一體化智能截流井的優(yōu)勢和應用

劉明歡

（上海韻水工程設計有限公司 上海 201700）

0 引言

現(xiàn)代化城市快速發(fā)展，但地下排水管網(wǎng)的建設并未跟上，部分區(qū)域仍然是合流制排水體制，加之大量雨污混接的存在，導致了河道水質變差、甚至黑臭河道頻頻出現(xiàn)，嚴重影響了生態(tài)環(huán)境和民眾的飲水安全。為杜絕污水入河，各種源頭治理措施一一實施，而污水截流井作為一種末端控制手段，同樣也起到非常重要的作用，但目前最常用的是傳統(tǒng)截流井，其本身存在諸多缺點，截流效果并不理想。

為此，本文旨在通過對傳統(tǒng)截流井的缺點進行研究，介紹了一體化智能截流井的內(nèi)部構造、運行狀態(tài)，并強調了一體化智能截流井的所具有的優(yōu)勢，指出將是一種相對理想的末端治理措施。

1 傳統(tǒng)截流井的類型

污水截流井根據(jù)形式的不同可分為五大類：堰式截流井、槽式截流井、槽堰結合式截流井、閘式截流井及提升式截流井。

堰式截流井的結構是在井內(nèi)設置一個堰，進水管管底和截流管管底相平，當混接污水流量不大，水深沒有超過堰高時，旱流污水流向污水管網(wǎng)，適用于排放口相對位置較低、下游河水位較高的情況。槽式截流井的截流管設計水面或管頂?shù)陀诤狭鞴芄艿?，少量污水或初期雨水通過底部流槽進入截污管內(nèi)。槽堰結合式截流井是槽式和堰式兩種截流井的結合。閘式截流井是在堰式截流井的基礎上改造而成，晴天和初雨時通過電動或手動閘門的關閉以防止河水倒灌，降雨中后期時將閘門再次打開。提升式截流井在井內(nèi)裝設拍門或閘門、安置潛污泵，在污水管高于雨水管，旱流污水或初期雨水無法重力自流入污水管的情況下使用。

2 傳統(tǒng)截流井的弊端

傳統(tǒng)截流井因其造價低，使用經(jīng)驗多而成為目前優(yōu)先考慮使用的截污方式，但是在應用的過程中發(fā)現(xiàn)一些弊端，主要為：

（1）設計工作量大、施工周期長。傳統(tǒng)的截流井一般采用鋼筋混凝土結構，提升式截流井內(nèi)部還會有潛污泵。設計時需要結構、電氣以及給排水三個專業(yè)的相互配合，設計工作量較大。施工時采用現(xiàn)澆混凝土結構，耗時長，對工人的數(shù)量、要求也相對較高。

（2）不能有效防止河水倒灌。當雨季時河水水位較高，淹沒了排放口時，槽式截流井完全不能防止河水倒灌，堰式、槽堰結合式截流井僅可一定程度上擋住河水倒灌。目前常用的防倒流措施為設置鴨嘴止回閥或橡膠拍門。兩者均為橡膠結構，這兩種防倒灌方式都有易老化、易泄露、需經(jīng)常維修更換等缺點。

（3）不能有效區(qū)分初期雨水與后期干凈雨水。傳統(tǒng)截流井因其構造的限制，只能根據(jù)截流井內(nèi)水深高度和流量大小來截流或溢流，無法區(qū)分初期雨水和后期干凈雨水。因此截流井設置數(shù)量越多，雨天時污水管網(wǎng)冒溢風險越大。

3 一體化智能截流井的構造和運行狀態(tài)

一體化智能截流井是一種具備雨污分流能力的集成化智能設備，克服了傳統(tǒng)截流井所具有的缺點和弊端，具有施工快、抗?jié)B漏、占地小、自控程度高等優(yōu)勢，可以在截污納管、雨污分流、農(nóng)村生活污水治理、水環(huán)境生態(tài)修復、海綿城市建設等領域發(fā)揮重要作用。

通常一體化智能污水截流井的主體采用耐高溫耐高壓的高強度纖維玻璃鋼制造預制筒體，主體內(nèi)部有潛水排污水泵、智能型自動控制系統(tǒng)等各種設備部件，預制筒體可豎立式埋入8～10m深的地下，采用密封裝置，整體埋于地下深處，無異味溢出。

一體化智能截流井的運行狀況如下：晴天時，進水口內(nèi)全部為污水，水量較小，井體內(nèi)的水位低，自控截污裝置閘板處于開啟狀態(tài)，此時污水全部經(jīng)由裝置開口流向污水管網(wǎng)，而在污水管網(wǎng)水位較高的地區(qū)，通過水泵強排，水泵根據(jù)液位值進行自動啟停，將污水送至污水廠處理；同時雨水口閘門處于關閉狀態(tài)，還能防止河水倒灌進入雨水井。降雨初期狀態(tài)時，污水口閘門保持打開，雨水口閘門關閉，潛水泵根據(jù)液位值進行自動啟停，將初期雨水送至污水廠處理。隨著降雨的持續(xù)，當截流井監(jiān)測到水位上升，水質污染降低時，污水口逐漸關閉，限制截流，同時雨水口閘門開啟，讓中后期雨水持續(xù)排出。當降雨逐漸減小，進水管內(nèi)水位下降，浮球感應信號，帶動太陽能自控截污裝置閘板逐步開啟，并恢復到初始狀態(tài)。

4 一體化智能截流井的優(yōu)勢

一體化智能截流井相對于傳統(tǒng)的截流井相比，具有非常明顯的優(yōu)勢：

（1）施工簡便，周期大大縮短。一體化智能截流井將潛污泵、爬梯、傳感器、攔污格柵、液動閘門等設備均集成在玻璃鋼井筒身內(nèi)，因其高度集成化使得內(nèi)部空間利用率極高，從而可以減少截流井的占地面積、土方開挖量，現(xiàn)場只需澆筑混凝土底板即可，施工周期大大縮短，通常1-2周即可完成，對工人的專業(yè)技術要求也相對降低。此外，若遇到拆遷或實施雨污分流后無需截流，一體化智能截流井還可二次吊裝，二次填埋后再次應用于新項目。

（2）電氣自動化程度高。一體化智能截流井相對于傳統(tǒng)的截流井一大優(yōu)勢在于其自動化程度高：通過液位計、雨量計等感應儀器采集信號；水泵具有自動輪換和故障輪換功能，能保證每臺泵運行時間均衡；采用浮球和液位傳感器，實現(xiàn)截流井液位自動控制運行互為備用；進出水閘門根據(jù)預設條件自動運行；手機APP能實現(xiàn)實時監(jiān)控，隨時調出產(chǎn)品運行數(shù)據(jù)，監(jiān)控運行情況等，可完全實現(xiàn)無人值守。

（3）有效的防淤積設計。普通截流井除了在污水進水口處設置截污掛籃以外，一般不會特別考慮到截流井內(nèi)的雜質積累和淤積問題，潛污泵被雜質堵塞而損壞時有發(fā)生，無法定期養(yǎng)護的截流井也就基本不能有效發(fā)揮其截污的作用。通常一體化智能截流井的底座均有防淤積設計，其特殊設計的底座，只允許少量的污水停留在泵坑，當泵再次啟動時，泵坑附近的大流速可以達到自清潔的效果，減少人工清淤。

（4）防止河水倒灌。傳統(tǒng)截流井一大弊端是不能有效防止河水倒灌，而一體化智能截流井采用電液動平板閘門，由平板閘門、電液推桿、閘板組成，電液推桿驅動閘門上下動作，達到啟閉的作用，同時配合位移傳感器，可精確控制閘門的開啟度，系統(tǒng)帶有蓄能器，停電狀態(tài)下能完成一次自動關閉或打開閘門的動作。閘門雙向密封止水，密封效果良好。

（5）使用壽命長。一體化智能截流井井筒采用玻璃鋼筒體，采用計算機控制纏繞一次成型工藝，巴氏硬度可達到50Hba以上，軸向抗壓強度不小于120MPa，環(huán)向拉伸強度達到150MPa以上，軸向拉伸強度超過30MPa。圓形筒體、一次成型的設計使其可以承受來自土體周圍的更大的壓力，玻璃鋼材質也更耐腐蝕，防水、防漏性能表現(xiàn)優(yōu)異，通常一體化智能截流井的使用壽命可達50年。

5 一體化智能截流井的缺點

目前一體化智能截流井并沒有被廣泛應用的最主要原因之一是其造價較高，成本較貴，雖然節(jié)省了大量的土建成本，但是生產(chǎn)一體化智能截流井的廠家并不是非常多，競爭并不激烈，市場上一臺進水管為DN300的一體化截流井的售價約為50萬～80萬。

6 結語

一體化智能截流井占地小、施工快捷、自動化運行，憑借著在截污納管方面的良好使用效果，已經(jīng)在水務和環(huán)保領域獲得廣泛認可。隨著材料、電氣、自控和水務行業(yè)的進一步發(fā)展，一體化智能截流井也將得到進一步的提升，擁有更低廉的成本、更好的產(chǎn)品性能，將會逐漸完全取代傳統(tǒng)截流井。