CN113089798A - 一种跨区域雨污截流调度系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种跨区域雨污截流调度系统及方法，包括若干分布于不同地势地区的截流井节点，截流井节点包括截流井，同一地势地区的截流井之间通过雨污合流管连接，相邻地势地区的截流井之间通过调节水道连接。当截流井节点所处地势地区的降雨量达到预设阈值时，该地势地区内的截流井节点将雨水向相邻地势地区较高的截流井节点输送，地势地区较高的截流井节点将雨水向河道排出；当某地势地区的污水无法及时排出时，该地势地区的截流井节点通过相邻污水正常处理的截流井将污水排送至污水处理厂。本发明将不同地区的截流井组网，对暴雨季节降雨中后期地势低洼地区雨水的跨区域调度到地势高的地区通过河道排放，对污水进行跨区域应急调度处理。
Description
技术领域
本发明涉及市政排水工程以及污水调控领域，具体为一种跨区域雨污截流调度系统及方法。
背景技术
传统截流井都是单独的节点，在一些地势低的地区，易内涝的地区，路面及小区沉积的雨水通过雨污合流管通向沿河设置的截流井，截流井将污水截流后排向河道，由于雨量过大，单个截流井节点无法及时将雨水排向河道，从而造成城市内涝。某些地区局部大雨，以及暴雨季节时期，截流井内雨水排放不及时也会造成城市内涝。
在某些老小区，采用的仍然是雨污合流制管网设计，污水及降雨初期污染程度高的雨水，通过雨污合流管输送至截流井内，经截流后通过污水总道输送到污水处理厂处理。污水总道以及污水处理厂都是分片区单独的部分，并没有组网将其污水处理功能最大化，在某些地区跟截流井连通的污水总道会因为道路施工污水总道无法输送污水、污水总道堵住以及其他方面的原因而导致管内的污水无法被输送到污水处理厂处理，同时污水厂也有可能出现故障无法处理污水，此时，积累的污水并不能得到及时的处理，会导致截流井内污水积累过多，污水排放不及时，形成污染，这也是传统污水总管设计以及污水厂设置的弊端。
传统截流井都是手动控制模式，无法实现区域内截流井信息的互联互通。
这些截流井无法满足缓解城市内涝以及污水应急处理的要求，功能过于单一，并不具备很大的实用价值，所以急需一种能够实现污水和雨水跨区域调度的截流井系统。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明提供一种跨区域雨污截流调度系统及方法，解决了现有技术中雨污截流井无法满足缓解城市内涝以及污水应急处理的要求问题。
为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：
一种跨区域雨污截流调度系统：包括若干分布于不同地势地区的截流井节点，截流井节点包括截流井，同一地势地区的截流井之间通过雨污合流管连接，相邻地势地区的截流井之间通过调节水道连接；
截流井还通过污水管连接污水处理厂，通过闸门导通于河道；
截流井与污水管和调节水道之间通过可控阀门连通。
优选，前述一种跨区域雨污截流调度系统：各截流井节点还包括控制器和用于采集截流井节点雨污状态信息的雨污状态采集装置，雨污状态采集装置的信号输出端连接控制器；
可控阀门为电控阀门，其控制端连接控制器；
控制器根据雨污状态采集装置传输的雨污状态信息，控制可控阀门的导通状态，使得截流井导通污水管或调节水道。
优选，前述一种跨区域雨污截流调度系统：还包括云平台，云平台与各截流井节点的控制器之间连接通信，以获取各截流井节点的雨污状态信息，并根据获取到的信息向降雨量较大或水位较高的截流井节点的控制器发送雨污调度信号；
控制器根据接收到的雨污调度信号控制本节点可控阀门的导通状态，使得截流井连通至调节水道，通过调节水道将本节点截流井内的雨污排至相邻地势地区的截流井。
优选，前述一种跨区域雨污截流调度系统：截流井节点还包括潜污泵，电控阀门是三通阀，潜污泵通过三通阀导通污水管或调节水道。
优选，前述一种跨区域雨污截流调度系统：截流井通过溢流管连接河道，闸门为电液动平板闸门，设置于截流井连接溢流管的侧壁上。
优选，前述一种跨区域雨污截流调度系统：雨污状态采集装置包括浊度计、液位计及雨量计，浊度计、液位计及雨量计连接控制器。
一种跨区域雨污截流调度方法：按照以下方式操作：
云平台对各截流井节点所处地势地区的雨污状态信息进行实时监测；
当截流井节点所处地势地区的降雨量达到预设阈值时，该地势地区内的截流井节点将雨水向相邻地势地区较高的截流井节点输送，地势地区较高的截流井节点将雨水向河道排出；
当某地势地区的污水无法及时排出时，该地势地区的截流井节点通过相邻污水正常处理的截流井将污水排送至污水处理厂。
优选，前的一种跨区域雨污截流调度方法：云平台通过对截流井采集的数据对潜污泵进行控制，并通过电动阀门执行器对三通阀进行控制、通过电液动平板闸门对截流井节点与河道之间的通断进行控制。
优选，前的一种跨区域雨污截流调度方法：云平台对截流井采集的数据包括雨量、截流井内雨污液位及浊度。
优选，前的一种跨区域雨污截流调度方法：当云平台检测到未来降雨量达到预设峰值时，开启潜污泵，将截流井节点内的污水排干。
本发明所达到的有益效果：
相对于现有技术，本发明将不同地区的截流井组网，对暴雨季节降雨中后期地势低洼地区雨水的跨区域调度到地势高的地区通过河道排放。本发明能够对截流井内的污水进行跨区域应急调度处理。本发明可以实现不同地区的污水联合处理，减缓某些地区污水处理压力大的情况。
最后，本发明通过云平台对整个区域的截流井的各个参数进行实时监控，并根据天气预报情况，提前采用措施，启动二台潜污泵将截流井内的污水排干，以备紧急情况下进行雨水调节。
附图说明
图1是本发明截流井节点细节图；
图2是本发明跨区域应急污水调度系统图；
图3是本发明暴雨季节跨区域调度系统图；
图4是本发明的三维模型图；
图5是本发明截流井节点轴测图；
附图标记的含义：1-截流井；2-避雷针；3-雨量计；4-支架；5-控制柜；6-拦污格栅；7-电液推杆；9-浊度计；11-潜污泵；12-平板闸门；14-调节水道；15-三通阀；16-电动阀门执行器；17-液位计。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1至图5所示：本实施例公开了一种跨区域雨污截流调度系统：包括若干分布于不同地势地区的截流井节点，截流井节点包括截流井1，同一地势地区的截流井1之间通过雨污合流管连接，相邻地势地区的截流井1之间通过调节水道连接。
其中，各截流井节点还包括控制器和用于采集截流井节点雨污状态信息的雨污状态采集装置，雨污状态采集装置的信号输出端连接控制器；控制器通常安装在控制柜5的内部，可控阀门最好采用电控阀门，其控制端连接控制器。
控制器根据雨污状态采集装置传输的雨污状态信息，控制可控阀门的导通状态，使得截流井导通污水管或调节水道。其中，雨污状态采集装置包括连接连接控制器的浊度计9、液位计17、雨量计3；可控阀门最好采用电控阀门，例如三通阀15，三通阀15的操作端设有电动阀门执行器16，电动阀门执行器16通过控制器进行控制动作。
截流井1还通过污水管连接污水处理厂，同一地势地区的截流井1通过污水总道导通于该地势地区的污水处理厂。截流井1还通过闸门导通于河道，并且截流井1通过溢流管连接河道，因此上述闸门是设置于溢流管的平板闸门12，平板闸门12最好选用电液动平板闸门。
截流井节点还包括避雷针2、支架4、控制柜5、可自动提升的拦污格栅6、电液推杆7、电液动的平板闸门12。液位计17可选用超声波液位计，最好安装于截流井1的内壁，三通阀15与电动阀门执行器16安装于波液位计17的一侧，电动阀门执行器16的一端连接有调节水道14，三通阀15的一侧设置有管卡，且平板闸门12位于管卡13的下方，平板闸门12的一侧设置有潜污泵11，可自动提升拦污格栅6安装于电液推杆7的一侧，电液推杆7的下端安装有浊度计支架，且浊度计支架的下端一侧设置有浊度计9，浊度计9的一侧安装有爬梯，拦污格栅6的一侧安装有控制柜5，且控制柜5的一侧设置有支架4，支架4的上端安装有避雷针2，支架4的一侧上端设置有双翻斗式雨量计。
本实施例还公开了一种跨区域雨污截流调度方法：该方法可通过云平台对截流井1采集的数据对对潜污泵11进行控制，并通过电动阀门执行器16对三通阀15进行控制、通过电液动平板闸门12对截流井节点与河道之间的通断进行控制。其中，云平台对截流井1采集的数据包括雨量、截流井内雨污液位及的浊度，上述数据均可通过相应的传感器进行采集。
本方法具体按照以下方式操作：
如图2所示：图2是本发明跨区域应急污水调度系统图，适用于应急情况截流井内的污水调度，具体工作过程如下：
当某地势地区的污水无法及时排出时，该地势地区的截流井节点通过相邻污水正常处理的截流井将污水排送至污水处理厂，具体解释如下：
污水处理时截流井1内的平板闸门处于常闭状态，当污水总道上方道路施工，或者由于污水总管堵塞、故障需要维修的原因，而造成一级截流井内通过雨污合流管、雨污合流管输送过来的污水无法及时得到处理时，云平台得到预警信号，通过平台发送命令给截流井旁控制柜5，控制柜5控制三通阀15上方安装的电动阀门执行器16，电动阀门执行器16使三通阀15将一级截流井内的潜污泵A1，潜污泵A3分别连通调节水道A1、调节水道A3，并且一级截流井内的潜污泵A1、潜污泵A3开启，通过调节水道A1、A3将截流井内无法被处理的污水调度到二级截流井内。若污水水量过大，可以同时开启潜污泵A2、潜污泵A4，分别通过与三通阀15连通的调节水道A2、调节水道A4进一步将一级截流井内的污水调度到二级截流井。此方法并不仅仅适用于一级截流井污水应急调度，若二级截流井由于上述原因同样造成井内污水无法得到及时处理，此时通过潜污泵B1、潜污泵B2、潜污泵B3、潜污泵B4以及与之连通的调节水道B1、调节水道B2、调节水道B3、调节水道B4将二级截流井内的污水调度到三级截流井内，同样当下一级截流井出现上述原因而造成污水无法得到及时处理，依次往下下一级截流井调度，直到某一级截流井内污水处理正常时，通过控制柜5控制电动阀门执行器16将井内的潜污泵11与污水管连接，污水管通过污水总道将污水输送至污水处理厂，从而将污水进行正常处理。
如图3所示：图3是本发明暴雨季节跨区域调度系统图：
当截流井节点所处地势地区的降雨量达到预设阈值时，该地势地区内的截流井节点将雨水向相邻地势地区较高的截流井节点输送，地势地区较高的截流井节点将雨水向河道排出。
暴雨季节跨区域调度系统通常适用于晴天和降雨初期，具体如下：雨污合流管输送至截流井的污水通过井内的潜污泵11输送至污水管，污水管连通污水总道，污水总道与污水处理厂连接，最终将截流井内的污水输送到污水厂处理。降雨中后期、暴雨时期，雨污合流管内的污水被稀释，输送的是雨水。当截流井旁边的雨量计3检测到暴雨来临时，结合天气中心的预测数据，实施暴雨季节跨区域调度系统。具体实施是：在某些地势低，易内涝地区，通过雨污合流管1、2输送至一级截流井内的雨水无法及时排放到河道时，截流井口侧壁安装的超声波液位计17检测到井内的水位过高，将通过云平台启动一级截流井内的潜污泵A1、潜污泵A3开启，同时控制柜5控制三通阀15上方安装的电动阀门执行器16，电动阀门执行器16使三通阀15将一级截流井内的泵A1，潜污泵A3分别连通调节水道A1、调节水道A3，将截流井1内过多的雨水调度到二级截流井内。当水势上涨过急，可以启用一级截流井内的备用潜污泵A2、A4，加快雨水的调度。同样的，当二级截流井内的超声波液位计17检测到雨水水位过高时，将预警信息通过控制柜5上传到云平台，云平台通过控制柜5开启二级截流井内的电液动平板闸门12，将井内一部分雨水排往河道，同时开启潜污泵B1、潜污泵B2、潜污泵B3、潜污泵B4，再通过电动阀门执行器16使三通阀15将潜污泵B1、潜污泵B2、潜污泵B3、潜污泵B4分别连通调节水道B1、调节水道B2、调节水道B3、调节水道B4，将二级截流井内的雨水调度到地势较高的三级截流井，云平台通过控制柜5开启三级截流井内的电液动平板闸门，将井内的雨水通过河道C1、通过河道C2排放出去。同样的，如果与二级截流井相通的河道，暴雨季节跨区域调度系统，将地势低易内涝地区的雨水，通过截流井依次往下一级地势高的截流井内调度，最终通过与截流井相连的河道将过多的雨水排放出去，河道中的水最终汇集到太湖或者长江，从而解决城市内涝等问题。
相对于现有技术，本发明将不同地区的截流井组网，对暴雨季节降雨中后期地势低洼地区雨水的跨区域调度到地势高的地区通过河道排放。本发明能够对截流井内的污水进行跨区域应急调度处理。本发明可以实现不同地区的污水联合处理，减缓某些地区污水处理压力大的情况。
最后，本发明通过云平台对整个区域的截流井的各个参数进行实时监控，并根据天气预报情况，提前采用措施，启动二台潜污泵将截流井内的污水排干，以备紧急情况下进行雨水调节。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种跨区域雨污截流调度系统，其特征在于：包括若干分布于不同地势地区的截流井节点，所述截流井节点包括截流井，同一地势地区的截流井之间通过雨污合流管连接，相邻地势地区的截流井之间通过调节水道连接；
所述截流井还通过污水管连接污水处理厂，通过闸门导通于河道；
截流井与污水管和调节水道之间通过可控阀门连通。
2.根据权利要求1所述的一种跨区域雨污截流调度系统，其特征在于：各截流井节点还包括控制器和用于采集截流井节点雨污状态信息的雨污状态采集装置，雨污状态采集装置的信号输出端连接控制器；
所述可控阀门为电控阀门，其控制端连接控制器；
控制器根据雨污状态采集装置传输的雨污状态信息，控制可控阀门的导通状态，使得截流井导通污水管或调节水道。
3.根据权利要求2所述的一种跨区域雨污截流调度系统，其特征在于：还包括云平台，所述云平台与各截流井节点的控制器之间连接通信，以获取各截流井节点的雨污状态信息，并根据获取到的信息向降雨量较大或水位较高的截流井节点的控制器发送雨污调度信号；
控制器根据接收到的雨污调度信号控制本节点可控阀门的导通状态，使得截流井连通至调节水道，通过调节水道将本节点截流井内的雨污排至相邻地势地区的截流井。
4.根据权利要求2所述的一种跨区域雨污截流调度系统，其特征在于：所述截流井节点还包括潜污泵，所述电控阀门是三通阀，所述潜污泵通过三通阀导通污水管或调节水道。
5.根据权利要求2所述的一种跨区域雨污截流调度系统，其特征在于：所述截流井通过溢流管连接河道，所述闸门为电液动平板闸门，设置于截流井连接溢流管的侧壁上。
6.根据权利要求2所述的一种跨区域雨污截流调度系统，其特征在于：所述雨污状态采集装置包括浊度计、液位计及雨量计，所述浊度计、液位计及雨量计连接控制器。
7.一种跨区域雨污截流调度方法，其特征在于：按照以下方式操作：
云平台对各截流井节点所处地势地区的雨污状态信息进行实时监测；
当截流井节点所处地势地区的降雨量达到预设阈值时，该地势地区内的截流井节点将雨水向相邻地势地区较高的截流井节点输送，地势地区较高的截流井节点将雨水向河道排出；
当某地势地区的污水无法及时排出时，该地势地区的截流井节点通过相邻污水正常处理的截流井将污水排送至污水处理厂。
8.根据权利要求7所述的一种跨区域雨污截流调度方法，其特征在于：云平台通过对截流井采集的数据对潜污泵进行控制，并通过电动阀门执行器对三通阀进行控制、通过电液动平板闸门对截流井节点与河道之间的通断进行控制。
9.根据权利要求8所述的一种跨区域雨污截流调度方法，其特征在于：云平台对截流井采集的数据包括雨量、截流井内雨污液位及浊度。
10.根据权利要求7所述的一种跨区域雨污截流调度方法，其特征在于：当云平台检测到未来降雨量达到预设峰值时，开启潜污泵，将截流井节点内的污水排干。
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