排水泵站集水池动态分区的高效截污系统的制作方法

本发明属于雨污水处理技术领域，涉及一种排水泵站集水池动态分区的高效截污系统。

背景技术：

现今，随着城市的扩张和建设密度的加大，地面硬化率愈来愈高，原有的水库、山体、湖泊、鱼塘逐渐被侵占，河涌断面越来越窄，城市的地表储水、排水和自然净化能力大大减弱，加上城市热岛效应导致极端天气频发，城市水浸和内涝严重威胁着城市居民的生命财产安全，内涝问题已成为城市治水难题。极高的人口密度和城市建设密度使得城市面源污染负荷迅速加大，降雨期间，地表径流初雨污染和合流制地区的溢流污染(cso)日益严重，是城市水体污染的重要来源之一。

排水泵站用于汇水服务区收集的雨污水排放，可分为合流泵站(服务于合流制排水系统)和雨水泵站(服务于分流制排水系统)。在合流制排水系统中，晴天、初雨和小雨时，管道中雨污水流量小，设计的旱天污水截流泵，因流量小致使污染物质易沉积在排水管道和排水泵站集水池内，只能有效将污水量进行截流，而难以将对应的污染物或污染负荷有效截流；雨天溢流或雨水泵放江时，前期累积的沉积物或污染负荷受到高流速的雨水冲刷随溢流放江，对受纳水体水质产生严重影响。同时，我国分流制排水系统的雨水管网，因各种原因导致雨水管网混接了不同程度的污水，成为事实上的合流制管网，尽管雨水泵站在改造中增设了污水截流泵，但同样存在类似合流泵站的雨天溢流放江污染。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可显著提高有效截留污染物负荷能力，降低雨天溢流污染风险，社会经济效益突出的排水泵站集水池动态分区的高效截污系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

排水泵站集水池动态分区的高效截污系统，该系统包括相邻布设且顶部敞口的污水集水池及雨水集水池、设置在污水集水池与雨水集水池之间的动态分区装置、与污水集水池相连通的雨水污水进水管、设置在污水集水池中的污水截流泵、与污水截流泵相连通的污水管网、设置在雨水集水池中的雨水泵、与雨水泵相连通的排水管以及分别与动态分区装置、污水截流泵及雨水泵电连接的电气控制器。

所述的污水集水池通过雨水污水进水管与外部排水管网相连通，所述的雨水污水进水管的进水口处设有与电气控制器电连接的进水闸板阀，该进水闸板阀与污水集水池之间沿水流方向依次设有进水渠及进水格栅。

所述的污水集水池中设有第一液位传感器，该第一液位传感器与电气控制器电连接。

所述的污水截流泵共设有多台，并且所述的污水集水池的有效容积不低于最大一台污水截流泵5分钟的出水量。

所述的污水集水池底部设有向污水截流泵倾斜的坡度，该坡度≥10％。

所述的污水集水池与雨水集水池之间设有墙体，所述的动态分区装置设置在墙体上。

所述的动态分区装置包括但不限于可水平翻转的液压翻转坝或充泄气启闭的橡胶隔离坝。

所述的动态分区装置的底部标高≥雨水泵的停泵水位。

所述的动态分区装置的面积≥雨水污水进水管管径的等效面积。

所述的雨水集水池中设有第二液位传感器，该第二液位传感器与电气控制器电连接。

本发明中，所述的污水集水池通过雨水污水进水管连接排水管网，并且雨水污水进水管的设计管径和坡度由服务区特性确定。所述的进水渠及进水格栅的设计，主要用于拦截粗大杂质和漂浮物。

在实际设计时，污水集水池内有至少1台污水截流泵及其配套管道系统，单台污水截流泵的设计流量按照该排水系统服务区内的旱流污水或混接污水量最高日最高时与截流倍数取值设计，污水集水池的有效容积按照不低于最大一台污水截流泵5min的出水量设计，污水集水池池底应设底坡度，倾向污水截流泵的坡度不小于10％。

污水集水池的尺寸设计：污水集水池的池壁标高按照排水管网的截流倍数取值。

所述的污水集水池与雨水集水池之间有墙体相隔离，墙体上设置动态分区装置，用于在特定情况下将污水集水池和雨水集水池连通，动态分区装置底部标高高于或等于雨水泵停泵水位；所述污水截流泵出口与外部的污水管网相连接，以输送旱天污水和初期雨水至污水处理厂；雨水泵出口连接雨水管至排放水体。

所述的动态分区装置，其目的是根据排水系统运行条件和状况实现自动动态分隔排水泵站集水池的功能，其实现形式可以多样化的措施，包括但不限于可水平翻转的液压翻转坝、充泄气启闭的橡胶隔离坝等。

排水泵站雨水集水池，池内有至少1台雨水泵及配套管道系统；有效容积和雨水泵配置能力按照室外排水设计规范(gb50014)执行。

旱天，排水管网收集的污水由合流管或雨水污水进水管，经过进水渠和进水格栅，流入污水集水池，随着污水的流入，污水集水池内的水位随之上升，在水位到达污水集水池墙体标高前，自动或人工开启污水集水池内其中1台污水截流泵，将污水集水池内的污水截流至污水管网，当污水截流泵抽送至污水集水池内水位到达最低水位后，污水截流泵停止运行，周而往复。

雨天时，雨水通过汇流经雨水污水进水管、进水渠和进水格栅流入污水集水池中，由于雨水量大，污水集水池内的水位快速上升，至预定的启动水位后污水截流泵启动，将旱流污水和初期雨水截留至污水管网，当污水集水池的水位因雨水汇入水位下降速度低于预定值时，预先安装在污水集水池内的其他备用污水截流泵也需要同时或顺次开启，冲刷进污水集水池的初期雨水通过污水截流泵输送至污水管网，依此尽可能将初期雨水输送至污水管网，保证雨天溢流放江水质。

当降雨持续或降雨强度超过污水截流泵的输送能力时，此时汇流的雨水通过污水集水池墙体溢流进入雨水集水池内，雨水集水池内水位随着溢流的雨水量增加而上升，当雨水集水池内的水位超过池内的雨水泵启动水位时，雨水泵启动将雨水排放至水体。雨水泵启动后，动态分区装置启动(液压翻转坝沿水平轴翻转，橡胶隔离坝疏散空气塌陷)，此时污水集水池与雨水集水池完全连通。

降雨后期，随着雨水汇流量减少，污水集水池和雨水集水池的水位下降，溢流结束，雨水泵继续将存积在雨水集水池内的雨水抽送至水体排放，直至水位下降至停泵水位后，雨水泵停止运行，动态分区装置联动关闭，重新隔离污水集水池和雨水集水池，形成两个独立的集水池。而此时污水集水池内的因旱天收集的污水汇入，水位上升，水位也随着污水截流泵的持续运行，水位持续降低至污水截流泵停止运行。

如此周而复始，通过排水系统的污水截流泵运行，将旱流污水和初期雨水输送至污水管网，通过雨水泵运行将后期相对干净的雨水排放至水体，实现排水系统旱天污水和初期雨水的污染物有效截流和防涝的双重目的。

为考虑防洪防涝的安全性，动态分区装置的面积至少应大于进水管管径的等效面积。在日常运行期间，动态分区装置应处于关闭状态，隔绝污水集水池和雨水集水池，以实现旱天污水截流功能，且可防止沉积物在雨水集水池较大的面积内形成沉积；当大暴雨来临，初期雨水及管网冲刷汇入的沉积物或污染物在雨水泵启动前，仍可由污水截流泵截流至外部污水管，提高截流的污染负荷；随着降雨有效深度增加，动态分区装置随雨水泵联动开启，将污水集水池和雨水集水池连通，从而实现雨水快速外排，防止内涝。

与现有技术相比，本发明排水泵站集水池动态分区的高效截污系统可实现将旱天污水和初期雨水截留在污水集水池内，使得雨污水中的沉积物不易沉积，提高了污水截流泵对旱天污水和初期雨水中污染物的截流效率，特别是对包括沉积物污染物负荷的截流效率；可实现削减排水系统雨天溢流污染并保护受纳水体水环境与水生态，系统整体结构简单，操控简便，可实现智能化控制，适用于排水泵站的改建和新建，具有很好的社会经济效益。

附图说明

图1为实施例1平面结构示意图；

图2为实施例1剖面结构示意图；

图3为实施例1动态分区装置的结构示意图；

图4为实施例2平面结构示意图；

图5为实施例2剖面结构示意图；

图6为实施例2动态分区装置的结构示意图；

图中标记说明：

1—雨水污水进水管、2—进水闸板阀、3—进水渠、4—进水格栅、5—污水集水池、6—雨水集水池、7—动态分区装置、8—污水截流泵、9—雨水泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

参见图1和图2，本实施例的排水泵站集水池高效截污系统，包括相邻布设且顶部敞口的污水集水池5及雨水集水池6、设置在污水集水池5与雨水集水池6之间的动态分区装置7、与污水集水池5相连通的雨水污水进水管1、设置在污水集水池5中的污水截流泵8、与污水截流泵8相连通的污水管网、设置在雨水集水池6中的雨水泵9、与雨水泵9相连通的排水管以及分别与动态分区装置7、污水截流泵8及雨水泵9电连接的电气控制器。污水集水池5，具有与雨水集水池6连通的动态分区装置7，用于在特定情况下将污水集水池5和雨水集水池6连通。

污水集水池5通过雨水污水进水管1与外部排水管网相连通，雨水污水进水管1的进水口处设有与电气控制器电连接的进水闸板阀2，该进水闸板阀2与污水集水池5之间沿水流方向依次设有进水渠3及进水格栅4。污水集水池5中设有第一液位传感器，该第一液位传感器与电气控制器电连接。污水集水池5内有至少2台污水截流泵8及其配套管道系统，污水集水池5的有效容积按照不低于最大一台污水截流泵8五分钟的出水量设计。污水集水池5的池壁标高按照排水泵站截流倍数取值。污水集水池5底部设有向污水截流泵8倾斜的坡度，该坡度≥10％。

污水集水池5与雨水集水池6之间设有墙体，动态分区装置7设置在墙体上。动态分区装置7的底部标高≥雨水泵9的停泵水位。动态分区装置7的面积≥雨水污水进水管1管径的等效面积。排水泵站雨水集水池6，池内有至少1台雨水泵9及配套管道系统；有效容积和雨水泵配置能力按照室外排水设计规范(gb50014)执行。雨水集水池6中设有第二液位传感器，该第二液位传感器与电气控制器电连接。

如图3所示，本实施例中动态分区装置7为可水平翻转的液压翻转坝。

本实施例高效截污系统在实际运作时，工作原理如下：

旱天，排水管网收集的污水由合流或雨水污水进水管1，经过进水渠3和进水格栅4，流入污水集水池5，随着污水的流入，污水集水池5内的水位随之上升，在水位到达污水集水池5墙体标高前，自动或人工开启污水集水池5内其中1台污水截流泵8，将污水集水池5内的污水截流至污水管网，当污水截流泵8抽送至污水集水池5内水位到达最低水位后，污水截流泵8停止运行，周而往复。

雨天时，雨水通过汇流经进水管1、进水渠3和进水格栅4流入污水集水池5，由于雨水量大，污水集水池5内的水位快速上升，至预定的启动水位后污水截流泵8启动，将旱流污水和初期雨水截留至污水管网，当污水集水池5的水位因雨水汇入水位下降速度低于预定值时，预先安装在污水集水池5内的其他备用污水截流泵8也需要同时或顺次开启，冲刷进污水集水池的初期雨水通过污水截流泵输送至污水管网，依此尽可能将初期雨水输送至污水管网，保证雨天溢流放江水质。

当降雨持续或降雨强度超过污水截流泵8的输送能力时，此时汇流的雨水通过污水集水池5墙体上部溢流进入雨水集水池6内，雨水集水池6内水位随着溢流的雨水量增加而上升，当雨水集水池6内的水位超过池内的雨水泵9启动水位时，雨水泵9启动将雨水排放至水体。随着雨水泵9启动，动态分区装置7打开，污水集水池5与雨水集水池6连通。降雨后期，随着雨水汇流量减少，污水集水池5和雨水集水池6的水位下降，溢流结束，雨水泵9继续将雨水抽送至水体排放直至水位下降至停泵水位后，雨水泵9停止运行，动态分区装置7又重新关闭。而此时污水集水池5内的水位也随着污水截流泵8的持续运行，水位持续降低至污水截流泵8停止运行。如此周而复始，通过排水系统的污水截流泵8运行，将旱流污水和初期雨水输送至污水管网，通过雨水泵9运行将后期相对干净的雨水排放至水体，实现排水系统旱天污水和初期雨水的污染物有效截流和防涝的双重目的。

实施例2：

参见图4和图5，本实施例中，雨水集水池6共设有2个动态分区装置7，分别位于污水集水池5的两侧。

本实施例中，动态分区装置7为充泄气启闭的橡胶隔离坝，如图6所示。其余结构特点与实施例1相同。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。