世博浦东园区雨水泵站初期雨水调蓄池冲洗方式设计
分流制排水系统初期雨水调蓄及处理工艺设计
分流制排水系统初期雨水调蓄及处理工艺设计摘要：随着经济的快速发展，我们的环境越来越差。
保持环境的平衡和改善是化学工业的支柱，同时也带来了严重的污染，日益增长的绿色和高质量的发展挑战，优化化学结构，引进高质量的清洁生产是化学工业可持续发展的有效途径。
目前化学工业中常见的清洁和雨水污染问题。
关键词：分流制排水系统；雨水调蓄；处理工艺引言石油化工企业生产及辅助装置、罐区等区域因不可避免的介质泄漏、飘落等因素，会积聚一些有机污染物。
这些有机污染物可能会在降雨时被雨水冲刷并随受污染的雨水进入厂区雨水系统，受污染的雨水如不收集、处理，任其随未污染的雨水直接排放厂外水体，必然对厂外水体造成污染，因此必须对污染雨水进行收集、处理。
对此《石油化工环境保护设计规范》（SH/T3024—2017）、《石油化工给水排水系统设计规范》（SH/T3015—2019）等相关国家及行业设计规范已提出明确要求。
如何有效分离未污染雨水和污染雨水，既不无谓地增加污染雨水量，增加项目工程建设投资及后续污水处理负荷，又保证设计污染雨水量全收集，并简单高效地隔离已进入污染雨水池的污染雨水及其表面的污油及其它污染物，阻止其进入系统雨水管道，各大工程公司、设计院和环保企业开发出多种技术方案，以期简单、高效实现雨水的清污分离。
目前，适用范围较广的雨水清污分流方式，根据工作原理可分为：液位监控电动阀分流式、液位监控闸板分流式、溢流隔网井分流式和水力溢流分流式。
就各种雨水清污分流方式的原理、结构、应用等进行细致的介绍、分析、比较了每种方式的优缺点，并结合实际案例进行比选。
1雨污分流雨水管网是与污水管网分开构建的，这些雨水管网应创建为沟口视觉管网，按照规则构建沟渠和主要沟渠，并确保符合坡度要求。
为了达到清洁排水标准，雨水必须与最近的雨水分开收集，以便进入污水处理厂；达到这些标准后，应当将水直接排入河床，这通常是雨水的第一个15min，以便达到精确的控制要求；化学工厂被划分为受污染和未受污染的区域，其中屋顶、外部设备、罐和蓄水池被定义为受污染区域，而其他区域被指定为非冷凝区域。
初期雨水调蓄池调蓄能力的探讨
初期雨水调蓄池调蓄能力的探讨我国水污染产生的很大的一个原因就是初期雨水径流造成的，在降水的过程中，雨水中含有很多污染的物质，当雨水降落到地面后，又将地面上污染物质进行冲刷，这些雨水最终都会流入到湖泊中，给我国的水资源造成极大的污染，其污染物的浓度非常高，几乎近三分之一的水污染都是由此造成的，雨水通过对地面的冲刷后，其污染物质比之前要出近20倍，这些雨水在进入到我国的湖泊中，无疑会带来很严重的污染。
一、初期雨水调蓄池容积计算方法分析（一）分流制排水系统在初期雨水调蓄池容积的计算现在，在我国很多新型的城市中，都建立了完善的排水系统，雨水可以通过排水系统被输送到雨水站进行处理，这在一定程度上可以减少水污染，在降水的过程中，如果不对初期的雨水进行处理，就会造成很大的污染，因为初期的雨水含有的污染物是最多的，尽管现在已经设置了分流制的系统，能够对雨水进行节流，防止发生污染，其在短时间内可以防止水污染。
其容积的计算方法可以用公式：V=1.5*S*AU来计算，其中，V代表的是蓄水池的容积，S代表的是每公顷的雨水调蓄的量，AU指的是固化的面积，从而能够计算出其容积。
（二）河流制排水系统初期雨水调蓄池容积计算分析在排水系统的设计中，一般都是采用河流制的排水系统，是运用一根统一的管道，将所有的雨水排出，但是，这种排除污水的方法具有一定的局限性，这类排水系统只有一根管道，不能实现污水的分流，在排水中，可能效率会比较低下，而且大量的雨水直接流入合流管道中，如果排水管道内的污水过多，超出了其污水收纳的极限值，就会导致污水直接会排放至受纳水体中，就会导致大量的水体遭到污染，而且合流制管道会导致大量的水生生物的成长，在水体内会发生富营养化的现象，不利于对污水的治理。
合流制排水系统的初期雨水调蓄池的工作方法是在降水初期能够将雨水收集，当降水停止以后，直接将雨水输送到排水管道内，进行污水的治理，能够对初期的混合雨污水进行处理，能够起到良好的截流效果。
世博文化中心屋面雨水收集利用介绍
世博文化中心屋面雨水收集利用介绍谭 奕 蒋 旻 田钢柱(华东建筑设计研究院有限公司,上海 200002)摘要 介绍了世博文化中心屋面雨水收集利用的设计计算过程,就屋面雨水的收集面积确定、雨水存储池的容积计算及雨水处理工艺作了阐述。
根据实际杂用水水量确定收集雨水所需的屋面面积,并通过雨水集蓄效率分析确定合理的储水池容积,采用安全合理的雨水收集处理系统,使设计达到节水、经济、合理的目的。
关键词 世博文化中心 雨水存储池 降雨厚度 非传统水源利用 上海世博会世博文化中心是上海世博园区内的永久性场馆之一。
文化中心形似飞碟, 飞碟主体上、下两片水平向伸展的弧形曲面构成轻盈飘逸的建筑形态。
屋面材料为铝合金面板,其弧形屋面为屋面雨水收集提供了良好条件。
采用安全合理的雨水收集系统,并根据实际使用的杂用水水量确定合理经济的雨水处理系统是文化中心雨水回收利用的目标。
1 雨水回收利用设计计算关键点1.1 降雨重现期的确定由于文化中心的屋面为弧形,雨水不会在屋面长时间聚集,可直接通过屋面泄流,因此计算屋面雨水系统时降雨重现期不需取高值,重现期按10年考虑。
上海市科学技术委员会世博科技专项(08dz0581602)。
1.2 用于回收雨水的屋面面积的确定本工程屋面雨水收集处理后作为非传统水源主要回用于绿化灌溉、地面冲洗、道路浇洒,同时作为备用的过渡季节空调冷却塔补水水源。
根据需水量计算结果仅需收集约一半的屋面雨水即能满足要求(具体详见计算过程)。
同时考虑屋面跨度很大,横向跨度约为203m,竖向跨度约为165m,若将所有屋面雨水回收并汇集到地下2层北侧雨水泵房内的雨水水箱,会增加管道的敷设长度及相应的管材数量、费用,同时也增加了现场管道的敷设难度。
因此用于回收的屋面面积取一半的屋面面积,见图1。
世博文化中心的屋面面积为21840m2,取一半面积为10920m2。
1.3 存储池设计和降雨厚度确定降雨厚度是雨水存储池有效储存容积计算的重支架点焊固定在桁架上,南、北两面约11m大跨度桁架上的水管则另加一根钢索从桁架上将其斜拉住。
初期雨水收集处理方案
初期雨水收集处理方案雨水是一种宝贵的资源，可以用于农业灌溉、工业用水以及城市景观等多个方面。
为了更好地利用雨水资源并减少对自来水的依赖，我们需要制定一套初期雨水收集处理方案。
本文将介绍该方案的具体内容，包括雨水收集设施的设置、雨水处理过程以及利用雨水的方式。
一、雨水收集设施的设置1. 蓄水池为了收集大量的雨水，我们需要建立一个蓄水池。
蓄水池可以是地下的或地上的，具体的选择需要根据场地条件和需求来确定。
在规划蓄水池时，需要考虑容量和安全性，以确保可以储存足够的雨水资源并防止水的泄漏。
2. 水管系统为了将雨水从屋顶和其他收集点导入蓄水池，我们需要设计一套水管系统。
这个系统应该能够有效地收集雨水并将其输送到蓄水池中。
在设计水管系统时，我们需要考虑水流的速度、输送距离以及材料的选择等因素，以确保水的顺利流动。
3. 过滤装置在将雨水输送到蓄水池之前，我们需要设置过滤装置来去除其中的杂质和污染物。
过滤装置可以采用物理过滤和化学处理的方式，以确保收集到的雨水清洁无害。
常用的过滤装置包括沉淀池、滤网和活性炭过滤器等。
二、雨水处理过程1. 蓄水雨水首先通过水管系统被输送到蓄水池中。
蓄水池的设计应该考虑到雨水的容量和储存时间，以确保能够收集到足够的雨水供后续处理和利用。
2. 沉淀在蓄水池中，雨水会经历一个沉淀过程。
由于重力作用，悬浮在雨水中的较重颗粒物会逐渐沉淀到池底，从而净化雨水。
这个过程可以通过合理设置蓄水池的进出口来实现，以提高沉淀效果。
3. 过滤经过沉淀后，雨水中仍然可能存在微小颗粒和污染物。
因此，我们需要使用过滤装置对雨水进行进一步的净化处理。
过滤装置可以去除较小的悬浮颗粒、泥沙和细菌等有害物质，以确保收集到的雨水质量达到相应的标准。
4. 杀菌为了确保收集到的雨水的安全性，我们可以采用杀菌的方法来消灭其中的细菌和病毒。
常用的杀菌方式包括紫外线照射、臭氧氧化和氯消毒等。
通过对雨水进行杀菌处理，可以有效地防止水源污染和水传播疾病的风险。
人工湿地系统处理初期雨水在浦东科技园区的应用
link appraisement王超维1任鑫森1顾征宇1.上海烟草集团有限责任公司；2.山恒生态科技股份有限公司王超维（1987－）男，浙江宁波镇海人，硕士研究生，工程师，研究方向为河湖及人工湿地处理技术。
人工湿地系统处理初期雨水在浦东科技园区的应用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（GB18194－1989）测定总氮（TN），纳氏分光光度法（HJ535－2009）测定氨氮（NH 4+－N），钼酸铵分光光度法（GB/T 11893－1989）测定总磷（TP），用重铬酸钾法（GB11914－1989）测定化学需氧量（COD Cr ）。
测试周期为2019.06－2020.05，检测频率为1月/次，样品均取3个平行样，用Microsoft Excel 2016软件进行>生态稳定塘含量，表明人工湿地系统各个工艺均对进水中的NH 4+－N 具有一定的去除效果。
（2）调蓄池中水NH 4+－N 质量浓度范围为2.51mg/L ～2.80mg/L，图5 湿地系统对初期雨水径流TN 去除效果图图3 湿地系统对初期雨水径流TP 去除效果图图2 湿地系统中水体TP 含量变化图图4 湿地系统中水体TN 含量变化图图1 人工湿地系统处理初期雨水径流流程图图6 湿地系统中水体NH4+－N含量变化图7 湿地系统对初期雨水径流NH4+－N去除效果图图8 湿地系统中水体COD cr含量变化图图9 湿地系统对初期雨水径流COD Cr去除效果图39.7%~68.1%，优于人工湿地系统对磷的去除主要靠基质的沉淀作用、植物茎叶的吸收转化作用、微生物同化作用及好氧条件下聚磷菌的过量摄磷作用等。
TP去除率在一定时间范围内，随着温度的升高，去除率逐渐升高，这主要受到是植物的吸收和微生物同化作用的影响。
当温度升高，水生植物进入快速生长期，植物茎叶和根系对可溶性磷酸盐的吸收速率加快，因此去除率较高。
而且这个时期也是微生物同化作用最合适的温度范围，微生物活动加强，同化作用加强，TP去除率达到最高。
全地下式雨水泵站及调蓄池在世博会园区中的应用_何志刚
城市道桥与防洪２００９年７月第７期全地下式雨水泵站及调蓄池在世博会园区中的应用何志刚，方琦（上海科达市政交通设计院，上海２０００３０）摘要：为解决初期雨水直排水体所带来的水环境污染问题，同时为合理利用地下空间并尽量减小泵站和调蓄池对周边环境的影响，世博园区后滩雨水泵站及调蓄池设计为全地下式合建排水构筑物。
该文详细介绍了该工程的设计规模和调蓄池的布置、设计计算及运行模式等，并对工程特点和注意事项进行了总结，在类似工程中可结合其工程自身特点予以应用。
关键词：初期雨水；调蓄池；雨水泵站；合建；全地下式；上海中图分类号：ＴＵ９９２．２５文献标识码：Ｂ文章编号：１００９－７７１６（２００９）０７－０１２２－０４0前言近年来，随着上海市、区两级政府对水环境治理的不懈努力，目前市中心城区河道的黑臭现象已基本消除，苏州河及黄浦江的水质也得到了很大程度的改善。
２００９年，上海市政府将启动第四轮环保三年行动计划，对此，为使上海的水环境不断改善，近年来上海市所新建的雨水泵站均已考虑了设置旱流污水截流设施，将雨水系统内所混接的旱流污水经污水截流泵提升后，至相应的污水系统排放，从而在很大程度上解决了雨水系统内所混接的污水直排水体所带来的环境污染问题。
但对污染同样比较严重的系统内初期雨水（以下简称“初雨”），由于其瞬时流量较大，常规雨水泵站内若考虑对其进行直接截流，则不但下游污水管网无法承受如此大的流量负荷，而且由于旱季和雨季截污泵流量悬殊很大，从而引起截污泵型号及台数较多。
这不但运营管理复杂，而且会使泵站规模增大，工程的技术经济合理性较差，在实际应用中无法推广。
初雨虽然瞬时流量较大，但是由于其延续时间相对较短，因此可以考虑将其收集后，通过污水泵在污水流量低谷时段，将其提升至污水系统后排放。
因此按上述思路，可以在雨水系统末端设置用于收集初雨的调蓄池，从而解决初雨直排水体所带来的水体污染问题。
下面本文将结合世博会园区后滩雨水泵站及初期雨水调蓄池（以下简称“调蓄池”）的设计，将调蓄池的形式、设计计算及运行模式等作个具体介绍。
初期雨水池方案
初期雨水池方案引言雨水收集是一种重要的水资源管理方法，能够最大程度地减少淡水资源的使用。
为了有效收集并储存雨水，初期雨水池方案是一个不可忽视的环节。
本文将介绍一个初期雨水池方案，旨在为大家提供一个可行的设计和操作指南。
1. 设计目标初期雨水池方案旨在达到以下目标：•最大化收集雨水的能力•有效过滤杂质和污染物•提供可靠的储水能力•简化维护和清洁工作•考虑环境保护和水资源管理的需求2. 雨水收集系统2.1 雨水收集面积要确定初期雨水池的尺寸和容量，首先需要计算雨水收集的面积。
可以通过以下公式来估算：收集面积 = 屋顶面积 × 收集系数其中，收集系数是指雨水实际能够收集的比例，一般取0.8左右。
2.2 雨水收集设施为了收集雨水，需要建立适当的收集设施，如雨水管道和收集槽。
雨水管道应安装在屋檐下方，将雨水引导至收集槽中。
收集槽可以采用塑料或水泥材料，容量应根据可用面积和需求进行合理设计。
2.3 过滤系统为了阻止杂质和污染物进入雨水池，必须安装适当的过滤系统。
常见的过滤设备有沙滤器、滤网和滤料层等。
过滤系统应设计合理，方便清洁和维护。
3. 雨水池设计3.1 池容量初期雨水池的容量应根据需求进行设计。
一般来说，池容量应能够满足干季的用水需求。
可以通过以下公式来估算池容量：池容量 = 收集面积 × 平均降雨量 × 储存系数其中，储存系数是指雨水实际能够存储的比例，一般取0.9左右。
3.2 池的形状和材料初期雨水池的形状和材料应根据实际情况进行选择。
常见的形状有圆形、方形和长方形等。
材料可以选用塑料、混凝土或钢筋混凝土等。
3.3 污水排放系统为了避免雨水池水质积累和滋生病菌，必须设置污水排放系统。
污水排放系统应能够将池底的污水定期排出，以保持水质清洁。
4. 操作和维护4.1 污水清洁定期清洁雨水池可以保证水质清洁和健康使用。
最好每年清洗一次，清除污物和杂质。
4.2 维护和修复定期检查雨水收集系统和雨水池的运行情况，及时进行维护和修复。
城市地埋式雨水泵站设计实例
城市地埋式雨水泵站设计实例贾彦文（上海市政工程设计研究总院，上海 200092）1 概况浦明雨水泵站位于上海世博会浦东园区，浦明路南侧、白莲泾西侧，服务面积约2.5km2，设计规模为Q=22m3/s，为全地下结构。
泵站设计时，充分利用与地块建筑风格统一协调的设计手段，把通常枯燥、单调的排水泵站结构掩饰于地下，必要的地上辅助建筑也修饰成为景观小品，融入周边绿化丛中，成为世博会的雅致景色。
2 工艺设计泵站内主要构筑物包括进水闸门井、雨水泵房、初雨调蓄池、出水箱涵等，雨水泵站与初雨调蓄池采用分建的形式。
现简述如下：2.1 进水闸门井位于泵房主体结构的外部，起到分流配水的作用。
泵站进水管为DN3500mm，进入闸门井后分为2根3000×3000mm箱涵，接至雨水泵房。
闸门井内设置2套3000×3000mm手电两用方闸门。
2.2 雨水泵房整个泵房下部分为两层，地下一层为格栅间及变配电间，地下二层为雨水泵房及旱流污水截污设施。
格栅间内设移动式格栅除污机1套（2仓6工位，格栅间隙50mm）、螺旋压榨机1台及垃圾小车升降机1套。
雨水通过2根3000×3000mm箱涵进入雨水泵房后，通过格栅将雨水中的垃圾截留，由压榨机压榨，最后经升降机将垃圾提升至地面，外运出站。
格栅间内设置的垃圾升降机，可减少垃圾外运工作中搬运的过程，使泵站设计更人性化。
雨水泵房内设潜水轴流泵（雨水泵）6套，采用钢砼泵井，内衬安装钢套筒，单泵性能参数为Q=3.69m3/s、H=8m、N=484kW。
水泵上部采用压力井盖，出水处采用浮箱拍门，防止出水倒流。
出水压力井与泵房合建，上部设置透气井与人员进出口建筑结合设计。
出水压力井一端接出水箱涵，另一端接初雨调蓄池及回笼水箱涵，出水处均设置闸门。
雨水泵房内还设置了旱流污水截污设施，包括2套粉碎型格栅，2套潜水离心泵（1用1备），单泵性能参数为Q=430m3/hr、H=9.3m、N=24kW。
分流制排水系统初期雨水调蓄及处理工艺设计
分流制排水系统初期雨水调蓄及处理工艺设计摘要：城市雨污分流改造是减缓城市水污染压力的重要方法，也是保护环境的重要渠道。
为此，需要建立以雨污水分流改造为基点的城市排水系统。
而市政雨污水管道分流改造是城市雨污水分流改造的重点，对其完善管理有利于城市的改造与发展，尤其针对一些老城区，排水尤为重要。
城镇排水系统是城镇基础设施建设的重要内容，随着城镇化的不断发展，原有城镇基础设施建设已无法满足居民正常生活需求。
近年来，城镇排水困难、城市内涝以及污水污染影响较为显著，严重制约着城镇的良性发展，因此，急需对城镇排水系统进行雨污源头调查和治理。
关键词：分流制；排水系统；初期雨水调蓄池；海绵城市引言城市化发展下，人们更加重视城市基础设施建设。
但当前城市存在严重的排污问题，城市排水系统的正常运行也受到了影响，这对城市的可持续发展带来阻碍。
对此，市场单位应重视城市排水系统的建设，充分运用雨污分流改造技术，发挥城市排水系统的作用，改善水污染问题，更好促进城市发展。
1实施雨污分流的必要性随着人们生活水平的提高，对环境有了进一步的要求，生活用水如果不进行处理，直接排放到河流，对土壤和河道是一种污染，从而影响到人们的生活环境，导致生活品质的下降。
为了对生活污水进行净化处理，首先就必须对污水进行收集。
由于种种原因，雨水污水一直是共用一个管道，无形中加大了污水的量，处理起来需要更多的设备、花费更多的资金、耗费更多的时间。
为了能够节约投资，需对合流管道改造，分开排放。
雨水可直接通过管道排放，就可以单独对生活污水收集处理，污水通过净化达标后再流入河道，这样既实现了减污净化，又避免了对雨水处理的不必要的浪费，节约了资金，节省了时间，提高了效率。
2雨水调蓄及处理工艺流程雨水调蓄及处理设施主要功能是在降雨期间储存初期雨水，雨停后初期雨水经过处理达标后排入公园水体，起到削减入河污染物负荷及达到雨水资源利用的目的。
本项目采取泵后截流方式，降雨初期，雨水经泵站提升后通过截流闸井及调水管线进入调蓄池储存，达到设计水位后调整截流闸井，将后期较洁净的雨水排入长泰河。
世博园区雨水收集利用
世博园区雨水收集利用关键信息项：1、雨水收集利用的目标和范围2、雨水收集设施的建设和维护责任3、雨水利用的方式和用途4、水质监测和保障措施5、安全防护和应急预案6、数据记录和报告要求7、费用承担和分摊方式8、协议的有效期和变更机制9、违约责任和争议解决方式1、协议背景11 为了实现水资源的有效利用和可持续发展，提高世博园区的水资源管理水平，特制定本雨水收集利用协议。
2、雨水收集利用的目标和范围21 目标是通过有效的雨水收集和利用系统，减少对外部水资源的依赖，降低园区的用水成本，同时减轻雨水排放对周边环境的影响。
22 范围包括世博园区内的建筑物屋顶、广场、道路等区域的雨水收集和利用。
3、雨水收集设施的建设和维护责任31 由责任方负责雨水收集设施的规划、设计和建设，确保设施符合相关标准和规范。
311 收集设施包括雨水收集管道、蓄水池、过滤设备等。
32 建设完成后，维护方承担设施的日常维护和保养工作，定期检查设施的运行状况，及时进行维修和更换损坏的部件。
321 维护工作包括清理雨水收集管道、清洗蓄水池、更换过滤设备的滤芯等。
4、雨水利用的方式和用途41 雨水经过处理后，主要用于园区的绿化灌溉、道路冲洗、景观水体补水等非饮用用途。
411 绿化灌溉应根据植物的需水特性和土壤墒情，合理安排灌溉时间和水量。
412 道路冲洗应选择合适的冲洗设备和方式，避免造成水资源浪费和环境污染。
42 对于特殊情况下的紧急用水需求，经相关部门批准后，可适当调整雨水的用途。
5、水质监测和保障措施51 建立雨水水质监测制度，定期对收集的雨水进行检测，确保水质符合相关标准和用途要求。
511 监测指标包括 pH 值、悬浮物、化学需氧量、重金属等。
52 采取必要的水质保障措施，如在雨水收集过程中设置初期雨水弃流装置，去除雨水中的杂质和污染物。
521 对处理后的雨水进行消毒处理，防止细菌和病毒的滋生。
6、安全防护和应急预案61 对雨水收集设施设置必要的安全防护措施，防止人员误入和发生意外事故。
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50 给水排水 Vol.35 No.3 2009世博浦东园区雨水泵站初期雨水调蓄池冲洗方式设计肖 艳 徐建初(上海市政工程设计研究总院,上海 200092) 摘要 初期雨水调蓄池近年来在上海地区逐渐推广,结合世博浦东园区雨水泵站工程实例,对人工清洗、水射器冲洗、水力冲洗翻斗、连续沟槽自清冲洗和门式自冲洗系统等5种初期雨水调蓄池冲洗措施进行比较分析,最终采用门式自冲洗系统。
介绍了门式自冲洗系统的设计与运行情况。
关键词 初期雨水调蓄池 冲洗 门式自冲洗系统 世博浦东园区1 项目背景黄浦江水景是2010年上海世博会最重要的景观之一,2010年5月1日～10月31日历时184天的世博会期间正值上海汛期,降雨频繁,由于初期雨水携大量沉积黑泥,COD Cr 浓度远高于黄浦江河水的水质标准,若直接入河,河水会发生黑臭现象,破坏沿岸水景的感观。
因此,控制初期雨水对黄浦江产生的污染是一项至关重要的工作。
根据2010年上海世博会园区总体规划,世博浦东园区采用雨污分流的排水体制,新建了3座雨水泵站,泵站出水均排入黄浦江。
世博浦明雨水泵站设计规模Q =22m 3/s ,初期雨水调蓄池容积8000m 3,与雨水泵房分建;世博后滩雨水泵站设计规模Q =11m 3/s ,南码头雨水泵站设计规模Q =11.5m 3/s ,初期雨水调蓄池容积分别为2800m 3和3500m 3,初期雨水调蓄池位于雨水泵房下方,结构采用上下叠建方式,节约用地。
2 调蓄池几种冲洗方式的分析比较在雨水泵站中设置初期雨水调蓄池,目的是将降雨初期污染相对较严重的雨水暂时储存在调蓄池中,在降雨之后利用城市污水管网排放低谷时段,将初期雨水送至城市污水处理厂。
由于初期雨水径流中携带了地面和管道沉积的污物杂质,初期雨水调蓄池在使用后底部不可避免地滞留有沉积杂物。
雨水滞留在池内数小时后,水中污物杂质会沉积下来,如果不及时进行清理会造成污物变质,产生异味;而且沉积物积聚过多将使调蓄池无法发挥其功效。
因此,在设计初期雨水调蓄池时必须考虑对底部沉积物的有效冲洗和清除。
调蓄池的冲洗有多种方法,各有利弊。
为达到节能减排的政策要求,出现了越来越多的环保型、节能型冲洗设施和方法。
调蓄池通常采用的冲洗措施有人工清洗、水射器冲洗、水力冲洗翻斗、连续沟槽自清冲洗、门式自冲洗系统等。
2.1 人工清洗依靠人力进入地下水池中,对沉积物用工具进行清扫、冲洗、搬运。
缺点是危险性高、劳动强度大。
2.2 水射器冲洗水射器借助于吸气管和特殊设计的管嘴,高压水流在喷射管中产生负压,将吸入的空气和水混合,利用掺气高压水流对池底沉淀物进行冲刷清理。
优点是自动冲洗,冲洗时有曝气过程,可减少异味,适用于所有池型。
缺点是需建造冲洗水储水池,运行成本较高,设备位于池底,易被污染磨损。
2.3 水力冲洗翻斗水力冲洗翻斗是一种节能型冲洗方式,其断面为圆形和30°储水三角水槽组成的形状。
翻斗安装于调蓄池宽度方向池壁的上沿口(见图1),在工作待命状态翻斗口朝上,当需清洗调蓄池时,利用翻斗上方的进水管道向翻斗内充水,当翻斗内充满水后,图1 水力冲洗翻斗运行示意给水排水 Vol.35 No.3 200951 由于翻斗的偏心设计,斗体在偏心力矩作用下失稳,水斗自动翻转,斗内储水瞬间从斗口倒出,对池底进行冲洗。
待水倒空后,翻斗自动回复原位。
水力冲洗翻斗的优点是无需电力或机械驱动,控制简单;缺点是必须提供有压力的外部水源对翻斗进行冲洗,运行费用较高;翻斗容量有限,冲洗范围受到限制。
2.4 连续沟槽自清冲洗将调蓄池底部设计成为连续沟槽,调蓄池使用完毕后,利用晴天污水冲洗底部,通过跌水将势能转化为动能进入连续沟槽,并在沟槽内达到自清流速,冲洗水最终流入泵坑,提升后排入污水管,达到清洗调蓄池的目的,这也是一种节能的方法。
调蓄池底部的连续沟槽一般采用梯形断面,混凝土浇筑成形,沟槽具有一定底坡,底坡及转弯处水力损失要通过水力模型试验确定(见图2)。
图2 连续沟槽自清冲洗设计示意这种方式优点是无需电力或机械驱动,无需外部水源;缺点是依赖晴天污水作为冲洗水源,利用其自清流速进行冲洗,难以实现彻底清洗,易产生二次沉积;连续沟槽的结构形式加大了泵站的建造深度,有些调蓄池的建造深度超过20m 。
2.5 门式自冲洗系统门式自冲洗系统是一种节能型、无动力、无能源消耗的清洗方式。
它利用水力学原理和机械结构相结合,其冲洗装置设计成门式外形,调蓄池分割成数条长形冲洗廊道,廊道始端设置储水池和冲洗门,廊道末端设置出水收集渠。
主浮筒和控制浮筒安放在进水端或出水端。
工作过程是液位控制的两套浮筒(主浮筒和控制浮筒)与数套冲洗门之间的协调动作。
其间相连接的是全封闭的液动系统。
门式自冲洗系统适用于方形、矩形、异形的调蓄池,也可设置在管网中。
调蓄池进水先进入储水池,并逐档进入各廊道的储水池,待储水池蓄满水后,水再从储水池上部溢出进入调蓄池廊道。
无论在何种进水量的情况下,进水总是先充满储水池,储存一定的冲洗水量。
在调蓄池排空时,控制浮筒随水位降低至设置标高时,由控制系统触发,冲洗门瞬间将储水释放,门底部喷射出的水具有很大的动能,形成强力的、席卷式的射流。
射流形成的波浪将池底的沉积物卷起,冲流到调蓄池末端的收集渠,通过泵排出。
门式自冲洗装置的冲洗力非常强大,在法国巴黎的某个应用实例中,对厚达0.4m 的积泥一次冲洗即实现了清除,这是传统冲洗方式所无法做到的。
该装置运行示意见图3。
图3 门式自冲洗装置运行方式门式自冲洗方式优点是无需电力或机械驱动,无需外部供水,控制系统简单;单个冲洗波的冲洗距离长;调节灵活,手动、电动均可控制,即使在部分充水情况下,也可手动控制进行冲洗;运行成本低、使用效率高。
缺点是进口设备,初期投资较高。
表1为上海市部分已建或在建调蓄池的冲洗措施情况。
3 门式自冲洗系统在世博泵站调蓄池中的应用世博园区雨水泵站地处黄浦江畔规划滨江绿地,根据规划和景观要求,均建设成全地下式泵站,地面上仅有人员进出口、通风井、设备检修孔等。
全地下结构的初期雨水调蓄池不具备人员经常进出和开大型设备吊装孔的条件。
因此,世博园区设计的雨水泵站中初期雨水调蓄池在国内首次采用了国际先进的门式自冲洗系统。
表1 上海部分已建(在建)调蓄池冲洗措施情况调蓄池名称调蓄池容积/m3排水体制采用的冲洗措施 江苏路泵站调蓄池15300合流制 水力冲洗翻斗 成都路泵站调蓄池7400合流制 水力冲洗翻斗 梦清园调蓄池25000合流制 水力冲洗翻斗 昌平路泵站调蓄池15000合流制 连续沟槽自清 芙蓉江泵站调蓄池12500分流制 连续沟槽自清 世博浦明泵站调蓄池8000分流制 门式自冲洗系统 世博后滩泵站调蓄池2800分流制 门式自冲洗系统 世博南码头泵站调蓄池3500分流制 门式自冲洗系统 世博蒙自泵站调蓄池5500分流制 门式自冲洗系统 浦明雨水泵站中初期雨水调蓄池设计容积8000 m3,平面尺寸39.4m×32.6m,由储水池、冲洗廊道、出水收集槽等三部分组成。
每套冲洗门的前端设置储水池,储水池的设计宽度、高度、底坡及透气平衡装置与池型和冲洗范围有关。
对于每条冲洗廊道,需保证一定的底坡,根据冲洗水量和冲洗程序不同,一般设计底坡为1%～2%。
根据冲洗廊道的宽度和长度,通过计算确定储水池的容积。
储水池中的蓄水应有一定势能(水位差),才能在冲洗门瞬间打开时形成强力的水动能。
储水池宽3m,分为6格,设有两级底坡;6条冲洗廊道内各设置1套门式自冲洗装置,冲洗廊道单长29m,单宽4.65m,设有底坡,隔墙高度0.6m,门式自动冲洗装置宽度2.8m,孔口高度0.4m;出水收集槽宽5.5m,末端设置2台潜水离心泵,用于调蓄池放空及冲洗水排空,初期雨水调蓄池12h放空,放空水及冲洗水排入浦明路市政污水管道。
雨水调蓄池的设计见图4。
4 门式自冲洗系统的运行模式4.1 进水降雨初期,雨水出水闸门关闭,调蓄池进水闸门开启,初期雨水混合水经雨水泵提升后进入调蓄池。
初期雨水首先进入调蓄池的储水池,待储水池各格依次蓄满水后,再从储水池上部溢出进入调蓄池各廊道。
待调蓄池蓄满时,调蓄池进水箱涵闸门关闭,同时开启雨水出水闸门。
4.2 放空根据外部污水管网运行情况及世博污水纳管泵站的水量反馈情况,利用晴天污水量排放低谷时段(一般为夜间),人工控制调蓄池的放空,将初期雨水图4 浦明泵站初期雨水调蓄池设计示意排放至浦明路市政污水系统。
放空时首先开启调蓄池高位溢流闸阀,当调蓄池内水位逐渐降低,关闭高位溢流闸阀,同时开启调蓄池放空泵。
当水位下降至停泵水位,同时液位处于下降趋势,即变化率d L/d t<0时,放空泵关闭。
4.3 冲洗调蓄池放空后,根据出水收集渠内浮球开关的信号反馈,门式自冲洗系统将自动进行冲洗。
全套冲洗过程根据廊道数量分为数组。
第1组冲洗(第1条廊道):调蓄池放空结束(放空泵关闭)后由控制系统触发,第一条廊道开始冲洗,冲洗门瞬间将储水释放,射流形成波浪将池底的沉积物卷起,冲流到调蓄池末端的出水收集渠。
第1条廊道冲洗完成后,由控制系统触发第2组冲洗程序,顺序而作。
5 结语初期雨水调蓄池在我国是一种较新的设施,近年来在上海地区已逐渐推广。
世博园区浦明、后滩雨水泵站即将竣工,门式自冲洗系统的调试运行情况良好,具有广阔的应用前景。
&通讯处:200092上海市中山北二路901号电话:(021)51298376EΟmail:xiao_y.gp4@收稿日期:2008210212修回日期:200821222252 给水排水 Vol.35 No.3 2009。