一種分布式污水智能處理裝置及其使用方法
【專利摘要】一種分布式污水智能處理裝置，包括與地下污水排放系統銜接的排污管、雜質沉淀池、泥漿輸送泵、雜質收集設施、第一無線壓力傳感器、第二無線壓力傳感器、第三無線壓力傳感器、第一閥門、第二閥門、檢修信號顯示器和控制系統；所述雜質沉淀池位于排污管下方，雜質沉淀池的一側通過第一連接管與排污管的上游連通，其另一側通過第二連接管與排污管的下游連通，雜質沉淀池底部設置有污泥漿出口，該污泥漿出口通過泥漿輸送管與泥漿輸送泵的進口連通，泥漿輸送泵的出口通過管件與雜質收集設施連通。該裝置能在污水輸送到廢水處理廠前實時、分散地對污水進行處理，減輕排水管道堵塞狀況，減少污水對排水管道的腐蝕破壞。
【專利說明】一種分布式污水智能處理裝置及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于污水處理【技術領域】，涉及一種分布式污水智能處理裝置及其使用方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國城市工業快速發展，人民的生活水平不斷提高，生活污水的排放量日益增加。污水必須經過處理達標后才能排放，但在將污水輸送到廢水處理廠的過程中，由于長距離長時間輸送，污水會對排水管道造成腐蝕，污水內各種雜質也易造成管道堵塞，從而影響主排水管道的順暢。排水管道堵塞是居民住宅小區中的常見現象，尤其到了汛期，降雨頻率加大、雨量集中，管道的淤堵直接影響到排水能力，給周邊居民正常生活帶來影響。因此改善城市排水系統功能.防止排水管道堵塞，對保障居民正常生活，保護環境免受污染，促進工農業生產的發展具有重要意義。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種分布式污水智能處理裝置及其使用方法，以便在污水輸送到廢水處理廠前實時、分散地對污水進行處理，減輕排水管道堵塞狀況，減少污水對排水管道的腐蝕破壞。
[0004]本發明所述分布式污水智能處理裝置，包括與地下污水排放系統銜接的排污管、雜質沉淀池、泥漿輸送泵、雜質收集設施、第一無線壓力傳感器、第二無線壓力傳感器、第三無線壓力傳感器、第一閥門、第二閥門、檢修信號顯示器和控制系統；所述雜質沉淀池位于排污管下方，雜質沉淀池的一側通過第一連接管與排污管的上游連通，其另一側通過第二連接管與排污管的下游連通，雜質沉淀池底部設置有污泥漿出口，該污泥漿出口通過泥漿輸送管與泥漿輸送泵的進口連通，泥漿輸送泵的出口通過管件與雜質收集設施連通；所述第一無線壓力傳感器安裝在所述第一連接管的內壁，所述第二無線壓力傳感器安裝在雜質沉淀池的內壁并位于第一無線傳感器之下，所述第三無線壓力傳感器安裝在雜質沉淀池的內壁并位于第二無線傳感器之下；所述第一閥門安裝在所述第一連接管的進口處，所述第二閥門安裝在第一連接管與第二連接管之間的排污管內，所述輸出管內沿水流方向依次設有污水凈化器和污水過濾件；所述控制系統包括單片機，與單片機連接的第一無線接收器、第二無線接收器、第三無線接收器、第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器；所述第一無線接收器、第二無線接收器、第三無線接收器分別用于接收來自第一無線壓力傳感器、第二無線壓力傳感器、第三無線壓力傳感器的壓力電信號并將接收到的壓力電信號傳輸給單片機，所述單片機將接收到的各壓力電信號進行處理并與設定的各相應壓力值比較后分別向第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器發出控制第一閥門打開、第二閥門關閉、泥漿輸送泵關閉的指令，或第一閥門打開、第二閥門關閉、泥漿輸送泵打開的指令，或第一閥門關閉、第二閥門打開、泥漿輸送泵關閉的指令，或第一閥門關閉、第二閥門打開、泥漿輸送泵打開的指令，所述第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器分別與第一閥門、第二閥門、泥漿輸送泵連接，根據單片機發出的指令將第一閥門、第二閥門、泥漿輸送泵打開或關閉；所述檢修信號顯示器與單片機連接，單片機在向第一繼電器發出控制第一閥門關閉指令和向第二繼電器發出控制第二閥門打開指令的同時，向檢修信號顯示器發出工作指令；單片機在向第一繼電器發出控制第一閥門打開指令和向第二繼電器發出控制第二閥門關閉指令的同時，向檢修信號顯示器發出停止 工作指令，以停止檢修信號的發送。
[0005]上述分布式污水智能處理裝置，第一無線壓力傳感器距雜質沉淀池底部的距離Ii1=(12~14) D1，第二無線壓力傳感器距雜質沉淀池底部的距離h2= (7~^D1，第三無線壓力傳感器距雜質沉淀池底部的距離h3 = (2.5~3.5)Di，上述各式中，D1為排污管的直徑。
[0006]上述分布式污水智能處理裝置，所述雜質沉淀池上部為圓筒體，下部為向下收縮的圓錐臺筒體，所述圓筒體的內徑D = (8~12)D1、高度h4= (8~12)D1，所述圓錐臺筒體的高度h5= (2~3) D1、最下端處的內徑d= (I~1.5) D3，上述各式中,D1為排污管的直徑，D3為泥衆輸送管的直徑。
[0007]上述分布式污水智能處理裝置，所述第一連接管和第二連接管的直徑相同，且等于排污管的直徑Dp
[0008]上述分布式污水智能處理裝置，所述雜質收集設施可以是固定式的雜質收集池，也可以是移動式箱體或筒體雜質收集容器。
[0009]使用時，將地下污水排放系統中的污水輸送管道截取掉一段，將所述分布式污水智能處理裝置的排污管兩端分別與通過上述處理的地下污水排放系統的污水輸送管道的兩端連接，分布式污水智能處理裝置中的雜質沉淀池位于排污管下方，泥漿輸送泵和雜質收集設施安裝在地表，控制系統安裝在地表，工作流程如圖5所述。
[0010]在上游污水輸送管道未堵塞的情況下，第一無線壓力傳感器檢測的壓力Π小于對第一無線壓力傳感器設定的相應壓力fbl，控制系統控制第一閥門打開、第二閥門關閉，污水經第一連接管進入雜質沉淀池，進入雜質沉淀池的污水通過污水凈化器凈化處理、污水過濾件過濾后經第二連接管流出進入排污管流向地下污水排放系統，污水中所含雜質在重力作用下沉降至雜質沉淀池底部；雜質沉淀池中的雜質積累到第二無線壓力傳感器的高度時，第二無線壓力傳感器檢測的壓力f2大于對第二無線壓力傳感器設定的相應壓力fb2、第三無線壓力傳感器檢測的壓力f3大于對第三無線壓力傳感器設定的相應壓力fb3，控制系統使泥漿輸送泵工作，將沉淀的雜質通過泥漿輸送管輸送至雜質收集設施；當雜質沉淀池中的雜質低于第三無線壓力傳感器的高度后，第三無線壓力傳感器檢測的壓力f3小于對第三無線壓力傳感器設定的相應壓力fb3，控制系統使泥漿輸送泵停止工作，如此重復循環，實現污水的處理與排放；
[0011]當上游污水輸送管道堵塞時，第一無線壓力傳感器檢測的壓力Π大于對第一無線壓力傳感器設定的相應壓力fbl，控制系統控制第一閥門關閉、第二閥門打開，使污水經地下污水排放系統中的管道排放，同時向檢修信號顯示器發出指令使其發送檢修信號，當經過檢修，上游污水輸送管道的堵塞消除后，第一無線壓力傳感器檢測的壓力Π小于對第一無線壓力傳感器設定的相應壓力fbl，控制系統控制第一閥門打開、第二閥門關閉，按上述方式對污水進行處理與排放，同時向檢修信號顯示器發出指令使其停止發送檢修信號。
[0012]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
[0013]1、本發明所述污水智能處理裝置可安裝在地下污水排放系統的任何需要污水處理的位置，使用該裝置，可將污水作一定程度的凈化處理后再排入排污系統，實現在污水輸送到廢水處理廠前實時、分散地對污水進行處理，因而能減輕甚至避免污水輸送管道的堵塞，對保障居民正常生活，保護環境免受污染，提高城區下水管道通暢性起到積極作用，同時也可減輕城區污水處理廠的負擔，減輕污水長距離、長時間輸送對管道的腐蝕，延長管道使用壽命。
[0014]2、本發明所述污水智能處理裝置采用沉淀過濾法，通過控制系統來控制泥漿輸送泵工作，完成雜質沉淀池中所沉淀的雜質的自動清理，在出現故障時具有應急控制和檢修信息發送功能，因而可安全可靠運行。
[0015]3、本發明所述污水智能處理裝置適用于各種區域，如居民小區，工廠、場鎮等，且結構簡單，成本低，安裝及后期日常維護方便，因而易于推廣應用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發明所述分布式污水智能處理裝置的結構示意圖。
[0017]圖2為本發明所述分布式污水智能處理裝置的控制系統的結構示意圖。
[0018]圖3為本發明所述分布式污水智能處理裝置的雜質沉淀池的結構示意圖。
[0019]圖4為圖3的俯視圖。
[0020]圖5為本發明所述分布式污水智能處理裝置的工作流程圖。
[0021]圖中，I一排污管，2—雜質沉淀池，3-1—第一無線壓力傳感器，3-2—第二無線壓力傳感器，3-3—第三無線壓力傳感器，4一第一連接管，5—第二連接管，6—第一閥門，7—第二閥門，8—污水凈化器，9一污水過濾件，10—泥漿輸送管，11 一輸送泵，12—雜質收集設施。
【具體實施方式】
[0022]下面通過實施例對本發明所述分布式污水智能處理裝置作進一步說明。下述實施例中，第一無線壓力傳感器、第二無線壓力傳感器和第三無線壓力傳感器均采用PR0TRAN系列PR9500型無線型工業壓力變送器，第一無線接收器、第二無線接收器和第三無線接收器采用與PR9500型無線型工業壓力變送器相匹對的PX9500接收器(北京東方新動力機電設備有限公司生產)；單片機采用MSP430fX系列(美國德州儀器生產)，是一種16位超低功耗的混合信號處理器；第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器均采用SSR3-DA三相交流固體繼電器(汕頭市億隆電氣儀表有限公司生產)；第一閥門米用ZCS-1-300-F-K型號電磁閥(上海良京閥門制造有限公司生產)；第二閥門采用ZCS-1-300-F型號電磁閥(上海良京閥門制造有限公司生產)；污水凈化器采用芯料為磺化煤的筒體污水凈化器；污水過濾件為過濾膜(鍍鋅鋼絲網，網孔大小為0.5mm?Imm);檢修信號顯示器為IXD1602a液晶屏(北京藍海恒星電子有限公司生產)。
[0023]實施例1
[0024]本實施例中，分布式污水智能處理裝置的結構如圖1、圖2所示，包括與地下污水排放系統銜接的排污管1、雜質沉淀池2、泥漿輸送泵11、雜質收集設施12、第一無線壓力傳感器3-1、第二無線壓力傳感器3-2、第三無線壓力傳感器3-3、第一閥門6、第二閥門7、檢修信號顯示器和控制系統。所述控制系統包括單片機，與單片機連接的第一無線接收器、第二無線接收器、第三無線接收器、第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器。
[0025]所述雜質沉淀池2如圖3、圖4所示，為圓筒體和圓錐臺筒體的組合體，其上部為圓筒體，下部為向下收縮的圓錐臺筒體，所述圓筒體的內徑D = 9D1、高度h4 = 9Di，所述圓錐臺筒體的高度h5 = ZD1、最下端處的內徑d = D3，上述各式中,D1為排污管I的直徑，D3為泥漿輸送管10的直徑。所述雜質收集設施為移動式箱體容器。
[0026]各構件和器件的組合和安裝方式如下:
[0027]所述雜質沉淀池位于排污管下方，雜質沉淀池的一側通過第一連接管4與排污管的上游連通，其另一側通過第二連接管5與排污管的下游連通，所述第一連接管4和第二連接管5的直徑相同，且等于排污管I的直徑D1 ;泥漿輸送泵和雜質收集設施安裝在地表，泥漿輸送泵11的進口通過泥漿輸送管10與組成雜質沉淀池的圓錐臺筒體的下端連接，泥漿輸送泵11的出口通過管件與雜質收集設施12連通。
[0028]所述第一無線壓力傳感器3-1安裝在所述第一連接管4的內壁，其距雜質沉淀池底部的距離Ii1 = UD1，所述第二無線壓力傳感器3-2安裝在雜質沉淀池2的內壁并位于第一無線傳感器之下，其距雜質沉淀池底部的距離h2 = TD1，所述第三無線壓力傳感器3-3安裝在雜質沉淀池2的內壁并位于第二無線傳感器之下，其距雜質沉淀池底部的距離h3 =
2.0T1,上述各式中，D1為排污管I的直徑。
[0029]所述第一閥門6安裝在所述第一連接管4的進口處，所述第二閥門7安裝在第一連接管與第二連接管之間的排污管內，所述輸出管內沿水流方向依次設有污水凈化器8和污水過濾件9。
[0030]所述控制系統安裝在位于地表的控制箱內，控制系統中的第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器分別通過導線與第一閥門6、第二閥門7、泥漿輸送泵11連接；檢修信號顯示器安裝在所述控制箱上并與控制系統中的單片機連接。
[0031]實施例2
[0032]本實施例中所述分布式污水智能處理裝置的結構與實施例1的不同之處在于:
[0033]組成雜質沉淀池2的圓筒體的內徑D = SD1、高度h4 = SD1,組成雜質沉淀池2的圓錐臺筒體的高度h5 = SD1、最下端處的內徑d = ID3，上述各式中，D1為排污管I的直徑，D3為泥衆輸送管10的直徑。
[0034]所述第一無線壓力傳感器3-1、第二無線壓力傳感器3-2、第三無線壓力傳感器3-3的安裝位置如下:第一無線壓力傳感器3-1距雜質沉淀池底部的距離Ill = UD1，第二無線壓力傳感器3-2距雜質沉淀池底部的距離h2 = 9Di，第三無線壓力傳感器3-3距雜質沉淀池底部的距離h3 = 2.0T1，上述各式中，D1為排污管I的直徑。
[0035]實施例3
[0036]本實施例中所述分布式污水智能處理裝置的結構與實施例1的不同之處在于:
[0037]組成雜質沉淀池2的圓筒體的內徑D = UD1、高度h4 = UD1，組成雜質沉淀池2的圓錐臺筒體的高度h5 = 2D1、最下端處的內徑d = 1.0T3，上述各式中,D1為排污管I的直徑，D3為泥衆輸送管10的直徑。
[0038]所述第一無線壓力傳感器3-1、第二無線壓力傳感器3-2、第三無線壓力傳感器3-3的安裝位置如下:第一無線壓力傳感器3-1距雜質沉淀池底部的距離Ill = HD1，第二無線壓力傳感器3-2距雜質沉淀池底部的距離h2 = SD1，第三無線壓力傳感器3-3距雜質沉淀池底部的距離h3 = 3.0T1，上述各式中，D1為排污管I的直徑。
【權利要求】
1.一種分布式污水智能處理裝置，其特征在于該裝置包括與地下污水排放系統銜接的排污管(I)、雜質沉淀池(2)、泥漿輸送泵(11)、雜質收集設施(12)、第一無線壓力傳感器(3-1)、第二無線壓力傳感器(3-2)、第三無線壓力傳感器(3-3)、第一閥門(6)、第二閥門(7)、檢修信號顯示器和控制系統； 所述雜質沉淀池位于排污管下方，雜質沉淀池的一側通過第一連接管(4)與排污管的上游連通，其另一側通過第二連接管(5)與排污管的下游連通，雜質沉淀池底部設置有污泥漿出口(13)，該污泥漿出口通過泥漿輸送管(10)與泥漿輸送泵(11)的進口連通，泥漿輸送泵(11)的出口通過管件與雜質收集設施(12)連通； 所述第一無線壓力傳感器(3-1)安裝在所述第一連接管(4)的內壁，所述第二無線壓力傳感器(3-2)安裝在雜質沉淀池(2)的內壁并位于第一無線傳感器之下，所述第三無線壓力傳感器(3-3)安裝在雜質沉淀池(2)的內壁并位于第二無線傳感器之下； 所述第一閥門(6)安裝在所述第一連接管(4)的進口處，所述第二閥門(7)安裝在第一連接管與第二連接管之間的排污管內，所述輸出管內沿水流方向依次設有污水凈化器(8)和污水過濾件(9)； 所述控制系統包括單片機，與單片機連接的第一無線接收器、第二無線接收器、第三無線接收器、第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器；所述第一無線接收器、第二無線接收器、第三無線接收器分別用于接收來自第一無線壓力傳感器(3-1)、第二無線壓力傳感器(3-2)、第三無線壓力傳感器(3-3)的壓力電信號并將接收到的壓力電信號傳輸給單片機，所述單片機將接收到的各壓力電信號進行處理并與設定的各相應壓力值比較后分別向第一繼電器、第二繼電 器、第三繼電器發出控制第一閥門(6)打開、第二閥門(7)關閉、泥漿輸送泵(11)關閉的指令，或第一閥門(6)打開、第二閥門(7)關閉、泥漿輸送泵(11)打開的指令，或第一閥門(6)關閉、第二閥門(7)打開、泥漿輸送泵(11)關閉的指令，或第一閥門(6)關閉、第二閥門(7)打開、泥漿輸送泵(11)打開的指令，所述第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器分別與第一閥門(6)、第二閥門(7)、泥漿輸送泵(11)連接，根據單片機發出的指令將第一閥門出)、第二閥門(7)、泥漿輸送泵(11)打開或關閉，從而實現污水的處理與排放； 所述檢修信號顯示器與單片機連接，單片機在向第一繼電器發出控制第一閥門(6)關閉指令和向第二繼電器發出控制第二閥門(7)打開指令的同時，向檢修信號顯示器發出工作指令，以發送檢修信號；單片機在向第一繼電器發出控制第一閥門(6)打開指令和向第二繼電器發出控制第二閥門(7)關閉指令的同時，向檢修信號顯示器發出停止工作指令，以停止檢修信號的發送。
2.根據權利要求1所述分布式污水智能處理裝置，其特征在于第一無線壓力傳感器(3-1)距雜質沉淀池底部的距離Ii1 = (12~14)D1，第二無線壓力傳感器(3-2)距雜質沉淀池底部的距離h2 = (7~9)D1，第三無線壓力傳感器(3-3)距雜質沉淀池底部的距離h3 =(2.5~3.5)D1，上述各式中，D1為排污管⑴的直徑。
3.根據權利要求1或2所述分布式污水智能處理裝置，其特征在于所述雜質沉淀池(2)上部為圓筒體，下部為向下收縮的圓錐臺筒體，所述圓筒體的內徑D= (8~12)D1、高度h4 = (8~12)D1,所述圓錐臺筒體的高度h5 = (2~3)D1、最下端處的內徑d = (I~1.5)D3,上述各式中，D1為排污管(I)的直徑，D3為泥衆輸送管(10)的直徑。
4.根據權利要求1或2所述分布式污水智能處理裝置，其特征在于所述第一連接管(4)和第二連接管(5)的直徑相同，且等于排污管(I)的直徑D1。
5.根據權利要求3所述分布式污水智能處理裝置，其特征在于所述第一連接管(4)和第二連接管(5)的直徑相同，且等于排污管(I)的直徑Dp
6.權利要求1至5中任一權利要求所述分布式污水智能處理裝置的使用方法，其特征在于:使用時，將地下污水排放系統中的污水輸送管道截取掉一段，將所述分布式污水智能處理裝置的排污管兩端分別與通過上述處理的地下污水排放系統的污水輸送管道的兩端連接，分布式污水智能處理裝置中的雜質沉淀池(2)位于排污管(I)下方，泥漿輸送泵(11)和雜質收集設施(12)安裝在地表，控制系統安裝在地表，工作流程如下: 在上游污水輸送管道未堵塞的情況下，第一無線壓力傳感器檢測的壓力(Π)小于對第一無線壓力傳感器設定的相應壓力(fbl)，控制系統控制第一閥門(6)打開、第二閥門(7)關閉，污水經第一連接管(4)進入雜質沉淀池(2)，進入雜質沉淀池的污水通過污水凈化器(8)凈化處理、污水過濾件(9)過濾后經第二連接管(5)流出進入排污管(I)流向地下污水排放系統，污水中所含雜質沉降至雜質沉淀池(2)底部；雜質沉淀池中的雜質積累到第二無線壓力傳感器的高度時，第二無線壓力傳感器檢測的壓力(f2)大于對第二無線壓力傳感器設定的相應壓力(fb2)、第三無線壓力傳感器檢測的壓力(f3)大于對第三無線壓力傳感器設定的相應壓力(fb3)，控制系統使泥漿輸送泵(11)工作，將沉淀的雜質通過泥漿輸送管(10)輸送至雜質收集設施(12);當雜質沉淀池中的雜質低于第三無線壓力傳感器的高度后，第三無線壓力傳感器檢測的壓力(f3)小于對第三無線壓力傳感器設定的相應壓力(fb3)，控制系統使泥漿輸送泵停止工作，如此重復循環，實現污水的處理與排放； 當上游污水輸送管道堵塞時，第一無線壓力傳感器檢測的壓力(Π)大于對第一無線壓力傳感器設定的相應壓力(fbl)，控制系統控制第一閥門關閉、第二閥門打開，使污水經地下污水排放系統中的管道排放，同時向檢修信號顯示器發出指令使其發送檢修信號，當經過檢修，上游污水輸送管道的堵塞消除后，第一無線壓力傳感器檢測的壓力(Π)小于對第一無線壓力傳感器設定的相應壓力(fbl)，控制系統控制第一閥門打開、第二閥門關閉，按上述方式對污水進行處理與排放，同時向檢修信號顯示器發出指令使其停止發送檢修信號。
【文檔編號】E03F5/14GK104032822SQ201410246544
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月5日 優先權日:2014年6月5日
【發明者】張建民, 楊寧, 鄒璇, 劉燚, 田雨 申請人:四川大學