1 工程概況

磁性翻版液位計站及合建初期雨水調(diào)蓄池位于上海市閔行區(qū)七寶鎮(zhèn)橫新港南側(cè)、虹莘路西側(cè)。由于用地限制，該調(diào)蓄池與雨、磁性翻版液位計站合建，規(guī)劃總用地面積為4503m2。同時結(jié)合《上海市閔行區(qū)七寶九星地區(qū)海綿城市建設(shè)規(guī)劃》，九星調(diào)蓄池僅考慮市政道路范圍內(nèi)的初期雨水收集，其余范圍的初雨由各地塊通過設(shè)置下沉式綠地、調(diào)蓄模塊、雨水花園等海綿設(shè)施進(jìn)行處理或調(diào)蓄后將初雨棄流至市政污水管道。因此，九星初期雨水調(diào)蓄池服務(wù)面積約為58.95hm2，初期雨水截流標(biāo)準(zhǔn)為5mm，海綿化后的綜合徑流系數(shù)ψ為0.5，經(jīng)計算調(diào)蓄池規(guī)模為2200m3。

 

2調(diào)蓄池設(shè)計方案

考慮到用地限制，九星初雨調(diào)蓄池與雨、磁性翻版液位計房合建，調(diào)蓄池設(shè)置于雨磁性翻版液位計房底部，總平面尺寸：37.6m（B）×37.1m（L），頂板標(biāo)高5.2m，雨、磁性翻版液位計房工藝深度12.1m，調(diào)蓄池工藝深度17.8m～18.8m。調(diào)蓄池內(nèi)設(shè)置7套門式自動沖洗裝置，2臺潛水排污泵，單泵流量Q=26.0L/s，H=25.0m，一用一備。泵站及調(diào)蓄池工藝圖詳見圖1～圖4所示。

調(diào)蓄池工藝流程如下：進(jìn)水總管→進(jìn)水閘門井→格柵井→初雨截留管→調(diào)蓄池→調(diào)蓄池放空泵→下游污水管網(wǎng)。同時，當(dāng)調(diào)蓄池內(nèi)的初雨排空時，液位計會傳輸信號至沖洗門觸發(fā)裝置，瞬間將配水槽中的儲水釋放，形成強(qiáng)力的席卷式射流，將池底沉積物卷起并沖至末端收集池內(nèi)，zui后通過放空泵提升后直接排入下游污水管網(wǎng)。

 

3常規(guī)沖洗方式存在問題

如上所述，九星調(diào)蓄池底部沉泥清理采用的是水力自沖洗方式，沖洗水通過放空泵提升后直接排入下游污水管網(wǎng)，無需人員進(jìn)入調(diào)蓄池進(jìn)行清理工作。但該方式存在將沉積物轉(zhuǎn)移至下游管道的問題，當(dāng)下游污水管道內(nèi)的沉積物達(dá)到一定量時，則造成管道的過流能力削減，給污水系統(tǒng)的運(yùn)行帶來風(fēng)險，同時給污水管道的清通養(yǎng)護(hù)，以及管理帶來不便。

 

 

 

4問題分析

初期雨水進(jìn)入調(diào)蓄池前，首先會經(jīng)過雨水格柵井內(nèi)柵條間隙為70mm的進(jìn)水格柵過濾，但無法避免細(xì)小固體顆粒物質(zhì)進(jìn)入調(diào)蓄池并形成沉積。由于城市地表上的固體顆粒來源較多，大氣降塵、土壤粉塵、植物枝葉及種子、交通工具的磨損物等物質(zhì)會被帶入雨水徑流，zui終進(jìn)入調(diào)蓄池中。在重力的作用下，粒徑、密度較大的顆粒物極易沉降到池底形成淤積。因此，需要對調(diào)蓄池底沉積物進(jìn)行分析。由于國內(nèi)目前對于調(diào)蓄池底沉積物的調(diào)查研究較少，現(xiàn)通過對排水管網(wǎng)內(nèi)沉積淤泥情況的分析。側(cè)向判斷調(diào)蓄池沉積物的情況。根據(jù)柏蔚對上海市虹口區(qū)多個分流制雨水系統(tǒng)內(nèi)的管道沉積物進(jìn)行取樣分析，得出分流制雨水管道中的沉積物顆粒主要以無機(jī)質(zhì)為主，粒徑在汛期與非汛期時有所不同。汛期強(qiáng)降雨后短時間內(nèi)的淤泥顆粒粒徑在0.076mm以下，而其余時期的淤泥顆粒粒徑集中在0.28mm～0.54mm之間，粒徑0.28mm以上的顆粒占所有顆粒的50%以上[1]。因此，若將0.28mm以上淤泥顆粒從池底分離出來，就可以大大減輕下游污水管網(wǎng)沉積情況。

 

5解決方案

在設(shè)計過程中，也研究過在調(diào)蓄池中設(shè)置鏈條式清淤刮板和智能沖洗設(shè)備，但前者由于調(diào)蓄池設(shè)置于雨、磁性翻版液位計站底部，無法完全保證調(diào)蓄池水位不淹沒電機(jī)，且考慮到調(diào)蓄池深度深，淤泥集中后的清掏難度大，清淤刮板設(shè)備成本高等問題。而后者則是將池底淤泥與初雨進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬?，通過水泵提升排入下游污水管網(wǎng)，也未解決調(diào)蓄池沉積轉(zhuǎn)移的問題。兩個方案均不理想。經(jīng)過反復(fù)思考、摸索，根據(jù)雨水管網(wǎng)中沉積淤泥的特性，擬通過在調(diào)蓄池壓力放空管上設(shè)置三通，分別接入下游污水管網(wǎng)及水力旋流分離裝置，通過電控閥門與調(diào)蓄池自控聯(lián)動來控制出水走向。當(dāng)調(diào)蓄池處于放空工況時，通向水力旋流分離裝置的閥門關(guān)閉，通向下游污水管網(wǎng)的閥門開啟，實(shí)現(xiàn)調(diào)蓄池放空；當(dāng)調(diào)蓄池處于沖洗工況時，通向下游污水管網(wǎng)的閥門關(guān)閉，通向旋流分離裝置的閥門開啟，調(diào)蓄池沖洗水通過水力旋流分離裝置的顆粒分離后排入合建磁性翻版液位計房。當(dāng)調(diào)蓄池沖洗完畢后，養(yǎng)護(hù)單位對水力旋流分離裝置的沉積物進(jìn)行集中清理。具體詳見圖5所示。

 

5.1調(diào)蓄池沖洗工藝流程

調(diào)蓄池淤泥分離過程為：配水槽→沖洗門→沖洗流道→收集池→潛水排污泵→旋流分離裝置→合流磁性翻版液位計房→下游污水管網(wǎng)。

 

 

5.2旋流分離裝置

水力旋流分離是利用渦流原理，利用水流的渦流和重力產(chǎn)生的離心力作用下實(shí)現(xiàn)污染物分離的技術(shù)（見圖6、圖7）。通過黃勇強(qiáng)等人使用旋流分離裝置對初期雨水進(jìn)行處理實(shí)驗(yàn)中的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，對SS、COD、TP、TN的zui大祛除率分別可以達(dá)到72%、52%、50%、35%[2]。

 

 

5.3旋流分離裝置的相關(guān)案例

鹽城清華科技園海綿城市設(shè)計項目、大理洱海環(huán)湖截污項目示范工程、北京南護(hù)城河截污等項目中，在上游采用了類似結(jié)構(gòu)的旋流分離井，尺寸為覬1.2m～覬3.6m，處理能力35L/s～350L/s。根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)，在標(biāo)準(zhǔn)處理流量條件下，200μm以上SS去除率達(dá)80%，漂浮垃圾，以及油污全部攔截。可以看出該裝置基該可滿足該工程除汛期強(qiáng)降雨外，大多數(shù)時間段中的調(diào)蓄池淤泥顆粒的分離。

 

 

6 結(jié)語

（1）初期雨水調(diào)蓄沉積物沖洗水直接排放至下游污水管網(wǎng)，會導(dǎo)致沉積物在下游污水管道積聚，當(dāng)管道內(nèi)的沉積物達(dá)到一定量時，則造成管道的過流能力削減，給污水系統(tǒng)的運(yùn)行帶來風(fēng)險，同時給污水管道的清通養(yǎng)護(hù)，以及管理帶來不便。

（2）通過在調(diào)蓄池出水管上設(shè)置旋流分離裝置，可滿足除汛期強(qiáng)降雨外，大多數(shù)時間段中的調(diào)蓄池淤泥顆粒的分離?？捎行Ы档统练e物進(jìn)入下游管網(wǎng)的情況。清理沉積污泥過程可在地面進(jìn)行，無需進(jìn)入調(diào)蓄池底，降低養(yǎng)護(hù)管理的風(fēng)險和難度。無需外加動力，運(yùn)行成本低。

（3）目前磁性翻版液位計站及調(diào)蓄池工程正在設(shè)計階段，待竣工后對其進(jìn)一步驗(yàn)證。同時可進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和分析，為同類項目起到一定的借鑒作用。