CN105178400A - 高层建筑的生活污水分离分级发电系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高层建筑的生活污水分离分级发电系统及其控制方法，高层建筑楼顶处置放雨水存储箱，雨水存储箱经底部开有的总清洗口连接从上到下垂直的总清洗管的顶部、经底部开有的排水口连接垂直的第一级污水收集管顶部；在雨水存储箱下方由上至下依序地设置各级污水收集管、各级水箱和各级水箱排水管，每级水箱排水管均串接在前、后两级水箱之间，除最顶部的第一级污水收集管顶部连接雨水存储箱外，其余的各级污水收集管的顶口均封闭、底部均连接同级的水箱顶部，每级水箱的底部都经排污口连接总排污管、都经排水口连接同级水箱排水管的顶部入口；本发明同时利用高层建筑物生活污水和高层建筑物楼顶收集的雨水进行发电，实现两种水能量互补。

Description

高层建筑的生活污水分离分级发电系统及其控制方法

技术领域

本发明属于7～10层以上的高层建筑节能技术以及生活污水的处理领域，尤其涉及高层建筑生活污水的分离系统和发电系统。

背景技术

随着城市人口的不断增加和人类对生活质量要求的日益提高，土地资源的利用、能源的需求和环境保护等问题已越来越受到世界各国的广泛重视。高层建筑以其能有效缓解建设用地、综合能力强等显著优势而成为当前乃至未来城市建筑的重要组成部分和重要发展方向。但高层建筑居住人口密度大、消耗的能源多，且产生的生活污水量十分巨大。现有高层建筑的生活污水往往被直接排放到公共污水管道中，这不仅浪费了高层建筑生活污水所蕴含的大量机械能，而且也浪费了生活污水中的大量有机肥料，加重了污水处理厂的工作，很容易对周边环境造成污染。

高层建筑排放的生活污水一般是高层建筑住户使用的所有生活用水，就现有排放量方式来看，充分利用这些污水的机械能，将其转化为电能，则对于高层建筑的节能效益是相当可观的。高层建筑的楼顶往往占很大的面积，将楼顶的雨水收集起来并与高层建筑生活污水一起发电，不仅能增加高层生活污水发电量，也会产生更好的效果。经查阅资料，已有利用高层建筑生活污水排放系统进行发电的文献，例如中国专利申请号为201110246587、名称为“一种高层建筑污水势能回收系统”公开的系统中，包括了出水设备、涡轮发电机以及控制器等，涡轮发电机位于高层建筑的底部实现了高层建筑生活污水发电的目的，但该系统难以实现高层建筑生活污水的连续发电，并且没有考虑生活污水的分离以及发电系统管道的清洗等问题；中国专利申请号为201110307928、名称为“一种高层建筑废水能量利用装置”所公开的装置，采用了固液分离装置、分区蓄水装置、水位自动控制快开装置以及发电装置实现了高层建筑废水少量分散间断排放发电的不连续和生活污水的分离问题，但实际高层建筑的生活废水排量具有随机性，仅依靠存储生活污水进行发电是难以彻底实现持续、稳定发电，而且该装置也没有考虑发电系统清洗、污物分离后的有机肥料处理问题。由此可知，这些已公开的技术存在以下问题：

1、主要是以未经分离的生活污水直接发电，由于生活污水是不连续的，直接利用，会出现发电电流不稳定、发电品质差的问题，难以保证长时间的持续稳定发电，而且大多数发电系统都没考虑利用高层楼顶雨水的机械能以及将相对清洁的雨水作为系统冲洗的水源。

2、虽然将生活污水中的固态、半固态污物进行了分离，但分离后的污物又直接排放到公共污水管道中，极大的浪费了有机肥料并增加了污水处理厂的工作量。

3、由于没有涉及排污管道的清洗和清理，排污管道中的污物极容易粘黏在管道壁上，导致管径变小、发电机发电量减小，进而降低了发电系统的机械效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决已有高层建筑的生活污水发电系统存在的上述问题，提供一种结构简单、能连续发电且发电稳定、能量转化效率较高的高层建筑的生活污水分离分级发电系统，同时，本发明还提供了该系统的控制方法。

为实现上述目的，本发明高层建筑的生活污水分离分级发电系统采用的技术方案是：高层建筑具有一个从顶部至底部的垂直安装的总排污管，高层建筑的所有住户生活污水排放管由上至下分为若干级，每级污水排放管由多层住户生活污水排放管组成，每级中的各层住户生活污水排放管直接连接且连通总排污管；高层建筑楼顶处置放雨水存储箱，雨水存储箱内设置雨水存储箱水位传感器，雨水存储箱顶部开有雨水收集口和连接供水管的供水口，供水管上设置供水电动阀；雨水存储箱经底部开有的总清洗口连接从上到下垂直的总清洗管的顶部、经底部开有的排水口连接垂直的第一级污水收集管顶部；在总清洗口处设置总清洗管电动阀，在排水口处设置雨水存储箱排水电动阀，总清洗管的底口封闭；在雨水存储箱下方由上至下依序地设置各级污水收集管、各级水箱和各级水箱排水管，每级水箱排水管均串接在前、后两级水箱之间，除最顶部的第一级污水收集管顶部连接雨水存储箱外，其余的各级污水收集管的顶口均封闭、底部均连接同级的水箱顶部；每级水箱中均设有水箱水位传感器和污泥密度传感器，每级水箱的底部都经排污口连接总排污管、都经排水口连接同级水箱排水管的顶部入口，所述排污口处装有水箱排污电动阀，所述排水口处装有水箱排水电动阀；每级水箱排水管的底部均装有一个发电机，所有的发电机并联蓄电池的输入端；所述雨水存储箱水位传感器、雨水存储箱排水电动阀、供水电动阀、总清洗管电动阀、水箱排污电动阀、水箱排水电动阀、水箱水位传感器和污泥密度传感器均经控制线连接控制器。

进一步地，每级水箱内腔的上部均装有水箱过滤筛和水箱过滤筛喷嘴，水箱过滤喷嘴位于水箱过滤筛的中上部，水箱过滤筛的入口连接同级的污水收集管的底部，水箱过滤筛的出口经过滤筛排污管连接总排污管，水箱过滤筛喷嘴经同级的水箱清洗管与总清洗管连接，在水箱清洗管上设置水箱清洗管电动阀，该水箱清洗管电动阀经控制线连接控制器。

最后一级水箱排水管的出口处经处理后的生活污水直接排放管连接污物收集池，生活污水直接排放管上装有污物收集池冲洗电动阀，污物收集池冲洗电动阀经控制线连接控制器。

本发明高层建筑的生活污水分离分级发电系统的控制方法采用的技术方案：具有以下步骤：

A、雨水存储箱水位传感器检测水位超过雨水存储箱总水位的90％时，控制器控制雨水存储箱排水电动阀打开，雨水存储箱排出的水经第一级污水收集管进入第一级水箱，直到雨水存储水箱水位不高于90％，关闭雨水存储排水电动阀；当水位低于30％时，控制器控制供水电动阀打开，供水管进水，直至雨水存储水箱中的水位保持在30％，关闭供水电动阀；

B、当上一级水箱水位传感器检测到所在水箱的水位达到所在水箱总水位的30％时，控制器控制上一级水箱排水电动阀打开，使上一级水箱的水经上一级水箱排水管进入下一级水箱中，上一级发电机发电；

C、当污泥密度传感器检测到所在水箱的污泥密度大于水密度2倍时，控制器控制所在水箱排污电动阀打开，将污泥排入总排污管中，同时控制器控制雨水存储箱排水电动阀打开，雨水经雨水存储箱排水电动阀、第一级污水收集管后进入第一级水箱中对总排污管自动冲洗。

进一步地，每级水箱内腔的上部均装有水箱过滤筛和水箱过滤筛喷嘴，水箱过滤筛喷嘴经同级的水箱清洗管与总清洗管连接，在水箱清洗管上设置水箱清洗管电动阀，当雨水存储箱水位传感器检测到雨水存储箱中的水位在30％-90％之间时，控制器控制雨水存储水箱排水电动阀、总清洗管电动阀、水箱清洗管电动阀打开，雨水存储箱排出的水经过滤筛喷嘴对水箱过滤筛进行冲洗，冲洗水经过滤筛排污管进入总排污管。

本发明采用上述技术方案后，具有的有益效果是：

1)本发明不仅能有效利用高层建筑生活污水进行发电，而且还通过生活污水的分级、分离及其顶部收集的雨水有效利用进行发电，即同时利用高层建筑物生活污水和高层建筑物楼顶收集的雨水进行发电，实现两种水能量互补，解决下水发电不连续、发电不稳定的问题，获得更大可用能量的效果。

2)本发明能对高层建筑生活污水中固态、半固态物质进行分离，可最大限度的降低城市污水处理工作强度、充分利用分离出的有机肥料，进而可以改善环境、提供大量的有机肥料。本发明还具有自动清洗、清理发电系统的能力，有效解决了系统堵塞等问题，同时极大的降低了因污物导致的管道堵塞、发电机卡死情况。

3)本发明对高层建筑生活污水进行分级发电不仅可以更有效的利用高层建筑下水的能量，极大的减少污物粘黏管道壁的距离，进而提高了发电系统的机械效率，而且能使不连续的生活污水发电更为稳定、提高发电品质、降低发电过程中的噪声，同时也可以实现一组发电单元出现问题，其它发电单元依然可以正常发电，且更便于整个发电系统的检修。

4)本发明设置的各级水箱，可以有效地沉淀、排放各级水箱过滤筛没有分离的细小泥状污物，从而进一步的净化、分离生活污水。本发明系统中设置的清洗、清理功能不仅充分利用了干净的雨水和分离出的相对干净的污水，也有效的降低因系统的堵塞问题和清洗时用水问题，提高了高层建筑生活污水的利用率。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明高层建筑的生活污水的分离分级发电系统的结构连接示意图。

图中：1.高层建筑；2.总清洗管电动阀；3.雨水收集口；4.供水管；5.供水电动阀；6.雨水存储箱；7.雨水存储箱水位传感器；8.雨水存储箱排水电动阀；9.总排污管；10.自动排气阀；11.第一级各层住户生活污水排放管；12.总清洗管；13.第一级污水收集管；14.第一级水箱清洗管；15.第一级水箱过滤筛清洗喷嘴；16.第一级水箱过滤筛；17.第一级水箱清洗管电动阀；18.第一级水箱过滤筛排污管；19.第一级水箱；20.第一级水箱水位传感器；21.第一级水箱排水电动阀；22.第一级水箱污泥密度传感器；23.第一级水箱排污电动阀；24.第二级污水收集管；25.第一级水箱排水管；26.第二级水箱过滤筛清洗喷嘴；27.第二级各层生活污水排污管；28.第二级水箱清洗管；29.第二级水箱过滤筛；30.第一级发电机；31.第二级水箱水位传感器；32.第二级水箱排水电动阀；33.第二级水箱清洗管电动阀；34.第二级水箱过滤筛排污管；35.第二级水箱污泥浓度传感器；36.第二级水箱；37.第二级水箱排污电动阀；38.第二级水箱排水管；39.第二级发电机；40.最后一级污水收集管；41.最后一级水箱过滤筛清洗喷嘴；42.最后一级水箱过滤筛；43.最后一级级水箱；44.最后一级各层生活污水排放管；45.最后一级水箱过滤筛排污管；46.最后一级水箱水位传感器；47.最后一级水箱清洗管电动阀；48.最后一级水箱清洗管；49.最后一级水箱排水电动阀；50.最后一级水箱污泥浓度传感器；51.处理后的生活污水直接排放管；52.污物收集池；53.污物收集池冲洗电动阀；54.最后一级级水箱排水管；55.最后一级水箱排污电动阀；56.最后一级发电机；57.污物收集池清理电动阀；58.污物收集池清理推杆；59.污物收集池清理推杆电动机；60.蓄电池；61.负荷；62.控制器。

具体实施方式

如图1所示，高层建筑1本身装有一根从高层建筑1的顶部至底部的垂直的总排污管9，高层建筑1所居住的每层住户的生活污水经该层住户生活污水排放管排放到总排污管9。根据高层建筑1的实际层数，将高层建筑1的所有住户生活污水排放管由上至下分为若干级，每级污水排放管由多层住户生活污水排放管组成。这样，所有住户生活污水排放管由上至下依次地分为第一级各层住户生活污水排放管11、第二级各层住户生活污水排放管27、直至最后一级各层住户生活污水排放管44。每级中的各层住户生活污水排放管的数量可相同也可不相同。将每级各层住户生活污水排放管直接连接且连通总排污管9，即将第一级各层住户生活污水排放管11、第二级各层住户生活污水排放管27，直至最后一级各层住户生活污水排放管44均直接连接且连通总排污管9。

总排污管9的底部连接污物收集池52，用于收集污物；总排污管9的顶部设置自动排气阀10，用于排放污物收集池52产生的气体。

本发明高层建筑的生活污水分离分级发电系统的最顶部是雨水存储箱6，雨水存储箱6置放在高层建筑1的楼顶处，在雨水存储箱6顶部开有雨水收集口3和供水口，雨水收集口3是敞口，用于收集雨水入雨水存储箱6，供水口用于连接供水管4，在供水管4上设置供水电动阀5，供水电动阀5经控制线连接控制器62。在雨水存储箱6内设置雨水存储箱水位传感器7，雨水存储箱水位传感器7经信号线连接控制器62，用于检测雨水存储箱6内的水位，当雨水存储箱水位传感器7检测到雨水存储箱6中的水量不足时，可打开供水电动阀5通过供水管4对雨水存储箱6补充水量。

雨水存储箱6的底部开有总清洗口和排水口，雨水存储箱6经总清洗口连接总清洗管12的顶部、经排水口连接垂直的第一级污水收集管13的顶部。在总清洗口处设置总清洗管电动阀2，总清洗管电动阀2经控制线连接控制器62，在排水口处设置雨水存储箱排水电动阀8，雨水存储箱排水电动阀8经控制线连接控制器62。总清洗管12是一根从上到下的垂直管道，布置在总排污管9的旁侧，与总排污管9平行，总清洗管12的底口封闭。第一级污水收集管13布置在第一级各层住户生活污水排放管11的旁侧，与总排污管9平行。

第一级各层住户生活污水排放管11连接且连通第一级污水收集管13的侧壁，这样，住在高层建筑1最高几层的住户分别通过管道将生活污水通过第一级各层住户生活污水排放管11排放后进入第一级污水收集管13中。第一级污水收集管13的底部设有第一级水箱19，第一级污水收集管13的底部从第一级水箱19的顶部伸入第一级水箱19内。在第一级水箱19内腔的上部安装有第一级水箱过滤筛16和第一级水箱过滤筛喷嘴15，且第一级水箱过滤喷嘴安装在过滤筛的中上部。其中的第一级水箱过滤筛16的入口连接第一级污水收集管13的底部，第一级水箱过滤筛16的出口连接第一级水箱过滤筛排污管18，第一级水箱过滤筛排污管18从第一级水箱19的侧壁伸出后连接总排污管9。第一级水箱过滤筛喷嘴15经第一级水箱清洗管14与总清洗管12连接，将第一级水箱过滤筛喷嘴15连接于第一级水箱清洗管14，第一级水箱清洗管14从第一级水箱19的侧壁伸出后与总清洗管12连接，在第一级水箱清洗管14上设置第一级水箱清洗管电动阀17，第一级水箱清洗管电动阀17经控制线连接控制器62。在第一级水箱19内的底部位置安装第一级水箱污泥密度传感器22，第一级水箱污泥密度传感器22经信号线连接控制器62，用于检测第一级水箱19内的污泥密度。在第一级水箱19的底部开有两个出口，分别是排污出口和排水出口，其中的排污出口经管道直接连接总排污管9，在排污出口处安装第一级水箱排污电动阀23；排水出口连接第一级水箱排水管25的顶端入口，在排水出口处安装第一级水箱排水电动阀21，第一级水箱排水电动阀21和第一级水箱排污电动阀23均经控制线连接控制器62。第一级水箱排水管25的底部连接第二级水箱36的顶部，同时在第一级排水管25的底部设置第一级发电机30。第一级发电机30的输出端连接蓄电池60，蓄电池组60的输出端与负荷61输入端连接。在第一级水箱19的下方设置垂直布置的第二级污水收集管24，第二级污水收集管24布置在第二级各层住户生活污水排放管27的旁侧，与总排污管9平行。第二级各层住户生活污水排放管27分别连接且连通第二级污水收集管24的侧壁。第二级污水收集管24的顶端封闭、底端伸入第二级水箱36内腔中。第二级水箱36设置在第二级污水收集管24的下方。

在第二级水箱36内腔的上部设置第二级水箱过滤筛29和第二级水箱过滤筛清洗喷嘴26，且第二级水箱过滤筛喷嘴26安装在第二级水箱过滤筛29的中上部。伸入第二级水箱36内的第二级污水收集管24的底端与第二级水箱过滤筛29入口连接，第二级水箱过滤筛29的出口连接第二级水箱过滤筛排污管34，第二级水箱过滤筛排污管34从第二级水箱36的侧壁伸出后直接连接总排污管9。第二级水箱过滤筛清洗喷嘴26连接经第二级水箱清洗管28连接总清洗管12，在第二级水箱清洗管28上安装第二级水箱清洗管电动阀33，第二级水箱清洗管电动阀33经控制线连接控制器62。在第二级水箱36内腔的下部设置第二级水箱污泥浓度传感器35，第二级水箱污泥浓度传感器35经信号线连接控制器62，以检测第二级水箱36内的污泥浓度。第二级水箱36的底部开有排污出口和排水出口，排污出口经管道直接连接总排污管9，在排污出口处安装第二级水箱排污电动阀37，第二级水箱排污电动阀37经控制线连接控制器62，在排水出口处安装第二级水箱排水电动阀32，第二级水箱排水电动阀32经控制线连接控制器62，排水出口连接第二级水箱排水管38的顶部，第二级水箱排水管38的底部连接第三级水箱排水管(图中未标出)的顶部，并且在第二级水箱排水管38的底部处设置第二级发电机39。第二级发电机39的输出端连接蓄电池60。第二级水箱36的底部下方设置第三级污水收集管(图中未标出)，第三级污水收集管的底部又连接第三级水箱。

本发明高层建筑的生活污水分离分级发电系统由上到下地依序地布置第三级污水收集管、第三级水箱等等，直至倒数第二级污水收集管和倒数第二级水箱。其中，每级污水收集管、每级水箱的内部结构以及外接方式均相同，在每级水箱的底部处均设置一个发电机。

再参见图1，最底部的最后一级污水收集管40的顶口封闭、最后一级污水收集管40的底部连接最后一级水箱43的顶部，从最后一级水箱43的顶部伸入水箱内。在最后一级水箱43内腔的上部设置最后一级水箱过滤筛清洗喷嘴41和最后一级水箱过滤筛42，最后一级水箱过滤筛喷嘴41安装在最后一级水箱过滤筛42中上部，其中最后一级水箱过滤筛清洗喷嘴41通过最后一级水箱清洗管48连接总清洗管12的底端。在最后一级水箱清洗管48上安装最后一级水箱清洗管电动阀47，最后一级水箱清洗管电动阀47经控制线连接控制器62。最后一级水箱过滤筛42的入口连接垂直布置的最后一级污水收集管40。最后一级污水收集管40布置在最后一级各层住户生活污水排放管44的旁侧。最后一级水箱过滤筛42的出口经最后一级级水箱过滤筛排污管45连接总排污管9。在最后一级水箱43内设有最后一级水箱水位传感器46，最后一级水箱水位传感器46经信号线连接控制器62，用于检测最后一级水箱43内的水位。在最后一级水箱43内还设有最后一级水箱污泥浓度传感器50，经信号线连接控制器62，用于检测最后一级水箱43内的污泥浓度。在最后一级水箱43的底部开有排污口和排水口，排污口通过管道连接总排污管9，在排污口处安装最后一级水箱排污电动阀55，最后一级水箱排污电动阀55经控制线连接控制器62；在排水口处安装最后一级水箱排水电动阀49，最后一级水箱排水电动阀49经控制线连接控制器62，排水口连接最后一级水箱排水管54的入口，在最后一级水箱排水管54的出口处连接处理后的生活污水直接排放管51的入口，处理后的生活污水直接排放管51的出口连接污物收集池52。在处理后的生活污水直接排放管51上安装污物收集池冲洗电动阀53，经控制线连接控制器62。在最后一级水箱排水管54的底部安装最后一级发电机56。最后一级发电机56的输出端连接蓄电池60。

因此，本发明高层建筑的生活污水分离分级发电系统是在雨水存储箱6的下方，由上至下依序地设置各级污水收集管、各级水箱和各级水箱排水管，每级水箱排水管均串接在前、后两级水箱之间，除最顶部的第一级污水收集管外，其余污水收集管的顶口均封闭、而底部均连接同级的水箱顶部。在每级水箱排水管的底部均安装有一个发电机，所有的发电机并联接在蓄电池的输入端。在每级水箱中均设置了过滤筛清洗喷嘴、水箱过滤筛、水位传感器以及污泥密度传感器，上一级污水收集管的底部连接于下一级水箱中的水箱过滤筛，经水箱过滤筛过滤后再由过滤筛排污管连接到水箱外部的总排污管，每级水箱中的过滤筛清洗喷嘴均由水箱清洗管连接水箱外部的总清洗管。每级水箱中的水位传感器以及污泥密度传感器均通过信号线连接控制器62。在每级水箱的排污口、排水口以及其余各个管道的相应位置都安装了电动阀，所有电动阀均通过控制线连接控制器62。污水收集管、水箱、水箱排水管设置的级数要大于3级，具体级数根据高层建筑的层数的实际情况而定。

在污物收集池52的出口侧安装污物收集池清理电动阀57，污物收集池清理电动阀57通过控制线连接于控制器62。在污物收集池52的进口侧安装污物收集池清理推杆58，污物收集池清理推杆58伸出污物收集池52外连接污物收集清理推杆电动机59，污物收集池清理推杆电动机59通过控制线连接于控制器62，由控制器62控制污物收集清理推杆电动机59驱动污物收集池清理推杆58运动，将污物推向出口侧，从出口清理出。

本发明高层建筑的生活污水分离分级发电系统工作时，采用以下控制方法实现污水分离和分级连续发电。

A、当雨水存储箱6中的水位超过雨水存储箱6总水位的90％时，雨水存储箱水位传感器7检测到此信号并输入控制器62中，控制器62控制雨水存储箱排水电动阀8打开，雨水存储箱6排水，排出的水经第一级污水收集管13进入第一级水箱19，直到雨水存储水箱6水位不高于90％后，雨水存储排水电动阀8关闭，以保证雨水存储水箱6中的水不溢到楼顶。

当雨水存储箱水位传感器6检测到雨水存储箱6中的水位低于30％时，控制器62控制雨水存储箱排水电动阀8关闭并打开供水电动阀5，供水管进水，直至雨水存储水箱6中的水位保持在30％，控制器62关闭供水电动阀5，从而保证雨水水箱具有冲洗管道用水量和补充污水连续发电用水量。

当雨水存储箱水位传感器7检测到雨水存储箱6中的水位在30％-90％之间时，若此时系统需要冲洗总排污管9，控制器62控制雨水存储水箱排水电动阀8、第一级水箱排污电动阀23打开，并保持2分钟，雨水存储箱6排出的水经第一级收集管13进入第一级水箱19，然后进入总排污管9中，总排污管的冲洗完毕后，控制器62控制关闭开启的阀。若此时需要冲洗第一级水箱过滤筛16，控制器62控制雨水存储水箱排水电动阀8、第一级水箱清洗管电动阀17、总清洗管电动阀2打开，并保持5分钟，雨水存储箱6排出的水经总清洗管电动阀2、总清洗管12、第一级水箱清洗管电动阀17、第一级水箱清洗管14、第一级水箱过滤筛喷嘴15实现对第一级水箱过滤筛16的冲洗，冲洗水经过滤筛排污管进入总排污管9。若此时需要冲洗第二级水箱过滤筛29，控制器62控制第二级水箱清洗管电动阀33打开，并保持5分钟，雨水存储箱6排出的水经总清洗管电动阀2、总清洗管12、第二级水箱清洗管电动阀33、第二级水箱清洗管28、第二级水箱过滤筛喷嘴29实现对第二级水箱过滤筛33的冲洗。若此时需要冲洗最后一级水箱过滤筛42，控制器62控制最后一级水箱清洗管电动阀47打开，并保持5分钟，雨水存储箱6排出的水经总清洗管电动阀2、总清洗管12、最后一级水箱清洗管电动阀47、最后一级水箱清洗管48、最后一级水箱过滤筛喷嘴41实现对最后一级水箱过滤筛42的冲洗，待清洗完毕后，控制器62控制先前开启的各阀关闭。总清洗管电动阀2只有总清洗管道12需要检修时控制器62才控制其关闭。

若高层建筑1的生活污水量不足且系统仍需连续供电，控制器62控制雨水存储水箱6排水电动阀8打开，雨水存储水箱6排出的水通过雨水水箱排水电动阀8、第一级污水收集管13，第一级水箱19中，达到雨水、生活污水互补连续发电的目的。

B、当第一级水箱19水位达到30％时，此时第一级水箱存水量达到发电要求，第一级水箱水位传感器20将检测的信号输入控制器62，控制器62控制第一级水箱排水电动阀21打开，使第一级水箱19的水经第一级水箱排水管25进入第二级水箱36中，第一级发电机30发电，否则第一级水箱排水电动阀21关闭。

当第一级水箱19中的污泥密度大于水密度2倍时，第一级水箱污泥密度传感器22将检测到的污泥密度输入控制器62，说明第一级水箱19内沉淀的污泥量大，此时，控制器62控制第一级水箱排污电动阀23打开，将污泥由第一级水箱19排入总排污管9中，同时，控制器62控制雨水存储箱排水电动阀8打开，使雨水经雨水存储箱排水电动阀8、第一级污水收集管13，进入第一级水箱19中对其实现自动冲洗，保持2分钟后，控制器62关闭先前开启的阀件。

C、当第二级水箱水位传感器31检测第二级水箱36水位达到30％时，控制器62控制第二级水箱排水电动阀32打开，使第二级水箱36的水经第二级水箱排水管38进入下一级级水箱中，第二级发电机39发电，否则第二级水箱排水电动阀32关闭。

当第二级水箱污泥密度传感器35检测到第二级水箱36内污泥密度大于水密度2倍时，控制器62控制第二级水箱排污电动阀37打开，同时，第一级水箱19中过滤后的生活用水经第一级水箱排水电动阀21、第一级水箱排水管25、第一级发电机30进入第二级水箱中并进行冲洗，2分钟后，控制器62控制第二级水箱排污电动阀关闭。

D、当最后一级水箱水位传感器46检测到最后一级水箱43水位达到30％时，控制器62控制62最后一级水箱排水电动阀49打开，使最后一级水箱43的水经最后一级水箱排水管54、最后一级发电机56进入处理后的生活污水直接排放管51中，最后一级发电机56发电，否则最后一级水箱排水电动阀49关闭。

因此，当上一级水箱水位传感器检测到所在水箱的水位达到所在水箱总水位的30％时，控制器62控制上一级水箱排水电动阀打开，使上一级水箱的水经上一级水箱排水管进入下一级水箱中，上一级发电机发电。

当最后一级水箱水箱污泥密度传感器50检测到最后一级水箱43内的污物密度大于水密度2倍时，控制器62控制最后一级水箱排污电动阀55打开，同时，上一级水箱中过滤后的生活用水经上一级水箱排水电动阀、上一级水箱排水管、上一级发电机进入最后一级水箱43中并进行冲洗，2分钟后，控制器62控制最后一级水箱排污电动阀55关闭。

E、需要清理污物收集池52时，控制器62控制污物收集池清理电动阀57打开、污物收集池清理推杆电动机59启动；污物收集池清理推杆58在污物收集池清理电动机59驱动下，来回清理污物收集池52，直至清理完毕，污物收集池清理推杆电动机59在控制器62控制下，驱动污物收集池清理推杆58复位。

污物收集池52清理完毕、污物收集池清理推杆58退回原位后，若要冲洗污物收集池52，控制器62控制污物收集池冲洗电动阀53打开，处理后的生活污水经处理后的生活污水直接排放管51、污物收集池冲洗电动阀53进入污物收集池52中，同时，控制器62启动清理推杆电动机59，直到控制器62指令停止清洗为止。

Claims (8)

1.一种高层建筑的生活污水分离分级发电系统，高层建筑具有一个从顶部至底部的垂直的总排污管(9)，其特征是：高层建筑的所有住户生活污水排放管由上至下分为若干级，每级污水排放管由多层住户生活污水排放管组成，每级中的各层住户生活污水排放管直接连接且连通总排污管(9)；高层建筑楼顶处置放雨水存储箱(6)，雨水存储箱(6)内设置雨水存储箱水位传感器(7)，雨水存储箱(6)顶部开有雨水收集口(3)和连接供水管(4)的供水口，供水管(4)上设置供水电动阀(5)；雨水存储箱(6)经底部开有的总清洗口连接从上到下垂直的总清洗管(12)的顶部、经底部开有的排水口连接垂直的第一级污水收集管(13)顶部；在总清洗口处设置总清洗管电动阀(2)，在排水口处设置雨水存储箱排水电动阀(8)，总清洗管(12)的底口封闭；在雨水存储箱(6)下方由上至下依序地设置各级污水收集管、各级水箱和各级水箱排水管，每级水箱排水管均串接在前、后两级水箱之间，除最顶部的第一级污水收集管顶部连接雨水存储箱(6)外，其余的各级污水收集管的顶口均封闭、底部均连接同级的水箱顶部；每级水箱中均设有水箱水位传感器和污泥密度传感器，每级水箱的底部都经排污口连接总排污管(9)、都经排水口连接同级水箱排水管的顶部入口，所述排污口处装有水箱排污电动阀，所述排水口处装有水箱排水电动阀；每级水箱排水管的底部均装有一个发电机，所有的发电机并联蓄电池的输入端；所述雨水存储箱水位传感器(7)、雨水存储箱排水电动阀(8)、供水电动阀(5)、总清洗管电动阀(2)、水箱排污电动阀、水箱排水电动阀、水箱水位传感器和污泥密度传感器均经控制线连接控制器(62)。

2.根据权利要求1所述高层建筑的生活污水分离分级发电系统，其特征是：每级水箱内腔的上部均装有水箱过滤筛和水箱过滤筛喷嘴，水箱过滤喷嘴位于水箱过滤筛的中上部，水箱过滤筛的入口连接同级的污水收集管的底部，水箱过滤筛的出口经过滤筛排污管连接总排污管(9)，水箱过滤筛喷嘴经同级的水箱清洗管与总清洗管(12)连接，在水箱清洗管上设置水箱清洗管电动阀，该水箱清洗管电动阀经控制线连接控制器(62)。

3.根据权利要求1所述高层建筑的生活污水分离分级发电系统，其特征是：最后一级水箱排水管(55)的出口处经处理后的生活污水直接排放管(51)连接污物收集池(52)，处理后的生活污水直接排放管(51)上装有污物收集池冲洗电动阀(53)，污物收集池冲洗电动阀(53)经控制线连接控制器(62)。

4.根据权利要求1所述高层建筑的生活污水分离分级发电系统，其特征是：总排污管(9)的底部连接污物收集池(52)，总排污管(9)的顶部设置自动排气阀(10)。

5.一种如权利要求1所述高层建筑的生活污水分离分级发电系统的控制方法，其特征是具有以下步骤：

A、雨水存储箱水位传感器(7)检测水位超过雨水存储箱(6)总水位的90％时，控制器(62)控制雨水存储箱排水电动阀(8)打开，雨水存储箱(6)排出的水经第一级污水收集管(13)进入第一级水箱(19)，直到雨水存储水箱(6)水位不高于90％，关闭雨水存储排水电动阀(8)；当水位低于30％时，控制器(62)控制供水电动阀(5)打开，供水管进水，直至雨水存储水箱(6)中的水位保持在30％，关闭供水电动阀(5)；

B、当上一级水箱水位传感器检测到所在水箱的水位达到所在水箱总水位的30％时，控制器(62)控制上一级水箱排水电动阀打开，使上一级水箱的水经上一级水箱排水管进入下一级水箱中，上一级发电机发电；

C、当污泥密度传感器检测到所在水箱的污泥密度大于水密度2倍时，控制器(62)控制所在水箱排污电动阀打开，将污泥排入总排污管(9)中，同时控制器(62)控制雨水存储箱排水电动阀(8)打开，雨水经雨水存储箱排水电动阀(8)、第一级污水收集管(13)后进入第一级水箱中对总排污管(9)自动冲洗。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征是：每级水箱内腔的上部均装有水箱过滤筛和水箱过滤筛喷嘴，水箱过滤筛喷嘴经同级的水箱清洗管与总清洗管(12)连接，在水箱清洗管上设置水箱清洗管电动阀，当雨水存储箱水位传感器(7)检测到雨水存储箱(6)中的水位在30％-90％之间时，控制器(62)控制雨水存储水箱排水电动阀(8)、总清洗管电动阀(2)、水箱清洗管电动阀打开，雨水存储箱(6)排出的水经过滤筛喷嘴对水箱过滤筛进行冲洗，冲洗水经过滤筛排污管进入总排污管(9)。

7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征是：最后一级水箱排水管(55)的出口处经处理后的生活污水直接排放管(51)连接污物收集池(52)，处理后的生活污水直接排放管(51)上装有污物收集池冲洗电动阀(53)，污物收集池(52)的出口侧装有污物收集池清理电动阀(57)，污物收集池冲洗电动阀(53)和污物收集池清理电动阀(57)均通过控制线连接于控制器(62)，控制器(62)控制污物收集池清理电动阀(57)打开，并控制污物收集池清理电动机(59)驱动污物收集池清理推杆(58)来回清理污物收集池(52)。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征是：控制器(62)控制污物收集池冲洗电动阀(53)打开，生活污水经生活污水直接排放管(51)、污物收集池冲洗电动阀(53)进入污物收集池(52)中冲洗污物收集池(52)。