CN101876182B - 智能化城市污水排水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能化城市污水排水方法，首先构建智能化城市污水排水系统，在格栅机前后两侧设置第一和第二水位传感器用以检测前集水井前部和后部水位，前集水井前部上方设置第一气体传感器用以检测有害气体；在与前集水井后部相通的后集水井内设置第三水位传感器、排水机构和第二气体传感器；在排水系统入口处装有红外线传感器、语音装置和摄像头；第二，采集第三水位传感器的测量值与设定的第三标准值作比较，比较结果控制排水机构；第三，采集第一、第二水位传感器的测量值，其差值与设定的标准水位差作比较，比较结果控制格栅机和垃圾收集机构；第四，采集第一气体传感器的测量值与设定的气体标准值作比较，比较结果控制抽风机构运行。

Description

智能化城市污水排水方法

技术领域

    本发明涉及城市污水排水方法，尤其涉及智能化的城市污水排水方法。

背景技术

    随着城市经济的发展，城市面积快速扩张，同时城市排水压力也逐渐加大。在不断地新增排水泵站的情况下，如何提高城市污水排水方法的智能化，节能减排正变得越来越重要。

目前，几乎所有的城市排水泵站的集水井、动力循环格栅除污机以及有害气体抽风机，其日常运行都是采用手动控制开启或关停，并且按照现有操作规程，为了确保操作人员的人身安全，动力循环格栅除污机（以下简称格栅机）和有害气体抽风机（以下简称抽风机）必须同步与排水泵机运行。在排水泵站中，只要有一台排水泵机在运转，格栅机和抽风机就必须处于开启状态。因此，为了及时清除水中的垃圾和保证操作人员的人身安全，一旦排水泵机运转，所有排水泵站的格栅机和抽风机就只能全天候地、无停息地运行，其电能消耗大，设备损耗大，成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能化城市污水排水方法，该排水方法能实时监测排水泵站内的情况，通过控制器控制排水机构、格栅机、垃圾收集机构和抽风机构的运行，从而达到节能减排、降本增效的目的。

本发明是这样实现的：一种智能化城市污水排水方法，其步骤是：

步骤一，首先构建智能化城市污水排水系统，所述排水系统包括前集水井、后集水井、前、后闸门、格栅机、垃圾收集机构、传感器和排水机构，格栅机斜向设置在前集水井内将前集水井分为前后两部分，前集水井前部进水口处装有前闸门，前集水井后部出水口处装有后闸门，在格栅机的前后两侧设置有第一水位传感器和第二水位传感器，所述第一、第二水位传感器用以检测前集水井前部和后部内的水位；前集水井前部上方还设置有第一气体传感器，前集水井上方设置有抽风机构，抽风机构的通风管路的输入口接前集水井前部上方，输出口伸出所述排水系统室体外部；格栅机上方装有垃圾收集机构并且垃圾收集机构与格栅机相配合；在前集水井后部有后集水井，后集水井与前集水井出水口相连，后集水井内设置有第三水位传感器、排水机构和第二气体传感器，所述第三水位传感器用以检测后集水井内的水位，第二气体传感器位于后集水井上方用以检测后集水井内的有害气体，排水机构的排水管上安装有排水阀门；在所述排水系统的入口处还装有红外线传感器、语音装置和摄像头，所述红外线传感器、语音装置和摄像头组成人体安全防护机构；所述排水系统各部件均由中控室内的控制器控制；

步骤二，开启前、后闸门，污水经前集水井前部进水口进入，经格栅机将垃圾过滤后进入到前集水井后部，前集水井后部出水口与后集水井相通，在后集水井经排水机构排水后输出；

步骤三，所述第一、第二、第三水位传感器设定有第一、第二、第三标准值后输入中控室内的控制器保存，将第一、第二标准值相减得到格栅机前后两侧的标准水位差保存，所述第一气体传感器也设定有第一气体标准值后输入中控室内的控制器保存；

步骤四，采集第三水位传感器的测量值传送至中控室内的控制器，得到后集水井的水位，控制器将该水位测量值与第三标准值作比较，若该水位测量值大于等于第三标准值，则开启排水机构进行排水；若该水位测量值小于第三标准值，则排水机构停止排水；

步骤五，采集第一、第二水位传感器的测量值传送至中控室内的控制器，得到前集水井前部和后部的水位，即前集水井内格栅机前后两侧的水位，控制器将前集水井前部和后部的测量值相减得到两者的水位差，将该水位差值与标准水位差作比较，若测量水位差值大于等于标准水位差，则开启格栅机和垃圾收集机构对前集水井前部内的垃圾进行清理；若测量水位差值小于标准水位差，则停止格栅机和垃圾收集机构的运行；

步骤六，采集第一气体传感器的测量值传送至中控室内的控制器，得到前集水井前部有害气体值，控制器将该有害气体测量值与第一气体标准值作比较，若该有害气体测量值大于等于第一气体标准值，则开启抽风机构进行排气；若该有害气体测量值小于第一气体标准值，则抽风机构停止排气；

所述步骤四至步骤六中的第三水位传感器、第一和第二水位传感器、第一气体传感器所监测到的测量值经控制器运算后分别控制排水机构、格栅机和垃圾收集机构、以及抽风机构的运行，所述排水机构、格栅机和垃圾收集机构、以及抽风机构能单独运行或同时运行。

所述排水方法还包括人员安全防护模式，维护人员进入所述排水系统的入口处时，被入口处的红外线传感器感知，红外线传感器将信号传送至中控室内的控制器，控制器同时接受第二气体传感器在后集水井内的气体测量值，并且启动抽风机构，语音装置发出提示信息，摄像头启动并自动跟踪拍摄和备份。

当维护人员要维护设备进入排水系统时，首先关闭前闸门、格栅机、垃圾收集机构、排水机构和后闸门；第二，维护人员进入所述排水系统的入口处时，被入口处的红外线传感器感知，红外线传感器将信号传送至中控室内的控制器，控制器同时接受第二气体传感器在后集水井内的气体测量值，并且启动抽风机构，语音装置发出提示信息，摄像头启动并自动跟踪拍摄和备份；第三，维护人员检修完毕离开排水系统时，被入口处的红外线传感器感知，红外线传感器将信号传送至中控室内的控制器，控制器控制摄像头进入等待状态，关闭语音装置，并开启前闸门和后闸门，格栅机、垃圾收集机构、抽风机构和排水机构恢复到正常工作状态。

所述抽风机构包括消毒腔和抽气机，消毒腔内设置有紫外线消毒灯阵，有害气体被抽风机抽出经过通风管路先进入消毒腔内，由紫外线消毒灯阵对有害气体中的细菌病毒进行灭杀，消毒后的气体被排放到室外。

所述紫外线消毒灯阵在抽风机关闭情况下，处于小功率开启状态。

所述排水机构包括若干台大功率排水泵，在排水过程中根据排水量的多少开启一台或多台大功率排水泵。

本发明是基于对现有城市污水排水系统的改进，通过实时监测排水泵站内的水位和有害气体信息，传送给中控室内的控制器，由控制器控制排水机构、格栅机、垃圾收集机构和抽风机构的运行，所述排水系统中的排水机构、格栅机、垃圾收集机构和抽风机构能单独运行或同时运行，从而能节能减排、降本增效。

同时，本发明还配备有人体安全防护机构，设置有人体安全防护模式，当维护人员进入排水系统或进行设备维护时，红外线传感器能及时监测到维护人员的位置，并将信息传送至控制器，控制器控制语音装置发出安全提醒信息，并启动摄像头对进入排水系统人员或维护人员进行自动跟踪，并将拍摄到的录像传送到中控室记录备份，从而保证维护人员的生命安全。

附图说明

图1为本发明智能化城市污水排水方法流程图；

图2为人体安全防护模式流程图；

图3为智能化城市污水排水系统示意图。

图中：1中控室，2控制器，3前集水井，4后集水井，5前闸门，6后闸门，7第一水位传感器，8第二水位传感器，9第三水位传感器，10第一气体传感器，11格栅机，12斗罩，13通风管路，14消毒腔，15紫外线消毒灯阵，16抽风机，17抽风机构，18垃圾收集机构，19垃圾桶，20排水机构，21排水泵，22排水管，23排水阀门，24红外线传感器，25语音装置，26摄像头，27维护人员，28垃圾，29第二气体传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参见图1、图3，一种智能化城市污水排水方法，其步骤是：

步骤一，首先构建智能化城市污水排水系统，所述排水系统包括前集水井3、后集水井4、前闸门子、后闸门6、格栅机11、垃圾收集机构18、水位传感器、气体传感器和排水机构20，格栅机11斜向设置在前集水井3内将前集水井3分为前后两部分，格栅机11用于清理污水中的垃圾28，前集水井3前部进水口处装有前闸门5，前集水井3后部出水口处装有后闸门6，在格栅机11的前后两侧分别设置有第一水位传感器7和第二水位传感器8，所述第一水位传感器7、第二水位传感器8用以检测前集水井3前部和后部内的水位。前集水井3前部上方还设置有第一气体传感器10，前集水井3上方设置有抽风机构17，抽风机构17包括斗罩12、通风管路13、消毒室14和抽风机16，其中消毒室14内设置有紫外线消毒灯阵15，抽风机构17能快速地将有害气体抽出排水泵站；抽风机构17的通风管路13的输入口为斗罩12，斗罩12接前集水井3前部上方，通风管路13输出口伸出所述排水系统室体外部；格栅机11上方装有垃圾收集机构18并且垃圾收集机构18与格栅机11相配合，垃圾收集机构18能将垃圾28进行压缩脱水后输送至垃圾桶19内。在前集水井3后部有后集水井4，后集水井4与前集水井3出水口相连，后集水井4内设置有第三水位传感器9、排水机构20和第二气体传感器29，所述第三水位传感器9用以检测后集水井4内的水位，第二气体传感器29位于后集水井4上方用以检测后集水井4内的有害气体，排水机构20的排水管22上安装有排水阀门23，所述排水机构20包括若干台大功率排水泵21，在排水过程中根据排水量的多少开启一台或多台大功率排水泵21，降低能源消耗。在所述排水系统的入口处还装有红外线传感器24、语音装置25和摄像头26，所述红外线传感器24、语音装置25和摄像头26组成人体安全防护机构；人体安全防护机构能实时监控进入到排水系统内的人员或维护人员27，对维护人员27进行安全提醒并实时跟踪维护人员27的动向，保证维护人员27的安全。所述排水系统各部件均由中控室1内的控制器2控制。

步骤二，开启前闸门5、后闸门6，污水经前集水井3前部进水口进入，经格栅机11将垃圾28过滤后进入到前集水井3后部，前集水井3后部出水口与后集水井4相通，在后集水井4经排水机构20排水后输出。

步骤三，所述第一、第二、第三水位传感器7、8、9设定有第一、第二、第三标准值后输入中控室1内的控制器2保存，将第一、第二标准值相减得到格栅机11前后两侧的标准水位差保存，所述第一气体传感器10也设定有第一气体标准值后输入中控室1内的控制器2保存。

步骤四，采集第三水位传感器9的测量值传送至中控室1内的控制器2，得到后集水井4的水位，控制器2将该水位测量值与第三标准值作比较，若该水位测量值大于等于第三标准值，则开启排水机构20进行排水；若该水位测量值小于第三标准值，则排水机构20停止排水。

步骤五，采集第一、第二水位传感器7、8的测量值传送至中控室1内的控制器2，得到前集水井3前部和后部的水位，即前集水井3内格栅机11前后两侧的水位，控制器2将前集水井3前部和后部的测量值相减得到两者的水位差，将该水位差值与标准水位差作比较，若测量水位差值大于等于标准水位差，则开启格栅机11和垃圾收集机构18对前集水井3前部内的垃圾28进行清理；若测量水位差值小于标准水位差，则停止格栅机11和垃圾收集机构18的运行。由于格栅机11在使用中能耗很高，而污水中的垃圾28量却时多时少，因此本案实施例对格栅机11的工作模式进行了改进，根据格栅机11前后两侧的水位差来控制格栅机11的工作，而格栅机11前后两侧的水位差是由污水中的垃圾28含量被格栅机11过滤所产生的，因此，格栅机11根据垃圾量的变化而开闭的工作模式，达到了节能增效的目的。而且，格栅机11的启动或停止直接影响到与其相配合的垃圾收集机构18的运行与否。在本案实施例中，垃圾收集机构18的作用在于能对由格栅机11捡出的垃圾28进行压缩脱水处理，处理后的垃圾28再通过垃圾输送机被输送到排水系统外的垃圾桶19中。

步骤六，采集第一气体传感器10的测量值传送至中控室1内的控制器2，得到前集水井3前部有害气体值，控制器2将该有害气体测量值与第一气体标准值作比较，若该有害气体测量值大于等于第一气体标准值，则开启抽风机构17进行排气；若该有害气体测量值小于第一气体标准值，则抽风机构17停止排气。有害气体在抽风机16的作用下，经过斗罩12和通风管路13先进入到消毒腔14内，由紫外线消毒灯阵15对有害气体中的细菌病毒进行灭杀，消毒后的气体再通过抽风机16的作用被排放到排水系统室体外部。当抽风机16处于关闭的情况下时，紫外线消毒灯阵15就处于小功率开启状态，以降低能耗。

所述步骤四至步骤六中的第三水位传感器9、第一水位传感器7和第二水位传感器8、第一气体传感器10所监测到的测量值经控制器2运算后分别控制排水机构20、格栅机11和垃圾收集机构18、以及抽风机构17的运行，所述排水机构20、格栅机11和垃圾收集机构18、以及抽风机构17能单独运行或同时运行，以节能减排、降本增效。

参见图2、图3，所述污水排水方法还包括人员安全防护模式，维护人员27进入所述排水系统的入口处时，被入口处的红外线传感器24感知，红外线传感器24将信号传送至中控室1内的控制器2，控制器2同时接受第二气体传感器29在后集水井4内的气体测量值，并且启动抽风机构17排出有害气体，语音装置25发出提示信息，摄像头26启动并自动跟踪拍摄和备份。所述第二气体传感器29的气体测量值应当是一个安全值，是为了保证维护人员进入排水系统后能进行正常巡视检查和维护设备。由于抽风机构17在人员进入排水系统前已工作或将要工作，而第二气体传感器29是对于后集水井4上方的空气进行检测，其有害气体含量的浓度要大大低于前集水井3内上方的有害气体浓度，但为了保险起见，对于第二气体传感器29所测的气体测量值也应设定一个第二气体标准值传送给控制器2保存，若第二气体传感器29所测的气体测量值大于等于第二气体标准值，则维护人员不能马上进入排水系统，应开启抽气机构17一段时间后排除有害气体，当所测的有害气体测量值小于第二气体标准值时，维护人员才能经排水系统入口处进入排水泵站。

参见图2、图3，当维护人员27要维护设备进入排水系统时，首先关闭前闸门5、格栅机11、垃圾收集机构18、排水机构20和后闸门6；

第二，维护人员27进入所述排水系统的入口处时，被入口处的红外线传感器24感知，红外线传感器24将信号传送至中控室1内的控制器2，控制器2同时接受第二气体传感器29在后集水井4内的气体测量值，该气体测量值应小于第二气体标准值，并且启动抽风机构17排出有害气体，语音装置25发出提示信息，摄像头26启动并自动跟踪拍摄和备份；

第三，维护人员27检修完毕离开排水系统时，被入口处的红外线传感器24感知，红外线传感器24将信号传送至中控室1内的控制器2，控制器2控制摄像头26进入等待状态，关闭语音装置25，并开启前闸门5和后闸门6，格栅机11、垃圾收集机构18、抽风机构17和排水机构20恢复到正常工作状态。

本发明的智能化城市污水排水方法能实时监测排水泵站内的水位和有害气体状况，通过控制器控制排水机构、格栅机、垃圾收集机构和抽风机构的运行，从而达到节能减排、降本增效的目的。

Claims (6)

1.一种智能化城市污水排水方法，其特征是：

步骤一，首先构建智能化城市污水排水系统，所述排水系统包括前集水井、后集水井、前、后闸门、格栅机、垃圾收集机构、传感器和排水机构，格栅机斜向设置在前集水井内将前集水井分为前后两部分，前集水井前部进水口处装有前闸门，前集水井后部出水口处装有后闸门，在格栅机的前后两侧设置有第一水位传感器和第二水位传感器，所述第一、第二水位传感器用以检测前集水井前部和后部内的水位；前集水井前部上方还设置有第一气体传感器，前集水井上方设置有抽风机构，抽风机构的通风管路的输入口接前集水井前部上方，输出口伸出所述排水系统室体外部；格栅机上方装有垃圾收集机构并且垃圾收集机构与格栅机相配合；在前集水井的后方有后集水井，后集水井与前集水井出水口相连，后集水井内设置有第三水位传感器、排水机构和第二气体传感器，所述第三水位传感器用以检测后集水井内的水位，第二气体传感器位于后集水井上方用以检测后集水井内的有害气体，排水机构的排水管上安装有排水阀门；在所述排水系统的入口处还装有红外线传感器、语音装置和摄像头，所述红外线传感器、语音装置和摄像头组成人体安全防护机构；所述排水系统各部件均由中控室内的控制器控制；

步骤二，开启前、后闸门，污水经前集水井前部进水口进入，经格栅机将垃圾过滤后进入到前集水井后部，前集水井后部出水口与后集水井相通，在后集水井经排水机构排水后输出；

步骤三，所述第一、第二、第三水位传感器设定有第一、第二、第三标准值后输入中控室内的控制器保存，将第一、第二标准值相减得到格栅机前后两侧的标准水位差保存，所述第一气体传感器也设定有第一气体标准值后输入中控室内的控制器保存；

步骤四，采集第三水位传感器的测量值传送至中控室内的控制器，得到后集水井的水位，控制器将该水位测量值与第三标准值作比较，若该水位测量值大于等于第三标准值，则开启排水机构进行排水；若该水位测量值小于第三标准值，则排水机构停止排水；

步骤五，采集第一、第二水位传感器的测量值传送至中控室内的控制器，得到前集水井前部和后部的水位，即前集水井内格栅机前后两侧的水位，控制器将前集水井前部和后部的测量值相减得到两者的水位差，将该水位差值与标准水位差作比较，若测量水位差值大于等于标准水位差，则开启格栅机和垃圾收集机构对前集水井前部内的垃圾进行清理；若测量水位差值小于标准水位差，则停止格栅机和垃圾收集机构的运行；

步骤六，采集第一气体传感器的测量值传送至中控室内的控制器，得到前集水井前部有害气体值，控制器将该有害气体测量值与第一气体标准值作比较，若该有害气体测量值大于等于第一气体标准值，则开启抽风机构进行排气；若该有害气体测量值小于第一气体标准值，则抽风机构停止排气；

所述步骤四至步骤六中的第三水位传感器、第一和第二水位传感器、第一气体传感器所监测到的测量值经控制器运算后分别控制排水机构、格栅机和垃圾收集机构、以及抽风机构的运行，所述排水机构、格栅机和垃圾收集机构、以及抽风机构能单独运行或同时运行。

2.根据权利要求1所述的智能化城市污水排水方法，其特征是：所述排水方法还包括人员安全防护模式，维护人员进入所述排水系统的入口处时，被入口处的红外线传感器感知，红外线传感器将信号传送至中控室内的控制器，控制器同时接受第二气体传感器在后集水井内的气体测量值，并且启动抽风机构，语音装置发出提示信息，摄像头启动并自动跟踪拍摄和备份。

3.根据权利要求1所述的智能化城市污水排水方法，其特征是：当维护人员要维护设备进入排水系统时，首先关闭前闸门、格栅机、垃圾收集机构、排水机构和后闸门；第二，维护人员进入所述排水系统的入口处时，被入口处的红外线传感器感知，红外线传感器将信号传送至中控室内的控制器，控制器同时接受第二气体传感器在后集水井内的气体测量值，并且启动抽风机构，语音装置发出提示信息，摄像头启动并自动跟踪拍摄和备份；第三，维护人员检修完毕离开排水系统时，被入口处的红外线传感器感知，红外线传感器将信号传送至中控室内的控制器，控制器控制摄像头进入等待状态，关闭语音装置，并开启前闸门和后闸门，格栅机、垃圾收集机构、抽风机构和排水机构恢复到正常工作状态。

4.根据权利要求1所述的智能化城市污水排水方法，其特征是：所述抽风机构包括消毒腔和抽风机，消毒腔内设置有紫外线消毒灯阵，有害气体被抽风机抽出经过通风管路先进入消毒腔内，由紫外线消毒灯阵对有害气体中的细菌病毒进行灭杀，消毒后的气体被排放到室外。

5.根据权利要求4所述的智能化城市污水排水方法，其特征是：所述紫外线消毒灯阵在抽风机关闭情况下，处于小功率开启状态。

6.根据权利要求1所述的智能化城市污水排水方法，其特征是：所述排水机构包括若干台大功率排水泵，在排水过程中根据排水量的多少开启一台或多台大功率排水泵。

Images