1.本发明具体涉及一种基于雨水水质和水位实现调蓄池分层排水系统。
背景技术：
2.海绵城市，是新一代“雨洪管理”概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。雨水调蓄池是在海绵城市理念下建设的雨水收集设施。降雨时期调蓄池既要截留含有漂浮物、悬浮物和污染物质的初期雨水，也要调节易形成峰值流量的后期雨水。降雨结束后夹杂大量颗粒的雨水在调蓄池内发生沉降是的雨水分层，上层为富含漂浮物的表水层，中间为清澈的清水层，底部为泥砂含量高的浊水层。
3.雨水调蓄池的建设发挥了巨大的效益，但同时传统调蓄池同层同质排水也带来了一些新的问题。一种排水方法是利用潜污泵把调蓄池内的雨水全部抽排至城市污水管网系统，再送至污水处理厂处理。这种排水方法将表水层和清水层雨水连同浊水层一并排放，产生较大能耗，极大地加重污水管网运行负荷及污水处理厂的处理负荷。一种排水方法是将全部雨水排放至自然水体，这种排水方法耗费时间较长，此外将泥砂含量高的浊水排放至自然水体将污染水环境。还有一种排水方法是将调蓄池雨水进行回用，此时携带大量漂浮物的表水层和携带大量污泥的浊水层会对净化处理装置带来极大的负荷，增加了回用雨水达标利用的难度。因此有必要研究根据调蓄池内雨水水质水位，将雨水分层排放的排水方法，以达到出水快速、减少能耗、降低污水处理负荷，提高雨水回用效率，水环境保护的目的。
技术实现要素：
4.本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种基于雨水水质和水位实现调蓄池分层排水系统，实现雨水分层排放，快速出水，减少能耗、降低污水处理负荷，提高雨水回用效率，提高水环境保护。
5.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
6.一种基于雨水水质和水位实现调蓄池分层排水系统，包括雨水调蓄池和自动化控制系统，雨水调蓄池包括用于容纳初期雨水的接收池和用于净化后期雨水的通过池，通过池布置于接受池一侧，接收池和通过池之间由通过池进水孔相连，接收池前端设置有与上游管网相连的进水管，通过池末端设置有与下游管网相连的溢流堰和出水管；接收池和通过池分别连接有接收池分层排水单元和通过池分层排水单元，自动化控制系统分别与接收池分层排水单元和通过池分层排水单元连接。
7.按照上述技术方案，接收池分层排水单元包括与接收池主体侧壁的第一雨水排水管道和第二雨水排水管道，第一雨水排水管道与下游雨水管道相连，第二雨水排水管道与下游污水管道相连，第二雨水排水管道的进口端与接受池的底部连通。
8.按照上述技术方案，第二雨水排水管道前端设有用于抽排雨水的第一潜污泵，第
一潜污泵布置于接受池的底部，第一雨水排水管道上设有第一电动阀，第一电动阀和第一潜污泵分别与自动化控制系统连接。
9.按照上述技术方案，通过池分层排水单元包括分别与通过池主体侧壁连接的第三雨水排水管道、第四雨水排水管道和第五雨水排水管道，第三雨水排水管道与下游雨水管道相连，第四雨水排水管道用于与雨水回用处理装置相连，第五雨水排水管道与下游污水管道相连，第五雨水排水管道的进口端与通过池的底部连通，第三雨水排水管道布置于第四雨水排水管道的上方。
10.按照上述技术方案，第五雨水排水管道前端设有用于抽排雨水的第二潜污泵，第三雨水排水管道上设有第二电动阀，第四雨水排水管道上设有第三电动阀；第二潜污泵、第二电动阀和第三电动阀分别与自动化控制系统连接。
11.按照上述技术方案，接收池和通过池内分别布设有第一水质仪和第二水质仪。
12.按照上述技术方案，接收池和通过池内分别布设有第一液位计和第二液位计。
13.按照上述技术方案，接受池和通过池上均设有检修井，检修井布置于相应分层排水单元上方。
14.按照上述技术方案，当降雨时，第一电动阀、第二电动阀和第三电动阀关闭，第一潜污泵和第二潜污泵关闭，调蓄池分层排水模式不启动，调蓄池利用接收池蓄积初期雨水，接收池蓄满水后雨水沿通过池进水孔进入通过池；利用通过池净化雨水，通过池蓄满水后，雨水通过溢流堰和出水管流出；
15.当降雨结束，第一液位计监测接收池实时水位(h1)情况，根据接收池内颗粒物沉降试验确定的浑液面上方适宜高度作为清水层和浊水层的分隔水位(h2)，由第一水质仪监测h2处浊度。当h2浊度不达标时，控制系统判断雨水未完全分层，接收池不排水。当h2浊度达标时，控制系统判断雨水完全分层，此时接收池开始排水；首先第一电动阀开启，水质较好的表水层和清水层雨水通过重力作用沿第一雨水排水管道排放至下游雨水管道。当接收池内水位h1下降至h2以下时，第一电动阀关闭，而第一潜污泵开启；此时水质较差的浊水层雨水沿第二雨水排水管道被抽排至下游污水管道；当接收池内水位h1下降至停泵水位时，第一潜污泵关闭，接收池分层排水模式结束；
16.当降雨结束，第二液位计监测通过池实时水位(h3)情况，根据雨水水质特点将液面下方适宜深度作为表水层和清水层的分隔水位(h4)，根据通过池内颗粒物沉降试验确定的浑液面上方适宜高度作为清水层和浊水层的分隔水位(h5)，由第一水质仪监测h5处浊度。当h5浊度不达标时，控制系统判断雨水未完全分层，通过池不排水；当h5浊度达标时，控制系统判断雨水完全分层，此时通过池开始排水。首先第二电动阀开启，含有漂浮物的表水层雨水通过重力作用沿第三雨水排水管道排放至下游雨水管道；当通过池内水位h3下降至h4以下时，第二电动阀关闭，而第三电动阀开启。此时水质较好的中间清水层雨水沿第四雨水排水管道进入雨水回用处理装置。当通过池内水位h3下降至h5以下时，第三电动阀关闭，而第二潜污泵开启；此时水质较差的浊水层雨水沿第五雨水排水管道被抽排至下游污水管道。当接收池内水位h3下降至停泵水位时，第二潜污泵关闭，通过池分层排水模式结束。
17.本发明具有以下有益效果：
18.本发明根据调蓄池内雨水水质水位，实现雨水分层排放，快速出水，减少能耗、降低污水处理负荷，提高雨水回用效率，提高水环境保护。
附图说明
19.图1是本发明实施例中基于雨水水质和水位实现调蓄池分层排水系统的结构示意图；
20.图2是图1的a-a剖视图；
21.图3是图1的b-b剖视图；
22.图4是本发明实施例中基于雨水水质和水位实现调蓄池分层排水系统的工作流程图；
23.图中，1-进水管，2-接收池，3-接收池分层排水单元，4-通过池进水孔，5-通过池，6-通过池分层排水单元，7-溢流堰，8-出水管，9-检修井，10-第一液位计，11-第一水质仪，12-第二雨水排水管道，13-第一电动阀，14-第一雨水排水管道，15-第一潜污泵，16-第二液位计，17-第二水质仪，18-第二电动阀，19-第三雨水排水管道，20-第五雨水排水管道，21-第三电动阀，22-第四雨水排水管道，23-第二潜污泵。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
25.参照图1～图4所示，本发明提供的一个实施例中的基于雨水水质和水位实现调蓄池分层排水系统，包括雨水调蓄池和自动化控制系统，雨水调蓄池包括用于容纳初期雨水的接收池2和用于净化后期雨水的通过池5，通过池布置于接受池一侧，接收池和通过池之间由通过池进水孔4相连，接收池前端设置有与上游管网相连的进水管1，通过池末端设置有与下游管网相连的溢流堰7和出水管8；溢流堰7设置于通过池，出水管8与溢流堰7连接；接收池和通过池分别连接有接收池分层排水单元和通过池分层排水单元，自动化控制系统分别与接收池分层排水单元和通过池分层排水单元连接。
26.进一步地，接收池分层排水单元3包括与接收池主体侧壁的第一雨水排水管道14和第二雨水排水管道12，第一雨水排水管道14与下游雨水管道相连，第二雨水排水管道12与下游污水管道相连，第二雨水排水管道的进口端与接受池的底部连通；第一雨水排水管道14与接受池的清水层处连接。
27.进一步地，第二雨水排水管道前端设有用于抽排雨水的第一潜污泵，第一潜污泵布置于接受池的底部，第一雨水排水管道上设有第一电动阀，第一电动阀和第一潜污泵分别与自动化控制系统连接。
28.进一步地，通过池分层排水单元6包括分别与通过池主体侧壁连接的第三雨水排水管道19、第四雨水排水管道22和第五雨水排水管道20，第三雨水排水管道与下游雨水管道相连，第四雨水排水管道与雨水回用处理装置相连，第五雨水排水管道与下游污水管道相连，第五雨水排水管道20的进口端与通过池的底部连通，第三雨水排水管道19布置于第四雨水排水管道的上方；第三雨水排水管道与通过池的表水层处连接，第四雨水排水管道与通过池的中间清水层处连接。
29.进一步地，第五雨水排水管道前端设有用于抽排雨水的第二潜污泵，第三雨水排水管道上设有第二电动阀，第四雨水排水管道上设有第三电动阀；第二潜污泵、第二电动阀和第三电动阀分别与自动化控制系统连接。
30.进一步地，接收池和通过池内均布设有用于监测水质的水质仪；通过池内安装有
用于监测实时水位的第二液位计16，用于监测清水层和浊水层之间分隔水位水质的第二水质仪17。
31.进一步地，接收池和通过池内均布设有用于监测水位的液位计；接收池2内安装有用于监测实时水位的第一液位计10，用于监测清水层和浊水层之间的分隔水位水质的第一水质仪11。
32.进一步地，接受池和通过池上均设有检修井，检修井布置于相应分层排水单元上方。
33.本发明的工作原理：1、降雨时，第一电动阀13、第二电动阀18和第三电动阀21关闭，第一潜污泵15和第二潜污泵23关闭，调蓄池分层排水模式不启动，调蓄池利用接收池2蓄积初期雨水，接收池2蓄满水后雨水沿通过池进水孔4进入通过池；利用通过池5净化雨水，通过池5蓄满水后，雨水通过溢流堰7和出水管8流出。
34.2、降雨结束，第一液位计10监测接收池实时水位(h1)情况，根据接收池2内颗粒物沉降试验确定的浑液面上方适宜高度作为清水层和浊水层的分隔水位(h2)，由第一水质仪11监测h2处浊度。当h2浊度不达标时，控制系统判断雨水未完全分层，接收池不排水。当h2浊度达标时，控制系统判断雨水完全分层，此时接收池2开始排水。首先第一电动阀13开启，水质较好的表水层和清水层雨水通过重力作用沿第一雨水排水管道14排放至下游雨水管道。当接收池内水位h1下降至h2以下时，第一电动阀13关闭，而第一潜污泵15开启。此时水质较差的浊水层雨水沿第二雨水排水管道12被抽排至下游污水管道。当接收池内水位h1下降至停泵水位时，第一潜污泵15关闭，接收池2分层排水模式结束。
35.3、降雨结束，第二液位计16监测通过池实时水位(h3)情况，根据雨水水质特点将液面下方适宜深度作为表水层和清水层的分隔水位(h4)，根据通过池5内颗粒物沉降试验确定的浑液面上方适宜高度作为清水层和浊水层的分隔水位(h5)，由第一水质仪17监测h5处浊度。当h5浊度不达标时，控制系统判断雨水未完全分层，通过池不排水。当h5浊度达标时，控制系统判断雨水完全分层，此时通过池5开始排水。首先第二电动阀18开启，含有漂浮物的表水层雨水通过重力作用沿第三雨水排水管道19排放至下游雨水管道。当通过池5内水位h3下降至h4以下时，第二电动阀18关闭，而第三电动阀21开启。此时水质较好的中间清水层雨水沿第四雨水排水管道22进入雨水回用处理装置。当通过池5内水位h3下降至h5以下时，第三电动阀21关闭，而第二潜污泵23开启。此时水质较差的浊水层雨水沿第五雨水排水管道20被抽排至下游污水管道。当接收池2内水位h3下降至停泵水位时，第二潜污泵23关闭，通过池5分层排水模式结束。分层排水控制流程图如图4所示。
36.综上所述，调蓄池设有液位计和水质仪，能够根据调蓄池内接收池和通过池的实时水位及设定水位的水质发出水位和水质信号，以分别控制表水层、清水层和浊水层的排放；调蓄池设置的第一雨水排水管道可以将接收池内表水层雨水和清水层雨水通过重力作用流入下游雨水管道，设置的第三雨水排水管道可将通过池表水层雨水凭借重力自流进入下游雨水管道，无需使用水泵抽取外排，能耗低，出水速度快，且排出的雨水对自然水体不构成污染，还能减轻对污水处理厂的处理负荷；调蓄池设置的第四雨水排水管道可以将通过池内中间清水层雨水输送至雨水回用处理装置进行处理净化，由于调蓄池内中间清水层为经过沉淀后的雨水，其固体颗粒物浓度已减小，故而对雨水回用处理装置的负荷较小，经过回用装置的净化，可快速达到回用水出水水质标准，展现高效雨水资源化利用的优点；调
蓄池设置的第二雨水排水管道和第一潜污泵可以将接收池内浊水层雨水提升至下游污水管道，设置的第五雨水排水管道和第二潜污泵可以将通过池内浊水层雨水提升至下游污水管道，避免底部浊度较大的污水排放自然水体而引起水环境污染。
37.以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。