CN110616795A - 一种应用虹吸排水的回流水池装置及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
一种应用虹吸排水的回流水池装置，包括回流水池、接收水池、虹吸管、事故处理系统，回流水池和接收水池通过共用挡墙隔开，回流水池的侧墙上设置进水管，接收水池下部靠挡墙设置溢流堰，溢流堰包括底板，底板一侧固定在挡墙下部、其余边沿设置向上的围挡，虹吸管一头设置在回流水池池底、另一头穿过挡墙上部伸入溢流堰堰底；事故处理系统包括排气管、冲洗水管、排气阀门、冲洗水阀门，虹吸管穿过挡墙的部分分别连通排气管和冲洗水管，排气管和冲洗水管上分别设置排气阀门、冲洗水阀门。本发明可以解决回流水池的存水需经提升才能回流至流程、建设费用高的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，涉及一种应用虹吸排水的回流水池装置及其运行方法。
背景技术
由于国家、地方污水处理厂排放标准的日益严格，特别是对于SS的高标准要求，使得传统污水厂二沉池出水很难满足要求，滤池在污水处理厂中的应用日益广泛，但是，为防止滤池堵塞，需对滤池进行定期冲洗，由于冲洗时间短、强度大，如直接将冲洗水进行回流将对污水处理厂造成极大的冲击，因此需要将冲洗水进行收集，再均匀回流至流程中。
基于此，回流水池应运而生。回流水池主要用于滤池反冲洗水的收集，并将其均匀送回流程进行处理。由于滤池位于流程末端、且过滤水头损失大，回流水池的埋设深度较深，同时回流水池的水位因储存水量多少而不断变化，无法自行回流至流程中，需要经提升后再送回流程，既增加了工程投资和运行费用，又造成了能源的浪费。如能够合理的选择回流水池的位置，降低回流水池的建设费用，同时在不浪费能源的前提下将反冲洗水均匀的送回流程，将进一步降低滤池系统的运行费用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用虹吸排水的回流水池装置及其运行方法，以解决回流水池的存水需经提升才能回流至流程、建设费用高的技术问题。
本发明采用以下技术方案：
一种应用虹吸排水的回流水池装置，包括回流水池、接收水池、虹吸管、事故处理系统，所述回流水池和接收水池通过共用挡墙隔开，所述回流水池的侧墙上设置进水管，所述接收水池下部靠所述挡墙设置溢流堰，所述溢流堰包括底板，所述底板一侧固定在所述挡墙下部、其余边沿设置向上的围挡，所述虹吸管一头设置在回流水池池底、另一头穿过所述挡墙上部伸入溢流堰堰底；
所述事故处理系统包括排气管、冲洗水管、排气阀门、冲洗水阀门，所述虹吸管穿过所述挡墙的部分分别连通排气管和冲洗水管，所述排气管和冲洗水管上分别设置排气阀门、冲洗水阀门。
所述虹吸管呈倒U字形，包括依次连通的第一竖向管、水平管和第二竖向管，所述第一竖向管底端连通回流水池池底，所述第二竖向管底端连通溢流堰堰底；所述水平管两头均穿出所述挡墙、且两头分别连通所述冲洗水管和排气管。
所述接收水池水平截面形状为凸字形，其相对的两凸肩位置各设置一个长方形回流水池，所述回流水池和所述接收水池的水平截面形状构成口字形。
所述回流水池池底向挡墙抹坡、坡度为1～3％，使所述挡墙底部为低洼处。
所述虹吸管的水平管的安装高度高于溢流堰堰顶；所述溢流堰堰顶高于接收水池的运行水位且低于接收水池池顶。
所述虹吸管并排设置为多个；多个所述虹吸管的水平管通过多个冲洗水管连接至同一冲洗水阀门、通过多个排气管连接至同一排气阀门。
一种应用虹吸排水的回流水池装置的运行方法，包括以下步骤：
1)开启进水管进水，使回流水池水位介于设计高水位与与接收水池内的溢流堰堰顶之间，在所述溢流堰内预存水；
2)关闭排气阀门并开启冲洗水阀门，人工充水将所述虹吸管充满，使所述虹吸管两头分别位于溢流堰水位下方和回流水池池底水位下形成虹吸作用，之后关闭冲洗水阀门；
3)所述接收水池水位低于溢流堰堰顶持续正常运行：所述回流水池内水通过虹吸管持续进入溢流堰内并溢流落入接收水池内；
a.当所述接收水池水位达到溢流堰堰顶时，则可判定所述接收水池发生故障，需开启所述排气阀门，放空所述虹吸管中存水破坏虹吸作用，待事故排除后重复步骤1)、2)的操作；
b.当所述回流水池水位高于设计高水位时，需对所述虹吸管进行检查，判断是否存在虹吸作用破坏或所述虹吸管堵塞现象，对于虹吸作用破坏，直接重复步骤1)、2)的操作；对于所述虹吸管堵塞，开启所述冲洗水阀门进行冲洗，去除堵塞物，之后重复步骤1)、2)的操作；
c.当所述回流水池水位低于溢流堰堰顶水位时，虹吸作用将自动破坏，所述进水管持续放水，待所述回流水池水位上升后，重复步骤1)、2)的操作。
步骤3)中对所述虹吸管进行冲洗时，冲洗水流速为5～15m/s，冲洗时间5～10min。
与现有污水厂使用的回流水池相比，具有以下优点：
1.回流水池采用虹吸管进行排水，无需消耗能量，能够有效的降低运行费用，节能降耗；
2.虹吸排水的排水量受排水池水位影响，排水池运行水位高时排水量大，且排水量变化在一定范围内，既有利于回流水池实际调蓄时间的增加，又不会对工艺流程造成冲击；
3.受滤池水位影响，回流水池一般与污水厂高程最低的粗格栅合建，粗格栅与进水泵房(平面图中与本发明接收水池位置相同)一般为“凸”字形布置，回流水池与之合建后为“口”字型，用地集约，无需额外增加用地，降低投资；
4.实现了高效、低耗的滤池回流水调蓄及回流。
附图说明
图1为本发明的俯视图；
图2是本发明图1的A-A位置剖面图；
图3是本发明图1的B-B位置剖面图；
图4是实施例的合建位置水平面关系图；
图5是当与粗格栅及进水泵房合建时本发明的俯视图。
附图编号：1-进水管、2-回流水池、3-a-第一竖向管、3-b-水平管、3-c-第二竖向管、4-溢流堰、5-接收水池、6-a-排气管、6-b-排气阀门、6-c-冲洗水管、6-d-冲洗水阀门、5-a-粗格栅与进水泵房。
具体实施方式
以下实施例仅是为清楚的说明本发明所作的举例，而并非对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在下述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，而这些属于本发明精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
一种应用虹吸排水的回流水池装置，包括回流水池2、接收水池5、虹吸管3、事故处理系统，所述回流水池2和接收水池5通过共用挡墙隔开，所述回流水池2的侧墙上设置进水管1，所述接收水池5下部靠所述挡墙设置溢流堰4，所述溢流堰4包括底板，所述底板一侧固定在所述挡墙下部、其余边沿设置向上的围挡，所述虹吸管3一头设置在回流水池2池底、另一头穿过所述挡墙上部伸入溢流堰4堰底；
所述事故处理系统包括排气管6-a、冲洗水管6-c、排气阀门6-b、冲洗水阀门6-d，所述虹吸管3穿过所述挡墙的部分分别连通排气管6-a和冲洗水管6-c，所述排气管6-a和冲洗水管6-c上分别设置排气阀门6-b、冲洗水阀门6-d。
所述虹吸管3呈倒U字形，包括依次连通的第一竖向管3-a、水平管3-b和第二竖向管3-c，所述第一竖向管3-a底端连通回流水池2池底，所述第二竖向管3-c底端连通溢流堰4堰底；所述水平管3-b两头均穿出所述挡墙、且两头分别连通所述冲洗水管6-c和排气管6-a。
所述接收水池5水平截面形状为凸字形，其相对的两凸肩位置各设置一个长方形回流水池2，所述回流水池2和所述接收水池5的水平截面形状构成口字形。
所述回流水池2池底向挡墙抹坡、坡度为1～3％，使所述挡墙底部为低洼处。
所述虹吸管3的水平管3-b的安装高度高于溢流堰4堰顶；所述溢流堰4堰顶高于接收水池5的运行水位且低于接收水池5池顶。
所述虹吸管3并排设置为多个；多个所述虹吸管3的水平管3-b通过多个冲洗水管6-c连接至同一冲洗水阀门6-d、通过多个排气管6-a连接至同一排气阀门6-b。
一种应用虹吸排水的回流水池装置的运行方法，包括以下步骤：
1)开启进水管1进水，使回流水池2水位介于设计高水位与接收水池5内的溢流堰4堰顶之间，在所述溢流堰4内预存水；
2)关闭排气阀门6-b并开启冲洗水阀门6-d，人工充水将所述虹吸管3充满，使所述虹吸管3两头分别位于溢流堰4水位下方和回流水池2池底水位下形成虹吸作用，之后关闭冲洗水阀门6-d；
3)所述接收水池5水位低于溢流堰4堰顶持续正常运行：所述回流水池2内水通过虹吸管3持续进入溢流堰4内并溢流落入接收水池5内；
a.当所述接收水池5水位达到溢流堰4堰顶时，则可判定所述接收水池5发生故障，需开启所述排气阀门6-b，放空所述虹吸管3中存水破坏虹吸作用，待事故排除后重复步骤1)、2)的操作；
b.当所述回流水池2水位高于设计高水位时，需对所述虹吸管3进行检查，判断是否存在虹吸作用破坏或所述虹吸管3堵塞现象，对于虹吸作用破坏，直接重复步骤1)、2)的操作；对于所述虹吸管3堵塞，开启所述冲洗水阀门6-d进行冲洗，去除堵塞物，之后重复步骤1)、2)的操作；
c.当所述回流水池2水位低于溢流堰4堰顶水位时，虹吸作用将自动破坏，所述进水管1持续放水，待所述回流水池2水位上升后，重复步骤1)、2)的操作。
步骤3)中对所述虹吸管3进行冲洗时，冲洗水流速为5～15m/s，冲洗时间5～10min。
本发明中，首先需合理选择流程中单体作为接收水池，其应与回流水池高程关系匹配，之后根据高程关系及回流水池容积计算虹吸管管径及安装高程，并合理确定溢流堰高度，实现回流水池存储水的虹吸排放。
本发明实例中，选取粗格栅进水井作为接收水池进行了具体描述，但本发明并不局限于粗格栅进水井作为接收水池，一切高程关系匹配的流程单体均可作为本发明的接收水池。
当本发明搭建完成后，正常情况下，虹吸排水的回流水池无需额外消耗能量即可自动运行，安全方便。
本发明可用于采用排水量较大的滤池的污水处理厂，与滤池配套使用，例如砂滤池工艺、生物滤池工艺、深床滤池工艺等。
结合图1、2、3进一步阐释本发明的内容。本发明回流水池装置包括进水管1、回流水池2、虹吸管3、溢流堰4、接收水池5、事故处理系统；虹吸管3由依次相通的第一竖向管3-a、水平管3-b、第二竖向管3-c组成；事故处理系统包括排气管6-a、排气阀6-b、冲洗水管6-c、冲洗水阀门6-d，均设置于虹吸管3上；溢流堰4设置于接收水池5内侧壁；进水管1与回流水池2在回流水池2侧壁相通；回流水池2与溢流堰4在进水管1对侧处通过虹吸管3相通；虹吸管3呈现倒U字形，第一竖向管3-a与回流水池2底部相通，第二竖向管3-b与溢流堰4底部相通；冲洗水管6-c与虹吸管水平管3-b相通，并位于回流水池2一侧，同时冲洗水管6-c上设置冲洗水阀门6-d，当虹吸管3堵塞时将带压水接入，对虹吸管道进行清洗；排气管6-a与虹吸管水平管3-b相通，并位于接收水池5一侧，同时排气管6-a设置排气阀门6-b，当回流水池2发生故障需停止排水时开启排气阀门6-b进行虹吸破坏；回流水池2池底坡度1-3％，坡向虹吸管，进水在回流水池的停留时间为3-8h；虹吸管水平管3-b其安装高度高于溢流堰4顶部，溢流堰4顶部高于接收水池5运行水位，以防止发生倒灌。
一种应用虹吸排水的回流水池装置运行方法，初次运行时首先将虹吸管3充满，并关闭排气阀门6-b及冲洗水阀门6-d，形成虹吸作用；正常运行时回流水池2水位介于设计高水位与溢流堰4顶之间，接收水池5水位低于溢流堰4顶，当接收水池5水位达到溢流堰4顶时，则接收水池5发生故障，开启排气阀3～5min，放空虹吸管3中存水破坏虹吸，停止排水，待事故排除后重复初次运行时操作；当回流水池2水位高于设计高水位时，需对虹吸管3进行检查，是否存在虹吸破坏或虹吸管3堵塞现象，开启冲洗水阀门6-d，对虹吸管3进行冲洗，控制冲洗水流速在5～15m/s，冲洗时间5～10min，去除堵塞物，之后重复初次运行时操作；当回流水池2水位低于溢流堰4顶水位时，虹吸将自动破坏，待回流水池水位上升后，重复初次运行操作对虹吸进行恢复。
本发明可以粗格栅进水井作为接收水池，也可扩展为流程上其他高程匹配位置作为接收水池。
实施例
某污水厂，设计规模8万m3/d，采用预处理+生物池+二沉池+生物滤池+滤布滤池的工艺流程，设计出水水质执行《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB11890-2012)B标准，设置应用虹吸排水的回流水池用于生物滤池反冲洗水的收集和均匀排放。
图4为实施例的平面分布图，图5为实施例的俯视图。应用虹吸排水的回流水池与粗格栅及提升泵房合建，包括DN1000进水管1、有效容积为1314m3的回流水池2、DN150虹吸管3、1.5m×1.0m溢流堰4、粗格栅及进水泵房5-a、事故处理系统6；DN150虹吸管3由依次相通的第一竖向管3-a、水平管3-b、第二竖向管3-c组成；事故处理系统6包括DN20排气管6-a、DN20排气阀6-b、DN20冲洗水管6-c、DN20冲洗水阀门6-d，均设置于DN150虹吸管3上；溢流堰4设置于粗格栅及进水泵房5-a内侧壁；进水管1与回流水池2在回流水池2侧壁相通；回流水池2与溢流堰4在进水管1对侧处通过虹吸管3相通；虹吸管3呈现倒U字形，第一竖向管3-a与回流水池2底部相通，第二竖向管3-b与溢流堰4底部相通；冲洗水管6-c与虹吸管水平管3-b相通，并位于回流水池2一侧，同时冲洗水管6-c上设置冲洗水阀门6-d，当虹吸管3堵塞时将带压水接入，对虹吸管道进行清洗；排气管6-a与虹吸管水平管3-b相通，并位于接收水池5一侧，同时排气管6-a设置排气阀门6-b，当回流水池2发生故障需停止排水时开启排气阀门6-b进行虹吸破坏；回流水池2池底坡度1％，坡向虹吸管，进水在回流水池的停留时间为6.5h；虹吸管水平管3-b其安装高度高于溢流堰4顶部4.9m，溢流堰4顶部高于接收水池5运行水位2.3m，以防止发生倒灌。
应用虹吸排水的回流水池装置的运行方法是进水经进水管1进入回流水池2，依次经过虹吸管第一竖向管3-a、虹吸管水平管3-b、虹吸管第二竖向管3-c进入溢流堰4内，随着水位的升高，没过溢流堰4堰顶，溢流进入粗格栅及进水泵房5-a。该过程自发进行，不消耗能量，能够有效的降低运行费用，节能降耗；随着回流水池水位的变化，虹吸排水量将发生变化，且变化范围有限，既有利于回流水池实际调蓄时间的增加，又不会对工艺流程造成冲击；当回流水池或接收水池发生故障需停止排水时，开启排气阀6-a3～5min，放空虹吸管3中存水破坏虹吸随着空气的进入，虹吸作用将被破坏，排水停止，待故障排除后，通过人工冲水将虹吸管3填满并关闭排气阀6-a，恢复虹吸排水；当虹吸管第一竖向管3-a、虹吸管水平管3-b、虹吸管第二竖向管3-c某一部分或几部分发生堵塞时，开启冲洗水阀门6-c，对虹吸管3进行冲洗，控制冲洗水流速在5～15m/s，冲洗时间5～10min，去除堵塞物，冲洗完成后通过人工冲水将虹吸管3填满并关闭排气阀6-a，恢复虹吸排水。
Claims (8)
1.一种应用虹吸排水的回流水池装置，其特征在于，包括回流水池(2)、接收水池(5)、虹吸管(3)、事故处理系统，所述回流水池(2)和接收水池(5)通过共用挡墙隔开，所述回流水池(2)的侧墙上设置进水管(1)，所述接收水池(5)下部靠所述挡墙设置溢流堰(4)，所述溢流堰(4)包括底板，所述底板一侧固定在所述挡墙下部、其余边沿设置向上的围挡，所述虹吸管(3)一头设置在回流水池(2)池底、另一头穿过所述挡墙上部伸入溢流堰(4)堰底；
所述事故处理系统包括排气管(6-a)、冲洗水管(6-c)、排气阀门(6-b)、冲洗水阀门(6-d)，所述虹吸管(3)穿过所述挡墙的部分分别连通排气管(6-a)和冲洗水管(6-c)，所述排气管(6-a)和冲洗水管(6-c)上分别设置排气阀门(6-b)、冲洗水阀门(6-d)。
2.根据权利要求1所述的一种应用虹吸排水的回流水池装置，其特征在于，所述虹吸管(3)呈倒U字形，包括依次连通的第一竖向管(3-a)、水平管(3-b)和第二竖向管(3-c)，所述第一竖向管(3-a)底端连通回流水池(2)池底，所述第二竖向管(3-c)底端连通溢流堰(4)堰底；所述水平管(3-b)两头均穿出所述挡墙、且两头分别连通所述冲洗水管(6-c)和排气管(6-a)。
3.根据权利要求2所述的一种应用虹吸排水的回流水池装置，其特征在于，所述接收水池(5)水平截面形状为凸字形，其相对的两凸肩位置各设置一个长方形回流水池(2)，所述回流水池(2)和所述接收水池(5)的水平截面形状构成口字形。
4.根据权利要求1所述的一种应用虹吸排水的回流水池装置，其特征在于，所述回流水池(2)池底向挡墙抹坡、坡度为1～3％，使所述挡墙底部为低洼处。
5.根据权利要求1所述的一种应用虹吸排水的回流水池装置，其特征在于，所述虹吸管(3)的水平管(3-b)的安装高度高于溢流堰(4)堰顶；所述溢流堰(4)堰顶高于接收水池(5)的运行水位且低于接收水池(5)池顶。
6.根据权利要求1所述的一种应用虹吸排水的回流水池装置，其特征在于，所述虹吸管(3)并排设置为多个；多个所述虹吸管(3)的水平管(3-b)通过多个冲洗水管(6-c)连接至同一冲洗水阀门(6-d)、通过多个排气管(6-a)连接至同一排气阀门(6-b)。
7.一种应用虹吸排水的回流水池装置的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)开启进水管(1)进水，使回流水池(2)水位介于设计高水位与接收水池(5)内的溢流堰(4)堰顶之间，在所述溢流堰(4)内预存水；
2)关闭排气阀门(6-b)并开启冲洗水阀门(6-d)，人工充水将所述虹吸管(3)充满，使所述虹吸管(3)两头分别位于溢流堰(4)水位下方和回流水池(2)池底水位下形成虹吸作用，之后关闭冲洗水阀门(6-d)；
3)所述接收水池(5)水位低于溢流堰(4)堰顶持续正常运行：所述回流水池(2)内水通过虹吸管(3)持续进入溢流堰(4)内并溢流落入接收水池(5)内；
a.当所述接收水池(5)水位达到溢流堰(4)堰顶时，则可判定所述接收水池(5)发生故障，需开启所述排气阀门(6-b)，放空所述虹吸管(3)中存水破坏虹吸作用，待事故排除后重复步骤1)、2)的操作；
b.当所述回流水池(2)水位高于设计高水位时，需对所述虹吸管(3)进行检查，判断是否存在虹吸作用破坏或所述虹吸管(3)堵塞现象，对于虹吸作用破坏，直接重复步骤1)、2)的操作；对于所述虹吸管(3)堵塞，开启所述冲洗水阀门(6-d)进行冲洗，去除堵塞物，之后重复步骤1)、2)的操作；
c.当所述回流水池(2)水位低于溢流堰(4)堰顶水位时，虹吸作用将自动破坏，所述进水管(1)持续放水，待所述回流水池(2)水位上升后，重复步骤1)、2)的操作。
8.如权利要求7所述的一种应用虹吸排水的回流水池装置的运行方法，其特征在于，步骤3)中对所述虹吸管(3)进行冲洗时，冲洗水流速为5～15m/s，冲洗时间5～10min。
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| CN115162388B (zh) * | 2022-08-11 | 2023-10-31 | 浙江大地勘测设计有限公司 | 一种基坑并联虹吸降水装置及降水施工方法 |
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