本發(fā)明涉及建筑排水和市政工程領域，具體涉及一種排除污水管網(wǎng)內(nèi)有害氣體的裝置和方法。

背景技術(shù)：

當城市污水管網(wǎng)內(nèi)累積甲烷和硫化氫等有害氣體時，會影響管網(wǎng)的正常排污功能。甲烷與空氣發(fā)生低濃度混合(5％)的情況下極易被明火點燃甚至發(fā)生爆炸，而高濃度的硫化氫氣體不但會毒害人體健康，還會腐蝕管道而引發(fā)污水泄漏。美國環(huán)保署對地下污水管網(wǎng)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，污水管道受到的腐蝕根本原因在于硫化氫的產(chǎn)生和聚集，當硫化物的濃度達到2mg/l時，管壁會發(fā)生嚴重的腐蝕，每年的腐蝕速率可以在2.5mm與10mm之間。厭氧環(huán)境下微生物的大量繁殖是導致甲烷和硫化氫產(chǎn)生并累積的直接原因。隨著污水在管網(wǎng)內(nèi)的流動，氧氣逐漸被微生物和細菌消耗，但難以得到補充，在這種環(huán)境下，一些厭氧細菌(硫酸鹽還原菌和甲烷菌)開始大量繁殖，并將污水中的大分子有機物通過一系列生物化學反應，產(chǎn)生硫化氫并逸散到空氣當中。若硫化氫不能及時地從管網(wǎng)內(nèi)部排放出來，就會不斷累積，附著到內(nèi)部潮濕的邊壁上，最終腐蝕污水管道。

因此，能否改善管網(wǎng)內(nèi)厭氧環(huán)境，抑制厭氧細菌的繁殖，是減少降低有害氣體累積量并避免人員傷亡事故的關鍵所在。為達到這個目的，目前采取的措施主要有兩種：(1)鼓風法：通過檢查井或者管道口的鼓風機，可以將新鮮空氣輸送到管道內(nèi)部，將厭氧環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)楹醚醐h(huán)境，從而抑制了甲烷和硫化氫的產(chǎn)生。(2)投加法：投加法的作用原理各不相同。若為了抑制有關微生物的活性，創(chuàng)造堿性環(huán)境，可以投加生石灰等；若為了影響甲烷和h2s的產(chǎn)生，可以提高水體的氧化還原電位，投加硝酸鹽等物質(zhì)；若為了控制硫化物的逸散過程，可以加入金屬離子，促使硫化物轉(zhuǎn)變形成金屬硫化物得以沉積?，F(xiàn)有的兩種方法都可以降低地下污水管道內(nèi)有害氣體濃度，改善管網(wǎng)內(nèi)部的厭氧環(huán)境，但同時也有一定的局限性。鼓風法盡管迅速提高管道內(nèi)的氧氣濃度，將厭氧環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)楹醚醐h(huán)境，但是作用時間并不能長久地維持下去；并且，受氧氣傳質(zhì)作用的限制，鼓風法難以對沉積在管道底泥的微生物產(chǎn)生影響。投加法需要投加大量藥品，因此不夠經(jīng)濟，并且藥品種類會對處理效果產(chǎn)生影響，新加入的藥品也會影響到污水最終的處理效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有制備技術(shù)的缺陷和不足，本發(fā)明的目的是提供一種排除污水管網(wǎng)內(nèi)有害氣體的裝置和方法，解決了現(xiàn)有的污水氣體排除技術(shù)存在的局限性而導致管道易發(fā)生爆炸和有毒氣體泄露的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種排除污水管網(wǎng)內(nèi)有害氣體方法，該方法對污水主干管、檢查井、建筑物上的排水立管和通氣管進行處理，包括以下步驟：

將建筑物上的排水立管連接在檢查井上，將污水主干管下游建筑物的通氣管連接在污水主干管上，將檢查井密封，使得氣體匯聚在污水主干管中；排水立管在排水過程中將外界氣體帶入檢查井，使得檢查井內(nèi)氣壓不斷升高，從而推動污水主干管內(nèi)部氣體流動，最終通過通氣管排出。

進一步的，連接在檢查井上的排水立管優(yōu)選污水主干管上游建筑上的排水立管。

進一步的，在通氣管末端設有集氣罩(6)，所述的集氣罩的位置高于檢查井內(nèi)的最高水位，通氣管頂端設有旋轉(zhuǎn)風帽(7)，污水主干管內(nèi)部的氣體沿水流方向流動至污水主干管下游的通氣管處，在集氣罩和旋轉(zhuǎn)風帽的作用下使得氣體通過通氣管排出。

本發(fā)明還給出一種排除污水管網(wǎng)內(nèi)有害氣體的裝置，該裝置分別設于檢查井、建筑物的通氣管和排水立管上，所述的檢查井設于污水主干管上，該裝置包括集氣罩、旋轉(zhuǎn)風帽和封閉帽；

所述的集氣罩設于檢查井中，所述的集氣罩連接在污水主干管下游建筑物上的通氣管一端，所述的旋轉(zhuǎn)風帽設于通氣管的另一端；

所述的排水立管接通在檢查井上；

所述的檢查井通過封閉帽密封。

進一步的，所述的污水主干管上游建筑物上的排水立管通過一出戶管連接在檢查井上。

進一步的，所述的檢查井井蓋上的開啟孔通過封閉帽密封；所述的封閉帽包括帽蓋、帽柄和提鉤，所述的帽柄連接在帽蓋一端，所述的提鉤設于帽蓋另一端。

進一步的，所述的帽蓋呈傘狀，所述的帽蓋上設有凹槽，所述的凹槽中設有轉(zhuǎn)軸，所述的提鉤連接在轉(zhuǎn)軸上。

進一步的，所述的集氣罩的位置高于檢查井中的最高水位。

進一步的，所述的旋轉(zhuǎn)風帽上設有一輔助管，所述的輔助管的一端置于通氣管中，輔助管的另一端穿過旋轉(zhuǎn)風帽。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明通過將污水管和建筑物排水立管連接，利用排水立管中水流自由下落時攜帶的氣體不斷在檢查井內(nèi)累積，污水管中氣壓的累積使得污水管道兩端存在氣壓差，進而推動管道內(nèi)部的氣體沿著水流的方向運動，最后經(jīng)過通氣管排出，實現(xiàn)了污水管道內(nèi)部的空氣交換，改善了厭氧環(huán)境。

(2)本發(fā)明裝置簡單，占地空間小，對公路交通影響程度低。

(3)本發(fā)明成本低，無需額外添加動力裝置，通氣管末端的旋轉(zhuǎn)風帽可以在微弱的風力作用下就可以實現(xiàn)排氣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明通氣管與密封檢查井的連接示意圖。

圖2為旋轉(zhuǎn)風帽與通氣管的連接示意圖。

圖3為檢查井示意圖。

圖4為檢查井封閉帽連接示意圖。

圖5為污水主干管與建筑物排水管整體連接示意圖。

附圖中各標號的含義：1-污水主干管，2-污水干管，3-檢查井，4-排水立管，5-通氣管，6-集氣罩，7-旋轉(zhuǎn)風帽，8-出戶管，9-連接管；

(3-1)-井蓋，(3-2)-開啟孔，(3-3)-封閉帽，(3-3-1)-帽蓋，(3-3-2)-帽柄，(3-3-3)-提鉤，(3-3-4)-凹槽，(3-3-5)-轉(zhuǎn)軸；(7-1)-輔助管。

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的具體內(nèi)容作進一步詳細解釋說明。

具體實施方式

現(xiàn)有的建筑物上的通氣管底端與排水立管接通，另一端位于建筑物頂部，排水立管連接在地面以下的出戶管上，出戶管與污水干管連接，污水干管接通至檢查井中，建筑物排水通過污水干管匯聚至污水主干管中。本發(fā)明通過在污水主干管兩端造成氣壓差，實現(xiàn)管內(nèi)內(nèi)部的氣體交換，改善厭氧環(huán)境。對于一段有可能發(fā)生有害氣體累積的污水管道來說，在常規(guī)情況下，污水管道內(nèi)部氣壓與兩端檢查井內(nèi)的氣壓基本保持恒定，因而管道內(nèi)的有害氣體發(fā)生累積；此時如果能夠?qū)⑵渖嫌蔚臋z查井和建筑物的排水立管相連，下游的檢查井和另一棟建筑的通氣管相連，便可以將排水立管中水流自由下落時攜帶的氣體利用起來，再借助于現(xiàn)有的一些設施，實現(xiàn)污水管道內(nèi)部的氣體交換，抑制厭氧微生物的繁殖。當排水立管4與污水主干管1上的檢查井直接相連的時候，那么排水立管內(nèi)的一部分氣體也將隨著水流進入檢查井，進一步地，若將檢查井封閉，氣體的不斷累積就可以在檢查井內(nèi)形成局部的正壓環(huán)境，使得上游檢查井和下游檢查井之間形成壓力差，推動污水中有害氣體的移動；另一方面，如果能夠?qū)⑽鬯鞲晒?下游的個檢查井3與高層建筑的通氣管5道相連，當風帽7在風力作用下轉(zhuǎn)動時，能夠?qū)⑼夤軆?nèi)的氣體抽送出來。這樣一來，高層建筑的通氣管以及與之相連的檢查井會形成局部的負壓環(huán)境。污水主干管1兩端的氣壓差便可以推動管道內(nèi)部的氣體沿著水流的方向運動，最后經(jīng)過通氣管5排出，實現(xiàn)了污水管道內(nèi)部的空氣交換，改善了厭氧環(huán)境，從而解決頻繁發(fā)生的管道爆炸和有毒氣體泄漏問題。

目前的檢查井為了安裝和維修方便，一般在井蓋上開設有開啟孔3-2，為了防止有害氣體通過井蓋上的孔洞逸散出來，需要對檢查井進行密封處理。本發(fā)明采用封閉帽將開啟孔堵住，在不影響地面交通和檢查井發(fā)揮正常功效的基礎上使得有害氣體在檢查井內(nèi)不斷累積。具體的，封閉帽包括帽蓋3-3-1、帽柄3-3-2和提鉤3-3-3，帽柄連接在帽蓋一端，提鉤3-3-3設于帽蓋另一端，帽蓋3-3-2呈傘狀，帽蓋上設有凹槽3-3-4，凹槽3-3-4中設有轉(zhuǎn)軸3-3-5，提鉤3-3-3連接在轉(zhuǎn)軸3-3-5上。當需要打開開啟孔時，利用掛鉤將封閉帽提起就可以了。

本發(fā)明在位于檢查井內(nèi)的通氣管5末端設置有集氣罩6。特別地，集氣罩的布置要高于檢查井內(nèi)可能出現(xiàn)的最高水位，以保證氣體盡可能全部從通氣管中排出。

本發(fā)明在建筑物上方的通氣管頂部設置有旋轉(zhuǎn)風帽7，風帽高出建筑物屋頂?shù)木嚯x大于2米，當風向為水平時，風帽會發(fā)生轉(zhuǎn)動，風帽背面的負壓可以提供垂直方向的抽吸力，使得通氣管內(nèi)部的氣體排放出來。進一步的，在風帽上設置輔助管7-1，可以強化抽吸效果，加快通氣管內(nèi)部的氣體運移速度。

以下給出本發(fā)明的具體實施例，需要說明的是本發(fā)明并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術(shù)方案基礎上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護范圍。

實施例1

本實施例給出一種排除污水管網(wǎng)內(nèi)有害氣體方法，該方法對建筑物上的排水立管和通氣管進行處理，包括：將建筑物上的排水立管連接在檢查井上，將污水主干管下游建筑物的通氣管連接在污水主干管上，將檢查井密封，使得氣體匯聚在污水主干管中；排水立管在排水過程中將外界氣體帶入檢查井，使得檢查井內(nèi)氣壓不斷升高，從而帶動污水主干管內(nèi)部氣體流動，最終通過通氣管排出。

實施例2

如圖1至圖4所示，本實施例給出一種排除污水管網(wǎng)內(nèi)有害氣體的裝置，該裝置分別設于檢查井3、建筑物的通氣管5和排水立管4上，檢查井3設于污水主干管1上，污水主干管1與水平面呈坡度傾斜；該裝置包括集氣罩6和旋轉(zhuǎn)風帽7，集氣罩6設于檢查井3中，檢查井的井蓋3-1密封，污水主干管1下游建筑物上的通氣管5的一端通過一連接管9連接在集氣罩6上，旋轉(zhuǎn)風帽7設于通氣管5的另一端，排水立管4通過一出戶管8連接在檢查井3上，排水立管4內(nèi)的水流從上而下自由跌落時將外界氣體帶入檢查井3并不斷累積，隨著氣壓的不斷升高，將推動污水主干管1內(nèi)部積存的有害氣體沿著水流方向移動，集氣罩6收集污水主干管中的氣體通過通氣管5排出；

污水主干管1上游建筑物上的排水立管4通過出戶管8連接在檢查井3上。檢查井井蓋3-1上的開啟孔3-2通過封閉帽3-3密封；封閉帽3-3包括帽蓋3-3-1、帽柄3-3-2和提鉤3-3-3，帽柄3-3-2連接在帽蓋3-3-1一端，提鉤3-3-3設于帽蓋3-3-2另一端。帽蓋3-3-2呈傘狀，帽蓋3-3-2上設有凹槽3-3-4，凹槽3-3-4中設有轉(zhuǎn)軸3-3-5，提鉤3-3-3連接在轉(zhuǎn)軸3-3-5上。集氣罩6的設置位置高于檢查井中可能出現(xiàn)的最高水位。

另一個技術(shù)方案與實施例1的區(qū)別在于：旋轉(zhuǎn)風帽7上設有一輔助管7-1，輔助管7-1的一端置于通氣管5中，輔助管7-1的另一端穿過旋轉(zhuǎn)風帽。

實施例3

本實施例給出一種排除污水管網(wǎng)內(nèi)有害氣體方法，使用實施例2所述的裝置，包括以下步驟：首先檢測污水主干管中有害氣體的濃度；一般，當人開始在檢查井附近嗅到難聞的氣味時，表明此處有害氣體(硫化氫)的濃度已經(jīng)超過0.41ppm，此時，將建筑物上的排水立管4通過出戶管8連接在檢查井3上；在污水主干管1下游建筑物上的通氣管5的底端連接集氣罩6，在通氣管5的另一端設置旋轉(zhuǎn)風帽7，將檢查井3的井蓋3-1密封，使得有害氣體匯聚在污水主干管1中，當排水立管4內(nèi)的水流從上而下自由跌落時攜帶的氣體不斷在檢查井內(nèi)累積，形成氣壓差，推動污水主干管1內(nèi)部積存的有害氣體沿著水流方向移動，最后通過集氣罩6收集污水主干管中的氣體，并通過通氣管6排出。

為了驗證排水立管內(nèi)水流的自由下落能夠使排水立管內(nèi)的氣體進入檢查井，從而推動污水主干管內(nèi)的氣體流動，進行了2組現(xiàn)場試驗。第一組試驗在一棟7層建筑物的屋頂進行，測試屋頂通氣管處的氣壓和風速變化；第二組實驗在該建筑物出戶管所接的檢查井附近進行，測試開啟孔處的氣壓和風速變化。

第一組試驗的結(jié)果表明：排水立管內(nèi)水流的自然下落過程中，會有760.96～1020.4l的氣體被吸入排水立管，也就意味著有幾乎同樣體積的氣體進入檢查井。第二組實驗的結(jié)果表明：在檢查井沒有密封的情況下，6％的氣體從檢查井的開啟孔內(nèi)溢出，94％的氣體沿著污水主干管頂部空間移動，這部分進入檢查井內(nèi)的氣體全部沿著污水主干管的頂部空間移動，因此，本發(fā)明通過在開啟孔中設置封閉帽3-3，使得這部分進入檢查井內(nèi)的氣體全部沿著污水主干管的頂部空間移動，從而對檢查井中原有的有害氣體起到推動作用。除此之外，實驗前后對建筑旁檢查井內(nèi)氣體成分和濃度進行了檢測，結(jié)果表明建筑旁兩處檢查井內(nèi)的h2s和ch4濃度全部降為0，即本發(fā)明方法處理的污水主干管中的有害氣體得到明顯的減少。