，以及“市政雨水”、“市政污水”也并非是对“管”功能进行的限定，而仅仅只是起区分作用。换句话说，合流支管、污水支管、市政雨水管、市政污水管均可使用同一种管道，或者不同种管道，或者部分相同、部分不同的管道，对此本发明并不做限定，只要能够实现液体输送的管道，均适用于本发明，也均在本发明的保护范围之内。

而对于本发明中所涉及的“脏水”，及“干净水”，其“脏水”可以理解为是生活污水，或者初雨，或者生活污水与初雨的混合水；“干净水”可以理解为中后期雨水。具体的，针对降雨时期而言，其雨水可分为初雨和中后期雨，其划分方式可采用现有技术中的时长法、水质法或者液位法，例如当采用时长法时，则在降雨初期时对应的雨水为初雨，在降雨中后期时所对应的雨水为中后期雨；再如采用水质法时，则当雨水浓度高于某一浓度阈值时，该雨水为初雨，当雨水浓度低于某一浓度阈值时，该雨水为中后期雨；再如采用液位法时，则当雨水液位低于某一液位阈值时，该雨水为初雨，当雨水液位高于某一液位阈值时，该雨水为中后期雨。

其对初雨或者中后期雨具体是属于上述哪一种方式进行确定并不在限定，可根据实际作业需求选择确定即可；换句话说，上述任一种确定初雨或者中后期雨的方式均适用于本发明。

当然，本领域技术人员应当理解，由于实际作业过程中针对雨水和/或污水的排放过程中也是允许存在一定误差的，因此，各时期的具体划分可以存在一定的误差，如初雨和中后期雨中间存在划分节点不严谨，而导致初雨中混杂有中后期雨，或者初雨/中后期雨混杂有少量污水等，以至于“干净水”和“脏水”的划分存在误差，而因该误差导致的作业影响由于并不影响本发明整个技术方案的实施效果，可以忽略不计，不应以此认为不在本发明所述的保护范围内。

实施例1

参见图1所示，现有合流制管网系统具有位于单元区域内的污水支管10、雨水口11和合流支管1，单元区域内的水流出进入市政合流管13，单元区域内的污水支管10和雨水口11分别接入合流支管1的沿线，污水支管10和雨水口11并联于合流支管1的沿线；本实施例中的单元区域为小区、医院、写字楼等有生活污水产生的区域。

本实施例提供一种具有截流及缓冲机构的排水系统是基于现有合流制管网系统进行的改造，该系统包括：

截流部2，其设置于靠近污水支管10接入合流支管1的接入部位或接入部位的上游，截流部2具有进口和第一出口，进口连通污水支管10，第一出口连通合流支管1，设置第一水利开关，控制第一出口的过水；本实施例中的截流部2可以为闸门井、安装井、分流井、截流井一类的井体结构，每一单元区域内的多根污水支管10可以汇集为一根管道与合流支管1相连，可以将截流部2设置在与合流支管1连接的管道上，多根污水支管10可以分别与合流支管1相连，则可以在每一根污水支管10上或与合流支管1相连接的部位设置截流部2，具体可根据现有单元区域内的管道实际情况进行改造污水支管，排布截流部2的位置和数量；

分流设施3，分流设施3具有进口、第三出口和第四出口，分流设施3的进口与市政合流管相连，市政合流管13的沿线被接入若干合流支管，第三出口连接污水处理设施12，第四出口连接分流设施向3下游的管道(市政合流管)或自然水体，且分流设施3位于污水支管10、雨水口11、合流支管的下游，分流设施3还具有分别控制第三出口和第四出口过水的水利开关分别为第三水利开关和第四水利开关，分流设施3用于将脏水分流至污水处理设施12，将干净水分流至分流设施3下游的管道或自然水体中。本实施例中的分流设施3具有井体结构，井体上设置进口和出口，具体出口的数量和排布方式可根据实际情况进行调整，作为优选地，本实施例中的井体结构可以为混凝土结构的构筑物，也可以为一体化的钢结构。

实施例2

现有合流制管网系统具有位于单元区域内的污水支管10、雨水口11、污水收容设施(例如化粪池)，合流支管，单元区域内的化粪池出口和雨水口11分别接入合流支管的沿线，化粪池和雨水口11并联于合流支管的沿线；本实施例中的单元区域为小区、医院、写字楼等区域。

本实施例2与实施例1的区别在于：

实施例1中的截流部2设置在污水支管10与合流支管之间或污水支管与合流支管的连接部位；

实施例2中的截流部2设置在化粪池出口与合流之间之间或化粪池出口与合流支管的连接部位。具体截流部2设置的位置由所在单元区域的具体环境决定，可自由灵活设施。

实施例3

参见图1和图2所示，在实施例1和实施例2的基础上，对于污水支管、截流部及污水收容设施的排布方式而言：

方式一，所述污水支管的数量是1个，所述截流部2的数量是1个，且1个所述污水支管10与1个所述截流部2之间设置有1个污水收容设施，1个所述截流部2的进口与1个所述污水收容设施的出口相连；

方式二，所述污水支管10的数量是若干个，所述截流部2的数量和所述污水收容设施的数量均与所述污水支管10的数量相适配，且每一个所述污水支管10与对应的一个所述截流部2之间设置有对应的一个污水收容设施，每一个所述截流部2的进口与对应的一个所述污水收容设施的出口相连；

方式三，所述污水支管10的数量是若干个，所述截流部2的数量和所述污水收容设施的数量相适配，且截流部2的数量或者所述污水收容设施的数量均小于所述污水支管10的数量，若干个所述污水支管10中一部分所述污水支管10通过一个所述污水收容设施与对应的一个所述截流部2相连通，剩余另一部分所述污水支管10中的每一个污水支管10分别通过对应的一个所述污水收容设施与对应的一个所述截流部2相连通。

方式四，所述污水支管10的数量是若干个，所述截流部2的数量和所述污水收容设施均为1个，该若干个所述污水支管10通过一个所述污水收容设施与对应的一个所述截流部2相连通。

本领域技术人员可以理解，其对截流部、污水支管和污水收容设施的排布方式具体是通过上述哪一种实施方式，可根据实际作业需求选择即可；换句话说，本发明对截流部、污水支管和污水收容设施的排布方式并不做具体限定，上述四种实施方式，以及现有技术中类似的实施方式，只要能够实现由单元区域内排除的污水，经污水支管后首先汇集到污水收容设施，再由污水收容设施排放至截流部的技术效果，均适用于本发明，也均在本发明的保护范围之类。

另外，本实施例中设置截流部2的数量和位置不做具体限定，只要能够实现污水截流即可。

进一步的，请结合图10所示，在本实施例1或2或3中，针对截流部而言，其还可以是若干个(大于等于2个)，缓冲部的数量与截流部的数量相同，也即在存在若干个单元区域时候，该排水系统可以包括：

1个合流支管1，其沿线分别接有所述若干个单元区域内的若干个污水支管10和雨水口11；与单元区域数量相适配的若干个截流部2，每一个截流部2对应于一个所述污水支管连接，并设置于靠近该污水支管10接入所述合流支管1的接入部位或接入部位的上游，每一个所述截流部2具有进口和第一出口，所述进口连通对应的所述污水支管10，所述第一出口通过第一水利开关连通所述合流支管1，所述第一水利开关控制所述第一出口的过水。每一个所述污水支管10与对应的一个所述截流部2之间设置有污水收容设施，所述截流部2的进口与所述污水收容设施的出口相连。

同样的，在该种方式中还包括控制系统，所述控制系统包括第一监测装置和控制器，所述第一监测装置与所述控制器信号连接；所述控制器用于根据降雨信号控制所述第一出口的水利开关的动作；其中，当监测到晴天信号，则控制一个或者多个截流部2的第一出口打开，脏水经第一出口流入合流支管1；当监测到雨天信号，则控制截流部2的第一出口关闭，雨水口11流入的水汇聚到合流支管1。

这样就可以使得针对多个单元区域，通过构建上述管网结构的排水系统，使得多个单元区域内的管网互通，同步时限多个单元区域内的雨污分流，具有成本低廉、适用性广的特点。

实施例4

参在上述实施例1至3的基础上，如考虑径流污染，作为进一步优选地，分流设施3还设置第五出口，以及控制第五出口过水的第五水利开关，第五出口连接初雨调蓄池或者雨水处理设施，将第一、第三、第四水利开关关闭、第一、第三、第四出口关闭，第五水利开关打开，初期雨水分流至初雨调蓄池或雨水处理设施；将第一、第三、第五水利开关关闭、第一、第三、第五出口关闭，第四水利开关打开，中后期雨水分流至分流设施下游的管道或自然水体。

作为其他优选地，也可以在分流设施3的第三出口与污水处理设施之间的管路上设置初雨调蓄池，用于收集初期雨水，在污水处理设施处理能力不足或者容量不足时进入初雨调蓄池进行暂时存储。待污水处理厂有处理能力以后再将初雨调蓄池内的水送入污水处理设施处理，方便将初雨调蓄池送入污水处理设施。

实施例5

在实施例1至4的基础上，本实施例5的排水系统还包括控制器和第一监测装置，第一监测装置与控制器信号连接，第一监测装置用于监测降雨信号，控制器用于根据降雨信号控制第一出口、第三出口、第四出口的水利开关动作。具体地，监测到晴天信号，第一水利开关打开，第一出口导通，第三水利开关打开，第三出口导通，第四水利开关关闭，第四出口截流，单元区域内的污水经污水支管10、合流支管、市政合流管、分流设施3的第三出口进入污水处理设施12；雨天时，第一水利开关关闭，第一出口截流，第三水利开关关闭，第三出口截流，第四水利开关打开，第四出口导通，单元区域内的雨水口11流入的雨水汇入合流支管1，经分流设施3的第四出口进入分流设施3下游的市政合流管13或自然水体。本实施例中，通过上述设置的第一监测装置实施监测的信号进行判断是晴天还是雨天，以第一监测装置为雨量计为例，雨量计监测单元区域内的降雨量，设定降雨量阈值，监测到的降雨量高于降雨量阈值的条件为雨天，反正则为晴天。本实施例中介绍的第一水利开关、第二水利开关和第四水利开关打开或关闭是指其在雨天或晴天时的状态。

作为优选地，第一监测装置为监测水体液位的装置、监测水体水质的装置、监测雨量的装置、监测水体总量的装置中的至少一种对应地，降雨信号为水体液位信号、水体水质信号、雨量信号、水体总量信号中的至少一种。

进一步优选地，该控制系统还包括第三监测装置，第三监测装置用于监测所述污水处理设施12的容量信号，控制器用于根据降雨信号和容量信号，控制第一出口、第三出口、第四出口的水利开关动作。本实施例中的第三监测装置为设置于污水处理设施12内的液位计，通过监测污水处理设施12内的液位高度判断污水处理设施12是否有容量。其控制逻辑如下：当污水处理设施12雨天有容纳量，单元区域需要考虑径流污染，雨天时，初期雨水阶段将第一水利开关关闭，第一出口截流，第三水利开关打开，第三出口导通，第四水利开关关闭，第四出口截流，单元区域内的雨水口11汇流的初期雨水流入合流支管1，经分流设施3的第三出口进入污水处理设施12；中后期雨水阶段将第一水利开关关闭，第一出口截流，第三水利开关关闭，第三出口截流，第四水利开关打开，第四出口导通，单元区域内的雨水口11流入的中后期雨水流入合流支管1，经分流设施3的第四出口进入分流设施3下游的市政合流管13或自然水体。本实施例中的初期雨水是指较脏的雨水，中后期雨水是指较干净的雨水，并不特定于降雨的时间先后顺序。本实施例中实现本方法中污水处理设施12容量监测采用第三监测装置的容量信号。

作为变形地，另一优选实施例中，当污水处理设施12雨天没有容纳量时，分流设施3还设置第五出口，靠近第五出口处设置第五水利开关，第五出口连接雨水调蓄池或雨水处理设施，在雨天时，初期雨水阶段，将第一水利开关、第三水利开关和第四水利开关均关闭，第一出口、第三出口和第四出口均截流，单元区域内的雨水口11流入的初期雨水进入合流支管1，经分流设施3的第五出口流入调蓄池或雨水处理设施；中后期雨水阶段，将第一、第三、第五水利开关均关闭，第一、第三、第五出口均截流，第四水利开关打开，第四出口导通，单元区域内的雨水口11流入的中后期雨水汇入合流支管1经分流设施3的第四出口流入分流设施3下游的管道或自然水体。

进一步优选地，该控制系统还包括第四监测装置，第四监测装置用于监测降雨强度信号，控制器用于根据降雨信号和降雨强度信号，控制第一出口、第三出口、第四出口的水利开关动作。具体控制逻辑如下：在降雨强度较小时，将第一、第三水利开关打开，第一、第三出口打开，第四水利开关关闭，第四出口关闭，污水支管的污水与雨水口汇聚的雨水在合流支管内混合后，由分流设施分流至污水处理设施；在降雨强度较大时，将第一、第三水利开关关闭，第一、第三出口关闭，第四水利开关打开，第四出口打开，污水支管与合流管之间截止，雨水口汇聚的雨水经合流支管、市政合流管、分流设施的第四出口进入分流设施下游的管道或自然水体。本实施例中的第四监测装置与第一监测装置为同一设备，降雨强度信号由第一监测装置监测的信号转化得来，如第一监测设备为雨量计时，可以降雨强度可以根据雨量计监测的雨量转化得到，第四监测装置也可以为单独的设备，具体根据实际使用需求设定。其中，降雨强度较大是指降雨强度高于设定的降雨强度阈值，降雨强度较小是指降雨强度低于设定的降雨强度阈值，因此，降雨强度大小根据设定的降雨强度阈值决定，且降雨强度阈值的设定与单元区域所处的常年降雨环境以及污水管的容量决定，本实施例不做具体限定。

适用于降雨时长较长如超过12小时的情况，如长时间关闭第一水利开关污水支管10截流，污水支管10压力较大，为进一步解决污水支管10压力较大的问题，可选择在降雨强度较小，且污水处理设施12有容纳量的情况，将第一、第三水利开关打开，第一出口和第三出口导通，第四水利开关关闭，第四出口截流，将污水支管10内的部分污水流入合流支管1，雨水口11流入少量的雨水与污水混合后进入合流支管1经第三出口流入污水处理设施12。此种方式即缓解了污水支管10的压力，又能够充分利用污水处理设施12的资源，合理利用资源。

实施例6

参见图2和图11所示，将截流部关闭截止污水支管和合流支管以后，依靠污水支管自身的容积，或化粪池的容积收容雨天污水，可能会存在污水容纳量不够，单元区域内污水淹没的问题，因此，在实施例1-4的基础上，作为优选地本实施例提供一种具有截流及缓冲机构的排水系统还包括：

还系统还设置缓冲部4，截流部2的第一出口与合流支管1相连，截流部2设置第二出口与缓冲部4相连，缓冲部4用于缓存化粪池流出的部分生活污水。缓冲部4用于存储雨天的部分生活污水，雨水口11流出的雨水汇入合流支管1内，避免了生活污水混入雨水中，通过分流设施3将雨水分流至分流设施3下游管道或自然水体，在雨天时，将生活污水暂存，合流支管和市政合流管作为雨水管排放雨水，延迟生活污水的排放，控制方式简单，治理效果好。

进一步优选地，上述方案中的截流部2与缓冲部4组为一体结构的存储池，存储池内设置分割部将池体内部分割为截流部2和缓冲部4，第二出口位于分割部上，围合成截流部2的池体上设置进口和第一出口。

另外，本实施例的存储池为开挖的至少部分位于地下的池体结构，在池体结构内设置溢流墙，分割墙前侧与周围的池体围合成的缓冲廊道相当于截流部2，分割墙后侧与周围的池体围合成的存储空间相当于缓冲部4，其中，缓冲廊道的一侧墙壁上设置第一出口，靠近第一出口设置水利开关，分割墙上设置第二出口，若分隔墙为溢流墙则溢流墙的溢流口即为第二出口，作为其他方式也可以在分割墙上设置第二出口，在靠近第二出口处设置水利开关即第二水利开关。具体操作使用方式如下：在晴天时，靠近第一出口处的第一水利开关打开，第一出口导通，化粪池流出的生活污水从缓冲廊道的第一出口流入合流支管1，雨天时，靠近第一出口处的第一水利开关关闭，第一出口截止，化粪池流出的生活污水从溢流墙上方的溢流口即第二出口溢流进缓冲部4存储或者打开第二水利开关第二出口导通，将雨天的生活污水存储在缓冲部4内，而雨水口11流出的雨水汇入合流支管1。控制方式简单，可操作性强，能够从源头即实现雨污分流。

另一种优选方案中，将上述方案中截流部2和缓冲部4为分体结构，截流部2为分流井、截流井或弃流井，缓冲部4为具有存储空间的池体结构或者罐体，当分流井、截流井或弃流井采用堰式结构或者槽堰式结构时，在分流井、截流井或弃流井的井体上设置第一出口和第二出口，可以只在靠近第一出口处设施水利开关即第一水利开关，第二出口位于井内溢流堰的下游，其他结构的分流井、截流井或弃流井需在靠近所述第二出口处设有控制第二出口过水的第二水利开关。可以根据使用环境的具体情况，在合适的区域设施截流部2和缓冲部4，灵活多便，适用范围广。

另一种优选方案中，上述方案中的缓冲部4可以连接一化粪池的出口也可以连接多个化粪池和/或污水支管10的出口。其中，缓冲部4的存储空间根据其所连接的化粪池、污水支管10对应的汇水面积产生的污水量设计得到，设计合理，资源分配合流。

进一步优选地，该排水系统还包括控制系统，控制系统包括第一监测装置和控制器，第一监测装置与控制器信号连接，第一监测装置用于监测降雨信号，控制器用于根据降雨信号控制第一出口、第二出口、第三出口、第四出口的水利开关动作。本实施例中的第一监测装置为监测水体液位的装置、监测水体水质的装置、监测雨量的装置、监测水体总量的装置中的至少一种；对应地，所述降雨信号为水体液位信号、水体水质信号、雨量信号、水体总量信号中的至少一种。其控制逻辑如下：监测到晴天信号，将截流部2的第一出口打开，分流设施3的第三出口打开，第四出口关闭，晴天的脏水依次经第一出口、合流支管1、市政合流管、分流设施3、第三出口分流至污水处理设施12；

监测到雨天信号，将截流部2的第一出口关闭，分流设施3的第三出口关闭，第四出口打开，将雨水经合流支管1、市政合流管、分流设施3、第四出口分流至分流设施3下游的管道或自然水体。若设置第二水利开关的，此时将第二水利开关打开，从化粪池流出的生活污水进入缓冲部4存储，待晴天或者污水处理设施12有接受能力的时候将缓冲部4的污水送入污水处理设施12中。在合流支管1的上游即实现了雨污分离，雨天的生活污水延迟排放，对现有管网系统改造不大，即可以实现合流支管1的清污分流。

若本实施例中降雨信号为液位信号，监测水体液位的装置为液位计，设置在分流设施3内，当有降雨发生时，分流设施3内的水位升高，因此，可以通过监测分流设施3内的液位值判断是否降雨，控制逻辑如下：设置液位阈值，当监测到的液位值高于液位阈值，控制器控制靠近第一出口处的第一水利开关关闭，第一出口截止，若第二出口处设置第二水利开关的则控制第二水利开关打开，第二出口导通，同时第三水利开关关闭第三出口关闭，第四水利开关打开第四出口打开；反之，控制器控制第一水利开关打开，第一出口导通，若第二出口处设置第二水利开关则控制第二水利开关关闭，第二出口截止，同时第三水利开关打开第三出口打开，第四水利开关关闭第四出口截止。

若本实施例中降雨信号为水体水质信号，监测水体水质的装置为COD传感器，设置在分流设施3内，因为分流设施3内没有雨水混入时水中的污染物浓度较高，当有雨水混入时污水被稀释污染物浓度降低，因此，可通过监测分流设施3内的污染物浓度值进行判断是会否降雨，具体控制逻辑如下：设置第一污染物浓度阈值，当监测到的污染物浓度值低于污染物浓度阈值时，控制器控制第一水利开关关闭，第一出口截止，若第二出口处设置第二水利开关的则控制第二水利开关打开，第二出口导通，同时第三水利开关关闭第三出口关闭，第四水利开关打开第四出口打开；反之，控制器控制第一水利开关打开，第一出口导通，若第二出口处设置第二水利开关则控制第二水利开关关闭，第二出口截止，同时第三水利开关打开第三出口打开，第四水利开关关闭第四出口截止。

若本实施例中降雨信号为雨量信号，监测雨量的装置为雨量计，一般设置在分流设施3外部，雨量计能够监测到是否降雨，控制逻辑如下：设定雨量阈值，当监测到的雨量值大于雨量阈值，控制器控制第一水利开关关闭，第一出口截止，若第二出口处设置第二水利开关的则控制第二水利开关打开，第二出口导通，同时第三水利开关关闭第三出口关闭，第四水利开关打开第四出口打开；反之，控制器控制第一水利开关打开，第一出口导通，若第二出口处设置第二水利开关则控制第二水利开关关闭，第二出口截止，同时第三水利开关打开第三出口打开，第四水利开关关闭第四出口截止。

另外，如考虑管道内水流延迟或者径流污染的问题，还可以设置计时器或液位计或COD传感器等设备进行组合成雨量-液位法、雨量-水质法、雨量-时间法等等，以雨量-时间法为例，当监测到雨量值大于雨量阈值后开始计时，第一水利开关关闭，第三水利开关打开，第四水利开关关闭，延迟一段时间再控制第三水利开关关闭、第四水利开关打开。以此类推，可以将多种监测装置进行组合使用，为实现精准控制清污分流。

进一步优选地，控制系统还包括第二监测装置，第二监测装置用于监测缓冲部4内的液位高度信号，控制器用于根据液位高度信号和降雨信号，控制第一出口、第三出口和第四出口的水利开关动作。本实施例设置的第二监测装置为液位计，液位计安装与缓冲部4内，监测缓冲部4的液位高度信号。一般情况下，缓冲部4的容积是根据其对应的汇水面积在产生污水高峰期居民区内时间段为早、中、晚三个时间段内生活污水较多的时候产生的污水总量作为参考设计的，缓冲部4腾空，可以在晴天腾空，也可以选择在缓冲部4调蓄满后腾空。具体控制逻辑如下：当监测到的降雨信号为晴天时，即将第一出口打开，第三出口打开，第四出口关闭，让持续进入截流部2的污水进入分流设施3再进入污水处理设施12，若监测到缓冲部内的液位达到设定液位的，将缓冲部4的水抽排或者重力排也排放到截流部2内从第一出口流出进入分流设施3再进入污水处理设施12以腾空缓冲部4。

进一步地，该系统还设置第三监测装置，第三监测装置用于污水处理设施内的容量，控制器根据降雨信号和监测到的污水处理设施内的容量信号，控制第一、第三、第四水利开关动作，控制逻辑与实施例5的逻辑类似可做类推；当控制器还可以根据降雨信号和缓冲部的容量信号和监测到的污水处理设施内的容量信号，控制第一、第三、第四水利开关动作，若有第二水利开关的还控制第二水利开关动作，具体控制逻辑如下：第三监测装置监测到的污水处理设施内的容量，第一监测装置监测到的雨量低于设定雨量且第二监测装置监测到的缓冲部4的液位值达到设定容量且第三监测装置监测到污水处理设施有容量的，将第一、第三水利开关打开，第一、第三出口打开、第四水利开关关闭，第四出口关闭，将缓冲部4腾空或者部分腾空或将从化粪池流出的污水进入合流支管1中。

进一步优选地，该系统还设置第四监测装置，用于监测单元区域内的降雨强度，控制器根据降雨信号和降雨强度信号，控制第一出口、第三出口、第四出口的水利开关动作。具体控制逻辑如下：在降雨强度较小时，将第一、第三水利开关打开，第一、第三出口打开，第四水利开关关闭，第四出口关闭，污水支管的污水与雨水口汇聚的雨水在合流支管内混合后，由分流设施分流至污水处理设施；此时，也将缓冲部4的水抽排或者重力排也排放到截流部2内从第一出口流出进入分流设施3再进入污水处理设施12以腾空缓冲部4；在降雨强度较大时，将第一、第三水利开关关闭，第一、第三出口关闭，第四水利开关打开，第四出口打开，污水支管与合流管之间截止，如设置第二水利开关的，将第二水利开关打开，污水支管的污水进入缓冲部存储，雨水口汇聚的雨水经合流支管、市政合流管、分流设施的第四出口进入分流设施下游的管道或自然水体。本实施例中的第四监测装置与第一监测装置为同一设备，降雨强度信号由第一监测装置监测的信号转化得来，如第一监测设备为雨量计时，可以降雨强度可以根据雨量计监测的雨量转化得到，第四监测装置也可以为单独的设备，具体根据实际使用需求设定。其中，降雨强度较大是指降雨强度高于设定的降雨强度阈值，降雨强度较小是指降雨强度低于设定的降雨强度阈值，因此，降雨强度大小根据设定的降雨强度阈值决定，且降雨强度阈值的设定与单元区域所处的常年降雨环境以及污水管的容量决定，本实施例不做具体限定。

更进一步地，可以结合缓冲部4的容量考虑，选择是否将缓冲部4转移到污水处理设施12，从而完全腾空或部分腾空缓冲部4。用以满足更多的情况，合理利用资源。

另外，本实施例的降雨强度可以通过监测雨量获得，具体操作方式如下：

以雨量为例，设置第一雨量阈值和第二雨量阈值；

当监测雨量高于第一雨量阈值，则将第一出口关闭、第三出口关闭、第四出口打开；当缓冲部4的液位高于设定液位阈值且雨量高于第一雨量阈值低于第二雨量阈值，则将第一出口打开、第三出口打开、第四出口关闭，将从化粪池流出的污水从第一出口流出进入分流设施3再送入污水处理设施12处理从而减少进入缓冲部4的污水量，进一步地，如果设置第二水利开关的，可以将第二水利开关打开，缓冲部4的水重力进入截流部2从第一出口流出进入分流设施3再送入污水处理设施12，若无第二水利开关的可以通过抽排的方式腾空缓冲部4，抽排的水也送入污水处理设施12；若缓冲部4的液位高于设定液位阈值监测到的雨量值高于第二雨量阈值，可以将第一出口关闭，第三出口关闭，第四出口打开。本实施例的雨量也可以替换成由雨量转化成的其他数据如降雨强度。

进一步地，对于特殊情况，如缓冲部4容量较小，降雨周期较长等情况下，需要在雨天的时候将污水分流至污水处理设施12的，还可以结合第三监测设备监测的污水处理设施12的容纳量，设定第一容纳量阈值，还设定第二容纳量阈值；

雨天信号且监测到的缓冲部4的容纳量高于第二容纳量阈值且监测到的污水处理设施12的容纳量低于第一容量阈值，将截流部2的第一出口打开，分流设施3的第三出口打开，第四出口关闭，将脏水经第一出口、分流设施3、第三出口分流至污水处理设施12。作为变形的，此时可以将缓冲部4腾空或者部分腾空，将缓冲部4内的水重力流或者抽排到截流部2经合流支管1、分流设施3和第三出口进入污水处理设施12，也可以不考虑将缓冲部4内的污水流出只减少缓冲部4持续进水，若设置第二水利开关可以将第二水利开关关闭，将第一、第三水利开关打开，化粪池流出的水经第一出口、合流支管1、分流设施3、第三出口进入污水处理设施12。

实施例7

本实施例7提供一种合流制管网的排水方法，使用上述实施例1至实施例6的具有截流及缓冲机构的排水系统，具体包括以下几种控制方法：

方法一，参见图3所示，

监测降雨信号，判断是否降雨；

若否，则将截流部2的第一出口打开，分流设施3的第三出口打开，第四出口关闭，晴天的脏水经第一出口、合流支管1、市政合流管、分流设施3第三出口分流至污水处理厂12；

若是，则将截流部2的第一出口关闭，分流设施3的第三出口关闭，第四出口打开，将干净水经合流支管、市政合流管、分流设施3第四出口分流至自然水体或分流设施3下游的管道13。此时若设置第二水利开关的，将第二水利开关打开，从化粪池流出的生活污水进入缓冲部4存储，待晴天或者污水处理厂12有接受能力的时候将缓冲部4的污水送入污水处理厂12中。在合流支管1的上游即实现了雨污分离，雨天的生活污水延迟排放，对现有管网系统改造不大，即可以实现合流支管1的清污分流。

方法二，参见图4所示，

在方法一的基础上，在监测到降雨，进一步监测降雨强度信号，判断降雨强度是否大于设定降雨强度；

若否，则将截流部2的第一出口打开，分流设施3的第三出口打开，第四出口关闭，污水支管内的脏水经第一出口、合流支管1、分流设施3、第三出口分流至污水处理厂12；作为优选地，将缓冲部4内的水重力排或者泵排进入截流部2中；

若是，则将截流部2的第一出口关闭，分流设施3的第三出口关闭，第四出口打开，将干净水经分流设施3、第四出口分流至自然水体或分流设施下游的管道13。此时若设置第二水利开关的，将第二水利开关打开，从化粪池流出的生活污水进入缓冲部4存储。

本方法二适用于污水支管或缓冲部容量有限的情况，降雨强度较小的情况下，尽可能的腾一部分空间，为后续系统运行提供安全保障。

方法三，参见图5所示，

在方法二的基础上，在监测到的降雨强度低于设定的降雨强度下，进一步监测污水处理厂是否有容量；

若否，则将截流部2的第一出口关闭，分流设施3的第三出口关闭，第四出口打开，将干净水经合流支管、市政合流管、分流设施3、第四出口分流至自然水体或分流设施下游的管道13。此时若设置第二水利开关的，将第二水利开关打开，从化粪池流出的生活污水进入缓冲部4存储；

若是，则将截流部2的第一出口打开，分流设施3的第三出口打开，第四出口关闭，晴天的脏水经第一出口、合流支管1、市政合流管、分流设施3、第三出口分流至污水处理厂12；作为优选地，将缓冲部4内的水重力排或者泵排进入截流部2中。

本方法三，进一步保证管网排水安全，综合考虑管网系统能够有效运行，在污水处理厂有容量，且降雨强度小的情况下将污水支管或缓冲部腾空或者部分腾空，保存蓄水能力，安全系数较高。

方法四，参见图6所示，

在方法二的基础上，在监测到降雨强度低于设定的降雨强度下，进一步监测缓冲部是否有容量；

若否，则将截流部2的第一出口打开，分流设施3的第三出口打开，第四出口关闭，污水支管内的脏水经第一出口、合流支管1、市政合流管、分流设施3第三出口分流至污水处理厂12，目的是为了减少缓冲部进水，预留缓冲部的容积；作为优选地，此时也将可以将缓冲部4内的水重力排或者泵排进入截流部2中，部分腾空；

若是，则将截流部2的第一出口关闭，分流设施3的第三出口关闭，第四出口打开，将合流支管内干净水经合流支管、市政合流管、分流设施3第四出口分流至自然水体或分流设施下游的管道13。此时若设置第二水利开关的，将第二水利开关打开，从化粪池流出的生活污水进入缓冲部4存储。

本方法四，结合降雨强度和截流部容量，综合考虑实际运行情况，进一步也是为了保存污水支管和缓冲部的空间，持续保有蓄水能力，又不建造较大的缓冲部，合理利用资源。

方法五，参见图7所示，

在方法四的基础上，在监测到缓冲部没有容量，进一步监测污水处理设施是否有容量；

污水处理厂有容量，则将截流部2的第一出口打开，分流设施3的第三出口打开，第四出口关闭，污水支管内的脏水经第一出口、合流支管1、市政合流管、分流设施3第三出口分流至污水处理厂12，目的是为了减少缓冲部进水，预留缓冲部的容积；作为优选地，此时也将可以将缓冲部4内的水重力排或者泵排进入截流部2中，部分腾空；

污水处理设施没有流量，则将截流部2的第一出口关闭，分流设施3的第三出口关闭，第四出口打开，将合流支管内干净水经市政合流管、分流设施3第四出口分流至自然水体或分流设施下游的管道13。

本方法五综合了管网和缓冲部的容量，保证管网排水系统安全的同时，也保持缓冲部后续蓄水能力，控制较为合流，安全性高。

方法六，参见图8所示，

在方法一的基础上，监测到降雨，进一步监测降雨信号是否达到设定的降雨信号阈值，

否，则将截流部2的第一出口关闭，分流设施的第三水利开关打开，第四出口打开，第四水利开关关闭，第四出口关闭，合流支管内的中初期雨水经市政合理管、分流设施第三出口分流至污水处理厂或初雨调蓄池或者雨水处理设施；

是，则将截流部2的第一出口关闭，分流设施的第三水利开关关闭，第三出口关闭，第四水利开关打开，第四出口打开，合流支管内的中后期雨水经市政合流管、分流设施第四出口分流至自然水体或分流设施下游的管道。

方法七，参见图9所示，

在方法七的基础上，监测到的降雨信号未达到设定的降雨信号阈值，进一步监测污水处理厂是否有容量，

否，则将截流部2的第一出口关闭，分流设施的第三水利开关关闭，第三出口关闭，第四水利开关打开，第四出口打开，合流支管内的初期雨水经市政合流管、分流设施第四出口分流至自然水体或分流设施下游的管道。

是，则将截流部2的第一出口关闭，分流设施的第三水利开关打开，第四出口打开，第四水利开关关闭，第四出口关闭，合流支管内的初期雨水经市政合流管、分流设施第三出口分流至污水处理厂。

上述方法六和方法七中，考虑径流污染的问题，将初期雨水分流至污水处理厂，中后期雨水分流至自然水体或分流设施下游的管道，判断是否为初期雨水或中后期雨水可以根据液位法、水质法、雨量法、总量法、时间法等方法判断，本实施例中不做具体限定，不限定以降雨时间划分。其中的监测降雨信号为液位信号、水质信号、雨量信号、时间信号等等，上述方法中的“监测到的降雨信号达到设定的降雨信号阈值”可以对应为水质信号，水质数据转化为倒数符合条件，也可以设定其他条件以满足初期雨水和中后期雨水的识别，和对应分流。

本实施例1至7中涉及到的监测污水处理设施12的容量的设备可以为液位计，安装在污水处理设施12内，设定污水管液位阈值，监测的液位值低于污水管液位阈值的，可以认为是污水处理设施12还有容量，反之，则污水处理设施12没有容量。

对本领域技术人员来说，本实施例1至7中的水利开关可以为闸门、堰门、阀门、闸阀、气囊、气枕、管夹阀或柔性截流装置，能够实现对用出口的导通或截止的设备均可。

对于本领域技术人员来说，本实施例1至7中的水利开关打开是指具有水流经过水利开关，对应地，水利开关关闭是指没有水流经过水利开关。

对本领域技术人员来说，本实施例1至7中所用的监测设备、控制器等电器元件，本实施例中对电器元件的型号不做具体限定，参见相应设备的选型手册进行实际应用的选择。

对本领域技术人员来说，本实施例1至7的控制逻辑中说使用的高于或低于可以包含本数也可以不包含本数，具体根据编程需要进行设定。

对本领域技术人员来说，本实施例1至7中所设定的阈值，如水质浓度阈值可以是直接数据(实施监测数据)也可以是间接数据(转换器转换后的倒数)，只要能满足相应的操作目的即可。

本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种具有截流及缓冲机构的排水系统，其特征在于，包括：

合流支管(1)，其沿线分别接有单元区域内的污水支管(10)和雨水口(11)；

截流部(2)，其设置于靠近所述污水支管(10)接入所述合流支管(1)的接入部位或接入部位的上游，所述截流部(2)具有进口和第一出口，所述进口连通所述污水支管(10)，所述第一出口连通所述合流支管(1)，设置第一水利开关，控制所述第一出口的过水；

缓冲部(4)，所述截流部(2)设置有第二出口，所述缓冲部(4)与所述第二出口相连，所述缓冲部(4)用于在雨天时存储污水支管(10)流出的污水。

2.如权利要求1所述的一种具有截流及缓冲机构的排水系统，其特征在于，包括：所述污水支管(10)与所述截流部(2)之间设置有污水收容设施，所述截流部(2)的进口与所述污水收容设施的出口相连。

3.如权利要求1或2所述的具有截流及缓冲机构的排水系统，其特征在于：所述截流部(2)与所述缓冲部(4)组合成一体结构的存储池，所述存储池内部设置有分割部，所述截流部(2)和所述缓冲部(4)分别位于所述分割部的两侧，所述第二出口位于所述分割部上，围合成所述截流部(2)的池体上设置所述截流部(2)的进口和第一出口。

4.如权利要求3所述的具有截流及缓冲机构的排水系统，其特征在于：所述分割部为溢流墙，所述第二出口为所述溢流墙的溢流口；

或，所述分割部为分割墙，所述第二出口设置于所述分割墙上，且靠近所述第二出口处设有控制所述第二出口过水的水利开关。

5.如权利要求3所述的具有截流及缓冲机构的排水系统，其特征在于：

截流部(2)为分流井、截流井、弃流井、缓冲廊道或安装井，所述缓冲部(4)为具有存储空间的池体结构或罐体结构，靠近所述第二出口处设有控制所述第二出口过水的水利开关。

6.如权利要求1或2所述的具有截流及缓冲机构的排水系统，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统包括第一监测装置和控制器，所述第一监测装置与所述控制器信号连接；所述控制器用于根据降雨信号控制所述第一出口的水利开关的动作；

其中，当监测到晴天信号，则控制截流部(2)的第一出口打开，脏水经第一出口流入合流支管(1)；当监测到雨天信号，则控制截流部(2)的第一出口关闭，雨水口(11)流入的水汇聚到合流支管(1)。

7.如权利要求6所述的具有截流及缓冲机构的排水系统，其特征在于：当所述第一监测装置为监测水体液位的装置、监测水体水质的装置、监测雨量的装置、监测水体总量的装置中的至少一种；

对应地，所述降雨信号为水体液位信号、水体水质信号、雨量信号、水体总量信号中的至少一种。

8.如权利要求6所述的具有截流及缓冲机构的排水系统，其特征在于：所述控制系统还包括第二监测装置，所述第二监测装置与所述控制器信号连接，所述第二监测装置用于监测所述缓冲部(4)内的液位高度信号。

9.一种具有截流及缓冲机构的排水系统，应用于若干个单元区域，其特征在于，包括：

1个合流支管(1)，其沿线分别接有所述若干个单元区域内的若干个污水支管(10)和雨水口(11)；

若干个截流部(2)，每一个截流部(2)对应于一个或若干个所述污水支管连接，并设置于靠近该污水支管(10)接入所述合流支管(1)的接入部位或接入部位的上游，每一个所述截流部(2)具有进口和第一出口，所述进口连通对应的所述污水支管(10)，所述第一出口通过第一水利开关连通所述合流支管(1)，所述第一水利开关控制所述第一出口的过水；

与所述截流部数量相同的缓冲部，每一个所述截流部(2)设置有第二出口，每一个所述缓冲部(4)对应与一个所述第二出口相连，所述缓冲部(4)用于在雨天时存储污水支管(10)流出的污水。

10.一种合流制管网的排水方法，其特征在于，使用如权利要求1至9任一项所述的排水系统，具体如下：

监测到晴天信号，将截流部(2)的第一出口打开，脏水经第一出口、合流支管(1)、市政合流管(13)、分流设施(3)的第三出口分流至污水处理设施(12)；

监测到雨天信号，将截流部(2)的第一出口关闭，第二出口打开，污水支管(10)内的污水进入缓冲部(4)存储；雨水口(11)流入的水汇聚到合流支管(1)经市政合流管(13)、分流设施(3)、第四出口分流至分流设施(3)的下游。

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