适用于排水泵站的雨污水就地处理系统及其运行方法与流程

1.本发明涉及水处理技术领域，具体地，涉及一种适用于排水泵站的雨污水就地处理系统及其运行方法。


背景技术：

2.近年来通过提升污水处理能力和雨水管理能力，城市河流水质得到了极大的提升和改善，不再是城市居民避之不及的臭水沟；河流展现着城市最美丽的一面，也是游客对这座城市的第一印象。在城市点源污染治理水平的显著提升后，雨天泵站放江污染问题引起越来越多的关注，排水系统的雨污混接、溢流污染和初期雨水污染已成为城市水环境质量持续提升的突出瓶颈问题。
3.在现有技术中，为减少初雨径流污染经泵站提升排放对河道环境的影响，往往通过设置调蓄池来削减雨污水污染，缓解泵站放江污染，这就需要在实施市政排水泵站的同时，同步设置初雨调蓄池；或对现有排水泵站进行改造，增加调蓄池。
4.而新建调蓄池将调蓄雨污水截流至城镇污水处理厂进行处理，目前阶段存在以下困难：
5.1、由于大多数城市排水泵站周边用地相当紧张，调蓄池建设规模受限；
6.2、有研究表明现有调蓄池的建设，需要新增排水管网以接入市政污水主管，投资高，且由于目前污水处理厂处理能力不足，污水管网在雨季呈现高水位运行，本来在雨季就已出现溢流问题，如果大量新建的调蓄池将调蓄雨污水都截流至污水处理厂，将进一步加剧污水处理厂溢流量，形成了新的污染物转移；
7.3、常规调蓄池在降雨期间收集的雨水需待截流总管水位降低后错峰排至污水厂处理，而由于污水管网在雨季高水位运行，调蓄池的雨污水在雨季难以在短时间内排出，将导致在下次降雨时调蓄池仍然储存有水，不能有效发挥其调蓄作用；
8.4、有研究表明大多数调蓄池的雨污水污染物浓度(bod5＜100mg/l)明显低于常规生活污水水质浓度，不符合现阶段正在大力推进的城镇污水处理厂提质增效行动，对城镇污水处理厂来说将是另一个负担。在调蓄池建设的同时建设就地处理系统将有效缓解以上困难，大大减少对河道水环境的影响。
9.因此，如何在排水泵站建设就地处理系统，有效节约城市建设用地，提高调蓄池的利用效能，减轻城镇污水处理厂负担成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
10.经检索，申请号为cn 201320006019.8的中国专利，该专利涉及一种市政雨水调蓄系统，包括：雨水截污设施、雨水提升泵站及雨水调蓄池。通过在泵站设置雨水调蓄池，将初期雨水暂存后排入城镇污水处理管网，减轻初雨对河道的污染。
11.申请号为cn 202010154970.2的中国专利，该专利涉及排水泵站与调蓄池的合建结构及其运行方法，包括雨水泵站和初雨调蓄池。在旱季，对混接污水进行收集输送至污水处理厂处理；在雨季，调蓄池收集雨水后输送至污水处理厂处理。该发明的应用将排水系统雨水泵站、污水截流泵站及初雨调蓄池合建，有效节约泵站建设用地，解决城市泵站及调蓄
池难以同步实施的难题。
12.但以上专利技术，重点关注了调蓄池的设施和结构，没有考虑如何提高调蓄池运行效能，且没有考虑调蓄池雨污水对市政管网及城镇污水处理厂运行的不利影响。


技术实现要素：

13.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于排水泵站的雨污水就地处理系统及其运行方法。
14.根据本发明提供的一种适用于排水泵站的雨污水就地处理系统，包括进水水质监测系统、就地处理控制系统、高效组合澄清模块、生物处理模块、出水水质监测系统、水泵以及设备之间的阀门，其中：
15.进水水质监测系统对雨水集水池的水质进行实时监测，并将检测结果发送给就地处理控制系统；
16.所述高效组合澄清模块对雨污水进行处理，处理后进入生物处理模块或者直接排放入高位出水池；
17.所述生物处理模块通过生物净化处理来自高效组合澄清模块或者雨水集水池的雨污水，处理后排入高位出水池；
18.所述出水水质监测系统对高效组合澄清模块、生物处理模块排水的水质进行监测；
19.所述就地处理控制系统接收进水水质监测系统、出水水质监测系统以及第三方信息，经过分析计算后控制水泵、阀门、高效组合澄清模块以及生物处理模块，根据工况采用不同的运行模式。
20.提升泵、阀门、高效组合澄清模块以及生物处理模块信号相连；
21.优选地，所述进水水质监测系统包括水质取样泵、ph分析仪、cod分析仪、tp分析仪、氨氮分析仪以及主机，水质取样泵从雨水集水池中取水后提供给ph分析仪、cod分析仪、tp分析仪、氨氮分析仪进行检测分析，主机将分析结果实时传输给就地处理控制系统。
22.优选地，所述高效组合澄清模块包括：混凝反应池、絮凝反应池、泥水分离池、污泥回流泵、污泥排泥泵以及污泥脱水机，其中：
23.雨污水经水泵提升后依次进入混凝反应池、絮凝反应池进行连续的加药、搅拌、反应，再进入泥水分离池泥水分离，出水进入生物处理模块或者直接排放入高位出水池后经管涵进入河道；
24.泥水分离产生的部分沉淀污泥通过污泥回流泵及分离器后一部分回流到混凝反应池，一部分与泥水分离产生的剩余部分沉淀污泥一起通过污泥脱水机进行污泥干化。
25.优选地，还包括搅拌器、药剂投加泵、刮泥机、泥水分离板、污泥排泥泵，其中：
26.搅拌器搅拌混凝反应池和絮凝反应池；
27.药剂投加泵作用在混凝反应池、絮凝反应池以及污泥脱水机；
28.刮泥机、泥水分离板设置在泥水分离池内，刮泥机对泥水分离板分离后的泥刮除；
29.泥水分离池泥水分离的一部分通过污泥排泥泵输送至污泥脱水机。
30.优选地，所述生物处理模块包括设备主体和工艺设备，工艺设备包括生物填料、曝气管、滤头以及工艺曝气机，其中：
31.雨污水自设备主体底部进入，通过滤头后进入生物填料，并与工艺曝气机打入的空气混合，并从设备主体的顶部出水。
32.优选地，还包括反洗曝气机和反洗水泵，反洗曝气机和反洗水泵对生物填料进行反冲洗。
33.优选地，所述设备主体的顶部设置有两个出水口，当生物填料净化雨污水时，从第一出水口出水；当对生物填料反冲洗时，从第二出水口出水。
34.优选地，所述生物处理模块设置有一级或者多级，当设置有多级生物处理模块时，雨污水能够依次通过多级生物处理模块进行净化。
35.根据本发明提供的一种基于上述适用于排水泵站的雨污水就地处理系统的运行方法，包括如下步骤：
36.信息检测步骤：进水水质监测系统、出水水质监测系统以及第三方系统检测水质信息并发送至就地处理控制系统；
37.信息收取判断步骤：就地处理控制系统根据检测结果分析判断，并运行不同的工作模式。
38.优选地，信息收取判断步骤包括：
39.在旱天时，就地处理控制系统根据进水水质监测系统氨氮检测结果进行分析判断，当氨氮浓度低于15mg/l时，运行旱天低浓度模式：混接污水经过生物处理模块处理后出水外排；
40.当氨氮浓度超过15mg/l时，运行旱天高浓度模式：混接污水经过二级生物处理模块处理后出水外排；
41.在雨天时，就地处理控制系统根据降雨信息，运行雨天运行模式：初期雨水经过高效组合澄清模块处理后外排；
42.就地处理控制系统根据降雨信息，在降雨结束后运行雨后运行模式：雨污水经过高效组合澄清模块和生物处理模块串联处理后外排。
43.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
44.1、本发明通过在排水泵站建设调蓄池的基础上增加就地处理系统，通过就地处理系统在不同工况下的运行，提升调蓄效能，解决调蓄池雨污水在雨季难以输送到污水处理厂以及调蓄池雨污水对污水处理厂进水水量和水质造成冲击的难题，同时有效缓解了泵站放江水体对河道的污染。
45.2、本发明能够有效的应用在排水泵站建设雨污水就地处理系统，提升调蓄效能，减小调蓄池规模，有效节约泵站建设用地，缓解排水泵站调蓄池选址难、征地难的问题。
46.3、本发明通过排水泵站雨污水就地处理系统针对不同的进水情况运行不同的工况，使泵站出水得以净化，最大程度削减泵站排放污染物的量，有效缓解了泵站放江水体对河道的污染。
47.4、本发明通过在旱天及雨天运行就地处理系统，削减了通过雨水泵站直接排放水体的量，同时增加了雨水集水井及管网对于雨水的调蓄空间，增加了泵站的调蓄容量，降低了泵站放江频率，减少了泵站放江的量。
48.5、本发明通过就地处理系统的运行，改变了现有常规排水和处理模式，由集中污水处理厂处理变为分散式的就地处理。在雨后对调蓄池蓄存的雨污水进行处理后排入河
道，而不是排入原本已经持续高负荷甚至超负荷运行的污水管网和城镇污水处理厂，不会对管网和污水处理厂造成水量、水质冲击，不需要新建污水管网和对污水处理厂进行扩容，不影响现有管网和污水处理厂的运行，大大降低了建设投资和运行费用。
49.6、本发明通过就地处理系统在雨后的运行，可在24小时内将调蓄池雨污水净化后排放，为下次降雨调蓄腾出空间。遭遇连续多天降雨时，常规调蓄池雨污水排往污水处理厂的模式下，由于截流主管输水能力受限，往往导致调蓄池仅能储存一池水，采用就地处理后外排，极大的提升了调蓄池的效能。若处理后水体能结合市政回用，将进一步提高入河污染的削减总量。
附图说明
50.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
51.图1示出本发明的排水泵站就地处理系统图。
52.图2示出本发明的水质监测系统示意图。
53.图3示出本发明的高效组合澄清模块图。
54.图4示出本发明的生物处理模块图。
55.图5示出本发明的运行模式流程图。
56.图中：
57.进水管道1
58.雨水集水池2
59.进水水质监测系统3
60.水质取样泵301
61.ph分析仪302
62.cod分析仪303
63.tp分析仪304
64.氨氮分析仪305
65.主机306
66.就地处理控制系统4
67.高效组合澄清模块5
68.混凝反应池501
69.絮凝反应池502
70.泥水分离池503
71.搅拌器504
72.泥水分离板505
73.刮泥机506
74.分离器507
75.污泥回流泵508
76.污泥排泥泵509
77.污泥脱水机510
78.药剂投加泵511
79.生物处理模块6
80.生物填料601
81.曝气机602
82.滤头603
83.出水水质监测系统7
84.泵房8
85.高位出水池9
86.出水管道10
87.第一提升泵11
88.第二提升泵12
具体实施方式
89.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
90.如图1至图5所示，本发明提供了一种适用于排水泵站的雨污水就地处理系统及其运行方法，该系统包括进水水质监测系统、就地处理控制系统、高效组合澄清模块、生物处理模块、出水水质监测系统、水泵以及设备之间的阀门。进水水质监测系统取样泵位于雨水集水井内，雨水集水池与调蓄池之间通过管涵相通，其中设置有闸门，高效组合澄清模块和生物处理模块位于调蓄池顶或池边；就地处理控制系统通过接收进水水质监测系统信号，进行分析计算后传输指令给提升泵、阀门、高效组合澄清模块和生物处理模块，控制设备及阀门根据不同的工况采用不同的运行模式。在旱天，就地处理系统对混接污水进行处理；在雨天，则对初雨处理后排放。本发明的应用将雨水调蓄与雨污水的就地处理相结合，根据不同的工况采用不同的运行模式，使雨污水经处理后排放，最大程度削减泵站排放污染物的量，有效缓解了泵站放江水体对河道的污染，提升了调蓄效能，同时改变污水由集中污水处理厂处理转变为分散式的就地处理，解决了调蓄池雨污水在雨季难以输送到污水处理厂以及调蓄池雨污水对污水处理厂进水水量和水质造成冲击的难题。
91.更为详细地说明，本发明提供一种适用于排水泵站的雨污水就地处理系统及其运行方法，包括进水水质监测系统、就地处理控制系统、高效组合澄清模块、生物处理模块、出水水质监测系统、水泵以及设备之间的阀门；所述的就地处理控制系统通过接收进、出水水质监测系统信号、气象信息，进行分析计算后传输指令给提升泵、阀门、高效组合澄清模块和生物处理模块，控制设备及阀门的开关，根据不同的工况采用不同的运行模式；
92.所述进水水质监测系统包括水质取样泵、ph分析仪、cod分析仪、tp分析仪、氨氮分析仪及主机；取样泵从雨水集水池中取水后供ph、cod、tp和氨氮分析，系统将监测结果信息实时通过有线或无线信号传输给就地处理控制系统。
93.所述就地处理控制系统通过有线或无线与进水水质监测系统、提升泵、阀门、高效组合澄清模块和生物处理模块设备信号相连；通过接收进、出水水质监测系统信号、气象信
息，进行分析计算后传输指令给提升泵、阀门、高效组合澄清模块和生物处理模块，控制设备及阀门的开关，根据不同的工况采用不同的运行模式。
94.所述高效组合澄清模块由混凝反应池、絮凝反应池、泥水分离池等结构部分组成，包括搅拌器、泥水分离板、刮泥机、分离器、污泥回流泵、污泥排泥泵、污泥脱水机、药剂投加泵等设备；雨污水通过提升泵之后，进入模块进行处理，雨污水依次进入混凝反应池、絮凝反应池进行连续的加药、搅拌、反应后进入泥水分离池泥水分离实现水质净化，出水进入生物处理模块或者直接排放入高位出水池后的管涵进入河道；泥水分离产生的部分沉淀污泥通过污泥回流泵及分离器后一部分回流到前端混凝反应池，一部分与泥水分离产生的剩余部分沉淀污泥一起通过污泥脱水机进行污泥干化。
95.所述生物处理模块包括设备主体和工艺设备组成，工艺设备由生物填料、曝气管、滤头、工艺曝气机、反洗曝气机、反洗水泵等组成；来自高效组合澄清模块或雨水集水池提升泵的雨污水进入设备主体底部，通过滤头后进入生物填料区域，与工艺曝气机打入的空气混合，在此通过生物反应以及填料的吸附作用实现水质净化，出水经出水水质监测系统检测后排放。在运行一段时间后，关闭提升泵和工艺曝气机，打开反冲洗泵和反洗曝气机对生物填料进行反冲洗，反冲洗结束后关闭反冲洗泵和反洗曝气机，打开提升泵和工艺曝气机，如此反复循环。
96.所述出水水质监测系统包括ph分析仪、cod分析仪、tp分析仪、氨氮分析仪及主机。
97.在所述的进水水质监测系统将监测结果信息实时通过有线或无线信号传输给就地处理控制系统；
98.在所述的高效组合澄清模块，其混凝反应池水力停留时间为1.0min～3.0min，速度梯度(g)值为200s-1
～500s-1
，絮凝反应池水力停留时间为3min～5min，速度梯度(g)值宜为50s-1
～150s-1
，泥水分离池采用斜板或斜管沉淀分离，斜板或斜管长度不宜小于80cm，表面水力负荷宜为15m3/(m2·
h)～40m3/(m2·
h)。
99.优选的，所述的生物处理模块，其生物填料为陶粒填料，其粒径为6-11mm，其特征在于，工艺曝气机的曝气量与进水水量之比,5：1～10：1，同时具有硝化除氨氮及反硝化脱氮效果。
100.本发明还提供上述排水泵站就地处理系统的运行方法，如图5所示，步骤如下：
101.在旱天时，就地处理控制系统根据进水水质监测系统氨氮检测结果进行分析判断，当氨氮浓度低于15mg/l时，运行旱天低浓度模式：启动提升泵1、阀门1、生物处理模块1、阀门4，混接污水经过生物处理模块处理后出水外排；
102.当氨氮浓度超过15mg/l时，运行旱天高浓度模式：启动提升泵1、阀门1、生物处理模块1、2、阀门5、6，混接污水经过2级生物处理模块处理后出水外排；
103.在雨天时，就地处理控制系统根据降雨信息，运行雨天运行模式：打开闸门，启动提升泵2、高效组合澄清模块、阀门3，初期雨水经过高效组合澄清模块处理后外排；
104.就地处理控制系统根据降雨信息，在降雨结束后运行雨后运行模式：关闭闸门，打开闸门1、2、4、6，关闭闸门3，启动生物处理模块1、2，雨污水经过高效组合澄清模块和生物处理模块串联处理后外排。
105.实施案例中，旱天时，进水水质监测系统测得雨水集水井氨氮浓度为7.8mg/l，地处理控制系统根据进水水质监测系统氨氮检测结果(进水水质监测系统)进行分析判断，采
用运行旱天低浓度模式：启动提升泵1、阀门1、生物处理模块1、阀门4，混接污水经过生物处理模块处理后出水外排，实施案例中水质监测系统实测氨氮浓度为1.5mg/l；
106.实施案例中，雨天时，就地处理控制系统根据降雨信息，运行雨天运行模式：打开闸门，启动提升泵2、高效组合澄清模块、阀门3，初期雨水经过高效组合澄清模块处理后外排；实施案例中水质监测系统实测氨氮浓度为3.5mg/l；
107.就地处理控制系统根据降雨信息，在降雨结束后运行雨后运行模式：关闭闸门，打开闸门1、2、4、6，关闭闸门3，启动生物处理模块1、2，雨污水经过高效组合澄清模块和生物处理模块串联处理后外排，实施案例中水质监测系统实测氨氮浓度为1.2mg/l。
108.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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技术和简化描述，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技术的限制。
109.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。