专利名称：城市合流污水溢流和雨水径流污染控制的装置、方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及资源环境技术领域，具体的说是一种城市合流污水溢流和雨水径流污染控制的装置、方法和用途。
背景技术：
城市面源污染严重污染城市排水收纳水体的水质，影响受纳水体的水生生物、造成水体富营养化、破坏水体景观美感及潜在威胁人类健康。在合流制排水体制下，它以合流水溢流的形式表现出来；在分流制中，以雨水径流排放的形式表现出来。其排放和污染过程具有以下特点
⑴污染主要受城市水文循环过程(主要为降雨及降雨形成径流过程)的影响和支配，发生具有随机性；
⑵污染的范围与地质地理条件和城市发展状况(土地利用方式、人口密度等)相关，污染负荷的时间变化和空间变化幅度大；
⑶污染物的组成相当复杂，主要受关注的污染物为病原体、耗氧物质、营养物、有毒物质、TSS、悬浮颗粒物等。此溢流和污染具有随机性大、形成机理模糊、潜伏性强、滞后发生和管理控制难度大的特点。为解决合流制排水系统溢流和城市面源污染排放的问题，可采用设置截流、调蓄等措施。截流的方法，就是设置截流倍数 >0，即使截污主干管的通水能力和受纳的污水处理厂的处理能力超过旱流流量，超量的倍数的合流污水能够得以转输和处理。这是广泛采用的方法之一，我国现行的《室外排水设计规范》也采用这一方法。雨水调蓄池作为近20年发达国家用来控制污染与排涝矛盾的有效措施之一，也适用较为广泛。它除了可以削减雨天峰值流量外，还可消除和减少排水管道的堵塞，提高入污水厂水质(WEF/ASCE，1992)。传统的截流是通过提高主干管的通水能力和污水处理能力实现，而调蓄通过库容实现。
发明内容
本发明的目的是通过对传统的调蓄池进行构形、进出水形式及配套设施的变更， 实现调蓄库容和预处理功能合一，即单套系统实现城市合流污水或雨水径流的调蓄量和截流倍数的提升的装置、方法和用途。一种城市合流污水溢流和雨水径流污染控制的方法，其步骤如下
⑴将城市合流污水溢流和雨水径流污染控制装置设置于地下，其表面覆盖绿化植物； ⑵雨量较小、径流量较少时，合流污水或雨水径流全部通过进水装置进入调蓄处理池，沉淀，继而经污泥提升装置提升转输至处理设施处理；雨量大，但降雨强度不大时，合流污水或雨水径流通过进水装置进入调蓄处理池，经预处理后转输至污水处理设施处理，其截留的污染物以污泥的形式转输至污泥处理设施处理；雨量大、径流量较大时，合流污水或雨水径流通过进水装置进入调蓄处理池，部分合流污水或雨水径流通过预处理后转输至污水处理设施处理，剩余部分经预处理后由出水装置后排放，截留的污染物以污泥的形式转输至污泥处理设施处理。因规模、用地等因素，可采用多组并联设置和运行。用于合流污水时，有效库容一般按设计预处理量30min ISOmin设置；用于雨水径流时，有效库容一般按设计预处理量15min 120min设置。一种城市合流污水溢流和雨水径流污染控制装置，包括调蓄处理池1、进水装置 2、调蓄出水装置3、预处理出水装置4和污泥提升装置5，所述进水装置2通过进水管渠11 和调蓄处理池1相连通，所述调蓄出水装置3通过调蓄出水管13和调蓄处理池1底部相连通，所述预处理出水装置4的进口与调蓄处理池1的出水堰9相连通，所述污泥提升装置5 的顶端位于调蓄处理池1的检修井8井口，所述污泥提升装置5的底端位于调蓄处理池1 的泥斗7内。所述调蓄处理池1，包括调蓄处理主体6，调蓄处理主体6底部一侧设置有凹陷的泥斗7，调蓄处理主体6上部对应泥斗7处设置有检修井8，调蓄处理主体6中部一侧设置有出水堰9，调蓄处理主体6底部还设置有刮泥机10。所述进水装置2，包括进水管渠11，所述进水管渠11中部设置有进水闸阀12。所述调蓄出水装置3，包括调蓄出水管13，所述调蓄出水管13中部设置有提升泵 14。所述预处理出水装置4，包括预处理出水管15，中间设预处理出水控制闸或阀 16，进口与调蓄处理池1的出水堰9相连。所述污泥提升装置5，包括污泥提升竖管18，压缩空气进气管17和污泥提升竖管 18底部相连通，压缩空气进气管17进气端和空气压缩机相连，污泥输送管19和污泥提升竖管18的出口端相连通。一种城市合流污水溢流和雨水径流污染控制的方法和装置的用途，可用于合流制排水系统改造、分流制排水系统提升改造、合流及分流混流系统搭接改造等。用于合流污水经截流进入截流主干管时，可减少传统合流制排水系统的溢流污染、提升其截污效能；用于合流管接入分流制干管时，可避免传统合流管接入分流管降低截流效率；用于传统分流制排水系统时，可通过对雨水径流污染物的截留，填补传统分流系统对城市面源污染截留的空白；用于分流管接入合流主干管时，可最大限度利用合流主干管的输送余量，提升污染物的总截留率。本发明城市合流污水溢流和雨水径流污染控制的装置、方法和用途的优点是在单套系统中实现调蓄库容和预处理功能合一，即单套系统实现城市合流污水或雨水径流的调蓄量和截流倍数的提升；相对于传统调蓄池，造价仅增加10% 30%，而同时相当于增加了截流倍数 =1 3的污染物拦截量，一般相当于增加污染物截留量50% 100%以上；部分污染物以污泥形式排出，实现了预处理能力或降低污水处理厂的雨季负荷。主体地下式构造，上部除检修口外，均覆土绿化，可作为公共绿地使用；可用于传统排水系统提升雨季的污染物截留能力，实现包括合流制、分流制或混流制排水系统在内的改造升级。
图1为一种城市合流污水溢流和雨水径流污染控制装置的结构示意图。
具体实施例方式实施例一
一种城市合流污水溢流和雨水径流污染控制的方法，其步骤如下 ⑴将城市合流污水溢流和雨水径流污染控制装置设置于地下，其表面覆盖绿化植物； ⑵雨量较小、径流量较少时，合流污水或雨水径流全部通过进水装置进入调蓄处理池， 沉淀，继而经污泥提升装置提升转输至处理设施处理；雨量大，但降雨强度不大时，合流污水或雨水径流通过进水装置进入调蓄处理池，经预处理后转输至污水处理设施处理，其截留的污染物以污泥的形式转输至污泥处理设施处理；雨量大、径流量较大时，合流污水或雨水径流通过进水装置进入调蓄处理池，部分合流污水或雨水径流通过预处理后转输至污水处理设施处理，剩余部分经预处理后由出水装置后排放，截留的污染物以污泥的形式转输至污泥处理设施处理。根据图1所示，一种城市合流污水溢流和雨水径流污染控制装置，包括调蓄处理池1、进水装置2、调蓄出水装置3、预处理出水装置4和污泥提升装置5，所述进水装置2通过进水管渠11和调蓄处理池1相连通，所述调蓄出水装置3通过调蓄出水管13和调蓄处理池1底部相连通，所述预处理出水装置4的进口与调蓄处理池1的出水堰9相连通，所述污泥提升装置5的顶端位于调蓄处理池1的检修井8井口，所述污泥提升装置5的底端位于调蓄处理池1的泥斗7内。所述调蓄处理池1，包括调蓄处理主体6，调蓄处理主体6底部一侧设置有凹陷的泥斗7，调蓄处理主体6上部对应泥斗7处设置有检修井8，调蓄处理主体6中部一侧设置有出水堰9，调蓄处理主体6底部还设置有刮泥机10。所述进水装置2，包括进水管渠11，所述进水管渠11中部设置有进水闸阀12。所述调蓄出水装置3，包括调蓄出水管13，所述调蓄出水管13中部设置有提升泵 14。所述预处理出水装置4，包括预处理出水管15，中间设预处理出水控制闸或阀 16，进口与调蓄处理池1的出水堰9相连。所述污泥提升装置5，包括污泥提升竖管18，压缩空气进气管17和污泥提升竖管 18底部相连通，压缩空气进气管17进气端和空气压缩机相连，污泥输送管19和污泥提升竖管18的出口端相连通。处理较为平坦的区域402hm2汇集的合流污水，采用城市合流污水溢流和雨水径流污染控制的装置一套，其中调蓄处理池平面尺寸64. 60mX49. 70m，有效水深3. 50m,内设 B=12. OOm廊道4道。设进水装置、调蓄出水装置、预处理出水装置各自合并为1套，污泥提升装置4套。除局部设置不锈钢栏杆外，均为城市公园的公共绿地。实施例二
一种城市合流污水溢流和雨水径流污染控制的方法，其步骤如下⑴将城市合流污水溢流和雨水径流污染控制装置设置于地下，其表面覆盖绿化植物； ⑵雨量较小、径流量较少时，合流污水或雨水径流全部通过进水装置进入调蓄处理池， 沉淀，继而经污泥提升装置提升转输至处理设施处理；雨量大，但降雨强度不大时，合流污水或雨水径流通过进水装置进入调蓄处理池，经预处理后转输至污水处理设施处理，其截留的污染物以污泥的形式转输至污泥处理设施处理；雨量大、径流量较大时，合流污水或雨水径流通过进水装置进入调蓄处理池，部分合流污水或雨水径流通过预处理后转输至污水处理设施处理，剩余部分经预处理后由出水装置后排放，截留的污染物以污泥的形式转输至污泥处理设施处理。根据图1所示，一种城市合流污水溢流和雨水径流污染控制装置，包括调蓄处理池1、进水装置2、调蓄出水装置3、预处理出水装置4和污泥提升装置5，所述进水装置2通过进水管渠11和调蓄处理池1相连通，所述调蓄出水装置3通过调蓄出水管13和调蓄处理池1底部相连通，所述预处理出水装置4的进口与调蓄处理池1的出水堰9相连通，所述污泥提升装置5的顶端位于调蓄处理池1的检修井8井口，所述污泥提升装置5的底端位于调蓄处理池1的泥斗7内。所述调蓄处理池1，包括调蓄处理主体6，调蓄处理主体6底部一侧设置有凹陷的泥斗7，调蓄处理主体6上部对应泥斗7处设置有检修井8，调蓄处理主体6中部一侧设置有出水堰9，调蓄处理主体6底部还设置有刮泥机10。所述进水装置2，包括进水管渠11，所述进水管渠11中部设置有进水闸阀12。所述调蓄出水装置3，包括调蓄出水管13，所述调蓄出水管13中部设置有提升泵 14。所述预处理出水装置4，包括预处理出水管15，中间设预处理出水控制闸或阀 16，进口与调蓄处理池1的出水堰9相连。所述污泥提升装置5，包括污泥提升竖管18，压缩空气进气管17和污泥提升竖管 18底部相连通，压缩空气进气管17进气端和空气压缩机相连，污泥输送管19和污泥提升竖管18的出口端相连通。处理地面高差较大的区域13hm2汇集的雨水径流，采用城市合流污水溢流和雨水径流污染控制的装置一套，其中调蓄处理池有效容积2000m3，平面尺寸16. 20mX38. 80m，有效水深3. 50m,内设B=7. 50m廊道2道。设进水装置、调蓄出水装置、预处理出水装置各自合并为1套，污泥提升装置2套。除局部设置不锈钢栏杆外，均为供居民休憩的公共绿地。实施例三
一种城市合流污水溢流和雨水径流污染控制的方法，其步骤如下 ⑴将城市合流污水溢流和雨水径流污染控制装置设置于地下，其表面覆盖绿化植物； ⑵雨量较小、径流量较少时，合流污水或雨水径流全部通过进水装置进入调蓄处理池， 沉淀，继而经污泥提升装置提升转输至处理设施处理；雨量大，但降雨强度不大时，合流污水或雨水径流通过进水装置进入调蓄处理池，经预处理后转输至污水处理设施处理，其截留的污染物以污泥的形式转输至污泥处理设施处理；雨量大、径流量较大时，合流污水或雨水径流通过进水装置进入调蓄处理池，部分合流污水或雨水径流通过预处理后转输至污水处理设施处理，剩余部分经预处理后由出水装置后排放，截留的污染物以污泥的形式转输至污泥处理设施处理。
根据图1所示，一种城市合流污水溢流和雨水径流污染控制装置，包括调蓄处理池1、进水装置2、调蓄出水装置3、预处理出水装置4和污泥提升装置5，所述进水装置2通过进水管渠11和调蓄处理池1相连通，所述调蓄出水装置3通过调蓄出水管13和调蓄处理池1底部相连通，所述预处理出水装置4的进口与调蓄处理池1的出水堰9相连通，所述污泥提升装置5的顶端位于调蓄处理池1的检修井8井口，所述污泥提升装置5的底端位于调蓄处理池1的泥斗7内。所述调蓄处理池1，包括调蓄处理主体6，调蓄处理主体6底部一侧设置有凹陷的泥斗7，调蓄处理主体6上部对应泥斗7处设置有检修井8，调蓄处理主体6中部一侧设置有出水堰9，调蓄处理主体6底部还设置有刮泥机10。所述进水装置2，包括进水管渠11，所述进水管渠11中部设置有进水闸阀12。所述调蓄出水装置3，包括调蓄出水管13，所述调蓄出水管13中部设置有提升泵 14。所述预处理出水装置4，包括预处理出水管15，中间设预处理出水控制闸或阀 16，进口与调蓄处理池1的出水堰9相连。所述污泥提升装置5，包括污泥提升竖管18，压缩空气进气管17和污泥提升竖管 18底部相连通，压缩空气进气管17进气端和空气压缩机相连，污泥输送管19和污泥提升竖管18的出口端相连通。处理地面高差约0. 5%的区域50hm2汇集水，现状为合流制排水系统，计划改造为分流制。采用城市合流污水溢流和雨水径流污染控制的装置一套，先按合流制运行，收集、 调蓄并预处理合流污水；分流制改造完成后收集、调蓄并预处理雨水径流。装置中调蓄处理池有效容积3500m3，平面尺寸25. 40m X 39. 30m,有效水深3. 80m,内设B=8. OOm廊道3道。 设进水装置、调蓄出水装置、预处理出水装置各自合并为1套，污泥提升装置3套。除局部设置不锈钢栏杆外，均为供居民休憩的公共绿地。本发明不限于以上实施例，可以根据所在区域气候及地貌特征、排水区域形状及系统特征、来水的水质、水量等，实现多个不同实施例。
权利要求
1.一种城市合流污水溢流和雨水径流污染控制装置，其特征在于包括调蓄处理池 ⑴、进水装置⑵、调蓄出水装置⑶、预处理出水装置⑷和污泥提升装置(5)，所述进水装置⑵ 通过进水管渠(U)和调蓄处理池⑴相连通，所述调蓄出水装置⑶通过调蓄出水管(13)和调蓄处理池⑴底部相连通，所述预处理出水装置⑷的进口与调蓄处理池⑴的出水堰⑶相连通，所述污泥提升装置(5)的顶端位于调蓄处理池⑴的检修井(8)井口，所述污泥提升装置(5)的底端位于调蓄处理池⑴的泥斗⑵内。
2.根据权利要求1所述的城市合流污水溢流和雨水径流污染控制装置，其特征在于 所述调蓄处理池⑴，包括调蓄处理主体(6)，调蓄处理主体(6)底部一侧设置有凹陷的泥斗 ⑵，调蓄处理主体(6)上部对应泥斗(7)处设置有检修井(8)，调蓄处理主体(6)中部一侧设置有出水堰⑶，调蓄处理主体(6)底部还设置有刮泥机(10)。
3.根据权利要求1所述的城市合流污水溢流和雨水径流污染控制装置，其特征在于 所述进水装置⑵，包括进水管渠(11)，所述进水管渠(11)中部设置有进水间阀(12)。
4.根据权利要求1所述的城市合流污水溢流和雨水径流污染控制装置，其特征在于 所述调蓄出水装置⑶，包括调蓄出水管(13)，所述调蓄出水管(13)中部设置有提升泵(14)。
5.根据权利要求1所述的城市合流污水溢流和雨水径流污染控制装置，其特征在于 所述预处理出水装置⑷，包括预处理出水管(15)，中间设预处理出水控制间或阀(16)，进口与调蓄处理池⑴的出水堰⑶相连。
6.根据权利要求1所述的城市合流污水溢流和雨水径流污染控制装置，其特征在于 所述污泥提升装置(5)，包括污泥提升竖管側，压缩空气进气管(17)和污泥提升竖管(18)底部相连通，压缩空气进气管(17)进气端和空气压缩机相连，污泥输送管(19)和污泥提升竖管(18)的出口端相连通。
7.根据权利要求1所述的控制装置的城市合流污水溢流和雨水径流污染控制方法，其特征在于其步骤如下⑴将城市合流污水溢流和雨水径流污染控制装置设置于地下，其表面覆盖绿化植物；⑵雨量较小、径流量较少时，合流污水或雨水径流全部通过进水装置进入调蓄处理池， 沉淀，继而经污泥提升装置提升转输至处理设施处理；雨量大，但降雨强度不大时，合流污水或雨水径流通过进水装置进入调蓄处理池，经预处理后转输至污水处理设施处理，其截留的污染物以污泥的形式转输至污泥处理设施处理；雨量大、径流量较大时，合流污水或雨水径流通过进水装置进入调蓄处理池，部分合流污水或雨水径流通过预处理后转输至污水处理设施处理，剩余部分经预处理后由出水装置后排放，截留的污染物以污泥的形式转输至污泥处理设施处理。
8.根据权利要求1或7所述的控制装置、控制方法的用途，其特征在于可用于合流制排水系统改造、分流制排水系统提升改造、合流及分流混流系统搭接改造。
全文摘要
一种城市合流污水溢流和雨水径流污染控制的装置、方法和用途，其装置包括调蓄处理池⑴、进水装置⑵、调蓄出水装置⑶、预处理出水装置⑷和污泥提升装置⑸，所述进水装置⑵、调蓄出水装置⑶分别通过进水管渠⑾、调蓄出水管⒀和调蓄处理池⑴相连通，所述预处理出水装置⑷的进口与调蓄处理池⑴的出水堰⑼相连通，所述污泥提升装置⑸的顶端位于调蓄处理池⑴的检修井⑻井口，所述污泥提升装置⑸的底端位于调蓄处理池1的泥斗⑺内。其优点是单套系统实现城市合流污水或雨水径流的调蓄量和截流倍数的提升；相对于传统调蓄池，造价仅增加10%～30%，而同时相当于增加了截流倍数n0=1～3的污染物拦截量，一般相当于增加污染物截留量50%～100%以上。
文档编号E03F1/00GK102220783SQ201110093448
公开日2011年10月19日 申请日期2011年4月14日 优先权日2011年4月14日
发明者何飞, 张怀宇, 李树苑, 陈才高 申请人:中国市政工程中南设计研究总院