污水固液分离及固体排除方法及其一体化系统与流程

1.本发明涉及一种污水处理设备及其处理方法，更具体地说，涉及一种污水固液分离及固体排除方法及其一体化系统。


背景技术：

2.城市生活污水排放已是中国城市水的主要污染源城市，生活污水处理是当前和今后城市节水和城市水环境保护工作的重中之重。污水处理按照其作用可分为物理法、生物法和化学法三种。
3.现有的物理法主要利用物理作用分离污水中的非溶解性物质，在处理过程中不改变化学性质。常用的有重力分离、离心分离、反渗透、气浮等。物理法处理一般较简单、经济，用于村镇水体容量大、自净能力强、污水处理程度要求不高的情况。
4.固液分离装置(离心机)是常见的生活污水处理设备之一。固液分离装置主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开，或将乳浊液中两种密度不同、又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油)。固液分离装置也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服。利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的固液分离装置还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。
5.智慧污水固液分离及固体排除一体化系统(简称一体化系统)主要用于城市雨水污水及工业和乡村污水的净化中。这些污水一个主要的特点是含泥沙等颗粒杂物较多。当前，很多一体化污水泵站只有增压输送功能，而没有固体分离功能，固体排出和清除功能，分离后的水回收功能和水质处理功能。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种污水固液分离及固体排除方法及其一体化系统。
7.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种污水固液分离及固体排除一体化系统，包括：主污水入流管路，将污水引入到一体化系统；泵站，与主污水入流管路相连接，将主污水入流管路内的污水加压到特定的压力和流速；污水净化装置，与泵站相连接，污水净化装置从泵站导入具有特定压力和流速的污水并对污水进行固液分离，将分离后的水通过污水净化装置的出口水管排出，将分离后的污物混合物通过污水净化装置的排污出口排出；污物二次分离系统，与污水净化装置的排污出口相连接，对分离后的污物混合物进行二次分离。
9.进一步地，污水净化装置的排污出口处设有控制阀门，控制阀门根据控制信号打开或关闭，从而将污物混合物通过排污出口排出。
10.进一步地，污物二次分离系统包括：至少一个杂物车，杂物车的底部设有滤网，杂物车接收分离后的污物混合物并收集污物混合物中的固体污物，污物混合物中的液体污物通过杂物车底部的滤网排出；水箱，设置于杂物车的下方，水箱收集污物混合物中的液体污
物；传送带，杂物车承载于传送带上，传送带可移动地输送杂物车。
11.进一步地，传送带上设有重量传感器，重量传感器检测杂物车接收的固体污物达到一定阈值时通过控制信号关闭控制阀门。
12.进一步地，传送带上设有位移传感器，传送带根据重量传感器的信号启动，位移传感器控制传送带将下一个杂物车传送到污水净化装置的排污出口处。
13.进一步地，水箱连接输水泵，输水泵将水箱中的液体污物返回到主污水入流管路中。
14.进一步地，水箱中设有液位传感器，液位传感器控制输水泵的开关。
15.进一步地，泵站包括至少一个主污水泵，且主污水泵的进口和出口管路上设有压力传感器及报警装置，当压力传感器检测到主污水泵的压力超出阈值时，报警装置发出警报。
16.进一步地，污水净化装置的出口水管中设有水质处理装置。
17.为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：
18.一种污水固液分离及固体排除方法，包括以下步骤：利用泵站在主污水入流管路中将待处理污水加压到特定的压力和流速；利用污水净化装置对污水进行固液分离，并将分离后的水和污物混合物分别通过不同的通道排出；收集污物混合物，并利用过滤装置过滤出污物混合物中的固体污物；收集污物混合物中的液体污物，并将液体污物返回到主污水入流管路中。
19.在上述技术方案中，本发明能够在现有的污水处理一体化系统基础上进一步实现固体分离功能、固体排出和清除功能、分离后的水回收功能和水质处理功能等，其智能化程度更高、功能更强并且净化效果更好。
附图说明
20.图1是本发明一体化系统的结构示意图；
21.图2是图1中传感器的位置分布图；
22.图3是本发明方法的流程图。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
24.本发明公开一种污水固液分离及固体排除一体化系统，以及用于该系统的污水固液分离及固体排除方法。
25.参照图1和图2，本发明首先公开一种污水固液分离及固体排除一体化系统，其主要结构包括主污水入流管路1、泵站2、污水净化装置3和污物二次分离系统。本发明的一体化系统既可以安装在地面上，也可以安装在地下，考虑到本发明一体化系统的尺寸，在该系统中可以设置供工作人员使用的梯子。
26.如图1所示，主污水入流管路1是整个系统的输入端，未处理的污水通过主污水入流管路1引入到整个一体化系统中。主污水入流管路1连接到泵站2，来自主污水入流管路1的污水通过泵站2进行加压，使污水获得特定的压力和流速后，进入污水净化装置3。
27.作为本发明的一种优选实施方式，在不同的实施环境下，固液分离装置3对来流的
压力及流体流速具有特定的技术要求，考虑到本发明的一体化系统综合技术的复杂性，因此泵站2中既可以设置一台主污水泵4，也可以设置多台主污水泵4，根据实际运行的要求来进行选择。在本发明的一个实施例中，泵站2内设置有多台并联运行的主污水泵4，各个主污水泵4的参数和选型根据本发明的一体化系统的实际运行要求进行设计选择和配置。
28.继续参照图1，污水净化装置3本质上为固液分离装置，以实现水和固体分离，其具有一个输入口和两个输出口。污水净化装置3的输入口通过管路连接泵站2，其两个输出口分别为出口水管和排污出口。污水净化装置3从泵站2导入具有特定压力和流速的污水并对污水进行固液分离，将分离后的水通过污水净化装置3的出口水管5排出到公共管网，将分离后的污物混合物通过污水净化装置3的排污出口排出。
29.污水净化装置3的排污出口处设置污物二次分离系统，其连接到污水净化装置3的排污出口，从而对分离后的污物混合物进行二次分离。污物二次分离系统包括水箱8、传送带12和至少一个杂物车10，杂物车10承载于传送带12上，从而传送带12可移动地输送杂物车10，水箱8位于杂物车10以及传送带12的下方。杂物车10停放的位置与污水净化装置3的排污出口位置相配合，并且水箱8位于此时杂物车10停放位置的下方。
30.杂物车10的底部设有滤网9，杂物车10接收分离后的污物混合物并收集污物混合物中的固体污物，污物混合物中的液体污物通过杂物车10底部的滤网9排出，从杂物车10落下并由水箱8来收集污物混合物中的液体污物。
31.作为本发明的一种优选实施方式，污水净化装置3的排污出口处设有控制阀门19，控制阀门19根据控制信号打开或关闭，从而将污物混合物通过排污出口排出。当控制阀门19打开时，从污水净化装置3中分离出的污物混合物既包含了固体污物也包含了液体污物，一道排到杂物车10内。在杂物车10的下方，有一个水箱8来收集从杂物车10流下的液体污物。由此可见，污水净化装置3排出的污物混合物通过杂物车10底部的滤网9进行二次固液分离，二次分离后的液体污物流入水箱8中。
32.如图2所示，作为本发明的一种优选实施方式，传送带12上还设有重量传感器20和位移传感器21。重量传感器20用来检测杂物车接收的固体污物是否达到一定阈值，并以此决定通过控制信号关闭控制阀门9。而位移传感器21与重量传感器20相配合，传送带12根据重量传感器20的信号启动，以此传送一个杂物车10向前移动，此时位移传感器21控制传送带12将下一个杂物车10传送到污水净化装置3的排污出口处，以此重复前面的二次分离步骤。
33.在本实施例中，污物二次分离系统在工作时，当杂物车10内的固体污物收集到一定的重量后，污物二次分离系统通过重量传感器发出信号，关闭排污出口处的控制阀门。同时，位移信号控制传送带12启动，移走装满杂物的杂物车10。可选地，重量传感器20另外发出信号通知杂物清除负责人员进行清空。然后，传送带12把下一个空杂物车10移动到工作位置。位移传感器21可以监测该空杂物车10的到达位置,从而控制系统将杂物车10经传送带12准确地传送到污水净化装置3排污出口的下方。之后，位移传感器21通知排污出口处的控制阀门9打开，空杂物车10开始重新收集固体污物。
34.本发明的污物二次分离系统通过管路进一步将水箱8中收集地液体污物返回到主污水入流管路中，从而实现进一步的净化流程。具体来说，水箱8还进一步连接输水泵11，输水泵11将水箱8中的液体污物通过管路返回到主污水入流管路1中。
35.作为本发明的一种优选实施方式，水箱8中设有液位传感器22，液位传感器22控制输水泵11的开关，在水箱8的液位太低时，输水泵11停止工作，而当水箱8的液位达到预设的阈值时，输水泵11开始启动。本发明通过小型输水泵11输送污物二次分离系统的液体污物返回到主污水入流管路1中，以此能减少整个一体化系统中的液体污物，即污水，从而更高效率地收集固体污物，并且比起单纯地排除液体污物，本发明的液体污物可以被二次净化而获得更多的净化水。
36.为了避免在一体化系统中出现杂物堵塞现象，本发明在一体化系统的主污水入流管路1流向泵站2的管路上依次设有滤网14和阀门13，具体来说在主污水入流管路1的入口控制阀门13前装有滤网14，滤网14能够起到初步过滤固体颗粒物的作用，用以对流入的污水进行初步的过滤以防止整个一体化系统的堵塞。小型输水泵11连接的管路与主污水入流管路1的连接处在控制阀门13和滤网14之间，即通过小型输水泵11返回的液体污物不需要再经过滤网14的过滤。
37.在本实施例中，小型输水泵11连接的管路上还可以设有流量计15和止回阀16。流量计15的作用是对小型输水泵11的回流液体污物的流量进行统计，必要时还可以将流量数据反馈至小型输水泵11，从而起到反馈控制小型输水泵11流量的作用。止回阀16的作用在于控制回流的液体污物的流向，防止主污水入流管路1中未经处理的污水流入到水箱8以及整个污物二次分离系统中。
38.另外，本发明的一体化系统还安装了不同的报警监控传感器，以保证系统的正常工作。
39.作为本发明的一种优选实施方式，且主污水泵4的进口和出口管路上设有压力传感器17及报警装置18，当压力传感器17检测到主污水泵4的压力超出阈值时，报警装置18发出警报。本发明在主污水泵4的进出口管路上布置压力传感器17及报警装置18，将压力信号及报警信号传送至控制系统，这是是整个一体化系统报警部分的核心。这是因为主污水泵4是一体化系统的动力装置，当主污水泵4出现严重偏工况运行或污物堵塞现象时，报警系统可自动报警以免主污水泵4的损坏。再本实施例中，报警信号可以传输到控制室或手机终端，也可以进行任何其他方式的传输，均符合本发明的保护要旨。
40.作为本发明的一种优选实施方式，如果需要将处理后的水直接供给最终用户使用，可以在污水净化装置3后串联一个水质处理装置6，即在污水净化装置3的出口水管中设置水质处理装置6。水质处理装置6按照相关水质标准，本发明并不限制水质处理装置6的选择，可以通过水化学物理方式进行水质加药紫外线等处理，也可以是其他任何形式的水质处理设备。此外，在本实施例中，水质处理装置6的出口处还可以装有流量计7，以便了解最终用户使用清洁水的流量。在流量计7的下游还可以选择性地设置阀门，该阀门既可以是单独控制，也可以通过流量计7的参数进行反馈控制，从而控制最终用户的清洁水的流量。
41.作为本发明的一种优选实施方式，与主污水入流管路1的入口处的设置类似，在污水净化装置3的出口管路5上及小型输水泵11的进出口管路上同样布置压力传感器及报警装置。
42.当主污水入流管路1上的滤网14发生堵塞时，其后的压力传感器及报警装置向控制系统发出报警信号，通知清理人员及时到现场排除杂物。当一体化系统中任何一个泵或一个阀门出现故障时，控制系统将管网入口处的控制阀门13关闭。同时，报警装置通知维护
人员到现场进行维护修理。
43.除了上述系统，本发明还公开了一种应用于上述一体化系统中，与一体化系统结构相对应的污水固液分离及固体排除方法。
44.s1：利用泵站在主污水入流管路中将待处理污水加压到特定的压力和流速；
45.s2：利用污水净化装置对污水进行固液分离，并将分离后的水和污物混合物分别通过不同的通道排出；
46.s3：收集污物混合物，并利用过滤装置过滤出污物混合物中的固体污物；
47.s4：收集污物混合物中的液体污物，并将液体污物返回到主污水入流管路中。
48.作为本发明的一种优选实施方式，在主污水入流管路上对流入的污水进行一次初步过滤，以此去除污水中的一部分固体颗粒物，用以防止整个一体化系统的堵塞。
49.作为本发明的另一种优选实施方式，对分离后水进一步净化并符合水质标准，从而直接供给最终用户使用。
50.本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。