一种地下管道污水泄漏动态监控与原位处理系统及运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种地下管道污水泄漏动态监控与原位处理系统及运行方法，该系统包括污水排放系统（1）、水质监测系统（2）、污水处理系统（3）。针对地下管道污水泄漏点隐蔽、难以及时发现、收集处理难度大等问题，本发明专利技术通过污水排放系统（1）对动态立体水质监测系统（2）进行实时监测与数据分析，精准及时掌握泄漏量，然后通过污水处理系统（3）针对不同污染物浓度采取不同原位的处理措施，最终实现地下管道污水安全运行和减少对地下环境的影响。本发明专利技术具有发现地下管道污水泄漏精准、及时和高效收集处理，投资省、运行成本低、操作运行方便的特点，实现地下管网的安全运行和环境效益的最大发挥。挥。挥。

【技术实现步骤摘要】
一种地下管道污水泄漏动态监控与原位处理系统及运行方法


[0001]本专利技术属于地下管道污水水质监测、污水处理、环保领域，具体涉及一种地下管道污水泄漏动态监控与原位处理系统及运行方法。

技术介绍

[0002]目前，污水管网大多采用HDPE管、PE管以及部分钢筋混凝土管，由于其抵抗酸、碱侵蚀及抗渗性能较差，且存在管道施工不规范、不严格等原因，从而造成市政污水管道频频出现渗漏水现象，导致严重地下水污染与土壤污染，但是由于管道位于地下，泄漏点和泄漏量难以及时发现和计算，给收集和处理带来挑战。因此，亟需一种对于地下管道污水泄漏问题进行动态监测与原位收集处理的系统。
[0003]申请号201910370667.3的中国专利申请文件《一种管道泄漏的检测装置及检测方法》，其特征在于：该检测装置的声表面波检测装置通过连接器与发电装置连接，声表面波检测装置的上侧固定于待检测管道的上侧内壁。该方法仅仅用于管道泄漏的检测，并未对泄漏污染物量明确，且未有对泄漏污水提出原位处理方法。
[0004]申请号201910520932.1的中国专利申请文件《管道泄漏的定位方法、装置和设备》，其特征在于：接收动态压力变送器检测并发送的管道首末站两端的实时动态压力信号；对其进行初步分析，以判断是否发生泄漏。该装置采用物理的方法检测与定位，对水体所造成的污染不能进行治理，而且需要人工二次进行修复，耗时耗力。并未对泄漏污染物量明确，且未有对泄漏污水提出原位处理方法。
[0005]申请号201910726320.8的中国专利申请文件《一种管道泄漏监测及应急堵漏装置》，其特征在于：柔性内管两端连接有两段刚性内管，刚性内管相互远离的一端分别设置有步进电机驱动的变形机构，变形机构为伞状结构可打开或关闭。该方法只是对发生泄漏的管道进行简单的堵漏操作，不可持续不解决污染问题。并未对泄漏污染物量明确，且未有对泄漏污水提出原位处理方法。

技术实现思路

[0006]针对地下管道污水泄漏点隐蔽、难以及时发现、收集处理难度大等问题，本专利技术提供一种地下管道污水泄漏动态监控与原位处理系统及运行方法，通过污水排放系统(1)进行动态立体水质监测系统(2)的实时监测与数据分析，精准及时掌握泄漏量，然后通过污水处理系统(3)针对不同污染物浓度采取不同原位的处理措施，最终实现地下管道污水安全运行和减少对地下环境的影响。本专利技术具有发现地下管道污水泄漏精准、及时和高效收集处理，投资省、运行成本低、操作运行方便的特点，实现地下管网的安全运行和环境效益的最大发挥。深入分析管道泄漏水力模型，并在关键区域进行定点监测，依据监测数据进行科学判定，并采用梯级响应处理方式，对管道泄漏污染进行合理治理方案配置，应用智能科技改善人居环境。
[0007]技术方案
[0008]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种地下管道污水泄漏监测动态监控与处理原位处理系统，包括了污水排放系统、水质监测系统、污水处理系统；
[0010]其中污水排放系统包括检查井室、污水管道、污水、回填土层、排水沟；检查井室深1.0～2.5m，污水管道管径300～1000mm，回填土层深度为1.5～3.0m，排水沟宽0.5～1.5m，深0.8～1.0m。
[0011]水质监测系统包括一个以上的水质监测仪分别设置于水排放系统的不同部位以及污水处理系统的进出水口；所述的水质监测系统包括一个以上的水质监测仪分别设置于水排放系统的不同部位以及污水处理系统的进出水口，是指水质监测仪分别安装检查井室、污水管道接缝处下方、污水管道接缝处上方以及检查井室侧面、处理单元进水口、出水管下方。具体来说，检查井室1～2m处、污水管道接缝处下方10～30cm、污水管道接缝处上方20～40cm以及检查井室侧面15～30cm处、处理单元进水口，出水管下方10～15cm处均设置了水质监测仪。
[0012]污水处理系统包括投剂口、防水半透膜、处理单元、进水管、电磁阀(3
‑
5)、输水管、电气控制单元、抽水泵、出水管、输送管、电动抽吸机、化学剂舱、生物剂舱；其中投剂口、电动抽吸机、化学剂舱、生物剂舱设置在污水排放系统的检查井室入口，处理单元、进水管、电磁阀设置在污水管网下面，处理单元进水口设有水质监测仪，输水管伸出检查井室，连接处理单元和电气控制单元，出水管端口朝向排水沟，出水管下方安装了水质监测仪，便于检测出水指标。
[0013]电气控制单元中有3种电气模型，分别为MD1、MD2、MD3；其中MD1为投剂口、防水半透膜、输送管、电动抽吸机、化学剂舱组合；MD2在MD1基础上增加了生物剂舱；MD3在MD2基础上增加了处理单元、进水管、电磁阀、输水管、电气控制单元、抽水泵、出水管。
[0014]上述地下管道污水泄漏动态监控与原位处理系统的运行方法，包括以下步骤：
[0015]步骤1)根据需要，在水排放系统(1)的不同部位以及污水处理系统的进出水口设置一个以上的水质监测仪；
[0016]步骤2)水质监测仪检测的数据传输至电气控制单元(3
‑
7)，经过电气控制单元(3
‑
7)判定启动污水处理系统(3)的装置，计算方法如式1：
[0017]Y＝max{Q1*C1}<α
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(式1)
[0018]注：Y：检查井室(1
‑
1)中污染物量，g/s；
[0019]Q1：水质监测仪(2
‑
1)测得流量，取0～0.5，m3/s；
[0020]C1：水质监测仪(2
‑
1)测得污染物浓度，取0～200，mg/L；
[0021]α：污水管道(1
‑
2)污染物最大允许排放量限值，取15～25，g/s；
[0022]当Y<α时，则电气控制单元(3
‑
7)判定启动MD1的电动抽吸机(3
‑
11)吸取化学剂舱(3
‑
12)中的药剂进入输送管(3
‑
10)，在压力作用下经过投剂口(3
‑
1)穿过防水半透膜(3
‑
2)，最终进入检查井室(1
‑
1)并随污水(1
‑
3)流动进行扩散，MD1运行停止判定公式如式2：
[0023]max{C1}<C0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(式2)
[0024]注：C0：污染物最大允许排放浓度限值，取0～60，mg/L；
[0025]C1：水质监测仪(2
‑
1)测得污染物浓度，取0～200，mg/L；
[0026]当max{C1}<C0时，则停止MD1；
[0027]当Y≥α时，需进行下一步判定，其判定方法如式3：
[0028][0029]注：Y：检查井室(1
‑
1)中污染物量，g/s；
[0030]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地下管道污水泄漏动态监控与原位处理系统，其特征在于，包括了污水排放系统(1)、水质监测系统(2)、污水处理系统(3)；其中污水排放系统(1)包括检查井室(1
‑
1)、污水管道(1
‑
2)、污水(1
‑
3)、回填土层(1
‑
4)、排水沟(1
‑
5)；水质监测系统(2)包括一个以上的水质监测仪，分别设置于污水排放系统(1)的不同部位以及污水处理系统(3)的进出水口；污水处理系统(3)包括投剂口(3
‑
1)、防水半透膜(3
‑
2)、处理单元(3
‑
3)、进水管(3
‑
4)、电磁阀(3
‑
5)、输水管(3
‑
6)、电气控制单元(3
‑
7)、抽水泵(3
‑
8)、出水管(3
‑
9)、输送管(3
‑
10)、电动抽吸机(3
‑
11)、化学剂舱(3
‑
12)、生物剂舱(3
‑
13)；其中投剂口(3
‑
1)、电动抽吸机(3
‑
11)、化学剂舱(3
‑
12)、生物剂舱(3
‑
13)设置在污水排放系统的检查井室(1
‑
1)入口，处理单元(3
‑
3)、进水管(3
‑
4)、电磁阀(3
‑
5)设置在污水管网下面，处理单元(3
‑
3)进水口设有水质监测仪，输水管(3
‑
6)伸出检查井室(1
‑
1)，连接处理单元(3
‑
3)和电气控制单元，出水管端口朝向排水沟，出水管下方安装了水质监测仪，便于检测出水指标。2.根据权利要求1所述的一种地下管道污水泄漏动态监控与原位处理系统，其特征在于，所述的水质监测系统包括一个以上的水质监测仪分别设置于水排放系统(1)的不同部位以及污水处理系统的进出水口，是指水质监测仪分别安装检查井室、污水管道接缝处下方、污水管道接缝处上方以及检查井室侧面、处理单元进水口、出水管下方。3.根据权利要求2所述的一种地下管道污水泄漏动态监控与原位处理系统，其特征在于，水质监测仪(2
‑
1)安装于检查井室(1
‑
1)1～2m处，水质监测仪(2
‑
2)安装于污水管道(1
‑
2)接缝处下方10～30cm，水质监测仪(2
‑
3)安装于污水管道(1
‑
2)接缝处上方20～40cm以及检查井室(1
‑
1)侧面15～30cm处，水质监测仪(2
‑
4)安装于处理单元(3
‑
3)进水口，水质监测仪(2
‑
5)安装于出水管(3
‑
9)下方10～15cm处。4.根据权利要求1所述的一种地下管道污水泄漏动态监控与原位处理系统，其特征在于，电气控制单元(3
‑
7)中有3种电气模型，分别为MD1、MD2、MD3；其中MD1为投剂口(3
‑
1)、防水半透膜(3
‑
2)、输送管(3
‑
10)、电动抽吸机(3
‑
11)、化学剂舱(3
‑
12)组合；MD2在MD1基础上增加了生物剂舱(3
‑
13)；MD3在MD2基础上增加了处理单元(3
‑
3)、进水管(3
‑
4)、电磁阀(3
‑
5)、输水管(3
‑
6)、电气控制单元(3
‑
7)、抽水泵(3
‑
8)、出水管(3
‑
9)。5.根据权利要求1所述的地下管道污水泄漏动态监控与原位处理系统，其特征在于，检查井室(1
‑
1)深1.0～2.5m，污水管道(1
‑
2)管径300～1000mm，回填土层(1
‑
4)深度为1.5～3.0m，排水沟(1
‑
5)宽0.5～1.5m，深0.8～1.0m。6.权利要求1所述的一种地下管道污水泄漏动态监控与原位处理系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)根据需要，在水排放系统(1)的不同部位以及污水处理系统的进出水口设置一个以上的水质监测仪；步骤2)水质监测仪检测的数据传输至电气控制单元(3
‑
7)，经过电气控制单元(3
‑
7)判定启动污水处理系统(3)的装置，计算方法如式1：Y＝max{Q1*C1}<α
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(式1)注：Y：检查井室(1
‑
1)中污染物量，g/s；Q1：水质监测仪(2
‑
1)测得流量，取0～0.5，m3/s；
C1：水质监测仪(2
‑
1)测得污染物浓度，取0～200，mg/L；α：污水管道(1
‑
2)污染物最大允许排放量限值，取15～25，g/s；当Y<α时，则电气控制单元(3
‑
7)判定启动MD1的电动抽吸机(3
‑
11)吸取化学剂舱(3
‑
12)中的药剂进入输送管(3
‑
10)，在压力作用下经过投剂口(3
‑
1)穿过防水半透膜(3
‑
2)，最终进入检查井室(1
‑
1)并随污水(1
‑
3)流动进行扩散，MD1运行停止判定公式如式2：max{C1}<C0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(式2)注：C0：污染物最大允许排放浓度限值，取0～60，mg/L；C1：水质监测仪(2
‑
1)测得污染物浓度，取0～200，mg/L；当max{C1}<C0时，则停止MD1；当Y≥α时，需进行下一步判定，其判定方法如式3：注：Y：检查井室(1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：许明，沈晓笑，马吴成，江健丽，陈浩强，章艳艳，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：