一种城市河道排水口用仿生蛙式气囊调蓄系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种城市河道排水口用仿生蛙式气囊调蓄系统。本实用新型的目的是旨在将排水口污水调蓄后纳管或就地处理，具有占地少、投资省、施工难度小、运行灵活、适用范围广的优点，可应对雨季大流量污染排水的储存和处理需求。本实用新型的技术方案是：该系统包括设在河岸上的预处理系统和仿生蛙式气囊调蓄系统，预处理系统依次由设置在排水口的截流井、格栅间隙为20～40mm的粗格栅、格栅间隙为5～10mm的细格栅和沉砂池构成；气囊调蓄系统依次由设置在沉砂池内由液位控制的感应器、空压机、气囊室、收缩在气囊室内的气囊、设置在气囊上的排气阀和与设置在气囊底部的排水管相连的潜污泵构成；仿生蛙式气囊调蓄系统工作时，气囊处于河道水体中。
【专利说明】
一种城市河道排水口用仿生蛙式气囊调蓄系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种城市河道排水口用仿生蛙式气囊调蓄系统，属于环境工程技术领域，适用于河道水环境改善工程。
【背景技术】
[0002]河流污染是点源、面源的共同作用，对于城市河道，无论是点源、还是面源污染，大部分通过排水管道进入河流，归根结底，控制排水口点源污染是关键。根据对一些城市河道水体污染源的分析，沿河的排水口污染占水体污染负荷总量的90%以上。
[0003]排水口污染来源于污水管道和雨水管道，污水管道排出的主要是未截流的污水及合流制溢流污水，雨水管道排出的主要是地表径流。其中，对于未截流的污水，往往通过沿河铺设截污管道纳管处理，但是，对于合流制溢流污水，由于本身排水体制设计就是合流制，下雨天一定的溢流是允许的，但我国的合流制截流倍数低，溢流水给河道造成了较严重的污染；同时，对地表径流，雨天降雨通过冲刷路面等，也携带了大量的污染物质进入河道，尤其是初期雨水，污染物浓度相当高，往往超出原生污水浓度;可以说，合流制溢流污水和地表径流中的初期雨水，是目前很多城市河道沿河截污后，水体污染的主要来源，也是这些城市河道水质改善和提升的瓶颈。
[0004]这两类排水有两个共性的特点:一是水量波动大。受降雨影响，这两类排水口旱季排水量小，雨季排水量剧增。二是源头控制难度大。受城市开发影响，从源头上控制这类污染难度很大，如要削减初期雨水污染，需要采用绿色屋顶、下凹式绿地等低影响开发设施，而对于已建城区，建设难度很大。
[0005]针对上述污染源，可以采用“大型调蓄储存+纳管处理或就地处理”或“小型调蓄或不调蓄+大型就地处理设施”两种方式，前者需要的调蓄设施很大，占地面积大，由于河岸带空间有限，施工难度大，造价高;后者虽然减小了调蓄设施，但处理设施规模很大，平时不处理时设施闲置，浪费很大。
[0006]目前，国内外对城市河道排水口调蓄的研究相对较少，且多局限在大型调蓄，存在明显的缺点。
【发明内容】
[0007]本实用新型要解决的技术问题是:针对上述存在问题，提供一种城市河道排水口用仿生蛙式气囊调蓄系统，将排水口污水调蓄后纳管或就地处理，具有占地少、投资省、施工难度小、运行灵活、适用范围广的优点，可应对雨季大流量污染排水的储存和处理需求。
[0008]本实用新型所采用的技术方案是:一种城市河道排水口用仿生蛙式气囊调蓄系统，其特征在于:该系统包括设在河岸上的预处理系统和仿生蛙式气囊调蓄系统，所述预处理系统依次由设置在排水口的截流井、格栅间隙为20?40mm的粗格栅、格栅间隙为5?1mm的细格栅和沉砂池构成;所述气囊调蓄系统依次由设置在沉砂池内由液位控制的感应器、空压机、气囊室、收缩在气囊室内的气囊、设置在气囊上的排气阀和与设置在气囊底部的排水管相连的潜污栗构成;所述仿生蛙式气囊调蓄系统工作时，气囊处于河道水体中。
[0009]所述沉砂池设有大管a和小管b两根出水管道，小管b直接接入市政管网或就地处理系统，大管a接入仿生蛙式气囊调蓄系统，大管a上设置由感应器控制的阀门C。
[0010]所述空压机根据气囊的充气情况及气囊与河道水体液压差的情况间歇运行。
[0011 ]所述气囊室由砖砌、钢制、混凝土制作而成。
[0012]本实用新型的有益效果是:本实用新型具有占地少、投资省、施工难度小、运行灵活、适用范围广的优点，尤其适合河岸带空间狭小或已施工河岸带排水口，用于处理合流制溢流水或初期雨水。主要特点是:(I)可以对不同工况下排水口出水进行调控；(2)解决了传统在线调蓄设施占地大，施工难度大等问题；(3)可在线调蓄后将污水纳入市政管网或就地处理，处理规模小。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的工艺流程图。
[0014]图2为本实用新型的平面布置图。
【具体实施方式】
[0015]如图1、图2所示，本实施例为一种城市河道排水口用仿生蛙式气囊调蓄系统，由预处理系统、仿生蛙式气囊调蓄系统两部分构成，均建设在河岸12上;预处理系统可以截流大部分合流制溢流水或初期雨水，并对截流污水进行初步处理，去除大颗粒物质和砂砾，保护后续的仿生蛙式气囊调蓄系统;仿生蛙式气囊调蓄系统工作时，气囊处于河道水体11中，不占用河岸12的空间。
[0016]预处理系统依次由截流井1、粗格栅2、细格栅3、沉砂池4构成。
[0017]截流井I设置在排水口处，对排水口初期污染严重的水体进行截流，进入气囊调蓄系统，大雨量时，后期的排水溢流排入河道。
[0018]粗格栅2的格栅间隙20?40mm，对截流的污水中大颗粒物质进行截流。
[0019]细格栅3的格栅间隙5?10mm，对截流的污水中小颗粒物质进行截流。
[0020]沉砂池4的设计停留时间为雨季设计流量20s，用于沉淀去除污水中的砂粒。沉砂池中设有大管a和小管b两根出水管道，小管b直接接入市政管网或就地处理系统，用于在排水口流量小时，将沉砂后的出水直接纳管或处理，不进入仿生蛙式气囊调蓄系统;大管a接入仿生蛙式气囊调蓄系统，管上设置阀门c，由感应器5控制，当雨季流量大，沉砂池进水量超出b管输送能力时，阀门c开启，将多余水量导入仿生蛙式气囊调蓄系统进行储存。
[0021]仿生蛙式气囊调蓄系统依次由感应器5、空压机6、气囊室7、气囊8、排气阀9、潜污栗10构成。
[0022]感应器5设置在沉砂池内，由液位控制，有两种工况:
[0023]I)水量小时，由于沉砂池4内的大管a由阀门c控制处于关闭状态，沉砂池4进水流量小，进水全部通过小管b导入就地处理系统，沉砂池4水位保持低水位，感应器5没有信号；
[0024]2)雨季水量大时，沉砂池4进水流量超出小管b过流能力，沉砂池4水位上升，到一定水位时，感应器4接到预设的水位信号，将沉砂池4内的大管a上的阀门c打开，同时，启动空压机6，开始为气囊8充气，排水口污水进入气囊8进行储存，降雨结束后，潜污栗10将气囊8内储存的污水栗入市政管网或就地处理系统处理。同时，沉砂池4内的大管a上阀门c关闭，气囊8上的排气阀打开，气囊8内污水逐渐减少，气囊8逐渐缩回气囊室7内。
[0025]空压机6在沉砂池4的水位上升，感应器5发出信号时启动，为气囊8充气，沉砂池4水位下降，到一定水位后，感应器5发出信号时关闭，运行期间，空压机6根据气囊8充气情况及气囊8与河道水体液压差的情况间歇运行。
[0026]气囊室7用于储存及保护气囊8的腔体，可由砖砌、钢制、混凝土等制作。
[0027]本调蓄系统采用仿生原理，仿生青蛙中的雄蛙，其在口角两边各有一对气囊，平时处于收缩状态，当青蛙发声时，气囊鼓出，相当于共鸣箱，使青蛙声带所发出的声音因共鸣而扩大。本调蓄系统构建人工气囊，由具有防刺性能的有机材质制作，平时不充气，不储存污水，气囊8处于收缩状态，储存在气囊室7内，雨季流量大时，感应器5发出信号时，空压机6启动充气，气囊8从气囊室7鼓出，储存污水。本调蓄系统的优点是气囊8平时处于收缩状态，为软质结构，避免了传统调蓄系统硬质结构，占地面积大，建设成本高，施工难度大等缺点。
[0028]排气阀9设置在气囊上，在气囊8储存污水过程中，根据气压适当开启排气，保持气囊8进水平顺，并在气囊收缩时排出多余气体。
[0029]潜污栗10通过设置在气囊8底部的排水管相连，用于将气囊8内储存的污水提升至污水管网进入污水厂集中处理或进入分散的就地处理系统。由于气囊8的调蓄，系统所配置的潜污栗10可以小型化，在降雨结束后慢慢将气囊中的污水抽出。
[0030]本实施例在实际运用中，首先应根据基础资料，厘清不同时间段(旱季、雨季、日间、夜间)排水□流量，及河道水文条件，包括流速、水位、水深等。再进行排水□测量，结合地形图资料，选择预处理系统和气囊调蓄系统的位置与规模，尤其应注意沉砂池4出水管的大小(大管a和小管b)，小管b取决于气囊排空时间、旱季污水处理规模、就地处理设施大小；大管a取决于截流井进水流量，气囊调蓄系统规模;大管a的开启通过沉砂池4内的感应器5、大管a上的阀门c得以实现。气囊调蓄系统规模取决于设计降雨雨型、重现期大小、排水口污染物浓度、河道水环境容量、后续处理设施规模等，规模应适度，过小对改善河道水质意义不大，过大增加工程投资，也容易对河道水环境过保护。为避免占用河道防洪断面以及洪水冲刷，气囊系统尽量布置在闸坝控制的城市河道以及河道凹岸。
【主权项】
1.一种城市河道排水口用仿生蛙式气囊调蓄系统，其特征在于:该系统包括设在河岸上的预处理系统和仿生蛙式气囊调蓄系统，所述预处理系统依次由设置在排水口的截流井(I)、格栅间隙为20?40mm的粗格栅(2)、格栅间隙为5?1mm的细格栅(3)和沉砂池(4)构成;所述气囊调蓄系统依次由设置在沉砂池(4)内由液位控制的感应器(5)、空压机(6)、气囊室(7)、收缩在气囊室(7)内的气囊(8)、设置在气囊上的排气阀(9)和与设置在气囊底部的排水管相连的潜污栗(10)构成;所述仿生蛙式气囊调蓄系统工作时，气囊(8)处于河道水体(11)中； 所述沉砂池(4)设有大管a和小管b两根出水管道，小管b直接接入市政管网或就地处理系统，大管a接入仿生蛙式气囊调蓄系统，大管a上设置由感应器(5)控制的阀门C。2.根据权利要求1所述的一种城市河道排水口用仿生蛙式气囊调蓄系统，其特征在于:所述空压机(6)根据气囊(8)的充气情况及气囊(8)与河道水体(11)液压差的情况间歇运行。3.根据权利要求1或2所述的一种城市河道排水口用仿生蛙式气囊调蓄系统，其特征在于:所述气囊室(7)由砖砌、钢制、混凝土制作而成。
【文档编号】E03F5/04GK205444391SQ201620010099
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月5日
【发明人】魏俊, 韩万玉, 李宇, 严海波, 芦超, 黄峰
【申请人】中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司