一种管网高水位运行工况下的控源截污系统
阅读说明：本技术 一种管网高水位运行工况下的控源截污系统 (Control source sewage intercepting system under high water level operation working condition of pipe network ) 是由 胡和平 施晔 肖许沐 陈德业 闫超 于 2021-08-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及市政工程技术领域,具体涉及一种管网高水位运行工况下的控源截污系统,包括内部中空且内部设有隔墙的截流井,所述隔墙将所述截流井分为截流室和溢流室,所述截流室的侧壁连接有合流管和截流管,所述截流管的管底高程低于所述合流管的管底高程,所述溢流室的侧壁连接有溢流管；所述隔墙的下端部开设有溢流孔,所述截流室和所述溢流室通过所述溢流孔连通,所述溢流孔处设置有挡水闸门,所述挡水闸门通过驱动装置控制上下移动以实现所述溢流孔的开闭；所述截流井外设置有雨量计,所述截流室内和所述溢流室内均设置有液位计,所述雨量计、所述液位计和所述驱动装置均电连接有控制系统。(The invention relates to the technical field of municipal engineering, in particular to a source control sewage interception system under a pipe network high-water-level operation working condition, which comprises an intercepting well which is hollow inside and is internally provided with a partition wall, wherein the intercepting well is divided into an intercepting chamber and an overflow chamber by the partition wall, the side wall of the intercepting chamber is connected with a confluence pipe and an intercepting pipe, the elevation of the bottom of the intercepting pipe is lower than that of the bottom of the confluence pipe, and the side wall of the overflow chamber is connected with an overflow pipe; the lower end part of the partition wall is provided with an overflow hole, the interception chamber is communicated with the overflow chamber through the overflow hole, a water retaining gate is arranged at the overflow hole, and the water retaining gate is controlled to move up and down through a driving device so as to realize the opening and closing of the overflow hole; the intercepting well is externally provided with a rain gauge, the intercepting chamber and the overflow chamber are internally provided with liquid level meters, and the rain gauge, the liquid level meters and the driving device are all electrically connected with a control system.)
技术领域
本发明涉及市政工程技术领域，具体涉及一种管网高水位运行工况下的控源截污系统。
背景技术
排水系统是城市基础设施建设的重要组成部分，其完善程度影响着城市的污水处理和污染控制，受经济发展水平的影响，我国城市排水系统主要以合流制排水系统为主。由于城镇化进程中所积累的城镇建设不合理、市政基础设施不匹配等问题，我国水环境呈逐年恶化的趋势，已成为经济社会发展的制约因素。近年来，随着国家对生态环境保护的重视，各级政府大力整治黑臭水体，但由于时间紧、任务重，普遍采用末端截流式截污的方法，沿河敷设截污管网，以将旱流污水和初期雨水截流至污水系统，减少入河污染物，改善河道水质。
但是地下管网建设时间长久、拓扑关系不明、现状底数不清、质量参差不齐，大量地表水会进入污水系统，不仅降低了污水浓度，还增加了“污水量”，挤占了污水系统空间，导致污水系统普遍高水位运行，地势较低的河网地区尤其严重。污水系统的高水位运行不仅使得污水无法排入污水系统，还会导致污水大量溢流排入河道，给河道造成严重污染。现有技术CN201810471263虽然公开了一种截污、排涝、防倒灌以及精细化计量于一体的防倒灌的合流制截流溢流排放系统，但是：其一，其没有考虑污水系统高水位运行工况，不能阻止高水位工况下的污水溢流进入河道等地表水中，从而造成地表水污染；其二，其没有考虑滨海地区受潮汐影响，地表水位周期性涨落的情况，在污水系统高水位工况下，地表水位的周期性涨落会使得控制系统判断失误，从而启动排涝程序将污水经排涝泵排入河道等地表水中，造成地表水的污染；其三，其虽然考虑了旱天和雨天的工况，但是并没有详细分析雨量对系统的影响，并且没有详细分析旱天和雨天不同污水量对系统的影响。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种管网高水位运行工况下的控源截污系统，防止地表水倒灌和污水溢流，改善黑臭水体治理效果。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
提供一种管网高水位运行工况下的控源截污系统，包括内部中空且内部设有隔墙的截流井，所述隔墙将所述截流井分为截流室和溢流室，所述截流室的侧壁连接有用于向截流室内引入合流雨污水的合流管和将截流室内的合流雨污水排出至污水处理厂的截流管，所述截流管的管底高程低于所述合流管的管底高程，所述溢流室的侧壁连接有外通地表水的溢流管；
所述隔墙的下端部开设有溢流孔，所述截流室和所述溢流室通过所述溢流孔连通，所述溢流孔处设置有挡水闸门，所述挡水闸门通过驱动装置控制上下移动以实现所述溢流孔的开闭；
所述截流井外设置有雨量计，所述截流室内和所述溢流室内均设置有液位计，所述雨量计、所述液位计和所述驱动装置均电连接有控制系统。
上述技术方案中，所述截流室的底部设置有截流槽，所述截流管顺接所述截流槽并从所述截流室的侧壁穿出，截流槽的设置便于经合流管进入截流室的合流雨污水优先聚集在截流槽，并经截流管排出。
上述技术方案中，所述截流管的管底高程与所述截流槽的槽底高程相同，且均低于所述合流管的管底高程。
上述技术方案中，所述溢流管的管底高程和所述溢流孔的孔底高程均不高于所述合流管的管底高程。
上述技术方案中，所述溢流孔的截面面积不小于所述合流管的截面面积。
上述技术方案中，所述驱动装置为液压启闭机、电动启闭机或手摇式启闭机。
上述技术方案中，所述液位计为超声波液位计或投入式液位计。
上述技术方案中，所述截流室和所述溢流室均通过井座连通地面，所述井座上盖设有井盖。
上述技术方案中，所述截流室和所述溢流室的内侧壁上均设有爬梯，所述爬梯位于所述井座的下方。
上述技术方案中，所述挡水闸门位于所述截流室内，且所述截流室的底部设有容置槽，所述挡水闸门能够放置于所述容置槽。
本发明的有益效果：
本发明的一种管网高水位运行工况下的控源截污系统，在污水系统高水位运行工况下，由于设置有溢流孔、挡水闸门、雨量计和两个液位计，能够根据雨量计和两个液位计的检测数据，由控制系统正确控制挡水闸门对溢流孔的开启和关闭，既能够避免污水系统高水位运行工况下的合流雨污水通过溢流管排入地表水中，污染地表水水质，也能够防止地表水在周期性涨落的过程中倒灌进入截流室内，从而达到了在污水系统高水位运行工况下的正向防止地表水倒灌、反向阻止合流雨污水溢流的效果。
附图说明
图1为实施例中控源截污系统的俯视视角的长度方向的剖视图。
图2为图1中A-A剖面图。
图3为图1中B-B剖面图。
图4为图1中C-C剖面图。
附图标记：
截流井1，隔墙2，溢流孔21，挡水闸门22，截流室3，合流管31，截流管32，截流槽33，溢流室4，溢流管41，驱动装置5，雨量计6，合流雨污水液位计71，地表水液位计72，控制系统8，井座9，井盖10，爬梯11，容置槽12。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。然而应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例的一种管网高水位运行工况下的控源截污系统，如图1和图2所示，包括内部中空且内部设有隔墙2的截流井1，隔墙2将截流井1分为截流室3和溢流室4，隔墙2的下端部开设有溢流孔21，截流室3和溢流室4通过溢流孔21连通，溢流孔21位于截流室3的一侧设置有挡水闸门22，挡水闸门22通过驱动装置5控制上下移动以实现溢流孔21的开闭。
进一步地，挡水闸门22位于截流室3内，且截流室3的底部设有容置槽12，挡水闸门22能够放置于容置槽12。
如图2和图3所示，截流室3的侧壁连接有用于向截流室3内引入合流雨污水的合流管31和将截流室3内的合流雨污水排出至污水处理厂的截流管32，截流室3的底部设置有截流槽33，截流管32顺接截流槽33并从截流室3的侧壁穿出，截流槽33的设置有利于经合流管31进入截流室3的合流雨污水优先聚集在截流槽33，便于合流雨污水经截流管32排出。为了更好地方便合流雨污水的排出，本实施例中截流管32的管底高程与截流槽33的槽底高程相同，且均低于合流管31的管底高程。
本实施例中，溢流孔21的截面面积不小于合流管31的截面面积，目的是当暴雨天气中截流室3内合流雨污水严重超出警戒水位线时，方便一部分合流雨污水经溢流孔21进入溢流室4，然后通过溢流管41排入江河等地表水中，防止内涝。
如图2和图4所示，溢流室4的侧壁连接有外通地表水的溢流管41，为了避免引起内涝，溢流管41的管底高程和溢流孔21的管底高程均不高于合流管31的管底高程。
为了准确控制溢流孔21的开闭，如图2所示，截流井1外设置有用于实时检测雨量数据的雨量计6，截流室3内设置有实时检测合流雨污水水位高度的合流雨污水液位计71，溢流室4内设置有实时检测地表水位高度的地表水液位计72，雨量计6、合流雨污水液位计71、地表水液位计72和驱动装置5均与控制系统8电连接。本实施例中，驱动装置5可以选择为为液压启闭机、电动启闭机、手摇式启闭机或其他任意可实现此功能的驱动装置5，合流雨污水液位计71和地表水液位计72可选择为超声波液位计、投入式液位计或其他任意可实现此功能的液位计。
为了方便对截流井1的检修和管理，如图2所示，截流室3和溢流室4均通过井座9连通地面，截流室3和溢流室4的内侧壁上均设有爬梯11，爬梯11位于井座9的下方，从而方便检修人员对截流井1进行检修和管理。井座9上盖设有井盖10，在不进行检修工作时将井盖10盖在井座9上，以免发生人员坠落危险。本实施例中，爬梯11可以是塑钢材质也可以是铸铁材质；井盖10和井座9采用球墨铸铁材质，承载能力可以是15kN、125kN、250kN、400kN、600kN、900kN，根据具体适用场所需要进行选择。
本实施例的一种管网高水位运行工况下的控源截污系统的工作原理如下：
旱天时，雨量计6检测数据为0，生活污水、工业废水等经合流管31进入截流室3内，然后经由截流管32排出至污水处理厂。合流雨污水液位计71检测截流室3内的水位高度为H1，地表水液位计72检测地表水位高度为H2，由于为旱天，H1一般不会超过水位警戒线，所以当H1≤H2时，控制系统8控制驱动装置5启动，从而控制挡水闸门22上下运动至合适位置以封闭溢流孔21，从而避免地表水经溢流室4倒灌进入截流室3内；当H1＞H2时，控制系统8同样控制驱动装置5启动，从而控制挡水闸门22上下运动至合适位置以封闭溢流孔21，从而避免截流室3内的污水经溢流孔21进入溢流室4，进而排入地表水中，造成地表水污染。当H1超过水位警戒线时，说明污水系统处于极端不正常工况，系统进入应急模式，控制系统8控制报警系统启动，由污水系统管理部门和主管部门根据具体情况，人工决定溢流孔21的关闭或开启。
雨天时，雨量计6检测数据大于0，合流雨污水经合流管31进入截流室3内，当H1≤H2时，控制系统8控制驱动装置5启动，从而控制挡水闸门22上下运动至合适位置以封闭溢流孔21，合流雨污水全部经由截流管32排出至污水处理厂，同时避免地表水经溢流室4倒灌进入截流室3内；当H1＞H2但H1未达到水位警戒线时，控制系统8控制驱动装置5启动，从而控制挡水闸门22上下运动至合适位置以封闭溢流孔21，合流雨污水全部经由截流管32排出至污水处理厂，同时避免截流室3内的合流雨污水经溢流孔21进入溢流室4，进而排入地表水中，造成地表水污染；当H1＞H2且H1超过水位警戒线时，说明雨量很大，合流雨污水中大部分为雨水，污染较小，控制系统8同样控制驱动装置5启动，从而控制挡水闸门22上下运动至合适位置以开启溢流孔21，使一部分合流雨污水经截流管3排出至污水处理厂，超出警戒线部分的合流雨污水经溢流孔21、溢流管41排入江河等地表水中，防止内涝。而H1＞H2且H1超过水位警戒线时的溢流孔21开启的程度由控制系统8根据雨量大小、H1超出警戒线的高度以及H1和H2高度决定。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
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