一体化智能截流井技术与应用

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一体化智能截流井技术与应用
【摘要】本文首先介绍了传统截流井存在的不足之处,其次阐述了一体化智能截流井优势,并对其构造、应用等方面进行了分析,希望通过本文的分析,能为一体化智能截流井的应用提供参考依据。
【关键词】一体化智能截流井;传统截流井;应用分析
随着社会的发展,时代的进步,也带动了城市化建设进程的不断加快,在此背景下,大部分城市均积极建设了地下排水管网,但值得注意的是,目前仍有少部分区域依旧是以合流制排水体制为主,再受到雨污混接的影响,导致河道水质欠佳、散发恶臭等现象屡见不鲜,这种情况下,不仅会对周边生态环境带来不利影响,而且也会直接威胁到周边人们的饮水安全。为了避免此类问题的发生,从根源抑制污水流入河道,需要业内人士结合实际情况,采取切实可行的措施加以治理。目前一体化智能截流井的应用要更为常见,且应用效果良好,但在未来仍需要业内人士对其进行深入研究。
1传统截流井概括
1.1传统截流井类型
基于不同的形式,污水截流井可划分为堰式截流井、槽式截流井、以及槽堰结合式截流井三种。第一、针对堰式截流井来说,其是在井内设置堰,将进水管管底与截流管管底维持相平的形态,如果是混接污水流量较小,且水深在堰之内的情况下,旱流污水会逐渐流入污水管网,经实践表明,堰式截流井在排水放口位置低、下游河水位高状况下的应用效果更明显;第二、针对槽式截流井来说,其截流管设计水面和管顶不应超出合流管管底,较少的污水会顺着底部流槽流进截污管。第三、针对槽堰结合式截流井来说,顾名思义,其是槽式截流井和堰式截流井结合而成的,在下游排放口水位相对较高,合流管不大,截流污水可以重力自流进入截流管。
1.2传统截流井存在的不足之处
众所周知,传统截流井最大的优势在于成本低和使用广泛等方面,但在实际应用阶段,依旧存在很多的不足之处,需要业内人士加以关注。首先,传统截流井是以钢筋混凝土为主,由于污水产生和降雨过程都存在很多不确定性,设计难以精准计算,项目前期调研及设计阶段均需要消耗大量人力物力,实际施工周期较长。其次,传统截流井难以最大程度
避免出现河水倒灌的现象。堰式和槽堰结合式截流井虽然能起到一定的防河水倒灌作用。但实际项目应用中,更多的是采用鸭嘴阀或拍门作为防倒流措施。值得注意的是,由于鸭嘴阀和拍门均是橡胶材料,不可避免的存在容易老化现象,进而出现维修与更换工作量较大的问题。最后,传统截流井最大的缺点就是难以有效截流初期雨水和排放后期干净雨水,追溯其根源,主要是因为其构造的影响,无法根据水质、水量、水位进行有效调节,要不存在不能对污染较重的合流污水和初期雨水进行有效的截流,造成雨天冒黑水,对河流仍然造成较为严重的污染。要不存在过度截流,把大量较干净的雨水截流到污水管中,加大污水处理厂或污水提升泵站的运行费用,降低污水处理效益。在工程实践中,很多工程设计带有很大的随意性,特别是对一些支管的截流设计,由于有各地最小污水管取值的习惯做法,即有些地方污水管最小管径取d400,甚至是d500,与截流井前的合流管管径相差不大,甚至是相当的,采用传统截流井,实际截流量或截流倍数是相当大的,远大于设计截流倍数,大大增加了进入污水处理厂的处理水量,降低进厂污水浓度,增加污水处理成本,对降低污水处理效益有着不可忽视的不利影响。同时根据《室外排水设计规范》(GB50014-2006)(2016年版)《合流制系统污水截流井设计规程》(CECS91-97)中的公式,计算结果堰高较大,必然会造成上游合流管道产生雍水,从而降低其他排水能力,人为造成排水不畅,甚至造成积水、内涝或冒溢可能【1】
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2智能截流井的发展
图像火焰探测器以信息化和智能化为标志的全球新一轮科技和工业革命正在蓬勃兴起,智能化的应用正在全球以不可阻挡之势,将对技术、经济和社会等等各方面产生革命性的影响【2】。目前我国5G技术已经大量使用,“中国制造2025”正在落实,大数据战略正在实施,为智能化的应用提供了良好的基础和历史性的机遇。
随着环境保护要求的提高,特别是黑臭水体治理工作的推进,不管是对合流制截流还是对雨水系统初雨的截流,对排水系统截流设施功能的要求大大的提高,截流井从最初的传统截流井发展到以机械控制方式为主的具有一定智慧功能截流设施,主要以通过液位的变化,采用水力或电控方式控制保持截流流量的相对稳定,有利于保持排水管网流量和污水处理厂处理设施有效运转超导失超【3】。但是机械控制方式的截流设施还是具有一定的局限性,还是存在大量降雨后期雨水进入截流系统,或污染严重的雨水没有得到有效截流而进入地面水体,从而生产黑臭现象。
闸式截流井就是机械控制方式,其实也是堰式截流井的进化版,为了避免后期出现河水倒灌的现象,在旱流及下雨初期关闭闸门,在下雨中后期打开闸门。某N市的一条现状合流
主干渠因为排放口旱流水位低于内河常水位,排入内河排放口处采用活动堰,旱季时活动堰工作,截流污水进入污水处理厂,大雨的中后期活动堰放下,防止或减轻上游内涝或积水。
提升式截流井,因截流管较高,旱流污水和初期雨水不能采用重力自流的方式排入截流流,必须采用潜污泵进行提升,同时在需要时配置闸门或者拍门。提升式截流井是一种提升泵站的组合体。
为了更有效的进行截流,不管是合流制排水系统系统或是雨水排水系统,采用水质、水位、雨量、时间等控制参数,甚至安装配套了可视系统,通过以计算机为基础的分散控制系统DCS与电力自动化监控系统组成的数据采集与监视控制系统SCADA预付费智能电表【4】,或者是把上述控制参数上传云服务系统,利用“互联网+”实现远程监控和管理,这种具有较高智慧的智能截流井已经应用到了实际工程中。
3一体化智能截流井构造及应用
一体化智能截流井一般都是预制集成为一体化的形式。一体化智能截流井从截流和出流方
式,可以主要分为三类:第一类是重力流截流井;第二类是提升截流井;第三类是带防倒灌设施的截流井。重力流截流井一般由筒体、截污闸门、雨水闸门、液压控制系统或压力传感器、雨量计、防雨控制柜、智能云监控平台等组成。提升截流井是在重力流截流井基础上,由于下游截流污水管较高,需要提升排放,或与合流泵站合建提升排放,而需要增加进水格栅、污水提升装置等设施。带防倒灌设施的截流井是由于原合流管道出口处水体水位较高而可能出现外水倒灌时增加鸭嘴阀或其他防倒灌设施,如活动坝等。截流井的筒体采用玻璃钢机械缠绕一次成型【1】
针对一体化智能截流井来说,其作为一种集成化智能设备,有着非常突出的雨污分流能力,并且占地面积小、防渗漏效果突出、以及施工快等方面是其显著的优势,也能有效避免出现传统截流井的不足之处。除此之外,一体化智能截流井无论是在农村生活污水治理、海绵城市建设,还是在截污纳管、雨污分流、以及水环境生态修复等方面均能起到良好的效果,利用手机 APP进行实现实时监控,随时查看运行数据,监控运行情况等,完全实现无人值守【5】,对城市边缘、甚至乡镇、农村地区的智能截流井、甚至污水处理一体化设施的运行带来极大的便利,大大节省运行管理费用,提高运行管理水平,对上述地区的污水处理和生态建设起到极大的促进作用。
普遍情况下,一体化智能污水截流井主体是以高强度纤维玻璃钢制造预制筒体为主的,或采用304不锈钢整体焊接成型,其耐高温、耐高压效果明显,在需要采用除臭在地方,还可以集成除臭设施能最大程度避免产生异味。
针对一体化智能截流井的运行情况来说,旱流时合流管道中为污水,其水量和井体内水位较低,自控截污装置闸板不关闭,污水通过截流井流入下游污水管网。如果在污水管网内水位较高的情况下,可借助水泵强排方式,水泵会自动参考液位值进行开启或关闭,污水流入污水厂,如果雨水闸门在开启的情况下,也能有效避免出现河水倒灌的问题。在下雨初期阶段,污水闸门开启、雨水闸门关闭的情况下,潜水泵会以液位值为基础,自动进行开启或关闭,合流污水随后会进入污水厂【3】。如果在持续降雨的情况下,截流井能实时掌握水位上升情况,如果水质污染物浓度降低到设定值,污水会自动关闭,并自动实时限制截流,随之自主开启雨水闸门,为中后期雨水顺利排出提供有利条件。背板制作
随着智能化技术的发展,采用以水质监测或液压传感器检测井内水位高低或通过雨量计判断降雨量的大小为控制方式的机械截流设施,包括小型的一体化智能截流井、可调的橡胶坝、 可调的堰高或翻板闸等种类,应大力推广采用,既保证溢流水质符合要求,同时满足
适量初期雨水进入污水处理设施进行处理。大型的排污口应增加摄像头监控以实现可视化管理。动力来源可采用太阳能光伏,实现绿生态结果。
4一体化智能截流井优势
4.1有效避免出现河水倒灌的现象
经上文的分析可以明确,传统截流井诸多问题且难以改进,而针对一体化智能截流井来说,其是由液压控制系统、平板闸门以及闸板组合而成的,电液推杆会驱使闸门进行开启或关闭,并借助位移传感器,提升闸门开启度的精准性,由于其内部系统自带蓄能器,即便在停电期间,也能对闸门进行一次开启或关闭。另外,由于闸门是双向密封止水的,所以其密封效果良好。
4.2防淤泥效果突出
风门执行器众所周知,传统截流井只会在污水进水口位置设置截污挂篮,对截流井内部杂质和淤泥积累等方面没有过多的考虑,从而导致杂质堵塞潜污泵问题屡见不鲜,再加上对截流井的养护不到位,也会对截污作用的发挥带来不利影响。而针对一体化智能截流井来说,由于其
底座自带有防淤泥设计,泵坑内并不会存在过多的污水,这种情况下,再次启动泵时,在泵坑周边流速的作用下,能实现自动清洁,从根源减少作业人员清理淤泥的工作量。
4.3施工便捷,施工周期短
由于一体化智能截流井的玻璃钢井筒身内存在诸多先进设备,如长寿命的潜污泵、拦污格栅、传感器、以及液动闸门等,再加上其高度集成智能化的作用下,能加强其内部空间利用率的同时,也能从根源减少土方开挖量、占地面积,从而在无形之中缩短施工周期,仅完成混凝土底板浇筑即可,施工便捷,当然对施工人员专业性等方面也不会有较为严格的要求【1】
总结:
经上文的分析可以明确,与传统截流井相对比而言,一体化智能截流井优势诸多,主要体现在有效避免出现河水倒灌的现象、防淤泥效果突出、以及施工便捷,施工周期短等方面,也正因为其这些优势,一体化智能截流井深受水务与环保领域的高度认可。特别是海绵城市建设,黑臭水体治理,智慧排水等工程的实施,雨水和污水自动切换分流,初期雨
水的截流的需要,随着我国材料、自控、以及水务等行业突飞猛进的发展,一体化智能截流井也会越来越完善,其在排水工程设施和生态修复建设中具有很好的应用前景和推广价值,并有逐渐替代传统截流井,数字化、智能化、可视化不可阻挡的趋势。

本文发布于:2023-05-16 05:11:55,感谢您对本站的认可!

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