雨水截流-調(diào)蓄-處理系統(tǒng)的水力旋流調(diào)控機制研究

排水系統(tǒng)作為城市的“靜脈”，在減少城市內(nèi)澇災(zāi)害和提升城市水環(huán)境質(zhì)量方面，具有重要的作用。本申請項目擬從理論上探討利用水力旋流來調(diào)控雨水截流-調(diào)蓄-處理系統(tǒng)水質(zhì)水量的過程和相關(guān)機制。. 通過對上海、昆明、鎮(zhèn)江、常州、寧波等5個城市的排水系統(tǒng)調(diào)研和10個典型排水系統(tǒng)的水質(zhì)水量監(jiān)測，基于多目標(biāo)優(yōu)化理論和水力學(xué)基礎(chǔ)理論，探討面向污染控制和內(nèi)澇防治的雨水截流-調(diào)蓄-處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與特征，定量分析雨水截流-調(diào)蓄-處理系統(tǒng)設(shè)置旋流設(shè)施的控污和防澇效應(yīng)，構(gòu)建雨水截流-調(diào)蓄-處理系統(tǒng)多目標(biāo)旋流調(diào)控模型，并選擇上海市中心城區(qū)2個典型排水系統(tǒng)進行案例研究，為高度城市化區(qū)域排水系統(tǒng)的科學(xué)規(guī)劃和提升改造提供參考。

載壓流體混合物通過一個或多個切向入口進入水力旋流器，促使流體在裝置內(nèi)旋轉(zhuǎn)，水力旋流器的錐形加速了流體螺旋形流動，建立了自由的旋渦，創(chuàng)建了大的離心力。離心力致使輕的物質(zhì)（即油，游離氣）游離到水力旋流器的中心，而密度大的物質(zhì)（如水，固體）由于力的作用被甩到了外壁，通過在高壓下保持底流，迫使旋渦的濃縮油核逆流。結(jié)果，濃縮油流流向溢流，而不含油的水流則流向底流。

通常，大部分水力旋流器用于采出液的“除油”，烴（碳?xì)浠衔铮┑娜コ?lt;<1%）比排放或回注井下的采出水的處理更重要。在地面，水力旋流分離器可代替游離水脫除器。對于含有一定比例的油流分離成濃縮油流和適于處理的污水流，這種運用與井下分離運用相類似。

水力旋流器工藝設(shè)計

人們已很好地總結(jié)出制約水力旋流器分離性能的因素。一般來說，密度差大，分散粒徑大和連續(xù)相粘度低均有助于分離。對于地面的采出水處理，游離水脫除器的運用，使用水力旋流器的工藝設(shè)計已相當(dāng)普遍，并已經(jīng)建立一套相關(guān)規(guī)范。然而，井下分離應(yīng)用的經(jīng)驗需對這些規(guī)范重新評價。

（1）注水模式

降雨時，打開調(diào)蓄池進水閘門，調(diào)蓄池進水，同時開啟格柵機。該模式在雨天情況下，調(diào)蓄池收集來自地表的初期雨水，雨水通過管道進入調(diào)蓄池內(nèi)，當(dāng)池前水位達(dá)到一定高度后，控制調(diào)蓄池前的閥門開啟，使得雨水進入調(diào)蓄池。

（2）滿池模式

調(diào)蓄池在水位達(dá)到一定高度時，關(guān)閉調(diào)蓄池進水閥門，同時關(guān)閉格柵機。當(dāng)調(diào)蓄池水位達(dá)到預(yù)定或者最大水位時，要關(guān)閉調(diào)蓄池的進水閥門，雨量較大時還需打開防汛閥門，將雨水進行排河處理。

（3）空池模式

晴天時，調(diào)蓄池內(nèi)的初期雨水提升至污水管，調(diào)蓄池排空至一定水位時，關(guān)閉提升泵，放空完成。該模式下調(diào)蓄池在晴天放空調(diào)蓄池或者雨天需要放空反沖洗時，打開提升泵，將調(diào)蓄池內(nèi)的初期雨水輸送到污水管網(wǎng)，一般放空時間應(yīng)為管網(wǎng)污水量低谷期，當(dāng)排空達(dá)到一定水位時，關(guān)閉提升泵。

（4）沖洗模式

放空調(diào)蓄池后，一般需要對調(diào)蓄池池底沉砂等進行沖洗，防止長時間積淤導(dǎo)致發(fā)酵生成有毒、有害、易燃、易爆氣體。

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