安全分流裝置及應用其的雨水回收系統和污水回流系統的制作方法

本實用新型涉及液體的回收與處理技術領域，特別是涉及安全分流裝置及應用其的雨水回收系統和污水回流系統。

背景技術：

近幾年，隨著全球水資源的日益減少，對雨水的有效利用得到了廣泛的關注。但由于降雨初期，雨水溶解了空氣中的大量酸性氣體、汽車尾氣、工廠廢氣等污染性氣體，降落地面后，又由于沖刷屋面、瀝青混凝土道路等，使得前期雨水中含有大量的污染物質，前期雨水的污染程度較高，不適于回收利用。

在具體的工程設計中，需在雨水收集管與雨水蓄水池之間設置安全分流裝置。前期雨水在流經安全分流裝置時先行排放掉，在雨量增大后，水質變好后進行收集。現有的安全分流裝置主要包括井體和連接于井體側壁上的雨水收集管、排水管和集水管，雨水收集管標高最高，集水管標高最低，排水管位于中間位置。該安全分流裝置雖具有分流功能，但運行過程雨水中的泥沙和較重的雜質會沉淀在井底，需要定期清理，否則由于集水管距離井底較近，雖然降雨初期進行了棄流排放，但井底沉淀的泥沙仍會有一部分隨水流進入雨水蓄水池，造成后續處理成本增高。

現有的安全分流裝置還有將排水管設于井底，集水管標高低于雨水收集管，此布置方式可減少污泥沉淀，但由于實際工程設計中雨水收集管網和排水管網標高基本相同，而雨水蓄水池的標高較低，因此，如將排水管設置在井底，在不增設其他設備情況下，會由于高差無法將初期雨水排入排水管網；如增加其他設備，則造價和運營成本又會大大提高。

污水生物處理在生物菌種馴化培養期間，由于初期生物膜尚未形成，其出水水質尚不能滿足工藝設計要求的出水水質指標，需采取回流生物馴化處理。一般情況下，在適宜的溫度條件下，生物馴化周期約30-45天。在馴化期間，生物處理池出水需分流到污水處理前端的調節池。目前常用的有三種方式：一、單純采用水泵內循環回流，采用此方式存在如下問題：在水泵抽吸期間，生物處理池水深處于動態變化之中，即此方式不能有效控制生物處理池的水深，進而導致生物處理池的水力停留時間HRT和污泥停留時間SRT不穩定，同時引起生物處理段的溶解氧DO和活性污泥濃度工藝指標變化，會延長生物馴化周期。二、設置液位監測裝置，實時檢測生物處理池的液位高度，并通過PLC控制系統控制回流泵的啟停，此方式液位高度控制穩定，但造價高，而且回流泵啟停頻繁，運營成本較高。三、采用現有的安全分流裝置通過溢流方式回流，此方式生物處理池的液位高度穩定，但回流過程污水中的污泥會沉淀在安全分流裝置的底部，需要定期清理，而且由于污泥沉淀，回流到調節池中的污水中污泥含量較少，造成生物處理池進水活性污泥濃度降低，延長生物馴化周期。

因此，針對上述現有的安全分流裝置在實際使用中的若干缺點，如何能開發一種能夠避免雜質沉積、維護方便的安全分流裝置，成為當前業界急需改進的目標。

技術實現要素：

本實用新型要解決的第一個技術問題是提供一種能夠避免雜質沉積、維護方便的安全分流裝置，從而克服現有的安全分流裝置易于沉淀雜質、需要清理，維護不便的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型的安全分流裝置，包括集液管和液體分流管，以及連接在所述集液管下端和液體分流管下端之間的導流管，所述集液管、液體分流管與所述導流管形成U形管狀結構；所述集液管上連接有進液管，所述液體分流管上連接有收液管和排液管，所述進液管的管頂標高高于所述收液管的管頂標高和所述排液管的管底標高，所述收液管的管頂標高低于所述排液管的管底標高,所述收液管的輸出端用于連接液體啟閉裝置。

作為本實用新型的一種改進，所述導流管包括連接在所述集液管下端的收縮段，連接在所述液體分流管下端的擴散段，以及連接在所述收縮段與擴散段之間的過渡段；所述收縮段沿集液管下端至過渡段入口內徑逐漸變小，所述擴散段沿過渡段出口至液體分流管下端內徑逐漸擴大。

作為本實用新型的一種改進，所述過渡段為內徑不變的一段弧形彎管。

作為本實用新型的一種改進，所述收縮段的長度不超過所述擴散段的長度。

作為本實用新型的一種改進，所述液體分流管的管徑不超過所述集液管的管徑。

作為本實用新型的一種改進，所述液體啟閉裝置為閥門、泵或雨水棄流器。

作為本實用新型的一種改進，所述集液管和液體分流管的頂部均設有檢修口，所述檢修口上設有上蓋。

作為本實用新型的一種改進，所述集液管、液體分流管以及導流管為一體化結構。

本實用新型要解決的第二個問題是提供一種能夠結構簡單、維護方便且回收的雨水水質較好的雨水回收系統。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案。

一種雨水回收系統，包括上述的安全分流裝置，所述安全分流裝置的進液管用于與雨水收集管網連接，所述排液管用于與排水管網連接，所述收液管用于與雨水蓄水池連接。

本實用新型要解決的第三個問題是提供一種結構簡單、成本低廉，且回流污水中活性污泥含量較高的污水回流系統。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案。

一種污水回流系統，包括調節池和生物處理池，還包括上述的安全分流裝置，所述生物處理池的出水口與所述進液管連通，所述排液管通過回流管道與所述調節池連通。

采用這樣的設計后，本實用新型至少具有以下優點：

1、本裝置具有由集液管、液體分流管、導流管共同形成了U形管狀結構，液體必須流經裝置底部，且流經裝置底部時流速較高，湍流混合作用較強，有利于將裝置中的雜質沖洗后經排液管排出，避免了雜質沉積，維護方便。

2、結構簡單，易于制作，造價低，管理方便。

3、利用管徑的收縮和擴大來增加裝置底部液體流速，擾動和湍流作用增強，進一步減少底部污泥沉淀。

4、利用液體的不可壓縮性，將進液管中液體的動能轉化為勢能，可有效調節液體排出的標高，使安全分流裝置的安裝標高的適用范圍更廣。

5、設置帶有上蓋的檢修口，便于日常檢修和檢測水質。

6、安全分流裝置底部不會形成污泥沉淀，回收的雨水在分流環節不會增加污泥攜帶量，收集的雨水水質較好，且在雨水收集階段，水質較好的雨水不會通過排液管排出，在降雨強度小的時候，能最大量的收集雨水。

7、可用于污水生物處理采用溢流的方式回流，進液管與生物處理池的出水管連接，排液管與調節池連通。易于控制生物處理池的有效水深，安全分流裝置內不會形成不必要的污泥沉積，同時保證了回流污水中活性污泥具有較高的濃度。

綜上所述，本實用新型的安全分流裝置具有由集液管、液體分流管、導流管形成的U形管狀結構，相對于現有的井體結構，液體必須流經裝置的底部，且流經裝置底部時流速較高，湍流混合作用較強，沉淀在裝置底部的雜質在液體沖刷和湍流作用下被混合在液體中，進而隨著液體一同經排液管排出，避免了雜質沉積，維護方便。

附圖說明

上述僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，以下結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。

圖1是本實用新型的安全分流裝置的一種實施方式的結構示意圖；

圖2是本實用新型的安全分流裝置的另一種實施方式的結構示意圖；

圖3是本實用新型的雨水回收系統的結構示意圖；

圖4是本實用新型的污水回流系統的結構示意圖；

其中，1、集液管，2、液體分流管，3、導流管，4、進液管，5、集液管，6、排液管，7、雨水棄流器，8、雨水蓄水池，9、調節池，10、生物處理池。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型提供的安全分流裝置，包括集液管1和液體分流管2，以及連接在所述集液管1下端和液體分流管2下端之間的導流管3，所述集液管1、液體分流管2與所述導流管3形成U形管狀結構。其中，所述集液管1和液體分流管2可為豎直管或傾斜管。所述集液管1、液體分流管2以及導流管3可為一體化結構。

所述集液管1上連接有進液管4，所述液體分流管2上連接有收液管5和排液管6，所述進液管4的管頂標高高于所述收液管5的管頂標高和所述排液管6的管底標高，所述收液管5的管頂標高低于所述排液管6的管底標高,所述收液管5的輸出端用于連接液體啟閉裝置。所述液體啟閉裝置可以是閥門、泵或雨水棄流器。

此外，所述集液管1和液體分流管2的頂部可進一步設置檢修口，所述檢修口上設有上蓋，便于日常檢修和對液體進行檢測。

該安全分流裝置具有由集液管1、液體分流管2、導流管3形成的U形管狀結構，液體必須流經裝置底部，而一般建筑、路面與安全分流裝置具有較大的高差，通過勢能轉化而來的動能，在裝置底部形成較高的液體流速，湍流混合作用較強，沉淀在裝置底部的雜質在液體沖刷和湍流作用下被混合在液體中，進而隨著液體一同經排液管6排出，避免雜質沉積，維護方便。

如圖2所示，作為優選的實施方式，所述安全分流裝置中的導流管3包括連接在所述集液管1下端的收縮段，連接在所述液體分流管2下端的擴散段，以及連接在所述收縮段與擴散段之間的過渡段；所述收縮段沿集液管1下端至過渡段入口內徑逐漸變小，所述擴散段沿過渡段出口至液體分流管2下端內徑逐漸擴大。這種設置方式利用管徑的收縮增加了液體流速，擾動和湍流作用增強，進一步減少了底部污泥沉淀。

較佳地，所述過渡段采用內徑不變的一段弧形彎管，弧形彎管阻力小，易于水流順暢通過，而且沒有擋住污泥的死角。此外，為實現更好的清淤效果，所述收縮段的長度最好不超過所述擴散段的長度。所述液體分流管2的管徑最好不超過所述集液管1的管徑。由于液體分流管2管徑較細，液體流速較高，液體能夠達到的標高更高。利用液體的不可壓縮性，將進液管4中液體的動能轉化為勢能，可有效調節液體排出的標高，使安全分流裝置的安裝標高的適用范圍更廣。

本實用新型還提供了一種雨水回收系統，包括上述的安全分流裝置，所述安全分流裝置的進液管4用于與雨水收集管網連接，所述排液管6用于與排水管網連接，所述收液管5用于與雨水蓄水池8連接。配合參閱圖3所示，所述雨水回收系統的收液管6通過雨水棄流器7與所述雨水蓄水池8連接。該雨水回收系統的工作步驟如下：

1)在降雨初期進入安全分流裝置的雨水，水質較差，此時關閉收液管5上連接的雨水棄流器7，雨水通過排液管6排入排水管網，實現了初期棄流功能；

2)當降雨持續一段時間后，水質變好，打開收液管5連接的雨水棄流器7，由于收液管5的標高低于排液管6的標高，水流通過雨水棄流器7流入雨水蓄水池8，并停止外排，實現了雨水收集功能；

3)雨水蓄水池8蓄滿后,水位達到一定標高，此時關閉雨水棄流器7，停止向雨水蓄水池8補水，液體分流管2內的水位上升，進而水流從排液管6排出，實現了溢流功能。

由于安全分流裝置底部不會形成污泥沉淀，回收的雨水在分流環節不會增加污泥攜帶量，收集的雨水水質較好，且在雨水收集階段，水質較好的雨水不會通過排液管6排出，在降雨強度小的時候，能最大量的收集雨水。

請配合參閱圖4所示，本實用新型還提供了一種污水回流系統，包括調節池9和生物處理池10，還包括上述的安全分流裝置，所述生物處理池10的出水口與所述進液管4連通，所述排液管6通過回流管道與所述調節池9連通。

污水回流系統的工作步驟如下：

1)前期生物處理池10污泥菌種馴化期間，關閉收液管5，當生物處理池10中的液位達到溢流標高時，污水通過排液管6回流到前端的調節池9，重新進入處理流程；

2)當生物處理池10污泥菌種馴化穩定，出水水質較好時，打開收液管5，出水通過收液管5進入污水處理系統的下一處理工序的設備內，進入下一處理流程。

采用上述的安全分流裝置的污水回流系統結構簡單、成本低廉，且污水中的活性污泥會全部帶入調節池9中，即保證生物處理池10維持穩定的液位高度，又保證了回流到調節池9中污水的活性污泥濃度，有利于提高處理效果。

綜上所述，本實用新型的安全分流裝置具有由集液管、液體分流管、導流管形成的U形管狀結構，相對于現有的井體結構，液體必須流經裝置的底部，且流經裝置底部時流速較高，湍流混合作用較強，沉淀在裝置底部的雜質在液體沖刷和湍流作用下被混合在液體中，進而隨著液體一同經排液管排出，避免了雜質沉積，維護方便。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，本領域技術人員利用上述揭示的技術內容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本實用新型的保護范圍內。