城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制的裝置、方法和用途的製作方法
2023-06-10 11:34:16 2
專利名稱：城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制的裝置、方法和用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及資源環境技術領域，具體的說是一種城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制的裝置、方法和用途。
背景技術：
城市面源汙染嚴重汙染城市排水收納水體的水質，影響受納水體的水生生物、造成水體富營養化、破壞水體景觀美感及潛在威脅人類健康。在合流制排水體制下，它以合流水溢流的形式表現出來；在分流制中，以雨水徑流排放的形式表現出來。其排放和汙染過程具有以下特點
⑴汙染主要受城市水文循環過程(主要為降雨及降雨形成徑流過程)的影響和支配，發生具有隨機性；
⑵汙染的範圍與地質地理條件和城市發展狀況(土地利用方式、人口密度等)相關，汙染負荷的時間變化和空間變化幅度大；
⑶汙染物的組成相當複雜，主要受關注的汙染物為病原體、耗氧物質、營養物、有毒物質、TSS、懸浮顆粒物等。此溢流和汙染具有隨機性大、形成機理模糊、潛伏性強、滯後發生和管理控制難度大的特點。為解決合流制排水系統溢流和城市面源汙染排放的問題，可採用設置截流、調蓄等措施。截流的方法，就是設置截流倍數 >0，即使截汙主幹管的通水能力和受納的汙水處理廠的處理能力超過旱流流量，超量的倍數的合流汙水能夠得以轉輸和處理。這是廣泛採用的方法之一，我國現行的《室外排水設計規範》也採用這一方法。雨水調蓄池作為近20年發達國家用來控制汙染與排澇矛盾的有效措施之一，也適用較為廣泛。它除了可以削減雨天峰值流量外，還可消除和減少排水管道的堵塞，提高入汙水廠水質(WEF/ASCE，1992)。傳統的截流是通過提高主幹管的通水能力和汙水處理能力實現，而調蓄通過庫容實現。
發明內容
本發明的目的是通過對傳統的調蓄池進行構形、進出水形式及配套設施的變更， 實現調蓄庫容和預處理功能合一，即單套系統實現城市合流汙水或雨水徑流的調蓄量和截流倍數的提升的裝置、方法和用途。一種城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制的方法，其步驟如下
⑴將城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制裝置設置於地下，其表面覆蓋綠化植物； ⑵雨量較小、徑流量較少時，合流汙水或雨水徑流全部通過進水裝置進入調蓄處理池，沉澱，繼而經汙泥提升裝置提升轉輸至處理設施處理；雨量大，但降雨強度不大時，合流汙水或雨水徑流通過進水裝置進入調蓄處理池，經預處理後轉輸至汙水處理設施處理，其截留的汙染物以汙泥的形式轉輸至汙泥處理設施處理；雨量大、徑流量較大時，合流汙水或雨水徑流通過進水裝置進入調蓄處理池，部分合流汙水或雨水徑流通過預處理後轉輸至汙水處理設施處理，剩餘部分經預處理後由出水裝置後排放，截留的汙染物以汙泥的形式轉輸至汙泥處理設施處理。因規模、用地等因素，可採用多組並聯設置和運行。用於合流汙水時，有效庫容一般按設計預處理量30min ISOmin設置；用於雨水徑流時，有效庫容一般按設計預處理量15min 120min設置。一種城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制裝置，包括調蓄處理池1、進水裝置 2、調蓄出水裝置3、預處理出水裝置4和汙泥提升裝置5，所述進水裝置2通過進水管渠11 和調蓄處理池1相連通，所述調蓄出水裝置3通過調蓄出水管13和調蓄處理池1底部相連通，所述預處理出水裝置4的進口與調蓄處理池1的出水堰9相連通，所述汙泥提升裝置5 的頂端位於調蓄處理池1的檢修井8井口，所述汙泥提升裝置5的底端位於調蓄處理池1 的泥鬥7內。所述調蓄處理池1，包括調蓄處理主體6，調蓄處理主體6底部一側設置有凹陷的泥鬥7，調蓄處理主體6上部對應泥鬥7處設置有檢修井8，調蓄處理主體6中部一側設置有出水堰9，調蓄處理主體6底部還設置有刮泥機10。所述進水裝置2，包括進水管渠11，所述進水管渠11中部設置有進水閘閥12。所述調蓄出水裝置3，包括調蓄出水管13，所述調蓄出水管13中部設置有提升泵 14。所述預處理出水裝置4，包括預處理出水管15，中間設預處理出水控制閘或閥 16，進口與調蓄處理池1的出水堰9相連。所述汙泥提升裝置5，包括汙泥提升豎管18，壓縮空氣進氣管17和汙泥提升豎管 18底部相連通，壓縮空氣進氣管17進氣端和空氣壓縮機相連，汙泥輸送管19和汙泥提升豎管18的出口端相連通。一種城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制的方法和裝置的用途，可用於合流制排水系統改造、分流制排水系統提升改造、合流及分流混流系統搭接改造等。用於合流汙水經截流進入截流主幹管時，可減少傳統合流制排水系統的溢流汙染、提升其截汙效能；用於合流管接入分流制幹管時，可避免傳統合流管接入分流管降低截流效率；用於傳統分流制排水系統時，可通過對雨水徑流汙染物的截留，填補傳統分流系統對城市面源汙染截留的空白；用於分流管接入合流主幹管時，可最大限度利用合流主幹管的輸送餘量，提升汙染物的總截留率。本發明城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制的裝置、方法和用途的優點是在單套系統中實現調蓄庫容和預處理功能合一，即單套系統實現城市合流汙水或雨水徑流的調蓄量和截流倍數的提升；相對於傳統調蓄池，造價僅增加10% 30%，而同時相當於增加了截流倍數 =1 3的汙染物攔截量，一般相當於增加汙染物截留量50% 100%以上；部分汙染物以汙泥形式排出，實現了預處理能力或降低汙水處理廠的雨季負荷。主體地下式構造，上部除檢修口外，均覆土綠化，可作為公共綠地使用；可用於傳統排水系統提升雨季的汙染物截留能力，實現包括合流制、分流制或混流制排水系統在內的改造升級。
圖1為一種城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制裝置的結構示意圖。
具體實施例方式實施例一
一種城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制的方法，其步驟如下 ⑴將城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制裝置設置於地下，其表面覆蓋綠化植物； ⑵雨量較小、徑流量較少時，合流汙水或雨水徑流全部通過進水裝置進入調蓄處理池， 沉澱，繼而經汙泥提升裝置提升轉輸至處理設施處理；雨量大，但降雨強度不大時，合流汙水或雨水徑流通過進水裝置進入調蓄處理池，經預處理後轉輸至汙水處理設施處理，其截留的汙染物以汙泥的形式轉輸至汙泥處理設施處理；雨量大、徑流量較大時，合流汙水或雨水徑流通過進水裝置進入調蓄處理池，部分合流汙水或雨水徑流通過預處理後轉輸至汙水處理設施處理，剩餘部分經預處理後由出水裝置後排放，截留的汙染物以汙泥的形式轉輸至汙泥處理設施處理。根據圖1所示，一種城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制裝置，包括調蓄處理池1、進水裝置2、調蓄出水裝置3、預處理出水裝置4和汙泥提升裝置5，所述進水裝置2通過進水管渠11和調蓄處理池1相連通，所述調蓄出水裝置3通過調蓄出水管13和調蓄處理池1底部相連通，所述預處理出水裝置4的進口與調蓄處理池1的出水堰9相連通，所述汙泥提升裝置5的頂端位於調蓄處理池1的檢修井8井口，所述汙泥提升裝置5的底端位於調蓄處理池1的泥鬥7內。所述調蓄處理池1，包括調蓄處理主體6，調蓄處理主體6底部一側設置有凹陷的泥鬥7，調蓄處理主體6上部對應泥鬥7處設置有檢修井8，調蓄處理主體6中部一側設置有出水堰9，調蓄處理主體6底部還設置有刮泥機10。所述進水裝置2，包括進水管渠11，所述進水管渠11中部設置有進水閘閥12。所述調蓄出水裝置3，包括調蓄出水管13，所述調蓄出水管13中部設置有提升泵 14。所述預處理出水裝置4，包括預處理出水管15，中間設預處理出水控制閘或閥 16，進口與調蓄處理池1的出水堰9相連。所述汙泥提升裝置5，包括汙泥提升豎管18，壓縮空氣進氣管17和汙泥提升豎管 18底部相連通，壓縮空氣進氣管17進氣端和空氣壓縮機相連，汙泥輸送管19和汙泥提升豎管18的出口端相連通。處理較為平坦的區域402hm2匯集的合流汙水，採用城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制的裝置一套，其中調蓄處理池平面尺寸64. 60mX49. 70m，有效水深3. 50m,內設 B=12. OOm廊道4道。設進水裝置、調蓄出水裝置、預處理出水裝置各自合併為1套，汙泥提升裝置4套。除局部設置不鏽鋼欄杆外，均為城市公園的公共綠地。實施例二
一種城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制的方法，其步驟如下⑴將城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制裝置設置於地下，其表面覆蓋綠化植物； ⑵雨量較小、徑流量較少時，合流汙水或雨水徑流全部通過進水裝置進入調蓄處理池， 沉澱，繼而經汙泥提升裝置提升轉輸至處理設施處理；雨量大，但降雨強度不大時，合流汙水或雨水徑流通過進水裝置進入調蓄處理池，經預處理後轉輸至汙水處理設施處理，其截留的汙染物以汙泥的形式轉輸至汙泥處理設施處理；雨量大、徑流量較大時，合流汙水或雨水徑流通過進水裝置進入調蓄處理池，部分合流汙水或雨水徑流通過預處理後轉輸至汙水處理設施處理，剩餘部分經預處理後由出水裝置後排放，截留的汙染物以汙泥的形式轉輸至汙泥處理設施處理。根據圖1所示，一種城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制裝置，包括調蓄處理池1、進水裝置2、調蓄出水裝置3、預處理出水裝置4和汙泥提升裝置5，所述進水裝置2通過進水管渠11和調蓄處理池1相連通，所述調蓄出水裝置3通過調蓄出水管13和調蓄處理池1底部相連通，所述預處理出水裝置4的進口與調蓄處理池1的出水堰9相連通，所述汙泥提升裝置5的頂端位於調蓄處理池1的檢修井8井口，所述汙泥提升裝置5的底端位於調蓄處理池1的泥鬥7內。所述調蓄處理池1，包括調蓄處理主體6，調蓄處理主體6底部一側設置有凹陷的泥鬥7，調蓄處理主體6上部對應泥鬥7處設置有檢修井8，調蓄處理主體6中部一側設置有出水堰9，調蓄處理主體6底部還設置有刮泥機10。所述進水裝置2，包括進水管渠11，所述進水管渠11中部設置有進水閘閥12。所述調蓄出水裝置3，包括調蓄出水管13，所述調蓄出水管13中部設置有提升泵 14。所述預處理出水裝置4，包括預處理出水管15，中間設預處理出水控制閘或閥 16，進口與調蓄處理池1的出水堰9相連。所述汙泥提升裝置5，包括汙泥提升豎管18，壓縮空氣進氣管17和汙泥提升豎管 18底部相連通，壓縮空氣進氣管17進氣端和空氣壓縮機相連，汙泥輸送管19和汙泥提升豎管18的出口端相連通。處理地面高差較大的區域13hm2匯集的雨水徑流，採用城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制的裝置一套，其中調蓄處理池有效容積2000m3，平面尺寸16. 20mX38. 80m，有效水深3. 50m,內設B=7. 50m廊道2道。設進水裝置、調蓄出水裝置、預處理出水裝置各自合併為1套，汙泥提升裝置2套。除局部設置不鏽鋼欄杆外，均為供居民休憩的公共綠地。實施例三
一種城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制的方法，其步驟如下 ⑴將城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制裝置設置於地下，其表面覆蓋綠化植物； ⑵雨量較小、徑流量較少時，合流汙水或雨水徑流全部通過進水裝置進入調蓄處理池， 沉澱，繼而經汙泥提升裝置提升轉輸至處理設施處理；雨量大，但降雨強度不大時，合流汙水或雨水徑流通過進水裝置進入調蓄處理池，經預處理後轉輸至汙水處理設施處理，其截留的汙染物以汙泥的形式轉輸至汙泥處理設施處理；雨量大、徑流量較大時，合流汙水或雨水徑流通過進水裝置進入調蓄處理池，部分合流汙水或雨水徑流通過預處理後轉輸至汙水處理設施處理，剩餘部分經預處理後由出水裝置後排放，截留的汙染物以汙泥的形式轉輸至汙泥處理設施處理。
根據圖1所示，一種城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制裝置，包括調蓄處理池1、進水裝置2、調蓄出水裝置3、預處理出水裝置4和汙泥提升裝置5，所述進水裝置2通過進水管渠11和調蓄處理池1相連通，所述調蓄出水裝置3通過調蓄出水管13和調蓄處理池1底部相連通，所述預處理出水裝置4的進口與調蓄處理池1的出水堰9相連通，所述汙泥提升裝置5的頂端位於調蓄處理池1的檢修井8井口，所述汙泥提升裝置5的底端位於調蓄處理池1的泥鬥7內。所述調蓄處理池1，包括調蓄處理主體6，調蓄處理主體6底部一側設置有凹陷的泥鬥7，調蓄處理主體6上部對應泥鬥7處設置有檢修井8，調蓄處理主體6中部一側設置有出水堰9，調蓄處理主體6底部還設置有刮泥機10。所述進水裝置2，包括進水管渠11，所述進水管渠11中部設置有進水閘閥12。所述調蓄出水裝置3，包括調蓄出水管13，所述調蓄出水管13中部設置有提升泵 14。所述預處理出水裝置4，包括預處理出水管15，中間設預處理出水控制閘或閥 16，進口與調蓄處理池1的出水堰9相連。所述汙泥提升裝置5，包括汙泥提升豎管18，壓縮空氣進氣管17和汙泥提升豎管 18底部相連通，壓縮空氣進氣管17進氣端和空氣壓縮機相連，汙泥輸送管19和汙泥提升豎管18的出口端相連通。處理地面高差約0. 5%的區域50hm2匯集水，現狀為合流制排水系統，計劃改造為分流制。採用城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制的裝置一套，先按合流制運行，收集、 調蓄並預處理合流汙水；分流制改造完成後收集、調蓄並預處理雨水徑流。裝置中調蓄處理池有效容積3500m3，平面尺寸25. 40m X 39. 30m,有效水深3. 80m,內設B=8. OOm廊道3道。 設進水裝置、調蓄出水裝置、預處理出水裝置各自合併為1套，汙泥提升裝置3套。除局部設置不鏽鋼欄杆外，均為供居民休憩的公共綠地。本發明不限於以上實施例，可以根據所在區域氣候及地貌特徵、排水區域形狀及系統特徵、來水的水質、水量等，實現多個不同實施例。
權利要求
1.一種城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制裝置，其特徵在於包括調蓄處理池 ⑴、進水裝置⑵、調蓄出水裝置⑶、預處理出水裝置⑷和汙泥提升裝置(5)，所述進水裝置⑵ 通過進水管渠(U)和調蓄處理池⑴相連通，所述調蓄出水裝置⑶通過調蓄出水管(13)和調蓄處理池⑴底部相連通，所述預處理出水裝置⑷的進口與調蓄處理池⑴的出水堰⑶相連通，所述汙泥提升裝置(5)的頂端位於調蓄處理池⑴的檢修井(8)井口，所述汙泥提升裝置(5)的底端位於調蓄處理池⑴的泥鬥⑵內。
2.根據權利要求1所述的城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制裝置，其特徵在於 所述調蓄處理池⑴，包括調蓄處理主體(6)，調蓄處理主體(6)底部一側設置有凹陷的泥鬥 ⑵，調蓄處理主體(6)上部對應泥鬥(7)處設置有檢修井(8)，調蓄處理主體(6)中部一側設置有出水堰⑶，調蓄處理主體(6)底部還設置有刮泥機(10)。
3.根據權利要求1所述的城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制裝置，其特徵在於 所述進水裝置⑵，包括進水管渠(11)，所述進水管渠(11)中部設置有進水間閥(12)。
4.根據權利要求1所述的城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制裝置，其特徵在於 所述調蓄出水裝置⑶，包括調蓄出水管(13)，所述調蓄出水管(13)中部設置有提升泵(14)。
5.根據權利要求1所述的城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制裝置，其特徵在於 所述預處理出水裝置⑷，包括預處理出水管(15)，中間設預處理出水控制間或閥(16)，進口與調蓄處理池⑴的出水堰⑶相連。
6.根據權利要求1所述的城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制裝置，其特徵在於 所述汙泥提升裝置(5)，包括汙泥提升豎管側，壓縮空氣進氣管(17)和汙泥提升豎管(18)底部相連通，壓縮空氣進氣管(17)進氣端和空氣壓縮機相連，汙泥輸送管(19)和汙泥提升豎管(18)的出口端相連通。
7.根據權利要求1所述的控制裝置的城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制方法，其特徵在於其步驟如下⑴將城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制裝置設置於地下，其表面覆蓋綠化植物；⑵雨量較小、徑流量較少時，合流汙水或雨水徑流全部通過進水裝置進入調蓄處理池， 沉澱，繼而經汙泥提升裝置提升轉輸至處理設施處理；雨量大，但降雨強度不大時，合流汙水或雨水徑流通過進水裝置進入調蓄處理池，經預處理後轉輸至汙水處理設施處理，其截留的汙染物以汙泥的形式轉輸至汙泥處理設施處理；雨量大、徑流量較大時，合流汙水或雨水徑流通過進水裝置進入調蓄處理池，部分合流汙水或雨水徑流通過預處理後轉輸至汙水處理設施處理，剩餘部分經預處理後由出水裝置後排放，截留的汙染物以汙泥的形式轉輸至汙泥處理設施處理。
8.根據權利要求1或7所述的控制裝置、控制方法的用途，其特徵在於可用於合流制排水系統改造、分流制排水系統提升改造、合流及分流混流系統搭接改造。
全文摘要
一種城市合流汙水溢流和雨水徑流汙染控制的裝置、方法和用途，其裝置包括調蓄處理池⑴、進水裝置⑵、調蓄出水裝置⑶、預處理出水裝置⑷和汙泥提升裝置⑸，所述進水裝置⑵、調蓄出水裝置⑶分別通過進水管渠⑾、調蓄出水管⒀和調蓄處理池⑴相連通，所述預處理出水裝置⑷的進口與調蓄處理池⑴的出水堰⑼相連通，所述汙泥提升裝置⑸的頂端位於調蓄處理池⑴的檢修井⑻井口，所述汙泥提升裝置⑸的底端位於調蓄處理池1的泥鬥⑺內。其優點是單套系統實現城市合流汙水或雨水徑流的調蓄量和截流倍數的提升；相對於傳統調蓄池，造價僅增加10%～30%，而同時相當於增加了截流倍數n0=1～3的汙染物攔截量，一般相當於增加汙染物截留量50%～100%以上。
文檔編號E03F1/00GK102220783SQ201110093448
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月14日 優先權日2011年4月14日
發明者何飛, 張懷宇, 李樹苑, 陳才高 申請人:中國市政工程中南設計研究總院