CN110552409A - 一种自启动真空引水虹吸污水排水系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自启动真空引水虹吸污水排水系统及其控制方法，其特征在于：包括污水井、汇水井、污水排水虹吸管、真空引水装置和排气管，所述污水排水虹吸管明敷在地面，两端分别插入到所述污水井和汇水井中，所述污水排水虹吸管的中段连接排气管，所述排气管与真空引水装置连接，所述排气管上设有流量开关，所述污水井内设有污水井水位检测仪，汇水井内设有汇水井水位检测仪。本发明利用了真空引水及虹吸管道原理，组成自动排污系统，有效解决了当遇地下障碍物或者地质条件不容许不能按照重力流敷设管线时候，污水管线敷设困难问题。

Description

一种自启动真空引水虹吸污水排水系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及城市排污技术领域，具体而言，涉及一种自启动真空引水虹吸污水排水系统及其控制方法。

背景技术

城市排污系统污水一般是通过上下游高差产生的重力流将上游污水通过埋地管道流向下游，最终汇集到污水处理厂的汇水井，进入污水处理厂的处理系统。在城市发展的同时，需要增加新的排污管道，该管道需要连接到原城市污水处理厂的汇水井。新增加的管道在特殊情况下无法按照设计高程敷设管道(污水处理厂的汇水井一般有10m深，施工困难，或如果按照设计高程敷设，需要很高的成本如拆除部分建筑物，地基需要重新处理及支护等)。同时污水处理厂的汇水井水位由于汇入污水峰值不一样，而污水处理厂的处理能力一定，也容易引起污水从汇水井倒灌到污水管道，引起局部排水不畅。

面对这种情况，一般处理方法是在局部地方增加污水提升泵站，提升污水水位及流速，保证污水顺利流向污水处理厂汇水井。该方法虽然能解决污水倒灌问题，但是一次性投入(泵站设备及安装费用)较高，且运行费用很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自启动真空引水虹吸污水排水系统及其控制方法，不需要增加污水提升泵站，通过真空引水系统和虹吸管道来实现污水的自然排放。这样既可以解决管线线路不好施工的问题，又能节约能源。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自启动真空引水虹吸污水排水系统，其特征在于：包括污水井、汇水井、污水排水虹吸管、真空引水装置和排气管，所述污水排水虹吸管明敷在地面，两端分别插入到所述污水井和汇水井中，所述污水排水虹吸管的中段连接排气管，所述排气管与真空引水装置连接，所述排气管上设有流量开关，所述污水井内设有污水井水位检测仪，汇水井内设有汇水井水位检测仪。

进一步，所述真空引水装置包括真空泵、单向阀、真空罐、汽水分离器、排气阀和连接管道，所述污水排水虹吸管上的排气管与所述真空罐连接，所述真空罐顶端设有电真空表以及第一排气阀，所述真空罐与真空泵通过连接管道连接，真空泵的另一端与汽水分离器通过连接管道连接，所述汽水分离器上设有第二排气阀，真空罐与真空泵连接的管道上设有第一单向阀。

进一步，所述污水排水虹吸管插入所述污水井中的一端的管口安装格栅，所述污水排水虹吸管插入所述汇水井中的一端的管口处安装第二单向阀。

进一步，还包括控制模块，所述污水井水位检测仪、汇水井水位检测仪、流量开关以及真空引水装置与所述控制模块电连接。

本发明还提供一种自启动真空引水虹吸污水排水系统控制方法，包括以下步骤：

步骤S1.进行系统密封性试验，满足排水要求；

步骤S2.对污水井水位检测仪、汇水井水位检测仪、流量开关进行信号调试及确认；

步骤S3.对真空引水装置进行系统调试，并按照启动条件进行试车；

步骤S4.根据污水井容量大小设定基础水位h0，控制模块启动污水井水位检测仪检测污水井中的水位，污水井水位检测仪将检测到的水位h1反馈给控制模块，控制模块启动汇水井水位检测仪检测汇水井中的水位，汇水井水位检测仪将检测到的水位h2反馈给控制模块，同时控制模块检测流量开关信号和电真空表信号；

步骤S5.当控制模块检测到h1-h2≧1m,且h1＞h0，h2＞1m，且流量开关无信号输出，电真空表大于0.09MP时，控制模块控制真空引水装置自动启动，对虹吸管进行排气引水；

步骤S6.当虹吸管充满水时，流量开关输出信号，控制模块检测到流量开关的信号时，控制模块控制真空引水装置自动停止，虹吸系统自动排水；

步骤S7.当污水井中的水位h1低于h0或当污水井中的水位h1低于h2时，虹吸系统停止运行。

与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：

1.本发明利用了真空引水及虹吸管道原理，组成自动排污系统，有效解决了当遇地下障碍物或者地质条件不容许不能按照重力流敷设管线时候，污水管线敷设困难问题；

2.本发明通过自动开启真空引水装置，虹吸管内空气排出，污水通过虹吸管流向汇水井。解决了汇水井内的污水倒灌问题，实现污水自动排放；

3.本发明一次安装费用仅为提升泵站的十分之一，且功率小，运行时间短，可节省大量费用。

4.在虹吸排水过程中由于污水中有沼气、空气等，有可能导致虹吸管充气，真空引水系统可以自动启动，排出虹吸管中的空气，确保虹吸系统正常运行。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明真空引水装置结构示意图；

图3为本发明控制模块原理图；

图中：1-污水井；2-汇水井；3-污水排水虹吸管，4-真空引水装置，41-真空泵，42-第一单向阀，43-真空罐；44-汽水分离器，45-第一排气阀，46-连接管道，47-电真空表，48-第二排气阀；5-排气管，6-流量开关，7-污水井水位检测仪；8-汇水井水位检测仪；9-格栅；10-第二单向阀；11-控制模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1-2所示，本申请实施例提供了一种自启动真空引水虹吸污水排水系统，包括

污水井1、汇水井2、污水排水虹吸管3、真空引水装置4和排气管5，所述污水排水虹吸管3明敷在地面，两端分别插入到所述污水井1和汇水井2中，所述污水排水虹吸管3的中段连接排气管5，所述排气管5与真空引水装置4连接，所述排气管5上设有流量开关6，所述污水井1内设有污水井水位检测仪7，汇水井2内设有汇水井水位检测仪8。

在上述实施例中，真空引水装置4对污水排水虹吸管3进行排气引水，当虹吸管内充满水时，流量开关6输出信号，真空引水装置4停止工作，污水排水虹吸管3实现自动由污水井1向汇水井2中排水，污水井水位检测仪7对污水井1中的水位进行检测，汇水井水位检测仪8对汇水井2中的水位进行检测。

在进一步优选的实施例中，真空引水装置4包括真空泵41、第一单向阀42、真空罐43、汽水分离器44、第一排气阀45和连接管道46，所述污水排水虹吸管3上的排气管5与所述真空罐43连接，所述真空罐43顶端设有电真空表47以及第一排气阀45，所述真空罐43与真空泵41通过连接管道46连接，真空泵41的另一端与汽水分离器44通过连接管道46连接，所述汽水分离器44上设有第二排气阀48，真空罐43与真空泵41连接的管道上设有第一单向阀42。

在上述实施例中，真空引水装置4将污水排水虹吸管3的气体抽走，使污水井1中的污水保持连续不断地排入汇水井2中。

进一步优选的实施例中，污水排水虹吸管3插入所述污水井1中的一端的管口安装格栅9，所述污水排水虹吸管3插入所述汇水井2中的一端的管口处安装第二单向阀10。

在上述实施例中，在污水排水虹吸管3插入污水井1的一端的管口安装格栅9，可防止污水中的垃圾一起排入汇水井2中，汇水井2中的一端的管口处安装第二单向阀10，避免了因汇水井2中水位高于污水井1中的水位时发生倒灌现象。

进一步优选的实施例中，还包括控制模块11，所述污水井水位检测仪7、汇水井水位检测仪8、流量开关6以及真空引水装置4与所述控制模块11电连接。

在上述实施例中，控制模块11可根据污水井水位、汇水井中的水位以及流量开关6的信号控制真空引水装置4启动和关闭。

如图3所示，本发明提供的一种自启动真空引水虹吸污水排水系统控制方法如下：

步骤S1.进行系统密封性试验，满足排水要求；

步骤S2.对污水井水位检测仪7、汇水井水位检测仪8、流量开关6进行信号调试及确认；

步骤S3.对真空引水装置4进行系统调试，并按照启动条件进行试车；

步骤S4.根据污水井1容量大小设定基础水位h0，控制模块11启动污水井水位检测仪7检测污水井1中的水位，污水井水位检测仪7将检测到的水位h1反馈给控制模块11，控制模块11启动汇水井水位检测仪8检测汇水井2中的水位，汇水井水位检测仪8将检测到的水位h2反馈给控制模块11，同时控制模块11检测流量开关6信号和电真空表47信号；

步骤S5.当控制模块11检测到h1-h2≧1m,且h1＞h0，h2＞1m，且流量开关6无信号输出，电真空表47大于0.09MP时，控制模块11控制真空引水装置4自动启动，对虹吸管进行排气引水；

步骤S6.当虹吸管充满水时，流量开关6输出信号，控制模块11检测到流量开关6的信号时，控制模块11控制真空引水装置4自动停止，虹吸系统自动排水；

步骤S7.当污水井1中的水位h1低于h0或当污水井1中的水位h1低于h2时，虹吸系统停止运行。

在上述实施例中，由于城市污水排水量随时变化而不同，在虹吸系统抽排污水过程中，如果污水管道来水减少，污水井1的水位降低到h0之下，虹吸系统停止运行；

当污水井1中的水位h1低于h0时，污水井1水位接近排空；或者虹吸管中吸入空气，导致虹吸条件失效，或当污水井1中的水位h1低于h2时，虹吸条件失效均会停止排水。

进一步，在上述实施例中，设定基础水位h0位距离污水井1中污水排水虹吸管3底部1米高，污水排水虹吸管3距离污水井1底部0.5米高，距离汇水井2底部0.5米高，根据污水井1的直径大小，可选择设定基础水位h0距离污水井1中污水排水虹吸管3底部的高度在1-1.5米的范围内。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (5)

1.一种自启动真空引水虹吸污水排水系统，其特征在于：包括污水井、汇水井、污水排水虹吸管、真空引水装置和排气管，所述污水排水虹吸管明敷在地面，两端分别插入到所述污水井和汇水井中，所述污水排水虹吸管的中段连接排气管，所述排气管与真空引水装置连接，所述排气管上设有流量开关，所述污水井内设有污水井水位检测仪，汇水井内设有汇水井水位检测仪。

2.根据权利要求1所述的一种自启动真空引水虹吸污水排水系统，其特征在于：所述真空引水装置包括真空泵、第一单向阀、真空罐、汽水分离器、第一排气阀和连接管道，所述污水排水虹吸管上的排气管与所述真空罐连接，所述真空罐顶端设有电真空表以及第一排气阀，所述真空罐与真空泵通过连接管道连接，真空泵的另一端与汽水分离器通过连接管道连接，所述汽水分离器上设有第二排气阀，真空罐与真空泵连接的管道上设有第一单向阀。

3.根据权利要求1所述的一种自启动真空引水虹吸污水排水系统，其特征在于：所述污水排水虹吸管插入所述污水井中的一端的管口安装格栅，所述污水排水虹吸管插入所述汇水井中的一端的管口处安装第二单向阀。

4.根据权利要求1所述的一种自启动真空引水虹吸污水排水系统，其特征在于：还包括控制模块，所述污水井水位检测仪、汇水井水位检测仪、流量开关以及真空引水装置与所述控制模块电连接。

5.根据权利要求1所述的一种自启动真空引水虹吸污水排水系统控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1.进行系统密封性试验，满足排水要求；

步骤S2.对污水井水位检测仪、汇水井水位检测仪、流量开关进行信号调试及确认；

步骤S3.对真空引水装置进行系统调试，并按照启动条件进行试车；

步骤S4.根据污水井容量大小设定基础水位h0，控制模块启动污水井水位检测仪检测污水井中的水位，污水井水位检测仪将检测到的水位h1反馈给控制模块，控制模块启动汇水井水位检测仪检测汇水井中的水位，汇水井水位检测仪将检测到的水位h2反馈给控制模块，同时控制模块检测流量开关信号和电真空表信号；

步骤S5.当控制模块检测到h1-h2≧1m,且h1＞h0，h2＞1m，且流量开关无信号输出，电真空表大于0.09MP时，控制模块控制真空引水装置自动启动，对虹吸管进行排气引水；

步骤S6.当虹吸管充满水时，流量开关输出信号，控制模块检测到流量开关的信号时，控制模块控制真空引水装置自动停止，虹吸系统自动排水；

步骤S7.当污水井中的水位h1低于h0或当污水井中的水位h1低于h2时，虹吸系统停止运行。