申请日2016.02.15
公开(公告)日2016.06.01
IPC分类号E03F1/00; E03F5/10; E03F5/14
摘要
本发明涉及城市雨水处理系统领域，具体地指一种基于分流制管网的区域分片雨水处理系统。包括多个按面积划分的片区和与污水处理厂连通的污水总管;所述的每个片区内设置有污水支管、雨水支管和至少一个的雨水处理设施;所述的雨水处理设施与雨水支管的排放端连通，雨水处理设施的排放端与自然水体连通;所述的污水支管的排放端与污水总管连通。本发明结构简单，将城市水处理系统划分独立的片区，通过在片区设置独立的雨水处理设施解决了现有技术初期雨水远距离输送过程中的延迟问题，既减轻了污水处理厂的处理压力又避免了初期雨水污染自然水，对雨水的排放处理更为合理高效，具有极大的推广价值。
摘要附图
权利要求书
1.一种基于分流制管网的区域分片雨水处理系统，所述区域内包括有污水总管(21)、雨水支管(20)和污水支管(19);所述污水支管(19)的排放端与污水总管(21)连通，其特征在于：所述区域按网格状划分为多个片区(18)，每个片区(18)的面积为0.2～4平方公里;所述的每个片区(18)内设置有雨水支管(20)、污水支管(19)和至少一个的雨水处理设施;所述的雨水处理设施设置有进口端、净水出口端和污水出口端，雨水处理设施的进口端与该片区(18)内与之对应的雨水支管(20)的排放端连通，雨水处理设施的净水出口端与自然水体(1)连通，雨水处理设施的污水出口端与污水总管(21)或是与设置于该片区(18)内与之对应的初雨处理装置连通。
2.如权利要求1所述的一种基于分流制管网的区域分片雨水处理系统，其特征在于：所述雨水处理设施为弃流井、截流井或是调蓄池中的一种。
3.如权利要求2所述的一种基于分流制管网的区域分片雨水处理系统，其特征在于：整个区域至少有两个片区(18)内的雨水处理设施结构不相同。
4.如权利要求1、2或3所述的一种基于分流制管网的区域分片雨水处理系统，其特征在于：所述的雨水处理设施包括多功能雨水处理装置;所述多功能雨水处理装置包括缓冲池(2)以及设置于缓冲池(2)旁的与其连通的初雨调蓄池(4)和紧急泄洪通道(6);所述初雨调蓄池(4)与所述缓冲池(2)共用的侧壁墙体上设置有初雨调蓄池进水口(7)，所述初雨调蓄池(4)的排放端包括与自然水体(1)连通的净水出口端和与初雨处理装置连通的污水出口端;所述紧急泄洪通道(6)与所述缓冲池(2)共用的侧壁墙体上设置有紧急泄洪通道进水口(10);所述初雨调蓄池进水口(7)的进水口最低水位线(E)与缓冲池(2)池底相平齐;所述初雨调蓄池进水口(7)和所述紧急泄洪通道进水口(10)上均设置有堰门或者水力闸门。
5.如权利要求4所述的一种基于分流制管网的区域分片雨水处理系统，其特征在于：所述的缓冲池(2)旁设置有与其连通的在线处理调蓄池(5);所述在线处理调蓄池(5)与所述缓冲池(2)共用的侧壁墙体上设置有在线处理调蓄池进水口(9)，在线处理调蓄池(5)出口端包括净水出口端和污水出口端，净水出口端与自然水体(1)连通，污水出口端与初雨处理装置连通;所述在线处理调蓄池进水口(9)的进水口最低水位线(A)大于或等于所述初雨调蓄池进水口(7)的进水口最高水位线(B);所述在线处理调蓄池进水口(9)的进水口最高水位线(C)小于或等于所述紧急泄洪通道进水口(10)的进水口最低水位线(D)。
6.如权利要求4所述的一种基于分流制管网的区域分片雨水处理系统，其特征在于：所述初雨调蓄池(4)内设置有智能冲洗装置(4a)，集水池(4b)，自清理水平格栅(12);所述集水池(4b)位于靠近所述缓冲池(2)的侧壁墙体的一端;所述集水池(4b)的池底端面低于所述初雨调蓄池(4)的池底端面;所述初雨调蓄池(4)和所述集水池(4b)的池底均存在坡度;所述自清理水平格栅(12)安装于所述初雨调蓄池(4)的初雨调蓄池进水口(7)处。
7.如权利要求5所述的一种基于分流制管网的区域分片雨水处理系统，其特征在于：所述在线处理调蓄池(5)内设置有水力颗粒分离器(5a)、拍门式冲洗门(5b)、存水区(5c)和污水廊道(5d);所述污水廊道(5d)位于靠近所述缓冲池(2)的侧壁墙体的一端;所述污水廊道(5d)的池底端面低于所述在线处理调蓄池(5)的池底端面;所述拍门式冲洗门(5b)和存水区(5c)位于靠近所述第三墙体(4-3)的一端;所述在线处理调蓄池(5)和所述污水廊道(5d)的池底均存在坡度;所述在线处理调蓄池进水口(9)上设置有自清理水平格栅(12);所述存水区(5c)为设置于在线处理调蓄池(5)内的第十墙体(5-2)、与在线处理调蓄池(5)的池壁围绕而成的储水结构;所述第十墙体(5-2)的高度小于或等于在线处理调蓄池(5)的池壁;所述拍门式冲洗门(5b)安装于所述第十墙体(5-2)上。
8.如权利要求5所述的一种基于分流制管网的区域分片雨水处理系统，其特征在于：所述的初雨处理装置包括介质过滤器池(13);所述介质过滤器池(13)内设置有多个高效雨水过滤器(14);所述介质过滤器池(13)的进口端通过潜污泵(15)与在线处理调蓄池(5)和初雨调蓄池(4)连通，其出口端通过管道(16)与自然水体(1)连通。
9.如权利要求1、2或3所述的一种基于分流制管网的区域分片雨水处理系统，其特征在于：所述的雨水处理设施包括弃流井(22);所述的弃流井(22)包括井体;所述井体内设置沉淀室(28)、浮箱室(29)和浮球室(30)三个相互独立的腔室，所述沉淀室(28)连接进水管(26)，所述浮箱室(29)、浮球室(30)共同连接出水管(27)，出水管(27)与自然水体(1)连通，所述浮球室(30)连接弃流管(25)，弃流管(25)与污水总管(21)连通，所述弃流管(25)管口分别低于进水管(26)、出水管(27)管口，所述沉淀室(28)与浮箱室(29)之间开有第一溢流口(33)，所述沉淀室(28)与浮球室(30)之间开有第二溢流口(34)，所述第一溢流口(33)的面积小于第二溢流口(34)的面积，所述第一溢流口(33)、第二溢流口(34)均高于弃流管(25)管口，所述浮箱室(29)内设有浮箱(32)，所述浮球室(30)内设有连通至弃流管(25)的弃流通道(39)和可将弃流通道(39)口覆盖的浮球(31)，所述浮箱(32)的重量大于浮球(31)的重量，所述浮箱(32)与浮球(31)之间通过连接装置连接。
10.如权利要求1所述的一种基于分流制管网的区域分片雨水处理系统，其特征在于：所述区域内设置有污水处理厂(17)，污水总管(21)的排放端与污水处理厂(17)连通。
说明书
一种基于分流制管网的区域分片雨水处理系统
技术领域
本发明涉及城市雨水处理系统领域，具体地指一种基于分流制管网的区域分片雨水处理系统。
背景技术
当前社会，城市化发展越来越迅速，城市的面积越来越大，城市雨水管网结构越来越复杂，城市雨水处理系统的处理压力越来越大。目前，城市雨水管网分为三种：分流制、合流制和混流制。
早期的分流制水处理系统拥有完整的雨水管网结构，城市污水系统与雨水管网完全分离，城市污水直接通过污水管网进入到污水处理系统中进行收集和处理，雨水管网直接收集城市雨水排放到自然水体中，两者不连通互不干扰。早期的分流制雨水管网没有考虑到初期雨水存在严重污染的问题，随着工业化的不断进展，初期雨水的污染程度越来越严重，如果不对初期雨水进行处理直接排放到自然水体中，就会对自然水体造成严重的污染。
因此，现有技术中的分流制雨水管网一般在城市某个区域修建一个调蓄池或是截流井结构，通过将初期雨水蓄积起来输送到城市污水处理系统进行处理避免直接排放到自然水体中。使用这种分流制的雨水管网结构，能够有效的将初期雨水输送到城市污水处理系统中，避免初期雨水污染城市自然水体，后期洁净雨水直接排放至自然水体又减轻了城市污水处理系统的压力，在整个雨水分配上，这种分流制的雨水管网有很多的优点，更适合现有城市的使用。
但是随着城市范围的不断扩展，现有的分流制雨水管网结构存在很大的缺陷，现有城市一般在整个城区结构内设置几套大型的水处理系统，每套水处理系统涵盖的区域面积太大，没有充分考虑到雨水在管道或是地表径流上的延迟时间，初雨要么是直接排放到自然水体引发严重的污染事故，要么是与大量的后期洁净雨水混合汇流到污水处理厂内严重增加污水处理厂的处理压力，对于初期雨水和后期雨水的调控并不合理，不能进行完全的分离。例如，某城市在靠近城市污水处理系统的地区修建有调蓄池，假设M地区距离该调蓄池1Km，M地区内的城市雨水通过管网直接排放到调蓄池，M地区的城市初期雨水完全排放到调蓄池的时间为T1。对于超出该区域的距离调蓄池较远的地区，假设N地区距离调蓄池的直线距离为10km，N地区的城市初期雨水完全排放到调蓄池的时间为T2，从时间长短来看，T2显然要远远大于T1。而当调蓄池收集满了初期雨水后，超出的雨水就开始自动排放到自然水体中，调蓄池从开始收集雨水到开始向自然水体排放的时间为T3。实际运行时，如果仅仅顾及M地区的雨水排放情况，即M地区的初期雨水能够通过调蓄池进入到污水处理系统中、后期的洁净雨水能够排放到自然水体中，需要T3大于T1，一旦超出T3，调蓄池立马向自然水体排放，而此时N地区流向调蓄池的雨水还是污染很严重的初期雨水，即T3小于T2，向自然水体排放无疑会造成很严重的污染。
如果仅仅考虑到N地区的雨水排放情况，即T3大于T2，那N地区的初期雨水能够通过调蓄池进入到城市污水处理系统中，得到很好的处理。但是对于M地区来说，M地区有大量的后期洁净雨水也在调蓄池排放N地区的初期雨水的时间内排放到了城市污水处理系统中，这样的排放情况会给城市污水系统造成很大的处理压力。另外，实际运行时M地区和N地区的管网一般为连通情况，由于距离的不同，路途上的滞留作用，N地区的初期雨水可能会严重污染M地区的后期洁净雨水，也会导致雨水排放情况的不合理。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种基于分流制管网的区域分片雨水处理系统。
本发明的技术方案为：
一种基于分流制管网的区域分片雨水处理系统，所述区域内包括有污水总管、雨水支管和污水支管;所述污水支管的排放端与污水总管连通，其特征在于：所述区域按网格状划分为多个片区，每个片区的面积为0.2～4平方公里;所述的每个片区内设置有雨水支管、污水支管和至少一个的雨水处理设施;所述的雨水处理设施设置有进口端、净水出口端和污水出口端，雨水处理设施的进口端与该片区内与之对应的雨水支管的排放端连通，雨水处理设施的净水出口端与自然水体连通，雨水处理设施的污水出口端与污水总管或是与设置于该片区内与之对应的初雨处理装置连通。
进一步的所述雨水处理设施为弃流井、截流井或是调蓄池中的一种。
进一步的整个区域至少有两个片区内的雨水处理设施结构不相同。
进一步的所述的雨水处理设施包括多功能雨水处理装置;多功能雨水处理装置包括缓冲池以及设置于缓冲池旁的与其连通的初雨调蓄池和紧急泄洪通道;所述初雨调蓄池的排放端包括与自然水体连通的净水出口端和与初雨处理装置连通的污水出口端;所述初雨调蓄池与所述缓冲池共用的侧壁墙体上设置有初雨调蓄池进水口;所述紧急泄洪通道与所述缓冲池共用的侧壁墙体上设置有紧急泄洪通道进水口;所述初雨调蓄池进水口的进水口最低水位线与缓冲池池底相平齐;所述初雨调蓄池进水口和所述紧急泄洪通道进水口上均设置有堰门或者水力闸门。
进一步的所述的缓冲池旁设置有与其连通的在线处理调蓄池;所述在线处理调蓄池与所述缓冲池共用的侧壁墙体上设置有在线处理调蓄池进水口，在线处理调蓄池出口端包括净水出口端和污水出口端，净水出口端与自然水体连通，污水出口端与初雨处理装置连通;所述在线处理调蓄池进水口的进水口最低水位线大于或等于所述初雨调蓄池进水口的进水口最高水位线;所述在线处理调蓄池进水口的进水口最高水位线小于或等于所述紧急泄洪通道进水口的进水口最低水位线。
进一步的所述初雨调蓄池内设置有智能冲洗装置，集水池，自清理水平格栅;所述集水池位于靠近所述缓冲池的侧壁墙体的一端;所述集水池的池底端面低于所述初雨调蓄池的池底端面;所述初雨调蓄池和所述集水池的池底均存在坡度;所述自清理水平格栅安装于所述初雨调蓄池的初雨调蓄池进水口处。
进一步的所述在线处理调蓄池内设置有水力颗粒分离器、拍门式冲洗门、存水区和污水廊道;所述污水廊道位于靠近所述缓冲池的侧壁墙体的一端;所述污水廊道的池底端面低于所述在线处理调蓄池的池底端面;所述拍门式冲洗门和存水区位于靠近所述第三墙体的一端;所述在线处理调蓄池和所述污水廊道的池底均存在坡度;所述在线处理调蓄池进水口上设置有自清理水平格栅;所述存水区为设置于在线处理调蓄池内的第十墙体、与在线处理调蓄池的池壁围绕而成的储水结构;所述第十墙体的高度小于或等于在线处理调蓄池的池壁;所述拍门式冲洗门安装于所述第十墙体上。
进一步的所述的初雨处理装置包括介质过滤器池;所述介质过滤器池内设置有多个高效雨水过滤器;所述介质过滤器池的进口端通过潜污泵与在线处理调蓄池和初雨调蓄池连通，其出口端通过管道与自然水体连通。
进一步的所述的雨水处理设施包括弃流井;所述的弃流井包括井体;所述井体内设置沉淀室、浮箱室和浮球室三个相互独立的腔室，所述沉淀室连接进水管，所述浮箱室、浮球室共同连接出水管，出水管与自然水体连通，所述浮球室连接弃流管，弃流管与污水总管连通，所述弃流管管口分别低于进水管、出水管管口，所述沉淀室与浮箱室之间开有第一溢流口，所述沉淀室与浮球室之间开有第二溢流口，所述第一溢流口的面积小于第二溢流口的面积，所述第一溢流口、第二溢流口均高于弃流管管口，所述浮箱室内设有浮箱，所述浮球室内设有连通至弃流管的弃流通道和可将弃流通道口覆盖的浮球，所述浮箱的重量大于浮球的重量，所述浮箱与浮球之间通过连接装置连接。
进一步的所述区域内设置有污水处理厂，污水总管的排放端与污水处理厂连通。
本发明的有益效果有：
1、将整个城市水处理系统划分为均匀分布的片区，在每个单独片区里面设置雨水处理设施，这样的结构能够避免在远离调蓄结构的雨水在输送路途中的延迟，通过独立的小型的雨水处理设施就能够完成初期雨水处理的功能，减轻了污水处理厂在降雨时处理压力，解决了初雨和后期洁净雨水难以分离的问题;
2、通过雨水处理设施与雨水支管的配合使用形成每个片区的独立雨水处理小系统，使雨水处理的更及时，能够最大程度的对初期雨水进行调蓄处理，避免了初期雨水在降雨时期进入到污水处理厂增加处理厂的压力，或是避免直接排放到自然水体污染自然水体，初期雨水后续经过处理后排放，更加环保;
3、每个片区内的雨水处理设施可以根据当地地形进行合理的布置，以便于应对各种地形地貌，适用于区域管网铺设或是后期区域管网的改建;
4、将管网划分为面积在0.2-4平方公里的片区，每个片区设立单独的雨水处理设施，每个雨水处理设施对每个片区内的雨水进行处理。由于片区面积较小，每个分区内距离雨水处理设施远点与近点的雨水汇流至雨水处理设施进水口的时间差较小，初雨与后期雨水的混合度大大降低，雨水的处理效果显著提高。此外，各个片区通过各自的雨水处理设施对片区内的雨水进行处理，不同片区雨水的处理过程可以同时进行，大大的提高了雨水处理的效率;
5、通过将整个管网区域划分为面积较小的片区，再在片区内设置独立的小型的雨水处理系统以达到初雨调蓄处理的目地，相较于在整个区域内修建总的大型的雨水调蓄系统，本发明的片区独立结构更为经济性，节省了大量的人力和物力;
6、通过将弃流模式和分流模式结合起来，能够更加合理的布置区域内的水处理系统的结构，能够适应各种不同的地形和地貌，应用范围更为广泛，壳广泛应用于区域雨水管网布置或是现有管网的改建领域;
7、多功能雨水处理装置能够有效的去除掉雨水中的泥沙，具有良好的沉降功能，雨水经过简单处理，悬浮物或是泥沙基本去除干净，排放到自然水体中的水质洁净不会造成自然水体的污染;
8、介质过滤器池能够有效的将初期雨水或是沉降的杂质中的污染物进行有效的去除掉，避免了这些污染物进入到自然水体污染环境，同时初雨不用进入到污水处理厂增加污水处理厂的压力，初雨处理更加及时、高效;
9、多功能雨水处理装置的各部分堰门和闸门能够自行调节，自动化程度高，无需人员看守，能够应对各种雨水情况，具有极大的推广价值。
每个片区面积大小为0.2～4平方公里，假设距离多功能雨水处理装置最远端的初期雨水进入到多功能雨水处理装置的时间为T4，多功能雨水处理装置从开始下雨调蓄初雨的时间到初雨调蓄完成后的时间为T5。实际使用时，可以直接设置T5等于或是大于T4，因为片区面积比较小，T4取值也相对较小，只有少部分后期洁净雨水混杂在初期雨水中进入到初雨调蓄设备内，这样小部分的初期雨水并不会增加多功能雨水处理装置的处理压力，初雨与后期洁净雨水能够得到充分的分离，初雨能够有效的被多功能雨水处理装置处理掉，后期雨水也不会污染自然水体。
本发明结构简单，将城市水处理系统划分独立的片区，通过在片区设置独立的雨水处理设施解决了现有技术初期雨水远距离输送过程中的延迟问题，既减轻了污水处理厂的处理压力又避免了初期雨水污染自然水，对雨水的排放处理更为合理高效，具有极大的推广价值。
