专利名称：城市河流分质蓄排雨污混流管网水体的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型及提高城市雨水与污水混流河道中水流污染治理效果的系统，它的核心是实现对流入河道的水体实施分质蓄贮和排放以及与其相配合的工程方案。
背景技术：
目前，公知的城市河流污染治理主要有物理、化学、生物等方式和措施如切断来自点源和面源污染源、对被污染的河道水流进行生物降解、化学降解改善水质、把污水送入污水处理厂等等，以保障河道水流水质符合不同管理目标要求。
其中，为防止河流水质被污染，最重要也是最基本的措施是切断进入河流的污染来源。
由于人们对事物认识和行为方式受发展阶段制约，在我国，大量的城市河道中，原本仅是供地表雨水汇入河道的管网口，它的唯一性被破坏，变成雨水和污水混流的管网口，成为污染河流的污水口。因此，通过这类管网口流入河道的水体水质，存在三种状况以污染水为主；以雨水为主；雨水污水混流，但水质符合河流水质管理特定目标的状况。河道也变成三种状况排污道；排洪道；雨水污水混流道。
人们努力兴建污水处理厂和把面源污染的污水，尤其是生活污水，送往污水处理厂的管网。
由于城市河流的面源污染，具有很大的分散性和输送管网的复杂性，采取分散截污方式，使雨水管网与污水管网彻底分离开，存在极大的困难费时、耗资、难收效。在发达国家城市河流中，也经常是最终有10～20％的污水通过雨水管网排入河道。
为了切断向河流输送污染水体，于是人们现行的方法是沿河流两侧，针对雨水污水混流的排水管网口，兴建集中式的截污系统，把雨水和污水一同截留，或是一并送入污水处理厂，或是一并排到河流下游地域和水域。
可两者都产生这样的问题首先，切断了河流在该区域的雨水补给通道，影响河流的生存力，降低河流对生态环境的调节力和河流为人们提供各种可利用的潜力，为此，人们甚至不惜另行取水，给河道补充水体，以提高河流上述能力；其次，雨水污水混流的水量给污水处理厂的生产处理能力提出更多的要求，扩大对土地资源、财力资源和人力资源的消耗。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于，为了克服现有治理河流污染中，对面源污染的分散截污和集中截污系统存在的弱点，提供一种城市河流分质蓄排雨污混流管网水体的系统，将使雨水污水混流的管网出口水流，实现三种水体出流选择污水走污水管道、雨水走河道、以及虽然雨水污水混合的水体，但水质能达到河流水质管理和功能目标的，也走河道；该系统能自动适时进行调节。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种城市河流分质蓄排雨污混流管网水体的系统，包括水流分质排放器，所述水流分质排放器包括由第一溢流堰板和第二溢流堰板隔成的沉降区，由第二溢流堰板和第三溢流堰板隔成的、设有水质监测传感器的监测区，在第三溢流堰板和第四溢流堰板之间设置的、设有电动阀门的排污管，再第四溢流堰板外侧设置的河道排放管，以及与所述传感器连接、并根据所述传感器得到的数字数据控制所述电动阀门启闭动作的数字数据处理器。
在本实用新型的城市河流分质蓄排雨污混流管网水体的系统中，所述第二溢流堰板的高度高于所述第一溢流堰板。
在本实用新型的城市河流分质蓄排雨污混流管网水体的系统中，所述第二溢流堰板的高度高于所述第三溢流堰板。
在本实用新型的城市河流分质蓄排雨污混流管网水体的系统中，所述第四溢流堰板的高度高于所述第三溢流堰板。
在本实用新型的城市河流分质蓄排雨污混流管网水体的系统中，所述系统还包括与所述数字数据处理器连接的数据处理中心，所述数字数据处理器根据所述传感器监测到的数据与所述数据处理中心的数据进行分析对比，对所述电动阀门进行控制。
在本实用新型的城市河流分质蓄排雨污混流管网水体的系统中，所述传感器通过安装座安装在所述监测区的钢管的侧壁，并且所述传感器的安装位置为所述第三溢流堰板的高度的1/2处。
本实用新型的有益效果是一、通过水流分质排放器，可自动识别水体水质、按水质分流，调节水体流向，严格防止不符合河流功能和管理目标的污染水体进入河道；二、充分保障达标水体和河段区域内雨水进入河道；三、合理地循环利用水资源，保护河流对生态环境的影响力，保护河流的生存力；四、能在短期内，使河流水体成为城市良好环境的一部分；五、由于对系统具有数据信号远程控制能力，可实现对城市河流水质、水资源循环利用和防洪排涝一体化远程监测和控制。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是排水管网口水流分质排放器的剖面示意图。
图2是图1的A部分监测区根据I-I剖面线的剖面示意图。
图3是水流分质排放器的管网口与河道横断面示意图。
图4是河道纵剖面示意图。
具体实施方式
结合附图和结构，对本发明作进一步实施说明。
在现有雨水污水混流的管网口设置水流分质排放器。
如纵剖面示意图1所示。水流分质排放器20主要有A、B、C、D四部分。在图1中，除这A、B、C管相通外，D部分是独立的数字数据处理器，亦可由远程数字数据处理中心控制。
水流分质排放器20的A管、B管、C管的三内径，均比原有排水管30外径大，不仅因为A管内径大，可套住已有排水管的外径，并容易采取止水、防漏措施；而且保障钢管10口不因内设装置，增大阻力，降低原有管道排水能力。A、B、C管内径大小，将根据阻力系数和过流能力要求进一步计算确定。
D部分，即数字数据处理器，分别与A、B二部分，通过数字数据传输线相连接。
水流分质排放器20的管内设置有关设施。
在图1中水流分质排放器20A管部分，设置三个溢流堰板分别为第一溢流堰板1、第二溢流堰板2以及第三溢流堰板3。在第一溢流堰板1和第二溢流堰板2之间形成污水杂物、杂质的沉降区5；在第二溢流堰板2和第三溢流堰板3之间形成监测区6，在该监测区6内设置若干传感器7，以监测水质。第二溢流堰板2高于第一溢流堰板1和第三溢流堰板3。
在钢管10A管部分的沉降区5和监测区6钢管10顶部，为顶盖11式，可开启，以便清理淤积物和维修、安装传感器7。在实际工程中，钢管10A部分的顶盖11外部可做成窨井式。
当水流进入沉降区5，由于第二溢流堰板2的高度高於第一溢流堰板1，从而造成水流原有流速减缓，水流挟带泥沙和杂质的能力显著降低，形成有效沉降区5。第一溢流堰板1，除了与第二溢流堰板2共同构成沉降区5，而且对于从管网系统进入的水流，起到前期消能作用。
第二溢流堰板2与第一溢流堰板1及第三溢流堰板3之间设置的长度间距和高差，根据水流挟沙能力公式和泥沙颗粒沉降公式作相应计算和设计。由于各管网管道坡降不同、水流进入的水力比降、流速和流量都不相同，挟带的泥沙和杂物组成也不同，即外部边界条件是变化的，所以，第一溢流堰板1和第二溢流堰板2间的距离计算是相应变化的，第二溢流堰板2的高度也有相应计算结果。同时，各尺寸取舍还必须兼顾过流能力的要求，从而，对于各个堰板高度和相互之间的距离，需根据具体情况进行优化。为此，各附图只能是示意和相对比例性的。只有在具体的工程项目条件下，各设施，才有具体设计尺寸。
另可视情况需要，在第二溢流堰板2上方，设置拦污栅装置。
图2是A管内的监测区6的剖面图。
当水流溢过第二溢流堰板2，由于第三溢流堰板3的存在，在监测区6形成有相对稳定水深水体和可监测环境。
在此监测区6，监测水质的主要指标，可包括生态环境的BOD、COD指标和物理的指标光通度等等。最终有哪些测定项目，根据该河流水质管理目标确定。
水质监测传感器7是在线实时监测。因此，在沉降区5有导线管8，被固定在钢管10壁上，一端与传感器安装底座9相连接，另一端引出钢管10顶盖11，与D部分的数据信号处理器相连接。
第三溢流堰板3低于第二溢流堰板2，两者的间距和高差，以保证水流有一定落差，形成较快流速和产生足够强度的紊流为计算条件，保障水流不易在此监测区6发生沉降。
同时，由于水质监测传感器安装底座9是在钢管10侧壁，是第三溢流堰板3的1/2高度，传感器7有稳定的可监测水体，不易遭遇监测环境问题。
在图1中B管部分为排污管，与污水处理厂的排污管道相连接，设置有电动阀门12。
在图1中C管部分为河道排放管，与河道相连接，设置与第二溢流堰板2同高的第四溢流堰板4。C管部分的第四溢流堰板4的高度与A管部分第二溢流堰板2高度相关联，第四溢流堰板4的高度，以及距第二溢流堰板2的最小距离的计算，根据两个极端性边界条件，其一，B管电动阀门12处于全开启状态；其二A管部分全断面过流时，水流翻越第二溢流堰板2后，水流可能越过B管。从而，第四溢流堰板4的高度和距离，需能够满足以下要求防止从A管部分流过来的水体，在瞬时状态，越过B管，直接进入C管，流入河道内，成为一道屏障。
在图1中A管监测区6的传感器7与D相连接。传感器7采集的数据，传输到D数字数据处理器，该数字数据信号处理器再与B管的电动阀门12开关相连接。
水流分质排放器20A、B、C管各部分与数字数据处理器D的联合运行在图1中水体自A管沉降区5左侧流入。设定B管电动阀门12初始状态是处于开启状。
当水体流入A管沉降区5，先行沉降杂物；水体流入监测区6，各监测传感器7采集数据，只要采集的数据中有一项指标超过监测传感器7初始设定的临界值，数字数据处理器就不会指令B管电动阀门12关闭；这时，超标的水体作为污水，流入B管。
当流入A管的水体各项指标都低于监测传感器7初始设定的临界值，数字数据处理器将会向B管的电动阀门12发出指令，将阀门关闭；这时，达标水体将作为可利用的，流向C管。
反之，当水体各项指标值再次逐渐高出临界值，数字数据处理器将再次指令B管电动阀门12打开，水体流入污水管道。
进入B管水体出路在需治理的污染河流的河床14下，埋设专用排污水管13，见图3。进入B管水体，流入专用排污水管13，到下游调节池18，通过泵站，送到污水处理厂。
进入C管水体流向进入C管水体流入河道，见图3。从图3可见，由B管流出的污水，进入河床14下专用的排污水管13。只有符合水质管理目标要求的水体，通过C管进入河道。
循环水管15，也在河床14下，通过水泵，抽取河道蓄水池16水体，使之提升到上一级或更上游蓄水区去的专用循环水管15。
达标水体在河道中的运用在需治理的河道中，另设置循环水管15道；若干低矮可调节堤坝17，形成蓄水区和下游的蓄水池16，见图4。通过水泵和循环水管15，把蓄水池16水体逐级或直接从下游提升到上游水区；然后水体自然流下，通过蓄水区，形成人文景观。周而复始，形成水体循环利用。河道下游区域建设蓄水池16，以满足循环水体的渗漏、蒸发和循环过程中的需要。如图4所示，在河道建成若干梯级、可调节的水坝，形成可调节的蓄水区；并在靠近下游河口处，开挖较深的蓄水池16，以贮存较多的符合管理目标的水体，以满足河流枯水季节，河道水体的渗漏和蒸发以及形成循环水体的要求。河道及蓄水区、蓄水池16、专用循环水管15，配套水泵设施后，一起形成保障河道中水资源循环使用系统。使河道水流成为城市良好环境的一个组成部分。
图4中所示专用污水管的管径计算，应满足上、下游区域污水汇集后，总排污流量的需要。专用污水管下游设置有调节池18，在调节池18，泵站把污水送入污水处理厂管网，成为城市污水处理系统的一部分。泵站还设有排洪管19，河道洪峰来临时，参与排洪，与河道下游相接。
整个系统在河道以雨水为主的洪水期的运用当河流洪水来临，需要时，可在远程数据处理中心控制下，排水管网口的B管电动阀门12，完全打开，使排污管参与排洪，提高河流泄洪能力和防洪标准。
本实用新型，将使城市河流有水；有达到水质管理和功能目标的水；有可供重复循环利用的水。并且使污水在较小水体数量下输送到污水处理厂，提高处理污水效率，降低污水处理综合成本。
本实用新型，把治河工程技术与环境保护技术结合在一起，使城市河流污染治理有了新的可供选择的方案和方式。
权利要求1.一种城市河流分质蓄排雨污混流管网水体的系统，其特征是包括水流分质排放器，所述水流分质排放器包括由第一溢流堰板和第二溢流堰板隔成的沉降区，由第二溢流堰板和第三溢流堰板隔成的、设有水质监测传感器的监测区，在第三溢流堰板和第四溢流堰板之间设置的、设有电动阀门的排污管，在第四溢流堰板外侧设置的河道排放管，以及与所述传感器连接、并根据所述传感器得到的数字数据控制所述电动阀门启闭动作的数字数据处理器。
2.根据权利要求1所述的城市河流分质蓄排雨污混流管网水体的系统，其特征是所述第二溢流堰板的高度高于所述第一溢流堰板。
3.根据权利要求1或2所述的城市河流分质蓄排雨污混流管网水体的系统，其特征是所述第二溢流堰板的高度高于所述第三溢流堰板。
4.根据权利要求3所述的城市河流分质蓄排雨污混流管网水体的系统，其特征是所述第四溢流堰板的高度高于所述第三溢流堰板。
5.根据权利要求4所述的城市河流分质蓄排雨污混流管网水体的系统，其特征是所述系统还包括与所述数字数据处理器连接的数据处理中心，所述数字数据处理器根据所述传感器监测到的数据与所述数据处理中心的数据进行分析对比，对所述电动阀门进行控制。
6.根据权利要求5所述的城市河流分质蓄排雨污混流管网水体的系统，其特征是所述传感器通过安装座安装在所述监测区的钢管的侧壁，并且所述传感器的安装位置为所述第三溢流堰板的高度的1/2处。
7.根据权利要求6所述的城市河流分质蓄排雨污混流管网水体的系统，其特征是所述第二溢流堰板上方设有拦污栅装置。
专利摘要本实用新型涉及一种城市河流分质蓄排雨污混流管网水体的系统，包括水流分质排放器，该排放器包括由第一溢流堰板和第二溢流堰板隔成的沉降区，由第二溢流堰板和第三溢流堰板隔成的、设有水质监测传感器的监测区，在第三溢流堰板和第四溢流堰板之间的、设有电动阀门的排污管，在第四溢流堰板外侧的雨洪排放管，以及根据传感器的数据控制电动阀门启闭动作的数字数据处理器。通过该排放器，可自动识别并按水质分流保障符合河流水质管理目标的雨洪，通过雨洪排放管进入河道，反之，污染水体进入排污管。由此，保护河流的生存力，发挥河道排洪能力，保持河流与生态环境的和谐；对城市河流水质、水资源循环利用，具有远程监测和控制能力。
文档编号E03F5/00GK2861325SQ20052005699
公开日2007年1月24日 申请日期2005年4月18日 优先权日2005年4月18日
发明者林万泉 申请人:林万泉