一种基于荧光分析法的初雨弃流装置的制作方法

1.本实用新型涉及排水系统技术领域，具体而言，涉及一种基于荧光分析法的初雨弃流装置。


背景技术：

2.近年来，初期雨水径流的污染问题在国内外开始受到关注。国内外调查资料表明，降雨形成的初期径流含有大量污染物，有些污染物(如bod5)的浓度与城市污水厂的进水水质相近，某些重金属含量超过城市污水厂的进水。这些污染物主要来源于大气沉降、地面垃圾堆积、车辆排放以及地面冲刷侵蚀。目前国内外对初期雨水径流的污染问题十分重视。
3.目前，现有的弃流处理方法包括：容积式弃流法：弃流需要收集全部的弃流雨水，当汇水面积较大时需要较大的池容，占地较大，造价较高；小管弃流(水流切换)法：设置小管径的管道来弃流初期污染严重的小流量径流，在雨水径流流量足够大时，雨水越过弃流管向下游输送，缺点是在整个降雨径流过程中弃流管一直处于弃流状态，弃流量难以控制且污染控制效果不稳定；流量式弃流法：使用智能流量计测得雨水径流量，达到雨水初期弃流的要求，缺点是只能控制特定雨型下的部分污染物，其他雨型下的污染控制效果不稳定。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种基于荧光分析法的初雨弃流装置。
5.本实用新型实施例提供了一种基于荧光分析法的初雨弃流装置，包括：
6.检测本体，包括腔体、径流入口、控制出口和径流出口，所述径流入口、所述控制出口和所述径流出口均与所述腔体连通；
7.检测组件，包括检测模块和光束发射模块，所述光束发射模块与所述检测模块电连接，用于向水体中发射光束，所述检测模块用于测量水体中获取所述光束的荧光物质的含量；
8.控制组件，与所述检测组件电连接，包括控制阀体，所述控制阀体设置于所述控制出口上，用于根据所述检测模块提供的反馈信号控制所述控制出口的通断。
9.优选地，所述控制组件还包括：
10.分析模块，与所述检测模块电连接，用于处理所述检测模块提供的反馈数据；
11.控制模块，同时与所述分析模块和所述控制阀体电连接，用于接收所述分析模块输出的信号，并控制所述控制阀体的启闭；
12.控制柜，设置于地面上，所述分析模块和所述控制模块均设置于所述控制柜内。
13.优选地，所述控制组件还包括径流阀体，所述径流阀体设置于所述径流出口上、且与所述分析模块电连接，用于控制所述径流出口的通断。
14.优选地，该种基于荧光分析法的初雨弃流装置还包括水位测量组件，所述水位测量组件包括：
15.内测量件，设置于所述腔体内、且与所述分析模块电连接，用于获取所述腔体内的水位信息；
16.外测量件，设置于所述径流出口远离所述腔体的一侧、且与所述分析模块电连接，用于获取所述径流出口远离所述腔体的一侧的水位信息。
17.优选地，所述控制出口设置的水平高度低于所述径流入口和所述径流出口设置的水平高度。
18.优选地，所述分析模块包括阈值模块，所述阈值模块用于存储水体中获取所述光束的荧光物质的含量的阈值信息。
19.优选地，该种基于荧光分析法的初雨弃流装置还包括沉淀组件，所述沉淀组件与所述径流入口连通。
20.优选地，所述光束发射模块为产生脉冲紫外光的紫外线发生器。
21.优选地，所述径流入口与所述沉淀组件之间设有格栅，所述格栅用于阻挡液体中的漂浮物及悬浮物流入所述腔体内。
22.本实用新型实施例提供的方案，相比容积式弃流法，该装置不需要设置弃流收集池，占地面积小；相比小管弃流法，该装置不是一直处于弃流状态，弃流量较小且污染控制效果稳定；相比流量式弃流法，该装置适用各种雨型条件，污染控制效果稳定。该装置属于水质型智能弃流装置，以荧光分析法为测定手段，有效检测雨水径流中矿物油、合成油等污染物，可有效解决机场维修机坪、维修机库、油库、加油站等易受航空煤油、汽油、柴油及机油等矿物油污染的初期雨水径流污染控制问题。
23.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
24.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。
25.图1示出了本实用新型实施例所提供的一种基于荧光分析法的初雨弃流装置的结构示意图；
26.图2示出了本实用新型实施例所提供的另一种基于荧光分析法的初雨弃流装置的结构示意图；
27.图3示出了本实用新型实施例所提供的又一种基于荧光分析法的初雨弃流装置的结构示意图。
28.图标：
29.1、检测本体；2、检测组件；3、控制组件；4、沉淀组件；5、格栅；6、爬梯；11、腔体；12、径流入口；13、控制出口；14、径流出口；15、隔油挡板；31、控制阀体；32、径流阀体；33、控制柜。
具体实施方式
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.由于初期雨水径流污染程度高，处理难度大，目前对初期雨水径流的具体收集控制技术主要采用弃流处理。随着人工智能、大数据分析等现代化技术的进步，智能型弃流装置可合理控制弃流量，有效去除雨水径流中的大部分污染物从而削减入河污染负荷，已成为一种有效的溢流污染控制手段。
34.维修机坪是对飞机进行维修工作的停机坪。在维修的过程中会有油污渗漏在地面上，飞机维修产生的油污主要包括航空煤油、机油等。降雨时，受到地面油渍污染的初期雨水直接进入场内雨水系统，最终排入场外河道，对场外水体造成污染。(机场维修机坪油水分离系统的设计探讨中国环境科学学会2019年科学技术年会—环境工程技术创新与应用分论坛论文集)。
35.为防止受到地面油渍污染的雨水径流直接进入场内雨水系统，遗撒在维修机坪上的矿物油混入雨水径流后，通过周边排水沟收集，再通过初期弃流装置，将污染浓度不达标的初期雨水径流分离并排入后续水处理设施，处理达标后外排。据调研了解，维修机坪排水系统中应用的初期弃流装置采用的是容积弃流法和小管弃流法，无法有效控制雨水径流中污染物的外排。
36.油类污染物是漂浮在水面上的，水面上的油污会使水体无法和空气进行氧的交换，造成水体严重缺氧，从而导致水生动物大量缺氧而死亡，进而影响整个生态系统。油类污染物降解速度缓慢，一旦发生大面积的油污，造成的环境效应是灾难性的。依据中国民航局统计公报，2019年，我国运输飞机机队规模为3818架，同比增长5.6％，过去五年的机队规模年均增速超过10％。庞大的机队规模带来了巨大的维修市场需求。我国的维修和制造能力不断增长，航空工业国产化发展的趋势明显，未来国内航空维修市场规模提升空间巨大。同时，机场的机务维修区域产生的矿物油类污染问题也日益突出，《地表水环境质量标准》对石油类污染物的外排限值为1mg/l。
37.现有机场排水系统中应用的初期弃流装置采用的是容积弃流法和小管弃流法。容积弃流法是基于初期雨水径流容积经验值对污染径流进行收集，在应对超出初期雨水径流
容积的径流污染事件下，无法解决雨水径流污染控制问题。小管弃流法是基于初期雨水径流流量经验值对污染径流进行收集，在应对超出初期雨水径流流量的径流污染事件下，无法解决雨水径流污染控制问题。
38.实施例1
39.请一并参阅图1至图3，现对本实用新型提供的一种基于荧光分析法的初雨弃流装置的一种具体实施方式进行说明。该种基于荧光分析法的初雨弃流装置包括检测本体1、检测组件2和控制组件3，其中检测本体1包括腔体11、径流入口12、控制出口13和径流出口14，径流入口12、控制出口13和径流出口14均与腔体11连通；检测组件2包括检测模块和光束发射模块，光束发射模块与检测模块电连接，用于向水体中发射光束，检测模块用于测量水体中获取光束的荧光物质的含量；控制组件3与检测组件2电连接，包括控制阀体31，控制阀体31设置于所述控制出口13上，用于根据检测模块提供的反馈信号控制控制出口13的通断。
40.在本实施例中，光束发射模块为产生脉冲紫外光的紫外线发生器。检测本体1可以为设有爬梯6的检查井的井体，也可以与检测本体1作为一体化成套设备整体使用，一体化的结构使用更方便，适用范围更广，检测组件2可以设置在径流入口12的管沟上，将模拟信号传输至地面控制柜33，控制控制阀体31的启闭，来实现弃流的收集，低于阈值的的径流通过径流出口14管沟外排；检测模块为一种水质在线取样检测分析装置，检测模块和光束发射模块也可以均设置于径流入口12连接的管路上，光束发射模块向水体中发射光束，检测模块通过传感器采集荧光信息，检测水体中的荧光物质的含量，并输出模拟信号(荧光含量)给控制组件3的plc可编程控制器，由其控制控制阀体31的启闭；控制阀体31可以为电动阀门；径流出口14为雨水出水管渠；径流入口12为雨水进水管渠。检测组件2与控制组件3之间通过自控电路连接，无需人工参与，通过反馈信号的传输即可自动监控与控制启闭。检测组件2可以根据检查井及管路的结构适配设置。
41.光束发射模块主动产生一束脉冲紫外光照射被测目标表面并激发目标中的任何油分子，油本身具有紫外荧光特性，水体中具有荧光特性的油被检测模块探测到后，可以荧光值或油层厚度作为分析结果，超出设定阈值(荧光值或油层厚度)时输出信号进而控制控制阀体31的启闭。
42.该种基于荧光分析法的初雨弃流装置的工作步骤包括：
43.s1：在分析模块中设置阈值，该阈值由后续水处理设施处理能力和相应污染物排放规范共同决定；
44.s2:未降雨时，井内没有水流通过，水位处于正常范围，此时控制阀体31关闭；
45.s3：降雨时，水流汇入检查井内，检测组件2检测污染物厚度大于设定阈值，控制阀体31开启，污水通过控制出口13全部输送到后续水处理设施；
46.s4：降雨时，水流汇入检查井内，检测组件2检测污染物厚度小于设定阈值，控制阀体31关闭，满足排放标准的雨水径流通过。
47.荧光分析法检测技术具有精度高和选择性高等优点，成为矿物油污染物检测的主要方法。该种基于荧光分析法的初雨弃流装置属于水质型智能弃流装置，水质型智能弃流装置通过设置水质在线检测系统、自控系统，实现雨水径流水质在线检测、分析，并做出相关指令，调整阀门的启闭状态和开启程度。
48.与现有技术相比，该种基于荧光分析法的初雨弃流装置是一种针对航空煤油、汽
油、柴油及机油等矿物油污染物进行在线检测且实现弃流控制的弃流装置，相比容积式弃流法，该装置不需要设置弃流收集池，占地面积小；相比小管弃流法，该装置不是一直处于弃流状态，弃流量较小且污染控制效果稳定；相比流量式弃流法，该装置适用各种雨型条件，污染控制效果稳定。该装置以荧光分析法为测定手段，有效检测雨水径流中矿物油、合成油等污染物，检测精度更高，控制效果更好，从而有效解决机场维修机坪、维修机库、油库、加油站等易受航空煤油、汽油、柴油及机油等矿物油污染的初期雨水径流污染控制问题。
49.实施例2
50.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图3，本实施例提供的一种基于荧光分析法的初雨弃流装置的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于控制组件3还包括分析模块、控制模块和控制柜33，其中分析模块与检测模块电连接，用于处理检测模块提供的反馈数据；控制模块同时与分析模块和控制阀体31电连接，用于接收分析模块输出的信号，并控制径流阀体32和控制阀体31的启闭；控制柜33设置于地面上，用于操作员的观察与操作，分析模块和控制模块均设置于控制柜33内。分析模块包括阈值模块，阈值模块用于存储水体中获取光束的荧光物质的含量的阈值信息。
51.控制模块采用plc可编程控制器，接收检测模块输出的模拟信号，根据设定的程序，向径流阀体32和控制阀体31的控制回路发送开启或关闭命令，再通过径流阀体32和控制阀体31的控制回路实现阀门的开启或关闭，并接收返回的状态信息。分析模块不仅可以设置于控制柜33中，也可以与检测组件2集成设置。
52.在本实施例中，控制出口13设置的水平高度低于径流入口12和径流出口14设置的水平高度。该设置使得检测污染物厚度小于设定阈值时水流径流流出，而检测污染物厚度大于设定阈值时，水流从控制出口13直接排出，不会流入径流出口14，该结构通过错位设置的方式，使用较为简单的结构实现水流流向的控制，适于广泛推广。
53.在本实施例中，该种基于折光分析法的初雨弃流装置还包括沉淀组件4，沉淀组件4与径流入口12连通，沉淀组件4通过化学或物理的方法对水体中的一些成分进行过滤沉淀。径流入口12与沉淀组件4之间设有格栅5，格栅5用于阻挡液体中的漂浮物及悬浮物流入腔体11内，即去除进水中树枝、垃圾等悬浮物及较大的固体颗粒物，格栅5也可以为其他具有过滤效果的结构。沉淀组件4和格栅5实现水体的预处理，改善检测效果。
54.该种基于折光分析法的初雨弃流装置的有益效果为：1)即时测定航空煤油、汽油、柴油及机油等矿物油的荧光值或油层厚度，得到反映水质污染程度的数据，在短时间内通过自控功能实现弃流；2)智能自动化程度高，无需人工操作，该装置通过在线检测水质数据，径流污染控制效果稳定；3)适应性强，可直接利用现有检查井进行安装，且安装维护较简单。
55.实施例3
56.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图3，本实施例提供的一种基于荧光分析法的初雨弃流装置的结构与实施例2基本相同，其不同之处在于控制组件3还包括径流阀体32，径流阀体32设置于径流出口14上、且与分析模块电连接，用于控制径流出口14的通断，径流阀体32可以为电动阀门，也可以为蝶阀、闸阀或闸门，用于防止下游水流倒灌，安全性更高，适用于可能发生倒灌的场合。
57.在本实施例中，该种基于折光分析法的初雨弃流装置还包括水位测量组件，水位测量组件包括内测量件和外测量件，其中内测量件设置于腔体11内、且与分析模块电连接，用于获取腔体11内的水位信息；外测量件设置于径流出口14远离腔体11的一侧、且与分析模块电连接，用于获取径流出口14远离腔体11的一侧的水位信息。通过对比内测量件和外测量件获取的水位信息得出上下游的水位差，通过水位差信息确定排水条件，水位测量组件传输信号至控制组件3，水位差达到一定阈值时，控制径流阀体32启闭。
58.在本实施例中，腔体11内靠近径流入口12的位置设有隔油挡板15，隔油挡板15与径流入口12处于同一水平面上，隔油挡板15减缓水流速度，提高隔油挡板15前油类污染物的贮存能力，隔油挡板15与径流入口12之间的区域为检测组件2的检测区域，该区域截留更多油类污染物有利于提高检测组件2的检测效果与检测精度。流量较小时，水流从径流入口12进入首先冲击到隔油挡板15上，被隔油挡板15阻隔，水流从隔油挡板15下方经过，流入控制出口13或径流出口14；流量较大时，水流进入腔体11后，从隔油挡板15的上部和下部经过，流入控制出口13或径流出口14。
59.该种基于荧光分析法的初雨弃流装置不限使用于机场，不限使用于雨水径流检测，适用于易受航空煤油、汽油、柴油及机油等矿物油污染(可通过光折射技术检测分析)影响的场合，适用于雨水或污、废水。
60.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的技术方案，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。