一种雨污水的混排系统及方法与流程

本发明涉及污水处理，特别涉及一种雨污水的混排系统及方法。

背景技术：

1、在城市排水系统中，实现雨污水的分质分流是改善污水收集能力、保护水环境的重要措施。城市排水系统主要由排水管网和污水处理厂组成，在实行雨污分流制的情况下，排水户污水由排水单元污水管网收集输送至市政污水管网，再由其送往污水处理厂集中处理，处理达标后就近排入河道水体，雨水由雨水管网收集后从雨水排口直接排入附近水体。

2、但在我国城市建设中，由于历史原因，一些老旧小区、城中村、城乡结合部等地区，目前不具备雨水、污水彻底分流改造条件。此外，一些早期采用分流制的社区排水单元，由于人为的干扰、不规范的施工改造和管网漏损等原因，造成了雨污串流。为了减少混接污水对水环境的污染，在入河、入湖排水口设置城市雨污排水系统，将雨水管道内的混接污水截流至污水管道，纳入污水系统处理后排放，对于提升污水收集率、改善区域水环境质量以及实现污水零直排具有重要作用。

技术实现思路

1、本发明为解决上述技术问题之一，提供一种雨污水的混排系统及方法，通过自动监控及检测雨污管道上的污水，能够智能地对污水进行抽取或排放，大大降低了污水直接排进河道内，有效治理城市河道的黑臭现象。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种雨污水的混排系统，包括污水处理厂、雨污管道、河道、智能控制设备、污水收集箱、若干水泵、若干水质检测传感器、液位检测传感器和雨水检测传感器，所述污水收集箱包括污水进口和污水出口，所述水泵包括主水泵和副水泵；

3、所述污水进口和污水出口设置于污水收集箱不同的侧面上，污水进口在水平面高度上低于污水出口；所述污水进口连接雨污管道，污水出口连接河道；

4、所述主水泵和副水泵均固定设置于污水收集箱内底部，主水泵和副水泵通过同一个污水输送管道连污水处理厂，所述主水泵和副水泵均与所述智能控制设备电连接；

5、所述污水收集箱固定于污水收集箱顶上，或者固定于污水收集箱旁边的地面上；

6、所述水质检测传感器和液位检测传感器放置于污水收集箱内，且均与所述智能控制设备电连接；所述雨水检测传感器设置于所述污水收集箱旁边的地面上或者智能控制设备顶上，并与所述智能控制设备电连接；

7、所述水质检测传感器用于检测所述污水收集箱内污水的水质数据，所述液位检测传感器用于检测所述污水收集箱内污水的水位数据，所述雨水检测传感器用于检测所述污水收集箱所在地是否处于下雨状态；

8、所述智能控制设备用于设置水质数据阈值、开启水泵液位阈值以及关闭水泵液位阈值；

9、当所述雨水检测传感器检测到污水收集箱所在地处于无雨状态，且液位检测传感器检测到污水收集箱内污水的水位超过开启水泵液位阈值时，智能控制设备用于开启主水泵或副水泵，主水泵或副水泵用于抽取污水收集箱内污水并将污水输送至污水处理厂，直至污水收集箱内污水的水位低于关闭水泵液位阈值，智能控制设备用于关闭运行中的主水泵或副水泵；

10、所述智能控制设备用于设置主水泵和副水泵单次开启时长，在抽取污水过程中，智能控制设备用于控制主水泵和副水泵进行交替使用；

11、当雨水检测传感器检测到污水收集箱所在地处于下雨状态，则在初雨期时间段内，智能控制设备还用于开启主水泵或副水泵，来抽取污水收集箱内污水并将污水输送至污水处理厂；

12、初雨期时间段过后，若雨水检测传感器检测到污水收集箱所在地继续处于下雨状态，则水质检测传感器用于检测污水收集箱内污水的水质数据是否大于污水阈值，若水质数据小于污水阈值，则智能控制设备用于关闭运行中的主水泵或副水泵，污水收集箱内污水逐渐增多直至从污水收集箱的污水出口排至河道；若水质数据大于等于污水阈值，则智能控制设备用于继续运行主水泵或副水泵，并对主水泵和副水泵依据单次开启时长进行交替使用，直至水质数据小于污水阈值后，关闭运行中的主水泵或副水泵。

13、进一步的，所述的一种雨污水的混排系统还包括云服务控制端，所述智能控制设备通过有线通信或者无线通信连接所述云服务控制端，所述智能控制设备还用于将水质检测传感器、液位检测传感器和雨水检测传感器的检测数据发送给所述云服务控制端，所述云服务控制端对检测数据进行显示；

14、所述智能控制设备还用于实时监控主水泵和副水泵的运行状态，若主水泵或副水泵其中一个水泵无法运行时，则智能控制设备只能控制其中可运行的水泵抽取污水收集箱内污水，停止水泵的交替使用；

15、所述智能控制设备还用于将主水泵和副水泵无法运行的情况发送给云服务控制端，云服务控制端还用于对无法运行的水泵进行报警显示。

16、进一步的，所述的一种雨污水的混排系统还包括直排水泵，所述直排水泵通过污水输送管道连接污水处理厂，所述直排水泵与所述智能控制设备电连接；

17、所述云服务控制端还用于接收本地气象平台推送的天气预报信息，若云服务控制端接收到未来若干小时后所述污水收集箱所在地将遭遇极端天气的天气预报信息时，云服务控制端用于将直排水泵的运行指令发送给所述智能控制设备，所述智能控制设备接收运行指令后开启直排水泵，所述直排水泵用于抽取污水收集箱内的污水并将污水通过污水输送管道排至污水处理厂，直至液位检测传感器检测到污水收集箱内污水的水位数据达到标定值时，智能控制设备关闭直排水泵。

18、进一步的，所述污水处理厂用于实时监控自身的污水处理状态，若污水处理厂获知其自身已超负荷工作，则污水处理厂用于向各个智能控制设备发送停止污水输送指令，命令智能控制设备停止给污水处理厂继续输送污水，智能控制设备收到停止污水输送指令后，关闭主水泵和副水泵，停止向污水处理厂输送污水后。

19、进一步的，所述的一种雨污水的混排系统还包括若干副污水收集箱和若干排污支管道，所述副污水收集箱内的底部固定设置有抽污水泵以及副液位检测传感器，所述副污水收集箱包括污水输入口和污水输出口，污水输入口和污水输出口设置于副污水收集箱不同的侧面上，污水输入口水平高度低于污水输出口；

20、所述污水收集箱底部外侧边设置若干污水进口支管；污水输入口连接排污支管道，污水输出口连接河道，抽污水泵通过水管连接污水收集箱的污水进口支管，智能控制设备电连接抽污水泵以及副液位检测传感器；

21、副液位检测传感器用于检测副污水收集箱内污水的水位数据，所述智能控制设备还用于设置开启抽污水泵液位阈值以及关闭抽污水泵液位阈值；当副液位检测传感器检测到副污水收集箱内污水的水位数据超过开启抽污水泵液位阈值时，智能控制设备用于开启抽污水泵来抽取副污水收集箱内污水，直至副污水收集箱内污水的水位数据低于关闭抽污水泵液位阈值，智能控制设备关闭抽污水泵；

22、初雨期时间段过后，若雨水检测传感器检测到污水收集箱所在地继续处于下雨状态，且水质数据小于污水阈值，则智能控制设备用于关闭运行中的主水泵或副水泵的同时，智能控制设备还用于关闭副污水收集箱的抽污水泵，副污水收集箱内污水逐渐增多直至从污水输出口排至河道；

23、若云服务控制端接收到未来若干小时后所述污水收集箱所在地将遭遇极端天气的天气预报信息时，云服务控制端用于将直排水泵的运行指令发送给所述智能控制设备，所述智能控制设备接收运行指令后开启直排水泵，同时开启污水收集箱的抽污水泵来抽取副污水收集箱内污水，直至副液位检测传感器检测到副污水收集箱内污水的水位数据达到设定值，智能控制设备关闭抽污水泵。

24、进一步的，对于所述主水泵、副水泵以及直排水泵，其排放流量符合下述计算公式：

25、

26、上式中，为雨污管道的设计流量，为选择水泵的数量；

27、

28、上式中，为晴天情况下雨污管道的测定流量，为系数；

29、

30、上式中，为测定次数，为第次测定的污水收集箱内污水的体积，为第次测定的收集时间；

31、根据排放流量，获取污水收集箱的有效容积:

32、

33、式中，为每小时水泵的最大启停次数。

34、本发明另一目的是提供一种雨污水的混排方法，其运行于上述一种雨污水的混排系统上，包括以下步骤：

35、s1、水质检测传感器实时检测污水收集箱内污水的水质数据，液位检测传感器实时检测污水收集箱内污水的水位数据，雨水检测传感器实时检测污水收集箱所在地是否处于下雨状态，智能控制设备接收水质检测传感器、液位检测传感器以及雨水检测传感器的检测数据，并将检测数据发送给云服务控制端；

36、s2、当雨水检测传感器检测到污水收集箱所在地处于无雨状态时，且液位检测传感器检测到污水收集箱内污水的水位超过开启水泵液位阈值时，智能控制设备开启主水泵或副水泵，来抽取污水收集箱内污水并将污水输送至污水处理厂，污水收集箱内污水的水位低于关闭水泵液位阈值时，关闭处于运行中的主水泵或副水泵，停止抽取污水；抽取污水过程中，主水泵和副水泵进行交替使用；

37、s3、当雨水检测传感器检测到污水收集箱所在地处于下雨状态，则在初雨期时间段内，智能控制设备开启主水泵或副水泵，来抽取污水收集箱内污水并将污水输送至污水处理厂；

38、s4、初雨期时间段过后，若雨水检测传感器检测到污水收集箱所在地继续处于下雨状态，则水质检测传感器检测污水收集箱内污水的水质数据是否大于污水阈值；若水质数据小于污水阈值，则智能控制设备关闭运行中的主水泵或副水泵，污水收集箱内污水逐渐增多直至从污水收集箱的污水出口排至河道；

39、若水质数据大于等于污水阈值，则智能控制设备继续运行主水泵或副水泵，并对主水泵和副水泵依据单次开启时长进行交替使用，直至水质数据小于污水阈值后，关闭运行中的主水泵或副水泵；

40、初雨期时间段过后，若雨水检测传感器检测到污水收集箱所在地处于无雨状态，关闭运行中的主水泵或副水泵，返回步骤s2。

41、进一步的，所述步骤s1还包括：副液位检测传感器实时检测副污水收集箱内污水的水位数据；

42、所述步骤s2还包括：当雨水检测传感器检测到污水收集箱所在地处于无雨状态时，且副液位检测传感器检测到副污水收集箱内污水的水位数据超过开启抽污水泵液位阈值时，智能控制设备开启抽污水泵来抽取副污水收集箱内污水，直至副污水收集箱内污水的水位数据低于关闭抽污水泵液位阈值，智能控制设备关闭抽污水泵；

43、所述步骤s4中，若水质数据小于污水阈值，则智能控制设备关闭运行中的主水泵或副水泵，污水收集箱内污水逐渐增多直至从污水收集箱的污水出口排至河道，同时，智能控制设备关闭副污水收集箱的抽污水泵，副污水收集箱内污水逐渐增多直至从污水输出口排至河道。

44、进一步的，在步骤s1-s4实施过程中，若主水泵或副水泵其中一个发生故障时，则智能控制设备只控制其中可运行的水泵，停止主水泵和副水泵的交替使用，智能控制设备将其中一个水泵无法运行的情况发送给云服务控制端，云服务控制端对无法运行的水泵进行报警显示。

45、进一步的，在步骤s1-s4实施过程中，若本地气象平台向云服务控制端推送未来若干小时后所述污水收集箱所在地将遭遇极端天气的天气预测信息时，云服务控制端将直排水泵的运行指令发送给智能控制设备，智能控制设备接收运行指令后开启直排水泵和抽污水泵，直排水泵抽取污水收集箱内的污水并将污水排至污水处理厂，直至液位检测传感器检测到污水收集箱内污水的水位数据达到标定值，智能控制设备关闭直排水泵；抽污水泵来抽取副污水收集箱内污水，直至副液位检测传感器检测到副污水收集箱内污水的水位数据达到设定值，智能控制设备关闭抽污水泵。

46、采用上述技术方案后，本发明至少具有如下有益效果：

47、1、本发明通过对主水泵和副水泵进行交替使用，能够有效地保护水泵，延迟水泵的使用寿命；

48、2、本发明通过设置主水泵和副水泵，在其中一个水泵发生故障情况下，却不影响整个混排系统的运行，并且通过云服务控制端进行报警显示，使得工作人员能够及时更换故障水泵；

49、3、本发明通过具体的计算，能够最优化地选择正确的水泵，保证水泵足够运行效率的情况下，可以避免采用更高功率或更高排水量的水泵从而消耗更多的电量，有效地节约了成本；

50、4、本发明通过自动监控及检测雨污管道上的污水，能够智能地对污水进行抽取或排放，大大降低了污水直接排进河道内，有效治理城市河道的黑臭现象；

51、5、本发明通过实时监控污水处理厂的污水处理状态，避免污水处理厂出现超负荷工作，从而严重损害污水处理厂的安全；

52、6、本发明通过在极端天气发生前，对所有雨污管道内积累的污水全部抽走，大大降低了因极端天气从而引起城市内涝状况的发生概率，保障了城市及居民的安全。