与自然水体连通的管道的治理系统及方法与流程

本发明涉及给排水技术领域，具体是涉及一种与自然水体连通的管道的治理系统及方法。

背景技术：

随着全国各地城市化进程加快，城镇地表径流污染危害日益受到越来越多的关注。目前我国仍主要采用合流制和分流制两种排水系统。合流制的部分管路和分流制的雨水管都是直接与自然水体相连。但是国内一些城市如上海、深圳、武汉等临江地区由于地下水位较高，城市的河道水位也较高，河道水进入上述管道中，使得管道中持续保持有一定量的水。现有技术中这部分的水一般处理方式有两种，如下：

一、通过泵站持续的将管道内的水强排，抽出排入河道，但是由于地下水位也较高，即使有泵站抽走，还是会地下水持续渗入管道中，使得管道内还是会有一定量的水，而且持续泵站抽水不仅成本较高造成资源浪费，也会造成城市地下水位下降；

二、管道内的水一直放置在管道，当下雨时，管道内的水会与雨水混合后流入自然水体。

但是，如果管道内的水一直放置在管道内，则会面临更多的问题，尤其是当管道为直接与自然水体连通的管道时。具体的问题如下：

第一，平时管道内存有一定量的水，由于生活污水错节进入管道后，该管道内积存的水就会变为污水，一旦降雨，由于管道与自然水体连通，这些管道里面的污水就会直接排入到自然水体内，对自然水体造成污染。

第二、由于管道内长期存满水，水又不流动，管道底部就会积累大量的沉积物，对于常年没有处理的管道底部更会沉积大量淤泥，当降暴雨时，管道底部的沉积物和淤泥就会混合雨水形成污水，排到自然水体(如河道)，进一步对自然水体造成污染。

因此，在地下水位和河道水位较高的城市，管道内积存的水如何处理是一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种与自然水体连通的管道的治理系统及方法。本发明能够防止与自然水体连通的管道内的积存水直接进入自然水体，从而避免对自然水体造成污染，同时降低污水厂处理压力。

本发明提供一种与自然水体连通的管道的治理系统，用于治理存有一定积水的管道，所述管道与自然水体连通，包括：

存储池，所述存储池与所述管道连通，所述存储池用于收集管道内的积水和初期雨水混合后污水；

第一开关件或第一水泵，所述第一开关或第一水泵设于所述存储池与所述管道之间，用于导通或截止所述存储池和所述管道，所述管道内的积水和初期雨水混合后污水通过泵排或重力流入所述存储池内；

第二开关件或第二水泵，所述第二开关件或第二水泵设置于所述管道与自然水体之间，用于将导通或截止所述管道和自然水体，所述管道内的中后期雨水通过泵排或重力流入自然水体；

第三水泵，所述第一水泵设于所述存储池内，用于将存储池内的污水抽排至污水管或污水处理厂或污水处理设施。

在上述方案的基础上，还包括分流装置，所述分流装置具有至少一个进水口、第一出水口和第二出水口，所述进水口与所述管道的出水端连通，所述第一出口与所述存储池连通，所述第二出水口可与自然水体连通，所述第一开关件设于所述第一出口或第一出口与存储池连通的管路上，所述第二开关件设于所述第二出口或第二出口与自然水体连通的管路上。

在上述方案的基础上，所述分流装置为分流井、截流井或弃流井。

在上述方案的基础上，所述存储池的容积为v，所述管道内晴天积存的水量为v1，所述管道输送的初雨量为v2，其中v≥v1+v2；

和/或，所述存储池内设有智能喷射器，所述智能喷射器用于曝气冲洗所述存储池。

在上述方案的基础上，若干所述管道连接一所述存储池，且每一分管路与存储池之间设置所述第一开关件或第一水泵。

在上述方案的基础上，所述存储池的容积为v，所有所述管道晴天积存的水量总和为v3，所有管道输送的初雨量总和为v4，其中v≥v3+v4。

在上述方案的基础上，所述系统还包括控制系统，所述控制系统包括雨量计、液位计、控制器，所述雨量计、液位计、第一开关件或第一水泵、第二开关件或第二水泵、第三水泵分别与所述控制器信号连接，其中，

所述雨量计用于监测降雨量；

所述液位计用于监测所述存储池内的液位高度；

所述控制器用于根据所述降雨量和/或所述液位高度控制所述第一开关件或第一水泵动作，导通或截止所述管道与所述存储池，控制所述第二开关件或第二水泵动作，导通或截止所述管道与所述自然水体，控制所述第三水泵动作，排空所述存储池。

在上述方案的基础上，所述管道的末端设置有泵室，所述管道与所述泵室连通，其中，所述第一水泵和第二水泵设置于所述泵室内；

或，所述第一水泵设于所述泵室内，所述泵室与所述自然水体相连通，且所述泵室与所述自然水体连通的管路上设置所述第二开关件；

或，所述第二水泵设于所述泵室内，所述泵室与所述存储池连通，且所述泵室与所述存储池连通的管路上设置所述第一开关件。

在上述方案的基础上，一种与自然水体连通的管道的治理方法，使用如权利要求1所述的与自然水体连通的管道的治理系统：

晴天，关闭第一开关或第一水泵，关闭第二开关或第二水泵，开启第三水泵，存储池排空；

雨天，降雨开始，打开第一开关或第一水泵，第二开关或第二水泵保持关闭，第三水泵关闭，管道积水和初期雨水重力流入或泵入存储池；

降雨继续，关闭第一开关或第一水泵，打开第二开关或第二水泵，将中后期雨水重力流入或泵入自然水体，打开第三水泵，将存储池内的水泵入污水管或污水处理厂或污水处理设施。

在上述方案的基础上，该系统包括控制系统，所述控制系统包括雨量计、液位计和分别与所述雨量计、液位计信号连接的控制器，所述雨量计用于检测雨量值q，所述液位计用于检测所述存储池内的液位值h，

在所述控制器内设置雨量阈值q0、最高液位阈值h0、最低液位阈值h1；

当q＜q0且h＜h1时，所述控制器控制第一开关件或第一水泵关闭，第二开关件或第二水泵关闭；

当q＜q0且h1≤h＜h0时，所述控制器控制第一开关件或第一水泵关闭，第二开关件或第二水泵关闭，第三水泵动作，将存储池排空；

当q≥q0且h＜h1时，所述控制器控制第一开关件或第一水泵打开，第二开关件或第二水泵关闭，第三水泵关闭；

当q≥q0且h≥h0时，所述控制器控制第一开关件或第一水泵关闭，第二开关件或第二水泵打开，第三水泵打开。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)在降雨时，将雨水与管道内的积水混合后的污水和干净的雨水进行分流，存储池收集雨水与管道内的积水混合后的污水，防止污水进入自然水体，对自然水体造成污染，同时将干净的雨水排到自然水体。而且，通过存储池方式存储污水，错开了雨水洪峰，然后再排至污水处理厂，降低污水厂处理压力。

(2)本发明设有控制系统，通过监测降雨量和存储池的液位高度，可以实现本发明系统自动控制分流，当降雨量达到雨量阈值时，液位计监测到存储池内的液位高度低于液位阈值时，控制器控制雨水与管道内的积水混合后的污水排入存储池，当降雨量达到雨量阈值和液位阈值时，控制器控制自然水体与分流装置导通，干净的雨水排入自然水体。本发明的控制系统能够实现本系统的自动化控制，降低了人员维护成本。

(3)本发明能够对已有合流管和雨水管的改造，尤其适用于地下水位较高城市，解决了已有管道由于常年存有的积水发酵发臭或者混入生活污水管道内存有一定量的污水，在下雨天时，随着雨水一起排入自然水体的问题，改造成本低，具有很强的实用性。

附图说明

图1为本发明实施例3的结构示意图；

图2为本发明实施例6的结构示意图；

图3为本发明实施例1的结构示意图；

图4和图5为本发明实施例8的结构示意图。

附图标记：1-管道，2-存储池，20-第三水泵，3-第二水泵，30-第二开关件，4-第一开关件，40-第一水泵。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1

本发明实施例提供一种与自然水体连通的管道的治理系统，用于治理存有一定积水的管道1，管道1的末端与自然水体连通，包括：

存储池2，存储池2与管道1的连通，存储池2用于收集管道内的积水和初期雨水混合后污水；

第一开关件4，第一开关间设于存储池2与管道之间，用于导通或截止存储池2和管道，管道内的积水和初期雨水混合后污水重力流入存储池2内；

第二开关件30，第二开关件30设置于管道与自然水体之间，用于将导通或截止管道和自然水体，管道内的中后期雨水泵入或重力流入自然水体；

第三水泵20，第一水泵40设于存储池2内，用于将存储池2内的污水抽排至污水管或污水处理厂或污水处理设施。其中，污水处理设施可以为一体化污水处理站。

在晴天时，第一开关件4和第二开关均关闭，管道内有积水，下雨初期，将第一开关件4打开，初期雨水与管道内积水混合后排入存储池2池中，将存储池2中的第三水泵20打开，存储池2内的污水泵入污水管或污水处理厂或污水处理设施，进行处理，随着降雨的继续，将第一开关件4关闭，第二开关件30打开，管道与自然水体连通，中后期雨水排入自然水体，避免管道内的脏水下河，污染环境。

本实施例中的第一开关件4可以为闸门类结构、堰门类结构、气囊、气枕或气动管夹阀。

实施例2

在实施例1的基础基础上，在管道的末端设置分流装置，分流装置具有至少一个进水口、第一出水口和第二出水口，进水口与管道的出水端连通，第一出口与存储池2连通，第二出水口可与自然水体连通，第一开关件4设于第一出口或第一出口与存储池2连通的管路上，第二开关件30设于第二出口或第二出口与自然水体连通的管路上。其中，分流装置为分流井、截流井或弃流井。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：实施例1中设置第一开关件4和第二开关件30，本实施例中设置第一水泵40和第二水泵3，第一水泵40，第一开水泵设于存储池2与管道之间，用于导通或截止存储池2和管道，管道内的积水和初期雨水混合后污水泵排至存储池2；第二水泵3设置于管道与自然水体之间，用于将导通或截止管道和自然水体，管道内的中后期雨水通过泵排入自然水体。

在晴天时，第一水泵40和第第二输泵均关闭，管道内有积水，下雨初期，将第一水泵40打开，初期雨水与管道内积水混合后泵抽排入存储池2池中，将存储池2中的第三水泵20打开，存储池2内的污水泵入污水管或污水处理厂或污水处理设施，进行处理，随着降雨的继续，将第一水泵40闭，第二水泵3打开，管道与自然水体连通，中后期雨水排入自然水体，避免管道内的脏水下河，污染环境。

实施例4

本实施例与实施例3的基础上在管道的末端设置有泵室，管道与泵室连通，其中，第一水泵40和第二水泵3设置于泵室内。

实施例5

本实施例与实施例4的区别在于：设置第一水泵40和第二开关，其中，第一水泵40设于泵室内，泵室与自然水体相连通，且泵室与自然水体连通的管路上设置第二开关件30。

实施例6

本实施例与实施例4的区别在于：设置第一开关件4和第二水泵3，其中，第二水泵3设于泵室内，泵室与存储池2连通，且泵室与存储池2连通的管路上设置第一开关件4。

实施例7

上述实施例1至6中，存储池2的容积为v，管道内晴天积存的水量为v1，管道输送的初雨量为v2，其中v≥v1+v2。

虽然设置存储池2的容积小于管道容积和初雨量之和，但是在存储池2进水的同时需要持续的使用第三水泵20抽排，这样设备损耗较大，而且如果污水处理厂或污水处理设备此时没有容量来容纳多余的污水，会造成污水下河，安全可靠性较差。

若存储池2的容积设置很大，由于占地面积也加大，现有的城市内很难建设较大的存储池2，可以适用的范围有限。因此，本实施例设计的最为合理。

实施例8

上述实施例1至6的基础上，若干管道连接一存储池2，且每一分管路与存储池2之间设置第一开关件4或第一水泵40。由于存储池2建设的施工量较大，成本较高，可以多根管路共享存储池2，减少资源浪费，降低成本，在进行使用时，同时打开所有的第一开关件4或第一水泵40。

本实施例中对应的存储池2的容积为v，所有管道内晴天积存的水量总和为v3，所有管道输送的初雨量总和为v4，其中v≥v3+v4。

实施例9

在上述实施例1至8的基础上，该系统还包括控制系统，控制系统包括雨量计、液位计和控制器，雨量计、液位计、第一开关件4或第一水泵40、第二开关件30或第二水泵3、第三水泵20分别与控制器信号连接，其中，

雨量计用于监测降雨量；

液位计用于监测存储池2内的液位高度；

控制器用于根据降雨量和/或液位高度控制第一开关件4或第一水泵40动作，导通或截止管道与存储池2，控制第二开关件30或第二水泵3动作，导通或截止管道与自然水体，控制第三水泵20动作，排空存储池2。

实施例10

使用上述实施例1至9，本实施例提供一种与自然水体连通的管道的治理方法：

晴天，关闭第一开关或第一水泵40，关闭第二开关或第二水泵3，开启第三水泵20，存储池2排空；

雨天，降雨开始，打开第一开关或第一水泵40，第二开关或第二水泵3保持关闭，第三水泵20关闭，管道积水和初期雨水重力流入或泵入存储池2；

降雨继续，关闭第一开关或第一水泵40，打开第二开关或第二水泵3，将中后期雨水重力流入或泵入自然水体，打开第三水泵20，将存储池2内的水泵入污水管或污水处理厂或污水处理设施。

保证进入存储池2的水较脏，而进入自然水体的水较干净，避免了脏水下河，污染环境。

该系统包括控制系统，控制系统包括雨量计、液位计和分别与雨量计、液位计信号连接的控制器，雨量计用于检测雨量值q，液位计用于检测存储池2内的液位值h，

在控制器内设置雨量阈值q0、最高液位阈值h0、最低液位阈值h1，根据降雨量判断时晴天、雨天，其中当q＜q0为晴天，q≥q0为雨天，

晴天，当q＜q0且h＜h1时，控制器控制第一开关件4或第一水泵40关闭，第二开关件30或第二水泵3关闭；

当q＜q0且h1≤h＜h0时，控制器控制第一开关件4或第一水泵40关闭，第二开关件30或第二水泵3关闭，第三水泵20动作，将存储池2排空；

雨天，当q≥q0且h＜h1时，控制器控制第一开关件4或第一水泵40打开，第二开关件30或第二水泵3关闭，第三水泵20关闭；

当q≥q0且h≥h0时，控制器控制第一开关件4或第一水泵40关闭，第二开关件30或第二水泵3打开，第三水泵20打开。

本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。