一体化智能截流井的优势和应用

刘明欢

（上海韵水工程设计有限公司 上海 201700）

0 引言

现代化城市快速发展，但地下排水管网的建设并未跟上，部分区域仍然是合流制排水体制，加之大量雨污混接的存在，导致了河道水质变差、甚至黑臭河道频频出现，严重影响了生态环境和民众的饮水安全。为杜绝污水入河，各种源头治理措施一一实施，而污水截流井作为一种末端控制手段，同样也起到非常重要的作用，但目前最常用的是传统截流井，其本身存在诸多缺点，截流效果并不理想。

为此，本文旨在通过对传统截流井的缺点进行研究，介绍了一体化智能截流井的内部构造、运行状态，并强调了一体化智能截流井的所具有的优势，指出将是一种相对理想的末端治理措施。

1 传统截流井的类型

污水截流井根据形式的不同可分为五大类：堰式截流井、槽式截流井、槽堰结合式截流井、闸式截流井及提升式截流井。

堰式截流井的结构是在井内设置一个堰，进水管管底和截流管管底相平，当混接污水流量不大，水深没有超过堰高时，旱流污水流向污水管网，适用于排放口相对位置较低、下游河水位较高的情况。槽式截流井的截流管设计水面或管顶低于合流管管底，少量污水或初期雨水通过底部流槽进入截污管内。槽堰结合式截流井是槽式和堰式两种截流井的结合。闸式截流井是在堰式截流井的基础上改造而成，晴天和初雨时通过电动或手动闸门的关闭以防止河水倒灌，降雨中后期时将闸门再次打开。提升式截流井在井内装设拍门或闸门、安置潜污泵，在污水管高于雨水管，旱流污水或初期雨水无法重力自流入污水管的情况下使用。

2 传统截流井的弊端

传统截流井因其造价低，使用经验多而成为目前优先考虑使用的截污方式，但是在应用的过程中发现一些弊端，主要为：

（1）设计工作量大、施工周期长。传统的截流井一般采用钢筋混凝土结构，提升式截流井内部还会有潜污泵。设计时需要结构、电气以及给排水三个专业的相互配合，设计工作量较大。施工时采用现浇混凝土结构，耗时长，对工人的数量、要求也相对较高。

（2）不能有效防止河水倒灌。当雨季时河水水位较高，淹没了排放口时，槽式截流井完全不能防止河水倒灌，堰式、槽堰结合式截流井仅可一定程度上挡住河水倒灌。目前常用的防倒流措施为设置鸭嘴止回阀或橡胶拍门。两者均为橡胶结构，这两种防倒灌方式都有易老化、易泄露、需经常维修更换等缺点。

（3）不能有效区分初期雨水与后期干净雨水。传统截流井因其构造的限制，只能根据截流井内水深高度和流量大小来截流或溢流，无法区分初期雨水和后期干净雨水。因此截流井设置数量越多，雨天时污水管网冒溢风险越大。

3 一体化智能截流井的构造和运行状态

一体化智能截流井是一种具备雨污分流能力的集成化智能设备，克服了传统截流井所具有的缺点和弊端，具有施工快、抗渗漏、占地小、自控程度高等优势，可以在截污纳管、雨污分流、农村生活污水治理、水环境生态修复、海绵城市建设等领域发挥重要作用。

通常一体化智能污水截流井的主体采用耐高温耐高压的高强度纤维玻璃钢制造预制筒体，主体内部有潜水排污水泵、智能型自动控制系统等各种设备部件，预制筒体可竖立式埋入8～10m深的地下，采用密封装置，整体埋于地下深处，无异味溢出。

一体化智能截流井的运行状况如下：晴天时，进水口内全部为污水，水量较小，井体内的水位低，自控截污装置闸板处于开启状态，此时污水全部经由装置开口流向污水管网，而在污水管网水位较高的地区，通过水泵强排，水泵根据液位值进行自动启停，将污水送至污水厂处理；同时雨水口闸门处于关闭状态，还能防止河水倒灌进入雨水井。降雨初期状态时，污水口闸门保持打开，雨水口闸门关闭，潜水泵根据液位值进行自动启停，将初期雨水送至污水厂处理。随着降雨的持续，当截流井监测到水位上升，水质污染降低时，污水口逐渐关闭，限制截流，同时雨水口闸门开启，让中后期雨水持续排出。当降雨逐渐减小，进水管内水位下降，浮球感应信号，带动太阳能自控截污装置闸板逐步开启，并恢复到初始状态。

4 一体化智能截流井的优势

一体化智能截流井相对于传统的截流井相比，具有非常明显的优势：

（1）施工简便，周期大大缩短。一体化智能截流井将潜污泵、爬梯、传感器、拦污格栅、液动闸门等设备均集成在玻璃钢井筒身内，因其高度集成化使得内部空间利用率极高，从而可以减少截流井的占地面积、土方开挖量，现场只需浇筑混凝土底板即可，施工周期大大缩短，通常1-2周即可完成，对工人的专业技术要求也相对降低。此外，若遇到拆迁或实施雨污分流后无需截流，一体化智能截流井还可二次吊装，二次填埋后再次应用于新项目。

（2）电气自动化程度高。一体化智能截流井相对于传统的截流井一大优势在于其自动化程度高：通过液位计、雨量计等感应仪器采集信号；水泵具有自动轮换和故障轮换功能，能保证每台泵运行时间均衡；采用浮球和液位传感器，实现截流井液位自动控制运行互为备用；进出水闸门根据预设条件自动运行；手机APP能实现实时监控，随时调出产品运行数据，监控运行情况等，可完全实现无人值守。

（3）有效的防淤积设计。普通截流井除了在污水进水口处设置截污挂篮以外，一般不会特别考虑到截流井内的杂质积累和淤积问题，潜污泵被杂质堵塞而损坏时有发生，无法定期养护的截流井也就基本不能有效发挥其截污的作用。通常一体化智能截流井的底座均有防淤积设计，其特殊设计的底座，只允许少量的污水停留在泵坑，当泵再次启动时，泵坑附近的大流速可以达到自清洁的效果，减少人工清淤。

（4）防止河水倒灌。传统截流井一大弊端是不能有效防止河水倒灌，而一体化智能截流井采用电液动平板闸门，由平板闸门、电液推杆、闸板组成，电液推杆驱动闸门上下动作，达到启闭的作用，同时配合位移传感器，可精确控制闸门的开启度，系统带有蓄能器，停电状态下能完成一次自动关闭或打开闸门的动作。闸门双向密封止水，密封效果良好。

（5）使用寿命长。一体化智能截流井井筒采用玻璃钢筒体，采用计算机控制缠绕一次成型工艺，巴氏硬度可达到50Hba以上，轴向抗压强度不小于120MPa，环向拉伸强度达到150MPa以上，轴向拉伸强度超过30MPa。圆形筒体、一次成型的设计使其可以承受来自土体周围的更大的压力，玻璃钢材质也更耐腐蚀，防水、防漏性能表现优异，通常一体化智能截流井的使用寿命可达50年。

5 一体化智能截流井的缺点

目前一体化智能截流井并没有被广泛应用的最主要原因之一是其造价较高，成本较贵，虽然节省了大量的土建成本，但是生产一体化智能截流井的厂家并不是非常多，竞争并不激烈，市场上一台进水管为DN300的一体化截流井的售价约为50万～80万。

6 结语

一体化智能截流井占地小、施工快捷、自动化运行，凭借着在截污纳管方面的良好使用效果，已经在水务和环保领域获得广泛认可。随着材料、电气、自控和水务行业的进一步发展，一体化智能截流井也将得到进一步的提升，拥有更低廉的成本、更好的产品性能，将会逐渐完全取代传统截流井。