一种集成分流系统及分流方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种集成分流系统及分流方法。

背景技术

在城市给排水管理中，雨水收集、污水截流是非常重要的两项工作。一般而言，城市排水系统由排水管道和污水处理系统组成，并实行雨水、污水分流制。分流后，污水经由排水管道送至污水处理系统进行处理，然后排入水体或回收利用，雨水则就近排入水体。此外，由于初期雨水可能溶解有空气中的酸性气体、汽车尾气等污染性气体，且在降落后冲刷屋顶、路面等的缘故，所述初期雨水中可能会含有大量的有机物、悬浮固体、重金属、油脂和病原体等污染物质，通常会超过排污标准。因此，在诸如海绵城市等的新型概念中，还需要对初期雨水进行弃流。

可以看出，在城市排水系统中，如何快速、准确地分流至关重要。现有的分流系统自动化程度较低，分流不够准确。

发明内容

针对现有技术中的部分或全部问题，本发明一方面提供一种集成分流系统，包括：

截污井，包括排水闸以及截污闸；

检测模块，用于检测所述截污井的井内水位和/或水质；以及

控制模块，用于根据所述检测模块的检测结果，控制所述排水闸和/或截污闸。

进一步地，所述集成分流系统还包括排污泵，其连接至所述截污井，且与所述控制模块可通信地连接，用于将污水管网中的水引入所述截污井内。

进一步地，所述集成分流系统还包括外排水泵，其连接至所述截污井，且与所述控制模块可通信地连接，用于将所述截污井内的水排入河涌。

进一步地，所述检测模块包括水位传感器、和/或生化需氧量测量装置、和/或化学需氧量测量装置、和/或酸碱度测量装置。

本发明另一方面提供一种分流方法，包括：

通过检测模块实时检测截污井内水位，并将实时水位发送至控制模块；以及

通过所述控制模块将所述实时水位与预设强排水位进行比较：

若所述实时水位大于或等于所述预设强排水位，则所述控制模块进行排水控制；以及

若所述实时水位小于所述预设强排水位，则所述控制模块进行截污控制。

进一步地，所述排水控制包括：

通过所述控制模块将所述实时水位与当前的河涌水位进行比较：

若所述实时水位大于所述河涌水位，则通过所述控制模块打开排水闸；以及

若所述实时水位小于或等于所述河涌水位，则通过所述控制模块关闭排水闸。

进一步地，所述排水控制还包括：

当所述实时水位小于或等于所述河涌水位时，若所述截污井上连接有外排水泵，则通过所述控制模块开启外排水泵，否则更新预设强排水位，将其值设置为当前的河涌水位。

进一步地，所述截污控制包括：

通过所述检测模块实时检测截污井内水质，并将实时水质信息发送至控制模块；

通过所述控制模块将所述实时水质信息与预设收集条件进行比较：

若所述实时水质信息不满足预设收集条件，则关闭截污闸；以及

若所述实时水质信息满足预设收集条件，则将污水管网中的水引入所述截污井内。

进一步地，所述截污井内的水排放至污水管网包括：

若所述截污井上没有连接排污泵，则通过所述控制模块打开所述截污闸；以及

若所述截污井上连接有排污泵，则通过所述控制模块将所述实时水位与污水管网水位进行比较：

若所述实时水位高于或等于污水管网水位，则通过所述控制模块关闭所述截污闸，并启动所述排污泵；以及

若所述实时水位低于污水管网水位，则通过所述控制模块打开所述截污闸。

进一步地，所述截污控制还包括：通过所述控制模块，根据所述实时水质信息，调整所述截污闸的开度。

进一步地，所述分流方法还包括：

当所述实时水位高于预设警戒水位时，通过所述控制模块发送警戒提醒信息。

进一步地，所述分流方法还包括：

对集成分流系统进行自检：

若所述集成分流系统运行正常，则关闭所述截污闸及排水闸，并开始集成分流；以及

若所述集成分流系统运行异常，则通过所述控制模块生成报警信息，并通过人工进行设备检修。

进一步地，所述分流方法还包括：

通过人工远程控制的方式，结合人工经验和/或外部气象信息初始化或优化以下参数中的一项或多项：预设强排水位、预设警戒水位、预设收集条件。

本发明提供的一种集成分流系统及分流方法，其能够根据不同的分流目标、结合人工经验和外部气象信息设置相关参数，并通过实时监测截污井内的水位和/或水质与所述参数进行比较，进而快速、准确地进行分流操作。所述集成分流系统及方法可适用于例如初雨弃流、污水截流等多种分流目标和应用场景中，自动化程度高，且分流更精准。

附图说明

为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示出本发明一个实施例的一种分流方法的流程示意图；以及

图2示出本发明一个实施例的分流操作的流程示意图。

具体实施方式

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、材料或操作以免模糊本发明的发明点。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，本发明并不限于这些特定细节。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正确比例绘制。

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。

需要说明的是，本发明的实施例以特定顺序对方法步骤进行描述，然而这只是为了阐述该具体实施例，而不是限定各步骤的先后顺序。相反，在本发明的不同实施例中，可根据实际需求来调整各步骤的先后顺序。

在城市排水管理中，存在多种分流应用场景，最常见的场景有初雨弃流以及合流制截污中的污水收集等。其中初雨弃流是指在海绵城市的设计中可能存在雨水收集利用的需求，但是由于初期雨水比较脏，会将初期雨水弃流到污水系统，而将后期的较干净的雨水排放到后续的收集池。在这一场景中，需要尽量避免污染的初雨进入下游收集收集池，污染雨水，同时避免干净的雨水进入污水系统，使得污水浓度减小，进而增大污水处理量。合流制截污中的污水收集则是指在诸如一些旧城区中，存在很多直排河涌的合流管道，这些管道上游既有污水接入又有雨水接入，在晴天时，排出污水，在雨天时，雨水和污水一起排出，因此，在这些合流管道排入河涌前通常需要增加分流设施，使得在晴天时，污水能够进入污水系统，以及在降雨时，将污染较重的混合水收集进入污水系统，并使得强降雨时的雨水顺利排入河涌。在这一场景中，在晴天时应尽量避免污水进入河涌或河水倒灌入污水管网，在雨天时，在污水系统可收集的情况下，则需尽量减少溢流污染的排放、减少河水的倒灌、避免上游的内涝。此外，由于合流系统晴天时输送污水，管网内有沉积物，在降雨时，初期雨水和中期的冲刷雨水都可能是高污染的污水，在有条件时还应该尽量减少该类污水对河涌的污染。为了适应如期所述的应用场景下的分流目标，本发明提供了一种集成分流系统，其能够根据不同的分流目标、结合人工经验和外部气象信息设置相关参数，并通过实时监测截污井内的水位和/或水质与所述参数进行比较，进而快速、准确地进行分流操作。下面结合实施例附图对本发明的方案作进一步描述。

所述集成分流系统包括截污井、检测模块以及控制模块。

所述截污井上设置有排水闸以及截污闸，所述排水闸开启时，可将截污井内的水排放至河涌，所述截污闸开启时，则可将所述截污井内的水排放至污水管网。在合流制截污中的污水收集等应用场景中，由于所述集成分流系统一般设置于排水系统的下游，因此还可相应地增加一些动力提升设施：例如可在所述截污井上连接排污泵，则当井内水位高于污水管网水位，且需要进行截污操作时，可通过所述排污泵提升动力，将污水管网中的水抽入所述截污井内。又例如，还可在所述截污井上连接外排水泵，则当井内水位低于河涌水位，且需要进行排水操作时，可通过所述外排水泵提升动力，将所述截污井内的水抽排至河涌。

所述检测模块用于检测所述截污井的井内水位和/或水质，其中井内水位可作为是否进行排水的判断依据，以及水质则可作为是否进行截污操作的判断依据。基于此，在本发明的一个实施例中，所述检测模块包括水位检测装置以及水质检测装置。其中，所述水位检测装置例如可以为水位传感器等其他本领域技术人员所熟知的水位检测设备。所述水质检测装置则可根据实际水质检测的需求，设置以下装置中的一种或几种：生化需氧量测量装置、化学需氧量测量装置、酸碱度测量装置等，也可以是同时具备多种水质指标检测功能的一个或多个装置，其中，所述水质指标包括但不限于：生化需氧量BOD、化学需氧量COD、酸碱度PH等。

所述控制模块与所述排水闸、截污闸、截污泵、外排水泵以及检测模块可通信地连接，用于根据所述检测模块的检测结果，控制所述排水闸、截污闸、截污泵、外排水泵的开启或关闭，进而实现排水或截污操作。具体而言，所述控制模块中存储有预设参数，通过比较所述预设参数与所述检测结果，确定需要执行的操作，进而控制所述排水闸、截污闸、截污泵、外排水泵的开启、关闭及开度等。所述预设参数包括但不限于：预设强排水位、预设警戒水位、预设收集条件，其中，所述预设收集条件是指可进行截污操作时，所述截污井内的最低水质指标。在本发明的一个实施例中，所述预设收集条件可设置多组，以分别对应不同的天气状况，且任一组预设收集条件中可包括一个或多个水质指标，例如生化需氧量BOD、化学需氧量COD、酸碱度PH等。

基于如前所述的集成分流系统，图1示出本发明一个实施例的一种分流方法的流程示意图。如图1所示，所述分流方法包括：

首先，在步骤101，系统自检。在所述集成分流系统安装完成后，首先进入自检模式进行自检，以验证安装是否正确，以及各模块、设备、装置是否能够正常运行，此外，在运行过程中，也可定期进行自检，以及时发现故障。若自检通过，所述集成分流系统可以正常运行，则进入步骤102，若自检未通过，则通过控制模块发送报警信息，所述集成分流系统进入检修模式，此时可进行人工检修，以排查故障；

接下来，在步骤102，系统初始化。在初始状态下，所述集成分流系统中的排水闸、截污闸、截污泵、外排水泵均应处于关闭状态，因此，在进行分流操作前，需要对系统进行初始化，关闭所述排水闸、截污闸、截污泵、外排水泵，并进入步骤103；

接下来，在步骤103，设置预设参数。由于所述集成分流系统是在将井内实时水位、水质与预设参数比较后才确定后续操作，因此，在进行分流操作前，需要设置预设参数。在本发明的一个实施例中，所述预设参数根据历史经验设置，在本发明的又一个实施例中，还可通过远控模式对预设参数进行初始化或者实时更新优化。具体而言，可根据历史经验设置各个预设参数的初始值，也可在特定时刻进入远控模式，根据所述检测模块的实时检测结果，人工远程控制排水闸、截污闸、截污泵、外排水泵的动作，并将各个操作及其对应的实时检测结果存储至控制模块中，作为预设参数。其中，所述特定时刻可以为所述集成分流系统第一次运行前或其他时刻，例如首次出现晴天的时刻、首次出现降雨量超过预设数值的时刻等。各个预设参数还可在步骤104中进行优化更新；以及

最后，在步骤104，分流操作。预设参数设置完成后，所述集成分流系统进入自控模式，自动进行分流操作，图2示出本发明一个实施例的分流操作的流程示意图，如图2所示，所述分流操作包括：

首先，在步骤201，水位检测。通过所述检测模块中的水位检测装置或传感器实时检测截污井内的水位，并将测得的实时水位发送至控制模块；

接下来，在步骤202，比较实时水位与预设强排水位。通过所述控制模块将所述实时水位与预设强排水位进行比较，若所述实时水位大于或等于所述预设强排水位，则进入步骤203，进行排水控制，若所述实时水位小于所述预设强排水位，则进入步骤204或步骤205，进行截污控制，在本发明的实施例中，在截污控制过程中，所述排水闸始终保持关闭状态；

在步骤203，比较实时水位与河涌水位。通过所述控制模块将所述实时水位与当前的河涌水位进行比较，若所述实时水位大于所述河涌水位，则通过所述控制模块打开排水闸，若所述实时水位小于或等于所述河涌水位，则所述排水闸保持关闭，此时，若所述截污井上连接有外排水泵，则通过所述控制模块开启外排水泵，否则更新预设强排水位，将其值设置为当前的河涌水位，至此完成排水控制；

在步骤204，比较实时水位与预设警戒水位。通过所述控制模块将所述实时水位与预设警戒水位进行比较，若所述实时水位高于或等于预设警戒水位，则通过所述控制模块发送警戒提醒信息。应当理解的是，在本发明的一些实施例中，步骤204可被省略，而直接进入步骤205；

在步骤205，水质检测。通过所述检测模块实时检测截污井内水质，并将实时水质信息发送至控制模块，所述实时水质信息包括但不限于：生化需氧量BOD、化学需氧量COD、酸碱度PH；

在步骤206，比较实时水质与预设收集条件。通过所述控制模块将所述实时水质信息与预设收集条件进行比较，若所述实时水质信息不满足预设收集条件，则关闭截污闸，如连接有排污泵，还需关闭排污泵，若所述实时水质信息满足预设收集条件，则进入步骤207，使得污水管网中的水流入所述截污井内；

在步骤207，首先判断所述截污井上是否连接排污泵，若没有，

则通过所述控制模块打开所述截污闸，在本发明的一个实施例中，所述截污闸的开度可根据所述实时水质调整，例如所述截污闸的开度可根据某一水质指标的数值，等比例地设置。若连接有排污泵，则需要进一步比较所述实时水位以及污水管网水位，若所述实时水位高于或等于污水管网水位，则通过所述控制模块关闭所述截污闸，并启动所述排污泵，若所述实时水位低于污水管网水位，则通过所述控制模块打开所述截污闸，同样的，所述截污闸的开度可根据所述实时水质调整。至此完成截污控制。

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。