一种雨水弃流系统及控制方法.pdf

本发明是有关一种雨水弃流系统及控制方法，该系统包括水质在线检测仪、弃流控制器、弃流池、排出装置、水质型弃流装置和蓄水池：水质在线检测仪设置在弃流池内或其与雨水收集管网连接的进水管路上；排出装置和水质型弃流装置均设置在弃流池上；蓄水池通过水质型弃流装置与弃流池连接；弃流控制器根据水质在线检测仪的检测结果控制排出装置和水质型弃流装置的开闭。该方法是利用水质在线检测仪检测雨水收集管网收集的雨水水质，并将检测结果发送至弃流控制器；当水质未达到设定要求时启动弃流程序，当水质达到设定要求时启动蓄水程序。本发明能够解决雨水杂质对弃流系统的卡、堵问题，实现可靠弃流，同时能够最大限度地收集雨水。

1.  一种雨水弃流系统，其特征在于包括水质在线检测仪、弃流控制器、 弃流池、排出装置、水质型弃流装置和蓄水池，其中：
所述的水质在线检测仪设置在弃流池内或其与雨水收集管网连接的进 水管路上；
所述的排出装置和水质型弃流装置均设置在弃流池上；
所述的蓄水池通过水质型弃流装置与弃流池连接；
所述的弃流控制器根据水质在线检测仪的检测结果控制排出装置和水 质型弃流装置的开闭。

2.  根据权利要求1所述的一种雨水弃流系统，其特征在于所述的蓄水 池设有水量型弃流装置。

3.  根据权利要求2所述的一种雨水弃流系统，其特征在于：
所述的水质在线监测仪为电导率仪或浊度仪；
所述的弃流控制器为带PLC可编程控制器的电气控制器、带集成电路 板的电气控制器或由接触器和继电器组成逻辑控制的电气控制器；
所述的弃流池为容积式弃流池，采用钢筋混凝土水池、不锈钢水池或 玻璃钢水池；
所述的排出装置为重力流排水管、潜污泵或管道式污水泵；
所述的水质型弃流装置为围堰式闸门井或牵引式液动浮管；
所述的水量型弃流装置为带防倒流的雨水管或自动排水泵组；
所述的蓄水池为钢筋混凝土水池、不锈钢水池或玻璃钢水池。

4.  根据权利要求1所述的一种雨水弃流系统，其特征在于所述的弃流 池内设有液位计，所述液位计与弃流控制器通信连接。

5.  根据权利要求1所述的一种雨水弃流系统，其特征在于所述的弃流 池的进水管路上还设有初效过滤器。

6.  根据权利要求1所述的一种雨水弃流系统，其特征在于所述的弃流 池与蓄水池采用直通式连接。

7.  一种基于权利要求1-6中任一项所述雨水弃流系统的雨水弃流控制 方法，其特征在于：
利用水质在线检测仪检测雨水收集管网收集的雨水水质，并将检测结 果发送至弃流控制器；
当水质未达到设定要求时，弃流控制器启动弃流程序，关闭水质型弃 流装置，开启排出装置，排出弃流池内收集的雨水；
当水质达到设定要求时，弃流控制器启动蓄水程序，关闭排出装置， 开启水质型弃流装置，雨水经弃流池被输送至蓄水池。

8.  根据权利要求7所述的雨水弃流控制方法，其特征在于还包括：在 蓄水程序中，当蓄水池内水位高于设定值时，弃流控制器开启水量型弃流 装置，排出蓄水池内的多余雨水。

9.  根据权利要求8所述的雨水弃流控制方法，其特征在于还包括：监 测弃流池水位，当弃流池水位高于警戒值时，弃流控制器开启弃流池的排 出装置直至恢复正常水位。

一种雨水弃流系统及控制方法
技术领域
本发明涉及雨水利用领域，特别是涉及一种雨水弃流系统及控制方法。
背景技术
我国是一个淡水资源稀缺的国家，节水已经成为我国一项基本国策。 随着科技的进步，节水从传统的水量型节水(如节水器具等)逐步转向水 质型节水。所谓水质型节水就是将传统的杂用水水源采用市政自来水改为 中水或雨水等，实现梯级用水。随着绿色建筑的推广普及，雨水利用越来 越受到重视。
雨水利用包含雨水收集、雨水弃流、雨水处理以及储存回用。初期降 雨时，收集的雨水水质较差，宜作弃流处理，后期雨水水质较好，宜收集 进入蓄水池，经过处理以后作为杂用水。目前雨水弃流主要采用两种方式， 即电动控制式和容积式。
电动控制式弃流本质上是通过设定时间等物理量来控制电动弃流器的 开启和关闭状态。由于初期雨水中包含的杂质较多，电动弃流器的内设阀 板与弃流器本体之间极易被雨水中的杂质卡住，导致电动弃流器失效，且 无法根据降雨频度和降雨量适时调节控制，当降雨频度高时，即使后续降 雨初期的水质较好仍会启动弃流器，造成一定的浪费，而当降雨量大时， 不能及时调整弃流器的流量则极易造成蓄水池持续溢水，从而威胁系统运 行安全。
容积式弃流是根据项目的汇流面积和设计重现期以及项目地的降雨强 度来设定弃流池的弃流容积，此弃流池以3-5分钟的降雨量作为弃流水量。 弃流池的雨水通过入渗进入池底下部及周边的土壤或排至市政雨水管网 等。超出设定时间的降雨从弃流池溢流到蓄水池，实现弃流。从本质上解 决了弃流器的雨水水流通畅问题，但仍是无法根据降雨水质、降雨频度、 暴雨强度和降雨量进行调节控制。
由此可见，上述现有的雨水弃流系统及其控制方法在结构、方法与使 用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一 种新的雨水弃流系统及其控制方法,实属当前重要研发课题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种雨水弃流系统及控制方法。，使其 既能够解决雨水杂质对弃流系统的卡、堵问题，解决雨水弃流的雨量、雨 质和雨频之间联动弃流的问题，解决暴雨强度超过设计强度的雨水安全分 流的问题，并能实现可靠弃流，可根据降雨频度、雨量和降雨水质及降雨 时周围大气环境对雨水的污染程度的差异性适时进行灵活的调节控制，实 现可靠弃流，同时能够最大限度地收集雨水，并使弃流池的设计容积可远 远小于现有容积式弃流池的容积，从而克服现有的技术的不足。
为解决上述技术问题，本发明一种雨水弃流系统，包括水质在线检测 仪、弃流控制器、弃流池、排出装置、水质型弃流装置和蓄水池，其中： 所述的水质在线检测仪设置在弃流池内或其与雨水收集管网连接的进水管 路上；所述的排出装置和水质型弃流装置均设置在弃流池上；所述的蓄水 池通过水质型弃流装置与弃流池连接；所述的弃流控制器根据水质在线检 测仪的检测结果控制排出装置和水质型弃流装置的开闭。
作为本发明的一种改进，所述的蓄水池设有水量型弃流装置。
所述的水质在线监测仪为电导率仪或浊度仪；所述的弃流控制器为带 PLC可编程控制器的电气控制器、带集成电路板的电气控制器或由接触器和 继电器组成逻辑控制的电气控制器；所述的弃流池为容积式弃流池，采用 钢筋混凝土水池、不锈钢水池或玻璃钢水池；所述的排出装置为重力流排 水管、潜污泵或管道式污水泵；所述的水质型弃流装置为围堰式闸门井或 牵引式液动浮管；所述的水量型弃流装置为带防倒流的雨水管或自动排水 泵组；所述的蓄水池为钢筋混凝土水池、不锈钢水池或玻璃钢水池。
所述的弃流池内设有液位计，所述液位计与弃流控制器通信连接。
所述的弃流池的进水管路上还设有初效过滤器。
所述的弃流池与蓄水池采用直通式连接。
此外，本发明还提供了一种基于上述雨水弃流系统的雨水弃流控制方 法：利用水质在线检测仪检测雨水收集管网收集的雨水水质，并将检测结 果发送至弃流控制器；当水质未达到设定要求时，弃流控制器启动弃流程 序，关闭水质型弃流装置，开启排出装置，排出弃流池内收集的雨水；当 水质达到设定要求时，弃流控制器启动蓄水程序，关闭排出装置，开启水 质型弃流装置，雨水经弃流池被输送至蓄水池。
作为进一步改进，还包括：在蓄水程序中，当蓄水池内水位高于设定 值时，弃流控制器开启水量型弃流装置，排出蓄水池内的多余雨水。
还包括：监测弃流池水位，当弃流池水位高于警戒值时，弃流控制器 开启弃流池的排出装置直至恢复正常水位。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
1、本发明的雨水从雨水收集管网到蓄水池和弃流雨水外排设施之间均 为直通式结构，彻底解决初期弃流雨水中杂质对系统的卡、堵等问题，实 现可靠弃流。
2、本发明真正做到根据水质控制弃流或蓄水，因而可避免降雨频度高 时水质较好却不能有效收集而造成的浪费，实现对水质达标雨水最大限度 的收集。
3、本发明可根据降雨量适时调节弃流流量，确保系统安全运行，避免 出现雨水淹没机房、雨水回顶至收集面的现象。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术 手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明一种雨水弃流系统的组成示意图。
具体实施方式
参照图1所示，本发明一种雨水弃流系统包括：水质在线检测仪1、弃 流控制器3、弃流池4、排出装置5、水质型弃流装置6和蓄水池8。
其中，水质在线检测仪1设置在弃流池4内或其与雨水收集管网连接 的进水管路上，排出装置5和水质型弃流装置6均设置在弃流池4上，蓄 水池8通过水质型弃流装置6与弃流池4连接，弃流控制器3根据水质在 线检测仪1的检测结果控制排出装置5和水质型弃流装置6的开闭。
进一步具体来说，本发明的蓄水池8与弃流池4以直通连接为最佳。 蓄水池8内设有水量型弃流装置7。并可在弃流池4的进水管路上设置初效 过滤器2，在弃流池4内设置与弃流控制器3通信连接的液位计9。
本发明的各装置、部件中，水质在线监测仪1可选用电导率仪或浊度 仪，初效过滤器2可采用滤网或格栅，弃流控制器3为带PLC可编程控制 器的电气控制器、带集成电路板的电气控制器或由接触器和继电器组成逻 辑控制的电气控制器，弃流池4采用钢筋混凝土、不锈钢或玻璃钢材质的 容积式弃流池，排出装置5为排水能力大于等于雨水设计收集能力1.1倍 的重力流排水管、潜污泵或管道式污水泵，水质型弃流装置6优选围堰式 闸门井或牵引式液动浮管，水量型弃流装置7优选弃流能力大于等于雨水 设计收集能力1.1倍的带防倒流的雨水管或自动排水泵组，蓄水池8可采 用钢筋混凝土水池、不锈钢水池或玻璃钢水池，液位计9优选带有源信号 或干接点的浮球液位计。
本发明基于上述雨水弃流系统的雨水弃流控制方法，是利用水质在线 检测仪1检测雨水收集管网收集的雨水水质，再由弃流控制器3根据水质 在线检测仪1和液位计9的检测结果控制排出装置5、水质型弃流装置6的 开闭，从而实现弃流、蓄水的动态控制。
具体来说，当水质未达到设定要求时，弃流控制器3启动弃流程序， 关闭水质型弃流装置6，开启排出装置5，排出弃流池4内收集的雨水至市 政雨水排水设施中。
当水质达到设定要求时，弃流控制器3启动蓄水程序，关闭排出装置5， 开启水质型弃流装置6，雨水经弃流池4被输送至蓄水池8，并最终输送至 雨水处理站经处理后作为杂用水再利用。
此外，当液位计9检测到弃流池4内水位高于警戒值时，弃流控制器3 强制开启弃流池的排出装置5降低弃流池4内水位。
在蓄水程序中，当蓄水池4内水位高于设定值时，弃流控制器3还控 制开启水量型弃流装置7，排出蓄水池8内的多余雨水。
本发明雨水从雨水收集管网11到蓄水池8和弃流雨水外排设施12之 间均为直通式结构。上述设定值、警戒值均可根据情况进行设定。
以实际降雨过程为例来进一步具体说明本发明的处理控制过程：
当降雨开始时，汇流区域的雨水经雨水收集系统进入到雨水收集管网， 雨水开始进入弃流池，此时，水质检测仪1开始检测水质，同时弃流控制 器3关闭排出装置5和水质型弃流装置6，雨水进入弃流池。
当水质检测仪1检测到水质未达到设定要求时，此时水质型弃流装置6 处于关闭状态，弃流池水位逐步上升，液位计9检测到的水位处于设定高 水位时，弃流控制器3开启排出装置5，直至水质检测仪1检测到水质达到 设定要求或液位计9检测到的水位处于设定正常水位时，弃流控制器3关 闭排出装置5。
当水质检测仪1检测到水质达到设定要求时，弃流控制器3开启水质 型弃流装置6，雨水经弃流池4被输送至蓄水池8，并最终输送至雨水处理 站经处理后作为杂用水再利用。
当降雨停止时，水质检测仪1检测到的水质指标为低限值或0时，弃 流控制器自动关闭水质型弃流装置6。
通过上述步骤实现了水质型安全弃流，解决了传统弃流工艺不能根据 降雨地区的大气环境对雨水污染程度不同、雨水水质不同而单一依据时间 来弃流的不足。
第二场降雨收集的雨水经水质检测仪1检测的指标达到设定要求时， 弃流控制器3开启水质型弃流装置6，雨水经弃流池4被输送至蓄水池8。
第二场降雨收集的雨水经水质检测仪1检测的指标达不到设定要求时， 雨水直接进入弃流池4。如在此过程中，液位计9检测到的弃流池水位达到 设定高水位时，弃流控制器3开启排出装置5，直到液位计9检测到的弃流 池水位达到设定正常运行水位，或水质检测仪1检测到水质达到设定要求 时，弃流控制器3关闭排出装置5，并在水质检测仪1检测到水质达到设定 要求时开启水质型弃流装置6，如此往复循环。
通过上述步骤实现了雨频型安全弃流，解决了传统弃流工艺在降雨间 隔时间短，降雨量小或降雨水质符合要求时不能收集雨水的不足。
当降雨量大于蓄水池收集能力时，蓄水池8内水位处于设定高位限制 值时，水量型弃流装置7自动开启，排出蓄水池8内的多余雨水。
通过上述步骤实现了雨量型安全弃流，不同于传统弃流工艺依靠弃流 装置的切换操作来实现弃流多余的优质雨水，一旦弃流装置失效，导致整 套雨水弃流和利用装置的失效，可靠性和安全性得到保障。
当暴雨强度超出设计的暴雨强度时，此时弃流池的水位和蓄水池的水 位均处于设定的高水位，雨量型弃流装置7自动开启的同时，弃流控制器3 强制开启排出装置5，当蓄水池水位回到正常水位时，水量型弃流装置7自 动关闭，当液位计9检测到弃流池处于正常水位时，弃流控制器3关闭排 出装置5。如此反复，实现暴雨期的安全弃流。
通过上述步骤实现了暴雨强度型安全弃流，填补了传统弃流工艺的空 白。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、 等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。