專利名稱：利用城市污水低位熱能的取水方法和自動(dòng)除污裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自然能源利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種污水的取水方法和自動(dòng)除污裝置，尤其涉及一種在城市污水管網(wǎng)中利用污水低位熱能的取水方法和自動(dòng)除污裝置。
背景技術(shù)：
城市污水是一種可利用的低溫能源，特別是未經(jīng)處理的城市污水目前尚未獲得大規(guī)模開(kāi)發(fā)與利用。近年來(lái)，雖然我國(guó)水源熱泵技術(shù)發(fā)展較快，但是受到了水資源短缺現(xiàn)狀的限制，因此城市污水這一低溫能源的開(kāi)發(fā)利用日益受到人們的關(guān)注。與地下水水源熱泵相比，污水水源熱泵不用從地下抽取地下水，也不用將循環(huán)水回灌地下，所以，不僅節(jié)省抽水井和回灌井的基建投資，還能夠節(jié)省抽水和回灌的運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)，也避免了回灌水對(duì)地下水的污染。對(duì)城市污水熱能資源的利用，國(guó)內(nèi)外主要以城市污水處理廠的二級(jí)出水作為熱源或冷源。
以城市污水作為冷熱源具有諸多優(yōu)點(diǎn)一年四季溫度變化幅度??；賦存熱量較高；受氣候影響較小，利用區(qū)域較廣。但采用未經(jīng)處理的城市污水作為水源時(shí)，污水中的污雜物可能堵塞換熱器。因此在進(jìn)入換熱器之前必須對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。
經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)“利用城市污水提供能源的空調(diào)裝置”(ZL01220095.6)公開(kāi)了一種利用城市污水提供能源的空調(diào)裝置，但該裝置只能利用二級(jí)處理后的城市污水?！俺鞘形鬯錈嵩吹膽?yīng)用方法和裝置”(申請(qǐng)?zhí)?3132553.X)公開(kāi)了一種利用城市污水提供能源的污水循環(huán)裝置。其不足是，污水回水管連有兩條排水支管，由于采用平面格柵濾網(wǎng)污水回路的進(jìn)回水處還是存在短路問(wèn)題；單個(gè)排水管口的斷面積與單個(gè)吸水管口的斷面積相同，由于管口周圍的污水流速遠(yuǎn)小于中心流速，因此勢(shì)必造成管口周圍污雜物的沖洗不完全；雖然平面格柵濾網(wǎng)的面積較大，但真正起到過(guò)濾作用的濾網(wǎng)面積僅與污水吸水管的面積相同，濾網(wǎng)沒(méi)有得到充分利用；從污水干渠中取水需要消耗動(dòng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的進(jìn)排水短路、沖洗不完全、濾網(wǎng)未充分利用以及取水消耗動(dòng)力等方面的不足，提出一種取水方法和新型的自動(dòng)除污裝置。該發(fā)明是利用城市污水管網(wǎng)與自動(dòng)除污裝置的位能差，使污水沿污水進(jìn)水管路自流到自動(dòng)除污裝置中，利用孔板過(guò)濾筒將污雜物阻隔；采用孔板過(guò)濾筒和與之配合的噴水管路和排污管路，解決了從未經(jīng)處理的城市污水中提取能量時(shí)，污雜物堵塞換熱器的問(wèn)題；大面積低速過(guò)濾，易于取得較好的過(guò)濾效果；高速水流反向沖洗孔板過(guò)濾筒，去除污雜物的效果更好；排水管路的出水口可設(shè)置在城市污水管網(wǎng)相對(duì)于污水進(jìn)水管路下游任意位置，使污水的取水與排水徹底分開(kāi)，避免取水裝置中吸排水管口處的短路問(wèn)題。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它是由孔板過(guò)濾筒、電機(jī)及減速器、轉(zhuǎn)桿、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置支架、轉(zhuǎn)動(dòng)軸承、噴水管路、排污管路、污水進(jìn)水管路、污水出水管路、溢流管路、噴水用潛水泵、過(guò)濾筒支架、排污泵等組成。包括取水和除污兩個(gè)過(guò)程，利用城市污水管網(wǎng)1與自動(dòng)除污裝置3的位能差，使污水沿污水進(jìn)水管路2自流到自動(dòng)除污裝置3中，污水經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)的孔板過(guò)濾筒后，污雜物被去除，再經(jīng)過(guò)污水出水管路由水泵吸入換熱器，污水排放或吸收熱量后，再由排水管路返回城市污水管網(wǎng)中。在除污過(guò)程中附著在過(guò)濾筒外壁上的污雜物，由噴水管噴出的高速水流向旋轉(zhuǎn)的孔板過(guò)濾筒內(nèi)壁不斷地反向沖洗，反洗掉的污雜物由排污管路收集，并由排污泵排到城市污水管網(wǎng)中。
孔板過(guò)濾筒以其中心線為軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度為1-2r/min，利用城市污水管網(wǎng)1與自動(dòng)除污裝置3的位能差，使污水沿污水進(jìn)水管路2自流到自動(dòng)除污裝置3中，污水中的漂浮物被阻擋并附著在孔板過(guò)濾筒外側(cè)上。隨著孔板過(guò)濾筒的不停旋轉(zhuǎn)，當(dāng)附著污雜物的位置轉(zhuǎn)到噴水管口時(shí)，即被高速水流以2-3m/s的速度反向沖洗，污雜物被沖洗到排污管中并被水流帶走，從而實(shí)現(xiàn)了污水中污雜物的自動(dòng)過(guò)濾。
噴水管所采用的水直接取用經(jīng)過(guò)孔板過(guò)濾筒過(guò)濾的水即可，因?yàn)槠渌栌玫乃枯^少，將噴水潛水泵直接放在取水裝置中。
通過(guò)垂直旋轉(zhuǎn)的過(guò)濾筒在裝置中形成兩個(gè)獨(dú)立的空間，經(jīng)過(guò)濾后的污水存在過(guò)濾筒內(nèi)側(cè)，使污水的取水與排水徹底分開(kāi)，這樣排水管路的出水口可以設(shè)置在城市污水管網(wǎng)相對(duì)于污水進(jìn)水管路下游任意位置，從而解決了取水管與排水管安裝在一起時(shí)，吸回水易短路的問(wèn)題。
孔板過(guò)濾筒的孔徑主要取決于換熱器對(duì)污雜物尺寸的容忍程度?？装暹^(guò)濾筒的大小和進(jìn)水管管徑主要取決于系統(tǒng)實(shí)際需要的水量和污水管網(wǎng)中的水流量。另外，由于城市污水水質(zhì)有一定的腐蝕性，熱交換器和傳熱管應(yīng)使用耐腐蝕材料，可采用鈦板換熱器或銅質(zhì)管材。
如裝置中的水量過(guò)大，多余的水可以從溢流口溢出。盲板將裝置分為上下兩個(gè)空間，其上安裝轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，轉(zhuǎn)桿通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，使過(guò)濾筒支架運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。
目前，未處理城市污水水源熱泵系統(tǒng)以其節(jié)能、高效、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，逐漸被用戶所接受，市場(chǎng)應(yīng)用前景可觀。城市污水溫度與環(huán)境溫度相比，表現(xiàn)為冬暖夏涼。在冬季，污水水溫達(dá)10-15℃，高出日常氣溫20℃；夏天，污水水溫為22-25℃，又比日常氣溫低了10℃。因此，城市污水是一種適宜的熱泵系統(tǒng)的水源。
本發(fā)明的效果和益處是依靠水位差取水，可以節(jié)約取水時(shí)的能量消耗，當(dāng)熱用戶距離城市污水管網(wǎng)較遠(yuǎn)時(shí)，節(jié)能效果更為明顯；采用孔板過(guò)濾筒和與之配合的噴水管路和排污管路，解決了從未經(jīng)處理的城市污水中提取能量時(shí)，污雜物堵塞換熱器的問(wèn)題；大面積低速過(guò)濾，易于取得較好的過(guò)濾效果；高速水流反向沖洗孔板過(guò)濾筒，去除污雜物的效果更好；排水管路的出水口可設(shè)置在城市污水管網(wǎng)相對(duì)于污水進(jìn)水管路下游任意位置，徹底解決了取水管與排水管安裝在一起時(shí)易取水與排水短路的問(wèn)題。傳動(dòng)裝置只是小型電機(jī)及其減速器，并與水系統(tǒng)分開(kāi)布置，安全可靠。城市污水低位熱能利用的關(guān)鍵技術(shù)在于未處理城市污水的能量提取過(guò)程。同以前已有的技術(shù)相比，本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。本發(fā)明可為熱泵提供冷熱源，也可用于冷卻大型設(shè)備的循環(huán)用水。該系統(tǒng)可用于供暖、空調(diào)，還可供生活用水，適于在賓館、商場(chǎng)、辦公樓以及別墅住宅等場(chǎng)合使用，具有明顯的環(huán)保效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為本發(fā)明原理示意圖。
圖2為自動(dòng)除污裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為自動(dòng)除污裝置的剖面圖。
圖中1城市污水管網(wǎng)，2污水進(jìn)水管路，3自動(dòng)除污裝置，4循環(huán)泵，5污水出水管路，6排水管路，7換熱器，8排污泵，9電機(jī)，10減速器，11溢流口，12轉(zhuǎn)桿，13排污管路，14噴水管路，15過(guò)濾筒支架，16孔板過(guò)濾筒，17外殼，18盲板，19轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，20噴水潛水泵。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
如圖1、2、3所示，城市污水管網(wǎng)1中的污水依靠水位差沿污水進(jìn)水管路2自流到自動(dòng)除污裝置3中。電機(jī)9和減速器10通過(guò)轉(zhuǎn)桿12帶動(dòng)過(guò)濾筒支架15進(jìn)而帶動(dòng)孔板過(guò)濾筒16旋轉(zhuǎn)。城市污水沿污水進(jìn)水管路2自流到該裝置中，并進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的孔板過(guò)濾筒16內(nèi)，處理后的污水由循環(huán)泵4抽取經(jīng)出水管路5進(jìn)入換熱器7，通過(guò)熱量交換后，污水再由排水管路6返回城市污水管網(wǎng)1中。在污水處理過(guò)程中附著在孔板過(guò)濾筒16外壁的污雜物，由噴水管14噴出的高速水進(jìn)行反洗，反洗的污雜物由排污管路13進(jìn)行收集，并由排污泵8排到城市污水管網(wǎng)1中，反洗水流由噴水潛水泵20從裝置底部抽取。如裝置中的水量過(guò)大，多余的水可以從溢流口11溢出。盲板18將裝置分為上下兩個(gè)空間，其上安裝轉(zhuǎn)動(dòng)軸承19，轉(zhuǎn)桿12通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承19轉(zhuǎn)動(dòng)，使過(guò)濾筒支架15運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。
權(quán)利要求
1.利用城市污水低位熱能的取水方法和自動(dòng)除污裝置，其特征在于取水方法是利用城市污水管網(wǎng)(1)與自動(dòng)除污裝置(3)的位能差，使污水沿污水進(jìn)水管路(2)自流到自動(dòng)除污裝置(3)中；自動(dòng)除污裝置(3)是由孔板過(guò)濾筒(16)、電機(jī)(9)、減速器(10)、溢流口(11)、轉(zhuǎn)桿(12)、排污管路(13)、噴水管路(14)、過(guò)濾筒支架(15)、外殼(17)、盲板(18)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸承(19)、噴水潛水泵(20)、污水進(jìn)水管路(2)、循環(huán)泵(4)、污水出水管路(5)、排水管路(6)、排污泵(8)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)除污裝置，其特征在于電機(jī)(9)和減速器(10)通過(guò)轉(zhuǎn)桿(12)帶動(dòng)過(guò)濾筒支架(15)進(jìn)而帶動(dòng)孔板過(guò)濾筒(16)以1-2r/min旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)除污裝置，其特征在于城市污水沿污水進(jìn)水管路(2)自流到該裝置，并進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的孔板過(guò)濾筒(16)內(nèi)，處理后的污水由循環(huán)泵(4)抽取，經(jīng)過(guò)出水管路(5)進(jìn)入換熱器(7)，通過(guò)熱量交換后，污水再由排水管路(6)返回城市污水管網(wǎng)(1)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)除污裝置，其特征在于在污水處理過(guò)程中附著在孔板過(guò)濾筒(16)外壁上的污雜物，由噴水管(14)噴出的高速水流向旋轉(zhuǎn)的孔板過(guò)濾筒(16)內(nèi)壁不斷地反向沖洗，反洗掉的污雜物由排污管路(13)收集，并由排污泵(8)排到城市污水管網(wǎng)(1)中；反洗水流是由噴水潛水泵(20)從處理后的污水中抽取。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)除污裝置，其特征在于排水管路(6)的出水口設(shè)置在城市污水管網(wǎng)(1)相對(duì)于污水進(jìn)水管路(2)下游任意位置。
全文摘要
本發(fā)明屬于自然能源利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種從城市污水管網(wǎng)中取水的方法并可以自動(dòng)除污的裝置。其特征在于利用城市污水管網(wǎng)與自動(dòng)除污裝置的位能差，使污水沿污水進(jìn)水管路自流到自動(dòng)除污裝置中；自動(dòng)除污裝置是由孔板過(guò)濾筒、電機(jī)、減速器、溢流口、轉(zhuǎn)桿、排污管路、噴水管路、過(guò)濾筒支架、外殼、盲板、轉(zhuǎn)動(dòng)軸承、噴水潛水泵、污水進(jìn)水管路、循環(huán)泵、污水出水管路、排水管路、排污泵組成。本發(fā)明的效果和益處是解決了未處理城市污水的能量提取中污雜物堵塞換熱器和吸排水管口處的污水短路問(wèn)題，可作為熱泵的冷熱源或冷卻大型設(shè)備循環(huán)用水的冷源。廣泛適用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校以及別墅住宅等場(chǎng)合，具有明顯的環(huán)保效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)E03F7/00GK1583578SQ200410020630
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者端木琳, 王樹(shù)剛, 畢海洋 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)