一种排水系统污水检查井初雨污染收集处理装置

技术领域

本发明涉及雨水处理技术领域，尤其涉及一种排水系统污水检查井初雨污染收集处理装置。

背景技术

随着城市的正大规模进行管网雨污分流制改造，但是由于城市路段基本上不透明率达到95％，而且伴有低洼易涝处，在低洼路段安装有污水检查井，遇到强降雨情况下，在污水检查井表面过流大量的雨水，产生一定深度的积涝，而此时雨水会通过污水检查井孔洞过流至污水检查井。

在下雨天，由于雨水无法被很好地排放，部分雨水通过检查井井盖流入污水管道，引发了污水管道雨水增多的问题。这种情况导致了污水厂的处理负荷加大，给污水处理过程带来了一系列问题。首先，雨水的增加使得污水管道中的污水水位上升，超出了设计的限制，造成了管道的过载运行。过载运行不仅增加了管道的压力，也影响了污水的正常流动，可能导致管道堵塞和泄漏等问题。其次，污水厂本身的处理能力是有限的，增加了大量的雨水使得处理压力加大。污水处理设备需要消耗更多的能源和资源来处理雨水中的污染物，增加了处理成本和负荷。此外，雨水中含有大量的固体颗粒、有机污染物和其他污染物，这些污染物需要额外的处理步骤和工艺来去除。污水厂需要增加沉淀池、过滤器等设备来适应这些额外的处理需求，增加了投资和运营成本。最后，由于污水厂处理能力的限制，有可能导致部分雨水无法及时处理，进而直接排放到周边的水体中，可能对环境造成污染和生态破坏。

随着降雨强度和降雨时长增加，一方面对污水管道的过流压力造成极大的影响，并且造成污水厂污水处理负荷量大，且污水厂进水浓度不达标。另一方面，强降雨会冲刷很多固体垃圾杂物混在污水里，处理不当会造成堵塞，随时间推移，污水管道残留大量的底泥，针对冲刷能力不强的管道，淤泥会逐渐硬化并越积累越多，不利于管道的过流能力。

因此，亟需设计一种污水检查井初雨污染收集处理装置，不仅能够收集处理降雨过程中通过污水检查井口流入到污水管道的雨量，分担污水管道过流压力，减轻污水厂污水处理负荷量；还能够收集初雨污染，监测由于初雨冲刷作用造成的固体悬浮物污染量变化，为提升污水管道过流能力预干预解决方案以及城市周边污染造成的影响研究提供数据支撑。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种排水系统污水检查井初雨污染收集处理装置，旨在解决现有技术中存在的强降雨时一方面大量雨水会通过污水检查井口流入污水管道造成污水管道过流压力大和污水厂处理负荷量大的问题，另一方面还会由于冲刷作用导致污水中固体悬浮物增加而经过长时间推移后污水管道易残留大量底泥硬化最终影响管道过流能力的技术问题。

本发明的技术方案是：一种排水系统污水检查井初雨污染收集处理装置，包括检查井本体，所述检查井本体的顶部安装井盖，井盖上设有太阳能供电装置和下凹孔洞；检查井本体内水平安装有固定盘，固定盘上通过充电底座分别安装有吸水泵和抽水泵，充电底座内设有与水泵电连接的蓄电池，所述太阳能供电装置分别与各蓄电池电连接；固定盘的下方设有一级过流桶和二级接水桶，一级过流桶与所述下凹孔洞之间设有导流装置，导流装置内设有流速感应器，导流装置上还连接有通向一级过流桶的分流管路，吸水泵安装在所述分流管路上由流速感应器的检测信号触发工作；一级过流桶上连接有通向二级接水桶的过流管，一级过流桶内还设有液位感应器和悬浮物检测仪；二级接水桶连接有排水管路，排水管路的一端位于二级接水桶底部且管口安装有过滤栅格、另一端穿出检查井本体延伸至外部，抽水泵安装在所述排水管路上由液位感应器的检测信号触发工作。

进一步的，本发明中所述太阳能供电装置包括装置壳体、安装在装置壳体内的供电模块和接线盒，所述供电模块包括由上而下依次设置的第一封装玻璃、太阳能板、第二封装玻璃，第一封装玻璃和第二封装玻璃外表面均设有防反射层，所述接线盒通过连接线与太阳能板电性连接，接线盒还分别通过第一电线、第二电线与吸水泵和抽水泵底部的充电底座电性连接。

进一步的，本发明中所述装置壳体的上表面设有安装凹槽，供电模块安装在所述安装凹槽内并通过固定边框封装固定，所述固定边框与装置壳体之间通过固定件锁紧固定，固定边框与装置壳体和供电模块之间还分别设有防水密封结构。

进一步的，本发明中所述第一封装玻璃、第二封装玻璃采用强化玻璃，所述防水密封结构为防水垫圈、或是将固定边框与装置壳体和供电模块之间的缝隙通过防水胶密封。

进一步的，本发明中所述接线盒的一侧和底部分别设有用于引导连接线和电线穿出的侧部引出头、底部引出头，装置壳体的内部开有用于安装接线盒的安装腔，安装腔的一端与外部连通、一侧和底部分别与安装凹槽和外部连通，接线盒从安装腔一端插入的同时侧部引出头穿至安装凹槽一侧、底部引出头穿出至外部。

进一步的，本发明中所述接线盒通过封装块封装固定，封装块的形状尺寸与安装腔相匹配且能够在插入安装腔后对接线盒及侧部引出头和底部引出头贴合包裹固定；所述封装块的外表面设有凹陷部，凹陷部内设有两块安装在滑槽内的锁定块，两块锁定块通过弹簧分别安装在滑杆的两端，两块锁定块的另一端分别穿出封装块的两侧至外部，装置壳体上设有与两块锁定块一一对应配合锁定的两个锁止槽。

进一步的，本发明中两块锁定块上均设有解锁指引箭头，封装块的底部还设有便于将其向外抽出的指槽。

进一步的，本发明中所述太阳能供电装置嵌入安装在井盖内，底部引出头穿过井盖伸至检查井本体内部，底部引出头的外部具有螺纹结构，底部引出头上还螺纹连接有锁紧螺母从而能够将太阳能供电装置固定在井盖上。

进一步的，本发明中所述导流装置包括连接座、与连接座连接的导流管路，连接座的顶部连接有弹性橡胶圈，井盖底部的一侧开有与下凹孔洞连通的安装卡槽，连接座能够卡进所述安装卡槽内通过弹性橡胶圈卡紧固定并与井盖之间紧密贴合；所述导流管路穿过固定盘伸至一级过流桶内，导流管路、所述分流管路的输出端均向一级过流桶内壁方向延伸倾斜设置，所述流速感应器的感应探头嵌入在所述导流管路的内部。

进一步的，本发明中所述检查井本体的内壁上设有一圈多个间隔布置的U型卡块，固定盘上设有供各U型卡块一一对应穿过的凹口，凹口内设有与U型卡块配合卡装的卡接件。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1)本发明的装置主要作用于低洼地势处的污水检查井，用于收集处理降雨过程中流入的雨水，分担污水管道过流压力，减轻污水厂污水处理负荷量，可在关键检查井安装，不必将城市大部分管道都安装，能极大的减少运维人员压力；此装置能够通过智能化监测装置自动运行，将雨水连续不断地排至外部，排水管路的出口可设置在远离道路，在周边的土壤斜坡处某个排口出流，该装置同时还能收集初雨污染，监测由于初雨冲刷作用造成的固体悬浮物污染量变化，为提升污水管道过流能力预干预解决方案以及城市周边污染造成的影响研究提供数据支撑。

2)本发明中，通过在井盖内置太阳能供电装置，能够自动储存电能，节能降耗，吸水泵和抽水泵通过充电底座充电，可持续不断工作，充电底座能储存72h工作电能，同时能够接收太阳能，内部蓄电池也可以选择人为更换，不影响泵机正常运行。

3)本发明中，太阳能供电装置内部供电模块为两层强化玻璃中间夹装太阳能板的三层结构，强化玻璃比普通玻璃更加坚硬耐用，可以有效地抵抗外部冲击和压力，减少裂痕产生的可能性，透光的同时还起到保护太阳能板的作用，两层玻璃外表面的防反射层还能够减少太阳光线的反射，提高太阳能板的吸收率和转化效率。

4)本发明中，太阳能供电装置内部的接线盒装取维护方便，安装时从装置壳体一侧插入到位后利用封装块固定即可，拆卸时通过滑动释放封装块前端两个锁定块以及配合底部指槽可快速抽出封装块，从而能够快速取出接线盒，操作简单方便。

5)本发明中，太阳能供电装置整体防水密封，嵌入安装在井盖内部后，能够通过锁紧螺母与底部引出头快速连接实现太阳能供电装置的固定安装，并且由于固定结构在井盖的底部，还能避免太阳能供电装置出现丢失情况。

6)本发明中，下凹孔洞便于水流自动流入收集，流速感应器用于触发吸水泵工作，加大处理量，导流管路和分流管路输出端倾斜设置能够让水流沿桶壁流下，防止水流垂直流下，对下层初雨污染带来的固体悬浮物造成扰动。

7)本发明中，一级过流桶底部的悬浮物检测仪能够监测不同时段，不同降雨强度下，初雨冲刷造成的固体悬浮物变化规律，过流管设置在桶上部位置，可将桶内上清液的水体引出，保证初雨污染的固体悬浮物不过流，而是留置在桶内下层，便于收集初雨污染。

8)本发明中，液位感应器用于触发抽水泵工作，将二级接水桶内的水体快速抽出使其具有足够盛水空间，过滤栅格的设置起到过滤保护管路作用，避免淤泥杂物堵塞。

9)本发明中，下凹孔洞下方的导流装置可与井盖快速连接并紧密贴合，其顶部的连接座从井盖一侧卡入后利用弹性橡胶圈的回弹既能实现卡紧固定又能实现与井盖之间的紧密贴合，密封性好。

10)本发明中，固定盘可通过卡接件快速插装在U型卡块内，从而快速安装在检查井本体内壁上，操作简单方便。

附图说明

图1为本发明装置的整体结构示意图；

图2为本发明中所述太阳能供电装置的安装示意图；

图3为本发明中所述太阳能供电装置的俯视图；

图4为本发明中所述太阳能供电装置的前视图；

图5为本发明的太阳能供电装置中所述封装块的安装示意图；

图6为本发明的太阳能供电装置中所述封装块安装完成时的示意图；

图7为本发明中所述导流装置的安装示意图；

图8为本发明中所述导流装置安装完成时的示意图；

图9为本发明中所述固定盘与检查井本体配合安装的结构示意图。

其中：1、检查井本体；2、井盖；3、太阳能供电装置；4、下凹孔洞；5、固定盘；6、充电底座；7、吸水泵；8、抽水泵；9、一级过流桶；10、二级接水桶；11、导流装置；111、连接座；112、导流管路；113、弹性橡胶圈；12、流速感应器；13、分流管路；14、过流管；15、液位感应器；16、悬浮物检测仪；17、排水管路；18、过滤栅格；19、装置壳体；191、安装凹槽；192、安装腔；193、锁止槽；20、供电模块；201、第一封装玻璃；202、太阳能板；203、第二封装玻璃；204、防反射层；21、接线盒；211、第一电线；212、第二电线；22、固定边框；23、侧部引出头；24、底部引出头；25、封装块；251、凹陷部；252、滑槽；253、锁定块；254、弹簧；255、指槽；26、锁紧螺母；27、U型卡块；28、凹口；29、卡接件；30、安装卡槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做具体说明。

实施例：

结合附图所示为本发明一种排水系统污水检查井初雨污染收集处理装置的具体实施方式，首先结合图1所示，该装置主要包括检查井本体1，检查井本体1的顶部安装井盖2，井盖2上设有太阳能供电装置3和下凹孔洞4。

检查井本体1内水平安装有固定盘5，固定盘5上通过充电底座6分别安装有吸水泵7和抽水泵8，充电底座6内设有与水泵电连接的蓄电池，太阳能供电装置3分别与各蓄电池电连接。吸水泵7和抽水泵8通过充电底座6充电，可持续不断工作，充电底座6能储存72h工作电能，同时能够接收太阳能，节能降耗，内部的蓄电池也可以选择人为更换，不影响泵机正常运行。

固定盘5的下方设有一级过流桶9和二级接水桶10，一级过流桶9和二级接水桶10可以固定安装在检查井本体1的井壁上。一级过流桶9与下凹孔洞4之间设有导流装置11，导流装置11内设有流速感应器12，下凹孔洞4便于水流自动流入收集，通过导流装置11流入一级过流桶9，并由流速感应器12监测流速。

本实施例中，结合图7、图8，导流装置11包括连接座111、与连接座111连接的导流管路112，连接座111的顶部连接有弹性橡胶圈113，井盖2底部的一侧开有与下凹孔洞4连通的安装卡槽30，连接座111能够卡进安装卡槽30内通过弹性橡胶圈113卡紧固定并与井盖2之间紧密贴合。连接座111卡入时，弹性橡胶圈113压缩，如图7所示；接着释放连接座111，弹性橡胶圈113回弹，将连接座111抵紧固定在安装卡槽30内的同时，弹性橡胶圈113与井盖2底部紧密贴合，如图8所示，水流可通过下凹孔洞4流入连接座111，进而流入导流管路112，由于弹性橡胶圈113的紧密吸合，不会产生泄漏。本实施例中，导流管路112穿过固定盘5伸至一级过流桶9内，流速感应器12的感应探头嵌入在导流管路112的内部。

导流装置11上还连接有通向一级过流桶9的分流管路13，分流管路13与导流管路112连接，且分流管路13也穿过固定盘5伸至一级过流桶9内，吸水泵7安装在分流管路13上由流速感应器12的检测信号触发工作。具体工作时，当流速感应器12检测到雨量过大时，触发吸水泵7工作，将雨水快速分流抽走，加大处理量。本实施例中，导流管路112、分流管路13的输出端均向一级过流桶9内壁方向延伸倾斜设置，这样能够让水流沿桶壁流下，防止水流垂直流下，对下层初雨污染带来的固体悬浮物造成扰动。

一级过流桶9上还连接有通向二级接水桶10的过流管14，过流管14设置在一级过流桶9上部位置，可将桶内上清液的水体引出，保证初雨污染的固体悬浮物不过流，而是留置在桶内下层，便于收集初雨污染。一级过流桶9内还设有液位感应器15和悬浮物检测仪16，悬浮物检测仪16设置在底部，能够监测不同时段，不同降雨强度下，初雨冲刷造成的固体悬浮物变化规律。

二级接水桶10连接有排水管路17，排水管路17的一端位于二级接水桶10底部且管口安装有过滤栅格18，过滤栅格18的设置起到过滤保护管路作用，避免淤泥杂物进入造成堵塞。排水管路17穿过固定盘5、另一端穿出检查井本体1延伸至外部，抽水泵8安装在排水管路17上由液位感应器15的检测信号触发工作，当液位感应器15发出液位过高信号，抽水泵8快速将二级接水桶10内的水体抽出使其具有足够盛水空间。需要说明的是，排水管路17的输出端位置处于井盖2下方，安装过程中需要穿过井壁，进入土壤层，埋在土壤下面，排水管路17的出口可设置在远离道路，在周边的土壤斜坡处某个排口出流，最终达到连续不断的将多余雨水抽出至外部，分担污水管道过流压力的目的。

进一步的，本实施例中，结合图2至图6，太阳能供电装置3包括装置壳体19、安装在装置壳体19内的供电模块20和接线盒21。其中，供电模块20包括由上而下依次设置的第一封装玻璃201、太阳能板202、第二封装玻璃203，第一封装玻璃201和第二封装玻璃203外表面均设有防反射层204，第一封装玻璃201、第二封装玻璃203采用强化玻璃。供电模块20采用两层强化玻璃中间夹装太阳能板202的三层结构，强化玻璃比普通玻璃更加坚硬耐用，可以有效地抵抗外部冲击和压力，减少裂痕产生的可能性，透光的同时还起到保护太阳能板202的作用，两层玻璃外表面的防反射层204还能够减少太阳光线的反射，提高太阳能板202的吸收率和转化效率。

装置壳体19的上表面设有安装凹槽191，供电模块20安装在安装凹槽191内并通过固定边框22封装固定。未图示，固定边框22与装置壳体19之间通过固定件锁紧固定，固定件可以采用螺丝。固定边框22与装置壳体19和供电模块20之间还分别设有防水密封结构，防水密封结构可以采用防水垫圈，也可以将固定边框22与装置壳体19和供电模块20之间的缝隙通过防水胶密封，都能起到很好地防水作用。

接线盒21安装在供电模块20一侧，接线盒21通过连接线与太阳能板202电性连接，接线盒21还分别通过第一电线211、第二电线212与吸水泵7和抽水泵8底部的充电底座6电性连接。接线盒21的一侧和底部分别设有用于引导连接线和电线穿出的侧部引出头23、底部引出头24，装置壳体19的内部开有用于安装接线盒21的安装腔192，安装腔192的一端与外部连通、一侧和底部分别与安装凹槽191和外部连通，接线盒21从安装腔192一端插入的同时侧部引出头23穿至安装凹槽191一侧、底部引出头24穿出至外部，侧部引出头23内的连接线能够与太阳能板202连接，底部引出头24内的第一电线211、第二电线212能够穿出装置壳体19用于连接两个充电底座6。

接线盒21插入安装腔192后通过封装块25封装固定，封装块25的形状尺寸与安装腔192相匹配且能够在插入安装腔192后对接线盒21及侧部引出头23和底部引出头24贴合包裹固定，对接线盒21全面固定。具体的，封装块25的外表面设有凹陷部251，凹陷部251内设有两块安装在滑槽252内的锁定块253，两块锁定块253通过弹簧254分别安装在滑杆的两端，两块锁定块253的另一端分别穿出封装块25的两侧至外部。装置壳体19上设有与两块锁定块253一一对应配合锁定的两个锁止槽193，封装块25插入安装腔192时，如图5所示，对准缓慢向内推入，直至两块锁定块253分别插入两侧锁止槽193内时安装完成，如图6所示(其中接线盒21未画出)。

本实施例中，如图4，两块锁定块253上均设有解锁指引箭头，用于指示解锁方向。封装块25的底部还设有便于将其向外抽出的指槽255，在拆卸封装块25时，首先向中间滑动两个锁定块253将其从锁止槽193中释放，然后将手指伸入底部指槽255内将封装块25向外抽出即可，内部接线盒21也能够快速取出，操作简单方便。

本实施例中，如图2，太阳能供电装置3嵌入安装在井盖2内，底部引出头24穿过井盖2伸至检查井本体1内部，底部引出头24内的第一电线211、第二电线212能够穿至检查井本体1内与两个充电底座6连接。底部引出头24的外部还具有螺纹结构，通过螺纹连接锁紧螺母26能够将太阳能供电装置3固定在井盖2上。太阳能供电装置3整体防水密封，而且底部固定方式能避免太阳能供电装置3出现丢失情况。本实施例中，太阳能供电装置3水平嵌入安装，但也不限于此，也可以倾斜一定角度嵌入安装在井盖2内，固定方式相同，也采用锁紧螺母26底部固定，这样可以一定程度上降低或避免太阳能供电装置3表面积水和被污泥杂物覆盖的几率，进一步保证太阳能板202的吸收率和转化效率。

此外，结合图1、图9，检查井本体1的内壁上设有一圈多个间隔布置的U型卡块27，固定盘5上设有供各U型卡块27一一对应穿过的凹口28，凹口28内设有与U型卡块27配合卡装的卡接件29。实际操作时，固定盘5可通过卡接件29快速插装在U型卡块27内，从而快速地安装在检查井本体内壁上，简单高效。

本发明的装置主要作用于低洼地势处的污水检查井，用于收集处理降雨过程中流入的雨水，分担污水管道过流压力，减轻污水厂污水处理负荷量，可在关键检查井安装，不必将城市大部分管道都安装，能极大的减少运维人员压力。此装置能够通过智能化监测装置自动运行，将雨水连续不断地排至外部，排水管路17的出口可设置在远离道路，在周边的土壤斜坡处某个排口出流，该装置同时还能收集初雨污染，监测由于初雨冲刷作用造成的固体悬浮物污染量变化，为提升污水管道过流能力预干预解决方案以及城市周边污染造成的影响研究提供数据支撑。

当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。