CN114062626A - 一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统，包括地上设置的取样单元和埋地设置的总进水管、总排水管及污水收集池；污水收集池的进水端通过总进水管连通总汇水检查井，污水收集池的排水端通过总排水管连通下游检查井，该污水收集池上连通有伸入至污水收集池内部的取样单元，且污水收集池的底部设有循环水泵。本发明可实时测量某地居民生活污水的排放量、污染物浓度和污染物产生量，从而获得居民污水污染物产排规律，为市政排水管网的规划、建设和运行管理提供可靠真实的数据参考，有效提升污染收集处理设施的污染物削减效能。

Description

一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统及其测试方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统及其测试方法。

背景技术

近年来，随着城市黑臭水体整治和城镇污水处理提质增效工作的推进，污水处理行业的工作重点逐渐由“规模增长”向“量质并重”和“效能提升”转变，对城镇污水收集处理设施规划、建设和运行管理的精细化水平也提出了更高要求。

城市排水与污水处理设施是一项系统化工程，承担着治污减排的重要角色，系统效能的正常发挥是关系民生的重大问题。准确掌握城市居民生活污水污染物产排规律，对于统筹规划设施的服务人口、范围和期限，合理确定设施的设计流量、规模和水质等具有重要参考作用，有助于实现规划、设计与实际需求的有效衔接，为污染物收集纳管、过程输送、末端处理等功能的有效发挥提供依据，有效改善城市水环境质量，提升人民群众的幸福感和获得感。

发达国家通常直接利用污水处理厂进水水质数据反推出居民生活污水量和污染物浓度等，能够获得比较准确的居民生活污水污染物产排规律，这主要得益于发达国家优良的排水系统性能和污染物过程衰减研究成果。现阶段，我国绝大部分城市的污水收集管网不健全，管网运维管理体系不完善等问题突出，国外普遍采用的测算方法在我国还不能推广使用。国内关于居民生活污水污染物产排量的测试方法和技术应用等方面的研究还较少，现有结果仍主要基于较少的样本量或采用瞬时水质水量样品测算获得，难以真实表征城市居民的日常排污情况。

鉴于掌握居民生活污水污染物产排规律的重要性和必要性，开发能够准确测算居民生活污水污染物产排规律的测试系统，兼顾考虑测试设备在居民小区的占地空间、环境条件等影响因素，满足复杂环境条件下的测试需求，最大限度降低对居民日常生活的影响。

经对公开专利进行检索，未发现高度相关的专利。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统，可实时测量某地居民生活污水的排放量、污染物浓度和污染物产生量，从而获得居民污水污染物产排规律，为市政排水管网的设计及改进提供可靠真实的数据参考，降低数学模型计算结果与实际产排的误差，有效提升设施的运行效率。

本发明的另一目的是提供上述一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统的测试方法。

如上构思，本发明的技术方案是：一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统，包括地上设置的取样单元和埋地设置的总进水管、总排水管及污水收集池；污水收集池的进水端通过总进水管连通总汇水检查井，污水收集池的排水端通过总排水管连通下游检查井，该污水收集池上连通有伸入至污水收集池内部的取样单元，且污水收集池的底部设有循环水泵。

优选的，总进水管连通总汇水检查井的一端设有管道粉碎装置，总进水管连通污水收集池的一端设有进水阀；污水收集池和管道粉碎装置埋设于总汇水检查井附近的地面以下，污水收集池和管道粉碎装置的顶部标高低于总汇水检查井井底标高，总进水管管顶标高低于总汇水检查井的出水口底部标高10cm以上。

优选的，总排水管连通下游检查井的一端设有自吸排空泵，总排水管连通污水收集池的一端设有出水阀；污水收集池的底部制出有向下凹陷的积水窝，该积水窝的侧壁上穿透连接总排水管。

优选的，取样单元包括自动取样装置、取样管及液位计，其中取样管的一端与取样装置连接并设有取样阀，取样管的另一端延伸至地面以下的污水收集池内部；液位计穿透固设在污水收集池的顶板上。

优选的，取样管伸入污水收集池的一端由上至下穿透污水收集池的顶板，该取样管的底端与污水收集池的底板顶面保持20～30mm距离，且取样管的直径大于5mm。

优选的，测试系统还包括PLC电控单元，该PLC电控单元分别控制管道粉碎装置、自动取样装置、自吸排空泵、进水阀、循环水泵、液位计、出水阀及取样阀的开启和关闭。

优选的，污水收集池并联设置有三个，每个污水收集池分别连接总进水管、总排水管及取样单元。

上述一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统的测试方法，包括以下步骤：

步骤一，收集：管道粉碎装置和进水阀开启，被测试居民楼宇排水由总汇水检查井通过重力经总进水管流进入污水收集池；

步骤二，计量：进水过程液位计实时测量水位，当水位达到污水收集池最高液位的70％时，开始启动循环水泵对污水收集池内污水进行完全混合；当水位达到污水收集池最高液位的80％时，关闭进水阀；

步骤三，取样：进水阀完全关闭时，取样阀开启，启动自动取样装置开始取样，取样完成后取样阀关闭，对取样样品进行污染物浓度测试；

步骤四，排空：取样完成后，出水阀和自吸排空泵开启，污水收集池排空至液位计读数小于等于2mm后，出水阀关闭；

步骤五，计算：通过液位计实时测量的液位与污水收集池底面积的乘积，获得楼宇污水排放量随时间的变化趋势，通过污水收集池进水阀完全关闭时间点液位计的液位与污水收集池底面积的乘积，获得该进水时段的楼宇污水排放量，通过污水收集池各时段取样测试得到的污染物浓度与对应时段的污水排放量的乘积，获得楼宇居民生活污水污染物产生量。

本发明的优点和技术效果是：

1、本发明具有节省用地空间、对环境影响小的优点。本发明能够更好的应对被测试楼宇周围可利用空间小，克服污水产生臭味和设备噪音等对周边居民生活的影响。

2、本发明运行方式更灵活、测试结果更准确。本发明可根据被测试楼宇居民实际排水量的波动，灵活调整污水收集池的数量，以应对排水高峰时段水量溢流导致的测试周期作废，排水低谷时段持续较长时间不满足取样液位等问题。

3、本发明能够对测试楼宇产生的全部生活污水污染物进行连续收集、计量和取样，能够实时获得生活污水排放量随时间变化规律，时间可精确到秒，达到比以往测试手段更精准的产排污规律测试水平。

附图说明

图1为本发明的系统连接示意图；

图中：1-污水收集池；2-管道粉碎装置；3-进水阀；4-循环水泵；5-液位计；6-出水阀；7-自动取样装置；8-自吸排空泵；9-总进水管；10-总出水管；11-总汇水检查井；12-下游检查井；13-取样管；14-取样阀；15-积水窝。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本发明的保护范围。

参考附图，本发明提供一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统，该测试系统的进水端连通居民楼宇的总汇水检查井11，测试系统的排水端连通总汇水检查井的下游检查井12，其包括地上设置的取样单元和埋地设置的总进水管9、总排水管10及污水收集池1；污水收集池的进水端通过总进水管连通总汇水检查井，污水收集池的排水端通过总排水管连通下游检查井，该污水收集池上连通有伸入至污水收集池内部的取样单元，且污水收集池的底部设有循环水泵4。

优选的，总进水管连通总汇水检查井的一端设有管道粉碎装置2，总进水管连通污水收集池的一端设有进水阀3；污水收集池和管道粉碎装置埋设于总汇水检查井附近的地面以下，污水收集池和管道粉碎装置的顶部标高低于总汇水检查井井底标高，总进水管管顶标高低于总汇水检查井的出水口底部标高10cm以上。

优选的，总排水管连通下游检查井的一端设有自吸排空泵8，总排水管连通污水收集池的一端设有出水阀6；污水收集池的底部制出有向下凹陷的积水窝15，该积水窝的侧壁上穿透连接总排水管。

优选的，取样单元包括自动取样装置7、取样管13及液位计5，其中取样管的一端与取样装置连接并设有取样阀14，取样管的另一端延伸至地面以下的污水收集池内部；液位计穿透固设在污水收集池的顶板上。

优选的，取样管伸入污水收集池的一端由上至下穿透污水收集池的顶板，该取样管的底端与污水收集池的底板顶面保持20～30mm距离，且取样管的直径大于5mm。

优选的，测试系统还包括PLC电控单元，该PLC电控单元分别控制管道粉碎装置、自动取样装置、自吸排空泵、进水阀、循环水泵、液位计、出水阀及取样阀的开启和关闭。

优选的，污水收集池可并联设置有三个，每个污水收集池分别连接总进水管、总排水管及取样单元。

一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统的测试方法，包括以下步骤：

步骤一，收集：管道粉碎装置和进水阀开启，被测试居民楼宇排水由总汇水检查井通过重力经总进水管流进入污水收集池；

步骤二，计量：进水过程液位计实时测量水位，当水位达到污水收集池最高液位的70％时，开始启动循环水泵对污水收集池内污水进行完全混合；当水位达到污水收集池最高液位的80％时，关闭进水阀；

步骤三，取样：进水阀完全关闭时，取样阀开启，启动自动取样装置开始取样，取样完成后取样阀关闭，对取样样品进行污染物浓度测试；

步骤四，排空：取样完成后，出水阀和自吸排空泵开启，污水收集池排空至液位计读数小于等于2mm后，出水阀关闭；

步骤五，计算：通过液位计实时测量的液位与污水收集池底面积的乘积，获得楼宇污水排放量随时间的变化趋势，通过污水收集池进水阀完全关闭时间点液位计的液位与污水收集池底面积的乘积，获得该进水时段的楼宇污水排放量，通过污水收集池各时段取样测试得到的污染物浓度与对应时段的污水排放量的乘积，获得楼宇居民生活污水污染物产生量。

另外，本发明优选的，管道粉碎装置、自动取样装置、自吸排空泵、液位计及循环水泵均采用现有技术中的成熟产品。

另外，本发明优选的PLC电控单元采用现有技术中的成熟产品，其分别控制控制管道粉碎装置、自动取样装置、自吸排空泵、进水阀、循环水泵、液位计、出水阀及取样阀开启及关闭的控制方式采用现有技术中的成熟技术手段。

为了更清楚地说明本发明的具体实施方式，下面提供一种实施例：

本发明的一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统，包括污水收集池、管道粉碎装置、进水阀、循环水泵、液位计、出水阀、连续自动取样装置和自吸排空泵。所述污水收集池通过总进水管与被测试居民楼宇的总汇水检查井连接，总进水管与总汇水检查井之间管道上设有管道粉碎装置，污水收集池通过总出水管与被测试居民楼宇的总汇水检查井下游检查井连接，总出水管与下游检查井之间设有自吸排空泵；污水收集池和管道粉碎装置位于楼宇总汇水检查井附近地面以下，顶部标高低于总汇水检查井井底标高，总进水管管顶标高低于总汇水检查井出水管的管底标高10cm以上；自吸排空泵、连续自动取样装置位于总汇水检查井附近地面以上。污水收集池池体底部出水口部位下沉形成积水窝，出水阀位于积水窝外接管道上；取样管连接污水收集池与连续自动取样装置，取样管应伸入污水收集池底部以上20-30mm处，直径大于5mm，取样管上设有取样阀。

本发明系统污水收集池可并联设有三个且三者结构和与取样单元、总进水管及总排水管的连接方式及连接位置相同，每个连接污水收集池均由其独立的进水阀、循环水泵、液位计、取样管及出水阀控制液位。

污水收集池采用序批式连续运行的方式，三个污水收集池用于对居民楼宇排放的全部生活污水进行连续收集、计量、取样和排空，取样时第一个污水收集池的进水阀开启，第一个污水收集池进水，第一个污水收集池的进水阀关闭时，同步开启第二个污水收集池进水阀，第二个污水收集池进水，第二个污水收集池进水阀关闭时，同步开启第三个污水收集池进水阀，第三个污水收集池进水，测试过程按照此顺序依次循环进行。

由PLC电控单元自动控制管道粉碎装置、连续自动取样器、自吸排空泵、进水阀、循环水泵、液位计、出水阀、取样阀的启动和停止；可根据进水量设置进水阀、循环水泵及液位计的开启数量，当测试楼宇排水人口或排水量较少时，将第三个污水收集池设为备用收集池。

最后由取样单元的取样量检测污水成分，由液位控制单元以及总进水管和总排水管控制污水收集池内部液位，并由污水收集池容积计算并总结得到当地生活污水的排放规律。

最后，本发明的未述之处均采用现有技术中的成熟产品及成熟技术手段。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统，其特征在于：包括地上设置的取样单元和埋地设置的总进水管、总排水管及污水收集池；所述污水收集池的进水端通过总进水管连通总汇水检查井，污水收集池的排水端通过总排水管连通下游检查井，该污水收集池上连通有伸入至污水收集池内部的取样单元，且污水收集池的底部设有循环水泵。

2.根据权利要求1所述的一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统，其特征在于：所述总进水管连通总汇水检查井的一端设有管道粉碎装置，总进水管连通污水收集池的一端设有进水阀；所述污水收集池和管道粉碎装置埋设于总汇水检查井附近的地面以下，污水收集池和管道粉碎装置的顶部标高低于总汇水检查井井底标高，总进水管管顶标高低于总汇水检查井的出水口底部标高10cm以上。

3.根据权利要求1所述的一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统，其特征在于：所述总排水管连通下游检查井的一端设有自吸排空泵，总排水管连通污水收集池的一端设有出水阀；所述污水收集池的底部制出有向下凹陷的积水窝，该积水窝的侧壁上穿透连接总排水管。

4.根据权利要求1所述的一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统，其特征在于：所述取样单元包括自动取样装置、取样管及液位计，其中取样管的一端与取样装置连接并设有取样阀，取样管的另一端延伸至地面以下的污水收集池内部；所述液位计穿透固设在污水收集池的顶板上。

5.根据权利要求4所述的一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统，其特征在于：所述取样管伸入污水收集池的一端由上至下穿透污水收集池的顶板，该取样管的底端与污水收集池的底板顶面保持20～30mm距离，且取样管的直径大于5mm。

6.根据权利要求1所述的一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统，其特征在于：所述测试系统还包括PLC电控单元，该PLC电控单元分别控制管道粉碎装置、自动取样装置、自吸排空泵、进水阀、循环水泵、液位计、出水阀及取样阀的开启和关闭。

7.根据权利要求1所述的一种地埋式居民生活污水产排规律测试系统，其特征在于：所述污水收集池并联设置有三个，每个污水收集池分别连接总进水管、总排水管及取样单元。

8.一种如权利要求1所述的地埋式居民生活污水产排规律测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，收集：管道粉碎装置和进水阀开启，被测试居民楼宇排水由总汇水检查井通过重力经总进水管流进入污水收集池；

步骤二，计量：进水过程液位计实时测量水位，当水位达到污水收集池最高液位的70％时，开始启动循环水泵对污水收集池内污水进行完全混合；当水位达到污水收集池最高液位的80％时，关闭进水阀；

步骤三，取样：进水阀完全关闭时，取样阀开启，启动自动取样装置开始取样，取样完成后取样阀关闭，对取样样品进行污染物浓度测试；

步骤四，排空：取样完成后，出水阀和自吸排空泵开启，污水收集池排空至液位计读数小于等于2mm后，出水阀关闭；

步骤五，计算：通过液位计实时测量的液位与污水收集池底面积的乘积，获得楼宇污水排放量随时间的变化趋势，通过污水收集池进水阀完全关闭时间点液位计的液位与污水收集池底面积的乘积，获得该进水时段的楼宇污水排放量，通过污水收集池各时段取样测试得到的污染物浓度与对应时段的污水排放量的乘积，获得楼宇居民生活污水污染物产生量。

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