CN109665644A - 重载工程车辆清洗的无接触式污水零排放系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了重载工程车辆清洗的无接触式污水零排放系统及控制方法。包括：车轮及底盘清洗系统、污水沉降系统、污泥清理系统、PLC控制系统；车轮及底盘清洗系统包括清洗水管网、清水池、高压冲击扇形喷嘴、变频供水泵；污水沉降系统包括一级沉降池、二级沉降池、三级沉降池、斜管沉淀器；污水循环过滤系统包括石英砂过滤器、活性炭过滤器、回流池、回流泵；PLC控制系统包括地感线圈感应器、PLC控制器；本发明可以有效对大型重载工程车辆清洗清洗，不仅清洗效果好，而且节能环保、性价比高、运行稳定、寿命长、自动化程度高。

Description

重载工程车辆清洗的无接触式污水零排放系统及控制方法

技术领域

本发明属于车辆清洗及清洗污水循环处理技术领域，具体涉及进出大型工矿企业、原料堆场、市政建设工地的重载工程车辆清洗的无接触式污水零排放系统及控制方法。

背景技术

在大型工矿企业、原料堆场、市政建设工地，大型工程车辆进进出出，它们往往是“灰头土脸”和“脏乱差”的代名词。尤其是从工地、工矿企业开出来、没有清洗的工程车，“飞灰走石”、“泥沙俱下”，所到之处留下一片狼藉，不仅是环境卫生和城镇道路的污染源、更是企业和城市管理者的“难愁事”。如何解决这些运输上少不了的大型车造成的“流动污染”，让它们进场容易，出场不难，不再难管，不再污染，就成为如今环保上亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了重载工程车辆清洗的无接触式污水零排放系统及控制方法，其目的在于清洗附着在大型重载工程车辆车轮和底盘上的灰尘，并实现清洗用水的自循环，满足环保及工业卫生的要求；性价比高、运行稳定、寿命长、自动化程度高。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了重载工程车辆清洗的无接触式污水零排放系统，包括：

车轮及底盘清洗系统，所述车轮及底盘清洗系统包括清洗水管网、清水池、高压冲击扇形喷嘴、变频供水泵；所述清洗水管网包括每个车道内的三组侧壁清洗水管和一组底盘清洗水管，三组侧壁清洗水管和一组底盘清洗水管分别对应独立的变频供水泵；清洗水管上均匀设置若干高压冲击扇形喷嘴；

污水沉降系统，所述污水沉降系统包括一级沉降池、二级沉降池、三级沉降池、斜管沉淀器；

污水循环过滤系统，所述污水循环过滤系统包括石英砂过滤器、活性炭过滤器、回流池、回流泵；

污泥清理系统，所述污泥清理系统包括沉泥池、排污泵、排污管道；

PLC控制系统，所述PLC控制系统包括地感线圈感应器、PLC控制器；所述地感线圈感应器设置在清洗车道前；

所述一级沉降池、二级沉降池、三级沉降池依次连接，一级沉降池连接清洗用水的水沟，三级沉降池通过泵连接回流池、斜管沉淀器；

所述斜管沉淀器前段连接三级沉降池，后端依次连接石英砂过滤器、活性炭过滤器；

所述清洗水管前段通过供水泵连接清水池，后端连接三组侧壁清洗喷头及一组底盘清洗喷头，清洗后的用水通过水沟连接一级沉降池；

所述PLC控制系统，通过地感线圈感应器连接控制车轮及底盘清洗系统，通过各池体内的液位计连接和控制污水循环过滤系统、污泥清洗系统及污水沉降系统。

根据本发明实施例，所述一级沉降池、二级沉降池、三级沉降池内均设有独立的排污泵。

根据本发明实施例，所述变频供水泵布置在水泵房内，按车辆驶入时先后经过的一组底盘清洗及三组侧壁清洗管网顺序，依次布置。

为实现本发明目的，按照本发明的另一个方面，提供了重载工程车辆清洗的无接触式污水零排放控制方法，当重载工程车辆经过位于清洗车道前的地感线圈感应器时，PLC控制系统会收到信号启动对应的变频供水泵，将清水池内的水通过清洗水管网，在高压冲击扇形喷嘴的影响下，对通过车辆的车轮和底盘进行高压冲洗；清洗过后的污水首先经过一级沉降池、二级沉降池、三级沉降池的三级沉降池系统，完成颗粒物的沉降；然后经过斜管沉淀器，去除污水中的大部分悬浮颗粒物；接着依次经过石英砂过滤器和活性炭过滤器，完成污水的最终净化，达到中水级别；最后流入清水池备用；污水循环净化过程中产生的污泥，通过排污泵经排污管道送至沉泥池，经多级石英砂的过滤，将泥与水分离，渗透下来的水流向回流池，经回流泵返回至三级沉降池中继续循环处理，顶部留下的泥待积累到一定程度后，可通过挖机进行人工清理，返回至原料堆场用于继续生产。

根据本发明实施例，变频供水泵的运行根据车辆实际驶入情况进行自动调节，在1分钟内，若有车辆连续经过，则保持全速运行，并重新开始计时；若1分钟内无下一辆车辆经过，则自动转入低速运行。

根据本发明实施例，变频供水泵的运行根据温度调节，0℃以下，超过1分钟内，无下一辆车辆经过的时候，变频供水泵持续保持最低速运行。

根据本发明实施例，PLC控制系统根据每个沉降池内的污泥沉积情况，通过对沉降池内的排污泵设置定时启动的方式，每隔6小时依次对一至三级沉降池内沉积在底部的污泥进行自动清理，每个池体内清污时间为30分钟，污泥通过排污管道送至沉泥池。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果。

（1）地感线圈作为信号感应装置，能将信号准确的送至PLC控制系统，只针对大型重载工程车辆，而不会影响到小型电动车辆和行人的正常通行。

（2）所有变频供水泵、排污泵等均通过PLC进行自动控制，根据各池体内的液位计进行实时调节，能让整个系统进行全自动智能化的控制，减少现场人工成本。

（3）沉泥池内的多级石英砂过滤和回流池设计，不仅能有效分离污泥中的泥和水，更方便泥的清理，还能让水重新回到污水循环系统中，实现清洗污水的零排放功能，避免对周边环境造成影响。

（4）在三级沉降池内均设有独立的排污泵，根据每个沉降池内的污泥沉积情况，通过定时启动方式，对沉积在底部的污泥进行自动清理，通过排污管道送至沉泥池，不仅清污效果好，根据实际情况定时启动还能有效延长排污泵的使用寿命，缩短工作时间，节省电能源的消耗。

（5）污水依次经过三级沉降池、斜管沉淀器、石英砂过滤器和活性炭过滤器的处理后，不仅能让污水得到更好的净化效果，还能有效延长石英砂和活性炭的使用寿命，延长其更换时间，降低运行成本。

（6）0℃以下，在长时间内无车辆经过的时候，供水泵持续保持最低速运行，让管道内的水保持持续流动，防止供水管路和喷嘴结冰，减少加热保温等能源消耗。

（7）变频供水泵可实现在一段时间内有车辆连续经过时全速运行，在一段时间内无车辆经过时自动转入低速运行，避免供水泵的反复启动和停止，不仅有效延长供水泵的使用寿命，还能减少清洗用水的消耗。

（8）每个车道内的三组侧壁清洗水管和一组底盘清洗水管分别对应独立的变频供水泵，每组之间互不影响，不仅方便系统的检修和维护，不影响系统的正常运行，还保证了每组清洗管网内拥有足够的水压，让清洗效果更好。

（9）高压变频供水泵配合高压冲击扇形喷嘴，能保证对车轮的凹槽部位进行多角度的线性清洗，使清洗更彻底。

（10）本发明不仅能较好的清洗附着在大型重载工程车辆车轮和底盘上的灰尘，还能实现清洗用水的自循环，能源消耗也少、且不会对周边环境产生新的污染，所有清洗下来的粉料等还可返回堆场继续用于生产，满足环保及工业卫生的要求。

本发明可以有效对大型重载工程车辆清洗清洗，不仅清洗效果好，而且节能环保、性价比高、运行稳定、寿命长、自动化程度高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的污水沉降系统、污水循环过滤系统、污泥清理系统结构示意图。

图3为本发明的洗车道结构图。

图4为本发明的实际应用流程图。

图中：1-地感线圈感应器；2-控制室；3-清水池；4-水泵房；5-活性炭过滤器；6-石英砂过滤器；7-斜管沉淀器；8-一级沉降池；9-二级沉降池；10-三级沉降池；11-沉泥池；12-回流池。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1、图2所示，重载工程车辆清洗的无接触式污水零排放系统，包括：

车轮及底盘清洗系统，所述车轮及底盘清洗系统包括清洗水管网、清水池3、高压冲击扇形喷嘴、变频供水泵；所述清洗水管网包括每个车道内的三组侧壁清洗水管和一组底盘清洗水管，三组侧壁清洗水管和一组底盘清洗水管分别对应独立的变频供水泵；清洗水管上均匀设置若干高压冲击扇形喷嘴；

污水沉降系统，所述污水沉降系统包括一级沉降池8、二级沉降池9、三级沉降池10、斜管沉淀器7；

污水循环过滤系统，所述污水循环过滤系统包括石英砂过滤器6、活性炭过滤器5、回流池12、回流泵；

污泥清理系统，所述污泥清理系统包括沉泥池11、排污泵、排污管道；

PLC控制系统，所述PLC控制系统包括地感线圈感应器1、PLC控制器；所述地感线圈感应器1设置在清洗车道前；PLC控制系统设置在控制室2；

所述一级沉降池8、二级沉降池9、三级沉降池10依次连接，一级沉降池8连接清洗用水的水沟，三级沉降池10通过泵连接回流池12、斜管沉淀器7；

所述斜管沉淀器7前段连接三级沉降池10，后端依次连接石英砂过滤器6、活性炭过滤器5；

所述清洗水管前段通过供水泵连接清水池3，后端连接三组侧壁清洗喷头及一组底盘清洗喷头，清洗后的用水通过水沟连接一级沉降池8；

所述PLC控制系统，通过地感线圈感应器1连接控制车轮及底盘清洗系统，通过各池体内的液位计连接和控制污水循环过滤系统、污泥清洗系统及污水沉降系统。

所述一级沉降池8、二级沉降池9、三级沉降池10内均设有独立的排污泵。

所述变频供水泵布置在水泵房4内，按车辆驶入时先后经过的一组底盘清洗及三组侧壁清洗管网顺序，依次布置。

所述的地感线圈感应器1布置位置要合理，距清洗系统的距离要合适，要综合考虑供水泵的反应时间，供水管路内水的流动时间，汽车驶入到清洗系统的时间，在三者之间达到一个平衡；让车辆通过地感线圈感应器1后，在保持原速度继续向前行驶的情况下，供水泵有足够的反应时间，在车辆驶入清洗系统的前2s，让水能流遍整个供水管路，使喷头出水，且达到最大的喷水压力。

所述的变频供水泵配套的变频器选用要合理，要根据变频供水泵的使用功率范围进行仔细选择，同时还要综合考虑设备成本，考虑是采用常规的“一拖一”模式，还是特殊的“一拖二”模式，本发明中第一组底盘清洗和第一组侧壁清洗、第二组侧壁清洗和第三组侧壁清洗的清洗管网长度和距离相近，泵的功率范围和控制方式也相同，可采用特殊的“一拖二”模式进行控制，节省设备成本。

所述的变频供水泵配套变频器的控制系统要设置合理，要综合考虑车辆清洗的全过程中，三组侧壁清洗泵和一组底盘清洗泵的启动时间，高速运行时间和低速运行时间，保证在车辆驶入时能高速运行，车辆驶出后能转为低速运行；本发明中第一组底盘清洗和第一组侧壁清洗的供水泵在收到地感线圈感应器1的信号后立刻全速启动，持续运行1分钟，若有下一辆车驶入，则继续全速运行，且重新计时；若无下一辆车驶入，则转为低速运行，持续运行2分钟后自动停止，期间若有车辆驶入，则自动转为高速运行，重新开始以上控制方法；第二组侧壁清洗和第三组侧壁清洗的供水泵在收到地感线圈感应器1的信号后，延迟8s后启动，具体控制方式同上。

所述的高冲击力扇形喷嘴、护套及供水管路之间的安装要保证严密性，不能漏水，且需做耐压试验。

所述的供水管网布置要合理，每组清洗管网均要对应独立的供水泵，所有管道走向也要明白清楚，能根据泵和喷头准确找到对应的管路，且弯头尽量少；喷头安装位置也要合理，能以最少的个数覆盖要求清洗的最大面积，按照35°的安装角度进行安装；各组清洗管网的清洗范围之间距离也要设置合理，在互不影响的前提下，距离尽可能短；所有管道与弯头、三通之间要严格满焊，不能漏水，且需做耐压试验。

在污水循环方面，合理的布置一级沉降池8、二级沉降池9、三级沉降池10，按照水流方向及地势高低依次进行布置；同时斜管沉淀器7尽量离石英砂过滤器6和活性炭过滤器5近，让整体布置更显美观；另外，根据经斜管沉淀器7进一步沉淀后污水中所含颗粒物的大小，选用合适大小的石英砂、活性炭作为最终过滤单元。

所述一级沉降池8、二级沉降池9、三级沉降池10内部的设计要合理，底部为半方形锥斗样式，三个方向地势较高，一个方向地势较低，能方便池内污泥自动地势低的地方汇集。

所述的一级沉降池8、二级沉降池9、三级沉降池10之间的连通口设计要合理，一级沉降池8和二级沉降池9之间连通口位于边侧的中间部位，二级沉降池9和三级沉降池10之间连通口位于另一个边侧的顶部位置，让污水在每个沉降池内能得到充分的沉降时间，从而实现让大型颗粒物沉降在一级沉降池8，小型颗粒物沉降在二级沉降池9，而轻型的微信颗粒物则沉降在三级沉降池10内的目的，同时也让每个沉降池内的水流动更顺畅。

所述的石英砂、活性炭的选型要合理，要根据过滤污水中颗粒物的大小，净化后清水的质量，综合选择过滤速度快、阻力小、性价比高的石英砂和活性炭。

所述的斜管沉淀器7的取水泵放置位置要合适，从经过沉降后水质相对比较干净的三级沉降池10中取水，取水位置为液面以下1.5m处较为合适，可尽量减少沉降池中的液位表面的浮灰进行进入斜管沉淀器，增加斜管沉降器7的工作负荷。

所述的一级沉降池8、二级沉降池9、三级沉降池10、斜管沉淀器7、石英砂过滤器6、活性炭过滤器5的位置布置要合适，一级沉降池8、二级沉降池9、三级沉降池10之间按照水流方向及地势高低依次进行布置，斜管沉淀器7尽量离石英砂过滤6、活性炭过滤器5近，让整体布置更显美观，也可缩短斜管沉淀器7、石英砂过滤器6和活性炭过滤器5三者之间依次连接管道的距离，减小石英砂过滤器6前段加压泵的运行阻力。

所述的清水池3内液位计选型及安放位置要合理，液位计的选型要准确性高，性价比高，安装、检修和维护方便，同时要能实现高度定位安装，不同高度之间的液位计互不干扰，能准确将液面高低反馈至PLC控制柜，控制污水循环系统及车辆清洗系统中所有设备的启停。

在零排放工艺方面，要选用流量、扬程及能抽取颗粒物大小合适的排污泵，并配备合适的控制系统，能实现定时自动控制，自动将沉降池内的污泥送至沉泥池11；在沉泥池11内选用大小合适、性价比高、通用性强的石英砂作为过滤单元，让泥与水能得到充分分离，让过滤后的水能经回流池12返回至污水循环系统中。

所述排污泵的选型要合理，要选用流量、扬程及能抽取颗粒物大小合适的排污泵，能把一定量的泥和水抽出来，还需自带一部分的反冲洗功能，防止池底污泥的堆积硬化。

所述排污泵的安装高度要合理，放置位置太高会抽不到泥，放置位置太低会因为泥太多，过重抽不上来，以聚池底1~2m范围较为合适；

所述的沉泥池11内石英砂选用要合理，根据每次排入的泥水混合物总量，结合要求的过滤时间，过滤后的污水水质，综合选择使用普片、通用性强、大小合适、性价比高的石英砂，让泥与水得到充分的分离；

所述的回流池12内要配置合适的抽水泵，根据池内的水质及水量，选择不易堵塞、流量及扬程均合适、性价比高的抽水泵，在回流池内设置两个准确性高，性价比高，安装、检修和维护方便的液位计，分别安装在距离池底0.3~0.5m处和3~3.5m处，能将信号准确反馈至PLC控制系统，控制抽水泵把回流池12内的水输送至污水循环系统中，连个液位计之间要互不干扰。

所述排污泵、回流池12抽水泵的控制系统设置要合理，要通过设置合适的间隔及运行时间，让每个泵都得到充分利用，抽完池底的污泥后能立刻停止，较少能源的消耗；

所述沉泥池11的设计要合理，底部要设计成方向锥斗样式，方便分离后水能顺利流入回流池12，沉泥池11深度设计上要合适，以铺满石英砂的顶面距离池顶2~2.5m为宜，方便挖机进行清理；另外，在沉泥池11上方接受排污管道的水口下方，宜设计大小合适的挡水板，防止水流对底部的石英砂层的冲刷，造成石英砂层分布不均现象出现。

如图3所示，洗车道可设置为两个，或多个；控制室2布置在洗车道附近。

如图4所示，重载工程车辆清洗的无接触式污水零排放控制方法，当重载工程车辆经过位于清洗车道前的地感线圈感应器1时，PLC控制系统会收到信号启动对应的变频供水泵，将清水池3内的水通过清洗水管网，在高压冲击扇形喷嘴的影响下，对通过车辆的车轮和底盘进行高压冲洗；清洗过后的污水首先经过一级沉降池8、二级沉降池9、三级沉降池10的三级沉降池系统，完成颗粒物的沉降；然后经过斜管沉淀器7，去除污水中的大部分悬浮颗粒物；接着依次经过石英砂过滤器6和活性炭过滤器5，完成污水的最终净化，达到中水级别；最后流入清水池备用；污水循环净化过程中产生的污泥，通过排污泵经排污管道送至沉泥池，经多级石英砂的过滤，将泥与水分离，渗透下来的水流向回流池，经回流泵返回至三级沉降池中继续循环处理，顶部留下的泥待积累到一定程度后，可通过挖机进行人工清理，返回至原料堆场用于继续生产。

变频供水泵可实现在一段时间内有车辆连续经过时全速运行，在一段时间内无车辆经过时自动转入低速运行的功能。供水泵在收到地感线圈感应器1的信号后立刻全速启动，持续运行1分钟，若有下一辆车驶入，则继续全速运行，且重新计时；若无下一辆车驶入，则转为低速运行，持续运行2分钟后自动停止，期间若有车辆驶入，则自动转为高速运行，重新开始以上控制方法。

0℃以下，当变频供水泵经高速运行1分钟转为低速运行后，将持续保持最低速运行不停歇，有车辆驶入时，将直接调整至高速运行，如此能让管道内的水保持持续流动，防止管道及喷头结冰。

根据每个沉降池内的污泥沉积情况，通过对沉降池内的排污泵设置定时启动的方式，每隔6小时依次对一级沉降池8、二级沉降池9、三级沉降池10内沉积在底部的污泥进行自动清理，每个池体内清污时间为30分钟，污泥通过排污管道送至沉泥池11。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.重载工程车辆清洗的无接触式污水零排放系统，其特征在于包括：

车轮及底盘清洗系统，所述车轮及底盘清洗系统包括清洗水管网、清水池、高压冲击扇形喷嘴、变频供水泵；所述清洗水管网包括每个车道内的三组侧壁清洗水管和一组底盘清洗水管，三组侧壁清洗水管和一组底盘清洗水管分别对应独立的变频供水泵；清洗水管上均匀设置若干高压冲击扇形喷嘴；

污水沉降系统，所述污水沉降系统包括一级沉降池、二级沉降池、三级沉降池、斜管沉淀器；

污水循环过滤系统，所述污水循环过滤系统包括石英砂过滤器、活性炭过滤器、回流池、回流泵；

污泥清理系统，所述污泥清理系统包括沉泥池、排污泵、排污管道；

PLC控制系统，所述PLC控制系统包括地感线圈感应器、PLC控制器；所述地感线圈感应器设置在清洗车道前；

所述一级沉降池、二级沉降池、三级沉降池依次连接，一级沉降池连接清洗用水的水沟，三级沉降池通过泵连接回流池、斜管沉淀器；

所述斜管沉淀器前段连接三级沉降池，后端依次连接石英砂过滤器、活性炭过滤器；

所述清洗水管前段通过供水泵连接清水池，后端连接三组侧壁清洗喷头及一组底盘清洗喷头，清洗后的用水通过水沟连接一级沉降池；

所述PLC控制系统，通过地感线圈感应器连接控制车轮及底盘清洗系统，通过各池体内的液位计连接和控制污水循环过滤系统、污泥清洗系统及污水沉降系统。

2.根据权利要求1所述的重载工程车辆清洗的无接触式污水零排放系统，其特征在于所述一级沉降池、二级沉降池、三级沉降池内均设有独立的排污泵。

3.根据权利要求1所述的重载工程车辆清洗的无接触式污水零排放系统，其特征在于所述变频供水泵布置在水泵房内，按车辆驶入时先后经过的一组底盘清洗及三组侧壁清洗管网顺序，依次布置。

4.采用权利要求1-3任一项所述系统的重载工程车辆清洗的无接触式污水零排放控制方法，其特征在于当重载工程车辆经过位于清洗车道前的地感线圈时，PLC控制系统会收到信号启动对应的变频供水泵，将清水池内的水通过清洗水管网，在高压冲击扇形喷嘴的影响下，对通过车辆的车轮和底盘进行高压冲洗；清洗过后的污水首先经过三级沉降池系统，完成大颗粒物的沉降；然后经过斜管沉淀器，去除污水中的大部分悬浮颗粒物；接着依次经过石英砂过滤器和活性炭过滤器，完成污水的最终净化，达到中水级别；最后流入清水池备用；污水循环净化过程中产生的污泥，通过排污泵经排污管道送至沉泥池，经多级石英砂的过滤，将泥与水分离，渗透下来的水流向回流池，经回流泵返回至三级沉降池中继续循环处理，顶部留下的泥待积累到一定程度后，可通过挖机进行人工清理，返回至原料堆场用于继续生产。

5.根据权利要求4所述的重载工程车辆清洗的无接触式污水零排放控制方法，其特征在于变频供水泵的运行根据车辆实际驶入情况进行自动调节，在1分钟内，若有车辆连续经过，则保持全速运行，并重新开始计时；若1分钟内无下一辆车辆经过，则自动转入低速运行。

6.根据权利要求4所述的重载工程车辆清洗的无接触式污水零排放控制方法，其特征在于变频供水泵的运行根据温度调节，0℃以下，超过1分钟内，无下一辆车辆经过的时候，变频供水泵持续保持最低速运行。

7.根据权利要求4所述的重载工程车辆清洗的无接触式污水零排放控制方法，其特征在于PLC控制系统根据每个沉降池内的污泥沉积情况，通过对沉降池内的排污泵设置定时启动的方式，每隔6小时依次对一至三级沉降池内沉积在底部的污泥进行自动清理，每个池体内清污时间为30分钟，污泥通过排污管道送至沉泥池。