一種用于市政污水收集的真空排水系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種用于市政污水收集的真空排水系統(tǒng)，包括真空集水單元、真空管道系統(tǒng)、真空泵站和控制系統(tǒng)，來(lái)自各排水單位的污水通過(guò)重力自流進(jìn)入真空集水單元中的集水箱，通過(guò)設(shè)置在集水箱上的真空閥進(jìn)入真空管道系統(tǒng)，然后進(jìn)入真空泵站內(nèi)的氣水罐，氣水罐頂部連接真空泵，通過(guò)真空泵抽氣氣水罐上部的空氣，氣水罐底部連接排水泵，通過(guò)排水泵將進(jìn)入氣水罐中的污水排出。在真空管道系統(tǒng)連接真空集水單元的真空管道末梢設(shè)置排空管并控制排空管的補(bǔ)氣，以降低在真空管網(wǎng)末梢維持較高真空度的需求，從而取消或降低系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置大型真空儲(chǔ)能裝置的需求以及取消或降低真空儲(chǔ)水罐下沉安裝的需求?？刂葡到y(tǒng)包括就近設(shè)置的真空集水單元PLC控制柜和真空泵站PLC控制柜以及中央控制臺(tái)，各真空集水單元PLC控制柜和真空泵站PLC通過(guò)通訊線(xiàn)路與中央控制臺(tái)連接，中央控制臺(tái)與互聯(lián)網(wǎng)連接。對(duì)真空排水系統(tǒng)的控制包括優(yōu)先度依次降低的三種方式，即現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制、中央控制臺(tái)手動(dòng)控制和PLC程序控制，操控人員可與中央控制臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊并遠(yuǎn)程操控真空排水系統(tǒng)的運(yùn)行。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于市政污水收集的真空排水系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于市政排水【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用真空排水技術(shù)對(duì)小區(qū)污水進(jìn)行收集和排放的系統(tǒng)技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]真空排水是重力排水技術(shù)的重要補(bǔ)充，可以將重力排水盲區(qū)內(nèi)的市政污水通過(guò)真空排水系統(tǒng)進(jìn)行收集并排放。用于大型市政排水的真空排水技術(shù)系統(tǒng)通常需要設(shè)置大型的真空儲(chǔ)能罐，并通過(guò)降低終端儲(chǔ)水罐的安裝高程，保證在管網(wǎng)末梢有足夠大的相對(duì)真空度以實(shí)現(xiàn)正常的真空排水，真空儲(chǔ)能罐通常與終端儲(chǔ)水罐合并為真空罐。傳統(tǒng)真空排水技術(shù)真空儲(chǔ)能罐(或真空罐)體積龐大，當(dāng)采用下沉式安裝時(shí)施工難度高，不利于降低建設(shè)成本或在空間收到限制的場(chǎng)合應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出一種新型的真空排水系統(tǒng)裝置，通過(guò)降低管網(wǎng)末梢真空度的要求，取消或降低設(shè)置大型真空儲(chǔ)能罐的要求，終端污水收集罐也無(wú)須下沉安裝。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種用于市政排水的真空排水系統(tǒng)，包括:真空集水單元、真空管道系統(tǒng)、真空集成泵站和控制系統(tǒng)。
[0005]真空集水單元包括包括集水箱101，集水箱101 —般采用地埋式安裝，用于收集臨近各排水單位通過(guò)水力自重所排放的污水，在集水箱101的進(jìn)水口設(shè)置格柵102以攔截污水中的雜物，在集水箱101內(nèi)設(shè)三個(gè)浮球開(kāi)關(guān)103，分別指示集水箱101內(nèi)30%液位、60%液位和90%液位，在集水箱101的出水口安裝真空閥104，開(kāi)啟真空閥104，集水箱101內(nèi)的污水可通過(guò)真空閥104進(jìn)入真空管2，在真空閥104的進(jìn)水口設(shè)套網(wǎng)105以阻截集水箱內(nèi)可能存在的雜物進(jìn)入真空閥104，在真空管道2靠近真空閥104的位置安裝排空管106連接大氣，在排空管106上安裝常閉的單向電磁閥107，通過(guò)開(kāi)啟單向電磁閥107空氣可以進(jìn)入真空管2，但真空管2中的水或氣體均不能進(jìn)入大氣。
[0006]真空管道系統(tǒng)與各個(gè)集水單元的真空閥104連接，用于將集水箱101中的污水輸送至真空泵站，真空管道系統(tǒng)按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)置。
[0007]真空泵站由氣水罐301、真空泵302、排水泵303組成，真空泵302選用抽氣式真空泵，排水泵303選擇大揚(yáng)程污水泵，氣水罐301通過(guò)設(shè)置在中部的連接口 304與真空管道系統(tǒng)的終端出口相連接，通過(guò)設(shè)置在頂部的連接口 305與真空泵302的進(jìn)氣口連接，通過(guò)設(shè)置在底部的連接口 306與排水泵303的進(jìn)水口連接，在氣水罐301內(nèi)設(shè)置壓力變送器和液位變送器，分別采集氣水罐301內(nèi)的壓力信號(hào)與液位信號(hào)并傳送至控制系統(tǒng)。在氣水罐301內(nèi)自上而下設(shè)報(bào)警液面307，排水啟動(dòng)液面308，排水停止液面309。設(shè)置報(bào)警液面307是為了防止水進(jìn)入真空泵302，優(yōu)選液面307與連接口 305的垂直距離為60-80(^1，設(shè)置排水啟動(dòng)液面308以控制排水泵303啟動(dòng)，優(yōu)選液面308與液面307的距離為10-30(^1，設(shè)置排水停止液面309以控制排水泵303停止并防止排水泵303抽空，優(yōu)選液面309與連接口 306的垂直距離為5-15(31在連接口 304的上下分別沿氣水罐的橫截面設(shè)置隔網(wǎng)310對(duì)污水中的雜物進(jìn)行截留，防止大的雜物進(jìn)入排水泵和真空泵。
[0008]控制系統(tǒng)包括集水單元控制柜、真空泵站控制柜和中央控制臺(tái)，集水單元控制柜臨近集水單元設(shè)置，真空泵站控制柜臨近真空泵站設(shè)置，集水單元控制柜和真空泵站控制柜均采用控制的方式，分別控制集水單元和真空泵站的運(yùn)行，并與中央控制臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。中央控制臺(tái)用于收集、處理和儲(chǔ)存來(lái)自包括集水單元控制柜和真空泵站控制柜在內(nèi)的整個(gè)真空排水系統(tǒng)的運(yùn)行信息，控制整個(gè)排水系統(tǒng)的運(yùn)行，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程方式向操作人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)并接受操作人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程方式所實(shí)施的操控。對(duì)真空集水單元和真空泵站的控制包括以下三種方式:
[0009](1)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)方式:操作人員通過(guò)集水單元控制柜或真空泵站控制柜上的按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的啟停操作；
[0010](2)遠(yuǎn)程手動(dòng)方式:操作人員通過(guò)中央控制臺(tái)向集水單元控制柜或真空泵站控制柜的發(fā)出指令，操控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；
[0011](3)^10程序控制方式:分別通過(guò)控制柜集水單元控制柜或真空泵站控制柜的按照設(shè)定的程序?qū)畣卧蛘婵毡谜镜倪\(yùn)行進(jìn)行控制。
[0012]三種控制方式的選擇通過(guò)集水單元控制柜和泵站控制柜的現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制/程序控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)以及中央控制臺(tái)遠(yuǎn)程手動(dòng)控制/自動(dòng)控制的選擇按鍵來(lái)完成，其中現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制具有最高優(yōu)先權(quán)。
[0013]對(duì)集水單元的？仏程序控制如下:當(dāng)浮球開(kāi)關(guān)103的60%液位開(kāi)關(guān)觸動(dòng)時(shí)，開(kāi)啟真空閥104，直到浮球開(kāi)關(guān)103的30%液位開(kāi)關(guān)觸動(dòng)時(shí)關(guān)閉真空閥104，在真空閥104開(kāi)啟后每間隔一段時(shí)間短暫開(kāi)啟電磁閥107 —次，優(yōu)選間隔時(shí)間為5-10分鐘開(kāi)啟電磁閥107 —次時(shí)間為5-10秒，當(dāng)浮球開(kāi)關(guān)103的90%液位開(kāi)關(guān)觸動(dòng)時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0014]對(duì)真空泵站的？IX程序控制如下:當(dāng)氣水罐301內(nèi)的壓力高于上限壓力時(shí)，啟動(dòng)真空泵302，優(yōu)選上限壓力為相對(duì)真空度-40至-501^1當(dāng)氣水罐301內(nèi)的壓力低于下限壓力時(shí)，停止真空泵302，優(yōu)選下限壓力為相對(duì)真空度-60至-701^1當(dāng)氣水罐301內(nèi)的液面到達(dá)307時(shí)，報(bào)警并停止真空泵302，當(dāng)氣水罐301內(nèi)的液面到達(dá)液面308時(shí)啟動(dòng)排水泵303，當(dāng)氣水罐301內(nèi)的液面到達(dá)液面309時(shí)，停止排水泵303。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1集水單元安裝關(guān)系圖
[0016]圖2真空泵站安裝關(guān)系圖
[0017]圖3實(shí)施例真空集水單元控制柜的？冗控制系統(tǒng)圖
[0018]圖4實(shí)施例真空泵站控制柜的控制系統(tǒng)圖
[0019]圖5實(shí)施例中央控制臺(tái)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D實(shí)施例
[0020]某真空排水工程設(shè)計(jì)污水量為300噸/天，設(shè)計(jì)污水峰值流量為71/秒，設(shè)計(jì)氣水比3:1，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置11座真空集水單元，集水箱最高高程為43.40%最低高程為4.90%在高程5.80.11處設(shè)泵房，泵房?jī)?nèi)安裝真空泵站及中央控制臺(tái)。
[0021]1.真空集水單元。真空集水箱101容積為3！113，其中的真空閥105為電機(jī)驅(qū)動(dòng)式球閥。
[0022]2.真空管道系統(tǒng)。由支管(0275)、干管(02110)和主管(02160)組成，管道總長(zhǎng)1500米，其中最遠(yuǎn)端的真空集水單元至真空泵站的真空管道長(zhǎng)度為610米。
[0023]3.真空泵站。氣水罐301罐體高度1.5米，直徑1.2米，報(bào)警液面307距連接口305的垂直距離為700111，排水泵啟動(dòng)液面308與報(bào)警液面307相距20(^1，排水泵停止液面309與連接口 306的垂直距離為10(3111。真空泵302選用兩臺(tái)水環(huán)式真空泵，每臺(tái)額定功率2.排水泵303選擇兩臺(tái)揚(yáng)程為32米的污水泵，每臺(tái)額定功率5.50欣，額定排水量501^/11。
[0024]4.控制系統(tǒng)。各集水單元控制柜中的？IX通過(guò)光纖與中央控制臺(tái)連接，其？IX控制系統(tǒng)圖如圖3所示；真空泵站控制柜的？IX通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與中央控制臺(tái)連接，其？IX控制系統(tǒng)圖如圖4所示沖央控制臺(tái)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖5所示，中央控制臺(tái)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程終端連接，操作人員可以通過(guò)遠(yuǎn)程終端向中央控制臺(tái)發(fā)出遠(yuǎn)程操控指令。對(duì)集水單元的程序控制如下:當(dāng)浮球開(kāi)關(guān)103的60%液位開(kāi)關(guān)觸動(dòng)時(shí)，開(kāi)啟真空閥104，直到浮球開(kāi)關(guān)103的30%液位開(kāi)關(guān)觸動(dòng)時(shí)關(guān)閉真空閥104，在真空閥104開(kāi)啟后每間10分鐘開(kāi)啟電磁閥107—次時(shí)間為10秒，當(dāng)浮球開(kāi)關(guān)103的90%液位開(kāi)關(guān)觸動(dòng)時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。對(duì)真空泵站的程序控制如下:當(dāng)氣水罐301內(nèi)的壓力高于相對(duì)真空度-45--時(shí)，啟動(dòng)真空泵302，當(dāng)氣水罐301內(nèi)的壓力低于相對(duì)真空度-65--時(shí)，停止真空泵302，當(dāng)氣水罐301內(nèi)的壓力高于相對(duì)真空度-35--時(shí)，報(bào)警并啟動(dòng)備用真空泵。當(dāng)氣水罐301內(nèi)的液面到達(dá)液面308時(shí)啟動(dòng)排水泵303，當(dāng)氣水罐301內(nèi)的液面到達(dá)液面309時(shí)，停止排水泵303，當(dāng)氣水罐301內(nèi)的液面到達(dá)307時(shí)，報(bào)警、啟動(dòng)備用排水泵并停止真空泵302。
[0025]本實(shí)施例造價(jià)是采用常規(guī)重力式排水造價(jià)的1/4，是采用常規(guī)真空保持式真空排水造價(jià)的2/3。本實(shí)施例已實(shí)際運(yùn)行超過(guò)1年，系統(tǒng)穩(wěn)定無(wú)故障，噸水電耗低于0.7度。由于真空管道全程密閉，無(wú)臭氣、污水泄露。工程實(shí)施過(guò)程中無(wú)大規(guī)模開(kāi)挖。
【權(quán)利要求】
1.一種用于市政污水收集的真空排水系統(tǒng)，特征是:在靠近集水單元的真空管道上設(shè)置排空管(106)連接大氣，在所說(shuō)的排空管(106)上設(shè)置單向電磁閥(107)，單向電磁閥(107)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)路與控制系統(tǒng)連接；真空泵站主要由氣水罐(301)、真空泵(302)和排水泵(303)三部分組成。
2.如權(quán)利要求1所說(shuō)的真空排水系統(tǒng)，特征是:真空泵(302)選用抽氣式真空泵，排水泵(303)選擇大揚(yáng)程污水泵，在氣水罐(301)內(nèi)設(shè)置壓力變送器和液位變送器，在氣水罐(301)內(nèi)自上而下設(shè)排水報(bào)警液面(307)、排水啟動(dòng)液面(308)、排水停止液面(309)，排水報(bào)警液面(307)與連接口(305)的垂直距離為60-80cm，排水啟動(dòng)液面(308)與排水報(bào)警液面(307)的距離為10-30cm，排水停止液面(309)與連接口(306)的垂直距離為5_15cm，在連接口(304)的上下分別沿氣水罐的橫截面設(shè)置隔網(wǎng)(310)對(duì)污水中的雜物進(jìn)行截留，防止大的雜物進(jìn)入排水泵和真空泵。
3.如權(quán)利要求1所說(shuō)的真空排水系統(tǒng)，特征是:控制系統(tǒng)包括集水單元控制柜、泵站控制柜和中央控制臺(tái)；在集水單元控制柜、泵站控制柜與中央控制臺(tái)之間、集水單元控制柜和集水單元之間、泵站控制柜與真空泵站之間、中央控制臺(tái)與互聯(lián)網(wǎng)之間分別以數(shù)據(jù)線(xiàn)路連接。
【文檔編號(hào)】E03F5/22GK204212245SQ201320727698
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】范彬, 楊文元 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心, 江蘇邨鎮(zhèn)水務(wù)技術(shù)服務(wù)有限公司