用于清除雨水调蓄池中悬浮颗粒物的斜板装置及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种市政排水领域的污染清除技术，尤其是涉及一种用于清除雨水调 蓄池中悬浮颗粒物的斜板装置及其应用。
【背景技术】
[0002] 初期雨水污染是城市地表水环境质量下降的重要污染来源，也是当今国内外城市 普遍存在的问题。为此，国内外开展了大量的初期雨水污染治理研宄，其中雨水调蓄池是 一种行之有效的削减初期雨水溢流污染问题的工程性措施，国外被国内广泛应用，国内自 2006年开始第一座雨水调蓄池在上海投入使用，至2014年底今国内已有约三十座。现有雨 水调蓄池建设受到工程造价、市政用地、地质条件、运行维护等诸多因素限制，其容积，即蓄 水空间不可能建造得很大；而且当进入雨水调蓄池的水量超过其设计容积后，超出部分只 能溢流排放，由于初期雨水中含有大量的悬浮颗粒物，因此雨水调蓄池的溢流污水对城市 受纳水体仍然造成一定程度的污染。
[0003] 由于分流制排水系统或合流制排水系统的初期雨水污染中大量的污染物质以颗 粒态的状态存在，如何快速削减初期雨水中的颗粒态物质，即促使颗粒态物质快速沉淀从 水体中分离出来，使得雨水调蓄池在发挥蓄水削减初期雨水污染作用的基础上，增加对初 期雨水悬浮颗粒物的清除功能，进而增加了雨水调蓄池的"实际使用容积"，这是一种创新 性的思路。
[0004] 中国专利CN 103071320A公开了一种用于雨水预处理的水力颗粒分离器，分离器 包括：集水池、沉淀池和存水室，集水池的上部设有进水管，底部设有水泵，下部高于底面位 置还设有一过流孔，过流孔上设有挡板，沉淀池的中部设有一排斜板，沉淀池的一侧为溢流 墙，溢流墙的底端还设有一冲洗门。然而该水力颗粒分离器具有以下不足：一是其为针对雨 水预处理设计，缺少进水处的流量控制，因此在应用于雨水调蓄池时，由于雨水具有降雨量 的不稳定性，因此会导致水流不均衡，影响了使用效果；二是其缺乏自动控制单元，操作靠 人工；三是其斜板的旋转控制缺乏一个有效精准的控制方式，效果不理想。
[0005] 基于此思路，本领域的科技研发和工程技术人员致力于开发一种结构简单、操作 便捷、造价低廉、运行效率高的雨水调蓄池悬浮颗粒物的斜板清除装置及使用方法。
【发明内容】
[0006] 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用于清除雨水 调蓄池中悬浮颗粒物的斜板装置及其应用。
[0007] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008] 一种用于清除雨水调蓄池中悬浮颗粒物的斜板装置，包括：
[0009] 测量单元，设于雨水调蓄池中，用于测量雨水调蓄池所调蓄初期雨水中悬浮颗粒 物的平均粒径、体积浓度和质量浓度；
[0010] 斜板，设于雨水调蓄池中并可绕水平轴转动以调整倾斜角度，用于提升初期雨水 中悬浮颗粒物的沉淀清除效率；
[0011] 动力单元，与斜板连接，用于驱动斜板转动；
[0012] 自动控制单元，分别与动力单元和测量单元连接，用于根据测量单元的测量结果 通过动力单元调整斜板的倾斜角度。
[0013] 所述动力单元包括依次连接的液压泵、电磁阀和液压缸，所述液压泵和电磁阀均 与自动控制单元连接，所述液压缸与斜板连接。
[0014] 所述测量单元包括用于测量雨水调蓄池所调蓄初期雨水的液位数据的超声波流 量计、用于测量雨水调蓄池所调蓄初期雨水中悬浮颗粒物平均粒径、体积浓度的激光粒度 仪和用于测量雨水调蓄池所调蓄初期雨水中悬浮颗粒物质量浓度的悬浮物浓度测定仪，所 述超声波流量计、激光粒度仪和悬浮物浓度测定仪均与自动控制单元连接。
[0015] 所述斜板包括多片斜板板材，相邻斜板板材间距为12mm~48mm。
[0016] 所述斜板装置还包括用于冲洗斜板的倾斜清洁器，该倾斜清洁器设于雨水调蓄池 中并与自动控制单元连接。
[0017] 一种用于清除雨水调蓄池中悬浮颗粒物的斜板装置的应用方法，该方法用于提高 雨水调蓄池所调蓄初期雨水中悬浮颗粒物的沉淀速度，包括步骤：
[0018] A.自动控制单元和测量单元测得雨水调蓄池所调蓄初期雨水中悬浮颗粒物的沉 降速度；
[0019] B.自动控制单元根据雨水中悬浮颗粒物的沉降速度调节斜板的倾斜角度以提升 雨水中悬浮颗粒物的沉淀清除效率。
[0020] 所述步骤A具体包括步骤：
[0021] Al.超声波流量计测得雨水调蓄池所调蓄初期雨水的液面数据后，由自动控制单 元得到雨水调蓄池中液面上升速度；
[0022] A2.激光粒度仪和悬浮物浓度测定仪测得雨水调蓄池中悬浮颗粒物的平均粒径、 体积浓度和质量浓度后，由自动控制单元得到悬浮颗粒物在静水中的平均沉速：
【主权项】
1. 一种用于清除雨水调蓄池中悬浮颗粒物的斜板装置，其特征在于，包括： 测量单元（2)，设于雨水调蓄池（5)中，用于测量雨水调蓄池（5)所调蓄初期雨水中悬 浮颗粒物的平均粒径、体积浓度和质量浓度； 斜板（41)，设于雨水调蓄池（5)中并可绕水平轴转动以调整倾斜角度，用于提升初期 雨水中悬浮颗粒物的沉淀清除效率； 动力单元（3)，与斜板（41)连接，用于驱动斜板（41)转动； 自动控制单元（1)，分别与动力单元（3)和测量单元（2)连接，用于根据测量单元的测 量结果通过动力单元（3)调整斜板（41)的倾斜角度。
2. 根据权利要求1所述的一种用于清除雨水调蓄池中悬浮颗粒物的斜板装置，其特征 在于，所述动力单元包括依次连接的液压泵（31)、电磁阀（32)和液压缸（33)，所述液压泵 (31)和电磁阀（32)均与自动控制单元（1)连接，所述液压缸（33)与斜板（41)连接。
3. 根据权利要求1所述的一种用于清除雨水调蓄池中悬浮颗粒物的斜板装置，其特征 在于，所述测量单元（2)包括用于测量雨水调蓄池（5)所调蓄初期雨水的液位数据的超声 波流量计（21)、用于测量雨水调蓄池（5)所调蓄初期雨水中悬浮颗粒物平均粒径、体积浓 度的激光粒度仪（22)和用于测量雨水调蓄池（5)所调蓄初期雨水中悬浮颗粒物质量浓度 的悬浮物浓度测定仪（23)，所述超声波流量计（21)、激光粒度仪（22)和悬浮物浓度测定仪 (23)均与自动控制单元（1)连接。
4. 根据权利要求3所述的一种用于清除雨水调蓄池中悬浮颗粒物的斜板装置，其特征 在于，所述斜板（41)包括多片斜板板材，相邻斜板板材间距为12mm~48mm。
5. 根据权利要求1所述的一种用于清除雨水调蓄池中悬浮颗粒物的斜板装置，其特征 在于，所述斜板装置还包括用于冲洗斜板（41)的倾斜清洁器（42)，该倾斜清洁器（42)设于 雨水调蓄池（5)中并与自动控制单元（1)连接。
6. -种如权利要求4所述的用于清除雨水调蓄池中悬浮颗粒物的斜板装置的应用方 法，其特征在于，该方法用于提高雨水调蓄池（5)所调蓄初期雨水中悬浮颗粒物的沉淀速 度，包括步骤： A. 自动控制单元（1)和测量单元（2)测得雨水调蓄池（5)所调蓄初期雨水中悬浮颗粒 物的沉降速度； B. 自动控制单元（1)根据初期雨水中悬浮颗粒物的沉降速度，结合斜板的长度以及流 道间距调节斜板的倾斜角度以提升初期雨水中悬浮颗粒物的沉淀清除效率。
7. 根据权利要求6所述的一种用于清除雨水调蓄池中悬浮颗粒物的斜板装置的应用 方法，其特征在于，所述步骤A具体包括步骤： Al.超声波流量计（21)测得雨水调蓄池（5)所调蓄初期雨水的液面数据后，由自动控 制单元（1)得到雨水调蓄池（5)中液面上升速度； A2.激光粒度仪（22)和悬浮物浓度测定仪（23)测得雨水调蓄池（5)中悬浮颗粒物的 平均粒径、体积浓度和质量浓度后，由自动控制单元（1)得到悬浮颗粒物在静水中的平均 沉速：
其中：WsS悬浮颗粒物在静水中的平均沉速，Dni为悬浮颗粒物的平均粒径，g为重力加 速度，η为水的动力粘滞系数，δ p具体为：
其中：SSC为悬浮颗粒物的质量浓度，VC为悬浮颗粒物的体积浓度； A3.自动控制单元（1)根据雨水调蓄池（5)中的液面上升速度和悬浮颗粒物在静水中 的平均沉速得到雨水调蓄池（5)所调蓄初期雨水中悬浮颗粒物的沉降速度： W = Ws-Wd 其中：W为悬浮颗粒物的沉降速度，Wd为雨水调蓄池（5)中液面上升速度。
8.根据权利要求7所述的一种用于清除雨水调蓄池中悬浮颗粒物的斜板装置的应用 方法，其特征在于，所述步骤B中斜板（41)的倾斜角度具体为： BI.根据斜板板材长度和悬浮颗粒物的沉降速度得到悬浮颗粒物在最长垂直移动时 间： t!= 1 ! · sin a /ff 其中山为斜板板材的长度，α为斜板倾角； Β2.根据雨水调蓄池（5)中液面上升速度和斜板间距得到悬浮颗粒物的最长水平移动 时间： t2= d/ (sin α · V 2) 其中：d为斜板板材的间距，V2具体为： V2= W D · cot α Β3.计算当t2< 0. 8t i时，α的最小值，自动控制单元⑴控制斜板（41)旋转至α 角。
【专利摘要】本发明涉及一种用于清除雨水调蓄池中悬浮颗粒物的斜板装置及其应用，其中装置包括：测量单元，设于雨水调蓄池中，用于测量雨水调蓄池所调蓄初期雨水中悬浮颗粒物的平均粒径、体积浓度和质量浓度；斜板，设于雨水调蓄池中并可绕水平轴转动以调整倾斜角度，用于提升初期雨水中悬浮颗粒物的沉淀清除效率；动力单元，与斜板连接，用于驱动斜板转动；自动控制单元，分别与动力单元和测量单元连接，用于根据测量单元的测量结果通过动力单元调整斜板的倾斜角度。与现有技术相比，本发明结构紧凑且能够有效地去除初期雨水或混合污水中的悬浮颗粒物，对悬浮颗粒物和化学需氧量的最大去除率均超过80％。
【IPC分类】E03F5-14, E03F9-00
【公开号】CN104727436
【申请号】CN201510125402
【发明人】程江, 赵金保, 邹育杰, 蒋页, 蔡光胜
【申请人】洼石环境工程（上海）有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月20日