CN114033018A - 用于环境保护工程的截流管道零泄漏结构及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于环境保护工程的截流管道零泄漏结构及运行方法，用于解决现有技术中截留倍数无法快速调整的问题。该结构包括限流井、截污井、合流制污水管、截流管和闸门组件，所述限流井和截污井之间通过过渡管道贯通连接；所述合流制污水管包括与截污井贯通的合流制污水进水管和合流制污水出水管；所述截流管与所述限流井贯通，并在截流管的端口设置闸门组件；位于合流污水进水管和合流污水出水管之间的井内空间设置截污坝，所述闸门受控于浮力开启机构，所述电机驱动滑块在竖直方向调整高度。本发明可以根据需要进行截留倍数的任意设置，更改截留倍数的参数，从而提高了实用性，以满足不同季节的污水截留的参数要求。

Description

用于环境保护工程的截流管道零泄漏结构及运行方法

技术领域

该发明涉及截流管道零泄漏设施技术领域。

背景技术

雨污分流制排水与合流制排水是污水管网体系中最为主要的两种排污方法，通过对截流设施进行有效设置来满足截排要求。其中，作为截流主要手段和设施之一的截流井，设计截流体系时，截流井的设计属于最为关键的工作，在设计过程中不仅要保证截流污水能够顺利进入到截污体系，满足整治水环境要求，还要确保在大雨的情况下能够阻滞过量雨水流入截污体系，避免下游截流管道的具体流量高出原设计流量，防止出现污水冒出情况。

因此，在截流管道工程设计中需要考虑的因素如下：

1、截流倍数。合流制管网堵截雨水的实际径流流量和干旱时期污水流量之间的比值成为截流倍数。当地环境、季节、经济、文明、气象水文等多方面因素均会直接影响到截流倍数的实际取值。以河南省为例，冬季的截留倍数要设置的较低数值，夏季雨水充沛，要将截流倍数设置的较高。目前的设施在运行中，截流倍数通常是固定不变的。

2、自动化程度。目前，截流管道设施的运行处于手动或者半自动的状态，无法实现自动运行。因此，本实施例要求实现自动的、智能化的获取截流倍数，并在不同的季节进行截留倍数的自动调节，并利用截流倍数控制相关的闸门启动启闭动作。

3、截流管道与截污井之间的连接为柔性的PE或者EPVC管道与预制井之间的刚性连接，两者之间的接口位置容易产生松动、裂纹和渗漏。

基于此，需要对截流井中的闸门设置自动程序，使之在不同季节可以切换不同的截流倍数，根据不同的雨水情况启动不同的模式，从而防止雨水向污水系统中大规模灌注，以及，防止污水横流。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种用于环境保护工程的截流管道零泄漏结构及运行方法，用于解决现有技术中针对不同季节情况下单一截污设施中截留倍数无法快速调整的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

用于环境保护工程的截流管道零泄漏结构，包括限流井、截污井、合流制污水管、截流管和闸门组件，所述限流井和截污井之间通过过渡管道贯通连接；所述合流制污水管包括与截污井贯通的合流制污水进水管和合流制污水出水管；所述截流管与所述限流井贯通，并在截流管的端口设置闸门组件；其特征在于：

位于合流污水进水管和合流污水出水管之间的井内空间设置截污坝，所述截污坝的高点高于截流管的高点至少十厘米，其中，该截污坝将井内空间分为污水汇集区和雨水溢流区，且该污水汇集区是由进水管管口向坝顶逐渐升高的圆弧形，且所述过渡管道的最低点低于污水汇集区的最低点，所述溢流区是自截污坝坝顶向出水管管口最低点逐渐延伸的坡面，形成溢水通道；

所述闸门受控于浮力开启机构，该浮力开启机构包括配重砣、浮筒、钢丝绳和滑轮，其中滑轮位于限流井的高点位置，所述钢丝绳一端固定在闸门的开启侧，钢丝绳绕过所述滑轮并在钢丝绳的端部固定配重砣和浮筒；所述滑轮所在的滑轮轴两端分别安装在滑块上，且所述滑块通过竖向设置的直线导轨安装在限流井的井壁上，以及滑轮轴上安装丝套，该丝套用于和伺服电机的电机轴进行丝杠配合，伺服电机固定在限流井的顶部，所述电机驱动滑块在竖直方向调整高度。

所述截污坝坝顶固定安装气囊，通过向该气囊内充水的方式进行坝顶高度调节。

所述该截污坝是由混凝土垫层和表层的橡胶防水层组成的。

所述合流污水管和截污井之间沥青麻丝，沥青麻丝至少两周，沥青麻丝两侧的缝隙内填充砂浆。

所述截污井和限流井都是方井，采用C15混凝土预制成型。

用于环境保护工程的截流管道零泄漏运行方法，其特征在于，

在夏季，此时需要调节过程为，通过伺服电机控制滑轮高度，此时，浮筒的处于高点，标记为H1，同时，配合截污坝顶部的气囊充水，实现高数值的截留倍数的设置；

在冬季，此时调整过程为，通过伺服电机降低滑轮高度，降低浮筒的高度至低点，标记为H2，其中，H2小于H1，实现低数值的截留倍数。。

本发明的有益效果是：

本发明中的闸门结构可以根据设定的截留倍数进行自动开启，当雨季下大雨或者暴雨时，避免过多的雨水进入到污水处理厂，从而降低污水处理厂的压力。当雨水减小或者停止后，闸门自动开启，使得合流管道的合流水进行污水处理厂，进行正常的污水处理。

本发明还可以根据需要进行截留倍数的任意设置，更改截留倍数的参数，从而提高了实用性，以满足不同季节的污水截留的参数要求。

附图说明

图1为本发明的平面图。

图2为图1中A--A剖视图。

图3为图1中B--B剖视图。

图4为截污井与合流污水进水管局部结构图。

图中：

10截污井，11合流污水进水管，12合流污水出水管，13沥青麻丝，14截污坝；

20限流井，21闸门，22配重砣和浮筒、23钢丝绳，24滑轮，25滑块，26伺服电机，27截流管；

30过渡管道；

01污水汇集区，02雨水溢流区，03气囊。

具体实施方式

用于环境保护工程的截流管道零泄漏结构，本发明主要包括由限流井、截污井、合流制污水管、截流管、闸门组件、截污坝，其中闸门组件为机械控制和电机控制的组合体，具有双重安全性能。截污坝高度可调节。

还包括智能控制部分，该部分是由浊度传感器、流量计和单片机、电源构成的电控部分，用于控制和调节截污坝、闸门的状态。

参考图1至图4所示意的结构，其中，图1中，右侧部分为截污井10，该截污井的合流污水管包括进水管和出水管，也就是说，合流污水管包括合流污水进水管11和合流污水出水管12，上述的进水管和出水管同轴设置，也就是水平高度一致，且两者的管口直径也相同。

上述的合流污水管与截污井之间采用如下结构进行防渗设计：

首先，对截污井的预留管口位置进行凿毛，并在合流污水管和截污井之间沥青麻丝13，沥青麻丝至少两周，然后在沥青麻丝两侧的缝隙内填充砂浆，完成截污井和合流污水管的连接，形成机械密封，用于提高两者之间的防水效果。

该实施例中，截污井10和限流井20都是方井，采用C15混凝土预制成型。

在截污井中，也就是位于合流污水进水管和合流污水出水管之间的井内空间设置一道截污坝14，该截污坝14是由混凝土垫层和表层的橡胶防水层组成的，其中，该截污坝14将井内空间一分为二，靠近进水管的为污水汇集区01，该污水汇集区是由进水管管口向坝顶逐渐升高的圆弧形，形成弧形面，且在该污水汇集区的最低端设置连接污水井与限流井之间的过渡管道30，该过渡管道30的最低点略低于污水汇集区01的最低点，以便于污水在两者之间进行流动，靠近出水管一侧的为雨水溢流区02，该溢流区是自坝顶向出水管管口最低点逐渐延伸的坡面，形成溢水通道。两个区域之间被上述的截污坝在高度方向上形成界限。其中本实施例中的截污坝高度是高调节的，该调节装置是在坝顶固定安装一个气囊03，通过向该气囊03内充水的方式，进行高度调节。

上述的截污坝14的高点高于截流管的高点至少十厘米，且该高度可调节，以便找到最佳的高点。

在限流井20内，截流管27的排水口位置安装闸门组件，包括闸门法兰和闸门，其中闸门法兰通过预埋件固定在截流管的排水口，并在两者之间设置防水密封，该闸门21为球磨铸铁闸门，该闸门受控于浮力开启机构，其中浮力开启机构包括配重砣22、浮筒、钢丝绳23和滑轮24，其中滑轮24位于限流井的高点位置，即滑轮的的位置明显高于闸门的高度，钢丝绳一端固定在闸门的开启侧，钢丝绳23绕过上述的滑轮并在钢丝绳的端部固定配重砣和浮筒，其中浮筒和配重砣捆绑在一块。通过调整配重砣和浮筒的高度位置，使得上述的闸门具有合适的开启角度，例如本实施例中，当限流井内的污水完全没过截流管的高点位置后，浮筒上浮并使得钢丝绳松开一定距离，闸门21在自重作用下闭合，随着限流井内液位的进一步升高，直至闸门完全闭合。闸门闭合后，来自于截污井内的大量雨水会瞬间越过截污坝坝顶，形成雨水溢流并进入到合流污水出水管，进行雨水的外排至河流等水体。

还包括滑块25，上述的滑块通过竖向设置的直线导轨安装在限流井的井壁上，以及在滑块和井壁之间设置三级调整档位，该档位是指，在滑块上三个孔，在井壁上预埋地脚螺母，通过钢销将滑块在高度方向上锁止，从而控制滑轮停留在不同的高度方向上。

进一步地，上述的滑轮24所在的滑轮轴两端被固定在上述的滑块上。滑块左右各一的与两侧的井壁进行配合。

进一步地，上述的三级档位可以使用伺服电机、丝杠滑块结构替代，即，上述的滑块与井壁之间采用伺服电机驱动，具体来说，滑轮轴上安装一个丝套，该丝套用于和伺服电机26的电机轴进行丝杠配合，伺服电机26固定在限流井的顶部，通过电机驱动上述的滑块在竖直方向上做无级调速，也就是上述的电驱动机构，该电驱动机构用于改变该结构的截留倍数，即，可以根据不同季节、不同地理位置对滑板的高度进行精准调节，进而实现调节截留倍数的目的。

还包括智能控制部分，该部分是由浊度传感器、流量计和单片机、电源构成的电控部分，用于控制和调节截污坝、闸门的状态。其中，流量计用于测进水管内水流的流速，其安装在进水管道内，通过水位计算水流断面的面积，计算出水流速度。浊度传感器安装在合流污水进水管内，用于监测水质的浑浊度，经过单片机的处理，将信号传递给闸门的辅助电机，提前启动闸门的闭合。

本发明的运行过程如下：

无雨或者降雨开始时，浊度传感器、流量计测定初始状态水质、水流，处于正常排污的状态，此时，污水由合流污水进水管、截污井、过渡管道、限流井和截流管连接至城市污水主管道，此过程也是正常排污状态。随着降雨增大，截污井内的雨污合流水位不断升高，到达设定的截留倍数时，浮力开启机构中的浮筒上浮，闸门自动闭合，闸门闭合后合流污水进水管的合流水(主要为雨水)越过截污坝进入到合流污水出水管，进行外排。

降雨结束后，随着截污井和限流井内的液位的不断降低，浮筒高度降低，并实现闸门的打开，闸门打开后，合流水(主要为污水)有由截流管排至污水干管。

根据不同季节调整截留倍数过程如下：

在夏季，以河南为例，雨水相对充沛，此时截留倍数设置的较高，此时需要调节过程为，通过伺服电机控制滑轮高度，即使得滑轮高度处于设定的高度，此时，浮筒的处于高点，标记为H1，同时，配合截污坝顶部的气囊充水，实现高截留倍数的设置，即，在夏季，需要高度超过H1时才能启动。

在冬季，雨水相对较小，此时，截留倍数设置的较低，此时调整过程为，通过伺服电机降低滑轮高度，即，降低滑轮高度，降低浮筒的高度至低点，标记为H2，其中H2小于H1，实现低的截留倍数，即，在冬季，合流水的高度高于H2时即启动。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.用于环境保护工程的截流管道零泄漏结构，包括限流井、截污井、合流制污水管、截流管和闸门组件，所述限流井和截污井之间通过过渡管道贯通连接；所述合流制污水管包括与截污井贯通的合流制污水进水管和合流制污水出水管；所述截流管与所述限流井贯通，并在截流管的端口设置闸门组件；其特征在于：

位于合流污水进水管和合流污水出水管之间的井内空间设置截污坝(14)，所述截污坝(14)的高点高于截流管的高点至少十厘米，其中，该截污坝(14)将井内空间分为污水汇集区(01)和雨水溢流区(02)，且该污水汇集区是由进水管管口向坝顶逐渐升高的圆弧形，且所述过渡管道(30)的最低点低于污水汇集区(01)的最低点，所述雨水溢流区是自截污坝坝顶向出水管管口最低点逐渐延伸的坡面，形成溢水通道；

所述闸门受控于浮力开启机构，该浮力开启机构包括配重砣(22)、浮筒、钢丝绳(23)和滑轮(24)，其中，滑轮(24)位于限流井的高点位置，所述钢丝绳一端固定在闸门的开启侧，所述钢丝绳(23)绕过所述滑轮并在钢丝绳的端部固定配重砣和浮筒；所述滑轮所在的滑轮轴两端分别安装在滑块(25)上，且所述滑块通过竖向设置的直线导轨安装在限流井的井壁上，以及滑轮轴上安装丝套，该丝套用于和伺服电机(26)的电机轴进行丝杠配合，所述伺服电机(26)固定在限流井的顶部，所述电机驱动滑块在竖直方向调整高度。

2.根据权利要求1所述的用于环境保护工程的截流管道零泄漏结构，其特征在于，所述截污坝坝顶固定安装气囊(03)，通过向该气囊(03)内充水的方式进行坝顶高度调节。

3.根据权利要求1所述的用于环境保护工程的截流管道零泄漏结构，其特征在于，所述该截污坝(14)是由混凝土垫层和表层的橡胶防水层组成的。

4.根据权利要求1所述的用于环境保护工程的截流管道零泄漏结构，其特征在于，所述合流污水管和截污井之间沥青麻丝(13)，沥青麻丝至少两周，沥青麻丝两侧的缝隙内填充砂浆。

5.根据权利要求1所述的用于环境保护工程的截流管道零泄漏结构，其特征在于，所述截污井(10)和限流井(20)都是方井，采用C15混凝土预制成型。

6.用于环境保护工程的截流管道零泄漏运行方法，其特征在于，

在夏季，此时需要调节过程为，通过伺服电机控制滑轮高度，此时，浮筒的处于高点，标记为H1，同时，配合截污坝顶部的气囊充水，实现高数值的截留倍数的设置；

在冬季，此时调整过程为，通过伺服电机降低滑轮高度，降低浮筒的高度至低点，标记为H2，其中，H2小于H1，实现低数值的截留倍数。

Images