一種城市河道排水口用仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種城市河道排水口用仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)，屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，適用于河道水環(huán)境改善工程。
【背景技術(shù)】
[0002]河流污染是點(diǎn)源、面源的共同作用，對(duì)于城市河道，無(wú)論是點(diǎn)源、還是面源污染，大部分通過(guò)排水管道進(jìn)入河流，歸根結(jié)底，控制排水口點(diǎn)源污染是關(guān)鍵。根據(jù)對(duì)一些城市河道水體污染源的分析，沿河的排水口污染占水體污染負(fù)荷總量的90%以上。
[0003]排水口污染來(lái)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徑流。其中，對(duì)于未截流的污水，往往通過(guò)沿河鋪設(shè)截污管道納管處理，但是，對(duì)于合流制溢流污水，由于本身排水體制設(shè)計(jì)就是合流制，下雨天一定的溢流是允許的，但我國(guó)的合流制截流倍數(shù)低，溢流水給河道造成了較嚴(yán)重的污染；同時(shí)，對(duì)地表徑流，雨天降雨通過(guò)沖刷路面等，也攜帶了大量的污染物質(zhì)進(jìn)入河道，尤其是初期雨水，污染物濃度相當(dāng)高，往往超出原生污水濃度;可以說(shuō)，合流制溢流污水和地表徑流中的初期雨水，是目前很多城市河道沿河截污后，水體污染的主要來(lái)源，也是這些城市河道水質(zhì)改善和提升的瓶頸。
[0004]這兩類(lèi)排水有兩個(gè)共性的特點(diǎn):一是水量波動(dòng)大。受降雨影響，這兩類(lèi)排水口旱季排水量小，雨季排水量劇增。二是源頭控制難度大。受城市開(kāi)發(fā)影響，從源頭上控制這類(lèi)污染難度很大，如要削減初期雨水污染，需要采用綠色屋頂、下凹式綠地等低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施，而對(duì)于已建城區(qū)，建設(shè)難度很大。
[0005]針對(duì)上述污染源，可以采用“大型調(diào)蓄儲(chǔ)存+納管處理或就地處理”或“小型調(diào)蓄或不調(diào)蓄+大型就地處理設(shè)施”兩種方式，前者需要的調(diào)蓄設(shè)施很大，占地面積大，由于河岸帶空間有限，施工難度大，造價(jià)高;后者雖然減小了調(diào)蓄設(shè)施，但處理設(shè)施規(guī)模很大，平時(shí)不處理時(shí)設(shè)施閑置，浪費(fèi)很大。
[0006]目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)城市河道排水口調(diào)蓄的研究相對(duì)較少，且多局限在大型調(diào)蓄，存在明顯的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)上述存在問(wèn)題，提供一種城市河道排水口用仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)，將排水口污水調(diào)蓄后納管或就地處理，具有占地少、投資省、施工難度小、運(yùn)行靈活、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)對(duì)雨季大流量污染排水的儲(chǔ)存和處理需求。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種城市河道排水口用仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括設(shè)在河岸上的預(yù)處理系統(tǒng)和仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)，所述預(yù)處理系統(tǒng)依次由設(shè)置在排水口的截流井、格柵間隙為20?40mm的粗格柵、格柵間隙為5?1mm的細(xì)格柵和沉砂池構(gòu)成;所述氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)依次由設(shè)置在沉砂池內(nèi)由液位控制的感應(yīng)器、空壓機(jī)、氣囊室、收縮在氣囊室內(nèi)的氣囊、設(shè)置在氣囊上的排氣閥和與設(shè)置在氣囊底部的排水管相連的潛污栗構(gòu)成;所述仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)工作時(shí)，氣囊處于河道水體中。
[0009]所述沉砂池設(shè)有大管a和小管b兩根出水管道，小管b直接接入市政管網(wǎng)或就地處理系統(tǒng)，大管a接入仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)，大管a上設(shè)置由感應(yīng)器控制的閥門(mén)C。
[0010]所述空壓機(jī)根據(jù)氣囊的充氣情況及氣囊與河道水體液壓差的情況間歇運(yùn)行。
[0011 ]所述氣囊室由磚砌、鋼制、混凝土制作而成。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明具有占地少、投資省、施工難度小、運(yùn)行靈活、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，尤其適合河岸帶空間狹小或已施工河岸帶排水口，用于處理合流制溢流水或初期雨水。主要特點(diǎn)是:(I)可以對(duì)不同工況下排水口出水進(jìn)行調(diào)控；(2)解決了傳統(tǒng)在線(xiàn)調(diào)蓄設(shè)施占地大，施工難度大等問(wèn)題；(3)可在線(xiàn)調(diào)蓄后將污水納入市政管網(wǎng)或就地處理，處理規(guī)模小。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
[0014]圖2為本發(fā)明的平面布置圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1、圖2所示，本實(shí)施例為一種城市河道排水口用仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)，由預(yù)處理系統(tǒng)、仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，均建設(shè)在河岸12上;預(yù)處理系統(tǒng)可以截流大部分合流制溢流水或初期雨水，并對(duì)截流污水進(jìn)行初步處理，去除大顆粒物質(zhì)和砂礫，保護(hù)后續(xù)的仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng);仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)工作時(shí)，氣囊處于河道水體11中，不占用河岸12的空間。
[0016]預(yù)處理系統(tǒng)依次由截流井1、粗格柵2、細(xì)格柵3、沉砂池4構(gòu)成。
[0017]截流井I設(shè)置在排水口處，對(duì)排水口初期污染嚴(yán)重的水體進(jìn)行截流，進(jìn)入氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)，大雨量時(shí)，后期的排水溢流排入河道。
[0018]粗格柵2的格柵間隙20?40mm，對(duì)截流的污水中大顆粒物質(zhì)進(jìn)行截流。
[0019]細(xì)格柵3的格柵間隙5?10mm，對(duì)截流的污水中小顆粒物質(zhì)進(jìn)行截流。
[0020]沉砂池4的設(shè)計(jì)停留時(shí)間為雨季設(shè)計(jì)流量20s，用于沉淀去除污水中的砂粒。沉砂池中設(shè)有大管a和小管b兩根出水管道，小管b直接接入市政管網(wǎng)或就地處理系統(tǒng)，用于在排水口流量小時(shí)，將沉砂后的出水直接納管或處理，不進(jìn)入仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng);大管a接入仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)，管上設(shè)置閥門(mén)c，由感應(yīng)器5控制，當(dāng)雨季流量大，沉砂池進(jìn)水量超出b管輸送能力時(shí)，閥門(mén)c開(kāi)啟，將多余水量導(dǎo)入仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)進(jìn)行儲(chǔ)存。
[0021]仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)依次由感應(yīng)器5、空壓機(jī)6、氣囊室7、氣囊8、排氣閥9、潛污栗10構(gòu)成。
[0022]感應(yīng)器5設(shè)置在沉砂池內(nèi)，由液位控制，有兩種工況:
[0023]I)水量小時(shí)，由于沉砂池4內(nèi)的大管a由閥門(mén)c控制處于關(guān)閉狀態(tài)，沉砂池4進(jìn)水流量小，進(jìn)水全部通過(guò)小管b導(dǎo)入就地處理系統(tǒng)，沉砂池4水位保持低水位，感應(yīng)器5沒(méi)有信號(hào)；
[0024]2)雨季水量大時(shí)，沉砂池4進(jìn)水流量超出小管b過(guò)流能力，沉砂池4水位上升，到一定水位時(shí)，感應(yīng)器4接到預(yù)設(shè)的水位信號(hào)，將沉砂池4內(nèi)的大管a上的閥門(mén)c打開(kāi)，同時(shí)，啟動(dòng)空壓機(jī)6，開(kāi)始為氣囊8充氣，排水口污水進(jìn)入氣囊8進(jìn)行儲(chǔ)存，降雨結(jié)束后，潛污栗10將氣囊8內(nèi)儲(chǔ)存的污水栗入市政管網(wǎng)或就地處理系統(tǒng)處理。同時(shí)，沉砂池4內(nèi)的大管a上閥門(mén)c關(guān)閉，氣囊8上的排氣閥打開(kāi)，氣囊8內(nèi)污水逐漸減少，氣囊8逐漸縮回氣囊室7內(nèi)。
[0025]空壓機(jī)6在沉砂池4的水位上升，感應(yīng)器5發(fā)出信號(hào)時(shí)啟動(dòng)，為氣囊8充氣，沉砂池4水位下降，到一定水位后，感應(yīng)器5發(fā)出信號(hào)時(shí)關(guān)閉，運(yùn)行期間，空壓機(jī)6根據(jù)氣囊8充氣情況及氣囊8與河道水體液壓差的情況間歇運(yùn)行。
[0026]氣囊室7用于儲(chǔ)存及保護(hù)氣囊8的腔體，可由磚砌、鋼制、混凝土等制作。
[0027]本調(diào)蓄系統(tǒng)采用仿生原理，仿生青蛙中的雄蛙，其在口角兩邊各有一對(duì)氣囊，平時(shí)處于收縮狀態(tài)，當(dāng)青蛙發(fā)聲時(shí)，氣囊鼓出，相當(dāng)于共鳴箱，使青蛙聲帶所發(fā)出的聲音因共鳴而擴(kuò)大。本調(diào)蓄系統(tǒng)構(gòu)建人工氣囊，由具有防刺性能的有機(jī)材質(zhì)制作，平時(shí)不充氣，不儲(chǔ)存污水，氣囊8處于收縮狀態(tài)，儲(chǔ)存在氣囊室7內(nèi)，雨季流量大時(shí)，感應(yīng)器5發(fā)出信號(hào)時(shí)，空壓機(jī)6啟動(dòng)充氣，氣囊8從氣囊室7鼓出，儲(chǔ)存污水。本調(diào)蓄系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是氣囊8平時(shí)處于收縮狀態(tài)，為軟質(zhì)結(jié)構(gòu)，避免了傳統(tǒng)調(diào)蓄系統(tǒng)硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，占地面積大，建設(shè)成本高，施工難度大等缺點(diǎn)。
[0028]排氣閥9設(shè)置在氣囊上，在氣囊8儲(chǔ)存污水過(guò)程中，根據(jù)氣壓適當(dāng)開(kāi)啟排氣，保持氣囊8進(jìn)水平順，并在氣囊收縮時(shí)排出多余氣體。
[0029]潛污栗10通過(guò)設(shè)置在氣囊8底部的排水管相連，用于將氣囊8內(nèi)儲(chǔ)存的污水提升至污水管網(wǎng)進(jìn)入污水廠集中處理或進(jìn)入分散的就地處理系統(tǒng)。由于氣囊8的調(diào)蓄，系統(tǒng)所配置的潛污栗10可以小型化，在降雨結(jié)束后慢慢將氣囊中的污水抽出。
[0030]本實(shí)施例在實(shí)際運(yùn)用中，首先應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)資料，厘清不同時(shí)間段(旱季、雨季、日間、夜間)排水□流量，及河道水文條件，包括流速、水位、水深等。再進(jìn)行排水□測(cè)量，結(jié)合地形圖資料，選擇預(yù)處理系統(tǒng)和氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)的位置與規(guī)模，尤其應(yīng)注意沉砂池4出水管的大小(大管a和小管b)，小管b取決于氣囊排空時(shí)間、旱季污水處理規(guī)模、就地處理設(shè)施大??；大管a取決于截流井進(jìn)水流量，氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)規(guī)模;大管a的開(kāi)啟通過(guò)沉砂池4內(nèi)的感應(yīng)器5、大管a上的閥門(mén)c得以實(shí)現(xiàn)。氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)規(guī)模取決于設(shè)計(jì)降雨雨型、重現(xiàn)期大小、排水口污染物濃度、河道水環(huán)境容量、后續(xù)處理設(shè)施規(guī)模等，規(guī)模應(yīng)適度，過(guò)小對(duì)改善河道水質(zhì)意義不大，過(guò)大增加工程投資，也容易對(duì)河道水環(huán)境過(guò)保護(hù)。為避免占用河道防洪斷面以及洪水沖刷，氣囊系統(tǒng)盡量布置在閘壩控制的城市河道以及河道凹岸。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種城市河道排水口用仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括設(shè)在河岸上的預(yù)處理系統(tǒng)和仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)，所述預(yù)處理系統(tǒng)依次由設(shè)置在排水口的截流井(I)、格柵間隙為20?40mm的粗格柵(2)、格柵間隙為5?1mm的細(xì)格柵(3)和沉砂池(4)構(gòu)成;所述氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)依次由設(shè)置在沉砂池(4)內(nèi)由液位控制的感應(yīng)器(5)、空壓機(jī)(6)、氣囊室(7)、收縮在氣囊室(7)內(nèi)的氣囊(8)、設(shè)置在氣囊上的排氣閥(9)和與設(shè)置在氣囊底部的排水管相連的潛污栗(10)構(gòu)成;所述仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)工作時(shí)，氣囊(8)處于河道水體(11)中； 所述沉砂池(4)設(shè)有大管a和小管b兩根出水管道，小管b直接接入市政管網(wǎng)或就地處理系統(tǒng)，大管a接入仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)，大管a上設(shè)置由感應(yīng)器(5)控制的閥門(mén)C。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市河道排水口用仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)，其特征在于:所述空壓機(jī)(6)根據(jù)氣囊(8)的充氣情況及氣囊(8)與河道水體(11)液壓差的情況間歇運(yùn)行。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種城市河道排水口用仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)，其特征在于:所述氣囊室(7)由磚砌、鋼制、混凝土制作而成。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種城市河道排水口用仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是旨在將排水口污水調(diào)蓄后納管或就地處理，具有占地少、投資省、施工難度小、運(yùn)行靈活、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)對(duì)雨季大流量污染排水的儲(chǔ)存和處理需求。本發(fā)明的技術(shù)方案是：該系統(tǒng)包括設(shè)在河岸上的預(yù)處理系統(tǒng)和仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)，預(yù)處理系統(tǒng)依次由設(shè)置在排水口的截流井、格柵間隙為20～40mm的粗格柵、格柵間隙為5～10mm的細(xì)格柵和沉砂池構(gòu)成；氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)依次由設(shè)置在沉砂池內(nèi)由液位控制的感應(yīng)器、空壓機(jī)、氣囊室、收縮在氣囊室內(nèi)的氣囊、設(shè)置在氣囊上的排氣閥和與設(shè)置在氣囊底部的排水管相連的潛污泵構(gòu)成；仿生蛙式氣囊調(diào)蓄系統(tǒng)工作時(shí)，氣囊處于河道水體中。
【IPC分類(lèi)】E03F5/04, E03F5/22, E03F5/06, B01D36/04, E03F1/00, E03F5/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105442691
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610004232
【發(fā)明人】魏俊, 韓萬(wàn)玉, 李宇, 嚴(yán)海波, 蘆超, 黃峰
【申請(qǐng)人】中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2016年1月5日