一种耦合式去渣沉砂防沉积的雨水调蓄池及其运行方法

本发明涉及雨水调蓄池运维，尤其是涉及一种耦合式去渣沉砂防沉积的雨水调蓄池及其运行方法。

背景技术：

1、通过海绵城市建设，采用渗、滞、蓄、净、用、排等措施，可以最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响，将大部分的降雨就地消纳和利用，控制径流总量目标达到要求。在此背景下，全国各地开始兴建调蓄池用于滞留、储蓄雨水。调蓄池本身作为雨水源头存储构筑物，其在调蓄过程中存储了大量的初期雨水，在雨水调蓄过程中，大量轻质的污染物(如树叶、纸制品、包装袋等)将浮于调蓄池表面，无法随着雨水放空阶段排出，待雨水放空后，会沉积于调蓄池底部。密度较高固体颗粒污染物会沉降并淤积在调蓄池池底形成淤泥，普通冲洗方式无法将淤泥完全清除，随着调蓄次数增加，调蓄池底部的淤泥将越积越深，除了占用调蓄容积之外，因初期雨水中各种污染物含量较高，淤泥中的大量有机污染物可能会产生硫化氢，甲烷等有毒易爆气体，将产生极大的安全隐患。同时，雨水收集系统为重力收集系统，雨水调蓄池作为雨水收集系统的末端，一般都采用全地下密封水池深埋在地下的形式，淤泥难以通过常规清淤设备清除，若采用人工清淤，除了人工量巨大外，密封环境及有毒有害气体对工人的生命安全也有着重大威胁。

2、中国专利文件cn 216195333 u公开了一种防止底泥沉积的雨水调蓄池，包括，池体的前端侧壁上设有初雨入口；池体内的后端底部设有集水坑；污水泵通过升降设备设置在集水坑内，污水泵的输出管路与市政污水压力管网连接；曝气主管由池体内底部前端延伸铺设至集水坑，曝气主管的底部均匀设有向集水坑倾斜的多个曝气喷射斜管；设在池体外部的鼓风机经风管与曝气主管的一端连接。该雨水调蓄池能对堆积在调蓄池底部的淤泥进行喷射避免堆积，淤泥向集水坑流动方便污水泵将淤泥抽出，具有能耗低、操作简单，在调蓄池就能外部维护，提高了维修人员的安全性。但是该调蓄池无法去除调蓄池内浮于水面的轻质污染物(如树叶、纸制品、包装袋等)，且调蓄池内的污染物全部依靠污水泵排除，容易造成集水坑淤积、污染物板结、污水泵堵塞等情况，因此需要增加可去除轻质污染物的措施及增加调蓄池内污染物排放的出路。

3、因此，亟需开发一套可以及时高效的调蓄池去渣沉砂防沉积系统，可以在每次降雨调蓄后，将绝大部分调蓄池内沉降的污染物及时清除，确保调蓄池不会产生淤积，从而实现雨水调蓄池长久安全高效的运维条件。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了提供一种耦合式去渣沉砂防沉积的雨水调蓄池及其运行方法，使调蓄池内沉降的污染物能够及时清除。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一方面，本发明提供一种耦合式去渣沉砂防沉积的雨水调蓄池，包括沿雨水流动方向依次设置的进水格栅区、去渣沉砂区、存水区、调蓄区；

4、其中，所述进水格栅区与去渣沉砂区连通，存水区设置在去渣沉砂区下方，去渣沉砂区内雨水经溢流进入存水区，存水区内雨水经溢流进入调蓄区；

5、所述去渣沉砂区、存水区和调蓄区均设有曝气管。

6、优选地，所述进水格栅区设置有进水渠，每条进水渠设置有一套格栅除污机，细格栅、螺旋输送机。

7、进一步优选地，所述进水格栅区设置有2条进水渠。

8、优选地，所述去渣沉砂区，所述去渣沉砂区由前端与进水格栅区相连通处向后端底部设置10％～20％斜坡，所述去渣沉砂区根据调蓄规模进行分组，每组有效水深为2.0-3.0m，宽度为2-5m，所述去渣沉砂区的有效水深的起算点为斜坡的顶端位置，终点为雨水调蓄池顶端。

9、优选地，所述去渣沉砂区后端设置有排渣槽，所述斜坡与所述排渣槽连接贯通，所述排渣槽底部设置排砂管，上部设置排渣管，排渣管上有快开阀(气动或者液动)。

10、优选地，所述去渣沉砂区由前端至后端水平铺设有去渣沉砂区穿孔曝气管，所述去渣沉砂区穿孔曝气管铺设的高度为斜坡顶端处。

11、优选地，所述雨水调蓄池外部去渣沉砂区中部上方设置有移动撇渣装置，所述移动撇渣装置包括移动装置、桁车、撇渣板。

12、优选地，所述去渣沉砂区一端设置有水堰，当水位淹没该水堰时，雨水经过溢流流入存水区。

13、优选地，所述存水区一端与所述雨水调蓄池侧壁连接，另一端设置有存水堰，所述存水区由池壁端上部向存水堰端下部设置有相连接的两道斜坡，第一段坡度为20％～30％，第二段为10％～20％，所述第一段斜坡起点不高于存水堰堰顶，所述第一段、第二段斜坡上沿斜坡方向均铺设有存水区穿孔曝气管，所述第一段、第二段斜坡上自前端向后端均铺设有存水区穿孔曝气管，所述存水堰下部与所述第二段斜坡连接处设置冲洗门。

14、进一步优选地，所述调蓄区底部由与所述存水堰冲洗门连接端向与所述水泵区连接端设置坡度为0.5％～1.5％(优选1％)的斜坡，所述斜坡上沿斜坡方向铺设有调蓄区穿孔曝气管，所述斜坡上自前端向后端铺设有调蓄区穿孔曝气管。

15、优选地，所述雨水调蓄池还包括水泵区，所述水泵区底部自前端向后端设置有坡度为0.5％～1.5％(优选1％)的斜坡，在所述雨水调蓄池后端侧壁底部设置有集水坑，所述集水坑内设置有雨水提升泵，所述雨水提升泵连通于放空管，所述放空管连通于市政污水管网。

16、优选地，所述雨水调蓄池还包括设备区，所述设备区包括控制驱动去渣沉砂区去渣沉砂的控制驱动系统，以及空气反冲洗系统。

17、优选地，所述空气反冲洗系统包括鼓风机，控制阀门，空气管路，所述空气反冲洗系统用于向所述空气反冲洗系统用于向所述曝气管供气。

18、优选地，所述雨水调蓄池还包括控制单元。

19、进一步优选地，所述控制单元用于控制格栅除污机，移动撇渣装置，冲洗门，雨水提升泵以及空气反冲洗系统，能实现进行雨水的自动调蓄，放空及反冲洗过程，使所述雨水调蓄池能够自动高效地除去调蓄池内沉积物。

20、进一步优选地，所述控制单元包括plc控制器。

21、另一方面，本发明还提供一种上述的耦合式去渣沉砂防沉积的雨水调蓄池的运行方法，包括以下步骤：

22、s1、进水调蓄阶段：雨水经进水格栅区流入去渣沉砂区；经去渣沉砂后的雨水经溢流进入存水区，随后通过溢流进入调蓄区，调蓄区内雨水逐步升高，直至达到调蓄液位；

23、s2、放空阶段：雨水经调蓄区曝气，沉降在调蓄区底部的固体颗粒随着气流均匀混合悬浮于调蓄区内，随后雨水经水泵区将空气搅拌混合后的雨水提升至市政污水管网，带走水中大部分沉降物；

24、s3、反洗阶段：此时调蓄区内雨水已排空，存水区内仍充满雨水，使存水区开始曝气将沉积在存水区内的固体颗粒物混入雨水中，反冲洗水冲入调蓄区内，同时调蓄区开始曝气，保证反冲洗水内固体颗粒在冲洗过程中始终处于悬浮状态，随后雨水经水泵区将泥水混合物提升至市政污水管网，将调蓄区及存水区内残留沉降物全部排除，完成反冲洗及雨水调蓄过程。

25、优选地，本发明提供一种上述的耦合式去渣沉砂防沉积的雨水调蓄池的运行方法，具体包括以下步骤：

26、s1、进水调蓄阶段：雨水进入进水格栅区，格栅除污机拦截大尺寸垃圾杂物后，雨水进入去渣沉砂区，去渣沉砂区穿孔曝气管开始曝气，经过曝气处理的雨水分别通过移动撇渣装置与排砂管及排渣管去除固体颗粒；经去渣沉砂后的雨水经溢流进入存水区，此时冲洗门关闭，存水区穿孔曝气管关闭，当水位淹没存水堰，雨水通过溢流进入调蓄区，此时调蓄区穿孔曝气管关闭，雨水提升泵关闭，调蓄区内雨水逐步升高，直至达到调蓄液位；

27、s2、放空阶段：调蓄区穿孔曝气管打开，沉降在调蓄区底部的固体颗粒随着气流均匀混合悬浮于调蓄区内，打开雨水提升泵，通过放空管将经空气搅拌混合后的雨水提升至市政污水管网，带走水中大部分沉降物；

28、s3、反洗阶段：此时调蓄区内雨水已排空，存水区内仍充满雨水，打开存水区曝气管，将沉积在存水区内的固体颗粒物混入雨水中，打开冲洗门，反冲洗水冲入调蓄区内，同时调蓄区穿孔曝气管打开，保证反冲洗水内固体颗粒在冲洗过程中始终处于悬浮状态，雨水提升泵打开，通过放空管将泥水混合物提升至市政污水管网，将调蓄区及存水区内残留沉降物全部排除，完成反冲洗及雨水调蓄过程。

29、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

30、(1)本发明设计的雨水调蓄池通过设置进水格栅区、去渣沉砂区、存水区、调蓄区以及提供的放空和反洗调蓄池方法，可实现将调蓄池内沉降的污染物及时和高效清除。

31、(2)本发明通过在去渣沉砂区内设置排砂管、移动撇渣装置及排渣管去除调蓄池内浮于水面的轻质污染物如树叶、纸制品、包装袋等。

32、(3)本发明通过设置去渣防砂区穿孔曝气管、存水区穿孔曝气管、调蓄区穿孔曝气管使沉降在雨水调蓄池底部的固体颗粒随着气流均匀混合悬浮于调蓄池内，实现调蓄池的放空和反洗过程，从而将调蓄池内残留沉降物全部排除。

33、(4)本发明能自动高效地除去调蓄池内沉积物，解决调蓄池清淤泥操作流程多、人员下池底安全隐患多、管理维护复杂的问题。