一种零直排中雨水排口污水监测管理计量装置

摘要

本发明公开了一种零直排中雨水排口污水监测管理计量装置，包括连通管和电动阀，连通管设有雨水进口端和雨水出口端，电动阀设于雨水进口端和雨水出口段之间以实现连通管的打开和关闭，连通管设有阀前扩散硅压力传感器，阀前扩散硅压力传感器设于电动阀的前侧。本发明能够对排口污水进行精准和动态的监测，切实实现污水的零直排精准监测，且安装方便、降低较低、适应性强。

说明书

技术领域

本发明属于农村和城镇污水零直排技术领域，尤其涉及一种零直排中雨水排口污水监测管理计量装置。

背景技术

在不断深入推进零直排(区、村)建设中，由于各种原因，即便完成分流制改造的管网系统，也往往出现雨水排口混入污水的情况。目前虽有少量面向此类的装置，但从实用性角度考虑，类似的监测评价装置几乎没有。单靠人力对管网的“点、线、面、网”进行排查，既增加了人力成本、时间成本，也难于长效监测和消除人为的统计偏差。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种简便可行的零直排中雨水排口污水监测管理计量装置，能够对排口污水进行精准和动态的监测，切实实现污水的零直排精准监测，且安装方便、成本较低、适应性强。对物联网具有良好的接口，装置系统具有即时数据查看和历史数据存储分析功能，有利于零直排的数字化建设、积累的大数据可以为评估零直排成果提供支持等。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种零直排中雨水排口污水监测管理计量装置，其特征在于：包括连通管和电动阀(可以为电动闸阀、电动蝶阀等)，连通管设有雨水进口端和雨水出口端，电动阀设于雨水进口端和雨水出口段之间以实现连通管的打开和关闭，连通管设有阀前扩散硅压力传感器，阀前扩散硅压力传感器设于电动阀的前侧，在雨水排口前管路某段适合开挖处，将原有管道露出，做一个阀井，截断一截原有管道，将雨水进口端和雨水出口端对应接上即可，连接方式灵活，可以根据管道材质做法兰连接、热熔连接等。连通管中设置电动阀用于拦截管道排水，使雨水管网中的排水被电动阀拦截，能够避免雨水管网中的污水直接排入，且利用了前段雨水管本身的调蓄功能。阀前扩散硅压力传感器用于测量连通管内的压力和液位高低，便于确认连通管中的排水是否为污水，一般在无降雨的情况，根据雨量感知系统，电动阀前端的雨水管网因进水造成液位上涨，则可判定该雨水管路混有污水。通过边端控制单元检测和上传的电动阀前端的液位等数据，基于电动阀前端管网的本身具有的调蓄功能，结合管路铺设坡度、管径大小和液位变化情况，则可计算出无雨情况下该雨水管路混入污水的变化情况和污水量，给出污水量的强度分析，便于及时排查、规划和整改。在降雨情况下，电动阀为开启状态，则原有雨水排水管路将收集到的雨水畅通排至受纳水体，不影响原雨水管路功能。

进一步，连通管设有阀后扩散硅压力传感器，阀后扩散硅压力传感器设于电动阀的后侧。阀后扩散硅压力传感器可以确定在无雨情况下，后端雨水管路的水压和水位情况，用于辅助判定前端污水混入的精准度。

进一步，连通管设有支管，支管的前端和支管的末端均与连通管相连通，支管的前端设于电动阀的前侧，支管的后端设于电动阀的后侧。在实际应用中，雨水排口处于受纳水体水位线以上和以下的情况均有，且水位线在丰水和枯水季变动较大。通过支管的设置，可提高污水初始计量的准确性，且能够避免电动阀后端管路的排水倒灌的情况。

进一步，支管设有排水泵和电磁阀，排水泵靠近雨水进口端，电磁阀靠近雨水出口端。在电动阀关闭情况下，可以通过边端控制单元的逻辑判断，在设定条件下将电动阀前端水排入其后端，将电动阀前端水位降至最低。而电磁阀在排水泵停止工作时关闭，避免雨水倒灌至电动阀前侧的连通管中。

进一步，支管设有排污支管，排污支管设于排水泵和电磁阀之间。在无雨情况下而电动阀前侧雨水管网确有污水混入情况下，可以将电动阀前侧管路收集的污水，通过排水支管输送至污水收集管网或污水处理终端，切实做到污水的零直排。

进一步，污水支管设有污水输送阀。污水输送阀在污水支管不使用时关闭，保证雨水直排的流畅运作，在排放污水时打开，保证污水的顺利排放，做到污水的零直排。

进一步，连通管设有控制单元，阀前扩散硅压力传感器、阀后扩散硅压力传感器、电动阀、排水泵、电磁阀和污水输送阀均与控制单元相连接。控制单元用于控制整个设备的运作，同时能够基于无线通信技术(4G/5G/NB/CAT-1等)连接至多个上述监测装置，通过采集的数据，结合地理定位服务器，精准确定雨水管网混入污水的点位和混入污水量的情况。再将数据进行记录和统计分析，通过应用端(移动端APP、PC端、监控中心等)，可以实时监测和数据分析，对排口污水进行长期动态的监测，切实实现污水的零直排精准监测，为污水零直排的排查“诊断”、设计系统性解决方案、及时落实整改和数据统计提供支持。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1)施工方便灵活，在无雨情况下，实时监测出各雨水排口混入污水情况；

2)适应性强，可以灵活选定安装点，且不受受纳水体水位限制；

3)智能实时监测，将所有数据上传至数字中心，为后期管理决策提供科学依据；

4)减少排查成本、降低排查偏差，提供一套长效监测机制；

5)对原有设施不造成影响，且有较大的扩展空间。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明与数据平台连接的结构示意图。

图中，1-连通管；2-电动阀；3-雨水进口端；4-雨水出口端；5-阀前扩散硅压力传感器；6-阀后扩散硅压力传感器；7-支管；8-排水泵；9-电磁阀；10-排污支管；11-污水输送阀；12-控制单元；13-多参数水质传感模块。

具体实施方式

如图1和图2所示，为本发明一种零直排中雨水排口污水监测管理计量装置，包括连通管1和电动阀2，连通管1设有雨水进口端3和雨水出口端4，电动阀2设于雨水进口端3和雨水出口段之间以实现连通管1的打开和关闭，连通管1设有阀前扩散硅压力传感器5，阀前扩散硅压力传感器5设于电动阀2的前侧，在雨水排口前管路某段适合开挖处，将原有管道露出，做一个阀井，截断一截原有管道，将雨水进口端3和雨水出口端4对应接上即可，连接方式灵活，可以根据管道材质做法兰连接、热熔连接等。连通管1中设置电动阀2用于拦截管道排水，使雨水管网中的排水被电动阀2拦截，能够避免雨水管网中的污水直接排入，且利用了前段雨水管本身的调蓄功能。阀前扩散硅压力传感器5用于测量连通管1内的压力和液位高低，便于确认连通管1中的排水是否为污水，一般在无降雨的情况，根据雨量感知系统，电动阀2前端的雨水管网因进水造成液位上涨，则可判定该雨水管路混有污水。通过边端控制单元检测和上传的电动阀2前端的液位等数据，基于电动阀2前端管网的本身具有的调蓄功能，结合管路铺设坡度、管径大小和液位变化情况，则可计算出无雨情况下该雨水管路混入污水的变化情况和污水量，给出污水量的强度分析，便于及时排查、规划和整改。可在电动阀2前端安装有多参数水质传感模块13，可测量收集的污水的水质指标(氨氮、ORP、浊度、pH等)。在降雨情况下，电动阀2为开启状态，则原有雨水排水管路将收集到的雨水畅通排至受纳水体，不影响原雨水管路功能。

连通管1设有阀后扩散硅压力传感器6，阀后扩散硅压力传感器6设于电动阀2的后侧。阀后扩散硅压力传感器6可以确定在无雨情况下，后端雨水管路的水压和水位情况，用于辅助判定前端污水混入的精准度。

连通管1设有支管7，支管7的前端和支管7的末端均与连通管1相连通，支管7的前端设于电动阀2的前侧，支管7的后端设于电动阀2的后侧。在实际应用中，雨水排口处于受纳水体水位线以上和以下的情况均有，且水位线在丰水和枯水季变动较大。通过支管7的设置，可提高污水初始计量的准确性，且能够避免电动阀2后端管路的排水倒灌的情况。

支管7设有排水泵8和电磁阀9，排水泵8靠近雨水进口端3，电磁阀9靠近雨水出口端4。在电动阀2关闭情况下，可以通过边端控制单元的逻辑判断，在设定条件下将电动阀2前端水排入其后端，将电动阀2前端水位降至最低。而电磁阀9在排水泵8停止工作时关闭，避免雨水倒灌至电动阀2前侧的连通管1中。

支管7设有排污支管10，排污支管10设于排水泵8和电磁阀9之间。在无雨情况下而电动阀2前侧雨水管网确有污水混入情况下，可以将电动阀2前侧管路收集的污水，通过排水支管7输送至污水收集管网或污水处理终端，切实做到污水的零直排。

污水支管7设有污水输送阀11。污水输送阀11在污水支管7不使用时关闭，保证雨水直排的流畅运作，在排放污水时打开，保证污水的顺利排放，做到污水的零直排。

连通管1设有控制单元12，阀前扩散硅压力传感器5、阀后扩散硅压力传感器6、电动阀2、排水泵8、电磁阀9和污水输送阀11均与控制单元12相连接。控制单元12用于控制整个设备的运作，同时能够基于无线通信技术(4G/5G/NB/CAT-1等)连接至多个上述监测装置，通过采集的数据，结合地理定位服务器，精准确定雨水管网混入污水的点位和混入污水量的情况。再将数据进行记录和统计分析，通过应用端(移动端APP、PC端、监控中心等)，可以实时监测和数据分析，对排口污水进行长期动态的监测，切实实现污水的零直排精准监测，为污水零直排的排查“诊断”、设计系统性解决方案、及时落实整改和数据统计提供支持。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1)施工方便灵活，在无雨情况下，实时监测出各雨水排口混入污水情况；

2)适应性强，可以灵活选定安装点，且不受受纳水体水位限制；

3)智能实时监测，将所有数据上传至数字中心，为后期管理决策提供科学依据；

4)减少排查成本、降低排查偏差，提供一套长效监测机制；

5)对原有设施不造成影响，且有较大的扩展空间。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。