CN114482246A - 一种具有快速过滤功能的调蓄池系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有快速过滤功能的调蓄池系统,通过池内设置有快速过滤单元和汇水渠,通过池不但能实现常规调蓄池对雨污水的存储、削峰功能,还能在对雨污水中固体污染物进行快速去除后经由过滤出水管将已过滤雨污水排出至受纳水体,通过连续快速处理,有效消减污染物负荷,且较快地释放通过池的存储空间接纳后续雨污水;并且,密度小于水的多孔性颗粒状滤料能随通过池内雨污水液位升高而进入到过滤通道中,保证了雨污水能经过分布紧密的多孔性颗粒状滤料进行充分过滤,有效提高对雨污水中污染负荷的消减率;导流室的大面积和设置多个支流构造,确保了能大规模、快速的实现雨污水过滤,避免沉淀方式所存在的停留时间长、所需容量大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及联合雨水调蓄池,具体的说是一种具有快速过滤功能的调蓄池系统。
背景技术
随着我国城市化建设推进,城市规模不断扩大,城市不透水下垫层面积迅速增长,同时我国大部分城镇老城区仍保留了大面积雨污合流制排水系统或存在分流制混接错接污水,且依赖管网进行排水的单一做法,导致雨季常出现污水溢流现象。初期雨水地表径流冲刷携带大量固体污染物等,或者冲刷管道沉积物,导致雨污水污染远高于正常排放的污水,未经处理排入受纳水体,会严重影响城市水环境,导致水体黑臭,危害公共卫生安全。城市降雨过程中,初期雨水或合流制溢流中带有的大量固体污染物,是造成城市黑臭水体问题和生态水环境恶化的主要原因之一。
雨污水处理主要是通过去除污水中可沉淀固体、悬浮物等,从而达到减少污染指标的排放总量的目标。调蓄池主要是临时存储初期雨水或合流制溢流,降低降雨初期排水系统溢流排放至污水处理厂或水体,缓解雨季污水处理厂的处理压力,并通过空间利用来消减雨洪峰。调蓄池分为接收池、通过池和联合池。接收池是不具有沉淀功能的调蓄池,池内充满后,后续来水不再进入调蓄池。通过池是具有沉淀功能的调蓄池,池内充满后,后续来水进入调蓄池,沉淀净化后的雨污水溢流至水体。而联合池是由接收池和通过池组成。
雨污水中携带有大量的悬浮固体污染物和沉淀物,仅通过混合池的沉淀和溢流来消减其中的污染物质,所需要池体容量大,造价高,而且处理效果有限。
现有技术中,公开了以下调蓄池技术方案,它们各自的不足分析如下:
专利申请号为CN201721430653.9的中国实用新型专利公开了一种包含调蓄池和在线处理池的系统,调蓄池内的水位到达其最大调蓄水位时溢流至在线处理池,在线处理池设置斜板等颗粒分离器。该系统运行原理是通过沉淀作用来去除溢流中的固体颗粒,其处理效率与水力停留时间相关,要保证处理效率,处理池的容积需要满足一定规模以保证足够的停留时间。如果合流制溢流处理量大的话,会极大地增加建设成本。
专利申请号为CN201910460173的中国发明专利申请公开了一种带处理功能的调蓄池,调蓄池装置设置在雨水处理装置的下层,调蓄装置在地面下方,雨水处理装置在地面上方。雨水处理装置包括生物处理池、人工湿地。生物处理方法处理成本低,但是需要持续提供污水来保证生物处理池内的微生物的活性,而雨季降雨具有突发性、非连续性的特点,在非雨季为了保持生物接触氧化池的微生物活性,需要考虑持续向输送污水等方法,这样会对调蓄池的设置地点有要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种具有快速过滤功能的调蓄池系统。
解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案如下:
一种具有快速过滤功能的调蓄池系统,包括通过池,该通过池划分为依次相连的进水稳定区、过滤区和通过池排水区,且该通过池在通过池排水区的底部位置经由安装有通过池排空阀的通过池排空管连通污水管网或污水处理厂;
其特征在于:
所述通过池内设置有快速过滤单元和汇水渠;
所述汇水渠的侧壁设有多个位于同一水平面的汇水渠进水口,且所述汇水渠经由过滤出水管连通受纳水体;
所述快速过滤单元设置在所述过滤区的上部位置,包含:被所述汇水渠贯穿且下端敞口的导流室,该导流室可以由施工于通过池内壁上的墙体围成,该导流室内放置有密度小于水的多孔性颗粒状滤料并安装有用于阻挡多孔性颗粒状滤料向下掉落的滤料支撑网;并且,所述导流室内对应每一个所述汇水渠进水口设有一个支流构造,该支流构造位于所述滤料支撑网的上方并连接在所述导流室的内壁与汇水渠的外壁之间,且相邻两个支流构造之间留出有过滤通道;所述支流构造由U形汇流槽和滤料挡网组成,所述U形汇流槽的开口朝上,且所述U形汇流槽的槽道端部与所对应的汇水渠进水口连通,所述滤料挡网用于阻挡多孔性颗粒状滤料进入U形汇流槽的槽道内。
其中,所述多孔性颗粒状滤料可选用聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃材料制作。
其中,所述滤料挡网优选安装在U形汇流槽的顶部,所述滤料挡网可以是倒U形挡网(参见图2),也可以是足以在最高水位阻挡多孔性颗粒状滤料进入的两片平面挡网(参见图5)。
从而,本发明的通过池的工作原理如下:
雨污水进入通过池后,依次流过进水稳定区、过滤区和通过池排水区,通过池能够实现常规调蓄池对雨污水的存储、削峰功能;并且,待具备排水条件后,通过打开通过池排空阀,即能够使通过池内的雨污水经由通过池排空管重力排放至污水管网或污水处理厂。
当雨污水持续进入,使得通过池内的雨污水液位达到导流室的底面标高时,通过池内的雨污水开始通过下端敞口进入导流室内,以减轻导流室内部的进水扰动;并且,随着通过池内雨污水液位的不断升高,雨污水会先通过滤料支撑网,再带动浮在雨污水液面上的多孔性颗粒状滤料向上进入到各条过滤通道中,使得多孔性颗粒状滤料更为紧密的分布在过滤通道中,直至通过池内的雨污水液位升高至U形汇流槽的顶面标高以上时,过滤通道中的多孔性颗粒状滤料也已向上浮至U形汇流槽的顶面标高以上,使得通过池内的雨污水能够在面积较为狭小的过滤通道中,经过分布紧密的多孔性颗粒状滤料的充分过滤(即利用多孔性颗粒状滤料捕集雨污水中的悬浮污染物),成为已过滤雨污水后再越过U形汇流槽的顶面经由滤料挡网流入到U形汇流槽的槽道中,且各条U形汇流槽中的已过滤雨污水通过各自对应的汇水渠进水口汇流到汇水渠内,再经由过滤出水管重力排放至受纳水体。
因此,本发明的通过池不但能够实现常规调蓄池对雨污水的存储、削峰功能,还能够在对雨污水中固体污染物进行快速去除后经由过滤出水管将已过滤雨污水排出至受纳水体,通过连续快速处理,不仅有效消减污染物负荷,而且较快地释放通过池的存储空间接纳后续雨污水;
并且,由于采用多孔性颗粒状滤料实现对雨污水的过滤,利用多孔性颗粒状滤料内部的过滤通道结构,能够降低雨污水在过滤过程中受到的阻力,确保在较大的过滤速度下,雨污水仍然可以通过升高液位迅速通过多孔性颗粒状滤料;
而且,由于采用导流室+多孔性颗粒状滤料+由U形汇流槽和滤料挡网组成支流构造的形式,实现对雨污水的过滤,一方面,密度小于水的多孔性颗粒状滤料能够随通过池内雨污水液位升高而进入到过滤通道中,保证了雨污水能够经过分布紧密的多孔性颗粒状滤料进行充分过滤,有效提高对雨污水中污染负荷的消减率;另一方面,导流室的大面积和设置多个支流构造,确保了能够大规模、快速的实现雨污水过滤,避免沉淀方式所存在的停留时间长、所需容积大的问题。
优选的:所述调蓄池系统还包括滤料清洗装置,该滤料清洗装置设有鼓风机和多根滤料清洗气管,所述滤料清洗气管位于所述导流室内并位于所述滤料支撑网的下方,所述滤料清洗气管的出气口向上设置,每一根所述滤料清洗气管的进气口均通过一根进气管连接所述鼓风机的出风口,且每一根所述进气管上均安装有气管阀门。从而,随着多孔性颗粒状滤料拦截雨污水中悬浮物的不断增加,雨污水通过多孔性颗粒状滤料时受到的阻力也随之增大,将会导致过滤效率的降低,此时,通过打开鼓风机和气管阀门,使得滤料清洗气管的出气口吹出的气流带动导流室内的雨污水,即可实现对多孔性颗粒状滤料的空气搅拌清洗,使得多孔性颗粒状滤料拦截下的悬浮物被搅动脱离到雨污水中。
优选的:在所述导流室内的雨污水液位升高至一定高度(优选为下述溢流堰的顶面标高)后,控制雨污水停止进入通过池,待所述导流室内的雨污水液位降低至所述U形汇流槽的顶面标高以下时,启动所述鼓风机,并轮流打开各个所述气管阀门,能够提高对多孔性颗粒状滤料的清洗效果,且一个滤料清洗气管所对准的过滤通道进行多孔性颗粒状滤料清洗工作时,其他滤料清洗气管所对准的过滤通道仍然进行过滤工作,保证过滤处理的持续性。并且,推荐:在所述导流室内的雨污水液位降低至导流室的底面标高时,关闭所述鼓风机。
优选的:所述汇水渠的端部伸出至所述进水稳定区中,且所述汇水渠的该端部设有溢流堰。从而,当遇到需要泄洪或其他雨污水流量特别大的情况,进入通过池的雨污水可以无需过滤的直接越过溢流堰进入汇水渠中,再经由过滤出水管排走,以此加大排水量。
作为本发明的优选实施方式:所述通过池的进水稳定区、过滤区和通过池排水区沿去水方向依次相连;
所述调蓄池系统还包括进水渠和接收池;
所述接收池划分为沿所述去水方向依次相连的接收池进水区和接收池排水区,该接收池在接收池排水区的底部位置经由安装有接收池排空阀的接收池排空管连通污水管网或污水处理厂;
所述进水渠沿进水方向划分为依次相连的通过池进水段和N个接收池进水段,N≥1;所述通过池进水段与通过池的进水稳定区通过通过池进水堰相接;
并且,所述接收池的接收池进水区通过N-1道接收池廊道隔墙分隔为N条接收池廊道;所述N个接收池进水段通过N面接收池进水堰与N条接收池廊道相接;所述通过池进水堰的顶面标高高于任意一面所述接收池进水堰的顶面标高,所述N面接收池进水堰的顶面标高沿所述进水方向逐面降低;例如:图1中分隔出两条接收池廊道和两个接收池进水段,它们分别通过第一接收池进水堰和第二接收池进水堰相接,且第一接收池进水堰的顶面标高高于第二接收池进水堰的顶面标高。
从而,本发明的调蓄池系统的工作原理如下:
在调蓄池系统开始蓄水时,雨污水进入进水渠,使得进水渠中的雨污水液位逐渐升高;
当进水渠中的雨污水液位升高至相应接收池进水堰的顶面标高时,进水渠中的雨污水越过该接收池进水堰进入与该接收池进水堰对应的接收池廊道内;例如:图1中,进水渠中的雨污水液位在升高至第二接收池进水堰的顶面标高时,越过第二接收池进水堰流入与其相接的接收池廊道内,待进水渠中的雨污水液位在升高至第一接收池进水堰的顶面标高时,还会同时越过第一接收池进水堰流入到与其相接的接收池廊道内;其中,接收池廊道隔墙的高度可以根据需要设置;
当进水渠中的雨污水液位继续升高至通过池进水堰的顶面标高时,接收池内的雨污水达到设计蓄水量,进水渠中的雨污水越过通过池进水堰流入到通过池内。
因此,本发明能够进一步增强调蓄池系统对雨污水的存储、削峰功能,使得本发明能够适用于大水量雨污水进水的应用场景;并且,由于进水渠的N个接收池进水段通过N面接收池进水堰与接收池的N条接收池廊道相接,且N面接收池进水堰的顶面标高沿进水方向逐面降低,使得本发明在面对雨污水进水水量较少的应用场景时,雨污水能够逐条填充接收池的接收池廊道,避免水量较少的雨污水进入接收池后直接布满接收池进水区所造成的利用接收池排空管排水时难以将接收池内的雨污水排干净的问题,有助于雨污水中的悬浮污染物更容易被冲刷排空;
而且,与采用重力沉淀式通过池的联合调蓄池比较,本发明的占地面积仅为的1/5左右,具有占地面积小的优点,可大大节省用地面积和建造成本,且本发明的通过池与接收池基本能够布设在同一水平面,不需要分成地下和地上结构,建设难度更低。
优选的:所述调蓄池系统还包括进水总管,该进水总管连通所述进水渠的通过池进水段,被提升泵抽取的雨污水通过所述进水总管流入所述进水渠内,且所述提升泵需设置格栅;并且,所述进水渠内安装有液位计,在所述进水渠内的雨污水液位低于和高于所述通过池进水堰的顶面标高时,所述进水总管的进水流量分别被控制为第一进水流量V1和第二进水流量V2,且第二进水流量V2小于第一进水流量V1。
优选的:所述进水渠在通过池进水段的上部位置设有通过池进水导流墙,该通过池进水导流墙与所述通过池进水段的底面之间留有水流间隙。从而,进水渠内的雨污向下流动穿过水流间隙再向上流动实现折流后,才会越过通过池进水堰流入到通过池内,在起到了稳流作用的同时,还可以阻挡部分较大的漂浮杂物。
优选的:所述通过池排水区和接收池排水区均采用排水结构,该排水结构包括沿所述去水方向依次排列的第一倾斜面、引流槽道和第二倾斜面,所述第一倾斜面和第二倾斜面均向所述引流槽道倾斜,所述引流槽道连通排水槽道并朝向排水槽道倾斜;所述通过池排水区的排水槽道连通所述通过池排空管,所述接收池排水区的排水槽道连通所述接收池排空管。其中,所述第一倾斜面和第二倾斜面的坡度均优选为0.2,所述引流槽道的坡度优选为0.02。
作为本发明的优选实施方式:所述通过池的进水稳定区和过滤区下部通过M-1道沿去水方向延伸的通过池廊道隔墙分隔为M条通过池廊道,M≥2;
所述进水渠的底面为朝向所述通过池和接收池倾斜的坡面,所述进水渠的通过池进水段对应M条通过池廊道划分为M个通过池进水分段,相邻两个所述通过池进水分段之间、相邻两个所述接收池进水段之间、相邻的通过池进水分段与接收池进水段之间均设有位于所述进水渠下部位置的进水渠隔墙,以将所述进水渠的下部分隔为N+M个冲洗水室;
并且,所述通过池进水堰的下部位置对应每一个位于通过池进水段的冲洗水室均安装有一个冲洗闸门,且每一面所述接收池进水堰的下部位置均安装有一个冲洗闸门。
从而,通过池和接收池内的雨污水排放至最低液位后,通过打开一个冲洗闸门,释放对应冲洗水室内的雨污水蓄水进入对应的通过池廊道或接收池廊道,即可对相应廊道的底部进行冲洗。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
第一,本发明的通过池内设置有快速过滤单元和汇水渠,通过池不但能够实现常规调蓄池对雨污水的存储、削峰功能,还能够在对雨污水中固体污染物进行快速去除后经由过滤出水管将已过滤雨污水排出至受纳水体,通过连续快速处理,不仅有效消减污染物负荷,而且较快地释放通过池的存储空间接纳后续雨污水;
并且,由于采用多孔性颗粒状滤料实现对雨污水的过滤,利用多孔性颗粒状滤料内部的过滤通道结构,能够降低雨污水在过滤过程中受到的阻力,确保在较大的过滤速度下,雨污水仍然可以通过升高液位迅速通过多孔性颗粒状滤料;
而且,由于采用导流室+多孔性颗粒状滤料+由U形汇流槽和滤料挡网组成支流构造的形式,实现对雨污水的过滤,一方面,密度小于水的多孔性颗粒状滤料能够随通过池内雨污水液位升高而进入到过滤通道中,保证了雨污水能够经过分布紧密的多孔性颗粒状滤料进行充分过滤,有效提高对雨污水中污染负荷的消减率;另一方面,导流室的大面积和设置多个支流构造,确保了能够大规模、快速的实现雨污水过滤,避免沉淀方式所存在的停留时间长、所需容积大的问题。
第二,本发明由于采用了密度小于水的多孔性颗粒状滤料,通过鼓风机和多根滤料清洗气管组成的滤料清洗装置,即能够利用滤料清洗气管的出气口吹出的气流带动导流室内的雨污水,实现对多孔性颗粒状滤料的空气搅拌清洗,使得多孔性颗粒状滤料拦截下的悬浮物被搅动脱离到雨污水中。
第三,本发明设有进水渠和接收池,接收池能够进一步增强调蓄池系统对雨污水的存储、削峰功能,使得本发明能够适用于大水量雨污水进水的应用场景;并且,由于进水渠的N个接收池进水段通过N面接收池进水堰与接收池的N条接收池廊道相接,且N面接收池进水堰的顶面标高沿进水方向逐面降低,使得本发明在面对雨污水进水水量较少的应用场景时,雨污水能够逐条填充接收池的接收池廊道,避免水量较少的雨污水进入接收池后直接布满接收池进水区所造成的利用接收池排空管排水时难以将接收池内的雨污水排干净的问题,有助于雨污水中的悬浮污染物更容易被冲刷排空;
而且,与采用重力沉淀式通过池的联合调蓄池比较,本发明的占地面积仅为的1/5左右,具有占地面积小的优点,可大大节省用地面积和建造成本,且本发明的通过池与接收池基本能够布设在同一水平面,不需要分成地下和地上结构,建设难度更低。
第四,本发明可通过打开一个冲洗闸门,释放对应冲洗水室内的雨污水蓄水进入对应的通过池廊道或接收池廊道,即可对相应廊道的底部进行冲洗。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明:
图1为本发明的调蓄池系统的平面图;
图2为图1的A-A剖视图;
图3为图1的B-B剖视图;
图4为图1的C-C剖视图;
图5为本发明中支流构造的结构示意图;
图6为仅设置接收池的调蓄池方案的SS负荷消减率测试结果示意图;
图7为当通过池进水量为接收池进水量的2/3时,本发明的SS负荷消减率测试结果示意图;
图8为当通过池进水量与接收池进水量相同时,本发明的SS负荷消减率测试结果示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明进行详细说明,以帮助本领域的技术人员更好的理解本发明的发明构思,但本发明权利要求的保护范围不限于下述实施例,对本领域的技术人员来说,在不脱离本发明之发明构思的前提下,没有做出创造性劳动所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
实施例一
如图1至图5所示,本发明公开的是一种具有快速过滤功能的调蓄池系统,包括通过池1,该通过池1划分为依次相连的进水稳定区1-1、过滤区1-2和通过池排水区1-3,且该通过池1在通过池排水区1-3的底部位置经由安装有通过池排空阀2的通过池排空管3连通污水管网或污水处理厂;
所述通过池1内设置有快速过滤单元4和汇水渠5;
所述汇水渠5的侧壁设有多个位于同一水平面的汇水渠进水口5a,且所述汇水渠5经由过滤出水管6连通受纳水体;
所述快速过滤单元4设置在所述过滤区1-2的上部位置,包含:被所述汇水渠5贯穿且下端敞口的导流室4-1,该导流室4-1可以由施工于通过池1内壁上的墙体围成,该导流室4-1内放置有密度小于水的多孔性颗粒状滤料4-2并安装有用于阻挡多孔性颗粒状滤料4-2向下掉落的滤料支撑网4-3;并且,所述导流室4-1内对应每一个所述汇水渠进水口5a设有一个支流构造,该支流构造位于所述滤料支撑网4-3的上方并连接在所述导流室4-1的内壁与汇水渠5的外壁之间,且相邻两个支流构造之间留出有过滤通道4-1a;所述支流构造由U形汇流槽4-4和滤料挡网4-5组成,所述U形汇流槽4-4的开口朝上,且所述U形汇流槽4-4的槽道端部与所对应的汇水渠进水口5a连通,所述滤料挡网4-5用于阻挡多孔性颗粒状滤料4-2进入U形汇流槽4-4的槽道内。
其中,所述多孔性颗粒状滤料4-2可选用聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃材料制作。
其中,所述滤料挡网4-5优选安装在U形汇流槽4-4的顶部,所述滤料挡网4-5可以是倒U形挡网(参见图2),也可以是足以在最高水位阻挡多孔性颗粒状滤料4-2进入的两片平面挡网(参见图5)。
从而,本发明的通过池1的工作原理如下:
雨污水进入通过池1后,依次流过进水稳定区1-1、过滤区1-2和通过池排水区1-3,通过池1能够实现常规调蓄池对雨污水的存储、削峰功能;并且,待具备排水条件后,通过打开通过池排空阀2,即能够使通过池1内的雨污水经由通过池排空管3重力排放至污水管网或污水处理厂。
当雨污水持续进入,使得通过池1内的雨污水液位达到导流室4-1的底面标高时,通过池1内的雨污水开始通过下端敞口进入导流室4-1内,以减轻导流室4-1内部的进水扰动;并且,随着通过池1内雨污水液位的不断升高,雨污水会先通过滤料支撑网4-3,再带动浮在雨污水液面上的多孔性颗粒状滤料4-2向上进入到各条过滤通道4-1a中,使得多孔性颗粒状滤料4-2更为紧密的分布在过滤通道4-1a中,直至通过池1内的雨污水液位升高至U形汇流槽4-4的顶面标高以上时,过滤通道4-1a中的多孔性颗粒状滤料4-2也已向上浮至U形汇流槽4-4的顶面标高以上,使得通过池1内的雨污水能够在面积较为狭小的过滤通道4-1a中,经过分布紧密的多孔性颗粒状滤料4-2的充分过滤(即利用多孔性颗粒状滤料4-2捕集雨污水中的悬浮污染物),成为已过滤雨污水后再越过U形汇流槽4-4的顶面经由滤料挡网4-5流入到U形汇流槽4-4的槽道中,且各条U形汇流槽4-4中的已过滤雨污水通过各自对应的汇水渠进水口5a汇流到汇水渠5内,再经由过滤出水管6重力排放至受纳水体。
因此,本发明的通过池1不但能够实现常规调蓄池对雨污水的存储、削峰功能,还能够在对雨污水中固体污染物进行快速去除后经由过滤出水管6将已过滤雨污水排出至受纳水体,通过连续快速处理,不仅有效消减污染物负荷,而且较快地释放通过池1的存储空间接纳后续雨污水;
并且,由于采用多孔性颗粒状滤料4-2实现对雨污水的过滤,利用多孔性颗粒状滤料4-2内部的过滤通道结构,能够降低雨污水在过滤过程中受到的阻力,确保在较大的过滤速度下,雨污水仍然可以通过升高液位迅速通过多孔性颗粒状滤料4-2;
而且,由于采用导流室4-1+多孔性颗粒状滤料4-2+由U形汇流槽4-4和滤料挡网4-5组成支流构造的形式,实现对雨污水的过滤,一方面,密度小于水的多孔性颗粒状滤料4-2能够随通过池1内雨污水液位升高而进入到过滤通道4-1a中,保证了雨污水能够经过分布紧密的多孔性颗粒状滤料4-2进行充分过滤,有效提高对雨污水中污染负荷的消减率;另一方面,导流室4-1的大面积和设置多个支流构造,确保了能够大规模、快速的实现雨污水过滤,避免沉淀方式所存在的停留时间长、所需容积大的问题。
以上为本实施例一的基本实施方式,可以在该基本实施方式的基础上做进一步的优化、改进和限定:
优选的:所述调蓄池系统还包括滤料清洗装置,该滤料清洗装置设有鼓风机和多根滤料清洗气管7,所述滤料清洗气管7位于所述导流室4-1内并位于所述滤料支撑网4-3的下方,所述滤料清洗气管7的出气口向上设置,每一根所述滤料清洗气管7的进气口均通过一根进气管连接所述鼓风机的出风口,且每一根所述进气管上均安装有气管阀门。从而,随着多孔性颗粒状滤料4-2拦截雨污水中悬浮物的不断增加,雨污水通过多孔性颗粒状滤料4-2时受到的阻力也随之增大,将会导致过滤效率的降低,此时,通过打开鼓风机和气管阀门,使得滤料清洗气管7的出气口吹出的气流带动导流室4-1内的雨污水,即可实现对多孔性颗粒状滤料4-2的空气搅拌清洗,使得多孔性颗粒状滤料4-2拦截下的悬浮物被搅动脱离到雨污水中。
优选的:在所述导流室4-1内的雨污水液位升高至一定高度(优选为下述溢流堰5b的顶面标高)后,控制雨污水停止进入通过池1,待所述导流室4-1内的雨污水液位降低至所述U形汇流槽4-4的顶面标高以下时,启动所述鼓风机,并轮流打开各个所述气管阀门,能够提高对多孔性颗粒状滤料4-2的清洗效果,且一个滤料清洗气管7所对准的过滤通道4-1a进行多孔性颗粒状滤料4-2清洗工作时,其他滤料清洗气管7所对准的过滤通道4-1a仍然进行过滤工作,保证过滤处理的持续性。并且,推荐:在所述导流室4-1内的雨污水液位降低至导流室4-1的底面标高时,关闭所述鼓风机。
优选的:所述汇水渠5的端部伸出至所述进水稳定区1-1中,且所述汇水渠5的该端部设有溢流堰5b。从而,当遇到需要泄洪或其他雨污水流量特别大的情况,进入通过池1的雨污水可以无需过滤的直接越过溢流堰5b进入汇水渠5中,再经由过滤出水管6排走,以此加大排水量。
实施例二
在上述实施例一的基础上,本实施例二还采用了以下优选的实施方式:
所述通过池1的进水稳定区1-1、过滤区1-2和通过池排水区1-3沿去水方向Q依次相连;
所述调蓄池系统还包括进水渠8和接收池9;
所述接收池9划分为沿所述去水方向Q依次相连的接收池进水区9-1和接收池排水区9-2,该接收池9在接收池排水区9-2的底部位置经由安装有接收池排空阀10的接收池排空管11连通污水管网或污水处理厂;
所述进水渠8沿进水方向J划分为依次相连的通过池进水段8-1和N个接收池进水段8-2,N≥1;所述通过池进水段8-1与通过池1的进水稳定区1-1通过通过池进水堰1-1a相接;
并且,所述接收池9的接收池进水区9-1通过N-1道接收池廊道隔墙9-3分隔为N条接收池廊道9-1-1;所述N个接收池进水段8-2通过N面接收池进水堰9-1a与N条接收池廊道9-1-1相接;所述通过池进水堰1-1a的顶面标高高于任意一面所述接收池进水堰9-1a的顶面标高,所述N面接收池进水堰9-1a的顶面标高沿所述进水方向J逐面降低;例如:图1中分隔出两条接收池廊道9-1-1和两个接收池进水段8-2,它们分别通过第一接收池进水堰9-la1和第二接收池进水堰9-1a2相接,且第一接收池进水堰9-1a1的顶面标高高于第二接收池进水堰9-1a2的顶面标高。
从而,本发明的调蓄池系统的工作原理如下:
在调蓄池系统开始蓄水时,雨污水进入进水渠8,使得进水渠8中的雨污水液位逐渐升高;
当进水渠8中的雨污水液位升高至相应接收池进水堰9-1a的顶面标高时,进水渠8中的雨污水越过该接收池进水堰9-1a进入与该接收池进水堰9-1a对应的接收池廊道9-1-1内;例如:图1中,进水渠8中的雨污水液位在升高至第二接收池进水堰9-1a2的顶面标高时,越过第二接收池进水堰9-1a2流入与其相接的接收池廊道9-1-1内,待进水渠8中的雨污水液位在升高至第一接收池进水堰9-1a1的顶面标高时,还会同时越过第一接收池进水堰9-1a1流入到与其相接的接收池廊道9-1-1内;其中,接收池廊道隔墙9-3的高度可以根据需要设置;
当进水渠8中的雨污水液位继续升高至通过池进水堰1-1a的顶面标高时,接收池9内的雨污水达到设计蓄水量,进水渠8中的雨污水越过通过池进水堰1-1a流入到通过池1内。
因此,本发明能够进一步增强调蓄池系统对雨污水的存储、削峰功能,使得本发明能够适用于大水量雨污水进水的应用场景;并且,由于进水渠8的N个接收池进水段8-2通过N面接收池进水堰9-1a与接收池9的N条接收池廊道9-1-1相接,且N面接收池进水堰9-1a的顶面标高沿进水方向J逐面降低,使得本发明在面对雨污水进水水量较少的应用场景时,雨污水能够逐条填充接收池9的接收池廊道9-1-1,避免水量较少的雨污水进入接收池9后直接布满接收池进水区9-1所造成的利用接收池排空管11排水时难以将接收池9内的雨污水排干净的问题,有助于雨污水中的悬浮污染物更容易被冲刷排空;
而且,与采用重力沉淀式通过池的联合调蓄池比较,本发明的占地面积仅为的1/5左右,具有占地面积小的优点,可大大节省用地面积和建造成本,且本发明的通过池1与接收池9基本能够布设在同一水平面,不需要分成地下和地上结构,建设难度更低。
以上为本实施例二的基本实施方式,可以在该基本实施方式的基础上做进一步的优化、改进和限定:
优选的:所述调蓄池系统还包括进水总管12,该进水总管12连通所述进水渠8的通过池进水段8-1,被提升泵抽取的雨污水通过所述进水总管12流入所述进水渠8内,且所述提升泵需设置格栅;并且,所述进水渠8内安装有液位计,在所述进水渠8内的雨污水液位低于和高于所述通过池进水堰1-1a的顶面标高时,所述进水总管12的进水流量分别被控制为第一进水流量V1和第二进水流量V2,且第二进水流量V2小于第一进水流量V1。
优选的:所述进水渠8在通过池进水段8-1的上部位置设有通过池进水导流墙8-3,该通过池进水导流墙8-3与所述通过池进水段8-1的底面之间留有水流间隙8-3a。从而,进水渠8内的雨污向下流动穿过水流间隙8-3a再向上流动实现折流后,才会越过通过池进水堰1-1a流入到通过池1内,在起到了稳流作用的同时,还可以阻挡部分较大的漂浮杂物。
优选的:所述通过池排水区1-3和接收池排水区9-2均采用排水结构,该排水结构包括沿所述去水方向Q依次排列的第一倾斜面d1、引流槽道d2和第二倾斜面d3,所述第一倾斜面d1和第二倾斜面d3均向所述引流槽道d2倾斜,所述引流槽道d2连通排水槽道d4并朝向排水槽道d4倾斜;所述通过池排水区1-3的排水槽道d4连通所述通过池排空管3,所述接收池排水区9-2的排水槽道d4连通所述接收池排空管11。其中,所述第一倾斜面d1和第二倾斜面d3的坡度均优选为0.2,所述引流槽道d2的坡度优选为0.02。
实施例三
在上述实施例二的基础上,本实施例三还采用了以下优选的实施方式:
所述通过池1的进水稳定区1-1和过滤区1-2下部通过M-1道沿去水方向Q延伸的通过池廊道隔墙1-4分隔为M条通过池廊道1-1-1,M≥2;
所述进水渠8的底面为朝向所述通过池1和接收池9倾斜的坡面,所述进水渠8的通过池进水段8-1对应M条通过池廊道1-1-1划分为M个通过池进水分段8-1-1,相邻两个所述通过池进水分段8-1-1之间、相邻两个所述接收池进水段8-2之间、相邻的通过池进水分段8-1-1与接收池进水段8-2之间均设有位于所述进水渠8下部位置的进水渠隔墙8a,以将所述进水渠8的下部分隔为N+M个冲洗水室8b;
并且,所述通过池进水堰1-1a的下部位置对应每一个位于通过池进水段8-1的冲洗水室8b均安装有一个冲洗闸门13,且每一面所述接收池进水堰9-1a的下部位置均安装有一个冲洗闸门13。
从而,通过池1和接收池9内的雨污水排放至最低液位后,通过打开一个冲洗闸门13,释放对应冲洗水室8b内的雨污水蓄水进入对应的通过池廊道1-1-1或接收池廊道9-1-1,即可对相应廊道的底部进行冲洗。
按以下测试条件,对本发明与仅设置所述接收池9的调蓄池方案进行比较,能够得到以下测试结果:
处理效果测试条件:
①以合流制溢流雨污水悬浮物(SS)负荷消减率作为处理效果评价指标;
②接收池对SS负荷消减率为100%(假设接收池内污水全部送至污水处理厂进行处理);
③具有快速过滤功能的通过池对SS负荷消减率按60%考虑;
④测试所使用的原水SS负荷为某城市合流制排水系统雨季溢流雨污水的实测数据(降雨强度为小雨,溢流时长超过5小时,取样点为污水处理厂进水井);
⑤假设合流制溢流持续时长超过5h,负荷消减率计算以溢流5h的总溢流负荷为基数;
⑥举例,仅设置接收池的调蓄池方案的有效池容为10,000m3,设8条廊道,调蓄进水流量为9,000m3/h;
⑦举例,联合调蓄池方案的调蓄池外尺寸、深度和总容积等参数与图1一致,其中4条廊道作为通过池,共设12组过滤模块,通过池进水流量为6000m3/h。
处理效果测试结果:
如图6、图7所示,在以上处理效果测试条件下,仅设置接收池时,悬浮物(SS)负荷消减率测试值为20.7%,而具有快速过滤功能的联合调蓄池的悬浮物(SS)负荷消减率测试值为45.2%,污染负荷消减率大幅提高。
如果将快速过滤模块数量增加至18组,通过池进水流量为9,000m3/h,则悬浮物(SS)负荷消减率测试值为62.7%,如图8所示。
由此可见,在不增加占地面积的情况下,本发明与仅设接收池9的调蓄池方案比较,本发明可大幅提升污染负荷的消减率,有效减少溢流污染。
采用本发明的调蓄池系统,在相同设计水量和获得相当的污染物消减率情况下,占地面积仅为采用重力沉淀式通过池的联合调蓄池的1/5左右,可大大节省用地面积和建造成本,技术对比如下表所示:
本发明不局限于上述具体实施方式,根据上述内容,按照本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本发明上述基本技术思想前提下,本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更,均落在本发明的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种具有快速过滤功能的调蓄池系统,包括通过池(1),该通过池(1)划分为依次相连的进水稳定区(1-1)、过滤区(1-2)和通过池排水区(1-3),且该通过池(1)在通过池排水区(1-3)的底部位置经由安装有通过池排空阀(2)的通过池排空管(3)连通污水管网或污水处理厂;
其特征在于:
所述通过池(1)内设置有快速过滤单元(4)和汇水渠(5);
所述汇水渠(5)的侧壁设有多个位于同一水平面的汇水渠进水口(5a),且所述汇水渠(5)经由过滤出水管(6)连通受纳水体;
所述快速过滤单元(4)设置在所述过滤区(1-2)的上部位置,包含:被所述汇水渠(5)贯穿且下端敞口的导流室(4-1),该导流室(4-1)内放置有密度小于水的多孔性颗粒状滤料(4-2)并安装有用于阻挡多孔性颗粒状滤料(4-2)向下掉落的滤料支撑网(4-3);并且,所述导流室(4-1)内对应每一个所述汇水渠进水口(5a)设有一个支流构造,该支流构造位于所述滤料支撑网(4-3)的上方并连接在所述导流室(4-1)的内壁与汇水渠(5)的外壁之间,且相邻两个支流构造之间留出有过滤通道(4-1a);所述支流构造由U形汇流槽(4-4)和滤料挡网(4-5)组成,所述U形汇流槽(4-4)的开口朝上,且所述U形汇流槽(4-4)的槽道端部与所对应的汇水渠进水口(5a)连通,所述滤料挡网(4-5)用于阻挡多孔性颗粒状滤料(4-2)进入U形汇流槽(4-4)的槽道内。
2.根据权利要求1所述具有快速过滤功能的调蓄池系统,其特征在于:所述调蓄池系统还包括滤料清洗装置,该滤料清洗装置设有鼓风机和多根滤料清洗气管(7),所述滤料清洗气管(7)位于所述导流室(4-1)内并位于所述滤料支撑网(4-3)的下方,所述滤料清洗气管(7)的出气口向上设置,每一根所述滤料清洗气管(7)的进气口均通过一根进气管连接所述鼓风机的出风口,且每一根所述进气管上均安装有气管阀门。
3.根据权利要求1所述具有快速过滤功能的调蓄池系统,其特征在于:所述汇水渠(5)的端部伸出至所述进水稳定区(1-1)中,且所述汇水渠(5)的该端部设有溢流堰(5b)。
4.根据权利要求1至3任意一项所述具有快速过滤功能的调蓄池系统,其特征在于:所述通过池(1)的进水稳定区(1-1)、过滤区(1-2)和通过池排水区(1-3)沿去水方向(Q)依次相连;
所述调蓄池系统还包括进水渠(8)和接收池(9);
所述接收池(9)划分为沿所述去水方向(Q)依次相连的接收池进水区(9-1)和接收池排水区(9-2),该接收池(9)在接收池排水区(9-2)的底部位置经由安装有接收池排空阀(10)的接收池排空管(11)连通污水管网或污水处理厂;
所述进水渠(8)沿进水方向(J)划分为依次相连的通过池进水段(8-1)和N个接收池进水段(8-2),N≥1;所述通过池进水段(8-1)与通过池(1)的进水稳定区(1-1)通过通过池进水堰(1-1a)相接;
并且,所述接收池(9)的接收池进水区(9-1)通过N-1道接收池廊道隔墙(9-3)分隔为N条接收池廊道(9-1-1);所述N个接收池进水段(8-2)通过N面接收池进水堰(9-1a)与N条接收池廊道(9-1-1)相接;所述通过池进水堰(1-1a)的顶面标高高于任意一面所述接收池进水堰(9-la)的顶面标高,所述N面接收池进水堰(9-1a)的顶面标高沿所述进水方向(J)逐面降低。
5.根据权利要求4所述具有快速过滤功能的调蓄池系统,其特征在于:所述调蓄池系统还包括进水总管(12),该进水总管(12)连通所述进水渠(8)的通过池进水段(8-1),被提升泵抽取的雨污水通过所述进水总管(12)流入所述进水渠(8)内;并且,所述进水渠(8)内安装有液位计,在所述进水渠(8)内的雨污水液位低于和高于所述通过池进水堰(1-la)的顶面标高时,所述进水总管(12)的进水流量分别被控制为第一进水流量V1和第二进水流量V2,且第二进水流量V2小于第一进水流量V1。
6.根据权利要求4所述具有快速过滤功能的调蓄池系统,其特征在于:所述进水渠(8)在通过池进水段(8-1)的上部位置设有通过池进水导流墙(8-3),该通过池进水导流墙(8-3)与所述通过池进水段(8-1)的底面之间留有水流间隙(8-3a)。
7.根据权利要求4所述具有快速过滤功能的调蓄池系统,其特征在于:所述通过池排水区(1-3)和接收池排水区(9-2)均采用排水结构,该排水结构包括沿所述去水方向(Q)依次排列的第一倾斜面(d1)、引流槽道(d2)和第二倾斜面(d3),所述第一倾斜面(d1)和第二倾斜面(d3)均向所述引流槽道(d2)倾斜,所述引流槽道(d2)连通排水槽道(d4)并朝向排水槽道(d4)倾斜;所述通过池排水区(1-3)的排水槽道(d4)连通所述通过池排空管(3),所述接收池排水区(9-2)的排水槽道(d4)连通所述接收池排空管(11)。
8.根据权利要求4所述具有快速过滤功能的调蓄池系统,其特征在于:所述通过池(1)的进水稳定区(1-1)和过滤区(1-2)下部通过M-1道沿去水方向(Q)延伸的通过池廊道隔墙(1-4)分隔为M条通过池廊道(1-1-1),M≥2;
所述进水渠(8)的底面为朝向所述通过池(1)和接收池(9)倾斜的坡面,所述进水渠(8)的通过池进水段(8-1)对应M条通过池廊道(1-1-1)划分为M个通过池进水分段(8-1-1),相邻两个所述通过池进水分段(8-1-1)之间、相邻两个所述接收池进水段(8-2)之间、相邻的通过池进水分段(8-1-1)与接收池进水段(8-2)之间均设有位于所述进水渠(8)下部位置的进水渠隔墙(8a),以将所述进水渠(8)的下部分隔为N+M个冲洗水室(8b);
并且,所述通过池进水堰(1-1a)的下部位置对应每一个位于通过池进水段(8-1)的冲洗水室(8b)均安装有一个冲洗闸门(13),且每一面所述接收池进水堰(9-1a)的下部位置均安装有一个冲洗闸门(13)。
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