CN108442492A - 一种渠道智能截污装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种渠道智能截污装置，包括：排水闸室；以及泵坑室，其中排水闸室通过进水孔与所述泵坑室连通；信号传输模块，所述信号传输模块与渠道智能截污装置相关的设备、感知仪器电连接，接收设备、感知仪器输出的信息并将其传输到云平台、移动终端，云平台、移动终端可将控制信号、天气信息传送给渠道智能截污装置。渠道截污装置可以设置成自控运行、遥控运行或半自动运行。

Description

一种渠道智能截污装置

技术领域

本发明涉及渠道截污技术领域，更具体地，本发明涉及一种渠道智能截污装置。

背景技术

在降雨过程中，部分垃圾和污染物会随着雨水进入城市市政或排水管道，管道的末端往往通向城市河流水系，大量污染物进入受纳水体，导致水体的物理化学及微生物特性发生变化，甚至被恶化，这成为当今影响水质的主导因素。

在现有城市治污工程中，不可避免的面临着合流管的截污、初期雨水的收集问题。传统的截污装置包括溢流堰、拍门、闸门等，这些装置在管网水位高时起不到效果，不能够控制污水收集量，另外施工麻烦，信息化程度不高。现有技术方案

中国专利申请CN201610243246.0公开了拦渣防倒灌截流井。图1示出了现有技术的拦渣防倒灌截流井的结构示意图。如图1所示，该拦渣防倒灌截流井包括截流井构筑物1。截流井构筑物1的前端连接进水管2的出水端，后端与自然水体3连通。截流井构筑物1的侧部连接有通向污水处理厂的截污管。拦渣防倒灌截流井还包括设置于截污管的进水口处的流量控制闸门5。流量控制闸门5通过连接轴6连接有流量控制闸门执行机构7。截流井构筑物1内还设有与截流井构筑物1的进水方向成角度的拦渣装置，所述拦渣装置右侧的支架固定于与截污管同侧且位于截污管的下游的流道壁上，所述拦渣装置左侧的支架固定于截污管的对侧且位于截污管的上游的流道壁上；拦渣装置的下游设有防倒灌装置。所述截污管上设有截流阀，控制截污管的启闭。

现有的拦渣防倒灌截流井的井体采用现场混凝土浇筑，在出口安装下开式闸门，截污管口安装闸门，井内设有格栅网，根据井内外水位控制出口闸门和截污闸门的启闭。

现有拦渣防倒灌截流井存在如下问题：1、集成化不高，需要采取传统的井体施工、设备安装调试；2、施工复杂，施工、安装质量要求高，容易漏水； 3、工程造价高、施工时间长；3、施工所需空间较大；4、影响渠道排水能力； 5、不能够主动控制截污井内水位，打开出口闸门排水时会产生较多溢流污染； 6、智能化、信息化程度不高，不能够集成水位、雨量、污染信息自动化运行，不能够结合云平台、移动终端实时在线监测运行。

当前亟需一种施工简单，智能化程度高，能够适应多种情况的渠道、大型管道污水收集的一体化智能截污设施。

发明内容

现有的渠道截污方式井体现场砌筑受人工素质影响较大，施工质量不高，影响应用效果。现有截流井需要现场浇筑井体、安装设备，施工速度慢，耗费较多时间。在污水管网水位高时，现有截流井不能够有效收集污水，不能够主动降低截流井内水位，减少溢流污染。另外，现有截流井还存在信息化、智能化程度不高，未将截流井、控制中心、移动终端互联互通的问题，不能实时在线监控运行。

本发明的目的就是解决现有截污设施存在问题，施工简单，安装方便，可以自动化运行，减小溢流污染，最大限度收集污水。

针对现有的渠道截污方式存在的技术问题，本发明提出了一种渠道智能截污装置，包括：

排水闸室；以及泵坑室，

其中排水闸室通过进水孔与所述泵坑室连通，

排水闸室包括入水口，所述入水口位于所述排水闸室的一侧，用于将待处理的污水或雨水引入渠道智能截污装置中；排水口，所述排水口通向自然水体；排水闸，所述排水闸设置在所述排水口处；进水孔，所述进水孔通向泵坑室；检修孔，位于排水闸室顶部一侧，用于打开检修；以及第一感知仪器，所述第一感知仪器用于获取排水闸室的水位、水质、气体、影像信息以及闸室外自然水体的水位信息，

泵坑室包括紧邻进水孔一侧设置格栅机；位于所述泵坑室一侧的重力排污口，所述重力排污口与污水管网连通；紧邻重力排污口设置的截污闸；设置在泵坑室底部的一个或多个水泵；压力出水口，所述压力出水口设置在所述泵坑室上部并且与污水管网连通，所述水泵通过管道连接到压力出水口；以及第二感知仪器，所述第二感知仪器用于获取泵坑室的水位、水质、出水流量、气体和影像信息，

所述渠道智能截污装置还包括信号传输模块，所述信号传输模块与渠道智能截污装置内的设备、感知仪器电连接，接收设备、感知仪器输出的信息并将其传输到云平台，将云平台发出的控制信号传送给渠道智能截污装置内的相应设备。

在本发明的一个实施例中，所述排水闸室还包括进水闸，所述进水闸设置在所述排水闸室与泵坑室连通的进水孔处。

在本发明的一个实施例中，所述格栅机是粉碎格栅机。

在本发明的一个实施例中，所述第一感知仪器包括排水闸前液位计、排水闸后液位计、排水闸室摄像头、排水闸室有毒气体检测仪和/或水质感知设备。

在本发明的一个实施例中，所述第二感知仪器包括泵坑液位计、摄像头、有毒气体检测仪、水质感知设备和/或流量计。

在本发明的一个实施例中，所述泵坑室包括检修平台，所述检修平台将所述泵坑室分成上部设备空间和下部集水空间。

在本发明的一个实施例中，所述进水闸、排水闸、截污闸采用分体式液压闸门，液压设备设置在检修空间内或置于地面。

在本发明的一个实施例中，渠道智能截污装置还包括监控杆，所述监控杆集成有雨量计、摄像头和太阳能装置。

在本发明的一个实施例中，所述排水闸室还包括爬梯，位于检修孔下方，靠近墙壁，用于检修时上下。

在本发明的一个实施例中，渠道智能截污装置设置多种运行模式，包括： 1)晴天模式，未来若干天都无雨的场景，此时，自动控制排水闸关闭，截污闸打开，水泵关闭；2)预警模式，未来若干天有降雨可能的场景，此时，自动控制排水闸关闭、截污闸关闭、水泵启动；3)初雨模式，降雨开始至一段时间内的场景，此时，自动控制排水闸关闭，截污闸关闭，水泵启动；3)排水模式，即当水质浓度低于设定值时，此时，自动控制排水闸打开，进水闸关闭，泵坑液位降低到停泵水位后，水泵关闭；4)检修模式，根据实时反馈的报警信息作出判断，当确定检修时，人工控制截污***，排空截污井内水体，并安排技术人员下井维修。

本发明的目的就是解决现有截污设施存在问题，施工简单，安装方便，可以自动化运行，减小溢流污染，最大限度收集污水。

附图说明

为了进一步阐明本发明的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。

图1示出现有技术的拦渣防倒灌截流井的结构示意图。

图2示出根据本发明的一个实施例的渠道智能截污装置200的截面示意图。

图3示出渠道智能截污装置200沿贯穿排水闸室210的截面AA向左观察的结构示意图。

图4示出渠道智能截污装置200沿贯穿排水闸室210和泵坑室220的截面 CC向下观察的结构示意图。

图5示出渠道智能截污装置200沿贯穿泵坑室220的截面DD向右观察的结构示意图。

图6示出渠道智能截污装置200沿贯穿泵坑室220的截面BB向左观察的结构示意图。

具体实施方式

在以下的描述中，参考各实施例对本发明进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本发明的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而，本发明可在没有特定细节的情况下实施。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。

在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。

针对现有技术存在的问题和亟需解决的难点，本发明的实施例提供一种渠道智能截污装置。渠道智能截污装置可以采用一体化集成设计，由排水闸室与泵坑室组成，也可以采用模组式设计，排水闸室与泵坑室分别设计成两个模组，然后相互组合成渠道截污设施。

图2示出根据本发明的一个实施例的渠道智能截污装置200的截面示意图。如图2所示，渠道智能截污装置200包括排水闸室210与泵坑室220。排水闸室210与泵坑室220位于地面之下。排水闸室210与泵坑室220内可集成多种感知设备和控制设备，通过智能截污***软件将截污井、云平台、移动终端及其他感知设备相融合，形成智慧型截污***。

在本发明的一个实施例中，排水闸室210可由水流控制设备以及感知仪器构成。图3示出渠道智能截污装置200沿贯穿排水闸室210的截面AA向左观察的结构示意图。图4示出渠道智能截污装置200沿贯穿排水闸室210和泵坑室220的截面CC向下观察的结构示意图。参考图3和图4，排水闸室210的水流控制设备可包括进水闸211和排水闸212。进水闸211设置在排水闸室210 与泵坑室220连通的进水孔处。进水孔通向泵坑室。排水闸212设置在排水闸室210通向自然水体的排水口处。在本发明的其它实施例中可以不安装排水闸 211。入水口213位于排水闸室210的一侧，用于将待处理的污水或雨水引入渠道智能截污装置200中。排水闸室210还具有检修孔和爬梯，检修孔位于排水闸室顶部一侧，用于打开检修；爬梯位于检修孔下方，靠近墙壁，用于检修时上下。

入水口213、排水口、进水孔的外侧都设有用于管路密封连接密封接口。

排水闸室210的感知仪器可包括排水闸前液位计、排水闸后液位计、排水闸室摄像头、排水闸室有毒气体检测仪和/或水质感知设备等仪器。这些仪器可以与供电设备和信号传输模块相连，从而将感测到的信息传输到控制***。排水闸前液位计可用于检测排水闸室210内的水位。排水闸后液位计可用于检测排水闸室210外部的水位。排水闸前液位计和排水闸后液位计的类型可包括音叉振动式液位计、磁浮式液位计、压力式液位计、超声波液位计、声呐波液位计，磁翻板液位计、雷达液位计等。排水闸室摄像头可用于监控排水闸室210 内影像。排水闸室有毒气体检测仪可用于检测排水闸室210内气体状态、有毒气体浓度等。水质感知设备可用于检测排水闸室210内的水温、COD(化学需氧量)、SS(总固体悬浮物)等参数。

在本发明的一个实施例中，泵坑室220可包括上部设备空间221和下部集水空间222，两个空间通过检修平台223分隔开。例如，检修平台223可以由金属网格形成。

泵坑室220通过进水孔与排水闸室210连通。泵坑室220紧邻进水孔一侧设置格栅机224。图5示出渠道智能截污装置200沿贯穿泵坑室220的截面DD 向右观察的结构示意图。格栅机224可以是提篮格栅或粉碎格栅机。格栅机224 优选为粉碎格栅机。粉碎格栅机可以采用电动，也可以采用液压马达。泵坑室 220的一侧设置有的重力排污口，该重力排污口与污水管网连通。泵坑室220 在紧邻重力排污口处设置截污闸225。

泵坑室220下部集水空间222的底部设置一个或多个水泵226。图6示出渠道智能截污装置200沿贯穿泵坑室220的截面BB向左观察的结构示意图。如图6所示，水泵226可以是潜污泵，水泵226通过管道228连接到压力出水口240。优选地，水泵226采用自动耦合式潜污泵，便于检修。泵坑室220下部集水空间222包括水泵自藕安装导轨及底座241，用于装配水泵。每个水泵具有出水管附件229，诸如闸阀、止回阀、软接头等，安装在每台水泵的管道228上。压力出水口240位于泵坑室220上部设备空间221一侧，并且与污水管网连通。在图6所示的实施例中，示意性地示出了三个水泵，然而本领域的技术人员应该理解，该实施例仅仅是示意性的，在本发明的其它实施例中，泵坑室220内可具有更多或更少数量的水泵。泵坑室220还具有检修孔和爬梯，检修孔位于排水闸室顶部一侧，用于打开检修；爬梯位于检修孔下方，靠近墙壁，用于检修时上下。

压力出水口240、重力排污口的外侧都设有用于管路密封连接的密封接口。

泵坑室220的感知仪器可包括泵坑液位计、摄像头、有毒气体检测仪、水质感知设备、流量计等。这些仪器可以与供电设备和信号传输模块相连，从而将感测到的信息传输到控制***。泵坑液位计可用于检测泵坑室220内的水位。泵坑室220的类型可包括音叉振动式液位计、磁浮式液位计、压力式液位计、超声波液位计、声呐波液位计，磁翻板液位计、雷达液位计等。泵坑室摄像头可用于监控泵坑室220内影像。泵坑室有毒气体检测仪可用于检测泵坑室220 内气体状态、有毒气体浓度等。水质感知设备可用于检测泵坑室220内的水温、 COD(化学需氧量)、SS(总固体悬浮物)等参数。可将流量计安装于出水总管之上，用于检测出水流量。

渠道智能截污装置200还可包括位于地面上方的控制柜230。控制柜230 可用于供电和控制，内部可放置蓄电池。

在本发明的一些实施例中，进水闸211、排水闸212、截污闸225以及管道阀门229可以全部采用分体式液压闸门；液压设备可以放在检修空间内，也可以置于地面。

在本发明的一些实施例中，排水闸室可包括检修平台(图中未示出)，该检修平台可以由金属网格形成，通过该检修平台将所述排水闸室分成上部设备空间和下部集水空间。

在本发明的一些实施例中，渠道智能截污装置200还包括监控杆。可在监控杆上安装监控摄像头、雨量计、顶部安装太阳能电池板。太阳能电池板可以提供低压电源，即使市电断供时，蓄电池也能提供通信用电。可将监控杆设置在渠道智能截污装置200附近，也可将其设置在其它位置。

在本发明的一些实施例中，渠道智能截污装置200可通过信号传输模块与云平台、移动终端进行通信。云平台用于接收记录各截污装置的配置、历史数据、获取天气信息以及渠道智能截污装置与移动终端信息的转发。信号传输模块与排水闸室和泵坑室内的多种感知设备和控制设备电性连接。信号传输模块接收多种感知设备和控制设备输出的信息并将其传输到云平台和/或移动终端，将云平台和/或移动终端发出的控制信号传送给渠道智能截污装置内的相应设备。通过智能截污***软件将截污井、云平台、移动终端及其他感知设备相融合，形成智慧型截污***。

在渠道智能截污装置的运行中，渠道智能截污装置内的水流控制设备和感知仪器正常工作，对井内情况进行实时监控。当监测到水流控制设备或感知仪器存在异常情况时，产生报警信息，并将之反馈到云平台。当水流控制设备或感知仪器均正常工作时，渠道智能截污装置根据实时反馈的天气、雨量、水位、水质的信息作出判断，自动控制排水闸、截污闸、水泵的启闭，并实时记录天气、雨量、水位、水质的数据信息及截污井的运行参数。

例如，在晴天时，配合***雨量计数据，排水闸保持关闭。在雨天时，根据降雨情况及水位情况启闭各个闸门和水泵。在降雨时，井内未超警戒水位且水质浓度较高时，排水闸保持关闭；当水质浓度低于设定值时，关闭进水闸，打开排水闸。

在正常模式下，在污水管网水位高时，关闭截污闸门，通过水泵提升污水进入污水管网。

在节能模式下，在污水管网水位高时，可以关闭排水闸门打开截污闸门，通过重力流截流污水，降低能耗。在降雨初期，可以关闭截污闸门，启动水泵，降低截污井水位；

渠道智能截污装置还可根据未来几天的降雨情况，保持排水闸关闭，关闭截污闸门，启动水泵，降低截污井水位。

本发明公开的渠道智能截污装置可用于渠道或者大型管道的截污，这是因为排水闸与泵坑室分置，排水闸单独至于截污渠道上，减小了井体尺寸，在排水闸流线之前去除了拦污格栅，减少了对原有渠道过流能力的影响，不影响排水安全；在泵坑进水口增设了粉碎格栅机和进水闸，方便污物处理提升和井室分隔检修。本发明公开的渠道智能截污装置集成多种感知设备和水流控制、提升设施，配合云平台、软件***能够实现实时在线监测、自控截污，最大限度截流污水。由于水流控制设施、感知设备集成在同一截污设施中，因此具有结构紧凑，功能强大的优点。本发明公开的渠道智能截污装置能够最大限度截流污水，减少溢流污染。

本发明公开的渠道智能截污装置能够根据井内水质水位、污水管网水位、河涌水位及降雨信息自动调整运行模式。在本发明的一些实施例中，可对本发明公开的渠道智能截污装置设置多种运行模式，包括但不限于：1)晴天模式，未来若干天都无雨的场景，此时，自动控制排水闸关闭，截污闸打开，水泵关闭；2)预警模式，未来若干天有降雨可能的场景，此时，自动控制排水闸关闭、截污闸关闭、水泵启动；3)初雨模式，降雨开始至一段时间内的场景，此时，自动控制排水闸关闭，截污闸关闭，水泵启动；3)排水模式，即当水质浓度低于设定值时，此时，自动控制排水闸打开，截污闸关闭，水泵关闭； 4)检修模式，根据实时反馈的报警信息作出判断，当确定检修时，人工控制截污***，排空截污井内水体，并安排技术人员下井维修。

本发明公开的渠道智能截污装置还适用于污水管网水位高的情况，当污水管网水位高时，关闭截污闸门，通过水泵提升污水进入污水管网。

本发明公开的渠道智能截污装置具备智能化高的优点，借助云平台可以在移动终端随时接收监控运行信息。

本发明公开的渠道智能截污装置的井体材料包括但不限于不锈钢、树脂、混凝土等材料，采用模组式设计，施工简单，速度快，技术要求低，只需要支护开挖埋设即可，施工造价低，省空间，外露设备少，不影响景观。在本发明的一些实施例中，排水闸室形状一般为长方形，泵坑室一般为圆形。在本发明的其它实施例中，排水闸室和泵坑室可以是其它形状。

尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。

Claims (10)

1.一种渠道智能截污装置，包括：

排水闸室；以及泵坑室，

其中排水闸室通过进水孔与所述泵坑室连通，

排水闸室包括入水口，所述入水口位于所述排水闸室的一侧，用于将待处理的污水或雨水引入渠道智能截污装置中；排水口，所述排水口通向自然水体；排水闸，所述排水闸设置在所述排水口处；进水孔，所述进水孔通向泵坑室；以及第一感知仪器，所述第一感知仪器用于获取排水闸室的水位、水质、气体、影像信息以及闸室外自然水体的水位信息，

泵坑室包括紧邻进水孔一侧设置格栅机；位于所述泵坑室一侧的重力排污口，所述重力排污口与污水管网连通；紧邻重力排污口设置的截污闸；设置在泵坑室底部的一个或多个水泵；压力出水口，所述压力出水口设置在所述泵坑室上部并且与污水管网连通，所述水泵通过管道连接到压力出水口；以及第二感知仪器，所述第二感知仪器用于获取泵坑室的水位、水质、出水流量、气体和影像信息，

所述渠道智能截污装置还包括信号传输模块，所述信号传输模块与渠道智能截污装置内的设备、感知仪器电连接，接收设备、感知仪器输出的信息并将其传输到云平台和/或移动终端，将云平台和/或移动终端发出的控制信号传送给渠道智能截污装置内的相应设备。

2.如权利要求1所述的渠道智能截污装置，其特征在于，所述排水闸室还包括进水闸，所述进水闸设置在所述排水闸室与泵坑室连通的进水孔处。

3.如权利要求1所述的渠道智能截污装置，其特征在于，所述格栅机是粉碎格栅机。

4.如权利要求1所述的渠道智能截污装置，其特征在于，所述第一感知仪器包括排水闸前液位计、排水闸后液位计、排水闸室摄像头、排水闸室有毒气体检测仪和/或水质感知设备。

5.如权利要求1所述的渠道智能截污装置，其特征在于，所述第二感知仪器包括泵坑液位计、摄像头、有毒气体检测仪、水质感知设备和/或流量计。

6.如权利要求1所述的渠道智能截污装置，其特征在于，

所述排水闸室还包括：第一检修孔，位于排水闸室顶部一侧，用于打开检修；第一检修平台，所述第一检修平台将所述排水闸室分成上部设备空间和下部集水空间；

所述泵坑室还包括：第二检修孔，位于泵坑室顶部一侧，用于打开检修；第二检修平台，所述第二检修平台将所述泵坑室分成上部设备空间和下部集水空间。

7.如权利要求6所述的渠道智能截污装置，其特征在于，所述进水闸、排水闸、截污闸采用分体式液压闸门，液压设备设置在检修空间内或置于地面。

8.如权利要求1所述的渠道智能截污装置，其特征在于，还包括监控杆，所述监控杆集成有雨量计、摄像头和太阳能装置。

9.如权利要求1所述的渠道智能截污装置，其特征在于，所述排水闸室还包括爬梯，位于第二检修孔下方，靠近墙壁，用于检修时上下。

10.如权利要求1所述的渠道智能截污装置，其特征在于，渠道智能截污装置设置多种运行模式，包括：1)晴天模式，未来若干天都无雨的场景，此时，自动控制排水闸关闭，截污闸打开，水泵关闭；2)预警模式，未来若干天有降雨可能的场景，此时，自动控制排水闸关闭、截污闸关闭、水泵启动；3)初雨模式，降雨开始至一段时间内的场景，此时，自动控制排水闸关闭，截污闸关闭，水泵启动；3)排水模式，即当水质浓度低于设定值时，此时，自动控制排水闸打开，进水闸关闭，泵坑液位降低到停泵水位后，水泵关闭；4)检修模式，根据实时反馈的报警信息作出判断，当确定检修时，人工控制截污***，排空截污井内水体，并安排技术人员下井维修。