一种基于工况调控的合流制溢流污染控制系统及处理方法与流程

本发明涉及城市合流制溢流污染，尤其是一种基于工况调控的合流制溢流污染控制系统及处理方法。

背景技术：

1、城市老旧城区的排水系统通常为合流制排水系统，且往往由于不具备实施雨污完全分流制改造的条件，导致在很长一段时间都将继续保留合流制系统运行。在排水系统中建设调蓄池并充分利用“网站蓄”的有效空间，最大化截流收集污染物负荷进入污水厂净化处理，是控制合流制排水系统溢流污染的重要措施之一。而现有合流制调蓄池普遍存在运行工况单一，即降雨径流经合流管收集后，先进入调蓄池，待调蓄池蓄满后，污水则经溢流井排入收纳水体，导致合流制调蓄池无法有效应对不同降雨工况下管道污染物的收集控制，且合流污水进入调蓄池后，直接布满调蓄池整个池底，易导致污水中颗粒物沉积在池底且不易被冲洗干净，因而对调蓄池运行与维护造成不利影响，无法发挥出合流制调蓄池应有的截污效能。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种基于工况调控的合流制溢流污染控制系统及处理方法，充分结合调蓄池与生态湿地的特征，设计出多种调节工况模式，可有效应对晴雨天、小中大不同降雨情景，实现合流制溢流污染物的有效截流收集与处理，同时在调蓄池内采用廊道式设计，且底部设置进水水流逆方向的坡度，有利于充分利用调蓄池污水蓄排过程，实现水力自冲洗。总体上本发明通过调蓄池的多种简易控制工况，最大限度控制合流制溢流污染，且工况控制操作简单，具有较好的技术经济效益，可广泛应用于排水系统合流制溢流污染控制。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种基于工况调控的合流制溢流污染控制系统，包括调蓄池、调蓄池配水区、调蓄池排水沟、水力冲洗蓄水渠、溢流收集渠及生态湿地；

4、所述调蓄池由隔墙分隔成多个调蓄池廊道；

5、所述调蓄池配水区设置在调蓄池进水端，调蓄池配水区一侧通过廊道进水翻板闸门与对应的调蓄池廊道连通或关闭，调蓄池配水区另一侧通过一级溢流开口与排水管渠连通；

6、所述调蓄池排水沟设置在调蓄池配水区底部且位于调蓄池廊道下游端；调蓄池排水沟通过廊道出水翻板闸门与调蓄池廊道连通或关闭；

7、所述水力冲洗蓄水渠设置在调蓄池廊道上游端，水力冲洗蓄水渠通过水力冲洗翻板闸门与调蓄池廊道连通或关闭；

8、所述溢流收集渠设置在调蓄池外侧，溢流收集渠与排水管渠之间设有二级溢流开口，溢流收集渠与调蓄池配水区之间设有调蓄池溢流口，二级溢流开口、调蓄池溢流口底标高一致且均通过对应的溢流口闸门连通或关闭；所述溢流收集渠上连接有溢流收集渠排放管，溢流收集渠排放管另一端与生态湿地连接。

9、所述排水管渠上一侧连接有超越管，超越管与排水管渠之间设有三级溢流开口，一级溢流开口、二级溢流开口及三级溢流开口的底标高对应的排水渠道控制水位逐渐升高。

10、所述调蓄池为方形调蓄池，调蓄池由多条长直隔墙分隔成多个调蓄池廊道，且各调蓄池廊道底部设置一定单向水力坡度，向下坡向为调蓄池进水端。

11、所述调蓄池排水沟下端低于调蓄池廊道下游端标高，调蓄池排水沟下游位置低处设置集水坑、污水提升泵。

12、所述调蓄池廊道与水力冲洗蓄水渠之间的隔墙上设置有滗水器。

13、所述水力冲洗蓄水渠上设置补水管。

14、所述生态湿地的进水端设置多个配水井，配水井通过进水管与溢流收集渠排放管连通；生态湿地的出水端设置多个溢流井，溢流井通过排水管与河道连通。

15、所述生态湿地自上而下依次为植被覆盖层、种植土层、透水土工布层、中砂层、砾石层，在砾石层内设置穿孔排水管，溢流污水经生态湿地下渗净化后进入穿孔排水管后排入河道。

16、所述溢流口闸门为上升式常开闸门，水力冲洗翻板闸门为常闭闸门。

17、一种基于工况调控的合流制溢流污染控制系统进行污水处理的方法，包括以下步骤：

18、步骤1）、在晴天时，合流制系统产生污水收集后，经排水管渠输送至下游污水厂进行处理；

19、步骤2）、在小雨事件时，随着降雨量增加，合流制系统收集的雨污水量逐渐增加至排水管渠内水位不超过一级溢流开口底标高，所收集的雨污水全部经排水管渠输送至下游污水厂进行处理；

20、步骤3）、在中雨事件时，即降雨量超过小雨并逐渐增加，合流制系统收集的雨污水量逐渐增加至排水管渠水位超过一级溢流开口底标高但不超过二级溢流开口底标高，超过排水管渠输送能力的污水经一级溢流开口进入调蓄池配水区；同时通过智控系统控制第一条调蓄池廊道的廊道进水翻板闸门开启，待第一条调蓄池廊道内水位增加至最高设计水位时，这里的最高设计水位不超过二级溢流开口底标高；关闭第一条调蓄池廊道的廊道进水翻板闸门，再开启第二条调蓄池廊道的廊道进水翻板闸门，以此操作顺序直至蓄满整个调蓄池；若进入一级溢流开口的污水量较大时，可通过智控系统控制灵活同步开启多条调蓄池廊道的廊道进水翻板闸门。在各调蓄池廊道蓄满水的过程中，同步通过智控系统控制滗水器收集调蓄池内的上清液进入水力冲洗蓄水渠；

21、步骤4）、在大暴雨事件时，即降雨量超过中雨并逐渐增加，合流制系统收集的雨污水量逐渐增加至排水管渠水位超过二级溢流开口底标高但不超过三级溢流开口底标高，超过排水管渠输送能力以及调蓄池蓄水容积的污水，经二级溢流开口与调蓄池溢流口进入溢流收集渠内，然后经溢流收集渠排放管输送到下游生态湿地进行净化处理；当进入生态湿地的污水超过其调蓄处理能力后，过量的污水经生态湿地中均匀分散布置若干溢流井直排入河道；同时通过智控系统关闭溢流口闸门；

22、步骤5）、在超标暴雨事件时，即降雨量超过大暴雨并逐渐增加，合流制系统收集的雨污水量逐渐增加至排水管渠水位超过三级溢流开口标高，过量的污水直接经超越管排入河道；

23、步骤6）、降雨事件停止后，排水管渠水位恢复至晴天工况，先开启廊道出水翻板闸门，再开启污水提升泵将调蓄池排水沟内的污水抽至下游污水管，直至放空调蓄池；

24、步骤7）、水力冲洗工况，调蓄池放空后，通过智控系统开启水力冲洗翻板闸门，释放水力冲洗蓄水渠蓄积的清水冲洗调蓄池廊道；如水力冲洗水不足时，则关闭水力冲洗翻板闸门，通过补水管补满水后，再次开启水力冲洗翻板闸门，释放清水冲洗调蓄池廊道，直至完成冲洗；水力冲洗过程同时开启污水提升泵进行放空；

25、步骤8）、完成水力冲洗后，恢复调蓄池在晴天时的初始设置，待下一次降雨事件再次启用运行。

26、本发明一种基于工况调控的合流制溢流污染控制系统及处理方法，具有以下技术效果：

27、1）、充分结合廊道式调蓄池与生态湿地的特征，设计多种分级的调节运行工况模式，可有效应对晴雨天、小中大不同降雨情景下，合流制污水的有效截流收集与处理，最大限度减少控制合流制溢流污染。

28、2）、调蓄池廊道上游端设置水力冲洗蓄水渠，在调蓄池廊道蓄水过程中收集上层清水，廊道底部设置与进水水流逆方向的坡度，在廊道放空过程水力自冲刷作用，实现底部沉积物冲洗，放空后利用水力冲洗蓄水渠蓄积的清水对廊道水力再冲洗。通过水力自冲刷作用与水力冲洗作用，实现调蓄池内污水资源化利用，节约水资源。

29、3）、通过调蓄池的多种分级控制工况操作简单，具有较好的技术经济效益，可解决传统合流制调蓄池运行工况单一、截污效果不佳、运行维护不便等局限性问题，广泛应用于控制排水系统的合流制溢流污染。