CN111364580A - 一种基于现有管网的清污分流系统的改造方法 - Google Patents

一种基于现有管网的清污分流系统的改造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于现有管网的清污分流系统的改造方法,所述方法是在市政道路下的雨水管沿线的各个小区、商场、菜市场等功能单元的雨水支管在接入该雨水管前设置分流设施,分流设施的一个出水口接至市政道路下的雨水管,分流设施的另一个出口接至市政道路下的污水管,通过分流设施的设置可以将污水截流至市政道路下的污水管中,其中的污水包括晴天混接的生活污水和降雨时的初期雨水等需要送入污水处理厂的污水。这样可以实现城市排水系统清污分流,把城市较脏的水排至污水处理厂处理,把较干净的雨水排至自然水体,最大程度的控制排至自然水体的污染负荷。

Description

一种基于现有管网的清污分流系统的改造方法
技术领域
本发明属于排水系统技术领域,具体涉及一种基于现有管网的清污分流系统的改造方法。
背景技术
城市化发展迅速,城市用地面积逐步扩张,城市雨水管网结构也越来越复杂,使得城市雨水处理系统的处理压力日益严重,城市雨水处理系统也经历了巨大的变迁。在早期最常使用的当属分流制水处理系统,由于不受用地面积、城市人口以及环境和大气污染的限制,其拥有较为完整的雨水管网结构和城市污水系统,且二者是完全分离的。城市污水直接通过污水管网进入到污水处理系统中进行收集和处理;雨水管网直接接受城市雨水并将其排放到自然水体中,二者不互通不干扰。但是,随着人口激增,使得用地面积受限;继续采用两种系统处理污水和雨水的形式已经不能符合社会发展的需求;不仅如此,工业时代的到来,引发了一系列环境和大气污染,使得初期雨水中含有大量的污染源,若再不经处理直接经雨水管网排放至自然水体中,人类将再无干净水可用。受迫于此,人们开始寻求新的雨水和污水处理系统,其主要分为三种:分流制、合流制和混流制。
其中,分流制雨水和污水处理系统一般是在城市某个区域内修建一个截流井结构,通过将受污染的初期雨水蓄积起来输送到城市污水处理系统进行处理,而有效避免了其排放到自然水体中污染自然水体(分流制雨水和污水处理系统具体如图1所示)。合流制雨水和污水处理系统一般是在城市某个区域内修建一个雨水和污水共用的水处理系统。混流制则是根据上述分流制和合流制构造成一个全新的水处理系统。尽管上述三种处理系统能够一定程度上实现初期雨水和中后期雨水的分离,但是在实际应用于雨季时,污水管道原本的污水量外加初期雨水大量汇入到污水管中输送至污水处理厂,给污水处理厂造成严重的水体压力,其无法很快地实现对水体的处理,多余的水体只能排向自然水体,这样的处理系统可能不能起到其预期的作用。
发明内容
为了改善现有技术的不足,本发明的目的是提供一种基于现有管网的清污分流系统的改造方法,所述改造方法是基于现有的排水管网系统,通过合理的改造后,可以有效解决雨季时市政污水管内水体无法及时排向污水处理厂而导致城市内涝、污水污染城市等现象的出现,且还实现了资源的合理利用,即较少地占用土地面积,达到最高效的排水控制。
本发明目的是通过如下技术方案实现的:
一种基于现有管网的清污分流系统的改造方法,所述现有管网的清污分流系统包括:多个单元区域、市政道路下的污水管和市政道路下的雨水管;
所述单元区域包括雨水支管和污水支管;所述污水支管与所述污水管相连,所述雨水支管与所述雨水管相连;
所述改造方法包括如下步骤:
S1)在所述污水管沿线设置至少一段初雨管,且每段所述初雨管的末端接入污水处理系统或初期雨水处理设施或所述污水管;
S2)在所述雨水支管上设置分流设施,在所述分流设施旁设置用于连通所述分流设施和所述污水管的截污管,在所述分流设施旁设置用于连通所述分流设施和所述雨水管的出水管,在所述分流设施旁设置用于连通所述分流设施和所述初雨管的连通管。
根据本发明,所述改造方法还包括如下步骤:
S3)在初雨管沿线设置至少一个调蓄设施。
根据本发明,多段初雨管的出口端连接同一调蓄设施。
根据本发明,每一段初雨管的出口端连接一调蓄设施。
根据本发明,所述调蓄设施设置在所述初雨管上或通过管路与所述初雨管相连。
根据本发明,所述初雨管中可以设置至少一个阻水装置。当所述阻水装置关闭时,所述初雨管具有输送功能;当所述阻水装置打开时,所述初雨管具有输送和调蓄功能,且还可以通过调节所述阻水装置的开度,控制所述初雨管的输出流量。
根据本发明,所述阻水装置为下开式堰门、下开式闸门、微型拦蓄门、偏心堵门、气动管夹阀或气囊。
其中,将未设置阻水装置的初雨管称为只具有输送功能的初雨管,将设置阻水装置的初雨管称为具有输送和调蓄功能的初雨管。
其中,只具有输送功能的初雨管的管径小于具有输送和调蓄功能的初雨管的管径。优选地,具有输送和调蓄功能的初雨管的管径是只具有输送的初雨管的管径的1.2倍以上。
根据本发明,初雨管的调蓄容积不小于其对应的汇水区域的初期雨水量的总和。
根据本发明,当对应的汇水区域设置调蓄设施时,所述初雨管和调蓄设施的总调蓄容积不小于其对应的汇水区域的初期雨水量的总和。
根据本发明,所述初雨管的末端就近接入污水处理系统或初期雨水处理设施或污水管,其中,就近是指距离初雨管最近的污水处理系统或初期雨水处理设施或污水管。
根据本发明,所述初雨管末端与污水处理系统或初期雨水处理设施或污水管的连通处设置水利开关,控制进入污水处理系统或初期雨水处理设施或污水管的流量。
根据本发明,当所述初雨管的末端接入污水管时,所述初雨管的末端设置水利开关,所述水利开关关闭,所述初雨管存储初期雨水,所述水利开关打开,所述初雨管内存储的初期雨水冲洗所述初雨管接入处下游的污水管。
根据本发明,所述水利开关为下开式堰门、下开式闸门、微型拦蓄门、偏心堵门、气动管夹阀或气囊。
根据本发明,所述单元区域可以按居民小区、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进行分类。
根据本发明,若所述污水管倾斜设置,且上游的水平高度高于下游的水平高度;则在所述污水管的下游设置沉砂池,在所述污水管上设置至少两个拦截装置,所述拦截装置间隔设于所述沉砂池上游的污水管内,将所述污水管拦截成若干冲洗区。
进一步的,可以在每一所述冲洗区设置液位传感器,用于检测所述冲洗区的液位高度。
进一步的,所述方法还包括设置控制器,所述控制器分别与所述液位传感器和所述拦截装置信号连接,用于接收所述液位传感器检测的液位高度信号,并根据所述液位高度信号控制所述液位传感器所在冲洗区上游或下游的拦截装置的动作。
其中,所述控制器为本领域已知的常规控制器,所述控制器的设置位置、其电路组成等均为本领域常规的,例如选用PLC控制器。
其中,所述拦截装置选自下开式堰门或下开式闸门。
其中,两个相邻拦截装置之间的距离可根据污水管的长度和管道中积泥情况来设置,例如两个相邻拦截装置之间的距离为100-1500米。
进一步的,当在污水管中设置两个或多于两个的拦截装置时,从下游向上游,所述拦截装置关闭时或关闭一定高度时的最大拦截高度依次升高。
根据本发明,所述分流设施可以是分流井、弃流井或截流井。进一步的,所述分流井可以是智能分流井。
根据本发明,所述调蓄设施为调蓄池,管涵调蓄池或其它有存储功能的调蓄设施。
根据本发明,所述调蓄设施的容积可以根据汇水面积的大小进行选择。
本发明还提供一种排水系统,所述排水系统是通过上述改造方法改造后获得的。
本发明的有益效果:
本发明提供了一种基于现有管网的清污分流系统的改造方法,所述方法是在市政道路下的雨水管沿线的各个小区、商场、菜市场等功能单元的雨水支管在接入该雨水管前设置分流设施,分流设施的一个出水口接至市政道路下的雨水管,分流设施的另一个出口接至市政道路下的污水管,通过分流设施的设置可以将污水截流至市政道路下的污水管中,其中的污水包括晴天混接的生活污水和降雨时的初期雨水等需要送入污水处理厂的污水。这样可以实现城市排水系统清污分流,把城市较脏的水排至污水处理厂处理,把较干净的雨水排至自然水体,最大程度的控制排至自然水体的污染负荷。所述方法还包括在市政道路下的污水管的沿线设置至少一段初雨管,所述分流设施的第三个出水口与所述初雨管连通;污水管沿线的至少一段初雨管的设置可以有效缓解来自分流设施的污水汇入的压力,避免上游端多余的水体来不及或由于污水管已经达到最大容纳而无法继续排向污水管而导致污水在城市内部发生内涝等现象,此外,多段初雨管的设置,在用地上更加灵活且可行性更高,有效解决建一段初雨管往往没地,无法开挖等问题。进一步的,所述方法还包括在所述初雨管沿线设置至少一个调蓄设施,且可以根据不同的汇水面积,对调蓄设施的容积进行调控,在较少利用土地面积的情况下,实现对污水的存储,避免多余的土地浪费,为增设其他雨水处理设施提供空间。
附图说明
图1为实施例1所述的改造之前的现有管网的清污分流系统。
图2为实施例1所述的改造之后的清污分流系统。
图3为实施例1所述的改造之后的清污分流系统。
图4为实施例1所述的改造之后的清污分流系统。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的制备方法做更进一步的详细说明。应当理解,下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明,而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法;下述实施例中所用的试剂、材料等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例1
如图1所示,现有管网的清污分流系统包括市政道路下的污水管104和市政道路下的雨水管105;所述污水管104的出口设置有污水处理厂106;所述雨水管105的出口与自然水体连通,所述分流系统还包括至少一个单元区域101;所述单元区域101内设置有污水支管103和雨水支管102,所述污水支管103的出口与污水管104连通,所述雨水支管102的出口与雨水管105连通;这样的清污分流系统,只能将单元区域101内的雨水排向雨水管105,将单元区域101内的污水排向污水管104,而单元区域101内的雨水,特别是初期雨水,未经任何处理,直接排向自然水体,无法做到清污分流处理,因此需要对现有管网的清污分流系统进行改造。本发明提出的改造方法包括:
如图2-图4所示,在市政道路下的污水管104并行设置至少一段初雨管201,且每段所述初雨管201的末端接入污水处理系统(如污水处理厂106)或初期雨水处理设施或污水管104,若是改造区域内土地使用面积充足时,可以设置一段初雨管201;若是改造区域内土地使用面积不足或是其他情况导致无法设置一段初雨管时,则可以设置多段初雨管;在雨水支管102接入雨水管105前设置分流设施202,分流设施202的入口与雨水支管102连通,分流设施202的一个出口通过截污管与污水管104连通,分流设施202的另一个出口通过出水管与雨水管105连通;分流设施202的再一个出口通过连通管与初雨管201连通;
晴天时,若是雨水支管102沿线出现混接现象,里面混有的生活污水通过分流设施的截污管截流至污水管104,送至污水处理厂106处理排放。
雨天时,雨水支管102内的初期雨水和混入的生活污水通过分流设施202排向初雨管201,若初雨管201末端直接与污水处理厂106相连,污水处理厂106可对来自初雨管201的水体进行处理;而后期雨水直接排向自然水体,同时由于雨天时的水体是直接排向初雨管201中的,故不会对污水管104内水体流量造成任何影响,其仍可以保持晴天时污水管104内的流量。当所述初雨管201的末端接入污水管104时,所述初雨管201的末端设置水利开关,所述水利开关关闭,所述初雨管201存储初期雨水,所述水利开关打开,所述初雨管内存储的初期雨水冲洗所述初雨管接入处下游的污水管104。
在本发明的另一个技术方案中,若是雨季时,由于雨量较大,污水处理厂106无法及时有效的处理短时间汇聚的大量污水,此时,在初雨管201上设置若干调蓄设施203,所述调蓄设施203也可以通过管路与所述初雨管201相连,例如多段初雨管的出口端连接同一调蓄设施;或者是每一段初雨管的出口端连接一调蓄设施;具体参见图2和图3,初雨管201沿线的调蓄设施可以快速地将对应汇水面积内收集的污水暂时存储起来,待晴天时再通过管路排向污水处理厂。
在本实施例中的一个优选方案中,为了能利用初雨管201对水体进行存储和运输,可以在所述初雨管201中设置至少一个阻水装置。当所述阻水装置关闭时,所述初雨管具有输送功能;当所述阻水装置打开时,所述初雨管具有输送和调蓄功能,且还可以通过调节所述阻水装置的开度,控制所述初雨管的输出流量。所述阻水装置为下开式堰门、下开式闸门、微型拦蓄门、偏心堵门、气动管夹阀或气囊。
在本实施例中的一个优选方案中,对初雨管的管径可以根据初雨管内是否设置阻水装置进行不同的设计,其中,将未设置阻水装置的初雨管称为只具有输送功能的初雨管,将设置阻水装置的初雨管称为具有输送和调蓄功能的初雨管。只具有输送功能的初雨管的管径小于具有输送和调蓄功能的初雨管的管径。例如具有输送和调蓄功能的初雨管的管径是只具有输送的初雨管的管径的1.2倍以上。
以上,对本发明的实施方式进行了说明。但是,本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于现有管网的清污分流系统的改造方法,所述现有管网的清污分流系统包括:多个单元区域、市政道路下的污水管和市政道路下的雨水管;
所述单元区域包括雨水支管和污水支管;所述污水支管与所述污水管相连,所述雨水支管与所述雨水管相连;
所述改造方法包括如下步骤:
S1)在所述污水管沿线设置至少一段初雨管,且每段所述初雨管的末端接入污水处理系统或初期雨水处理设施或污水管;
S2)在所述雨水支管上设置分流设施,在所述分流设施旁设置用于连通所述分流设施和所述污水管的截污管,在所述分流设施旁设置用于连通所述分流设施和所述雨水管的出水管,在所述分流设施旁设置用于连通所述分流设施和所述初雨管的连通管。
2.根据权利要求1所述的改造方法,其中,所述改造方法还包括如下步骤:
S3)在初雨管沿线设置至少一个调蓄设施。
优选地,多段初雨管的出口端连接同一调蓄设施。
优选地,每一段初雨管的出口端连接一调蓄设施。
优选地,所述调蓄设施设置在所述初雨管上或通过管路与所述初雨管相连。
优选地,所述初雨管中可以设置至少一个阻水装置。
优选地,所述阻水装置为下开式堰门、下开式闸门、微型拦蓄门、偏心堵门、气动管夹阀或气囊。
优选地,只具有输送功能的初雨管的管径小于具有输送和调蓄功能的初雨管的管径。
优选地,具有输送和调蓄功能的初雨管的管径是只具有输送的初雨管的管径的1.2倍以上。
优选地,初雨管的调蓄容积不小于其对应的汇水区域的初期雨水量的总和。
优选地,当对应的汇水区域设置调蓄设施时,所述初雨管和调蓄设施的总调蓄容积不小于其对应的汇水区域的初期雨水量的总和。
优选地,所述初雨管的末端就近接入污水处理系统或初期雨水处理设施或污水管,其中,就近是指距离初雨管最近的污水处理系统或初期雨水处理设施或污水管。
优选地,所述初雨管末端与污水处理系统或初期雨水处理设施或污水管的连通处设置水利开关,控制进入污水处理系统或初期雨水处理设施或污水管的流量。
优选地,当所述初雨管的末端接入污水管时,所述初雨管的末端设置水利开关,所述水利开关关闭,所述初雨管存储初期雨水,所述水利开关打开,所述初雨管内存储的初期雨水冲洗所述初雨管接入处下游的污水管。
3.根据权利要求1或2所述的改造方法,其中,所述单元区域按居民小区、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进行分类。
4.根据权利要求1-3任一项所述的改造方法,其中,若所述污水管倾斜设置,且上游的水平高度高于下游的水平高度;则在所述污水管的下游设置沉砂池,在所述污水管上设置至少两个拦截装置,所述拦截装置间隔设于所述沉砂池上游的污水管内,将所述污水管拦截成若干冲洗区。
优选地,在每一所述冲洗区设置液位传感器,用于检测所述冲洗区的液位高度。
5.根据权利要求4所述的改造方法,其中,所述方法还包括设置控制器,所述控制器分别与所述液位传感器和所述拦截装置信号连接,用于接收所述液位传感器检测的液位高度信号,并根据所述液位高度信号控制所述液位传感器所在冲洗区上游或下游的拦截装置的动作。
6.根据权利要求5所述的改造方法,其中,所述拦截装置选自下开式堰门或下开式闸门。
7.根据权利要求4-6任一项所述的改造方法,其中,两个相邻拦截装置之间的距离为100-1500米。
8.根据权利要求4-7任一项所述的改造方法,其中,当在污水管中设置两个或多于两个的拦截装置时,从下游向上游,所述拦截装置关闭时或关闭一定高度时的最大拦截高度依次升高。
9.根据权利要求1-8任一项所述的改造方法,其中,所述分流设施是分流井、弃流井或截流井。
优选地,所述调蓄设施为调蓄池,管涵调蓄池或其它有存储功能的调蓄设施。
10.一种排水系统,所述排水系统是通过权利要求1-9任一项所述的改造方法改造后获得的。
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