一种降雨时控制排水系统中各个片区中的污水汇入污水干管和调蓄设施的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种降雨时控制排水系统中各个片区中的污水汇入污水干管和调蓄设施的方法，本发明专利技术所述方法在最大限度利用现有资源的情况下，通过合理配置，将各分片区域内水质较差、污染严重的初雨通过与雨水管路相连的第一截污管排放至污水干管中，通过与雨水管路相连的第二截污管排放至调蓄设施中，同时将与污水管路相连的污水管中的污水排放至污水干管中，再进入污水处理厂进行处理。通过合理的分配来自于与污水管路相连的污水管中的污水和与雨水管路相连的截污管中的污水进入污水干管的水量，将污水对分片区域内的污染程度尽量降低，同时也使较干净的雨水不被排入污水处理厂，减少污水处理厂的负荷，从而使现有资源实现最优化配置。

【技术实现步骤摘要】
一种降雨时控制排水系统中各个片区中的污水汇入污水干管和调蓄设施的方法
本专利技术属于排水系统调控
，具体涉及一种降雨时控制排水系统中各个片区中的污水汇入污水干管和调蓄设施的方法。
技术介绍
当前社会，城市化发展越来越迅速，城市的面积越来越大，城市排水管网结构越来越复杂，城市水体处理系统的处理压力越来越大。传统的城市管网系统都是采用一个大的雨水处理系统负责一片很大的汇水区域，因为汇水区域过大，没有充分考虑到雨水在管道或是地表径流上的延迟时间，导致初期雨水和后期雨水大量混合。例如，某城市在靠近城市污水处理系统的地区修建有调蓄池，假设M地区距离该调蓄池1Km，M地区内的城市雨水通过管网直接排放到调蓄池，M地区的城市初期雨水完全排放到调蓄池的时间为T1。对于超出该区域的距离调蓄池较远的地区，假设N地区距离调蓄池的直线距离为10km，N地区的城市初期雨水完全排放到调蓄池的时间为T2，从时间长短来看，T2显然要远远大于T1。而当调蓄池蓄满后，超出的雨水就开始自动排放到自然水体中，调蓄池从开始收集雨水到开始向自然水体排放的时间为T3。实际运行时，如果仅仅顾及M地区的雨水排放情况，即M地区的初期雨水能够通过调蓄池进入到污水处理系统中、后期的洁净雨水能够排放到自然水体中，需要T3大于T1，一旦超出T3，调蓄池立马向自然水体排放，而此时N地区流向调蓄池的雨水还是污染很严重的初期雨水，即T3小于T2，向自然水体排放无疑会造成很严重的污染。如果仅仅考虑到N地区的雨水排放情况，即T3大于T2，那N地区的初期雨水能够通过调蓄池进入到城市污水处理系统中，得到很好的处理。但是对于M地区来说，M地区有大量的后期洁净雨水也在调蓄池排放N地区的初期雨水的时间内排放到了城市污水处理厂中，这样的排放情况会给城市污水系统造成很大的处理压力。另外，实际运行时M地区和N地区的管网一般为连通情况，由于距离的不同，路途上的滞留作用，N地区的初期雨水可能会严重污染M地区的后期洁净雨水，也会导致雨水排放情况的不合理。目前，现有技术中已经提出了一种解决上述问题的技术方案，即通过采用分片处理的方式对城市管网系统按照单元区域进行重新划分，但是对于采用分片处理的方式对城市管网系统按单元区域进行划分的过程中，尤其是针对一些老城区的划分，在各个单元区域内是设置的污水干管并不能满足该单元区域内雨天污水的排放要求，面对这样的情况，污水干管容纳不下的生活污水和雨水只能通过雨水干管排放在远端的自然水体。这时就需要再城市管网体系中铺设截污箱涵，暂时替代一下污水干管的作用，缓解污水干管对污水的容纳能力。但是这样的管网系统通常是适用于晴天状态下，当雨水降临时，由于管网中污水处理厂的处理能力有限，截污箱涵的最大流量有限；对于大雨、暴雨出现时，无法及时将各单元区域内的水体同时排向污水处理厂，造成了各单元区域内不同程度的水涝灾害的出现。
技术实现思路
为了改善现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种降雨时控制排水系统中各个片区中的污水汇入污水干管和调蓄设施的方法。该方法适用于降雨时各个片区流入污水干管的污水总量大于此刻污水干管可以流通的最大流量和/或污水处理厂可以处理的最大容量，所述方法可以有针对性地将具有不同污染程度的区域内的水体快速有效的排放处理。本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：一种降雨时控制排水系统中各个片区中的污水汇入污水干管和调蓄设施的方法，所述排水系统包括按照区域划分的多个片区，各个片区的雨水管路和污水管路，第一截污管和第二截污管、调蓄设施和污水干管；所述各个片区的雨水管路分别与第一截污管和第二截污管相连，所述各个片区的污水管路与污水管相连，所述各个片区的第一截污管和污水管与污水干管相连，所述各个片区的第二截污管与调蓄设施相连，所述污水干管和调蓄设施的末端分别与污水处理厂相连；A)当所述调蓄设施没有达到容纳上限时，采用如下控制方法：假设污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量为Q，Q取(Q1-Q4)和(Q3-Q4)中的最小值，其中，Q1为污水干管排向污水处理厂的最大流量，Q3为污水处理厂能够处理污水的最大流量，Q4为污水管排向污水干管的最大流量；所述方法包括：A-1)对各个片区的第一截污管的流量进行控制：监测各个片区的第一截污管中的水体污染程度，依据污染程度的不同控制各个片区的第一截污管汇入污水干管的流量，使各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q，所述方法包括如下步骤：A-1-1)水体污染程度不同时：按照各个片区的第一截污管中水体污染程度由大到小的顺序开启对应片区的第一截污管，直至各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q；A-1-2)水体污染程度相同时：控制各个片区的第一截污管的流量，使各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q，所述控制方法选择如下方法中的一种：(a)控制各个片区的第一截污管的流量相同；(b)按各个片区对应的汇水区域面积的比例来控制对应的各个片区的第一截污管的流量；(c)按各个片区的第一截污管的流道面积的比例控制对应的各个片区的第一截污管的流量；A-2)对各个片区的第二截污管的流量不进行控制；B)当所述调蓄设施达到容纳上限时，采用如下控制方法：假设污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量为Q，Q取(Q1-Q4)和(Q3-Q4)中的最小值；假设调蓄设施末端实际能接纳的雨水的最大流量为Q’，若(Q1-Q4)大于等于(Q3-Q4)时，Q’取零，若(Q1-Q4)小于(Q3-Q4)时，Q’取Q2和(Q3-Q1)中的最小值，其中，Q1为污水干管排向污水处理厂的最大流量，Q2为调蓄设施排向污水处理厂的最大流量，Q3为污水处理厂能够处理污水的最大流量，Q4为污水管排向污水干管的最大流量；所述方法包括：B-1)对各个片区的第一截污管的流量进行控制：监测各个片区的第一截污管中的水体污染程度，依据污染程度的不同控制各个片区的第一截污管汇入污水干管的流量，使各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q，所述方法包括如下步骤：B-1-1)水体污染程度不同时：按照各个片区的第一截污管中水体污染程度由大到小的顺序开启对应片区的第一截污管，直至各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q；B-1-2)水体污染程度相同时：控制各个片区的第一截污管的流量，使各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q，所述控制方法选择如下方法中的一种：(a)控制各个片区的第一截污管的流量相同；(b)按各个片区对应的汇水区域面积的比例来控制对应的各个片区的第一截污管的流量；(c)按各个片区的第一截污管的流道面积的比例控制对应的各个片区的第一截污管的流量；B-2)对各个片区的第二截污管的流量进行控制：监测各个片区的第二截污管中的水体污染程度，依据污染程度的不同控制各个片区的第二截污管汇入污水干管的流量，使各个片区的第二截污管的流量之和等于调蓄设施末端实际能接纳的雨水的最大流量Q’，所述方法包括如下步骤：B-2-1)水体污染程度不同时：按照各个片区的第二截污管中水体污染程度由大到小的顺序开启对应片区的第二截污管，直至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降雨时控制排水系统中各个片区中的污水汇入污水干管和调蓄设施的方法，所述排水系统包括按照区域划分的多个片区，各个片区的雨水管路和污水管路，第一截污管和第二截污管、调蓄设施和污水干管；所述各个片区的雨水管路分别与第一截污管和第二截污管相连，所述各个片区的污水管路与污水管相连，所述各个片区的第一截污管和污水管与污水干管相连，所述各个片区的第二截污管与调蓄设施相连，所述污水干管和调蓄设施的末端分别与污水处理厂相连；A)当所述调蓄设施没有达到容纳上限时，采用如下控制方法：假设污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量为Q，Q取(Q1‑Q4)和(Q3‑Q4)中的最小值，其中，Q1为污水干管排向污水处理厂的最大流量，Q3为污水处理厂能够处理污水的最大流量，Q4为污水管排向污水干管的最大流量；所述方法包括：A‑1)对各个片区的第一截污管的流量进行控制：监测各个片区的第一截污管中的水体污染程度，依据污染程度的不同控制各个片区的第一截污管汇入污水干管的流量，使各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q，所述方法包括如下步骤：A‑1‑1)水体污染程度不同时：按照各个片区的第一截污管中水体污染程度由大到小的顺序开启对应片区的第一截污管，直至各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q；A‑1‑2)水体污染程度相同时：控制各个片区的第一截污管的流量，使各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q，所述控制方法选择如下方法中的一种：(a)控制各个片区的第一截污管的流量相同；(b)按各个片区对应的汇水区域面积的比例来控制对应的各个片区的第一截污管的流量；(c)按各个片区的第一截污管的流道面积的比例控制对应的各个片区的第一截污管的流量；A‑2)对各个片区的第二截污管的流量不进行控制；B)当所述调蓄设施达到容纳上限时，采用如下控制方法：假设污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量为Q，Q取(Q1‑Q4)和(Q3‑Q4)中的最小值；假设调蓄设施末端实际能接纳的雨水的最大流量为Q’，若(Q1‑Q4)大于等于(Q3‑Q4)时，Q’取零，若(Q1‑Q4)小于(Q3‑Q4)时，Q’取Q2和(Q3‑Q1)中的最小值，其中，Q1为污水干管排向污水处理厂的最大流量，Q2为调蓄设施排向污水处理厂的最大流量，Q3为污水处理厂能够处理污水的最大流量，Q4为污水管排向污水干管的最大流量；所述方法包括：B‑1)对各个片区的第一截污管的流量进行控制：监测各个片区的第一截污管中的水体污染程度，依据污染程度的不同控制各个片区的第一截污管汇入污水干管的流量，使各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q，所述方法包括如下步骤：B‑1‑1)水体污染程度不同时：按照各个片区的第一截污管中水体污染程度由大到小的顺序开启对应片区的第一截污管，直至各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q；B‑1‑2)水体污染程度相同时：控制各个片区的第一截污管的流量，使各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q，所述控制方法选择如下方法中的一种：(a)控制各个片区的第一截污管的流量相同；(b)按各个片区对应的汇水区域面积的比例来控制对应的各个片区的第一截污管的流量；(c)按各个片区的第一截污管的流道面积的比例控制对应的各个片区的第一截污管的流量；B‑2)对各个片区的第二截污管的流量进行控制：监测各个片区的第二截污管中的水体污染程度，依据污染程度的不同控制各个片区的第二截污管汇入污水干管的流量，使各个片区的第二截污管的流量之和等于调蓄设施末端实际能接纳的雨水的最大流量Q’，所述方法包括如下步骤：B‑2‑1)水体污染程度不同时：按照各个片区的第二截污管中水体污染程度由大到小的顺序开启对应片区的第二截污管，直至各个片区的第二截污管的流量之和等于调蓄设施末端实际能接纳的雨水的最大流量Q’；B‑2‑2)水体污染程度相同时：控制各个片区的第二截污管的流量，使各个片区的第二截污管的流量之和等于调蓄设施末端实际能接纳的雨水的最大流量Q’，所述控制方法选择如下方法中的一种：(a)控制各个片区的第二截污管的流量相同；(b)按各个片区对应的汇水区域面积的比例来控制对应的各个片区的第二截污管的流量；(c)按各个片区的第二截污管的流道面积的比例控制对应的各个片区的第二截污管的流量。...

【技术特征摘要】
1.一种降雨时控制排水系统中各个片区中的污水汇入污水干管和调蓄设施的方法，所述排水系统包括按照区域划分的多个片区，各个片区的雨水管路和污水管路，第一截污管和第二截污管、调蓄设施和污水干管；所述各个片区的雨水管路分别与第一截污管和第二截污管相连，所述各个片区的污水管路与污水管相连，所述各个片区的第一截污管和污水管与污水干管相连，所述各个片区的第二截污管与调蓄设施相连，所述污水干管和调蓄设施的末端分别与污水处理厂相连；A)当所述调蓄设施没有达到容纳上限时，采用如下控制方法：假设污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量为Q，Q取(Q1-Q4)和(Q3-Q4)中的最小值，其中，Q1为污水干管排向污水处理厂的最大流量，Q3为污水处理厂能够处理污水的最大流量，Q4为污水管排向污水干管的最大流量；所述方法包括：A-1)对各个片区的第一截污管的流量进行控制：监测各个片区的第一截污管中的水体污染程度，依据污染程度的不同控制各个片区的第一截污管汇入污水干管的流量，使各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q，所述方法包括如下步骤：A-1-1)水体污染程度不同时：按照各个片区的第一截污管中水体污染程度由大到小的顺序开启对应片区的第一截污管，直至各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q；A-1-2)水体污染程度相同时：控制各个片区的第一截污管的流量，使各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q，所述控制方法选择如下方法中的一种：(a)控制各个片区的第一截污管的流量相同；(b)按各个片区对应的汇水区域面积的比例来控制对应的各个片区的第一截污管的流量；(c)按各个片区的第一截污管的流道面积的比例控制对应的各个片区的第一截污管的流量；A-2)对各个片区的第二截污管的流量不进行控制；B)当所述调蓄设施达到容纳上限时，采用如下控制方法：假设污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量为Q，Q取(Q1-Q4)和(Q3-Q4)中的最小值；假设调蓄设施末端实际能接纳的雨水的最大流量为Q’，若(Q1-Q4)大于等于(Q3-Q4)时，Q’取零，若(Q1-Q4)小于(Q3-Q4)时，Q’取Q2和(Q3-Q1)中的最小值，其中，Q1为污水干管排向污水处理厂的最大流量，Q2为调蓄设施排向污水处理厂的最大流量，Q3为污水处理厂能够处理污水的最大流量，Q4为污水管排向污水干管的最大流量；所述方法包括：B-1)对各个片区的第一截污管的流量进行控制：监测各个片区的第一截污管中的水体污染程度，依据污染程度的不同控制各个片区的第一截污管汇入污水干管的流量，使各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q，所述方法包括如下步骤：B-1-1)水体污染程度不同时：按照各个片区的第一截污管中水体污染程度由大到小的顺序开启对应片区的第一截污管，直至各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q；B-1-2)水体污染程度相同时：控制各个片区的第一截污管的流量，使各个片区的第一截污管的流量之和等于污水干管末端实际能接纳的雨水的最大流量Q，所述控制方法选择如下方法中的一种：(a)控制各个片区的第一截污管的流量相同；(b)按各个片区对应的汇水区域面积的比例来控制对应的各个片区的第一截污管的流量；(c)按各个片区的第一截污管的流道面积的比例控制对应的各个片区的第一截污管的流量；B-2)对各个片区的第二截污管的流量进行控制：监测各个片区的第二截污管中的水体污染程度，依据污染程度的不同控制各个片区的第二截污管汇入污水干管的流量，使各个片区的第二截污管的流量之和等于调蓄设施末端实际能接纳的雨水的最大流量Q’，所述方法包括如下步骤：B-2-1)水体污染程度不同时：按照各个片区的第二截污管中水体污染程度由大到小的顺序开启对应片区的第二截污管，直至各个片区的第二截污管的流量之和等于调蓄设施末端实际能接纳的雨水的最大流量Q’；B-2-2)水体污染程度相同时：控制各个片区的第二截污管的流量，使各个片区的第二截污管的流量之和等于调蓄设施末端实际能接纳的雨水的最大流量Q’，所述控制方法选择如下方法中的一种：(a)控制各个片区的第二截污管的流量相同；(b)按各个片区对应的汇水区域面积的比例来控制对应的各个片区的第二截污管的流量；(c)按各个片区的第二截污管的流道面积的比例控制对应的各个片区的第二截污管的流量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A-1-1)或步骤B-1-1)具体包括如下步骤：监测各个片区的第一截污管中水体水质，按水体污染程度(水体中污染物的浓度)由大到小的顺序C1>C2>C3>…>Cm>…>Cn，首先将污染物的浓度为C1对应的第一截污管打开，当污水干管末端的流量仍低于Q，则打开污染物的浓度为C2对应的第一截污管，当污水干管末端的流量仍低于Q，则继续打开污染物的浓度为C3对应的第一截污管，以此类推，当将污染物的浓度为Cm对应的第一截污管打开时会导致污水干管末端的流量超过Q，则适当调节污染物的浓度为Cm对应的第一截污管上的流量，使污水干管末端的流量等于Q。优选地，步骤A-1-1)或步骤B-1-1)具体包括如下步骤：监测各个片区的第一截污管中水体水质，按水体污染程度(水体中污染物的浓度)由大到小的顺序C1>C2>C3>…>Cm>…>Cn，首先将污染物的浓度为C1对应的第一截污管打开，当污染物的浓度为C1对应的第一截污管上的水利开关开到最大值时污水干管末端的流量仍低于Q，则打开污染物的浓度为C2对应的第一截污管，当污染物的浓度为C2对应的第一截污管上的水利开关开到最大值时污水干管末端的流量仍低于Q，则继续打开污染物的浓度为C3对应的第一截污管，以此类推，当将污染物的浓度为Cm对应的第一截污管上的水利开关开到最大时会导致污水干管末端的流量超过Q，则适当调节污染物的浓度为Cm对应的第一截污管上的水利开关，使污水干管末端的流量等于Q。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤B-2-1)具体包括如下步骤：监测各个片区的第二截污管中水体水质，按水体污染程度(水体中污染物的浓度)由大到小的顺序C1>C2>C3>…>Cm>…>Cn，首先将污染物的浓度为C1对应的第二截污管打开，当调蓄设施末端的流量仍低于Q’...

【专利技术属性】
技术研发人员：周超，
申请(专利权)人：武汉圣禹排水系统有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42