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        智能截流井在惠州市城區(qū)截污治污工程中的應(yīng)用

        2020-11-09 11:53:54譚建國(guó)蔡桂安余路路
        廣東水利水電 2020年10期
        關(guān)鍵詞:液動(dòng)槽式開式

        譚建國(guó),蔡桂安,余路路

        (中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司,云南 昆明 650041)

        1 概述

        惠州市惠城區(qū)金山湖水位約為11.6 m,20年一遇洪水位約為13.8 m,根據(jù)管網(wǎng)布置,演達(dá)大道片區(qū)W-1.2截流井出水口標(biāo)高約為8.1 m。截流井排水為淹沒出流,與常水位高差約3.5 m,與20年一遇的洪水位高差約5.7 m。傳統(tǒng)截流井出水管道與外河水位高差較大,外河水出現(xiàn)波動(dòng)時(shí),大概率將出現(xiàn)外水倒灌的現(xiàn)象。老舊城區(qū)征地困難,調(diào)蓄池需要集中布置,部分截流井需要服務(wù)范圍較大。鑒于老舊城區(qū)用地問題及汛期降雨量較多,截流井選型至關(guān)重要。

        2 傳統(tǒng)截流井形式

        傳統(tǒng)截流井有槽式截流井、堰式截流井、堰槽結(jié)合式截流井,工程中需根據(jù)不同的情況設(shè)置不同形式的截流井。

        2.1 槽式截流井

        形式簡(jiǎn)單,截流效果好,對(duì)上游影響小,也不影響下游溢流管排水能力,但是須降低溢流管的設(shè)計(jì)標(biāo)高,在設(shè)計(jì)管道高程受限制的情況下不適用。槽式截流井樣式見圖1所示。

        2.2 堰式截流井

        堰式截流井應(yīng)用廣泛,一般設(shè)于現(xiàn)狀合流污水管道上,不需要改變現(xiàn)狀管道的標(biāo)高,也不用降低截流管的高程。其優(yōu)點(diǎn)是能設(shè)置一定的溢流堰高控制截流量在一定的范圍內(nèi)。但工程實(shí)施的前提是截流管管底高程比實(shí)際合流管的現(xiàn)狀管底高程低,而且在現(xiàn)狀合流管道斷面較大時(shí),槽式截流會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有結(jié)構(gòu)破壞,施工難度變大[1]。實(shí)際應(yīng)用中,溢流堰口上經(jīng)常被雜物堵塞,影響溢流排水。堰式截流井樣式見圖2所示。

        圖1 槽式截流井示意

        圖2 堰式截流井示意

        2.3 堰槽式截流井

        堰槽式截流井是一種主要的截流井形式,其井內(nèi)的溢流堰頂高程可以在其余結(jié)構(gòu)施工完畢后結(jié)合進(jìn)水量進(jìn)行確定[2]。堰槽式截流井樣式見圖3所示。

        圖3 堰槽式截流井示意

        3 智能截流井

        智能截流井在傳統(tǒng)截流井的模式上增加閘門、雨量計(jì)、超聲波液位計(jì)裝置,安裝在露天的雨量計(jì)可以監(jiān)測(cè)降雨量,通過判斷雨流量大小,自動(dòng)控制閘門的啟閉[3]。

        晴天,液動(dòng)限流閘門自動(dòng)開啟,液動(dòng)下開式堰門自動(dòng)關(guān)閉,污水全部被攔截到截污管并流至污水處理廠[4]。

        降雨開始后,初期雨水污染物含量依然較高,當(dāng)井內(nèi)的懸浮質(zhì)濃度SS超過設(shè)定的懸浮質(zhì)濃度時(shí),液動(dòng)下開式堰門自動(dòng)調(diào)整到警戒水位(上游管道最高允許水位)相應(yīng)的開度。液動(dòng)限流閘門的開度取決于水流的流量值,確保流入截污管的流量不會(huì)超過設(shè)定的流量值。

        當(dāng)智能截流井內(nèi)水位超過警戒水位。井內(nèi)的懸浮質(zhì)濃度SS小于設(shè)定的懸浮質(zhì)濃度,液動(dòng)限流閘門將自動(dòng)關(guān)閉,液動(dòng)下開式堰門開啟行洪,后期雨水可以排放到江河里。

        智能截流井運(yùn)行原理示意見圖4~6。

        圖4 智能截流井晴天運(yùn)行原理示意

        圖5 智能截流井在初雨期運(yùn)行原理示意

        圖6 智能截流井在雨水中后期運(yùn)行原理示意

        智能截流井適用于出水管與常水位高差較大且截流井服務(wù)范圍大、服務(wù)范圍內(nèi)面源污染及下墊面較差的情況。

        4 智能截流井與傳統(tǒng)截流井對(duì)比分析

        智能截流井功能與其他傳統(tǒng)的截流井相比優(yōu)勢(shì)巨大(見表1)。

        智能截流井的優(yōu)勢(shì)分析:

        1) 智能截流井在截污管前安裝液動(dòng)控制閘門,對(duì)流向污水處理廠的最大量能夠進(jìn)行控制,可以防止污水回流。傳統(tǒng)截流井不能控制截污管流量,且無法防止污水回流[5]。

        2) 智能截流井的液動(dòng)下開式閘門,可根據(jù)進(jìn)水量進(jìn)行調(diào)節(jié)截流高度,防止江河水倒灌。但傳統(tǒng)截流井只是固定堰,無法調(diào)節(jié)截流高度和防止污水回流。

        3) 智能截流井采用水質(zhì)法、雨量法、時(shí)間法和水位法進(jìn)行控制,傳統(tǒng)截流井只是水位控制。

        4) 智能截流井通過SCADA系統(tǒng)進(jìn)行智能化控制,傳統(tǒng)截流井只能控制單一設(shè)備,智能截流井可遠(yuǎn)程查看運(yùn)行狀態(tài)并控制[6],更契合智慧水務(wù)的相關(guān)要求,可結(jié)合智慧水務(wù)技術(shù),建成集動(dòng)態(tài)信息采集、遠(yuǎn)程閘門監(jiān)視監(jiān)控、設(shè)施設(shè)備基礎(chǔ)信息管理、調(diào)度決策支持等功能于一體的信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)排水系統(tǒng)的智能調(diào)度,為提升排水能力及應(yīng)急決策提供科學(xué)依據(jù)。

        表1 截流井對(duì)比分析

        5 運(yùn)行效果

        惠州金山新城水環(huán)境項(xiàng)目,環(huán)湖城中村片區(qū)冰糖村A線全長(zhǎng)為2 326.6 m,設(shè)有槽式截流井3座。受雨水影響,金山湖水位抬高,截流井出現(xiàn)湖水倒灌現(xiàn)象,沖擊現(xiàn)狀污水管線且截流井淤積現(xiàn)象嚴(yán)重。

        演達(dá)大道片區(qū)截污管網(wǎng)全長(zhǎng)為24 907.5 m,設(shè)有截流井25座,其中W-1.2設(shè)為智能截流井。W-1.2(智能截流井)運(yùn)行數(shù)據(jù)反饋顯示,智能截流井運(yùn)行情況良好,液動(dòng)限流閘門及液動(dòng)下開式堰門能按預(yù)期目標(biāo)自動(dòng)開啟關(guān)閉,出水管COD值滿足設(shè)計(jì)要求,未出現(xiàn)洪水倒灌現(xiàn)象,減輕了雨水量過大沖擊污水管的現(xiàn)象。截流井運(yùn)行數(shù)據(jù)見表2。

        表2 W-1.2(智能截流井)運(yùn)行數(shù)據(jù)

        通過智能截流井的應(yīng)用,金山湖水質(zhì)得到了明顯改善。根據(jù)對(duì)金山湖周邊雨水排口的檢測(cè),懸浮質(zhì)濃度SS值為123 mg/L,濃度滿足設(shè)計(jì)要求。降雨時(shí)通過智能截流井進(jìn)入污水截流干管的雨水量保持穩(wěn)定,減輕了雨水對(duì)截流干管的沖擊,證明智能截流井的使用對(duì)城市污染水體治理有顯著作用。

        6 結(jié)語(yǔ)

        智能截流井處于起步階段,但其在截污治污工程中承擔(dān)著重要作用,智能截流井在截污限流、防自然水體倒灌、防止截污管前淤泥堆積等功能上比一般截流井有著巨大的優(yōu)勢(shì)。其動(dòng)態(tài)信息采集、遠(yuǎn)程閘門監(jiān)視監(jiān)控等功能極大便利了截流井的運(yùn)行及監(jiān)控,有效地解決了老舊城區(qū)征地困難、服務(wù)范圍廣的問題。

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