一种排水管道溢流污水处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及污水处理设备技术领域，尤其是涉及一种排水管道溢流污水处理系统。


背景技术：

2.近年来，由于各级政府大力推行雨污分流制排水系统和雨污分流改造，使我国在污水环境治理领域取得了较大进展。然而由于种种原因，各城市排水管道系统多不尽如人意，普遍存在排水体制不清晰，管道混接、错接等情况严重，污水直排及溢流突出的问题。虽然各主要城市通过沿河沿湖截污在一定程度上解决了旱季污水直排问题，不少城市通过区域、城域甚至流域尺度水环境综合治理取得一定治水效果，但以合流制溢流、排水管道溢流以及雨水管道径流污染等形式存在的城市排水管道溢流，成为影响水环境进一步改善及长治久清的关键因素。排水管道溢流多伴随降雨过程，其污水中污染物主要来源包括雨水淋洗携带的尘埃、气溶胶、硫氧化物、氮氧化物、地表污染物、雨水口及管道沉积物以及进入管道中的污水和废水携带的各类污染物，短时内污染输出强度极大。溢流污染输出普遍具有随机性、冲击性、波动性与间歇性等特征，尤其水质水量的剧烈冲击性与波动性要求处理设施具有较强的抗冲击能力，溢流污水无机质含量普遍较高、可生化情况存在较大不确定性，雨天溢流污水水力负荷显著大于旱季污水，而且雨后伴随数日甚至数十日的间隔期，此外溢流排口周边空间与竖向条件普遍不佳。
3.目前，推行海绵城市、雨污分流或清污分流、建设调蓄池以及扩大污水厂雨天处理能力是解决排水管道溢流污染问题的重要途经，然而推行海绵城市建设、雨污分流及清污分流等方式投资巨大且旷日持久，短期内难以系统完成，建设调蓄池和扩大污水厂雨天处理能力可在一定程度上缓解排水管道溢流污染问题，但难以全面覆盖城市内广泛分布的溢流排口，因此，在截流调蓄设施基础上建设溢流污水处理设施，是解决排水管道溢流污染问题行之有效的重要方式。然而目前水处理技术种类虽然繁多，但是缺少适用于排水管道溢流污染处理且低成本、高效稳定的系统。因此，亟需提供一种启动速度快，可耐受间歇运行以及水质与流量冲击变化，并及时识别响应进水条件并结合条件变化进行实时控制的排水管道溢流污水处理系统。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种排水管道溢流污水处理系统，以解决现有技术中存在的污水处理设施对排水管道溢流污水适应性不强的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
6.本实用新型提供的一种排水管道溢流污水处理系统，包括进水监测装置、加药装置、混合絮凝结构、颗粒分离结构、集排水结构、集排泥结构、颗粒储存浓缩结构和控制器，其中，
7.所述进水监测装置设置于所述加药装置的前端且与所述控制器相连接，用于实时监测进水信息并将所述进水信息反馈至所述控制器；
8.所述加药装置设置于所述混合絮凝结构的进水管上且与所述控制器相连接，所述控制器基于所接收到的进水信息控制所述加药装置的运行；
9.所述混合絮凝结构与所述颗粒分离结构的底部相连通，所述集排泥结构设置在所述颗粒分离结构的底部，用于收集来自所述混合絮凝结构和所述颗粒分离结构所沉积的颗粒物；所述集排泥结构与所述控制器相连接以由所述控制器基于进水信息和/或第一预设运行时长控制所述集排泥结构的开闭；
10.所述集排泥结构与所述颗粒储存浓缩结构相连接，用于储存所述集排泥结构内的颗粒浓缩液并实现进一步浓缩；
11.所述集排水结构设置在所述颗粒分离结构处理流程之后，用于将所述颗粒分离结构的上清液收集并输送至下一阶段，所述集排水结构与所述控制器相连接以由所述控制器基于进水信息和/或第二预设运行时长控制所述集排水结构的开闭。
12.根据一种优选实施方式，所述进水监测装置包括水质监测设备和水量监测设备，其中，所述水质监测设备和所述水量监测设备分别与所述控制器相连接，以便将水质信息和水量信息实时发送至所述控制器。
13.根据一种优选实施方式，所述加药装置包括储药箱、加药泵、加药流量阀和加药管，其中，所述储药箱通过所述加药管与所述进水管相连接，在所述储药箱与所述加药管之间设置有所述加药泵，在所述加药管上设有所述加药流量阀；
14.所述加药泵与所述加药流量阀分别与所述控制器相连接，所述控制器基于所接收到的进水信息控制所述加药泵的开闭及所述加药流量阀的开度。
15.根据一种优选实施方式，所述混合絮凝结构包括池体、位于所述池体内部的进水管、导流结构、第一集水槽和排泥结构，其中，所述进水管自所述池体底部延伸至所述导流结构的底部并与所述导流结构内部相连通；所述导流结构呈上宽下窄的锥形结构，且所述导流结构的底部出口与所述进水管的末端之间存在空隙；
16.所述第一集水槽设置在所述导流结构的上方；
17.所述排泥结构包括设置在所述池体底部的第一排泥管和第一排泥阀，所述第一排泥管的出口端朝向所述集排泥结构，所述第一排泥阀与所述控制器相连接，所述控制器能够基于所述进水信息和/或所述第一排泥阀的第三预设运行时长控制所述第一排泥阀的开闭。
18.根据一种优选实施方式，在所述混合絮凝结构与所述颗粒分离结构之间设有整流堰，所述整流堰允许所述混合絮凝结构的第一集水槽内的混合水自所述颗粒分离结构的底部进入位于所述颗粒分离结构底部的进水缓冲区；
19.在所述颗粒分离结构的内部设有倾斜状分离件，所述分离件为斜板或斜管结构。
20.根据一种优选实施方式，所述集排泥结构包括集泥槽、位于集泥槽内的第一泥位监测设备和第二排泥阀，所述集泥槽通过第二排泥管与颗粒储存浓缩结构相连接，其中，所述第一泥位监测设备和所述第二排泥阀分别与所述控制器相连接，所述第一泥位监测设备用于监测所述集泥槽内的第一泥位信息并将其发送至所述控制器，所述控制器基于所接收到的进水信息、第一泥位信息和/或所述第二排泥阀的第一预设运行时长控制所述第二排
泥阀的开闭。
21.根据一种优选实施方式，所述颗粒分离结构的池底设置为自所述集泥槽的上沿向外倾斜的斜坡结构；所述斜坡结构的坡度不小于0.1。
22.根据一种优选实施方式，所述颗粒储存浓缩结构内部设有第二泥位监测设备、污水泵和污泥泵，且所述第二泥位监测设备、所述污水泵和所述污泥泵分别与所述控制器相连接，所述第二泥位监测设备用于监测所述颗粒储存浓缩结构内的第二泥位信息并将其发送至所述控制器，所述控制器基于所接收到的进水信息、所述第二泥位信息和/或第四预设运行时长控制所述污水泵和所述污泥泵的运行。
23.根据一种优选实施方式，所述集排水结构包括位于所述颗粒分离结构边缘的第二集水槽，所述第二集水槽的底部通过集水管与排水管相连接，所述排水管设置在所述颗粒分离结构的底部与外部相连通。
24.根据一种优选实施方式，所述控制器包括监测模块、加药控制模块和阀门控制模块，其中，监测模块用于获取进水监测装置所采集的进水信息；所述加药控制模块与所述监测模块相连接，用于根据监测模块所获取的进水信息确定加药装置中加药泵的开闭以及加药流量阀的开度，所述阀门控制模块与监测模块相连接，用于根据监测模块所获取的进水信息确定每个阀门的开闭。
25.基于上述技术方案，本实用新型的排水管路溢流污水处理系统至少具有如下技术效果：
26.本实用新型的排水管路溢流污水处理系统通过进水监测装置实时监测进水信息，以便通过控制器基于进水信息控制加药装置的自动运行，同时通过控制器接收泥位信息并根据进水信息、泥位信息以及各阀门的预设运行时长实现系统根据进水条件的不同进行实时控制和调整，具有响应速度快，且适应性强的优点。通过在线感知来水的水质水量，智能控制进水、加药、排水与排泥，充分利用空间条件，节约用地和药物投加，提高了系统净化效能，最大限度截留净化排水管道溢流污染物，削减经排水管道溢流排入受纳水体的污染负荷。本实用新型的处理系统可单独或多组并联使用，且可与预处理及深度处理单元串联组合，以满足不同处理规模与处理标准需要，提高了应用的灵活性。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本实用新型的排水管路溢流污水处理系统的结构示意图；
29.图2是本实用新型的排水管路溢流污水处理系统的俯视图；
30.图3是本实用新型的控制器的结构示意图。
31.图中：1
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进水监测装置；2
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加药装置；3
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混合絮凝结构；4
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导流结构；5
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第一集水槽；6
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整流堰；7
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颗粒分离结构；8
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第二集水槽；9
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集水管；10
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排水管；11
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第一排泥阀；12
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集泥槽；13
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第二排泥管；14
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斜坡结构；15
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颗粒储存浓缩结构；16
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污泥泵；17
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污泥处理系统；18
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控制器；19
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进水管；20
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第一排泥管；181
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监测模块；182
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加药控制模块；183
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阀门控
制模块。
具体实施方式
32.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.下面结合说明书附图1至图3对本实用新型的技术方案进行说明。
36.实施例1
37.如图1和图2所示，本实用新型提供的一种排水管道溢流污水处理系统，包括进水监测装置1、加药装置2、混合絮凝结构3、颗粒分离结构7、集排水结构、集排泥结构、颗粒储存浓缩结构15和控制器18。其中：
38.进水监测装置1设置于加药装置2的前端且与控制器18相连接，用于实时监测进水信息并将进水信息反馈至控制器18。加药装置2设置于混合絮凝结构3的进水管19上且与控制器18相连接，控制器18基于所接收到的进水信息控制加药装置2的运行。加药装置用于将絮凝药剂与助凝药剂加入进水管，实现絮凝药剂、助凝药剂与进水的初步混合。
39.混合絮凝结构3与颗粒分离结构7的底部相连通，混合絮凝结构3用于实现进水与絮凝药剂、助凝药剂的充分混合和絮凝。颗粒分离结构7用于分离清水和絮凝颗粒，得到上清液和絮凝颗粒浓缩液，其中上清液由集排水结构收集，絮凝颗粒浓缩液通过重力收集至集排泥结构中。集排泥结构设置在颗粒分离结构7的底部，用于收集来自混合絮凝结构3和颗粒分离结构7所沉积的颗粒物；集排泥结构与控制器18相连接以由控制器18基于进水信息和/或第一预设运行时长控制集排泥结构的开闭。
40.集排泥结构与颗粒储存浓缩结构15相连接，用于储存集排泥结构内的颗粒浓缩液并实现进一步浓缩。集排水结构设置在颗粒分离结构7处理流程之后，用于将颗粒分离结构7的上清液收集并输送至下一阶段，集排水结构与控制器18相连接以由控制器18基于进水信息和/或第二预设运行时长控制集排水结构的开闭。因此，本实用新型的排水管道溢流污水处理系统通过进水监测装置实时监测进水信息，以便通过控制器基于进水信息控制加药装置的自动运行，同时通过控制器接收泥位信息并根据进水信息、泥位信息以及各阀门的
预设运行时长实现系统根据进水条件的不同进行实时控制和调整，具有响应速度快，且适应性强的优点。
41.进一步优选地，进水监测装置1可设置在位于加药装置2之前的检查井、调节池、格栅井、提升泵池或者进水管内，以用于实时感知进水信息并发送至控制器18。优选地，进水监测装置1包括水质监测设备和水量监测设备。优选地，水质监测设备包括用于检测进水浊度的浊度仪和用于检测进水色度的色度仪。水量监测设备包括用于检测液位的液位计、用于检测流速的流速计和用于检测流量的流量计。优选地，水质监测设备和水量监测设备分别与控制器18相连接，以便将水质信息和水量信息实时发送至控制器18，作为加药和排泥控制的依据之一。
42.进一步优选地，加药装置2包括储药箱、加药泵、加药流量阀和加药管，其中，储药箱用于储存处理溢流污水所需的絮凝、助凝及其他相关药剂。储药箱通过加药管与进水管19相连接，在储药箱与加药管之间设置有加药泵，通过加药泵将储药箱内的药剂输送至加药管内，通过加药管将絮凝、助凝药剂加入进水管。在加药管上设有加药流量阀，用于控制单位时间内的加药量。加药泵与加药流量阀分别与控制器18相连接，控制器18基于所接收到的水质信息和水量信息控制加药泵的开闭及加药流量阀的开度。以便将与进水量和进水水质相对应的药剂量加入进水管与溢流污水进行初步混合。
43.进一步优选地，混合絮凝结构3包括池体、位于池体内部的进水管19、导流结构4、第一集水槽5和排泥结构。其中，进水管19自池体底部延伸至导流结构4的底部并与导流结构4内部相连通。优选地，进水管19呈弯管结构，以通过弯管将进水由水平流转为竖向流并流向导流结构。优选地，导流结构4呈上宽下窄的锥形结构，从而使得进水在锥形结构的导流结构上实现药剂与溢流污水的充分混合絮凝。优选地，导流结构4的底部出口与进水管19的末端之间存在空隙便于污泥自导流结构4底部的出口与进水管19之间的空隙落至底部沉泥区。优选地，第一集水槽5设置在导流结构4的上方；用于收集充分混合絮凝的混合水。优选地，排泥结构包括设置在池体底部的第一排泥管20和第一排泥阀11，第一排泥管20的出口端朝向集排泥结构，第一排泥阀11与控制器18相连接，控制器18能够基于进水信息和/或第一排泥阀11的第三预设运行时长控制第一排泥阀11的开闭。排泥结构用于排出沉积于混合絮凝结构池体底部的颗粒物。控制器18根据进水水质和水量信息和/或第一排泥阀11的预设运行时长控制第一排泥阀开闭，且在第一排泥阀开启时，利用静压力和重力将絮凝颗粒浓缩液排入集排泥结构。
44.优选地，在混合絮凝结构3与颗粒分离结构7之间设有整流堰6，整流堰6允许混合絮凝结构3的第一集水槽5内的混合水进入位于颗粒分离结构7底部的进水缓冲区。在颗粒分离结构7的内部设有倾斜状分离件，分离件为斜板或斜管结构。分离件用于分离清水和絮凝颗粒，得到上清液和絮凝颗粒浓缩液，上清液向上经清水区进入集排水结构；絮凝颗粒浓缩液向下经进水缓冲区进入集排泥结构。
45.进一步优选地，集排泥结构包括集泥槽12、位于集泥槽12内的第一泥位监测设备和第二排泥阀，集泥槽12通过第二排泥管13与颗粒储存浓缩结构15相连接，其中，第一泥位监测设备和第二排泥阀分别与控制器18相连接，第一泥位监测设备用于监测集泥槽12内的第一泥位信息并将其发送至控制器18，控制器18基于所接收到的进水信息、第一泥位信息和/或第二排泥阀的第一预设运行时长控制第二排泥阀的开闭。第一排泥管设置在集泥槽
12的底部，用于将集泥槽内的颗粒浓缩液输送至颗粒储存浓缩结构15。在满足第二排泥阀的开启条件下，通过控制器18控制第二排泥阀开启，利用静压力和重力，将絮凝颗粒浓缩液排出池体至颗粒浓缩结构。优选地，集泥槽12设置在颗粒分离结构7的底部，沿颗粒分离结构的横向或纵向布置，为单个或多个并行设置。优选地，颗粒分离结构7的池底设置为自集泥槽12的上沿向外倾斜的斜坡结构14；所述斜坡结构的坡度不小于0.1。以便于絮凝颗粒浓缩液靠静压力和重力滑至集泥槽12内。
46.进一步优选地，颗粒储存浓缩结构15用于暂时储存并利用重力进一步浓缩絮凝颗粒浓缩液，并通过抽吸设备将絮体颗粒污泥和澄清液分别输送至相关装置。颗粒储存浓缩结构15内部设有第二泥位监测设备、污水泵和污泥泵16，且第二泥位监测设备、污水泵和污泥泵16分别与控制器18相连接，第二泥位监测设备用于监测颗粒储存浓缩结构15内的第二泥位信息并将其发送至控制器18，控制器18基于所接收到的进水信息、第二泥位信息和/或第四预设运行时长控制污水泵和污泥泵16的运行。优选地，颗粒储存浓缩结构15还包括滗水器，用于分离澄清液，然后将澄清液通过污水泵输送至污水处理厂或进水口。通过污泥泵或抽污车将浓缩絮体颗粒污泥输送至后端的污泥处理系统17。
47.进一步优选地，集排水结构包括位于颗粒分离结构7边缘的第二集水槽8，第二集水槽8沿颗粒分离结构7的池体边缘布置，可沿池体的横向或纵向布置单组或多组，以提高集水速率。第二集水槽8的底部通过集水管9与排水管10相连接，排水管10设置在颗粒分离结构7的底部与外部相连通，以便通过排水管10将上清液排出至受纳水体或输送至后端深化处理单元。优选地，集排水结构还包括与控制器18相连接的抽水泵，控制器18能够基于进水信息和抽水泵的第二预设运行时长控制抽水泵的开闭，以便及时将上清液输送至后端深化处理单元。
48.实施例2
49.本实施例提供了一种排水管道溢流污水处理方法，该方法采用前述实施例的排水管道溢流污水处理系统，还包括如下步骤：
50.获取进水监测装置1发送的进水信息；
51.基于所述进水信息确定加药装置2中加药泵的开闭以及加药流量阀的开度；
52.基于进水信息和/或第一排泥阀11的第三预设运行时长判断第一排泥阀11是否达到预设开启条件或预设关闭条件，以控制第一排泥阀11的开闭；若达到第一排泥阀11的预设开启条件，则控制第一排泥阀11开启以及时将混合絮凝结构内的絮凝颗粒浓缩液排至集排泥结构内；并在达到预设关闭条件后及时关闭第一排泥阀11；
53.基于所述进水信息、第一泥位信息和/或第二排泥阀的第一预设运行时长判断第二排泥阀是否达到预设开启条件或预设关闭条件，以控制第二排泥阀的开闭；若达到第二排泥阀的预设开启条件，则控制第二排泥阀开启及时将集泥槽内收集的絮凝颗粒浓缩液排至颗粒储存浓缩结构15内；并在达到预设关闭条件后及时关闭第二排泥阀；
54.基于进水信息、第二泥位信息和/或污水泵和污泥泵的第四预设运行时长判断颗粒储存浓缩结构15中的污水泵和污泥泵是否达到预设开启条件和预设关闭条件，以控制污水泵和污泥泵的开闭。若达到污水泵和污泥泵的开启条件，则控制污水泵和污泥泵开启及时将澄清液和污泥输送至相关设备；并在达到预设关闭条件后及时关闭污水泵和污泥泵。
55.本实用新型的排水管道溢流污水处理方法能够根据进水信息、泥位信息和/预设
开启或预设关闭条件自动调整各阀门以及泵体的运行，实现根据不同的水质水量条件及时调整运行的目的，提高了对溢流污水的适应性。
56.实施例3
57.本实施例对控制器进一步进行描述。如图3所示，控制器18包括监测模块181、加药控制模块182和阀门控制模块183，其中，监测模块181用于获取进水监测装置1所采集的溢流污水液位、流速、流量等水量信息以及浊度、色度等水质信息。加药控制模块182与监测模块181相连接，用于根据监测模块181所获取的水量和水质信息确定加药泵的开闭以及加药流量阀的开度，加药控制模块182还用于控制不同药剂的加药计量的配比。阀门控制模块183与监测模块181相连接，用于根据监测模块所获取的水量和水质信息确定各阀门的开闭。
58.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。