CN104763018B - 低温高浊度水取水清淤防冻系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温高浊度水取水清淤防冻系统及其方法，其包含：进水整流区，其连接取水水体，并在连接处设置隔断闸门，在所述的进水整流区上沿水流方向两侧分别设置隔墙，每个所述的隔墙的内壁面上分别设置混凝土凸角用于防止水面结冰；所述的进水整流区内设有冲吸泥机；吸水井，其连接所述的进水整流区，其包含两侧壁，在每个所述侧壁的内壁面上分别设置混凝土凸角；管路系统，其连接所述的吸水井，并通过水泵将吸水井中的水送至净水厂。其优点是：具备了低温防冻功能，并对容易产生淤积的低速进水渠道中进行定期排泥，同时结合了原水冲淤的功能，真正实现了节水节能、减少进水泥沙、简化管理，并确保原水水质的稳定。

Description

低温高浊度水取水清淤防冻系统及其方法

技术领域

本发明涉及高浊度水取水清理领域，具体涉及一种低温高浊度水取水清淤防冻系统及其方法。

背景技术

我国城市自来水厂的进水中含有多种有机物和无机物，其中大部分物质以可沉降的存在，通常这类物质在通过取水设施进入水厂后，通过沉淀加以去除。取用高浊度原水的取水构筑物，其进水整流区往往水平流速较低，原水中的非溶解颗粒物易于沉积，并形成淤泥，这加大了取水构筑物维护的工作量，同时，沉积物因在水底缺氧发酵也会对取水水质造成不良影响，这一生产问题已经成为取用高浊度原水的城市自来水厂亟需解决的一大生产问题；再者，在北方寒冷地区冬季地表水水面结冰期，也对取水构筑物的安全造成一定威胁。

目前，取用高浊度原水的自来水厂取水设施一般采用斗槽式进水或导砂底坎的方式，希望通过自然沉降和水力冲淤的方式来解决取水设施的淤积问题。上述技术的主要缺点是：斗槽和导砂底坎极易淤积，且清淤不方便，容易造成取水设施因为长期淤积造成取水水损增大、枯水期原水浊度升高以及淤泥厌氧发酵影响取水水质等问题，影响自来水厂的正常生产；对于取水工程的冰冻问题，目前大部分仅采用人工定期清理的方式，管理维护工作量巨大。

发明内容

本发明的目的在于提供低温高浊度水取水清淤防冻系统及其方法，确保原水水质生产的稳定。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种低温高浊度水取水清淤防冻系统，其特征是，包含：

取水水体；

进水整流区，其连接取水水体，并在连接处设置隔断闸门，在所述的进水整流区上沿水流方向两侧分别设置隔墙，每个所述的隔墙的内壁面上分别设置混凝土凸角；所述的进水整流区内设有能够在进水整流区内行走的冲吸泥机；

吸水井，其连接所述的进水整流区，其包含两侧壁，在每个所述侧壁的内壁面上分别设置混凝土凸角；

管路系统，其连接所述的吸水井，并通过水泵将吸水井中的水送至净水厂。

上述的低温高浊度水取水清淤防冻系统，其中：

所述进水整流区的一端连接所述取水水体的上游，其另一端连接所述取水水体的下游，所述进水整流区的中部连接所述吸水井。

上述的低温高浊度水取水清淤防冻系统，其中：

所述的进水整流区设在所述的取水水体内且靠近取水水体一侧的岸边或设在靠近取水水体一侧的岸边上且与取水水体的水流方向平行。

上述的低温高浊度水取水清淤防冻系统，其中：

所述进水整流区的一端连接所述取水水体，其另一端连接吸水井。

上述的低温高浊度水取水清淤防冻系统，其中：

所述的进水整流区设在靠近取水水体一侧的岸边上且与取水水体的水流方向垂直。上述的低温高浊度水取水清淤防冻系统，其中，所述的吸水井包含：

前室，其进水口与所述的进水整流区连接，其进水口处设有格栅；

中室，其进水口与所述前室的出水口连接，其中央设有旋转滤网，所述中室的出水口设在该旋转滤网的中央；

后室，其进水口与所述中室的出水口连接，其出水口连接所述的管路系统；

在所述吸水井的前室、中室以及后室两侧的内壁面上分别设置混凝土凸角。

上述的低温高浊度水取水清淤防冻系统，其中，所述的冲吸泥机包含：

若干刮板，其位于所述进水整流区的水底；

若干潜水泵，其进口分别对准进水整流区水底；

若干岀泥管路，其进口分别对应连接所述的各个潜水泵的出口；

若干反冲管路，其进口分别对应连接所述的每根岀泥管路的出口，其出口分别对准所述的各个刮板；在所述的每根反冲管路上分别设置钢制破冰角；

若干排泥管路，其进口分别对应连接所述的每根岀泥管路的出口，其出口分别对准外部。

上述的低温高浊度水取水清淤防冻系统，其中：在所述进水整流区的一侧设置排泥槽，该排泥槽的一端与所述的取水水体连接，所述冲吸泥机排泥管路中的淤泥通过该排泥槽重新排入取水水体。

一种低温高浊度水取水清淤防冻的方法，其中，其包含以下步骤：

设置进水整流区，将进水整流区的隔断闸门底部控制在低于结冰层以下，防止浮冰进入，使区域内水中的大颗粒物沉积，定期对进水整流区的水面进行破冰、排泥以及原水冲淤；

通过水泵对整流后的水进行提升；

将提升后的水送出。

一种低温高浊度水取水清淤防冻的方法，其中：

排泥时，若遇到积泥板结，则先停止排泥，对积泥板结进行原水冲淤后，再继续排泥。

本发明与现有技术相比具有以下优点：通过控制进水处闸门的开启程度、设置流道边壁凸角以及破冰角等措施使系统具备了低温防冻功能，并对容易产生淤积的低速进水渠道中进行定期排泥，同时结合了原水冲淤的功能，真正实现了节水节能、减少进水泥沙、简化管理，并确保了原水水质的稳定。

附图说明

图1为本发明的实施例一的平面布置图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为本发明的实施例二的平面布置图；

图4为图3的B-B向剖视图；

图5为本发明的实施例三的平面布置图；

图6为图5的C-C向剖视图；

图7为本发明的冲吸泥机的整体结构剖视图；

图8为本发明的冲吸泥机的平面布置图；

图9为本发明的冲吸泥机的破冰角和加强杆的平面布置图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1、3、5所示，一种低温高浊度水取水清淤防冻系统，其包含：取水水体1；进水整流区2，其连接取水水体1，并在连接处设置隔断闸门8，在所述的进水整流区2上沿水流方向两侧分别设置隔墙21，每个所述的隔墙21的内壁面上分别沿水流方向设置混凝土凸角211，用于形成低速的进水渠道使淤泥沉积，所述的进水整流区2内设有能够在进水整流区2内行走的冲吸泥机5；吸水井，其连接所述的进水整流区2，其包含两侧壁，在每个所述侧壁的内壁面上分别沿水流方向设置混凝土凸角211，用于防止水面结冰；管路系统4，其连接所述的吸水井，并通过水泵61将吸水井中的水送至净水厂。冬季取水水体1开始结冰时，进水整流区2起端（即与取水水体1的连接处）的隔断闸门8应控制在底部低于结冰层以下以防止浮冰进入，同时，进水整流区2与吸水井内依靠混凝土凸角211所形成的流速差来防止池面侧壁的结冰问题。

所述进水整流区2的一端连接所述取水水体1的上游，其另一端连接所述取水水体1的下游，所述进水整流区2的中部连接所述吸水井，此外，也可以使进水整流区2的一端连接所述取水水体1，其另一端连接吸水井。

所述的吸水井包含：前室31，其进水口与所述的进水整流区2连接，其进水口处设有格栅311；中室32，其进水口与所述前室31的出水口连接，其中央设有旋转滤网321，所述中室32的出水口设在该旋转滤网321的中央；后室33，其进水口与所述中室32的出水口连接，其出水口连接所述的管路系统4；在所述吸水井的前室31、中室32以及后室33两侧的内壁面上分别设置混凝土凸角211。

所述的冲吸泥机5包含：若干刮板55，其分别位于所述进水整流区2的水底；若干潜水泵51，其进口分别对准进水整流区2水底，用于清除进水整流区底部的积泥或板结；若干岀泥管路52，其进口分别对应连接所述的各个潜水泵51的出口，用于收集淤泥；若干反冲管路53，其进口分别对应连接所述的每根岀泥管路52的出口，其出口分别对准所述的各个刮板55，用于冲刷刮板55前侧的板结；在所述的每根反冲管路53上分别设置钢制破冰角532；若干排泥管路54，其进口分别对应连接所述每根岀泥管路52的出口，其出口对准外部，用于将集齐的淤泥从冲吸泥机5内排出。

在所述进水整流区2的一侧设置排泥槽9，该排泥槽9的一端与所述的取水水体1连接，所述冲吸泥机5排泥管路54中的淤泥通过该排泥槽9重新排入取水水体1。

一种低温高浊度水取水清淤防冻的方法，其包含以下步骤：

设置进水整流区2，将进水整流区2的隔断闸门8底部控制在低于结冰层以下，防止浮冰进入，使区域内水中的大颗粒物沉积，定期对进水整流区2的水面进行破冰、排泥以及原水冲淤；

通过水泵61对整流后的水进行提升；

将提升后的水送出。

上述的低温高浊度水取水清淤防冻的方法，其中：

排泥时，若遇到积泥板结，则先停止排泥，对积泥板结进行原水冲淤后，再继续排泥。

实施例一

如图1、2所示，本实施例一适用于取水水体1较宽，取水水体管理部门允许在水体内设置进水整流区2且允许取水泵房靠近取水水体1的情况下使用；本实施例中，在取水水体1内靠近一侧岸边设置进水整流区2，进水整流区2中部与吸水井连接。所述的水泵61设在取水泵房内，取水泵房6和配电间7合建，通过管路系统与吸水井和净水厂连接，取水泵房6内还设电机、起吊设备、走道、楼梯和栏杆，通过管路系统4的进水管与吸水井连接，通过管路系统4的出水管与净水厂连接。

进水整流区2沿水流方向两侧设置隔墙21和导流板22，两端分别设置隔断闸门8，隔墙21上设置轨道，轨道两端设置用于控制冲吸泥机5的行程范围的车档23，所述的冲吸泥机5设置在轨道上；所述的混凝土凸角211均沿水流方向设置，且范围自最高水位至最低水位以下。

本实施例中，所述吸水井的前室31、中室32、后室33分别并排设置一对；每个中室32分别通过一对进水口与所述前室31的出水口对应连接，所述的旋转滤网321安装在一对进水口中间，两个后室33之间隔墙开连通孔，并通过隔断闸门8进行隔断；所述的混凝土凸角211均沿水流方向设置，且范围自最高水位至最低水位以下。

如图7、8、9所示，冲吸泥机5包含传动机构59、带栏杆行架、走道板、行程开关、设在走道板上的配电箱、刮板55、与传动机构59连接的导杆支架56、与轨道连接的行车轮57、设在隔墙21顶部与带栏杆支架连接的滑触线58，以及固定在导杆支架56上并分别位于走道板下方的潜水泵51、岀泥管路52 、反冲管路53以及排泥管路54；所述的反冲管路53上设有电动闸阀，排泥管路54上设有电动闸阀和断流阀。

本实施例中，所述的每个钢制破冰角532分别由具有一对相互垂直折边的角钢5321，以及位于该一对折边之间且两端分别与该对折边焊接固定的扁钢5322组成，并通过其中一折边焊接到与其所对应的反冲管路53上；每根所述的反冲管路53和出泥管路54上分别焊接加强杆531固定；所述的钢制破冰角532设置范围在最高水位至最低水位之间。

正常运行时，进水整流区2的隔断阀门8打开，原水进入进水整流区2沉积大颗粒物，然后通过中部的进水口依次进入吸水井的前室31、中室32、后室33，后室33内设有吸水喇叭口，通过水泵61提升增压后通过管路系统的出水管送入净水厂。

冲吸泥机5运行时，先关闭进水整流区2靠近冲吸泥机一侧的隔断闸门8，保持另一侧正常进水，再进行吸泥和冲泥操作。吸泥操作时首先启动冲吸泥机5上的潜水泵51吸泥，然后开动排泥管路54上的电动闸阀排泥，同步开动传动机构59使冲吸泥机5向进水整流区2关闭的隔断闸门方向运行排泥。如果进水整流区2下部积泥板结阻挡刮板55前行，导致传动机构59扭矩超过规定值时，需进行冲泥操作：首先关闭排泥管路54上的电动闸阀，开启反冲管路53上位于行程侧的电动闸阀，利用潜水泵51出水对刮板55前部的淤泥进行反冲，清除淤积板结后再进行排泥操作，本实施例中，所述排泥管路54的出水直接排入取水水体1中，如果吸水井浊度过高且净水厂清水库的库存水充足时，建议取水泵房短时减产或停运，直至冲泥操作结束。完成冲泥和吸泥操作后，关闭潜水泵51和传动机构59，并打开断流阀破坏管路虹吸。

冬季取水水体1开始结冰时，启动冲吸泥机在进水整流区2内来回行走，利用破冰角532破坏水面结冰。

实施例二

如图3、4所示，本实施例适用于取水水体1较宽，取水水体管理部门不允许在水体内设置进水整流区2但允许取水泵房靠近取水水体1的情况下使用；本实施例中，所述的进水整流区2设在靠近取水水体1一侧的岸边上且与取水水体1的水流方向平行；进水整流区2沿水流方向两侧设置隔墙21和导流板22，两端设置隔断闸门8，靠取水水体1的一侧设置排泥槽9，该排泥槽9的两端分别设置隔断闸门8；取水井、取水泵房6和配电间7的结构与实施例一相同，不再详述。

冲吸泥机5的形式以及运行模式与实施例一基本相同，其区别在于，排泥出路：冲吸泥机5排泥时需打开排泥槽9靠近冲吸泥机5一侧的隔断闸门8，先将泥排入排泥槽9内，然后通过排泥槽9排入远离进水整流区2一侧正常进水端的取水水体1中。

实施例三

如图4、5所示，本实施例适用于取水水体1较窄，取水水体1较窄，取水水体管理部门不允许在水体内设置进水整流区2且不允许取水泵房靠近取水水体1的情况下使用；本实施例中，在靠近取水水体1一侧的岸边上设置进水整流区2，进水整流区2与取水水体1的水流方向垂直，一侧设置排泥槽9，进水整流区2和排泥槽9均一端与取水水体1连通并设置隔断闸门8，进水整流区2另一端与吸水井连接；本实施例中，由于取水水体1较窄，为满足取水量的要求，将吸水井的前室31改造成衔接区的过渡形式，具体为：前室31的两侧设置隔墙21，其进水口端设置格栅311并与进水整流区2同宽连接，然后逐步加宽至出水口与中室32同宽衔接；取水泵房6和配电间7、中室32与后室33的结构与实施例一、二相同，不再详述。

冲吸泥机5的形式以及运行模式与实施例一基本相同，其区别在于，排泥出路：冲吸泥机5排泥时需打开排泥槽9一端的隔断闸门8，先将泥排入排泥槽9内，然后通过排泥槽9排入远离进水整流区2一侧正常进水端下游的取水水体1中。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种低温高浊度水取水清淤防冻系统，其特征在于，包含：

取水水体（1）；

进水整流区（2），其连接取水水体（1），并在连接处设置隔断闸门（8），在所述的进水整流区（2）上沿水流方向两侧分别设置隔墙（21），每个所述的隔墙（21）的内壁面上分别设置混凝土凸角（211）；所述的进水整流区（2）内设有能够在进水整流区（2）内行走的冲吸泥机（5）；

吸水井，其连接所述的进水整流区（2），其包含两侧壁，在每个所述侧壁的内壁面上分别设置混凝土凸角（211）；

管路系统（4），其连接所述的吸水井，并通过水泵（61）将吸水井中的水送至净水厂；

其中，所述的吸水井包含：

前室（31），其进水口与所述的进水整流区（2）连接，其进水口处设有格栅（311）；

中室（32），其进水口与所述前室（31）的出水口连接，其中央设有旋转滤网（321），所述中室（32）的出水口设在该旋转滤网（321）的中央；

后室（33），其进水口与所述中室（32）的出水口连接，其出水口连接所述的管路系统（4）；

在所述吸水井的前室（31）、中室（32）以及后室（33）两侧的内壁面上分别设置混凝土凸角（211）。

2.如权利要求1所述的低温高浊度水取水清淤防冻系统，其特征在于：

所述进水整流区（2）的一端连接所述取水水体（1）的上游，其另一端连接所述取水水体（1）的下游，所述进水整流区（2）的中部连接所述吸水井；

所述的进水整流区（2）设在所述的取水水体（1）内且靠近取水水体（1）一侧的岸边或设在靠近取水水体（1）一侧的岸边上且与取水水体（1）的水流方向平行。

3.如权利要求1所述的低温高浊度水取水清淤防冻系统，其特征在于：所述进水整流区（2）的一端连接所述取水水体（1），其另一端连接吸水井；

所述的进水整流区（2）设在靠近取水水体（1）一侧的岸边上且与取水水体（1）的水流方向垂直。

4.如权利要求1所述的低温高浊度水取水清淤防冻系统，其特征在于，所述的冲吸泥机（5）包含：

若干刮板（55），其位于所述进水整流区（2）的水底；

若干潜水泵（51），其进口分别对准进水整流区（2）水底；

若干岀泥管路（52），其进口分别对应连接所述的各个潜水泵（51）的出口；

若干反冲管路（53），其进口分别对应连接所述的每根岀泥管路（52）的出口，其出口分别对准所述的各个刮板（55）；在所述的每根反冲管路（53）上分别设置钢制破冰角（532）；

若干排泥管路（54），其进口分别对应连接所述的每根岀泥管路（52）的出口，其出口分别对准外部。

5.如权利要求4所述的低温高浊度水取水清淤防冻系统，其特征在于：在所述进水整流区（2）的一侧设置排泥槽（9），该排泥槽（9）的一端与所述的取水水体（1）连接，所述冲吸泥机（5）排泥管路（54）中的淤泥通过该排泥槽（9）重新排入取水水体（1）。