CN110439098A - 一种污水提升系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水提升系统，包括一组与大气连通的收集井，真空收集罐，连通收集井和真空收集罐的真空输送管路，所述真空输送管路上串联设置有一组提升井，所述提升井为密闭的罐体结构，提升井上设置有分别与真空输送管路连接的进水口和出水口，所述提升井内设置有一端伸向提升井底部的排水管，所述出水口的另一端与排水管对接连通；所述提升井的上方设置有旁通管，旁通管的一端与提升井的顶部连通，另一端与排水管的顶部连通；所述旁通管上设置有旁通阀，所述提升井的顶部设置有吸气阀，还设置有控制旁通阀和吸气阀开闭的控制开关。本发明能够解决真空收集罐无法将超出负压理论提升高度的收集井中的污水收集到真空收集罐的问题。

Description

一种污水提升系统

技术领域

本发明涉及农村污水综合处理技术领域，尤其涉及一种污水提升系统。

背景技术

近年来随着国家对新农村建设和美丽乡村建设的大力推进，涉及农村水环境治理的农村污水收集和处理得到国家和地方重点支持并得以迅猛发展，农村污水管网化已成为一种趋势。农村生活污水包括洗涤、沐浴、厨房炊事、粪便及其冲洗等排水，具有面广分散、来源多、增长快、污水成分复杂、水质及水量变化大的特征。典型的农村污水收集处理系统通常由污水管网系统(用户出户管、户用三格或二格化粪池、污水管网、中间提升泵站)和终端处理设施组成。

当前农村污水管网系统普遍采用重力排水系统，需要根据村庄的竖向高程、天然水系的分布和住户分布情况，并结合排水出水口的情况，划分排水流域，布设污水管网，该污水管网受地形的限制，施工成本高且输送效果差。为了克服上述问题，出现了新型的真空管路输送系统，利用真空抽吸的原理将污水收集到真空罐中，这在一定程度上削弱了污水输送对地形的依赖。如中国专利申请号为201511033159.4公开了一种污水真空收集处理系统，既是采用了真空输送的结构对污水进行输送。但该真空输送管道在实际应用的过程中，由于管路过长或管道布置的实际压差大于真空收集罐中负压所能提升的高度时，真空输送管道内就会出现一段一段的水柱，俗称水塞，当管道内形成水塞后真空收集罐的真空度就无法通过管道传递到末端导致末端真空度很低无法抽吸。此外，如果真空收集罐与收集井间的高度差大于真空收集罐负压所能提升的高度时，位于低位的收集井中的污水也无法抽吸到真空收集罐内，因此，整个系统的布置还是会受到地形的影响和限制，不利于整个系统的推广和应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种污水提升系统，解决现有污水真空收集系统污水提升效果差，难以适应复杂地形污水提升的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种污水提升系统，包括一组与大气连通的收集井，分布在各家各户附近用于收集各家各户的污水；真空收集罐，能够产生负压用于收集来自各收集井的污水，所述收集井与真空收集罐间设置有连通收集井和真空收集罐的真空输送管路，所述真空输送管路上串联设置有一组提升井，所述提升井为密闭的罐体结构，提升井上设置有分别与真空输送管路连接的进水口和出水口，所述提升井内设置有一端伸向提升井底部的排水管，所述出水口的另一端与排水管对接连通；所述提升井的上方设置有旁通管，旁通管的一端与提升井的顶部连通，另一端与排水管的顶部连通；所述旁通管上设置有旁通阀，所述提升井的顶部设置有吸气阀，所述旁通阀为常开阀，吸气阀为常闭阀，还设置有控制旁通阀和吸气阀开闭的控制开关。

优选的，所述控制开关为浮球开关。

为保证在吸气阀关闭后，提升井与真空收集罐之间的真空输送管路内的水能够全部进入真空收集罐内，保证真空收集罐内的负压能够直达提升井，使提升井内的压力与真空收集罐一致，所述旁通管与提升井顶部连通的一端还旁接有可调真空吸气阀，用于排出停留在真空输送管路内的水塞。

具体的，所述可调真空吸气阀包括阀体，所述阀体上设置有供气体流通的流道，所述流道的一端固定安装有底座，另一端与真空输送管路连通，所述底座上设置有可沿流道轴向来回移动的阀芯；

所述阀芯的一端设置有控制流道开闭的阀板，阀板置于流道内；所述流道为变径结构，通过阀板在流道内所处的位置来控制流道的开闭，阀板与流道的内壁压合实现流道的密封，阀板与流道的内壁分离实现流道的导通；

所述阀芯的另一端伸出阀体，阀芯伸出阀体的一端与底座间设置有将阀芯向外顶出的顶出弹簧；

所述底座上设置有供气体通过的气孔。

为方便实现流道的密封，所述流道与底座配合的一端为孔径大的大径段，另一端为孔径小的小径段，所述大径段和小径段间设置有过渡台阶，所述阀板压在过渡台阶上实现密封。

为方便调整弹簧力的大小，所述底座上固定设置有调节螺母，调节螺母螺纹连接有可沿流道轴向移动的间隙调节螺栓，间隙调节螺栓上设置有供阀芯穿过的通孔，所述阀芯的端部设置有垫片，所述顶出弹簧设置在间隙调节螺栓与垫片之间。

作为排出停留在真空输送管路内水塞的另一种技术方案，所述吸气阀电连接设置有控制吸气阀延迟关闭的延迟开关，通过吸气阀的延迟关闭来排出停留在真空输送管路内的污水。

本发明的有益效果：本发明通过在真空输送管路上设置提升井，收集井内的污水先提升至提升井内，通过提升井逐级进行提升，最终送达真空收集罐内。该结构克服了真空收集罐无法将超出负压理论提升高度的收集井中的污水收集到真空收集罐的问题，从而降低了污水管网布置受地形限制的影响，降低了污水管网的布置难度，利于真空输送系统的推广和应用。所述提升井通过球阀自动控制，具体结构简单，能够根据提升井中的水位自动控制提升井上旁通阀和吸气阀的开闭。此外，在旁通管上增加可调真空吸气阀，可调真空吸气阀可以根据旁通管的压力延时关闭，从而使得在吸气阀关闭后，能够继续提供压力，将提升井与真空收集罐间的真空输送管路内的污水继续推向真空收集罐直至排除干净，使真空收集罐内的负压能够直达提升井，在负压的作用下关闭可调真空吸气阀，所述可调真空吸气阀能够根据压差自适应的进行调节开闭，无需人工操作和其他外加条件，因此，大大节省了系统的制造和维护成本。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本发明的布置示意图。

图2为本发明中提升井的结构示意图。

图3为本发明中带可调真空吸气阀的提升井的结构示意图。

图4为本发明中带可调真空吸气阀的提升井的立体结构示意图。

图5为本发明中可调真空吸气阀的剖视图。

图6为本发明中可调真空吸气阀的爆炸图。

具体实施方式

实施例1：如图1、图2所示，一种污水提升系统，用于农村污水管网的布置，包括一组与大气连通的收集井1，分布在各家各户附近用于收集各家各户的污水。还设置有真空收集罐2，通过真空泵产生负压用于收集来自各收集井1的污水，所述收集井1与真空收集罐2间设置有连通收集井和真空收集罐的真空输送管路3。

当收集井1与真空收集罐2之间的高度差小于真空收集罐2所能提升的高度时，该处收集井1内的污水能够顺利的通过真空输送管路3输送至真空收集罐2内。当收集井1与真空收集罐2之间的高度差大于真空收集罐2所能提升的高度时，此时，依靠真空收集罐2内的负压就不能将该处收集井1中的污水提升至收集罐2中，或者在真空输送管路3局部位置的高度较低时，在该处位置就会形成水塞，使真空收集罐2内的负压无法到达收集井1，从而影响收集井1内污水的输送。为解决该问题，本发明在原真空收集系统上做出了改进，在所述真空输送管路3上串联设置一组提升井5，用于解决上述真空输送问题。所述提升井5为密闭的罐体结构，提升井5上设置有分别与真空输送管路3连接的进水口51和出水口52，所述进水口51和出水口52均位于提升井5的上部。所述提升井5内设置有一端伸向提升井底部的排水管6，所述出水口51的另一端与排水管6对接连通。所述提升井5的上方设置有旁通管7，旁通管7的一端与提升井5的顶部连通，另一端与排水管6的顶部连通；所述旁通管7上设置有旁通阀8，所述提升井5的顶部还设置有吸气阀9，所述旁通阀8为常开阀，吸气阀9为常闭阀，还设置有控制旁通阀8和吸气阀9开闭的控制开关10，优选的，所述控制开关10为浮球开关。所述真空收集罐2与其最接近的提升井5间、相邻两提升井5间及收集井1与其最接近的提升井5间的高度差均小于真空收集罐2所能提升的高度。

初始状态下，提升井5中的旁通阀8打开，吸气阀9关闭，所述真空收集罐2内的负压能够通过真空输送管路3到达提升井5中，提升井5中的负压对收集井1作用，将收集井1中的污水提升至提升井5中，当提升井5中的液位高于设定的高度时，在控制开关10的作用下，旁通阀8关闭，吸气阀9打开，大气通过吸气阀9快速进入提升井5内，使提升井内的压力同收集井1一样，与外界保持一致，因此，在大气压的作用下，结合真空收集罐2的作用，将提升井5内的污水向上一级提升井5输送，所谓上一级提升井5为离真空收集罐2更近的提升井5，及将污水向真空收集罐2的方向输送，直至输送到真空收集罐2内。当提升井5内的污水被排出后，在控制开关10的作用下，提升井5中的旁通阀8打开，吸气阀9延时一定时间关闭，使提升井5回到初始状态。该系统能够逐级对污水进行提升，从而最终使收集井1中的污水顺利的进入真空收集罐2内。解决了收集井1到真空收集罐2的高度差大于真空收集罐2内的负压所能提升的高度而无法将收集井1内的污水输送至真空收集罐2中的问题。使得收集井1和真空收集罐2的布置，不会受到村庄地形的限制，大大提高了污水管网布置的便利性。

实施例2：

如图1、图3至6所示，一种污水提升系统，用于农村污水管网的布置，包括一组与大气连通的收集井1，分布在各家各户附近用于收集各家各户的污水。还设置有真空收集罐2，通过真空泵产生负压用于收集来自各收集井1的污水，所述收集井1与真空收集罐2间设置有连通收集井1和真空收集罐2的真空输送管路3。在所述真空输送管路3上串联设置一组提升井5，所述提升井5的上方设置有旁通管7，旁通管7的一端与提升井5的顶部连通，另一端与排水管6的顶部连通；所述旁通管7上设置有旁通阀8，所述提升井5的顶部还设置有吸气阀9，所述旁通阀8为常开阀，吸气阀9为常闭阀，还设置有控制旁通阀8和吸气阀9开闭的控制开关10，优选的，所述控制开关10为浮球开关。

为避免相邻两提升井5间、提升井5与收集井1间或者提升井5与真空收集罐2间的真空输送管路3太长及部分真空输送管路3的位置太低，使真空输送管路3内的污水停留在管路中形成水塞，所述旁通管7与提升井5顶部连通的一端还旁接有可调真空吸气阀4。

所述可调真空吸气阀4的具体结构如下：一种可调真空吸气阀，包括阀体41，所述阀体41上设置有供气体流通的流道4101，所述流道4101的一端固定安装有底座42，另一端与旁通管7连通，所述底座42上设置有可沿流道4101轴向来回移动的阀芯43；所述阀芯43的一端设置有控制流道4101开闭的阀板44，阀板44置于流道4101内；所述流道4101为变径结构，通过阀板44在流道4101内所处的位置来控制流道4101的开闭，阀板44与流道4101的内壁压合实现流道的密封，阀板44与流道4101的内壁分离实现流道的导通。具体结构为：所述流道4101与底座配合的一端为孔径大的大径段41011，另一端为孔径小的小径段41012，所述大径段41011和小径段41012间设置有过渡台阶4102，所述阀板44压在过渡台阶4102上实现密封。当然，所述流道4101与阀板44的配合结构还可以是其他结构，只要阀板44沿流道4101的轴向移动能够实现流道4101的开闭，均属于本申请的保护范围。如流道4101还可以采取一端孔径大另一端孔径小的锥形结构，所述底座42安装在孔径大的一端。阀板44的外圈还可以设置一个密封圈与流道4101的内壁配合，完成流道的开闭。

为控制阀板44的开启力度，所述阀芯43的另一端伸出阀体41，阀芯43伸出阀体41的一端与底座42间设置有将阀芯43向外顶出的顶出弹簧410。所述底座42上设置有供气体通过的气孔4201。所述底座42相对于阀体41的另一端还安装有整流罩45，使进入可调真空吸气阀的气体更加的平顺，同时，顶出弹簧410置于整流罩45内。在整流罩45的进气口处设置有防尘网4501，防止空气中大的异物落入整流罩45内，造成气孔4201的堵塞，影响可调真空吸气阀的正常使用。

为方便调整顶出弹簧410的弹力，所述弹簧44的具体安装结构为：所述底座42上固定设置有调节螺母46，调节螺母46螺纹连接有可沿流道轴向移动的间隙调节螺栓47，间隙调节螺栓47上设置有供阀芯43穿过的通孔，所述阀芯43的端部设置有垫片48，所述顶出弹簧410设置在间隙调节螺栓47与垫片48之间。所述阀芯43的顶部也设置有调节螺纹，调节螺纹上安装有弹簧锁紧螺母49，所述垫片48位于顶出弹簧410和弹簧锁紧螺母49之间。通过旋动间隙调节螺栓47或弹簧锁紧螺母49，可以调整弹簧压紧度，从而调整弹簧的弹力。

本可调真空吸气阀的工作原理为：当来自旁通管内的负压大于弹簧向外顶出的弹力时，阀板在负压的作用下将流道关闭；当来自旁通管内的负压小于弹簧向外顶出的弹力时，弹簧将阀板向底座的方向顶出，使流道打开，气体通过整流罩和底座上的气孔进入流道，并通过流道进入旁通管7内。其他同实施例1。

初始状态下，提升井5中的旁通阀8打开，吸气阀9关闭，可调真空吸气阀4关闭，所述真空收集罐2内的负压能够通过真空输送管路3到达提升井5中，提升井5中的负压对收集井1作用，将收集井1中的污水提升至提升井5中，当提升井5中的液位高于设定的高度时，在控制开关10的作用下，旁通阀8关闭，吸气阀9打开，大气通过吸气阀9快速进入提升井5内，使提升井内的压力同收集井1一样，与外界保持一致，此时，可调真空吸气阀4在弹簧力的作用下打开，因此，在大气压的作用下，结合真空收集罐2的作用，将提升井5内的污水向向真空收集罐2的方向输送。

当提升井5内的污水被排出后，在控制开关10的作用下，提升井5中的旁通阀8打开，吸气阀9关闭，此时，若真空输送管路3内仍有污水未被排空，此时，可调真空吸气阀在弹簧力的作用下仍打开，继续推动真空输送管路3内的污水向真空收集罐2的方向移动，直至真空输送管路3内的污水排空，真空收集罐2内的负压能够达到提升井5内，在负压的作用下，将提升井5上的可调真空吸气阀4关闭，从而使提升井5回到初始状态。

除采用可调真空吸气阀4延时提升井5关闭外，还可以通过吸气阀9电连接设置控制吸气阀延迟关闭的延迟开关来控制提升井5的延时关闭，保证真空输送管路3内的污水排出干净，但该结构需要根据每段管路的实际情况调整延时的时间，不能像可调真空吸气阀4那样自适应调节，因此，使用上比可调真空吸气阀4麻烦。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种污水提升系统，包括一组与大气连通的收集井(1)，分布在各家各户附近用于收集各家各户的污水；真空收集罐(2)，能够产生负压用于收集来自各收集井(1)的污水，所述收集井(1)与真空收集罐(2)间设置有连通收集井和真空收集罐的真空输送管路(3)，其特征在于：所述真空输送管路(3)上串联设置有一组提升井(5)，所述提升井(5)为密闭的罐体结构，提升井(5)上设置有分别与真空输送管路(3)连接的进水口(51)和出水口(52)，所述提升井(5)内设置有一端伸向提升井底部的排水管(6)，所述出水口(51)的另一端与排水管(6)对接连通；所述提升井(5)的上方设置有旁通管(7)，旁通管(7)的一端与提升井(5)的顶部连通，另一端与排水管(6)的顶部连通；所述旁通管(7)上设置有旁通阀(8)，所述提升井(5)的顶部设置有吸气阀(9)，所述旁通阀(8)为常开阀，吸气阀(9)为常闭阀，还设置有控制旁通阀(8)和吸气阀(9)开闭的控制开关(10)。

2.如权利要求1所述的污水提升系统，其特征在于：所述控制开关(10)为浮球开关。

3.如权利要求1或2所述的污水提升系统，其特征在于：所述旁通管(7)与提升井(5)顶部连通的一端还旁接有可调真空吸气阀(4)。

4.如权利要求3所述的污水提升系统，其特征在于：所述可调真空吸气阀(4)包括阀体(41)，所述阀体(41)上设置有供气体流通的流道(4101)，所述流道(4101)的一端固定安装有底座(42)，另一端与真空输送管路连通，所述底座(42)上设置有可沿流道(4101)轴向来回移动的阀芯(43)；

所述阀芯(43)的一端设置有控制流道(4101)开闭的阀板(44)，阀板(44)置于流道(4101)内；所述流道(4101)为变径结构，通过阀板(44)在流道(4101)内所处的位置来控制流道(4101)的开闭，阀板(44)与流道(4101)的内壁压合实现流道的密封，阀板(44)与流道(4101)的内壁分离实现流道的导通；

所述阀芯(43)的另一端伸出阀体(41)，阀芯(43)伸出阀体(41)的一端与底座(42)间设置有将阀芯(43)向外顶出的顶出弹簧(410)；

所述底座(42)上设置有供气体通过的气孔(4201)。

5.如权利要求4所述的污水提升系统，其特征在于：所述流道(4101)与底座配合的一端为孔径大的大径段(41011)，另一端为孔径小的小径段(41012)，所述大径段(41011)和小径段(41012)间设置有过渡台阶(4102)，所述阀板(44)压在过渡台阶(4102)上实现密封。

6.如权利要求4所述的污水提升系统，其特征在于：所述底座(42)上固定设置有调节螺母(46)，调节螺母(46)螺纹连接有可沿流道轴向移动的间隙调节螺栓(47)，间隙调节螺栓(47)上设置有供阀芯(43)穿过的通孔，所述阀芯(43)的端部设置有垫片(48)，所述顶出弹簧(410)设置在间隙调节螺栓(47)与垫片(48)之间。

7.如权利要求1或2所述的污水提升系统，其特征在于：所述吸气阀(9)电连接设置有控制吸气阀延迟关闭的延迟开关。