專利名稱：一種截流深井自虹吸水力清淤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及截流井水力清淤裝置領(lǐng)域，尤其是涉及一種截流管標(biāo)高大于污水 管情況下的合流制系統(tǒng)截流深井自虹吸水力清淤裝置。
背景技術(shù)：
截流式合流制排水系統(tǒng)將旱流污水和初期降雨徑流通過截流干管輸送至污水處 理廠處理，超過截流倍數(shù)的降雨徑流則通過溢流堰溢流排入水體，因此，截流式合流制排水 系統(tǒng)是一種投資較省，環(huán)境效益較好的排水系統(tǒng)。然而，由于合流制排水系統(tǒng)需要同時(shí)收集 輸送旱流污水和降雨徑流，管徑較大，旱流工況下，旱流污水很難達(dá)到設(shè)計(jì)最小流速要求， 污水中大量的懸浮物質(zhì)極易沉淀在管道和窨井內(nèi)，導(dǎo)致管道淤積堵塞。而在降雨時(shí)，大量的 降雨徑流匯入合流制排水系統(tǒng)，沖刷并裹挾沉積物溢流排入受納水體，巨大的瞬時(shí)污染沖 擊負(fù)荷極易導(dǎo)致水體水質(zhì)黑臭惡化。因此，沉積物問題是合流制排水系統(tǒng)的弊端之一。尤 其是當(dāng)截流管標(biāo)高高于入流污水管時(shí)的截流深井，旱流污水通過上向流溢流進(jìn)入截流管， 使旱流污水中的懸浮有機(jī)物大量的淤積在截流深井井底，使得進(jìn)污水廠的有機(jī)懸浮物含量 極低。傳統(tǒng)的合流制排水系統(tǒng)淤積物的清除方法主要采用機(jī)械清淤法、高壓水射流清淤 法、水沖刷清淤法，這些方法雖然采用專用清淤設(shè)備，提高了清淤效率，但設(shè)備成本高，運(yùn)行 費(fèi)用大，無法根本上解決管道淤積問題。另外，人工清掏法也是一些城市排水管道的主要 清淤方法，人工清淤方法效率低，工作環(huán)境惡劣，也無法有效保障合流制排水系統(tǒng)的正常運(yùn) 行。針對(duì)機(jī)械和人工清淤方法的不足，國外也相應(yīng)的研發(fā)了一些新型水力自動(dòng)清淤裝置， 如Hydrass (海杰斯)，Hydroself (海潔賽)和Biogest (貝斯特)真空沖刷系 統(tǒng)等，但這些自動(dòng)水力清淤無法適用于滿流承壓管段或需要?jiǎng)恿υO(shè)備，因此，也無法進(jìn)行全 面推廣。發(fā)明內(nèi)容為了克服目前合流制截流深井及上游承壓管段的淤積問題，本實(shí)用新型提供了 一 種合流制截流深井的自虹吸水力清淤裝置，該裝置的主要機(jī)理是將原先持續(xù)的小流量改變 成間歇的瞬時(shí)的大流量，改變截流深井及上游承壓管段的流態(tài)，使污水中的懸浮物難以沉 降，也使沉降在管底、井底的淤泥能被沖刷裹挾進(jìn)入截流干管，送至污水處理廠處理。一種合流制系統(tǒng)截流深井自虹吸水力清淤裝置，包括虹吸進(jìn)水管、虹吸彎管和虹 吸排水管。虹吸進(jìn)水管底端的進(jìn)水口處安裝有抽吸口，抽吸口與水平方向呈45 60°夾 角，抽吸口主要用于改善底部抽吸流場(chǎng)，促進(jìn)井底淤泥的清除。虹吸進(jìn)水管上設(shè)有虹吸破壞孔，虹吸破壞孔的標(biāo)高可根據(jù)一次虹吸水量和虹吸產(chǎn) 生頻率優(yōu)化確定，當(dāng)水位降至虹吸破壞孔標(biāo)高處時(shí)，虹吸破壞，避免產(chǎn)生持續(xù)虹吸。虹吸彎管的兩端分別連接虹吸進(jìn)水管和虹吸排水管，虹吸彎管的內(nèi)側(cè)安裝有虹吸 輔助管，虹吸輔助管與虹吸彎管之間的連通口在虹吸彎管上的位置靠近虹吸進(jìn)水管這一 側(cè)，該連通口為漏斗型，可提高虹吸輔助管的落水效率，有助于虹吸抽氣管的抽氣作用，促 進(jìn)虹吸的瞬間產(chǎn)生，其高度低于虹吸彎管內(nèi)側(cè)圓弧的頂端，連通口上還可安裝防堵網(wǎng)罩，防止漂浮物堵塞虹吸輔助管。虹吸彎管的外側(cè)安裝有虹吸抽氣管，所述的虹吸抽氣管一端連接虹吸彎管外側(cè)，虹吸抽氣管的另一端連接到虹吸輔助管上端靠近虹吸彎管處。虹吸抽氣管與虹吸輔助管均用于協(xié)助虹吸的產(chǎn)生，避免在小流量時(shí)產(chǎn)生管內(nèi)堰流，利用虹吸輔助管的排水產(chǎn)生的抽氣效果，通過虹吸抽氣管抽吸虹吸彎管頂端的空氣，協(xié)助快速產(chǎn)生虹吸。[OO10] 實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)，虹吸進(jìn)水管安裝在連接上游污水管的截留井中室內(nèi)，虹吸排水管1虹吸輔助管和虹吸抽氣管安裝在連接截流干管的截流井邊室內(nèi)，虹吸進(jìn)水管和虹吸排水管通過虹吸彎管連通。隨著上游污水管道持續(xù)小流量的污水流入，截流井中室水位逐漸升高，虹吸進(jìn)水管內(nèi)的水位也逐漸上升，當(dāng)水位升至虹吸輔助管上端管口位置時(shí)，水從虹吸輔助管持續(xù)流落，同時(shí)通過虹吸抽氣管抽吸虹吸彎管頂端的空氣，造成一定的真空后，虹吸產(chǎn)生，將井底的水瞬時(shí)大流量抽吸進(jìn)入截流深井邊室，截流深井中室水位下降，當(dāng)水位降至虹吸破壞孔后，虹吸破壞，虹吸過程停止，直至水位逐漸上升至下一個(gè)虹吸過程產(chǎn)生。[OO11] 自虹吸水力清淤裝置的清淤防淤效果與截流井中室和截流井邊室的水位差以及自虹吸水力清淤裝置截面面積有關(guān)，設(shè)計(jì)安裝時(shí)，可根據(jù)兩者的水位差計(jì)算合理的自虹吸水力清淤裝置的截面面積，以達(dá)到最佳清淤效果。[OO12] 降雨工況下，由于上游大量雨水徑流的流入上游污水管，遠(yuǎn)超過虹吸流量，截流深井中室內(nèi)水位迅速上升，超過溢流堰后排入溢流井，通過排江管直接排放到受納水體，因此，自虹吸水力清淤裝置的安裝對(duì)雨季排水安全性不產(chǎn)生任何影響。[OO13] 與現(xiàn)有水力清淤裝置相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果[OO14] l1該裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，無需動(dòng)力，養(yǎng)護(hù)方便；[OO15] 21該裝置能清除截流深井底部及上游承壓管段的淤積，同時(shí)，通過水流的間歇流動(dòng)，防止污水中懸浮物在截流深井及承壓管段內(nèi)的淤積。[OO16]
[OO17] 圖l為本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[OO18] 圖2為本實(shí)用新型裝置的虹吸輔助管與虹吸彎管之間的連通口的局部放大示意圖。[OO19] 圖3為本實(shí)用新型裝置在截流深井內(nèi)的安裝示意圖。[0020] 附圖標(biāo)記說明如下[0021] l虹吸進(jìn)水管2虹吸破壞孔3虹吸抽氣管[0022] 4虹吸輔助管5截流干管6截流井邊室[0023] 7截流井中室8溢流井9溢流堰[0024] lo排江管11上游污水管 12虹吸彎管[0025] 13抽吸口14虹吸排水管 15防堵網(wǎng)罩。[0026] 具體實(shí)施方式
[0027] 如圖l所示，本實(shí)用新型的合流制系統(tǒng)截流深井自虹吸水力清淤裝置，包括虹吸進(jìn)水管l1虹吸破壞孔21虹吸抽氣管31虹吸輔助管41抽吸口131虹吸排水管14和虹吸彎管12，虹吸輔助管4與虹吸抽氣管3的管徑為15—25Cm，小于虹吸進(jìn)水管l和虹吸排水管14的管徑。抽吸口13安裝于虹吸進(jìn)水管l底端的進(jìn)水口，與水平向呈45’，抽吸口13的設(shè)置主要用于改善底部抽吸流場(chǎng)，促進(jìn)井底淤泥的清除。虹吸輔助管4安裝在虹吸彎管12內(nèi)側(cè)，靠近虹吸進(jìn)水管12一側(cè)。虹吸輔助管4與虹吸彎管12之間的連通口采用漏斗型，可提高虹吸輔助管4的落水效率，有助于虹吸抽氣管3的抽氣作用，促進(jìn)虹吸的瞬間產(chǎn)生，其 上安裝有防堵網(wǎng)罩15，防止漂浮物堵塞虹吸輔助管4。虹吸抽氣管3的一端與虹吸彎管12 外側(cè)連通，另一端與虹吸輔助管4上端靠近虹吸彎管12處連通，虹吸抽氣管3與虹吸輔助 管4均用于協(xié)助虹吸的產(chǎn)生，避免在小流量時(shí)產(chǎn)生管內(nèi)堰流，通過虹吸輔助管4的排水產(chǎn)生 的抽氣效果，利用虹吸抽氣管3抽吸虹吸彎管12頂端的空氣，協(xié)助快速產(chǎn)生虹吸。虹吸破 壞孔2安裝在虹吸進(jìn)水管1上，當(dāng)水位降至虹吸破壞孔2標(biāo)高處時(shí)，虹吸破壞，避免產(chǎn)生持 續(xù)虹吸，虹吸破壞孔2的標(biāo)高可根據(jù)一次虹吸水量和虹吸產(chǎn)生頻率優(yōu)化確定。如圖3所示，虹吸進(jìn)水管1安裝在連接上游污水管11的截流井中室7內(nèi)，虹吸排水 管14、虹吸輔助管4和虹吸抽氣管3安裝在連接截流干管5的截流井邊室6內(nèi)，抽吸口 13 的安裝高度在距截流井中室7的底部10 20cm，虹吸排水管14的出口端需淹沒在水中，管 口在水面以下5 10cm，虹吸進(jìn)水管1和虹吸排水管14通過虹吸彎管12連通。旱流工況 下，旱流污水以小流量持續(xù)流入截流井中室7，截流井中室7和虹吸進(jìn)水管1內(nèi)水位逐漸上 升，當(dāng)水位升至虹吸輔助管4頂端時(shí)，虹吸輔助管4開始落水，通過虹吸抽氣管3，虹吸輔助 管4的持續(xù)落水可將虹吸彎管12內(nèi)的氣體抽走，由于虹吸排水管14出口端淹沒在水中，造 成虹吸彎管12內(nèi)部形成一定真空度，促使了虹吸彎管12內(nèi)虹吸作用的形成。虹吸作用產(chǎn)生 后，虹吸進(jìn)水管1通過抽吸口 13對(duì)井底產(chǎn)生抽吸作用，促進(jìn)了底部淤泥的清除，同時(shí)，也加 大了上游污水管11內(nèi)的流速，防止了上游污水管11內(nèi)的懸浮物沉積和板結(jié)。虹吸效果產(chǎn)生 后，截流井中室7內(nèi)的水位迅速下降，當(dāng)水位降至虹吸破壞孔2標(biāo)高以下時(shí)，虹吸作用破壞， 虹吸結(jié)束，隨著截流深井中室7水位再次上升，虹吸重新形成，周而復(fù)始，保證截流深井中 室7井底及上游污水管11的清淤和防淤。自虹吸水力清淤裝置的清淤防淤效果與截流井 中室7和截流井邊室6的水位差以及自虹吸水力清淤裝置截面面積有關(guān)，設(shè)計(jì)安裝時(shí)，可根 據(jù)兩者的水位差計(jì)算合理的自虹吸水力清淤裝置的截面面積，以達(dá)到最佳清淤效果。降雨工況下，由于上游大量雨水徑流流入上游污水管11，遠(yuǎn)超過虹吸流量，截流深 井中室7內(nèi)水位迅速上升，超過溢流堰9后排入溢流井8，通過排江管10直接排放到受納水 體，因此，自虹吸水力清淤裝置的安裝對(duì)雨季排水安全性不產(chǎn)生任何影響。
權(quán)利要求1.一種截流深井自虹吸水力清淤裝置，包括虹吸進(jìn)水管(1)、虹吸彎管(12)和虹吸 排水管(14)，其特征在于虹吸彎管(12)的兩端分別連接虹吸進(jìn)水管(1)和虹吸排水管 (14)；所述的虹吸進(jìn)水管(1)底端的進(jìn)水口處安裝有抽吸口(13)，虹吸進(jìn)水管(1)上設(shè)有 虹吸破壞孔O)；所述的虹吸彎管(12)的內(nèi)側(cè)安裝有虹吸輔助管G)，虹吸輔助管(4)與虹 吸彎管(12)之間的連通口靠近虹吸進(jìn)水管(12) —側(cè)，虹吸彎管(12)的外側(cè)安裝有虹吸抽 氣管(3)，所述的虹吸抽氣管(3) —端連接虹吸彎管(12)外側(cè)，另一端連接到虹吸輔助管 (4)上端靠近虹吸彎管(12)處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的截流深井自虹吸水力清淤裝置，其特征在于所述的抽吸口 (13)與水平方向呈45 60°角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的截流深井自虹吸水力清淤裝置，其特征在于所述的連通口 為漏斗型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的截流深井自虹吸水力清淤裝置，其特征在于所述的連 通口上安裝有防堵網(wǎng)罩(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的截流深井自虹吸水力清淤裝置，其特征在于所述的連通口 低于虹吸彎管(12)內(nèi)側(cè)圓弧的頂端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種截流深井自虹吸水力清淤裝置，包括虹吸進(jìn)水管、虹吸彎管、虹吸排水管，虹吸進(jìn)水管的進(jìn)水口處安裝有抽吸口，虹吸進(jìn)水管上安裝有虹吸破壞孔，虹吸彎管上安裝有虹吸輔助管和虹吸抽氣管。本實(shí)用新型裝置可將原先持續(xù)的小流量改變成間歇的瞬時(shí)的大流量，改變截流深井及上游承壓管段的流態(tài)，使污水中的懸浮物難以沉降，也使沉降在管底、井底的淤泥能被沖刷裹挾進(jìn)入截流干管，無需動(dòng)力、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，有較好的清淤防淤效果。
文檔編號(hào)E03F9/00GK201850643SQ20102027028
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者周永潮, 張儀萍, 張土喬, 陳勇民 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)