CN111364581A - 一种基于现有管网的清污分流***的改造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于现有管网的清污分流***的改造方法，所述方法是在市政道路下的雨水管沿线的各个小区、商场、菜市场等功能单元的雨水支管在接入该雨水管前设置分流设施，分流设施的一个出水口接至市政道路下的雨水管，分流设施的另一个出口接至市政道路下的污水管，通过分流设施的设置可以将污水截流至市政道路下的污水管中，其中的污水包括晴天混接的生活污水和降雨时的初期雨水等需要送入污水处理厂的污水。这样可以实现城市排水***清污分流，把城市较脏的水排至污水处理厂处理，把较干净的雨水排至自然水体，最大程度的控制排至自然水体的污染负荷。

Description

一种基于现有管网的清污分流***的改造方法
技术领域
本发明属于排水***技术领域，具体涉及一种基于现有管网的清污分流***的改造方法。
背景技术
城市化发展迅速，城市用地面积逐步扩张，城市雨水管网结构也越来越复杂，使得城市雨水处理***的处理压力日益严重，城市雨水处理***也经历了巨大的变迁。在早期最常使用的当属分流制水处理***，由于不受用地面积、城市人口以及环境和大气污染的限制，其拥有较为完整的雨水管网结构和城市污水***，且二者是完全分离的。城市污水直接通过污水管网进入到污水处理***中进行收集和处理；雨水管网直接接受城市雨水并将其排放到自然水体中，二者不互通不干扰。但是，随着人口激增，使得用地面积受限；继续采用两种***处理污水和雨水的形式已经不能符合社会发展的需求；不仅如此，工业时代的到来，引发了一系列环境和大气污染，使得初期雨水中含有大量的污染源，若再不经处理直接经雨水管网排放至自然水体中，人类将再无干净水可用。受迫于此，人们开始寻求新的雨水和污水处理***，其主要分为三种：分流制、合流制和混流制。
其中，分流制雨水和污水处理***一般是在城市某个区域内修建一个截流井结构，通过将受污染的初期雨水蓄积起来输送到城市污水处理***进行处理，而有效避免了其排放到自然水体中污染自然水体(分流制雨水和污水处理***具体如图1所示)。合流制雨水和污水处理***一般是在城市某个区域内修建一个雨水和污水共用的水处理***。混流制则是根据上述分流制和合流制构造成一个全新的水处理***。尽管上述三种处理***能够一定程度上实现初期雨水和中后期雨水的分离，但是在实际应用于雨季时，污水管道原本的污水量外加初期雨水大量汇入到污水管中输送至污水处理厂，给污水处理厂造成严重的水体压力，其无法很快地实现对水体的处理，多余的水体只能排向自然水体，这样的处理***可能不能起到其预期的作用。
不仅如此，现有的市政道路中的排水***为设置在道路下面的雨污分流***，即设置市政的污水管和市政的雨水管，市政的污水管最终接入污水处理厂，市政的雨水管最终直接排放至自然水体。其中，在市政的雨水管沿线接有很多雨水支管，该雨水支管不在市政道路下面，而是位于小区、办公区、商场、菜市场等单元，由于管路设置的不规范，存在这些雨水支管部分接入市政的污水管的情况。这样的***在雨季时会存在市政污水管内水体无法及时排向污水处理厂而导致城市内涝、污水污染城市等现象的出现。
中国专利文献CN201620121736.9公开了一种排水***，所述排水***包括污水管、分流井、雨水管、排水管以及调蓄池，且所述调蓄池为末端调蓄，即在靠近污水处理厂的地方设置有调蓄池，这样的排水***可以解决雨天时初期雨水的排放等问题，但是实际中仍然不能很好地解决上述的分流制处理***或现有市政道路的雨污分流***存在的问题。
发明内容
为了改善现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于现有管网的清污分流***的改造方法，所述改造方法是基于现有的排水管网***，通过合理的改造后，可以有效解决雨季时市政污水管内水体无法及时排向污水处理厂而导致城市内涝、污水污染城市等现象的出现，且还实现了资源的合理利用，即较少地占用土地面积，达到最高效的排水控制。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种基于现有管网的清污分流***的改造方法，所述现有管网的清污分流***包括：多个单元区域、市政道路下的污水管和市政道路下的雨水管；
所述单元区域包括雨水支管和污水支管；所述污水支管与所述污水管相连，所述雨水支管与所述雨水管相连；
所述改造方法包括如下步骤：
S1)在所述雨水支管上设置分流设施，在所述分流设施旁设置用于连通所述分流设施和所述污水管的截污管；
S2)在污水管通行能力不足处或靠近所述污水管通行能力不足处的上游设置调蓄设施，用于收集污水和/或初期雨水；
其中，所述污水管通行能力不足处是指：清污分流***要求该污水管截面F处需要通过的流量值为Q，改造前该截面F处实际允许通过的最大流量为Q1，Q≥Q1的位置处；
所述调蓄设施的最小容积采用式1或式2中的至少一种计算：
所述式1如下所述：
V＝10DFΨ-(Q1-Q2)T
其中：
D——单位面积调蓄深度，单位是mm，D的范围为4-15mm；
F——汇水面积，单位是104m2；
Ψ——综合径流系数；
Q1——改造前污水管截面F处实际允许通过的最大流量值，单位是m3/h；
Q2——经过污水管截面F处的流量值，单位是m3/h；
T——为单元区域内分流设施在降雨时对初雨截流所需的时间，单位是h；
所述式2如下所述：
Figure BDA0001921226170000031
其中：
Q1——改造前污水管截面F处实际允许通过的最大流量值，单位是m3/h；
Q——清污分流***要求该污水管截面F处需要通过的流量值，单位是m3/h；
t——降雨时间，单位是h；
T——为单元区域内分流设施在降雨时对初雨截流所需的时间，单位是h。
其中，所述Ψ是取自《室外排水设计规范》(2011年版)(中华人民共和国国家标准GB50014-2006)(中华人民共和国***和中华人民共和国国家质量监督检测免疫总局联合发布，中国计划出版社)。
根据本发明，所述单元区域可以按居民小区、工矿企业、机关、学校、医院、商场或其他可能产生大量污水的单元区域进行分类。
根据本发明，所述调蓄设施的设置是串联在所述污水管上或者是并联在所述污水管上。
根据本发明，当所述调蓄设施设置不止一个时，是沿所述污水管的水流方向依次设置的。
根据本发明，所述分流设施可以是分流井、弃流井或截流井。
根据本发明，所述调蓄设施可以是调蓄池、箱涵或管涵。
本发明还提供一种排水***，所述排水***是通过上述改造方法改造后获得的。
本发明还提供一种基于现有管网的清污分流改造***，该***包括：
多个单元区域、市政道路下的污水管和市政道路下的雨水管；
所述单元区域包括雨水支管和污水支管，所述雨水支管与所述雨水管相连，所述污水支管与所述污水管相连；
若干分流设施，所述分流设施具有进口、第一出口和第二出口，所述进口与雨水支管相连，所述第一出口与所述污水支管相连，所述第二出口与所述雨水支管相连；
若干调蓄设施，若干调蓄设施沿所述污水管的水流方向依次设置于所述污水管通行能力不足处或靠近所述污水管通行能力不足处的上游，所述调蓄设施与所述污水管相连，用于收集污水和/或初期雨水；
其中，所述污水管通行能力不足处是指：清污分流***要求该污水管截面F处需要通过的流量值为Q，市政道路下的污水管该截面F处实际允许通过的最大流量为Q1，Q≥Q1的位置处。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种基于现有管网的清污分流***的改造方法，所述方法是在市政道路下的雨水管沿线的各个小区、商场、菜市场等功能单元的雨水支管在接入该雨水管前设置分流设施，分流设施的一个出水口接至市政道路下的雨水管，分流设施的另一个出口接至市政道路下的污水管，通过分流设施的设置可以将污水截流至市政道路下的污水管中，其中的污水包括晴天混接的生活污水和降雨时的初期雨水等需要送入污水处理厂的污水。这样可以实现城市排水***清污分流，把城市较脏的水排至污水处理厂处理，把较干净的雨水排至自然水体，最大程度的控制排至自然水体的污染负荷。所述方法还包括在市政道路下的污水管的沿线根据某一截面上水体流量的大小，在该截面上或上游端设置调蓄设施，且对调蓄设施的容积大小进行设置；污水管沿线的调蓄设施的设置可以有效缓解来自分流设施的污水汇入的压力，避免上游端多余的水体来不及或由于污水管已经达到最大容纳而无法继续排向污水管而导致污水在城市内部发生内涝等现象。同时根据不同的汇水面积，对调蓄设施的容积进行调控，在较少利用土地面积的情况下，实现对污水的存储，避免多余的土地浪费，为增设其他雨水处理设施提供空间。
附图说明
图1为实施例1所述的改造之前的现有管网的清污分流***。
图2为实施例1所述的改造之后的清污分流***。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的制备方法做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
实施例1
假设在市政道路下清污分流***要求该污水管截面F处需要通过的流量值为Q，假设改造前该截面F允许通过的最大流量Q1，那么在降雨时，当市政道路下的污水管的截面F处的流量Q≥Q1时，则必须在该截面F处或者在靠近所述截面F处的上游某个截面处设置调蓄设施，把超过市政道路下的污水管的输送能力的量转移至调蓄设施内储存；即，在污水管通行能力不足处或靠近所述污水管通行能力不足处的上游(沿所述污水管的水流方向依次)设置调蓄设施，用于收集污水和/或初期雨水；其中，所述污水管通行能力不足处是指：清污分流***要求该污水管截面F处需要通过的流量值为Q，改造前该截面F处实际允许通过的最大流量为Q1，Q≥Q1的位置处。
如图1所示，现有管网的清污分流***包括市政道路下的污水管201和市政道路下的雨水管202；所述污水管201的出口设置有污水处理厂106；所述雨水管202的出口与自然水体连通，所述分流***还包括至少一个单元区域104；所述单元区域104内设置有污水支管103和雨水支管102，所述污水支管103的出口与所述污水管201连通，所述雨水支管102的出口与所述雨水管202连通；这样的清污分流***，只能将单元区域内的雨水排向市政道路下的雨水管，将单元区域内的污水排向市政道路下的污水管，而单元区域内的雨水，特别是初期雨水，未经任何处理，直接排向自然水体，无法做到清污分流处理，因此需要对现有管网的清污分流***进行改造。本发明提出的改造方法包括：
1)在雨水支管102接入市政道路下的雨水管202前设置分流设施203，分流设施203的入口与雨水支管102连通，分流设施203的一个出口通过截污管301与市政道路下的污水管201连通，分流设施的另一个出口通过出水管与市政道路下的雨水管202连通；
由于市政道路下的污水管201中接入了截污管301，在晴天时，截污管301中无水体流入，对污水管201没有影响，但是雨天时，分流设施203分流得到的初期雨水经过截污管301流入污水管201，导致原有的污水管201的流通能力出现不足，需要对现有管网的清污分流***继续进行改造，所述改造方法进一步包括：
2)在市政道路下的污水管201上设置(例如串联或并联)若干调蓄设施204；
a)调蓄设施204的设置位置的确定：清污分流***要求该污水管截面F处需要通过的流量值为Q，假设改造前该截面F允许通过的最大流量Q1，那么在降雨时，当市政道路下的污水管的截面F处的流量Q≥Q1时，则需要在该截面F处或者在靠近所述截面F处的上游某个截面处设置调蓄设施，其目的在于把超过市政道路下的污水管的输送能力的量转移至调蓄设施内储存；
b)调蓄设施的最小容积的确定采用下述两种方式中的一种：
b-1)所述调蓄设施的最小容积可采用下式计算：
所述式1如下所述：
V＝10DFΨ-(Q1-Q2)T
其中：
D——单位面积调蓄深度，单位是mm，D的范围为4-15mm；
F——汇水面积，单位是104m2；
Ψ——综合径流系数；
Q1——改造前污水管截面F处实际允许通过的最大流量值，单位是m3/h；
Q2——经过污水管截面F处的流量值，单位是m3/h；
T——为单元区域内分流设施在降雨时对初雨截流所需的时间，单位是h；；
或者，b-2)所述调蓄设施的最小容积可采用下式计算：
Figure BDA0001921226170000071
其中：
Q1——改造前污水管截面F处实际允许通过的最大流量值，单位是m3/h；
Q——清污分流***要求该污水管截面F处需要通过的流量值，单位是m3/h；
t——降雨时间，单位是h；
T——为单元区域内分流设施在降雨时对初雨截流所需的时间，单位是h。由于初期雨水经过截污管流入污水管，需要根据污水管的水位高度对污水管内的水体进行处理，否则容易造成分流设施内的水体无法排出，造成内涝，具体地控制过程为：
当市政道路下的污水管内的水位超过某一阈值时，开启调蓄设施的入水阀门，将污水排入调蓄设施内，进行调蓄；当市政道路下的污水管内的水位低于某一阈值时，关闭调蓄设施的入水阀门，停止进水；优选待降雨结束后，调蓄池内的水在泵排至污水管，送至污水处理厂处理排放。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于现有管网的清污分流***的改造方法，所述现有管网的清污分流***包括：多个单元区域、市政道路下的污水管和市政道路下的雨水管；
所述单元区域包括雨水支管和污水支管；所述污水支管与所述污水管相连，所述雨水支管与所述雨水管相连；
所述改造方法包括如下步骤：
S1)在所述雨水支管上设置分流设施，在所述分流设施旁设置用于连通所述分流设施和所述污水管的截污管；
S2)在污水管通行能力不足处或靠近所述污水管通行能力不足处的上游设置调蓄设施，用于收集污水和/或初期雨水；
其中，所述污水管通行能力不足处是指：清污分流***要求该污水管截面F处需要通过的流量值Q，改造前该截面F处实际允许通过的最大流量为Q1，Q≥Q1的位置处；
所述调蓄设施的最小容积采用式1或式2中的至少一种计算：
所述式1如下所述：
V＝10DFΨ-(Q1-Q2)T
其中：
D——单位面积调蓄深度，单位是mm，D的范围为4-15mm；
F——汇水面积，单位是104m2；
Ψ——综合径流系数；
Q1——改造前污水管截面F处实际允许通过的最大流量值，单位是m3/h；
Q2——经过污水管截面F处的流量值，单位是m3/h；
T——为单元区域内分流设施在降雨时对初雨截流所需的时间，单位是h；
所述式2如下所述：
Figure FDA0001921226160000021
其中：
Q1——改造前污水管截面F处实际允许通过的最大流量值，单位是m3/h；
Q——清污分流***要求该污水管截面F处需要通过的流量值，单位是m3/h；
t——降雨时间，单位是h；
T——为单元区域内分流设施在降雨时对初雨截流所需的时间，单位是h。
2.根据权利要求1所述的改造方法，其中，所述单元区域按居民小区、工矿企业、机关、学校、医院、商场或其他可能产生大量污水的单元区域进行分类。
3.根据权利要求1或2所述的改造方法，其中，所述调蓄设施的设置是串联在所述污水管上或者是并联在所述污水管上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的改造方法，其中，所述调蓄设施设置多个，且沿所述污水管的水流方向依次设置。
5.根据权利要求1-3任一项所述的改造方法，其中，所述分流设施是分流井、弃流井或截流井。
6.根据权利要求1-4任一项所述的改造方法，其中，所述调蓄设施是调蓄池、箱涵或管涵。
7.一种排水***，所述排水***是通过权利要求1-6任一项所述改造方法改造后获得的。
8.一种基于现有管网的清污分流改造***，其特征在于，所述***包括：
多个单元区域、市政道路下的污水管和市政道路下的雨水管；
所述单元区域包括雨水支管和污水支管，所述雨水支管与所述雨水管相连，所述污水支管与所述污水管相连；
若干分流设施，所述分流设施具有进口、第一出口和第二出口，所述进口与雨水支管相连，所述第一出口与所述污水支管相连，所述第二出口与所述雨水支管相连；
若干调蓄设施，若干调蓄设施沿所述污水管的水流方向依次设置于所述污水管通行能力不足处或靠近所述污水管通行能力不足处的上游，所述调蓄设施与所述污水管相连，用于收集污水和/或初期雨水；
其中，所述污水管通行能力不足处是指：清污分流***要求该污水管截面F处需要通过的流量值为Q，改造前该截面F处实际允许通过的最大流量为Q1，Q≥Q1的位置处。
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