一种源头小区污水污染物沉积-冲刷协同控制方法及系统与流程

本发明涉及市政排水，具体为一种源头小区污水污染物沉积-冲刷协同控制方法及系统。

背景技术：

1、源头小区等污水收集管道及化粪池作为污水收集处理设施的关键环节，也是城市污水收集系统的薄弱环节，其运维质量和管理水平直接决定着生活污水污染物的收集处理效能。近年来，随着城市黑臭水体治理和污水处理提质增效的持续推进，源头小区污水收集效能及管网、化粪池等设施的运维水平也受到高度关注，如何有效控制污染物在源头发生沉积、消耗等问题已成为行业广泛关注的热点话题。

2、我国大部分城市在居民小区内设有化粪池，在实际运行过程中，因维护主体不明确等管理问题，经常导致化粪池清掏不及时、底部淤积物过多等现象。化粪池内沉积层容易产生厌氧反应从而产生大量甲烷等温室气体，据报道，在城镇污水系统中所排放的128 mtco2-eq/a 碳排放量中，化粪池ch4排放量竟占到58.4%，是污水系统最大的碳排放源。另外，化粪池内液体流动较缓导致粪便局部堆积从而反应不均匀，严重影响出水水质。研究发现一些城市化粪池对生活污水中 cod和 bod5的去除率高达 30%~70% 和 20%~70%，可能导致污水处理厂进水碳源不足，不利于整个排水系统的高效运作。因此，取消或改造化粪池或是大势所趋。

3、但值得注意的是，直接取消化粪池后，由于没有拦截沉淀作用，管道内固体可沉积物增加，同时源头小区管网流速因受到居民排水行为的随机性的影响，在多数时段普遍偏低，水量在一天不同时刻也有较大波动，不足于冲走粪便等，可能会引起管网堵塞，影响排水用户污水的正常排放，并且内部管网在长期低流速运行条件下容易产生污染物沉积现象。

4、因此，如何解决现有小区污水管网沉积堵塞问题，便成为本领域人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种源头小区污水污染物沉积-冲刷协同控制方法及系统，通过设置沉积物控制池及污水管道不同排水时段的运行模式，在发挥化粪池初期拦截沉淀功能的同时，减少源头小区管道污染物沉积并提高生活污水污染物收集效率。

2、一种源头小区污水污染物沉积-冲刷协同控制方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：居民排放的生活污水由检查井排入，污染物沉积-冲刷协同控制系统启动运行，根据远程控制中心输入的小区居民排水时段识别管道运行模式；

4、步骤s2：根据不同时段进行不同排水控制，包括以下两种模式：

5、s2a.居民排水进入早高峰时段时，系统开启支路管道沉积物控制池截污运行模式，关闭污水主管道进水端阀门，开启支路管道进水端阀门，生活污水沿支路管道经沉积物控制池流出；

6、s2b.居民排水进入其他时段时，系统开启主管道污染物沉积-冲刷运行模式，开启污水主管道进水端阀门，关闭支路管道进水端阀门；若流速控制箱中压力式液位计所测水位h小于最大储存液位h水，流速控制闸关闭，实行管道限流模式，直至液位憋高至h水后，打开流速控制闸，开启管道冲刷模式；

7、步骤s3：系统运行过程中，实时监测预警沉积物控制池1内沉积物高度及甲烷气体；一旦池中沉积物高度h大于沉积物超标高度h泥或甲烷含量c大于甲烷气体超标浓度c气，远程控制中心的值班人员根据超声波泥位计、红外气体检测计传出的预警信号，及时准确做出步骤s2的模式切换处理，或采取相关运维策略疏通处理。

8、优选的，步骤s2a中的居民排水早高峰时段为每日24h内的6:00-10:00；所述步骤s2b中，居民排水其他时段为所述每日24h内除早高峰时段之外的时段，两种时段分别对应两种管道运行模式。

9、优选的，步骤s2b中的流速控制箱最大储存液位h水根据系统中该安装点位至居民排放源头的上游管段范围内，标高最低的检查井井顶高程与流速控制箱出水端底部标高差值确定；

10、所述步骤s2b中的流速控制箱布设在小区污水排水系统的下游位置，该流速控制箱的最大储存液位h水＜最低的检查井井顶高程-流速控制箱出水端底部标高；

11、步骤s3中的沉积物控制池的沉积物超标高度h泥根据控制池进水端管道所在管顶标高与池底标高差值确定，甲烷气体超标浓度c气设定在5%，各控制参数阈值在系统运行前输入至远程控制中心。

12、优选的，步骤s2b中的管道限流模式与冲刷模式中的流速控制闸直径设置为等于下游管道直径，闸门开度范围在全关至全开范围内由远程控制中心调整。

13、优选的，步骤s3中沉积物控制池内的超声波泥位计监测到的沉积物高度超过进水端管道顶部后，远程控制中心接收到清掏预警信号并立即采取相关运维策略，避免固化物堵塞管道。

14、优选的，步骤s3中红外气体检测计监测到甲烷浓度超过5%后，相连接的警报扬声器启动，提醒居民危险不要靠近，以防甲烷气体危害人身安全。

15、一种源头小区污水污染物沉积-冲刷协同控制方法中采用的控制系统，包括上游检查井，以及连通检查井的污水主管道，还包括并联在污水主管道上的污水支路管道；所述污水主管道与污水支路管道的进水端连接处设有切换阀门；所述污水主管道上设有流速控制箱以进行污水主管道的临时节流与开闸放水的管道冲洗控制；所述污水支路管道上设置由远程控制中心远程控制的沉积物控制池；所述切换阀门根据时段切换污水主管道及污水支路管道与上游管路的单一连通关系。

16、优选的，切换阀门包括污水主管道进水端阀门及支路管道进水端阀门，其中支路管道进水端阀门布设在污水支路管道的进水端，污水主管道进水端阀门布设在支路管道进水端阀门下游的污水主管道内。

17、优选的，流速控制箱串联在污水主管道上，流速控制箱的顶部向上延伸且内部设有暂存污水的空腔，且流速控制箱的排水口处设有压力式液位计及流速控制闸，以根据污水主管道内污水流速调节流速控制闸的开度。

18、优选的，沉积物控制池的顶部设有红外气体检测计及警报扬声器，该沉积物控制池的中部两侧连通污水支路管道，且沉积物控制池的排水端侧壁上固设有超声波泥位计。

19、本发明的优点和技术效果是：

20、1、本发明采取全自动运行模式，通过远程控制中心实现控制参数设定、污水管道运行模式控制、沉积物控制池清掏与甲烷超标预警及策略实施等功能，提升小区管道运维管理的智慧化水平，确保运维管控的及时性、准确性。

21、2、本发明依据源头小区污水管网沉积污染物的排放规律，通过设置管道闸阀门及其开启关闭过程，创新采用排放高峰期沉积物控制池截污及非高峰期污水管道沉积-冲刷运行模式，在发挥化粪池初期拦截沉淀功能的同时，有效减少源头小区管道污染物沉积，提高生活污水污染物集中收集效率。

22、3、本发明针对源头污水管网长期低流速运行等难点问题，运用流速控制箱限流拦截污水，利用存储污水瞬时排放形成的较大流速，将易沉积污染物随大量水流一起冲刷至市政管网，减少因排放低谷期流速较低导致的沉积问题，降低源头污水输送过程对碳源的消耗，助力管网运行效能提升。

23、4、本发明可直接在现有化粪池基础上进行改造后实施，操作简单便捷，具有较强的可操作性，可为我国化粪池的取消或改造提供新思路，为管网污染物收集效能提升、实际管网运行方式优化提供技术支撑。