一種用于市政污水收集的真空排水系統(tǒng)技術(shù)與裝置的制造方法
【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]小區(qū)污水收集是市政排水和污水處理的重要環(huán)節(jié)，其目的是將小區(qū)內(nèi)的多個(gè)排水單位所排放的污水進(jìn)行收集并輸送至主干管道排放或通過污水處理設(shè)施進(jìn)行處理后排放。常規(guī)的小區(qū)污水收集技術(shù)為重力排水技術(shù)，即借助水的自重使各個(gè)排水單位所排出的污水進(jìn)入收水支管并匯流至收水干管以達(dá)到對(duì)小區(qū)污水進(jìn)行收集的目的。重力排水技術(shù)的應(yīng)用存在盲區(qū)，難以做到對(duì)市政污水的全收集。一種情況是，部分排水單位地勢(shì)較低，污水不能自流進(jìn)入干管；另一種情況是重力排水管徑大、管道埋深大，一些小區(qū)內(nèi)因地質(zhì)以及地面建筑物、道路等因素不具備鋪設(shè)重力排水管道的施工條件。采用真空排水技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)上述重力排水盲區(qū)內(nèi)的污水收集。真空排水技術(shù)系統(tǒng)通常由集水箱、真空閥、真空管道、真空罐、真空泵站及控制系統(tǒng)等組成。其排水原理是是利用真空泵等真空發(fā)生源在真空管道系統(tǒng)內(nèi)形成負(fù)壓，當(dāng)連接真空管道與集水箱的真空閥開啟時(shí)，集水箱中的污水在真空抽吸作用驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入真空管道并流向真空污水收集終端，最終通過污水泵等從真空排水系統(tǒng)內(nèi)排出。水在真空管道內(nèi)傳輸?shù)淖枇Πㄋψ灾睾脱爻坦艿雷枇Α楸ＷC進(jìn)入集水箱中的污水能夠順利通過真空管道系統(tǒng)排出，在連接集水箱的真空管道末梢必須始終保持一定的剩余負(fù)壓,通常在在-1OkPa以下。
[0003]根據(jù)真空發(fā)生源及其排水方式的不同，可以將真空排水分為真空保持式和在線真空式兩種形式。前者在真空泵與真空管道之間須設(shè)置真空罐以儲(chǔ)存真空能量，利用真空泵抽吸真空罐內(nèi)空氣，使真空罐內(nèi)形成負(fù)壓，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)與真空罐相連的真空管道內(nèi)的污水向真空罐匯集，然后通過排污泵再將真空罐內(nèi)的污水排出，在此過程中污水并不進(jìn)入真空泵；后者是利用特制的真空泵直接抽吸真空管道內(nèi)的氣水混合物，并將其排出真空系統(tǒng)，在此過程中污水需要從真空泵內(nèi)通過。兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。前者真空泵選型容易，市場(chǎng)上可供選用的成熟產(chǎn)品多，但系統(tǒng)復(fù)雜，后者系統(tǒng)簡單，但須采用專門的真空泵。二者為保證末梢剩余負(fù)壓所分別采用不同的策略。真空保持式主要是增加真空儲(chǔ)能罐的體積，而且通常需要對(duì)真空罐采取下沉式安裝，因此泵站占地大，施工難度高。在線真空式主要靠延長抽吸時(shí)間，但由于在線式真空泵依靠通過其中的污水對(duì)泵體冷卻，長時(shí)間抽吸空氣會(huì)導(dǎo)致泵體過熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的是吸收現(xiàn)有兩種真空排水方式的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服二者的缺點(diǎn)。
[0005]水在真空管道內(nèi)以不連續(xù)柱狀形式傳輸，兩段水柱之間保持一段空氣柱。每段水柱前行的動(dòng)力均須由其前端面與后端面之間的壓差提供。當(dāng)這一壓差不足以克服阻力及水柱自重時(shí)，真空排水即不能進(jìn)行，這種情況一般在在管網(wǎng)末梢容易出現(xiàn)。
[0006]本發(fā)明的關(guān)鍵是在真空管道末梢設(shè)置連接空氣的排空管，并對(duì)排空管的啟閉進(jìn)行控制，通過補(bǔ)入一定量的空氣增加水柱前端面與后端面的壓差，使得末梢水柱能夠順利前行。
[0007]本發(fā)明的內(nèi)容包括:排空管及其補(bǔ)氣方法、集成泵站及其方法。
[0008]排空管I設(shè)置在管網(wǎng)末梢連接真空集水箱2與真空管道3的真空閥4的出水側(cè)5，排空管I通過一個(gè)單向的可控制啟閉的閥6連接大氣7，開啟閥6，空氣可以進(jìn)入真空管道，關(guān)閉閥6，空氣則不能進(jìn)入真空管道3，但無論閥6是否啟閉，真空管道3內(nèi)的氣體或水均不能從排空管I內(nèi)溢出。當(dāng)真空閥4開啟后，若其出水側(cè)5的相對(duì)真空度過低時(shí)，開啟閥6，短暫時(shí)間后關(guān)閉閥6，作為優(yōu)選，閥6每次開啟時(shí)間設(shè)定為5-15秒。一種控制閥6開啟的策略是，在真空閥4開啟期間檢測(cè)出水側(cè)5的真空度，當(dāng)真空閥6出水側(cè)5的相對(duì)真空度大于設(shè)定值時(shí)開啟閥6，作為優(yōu)選，當(dāng)出水側(cè)5的真空度大于_2kPa時(shí)開啟閥6。另一種控制閥6開啟的策略是，在真空閥4開啟后，每延遲一設(shè)定時(shí)間，啟閉閥6 —次，優(yōu)選設(shè)定時(shí)間為5-15分鐘。
[0009]集成泵站及方法有兩種方式。方法一的集成泵站81選用抽氣式真空泵作為真空發(fā)生源，由真空泵9、氣水罐10、排水泵11組成。氣水罐10通過設(shè)置在罐體中部的連接口12與真空管道3連接、通過設(shè)置罐體頂部的連接口 13與真空泵9連接、通過設(shè)置在罐體底部的連接口 14與排水泵11的進(jìn)水口連接。連接口 12在罐體內(nèi)的液面15的上方，優(yōu)選連接口 12與液面15的最小垂直距離為10-20cm。連接口 13與液面15須保持一定高差，以防止水進(jìn)入真空泵，優(yōu)選高差不小于80cm-120cm。連接口 14與液面15應(yīng)保持一定高差，以滿足排水泵的工作要求，優(yōu)選高差為10-15cm。氣水罐10須滿足壓力容器的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，一般中段為圓柱形、上底和下底為圓弧面形，在滿足連接口 12、13、14與液面15的垂直高度要求的情況下，其容積與主要幾何尺寸依據(jù)其中擬暫時(shí)儲(chǔ)存的水量來確定。優(yōu)選在氣水罐10內(nèi)連接口 12與連接口 14之間沿氣水罐10的橫截面設(shè)置隔網(wǎng)，以攔截通過真空管道3進(jìn)入氣水罐10的雜物。檢測(cè)氣水罐10液面15之上的相對(duì)真空度以確定真空泵的啟閉，優(yōu)選相對(duì)真空度的控制范圍為_45kPa至-65kPa。檢測(cè)氣水罐10內(nèi)的液面15的位置，以控制排水泵11的啟閉，當(dāng)液面15達(dá)到設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)排水泵11，將氣水罐10內(nèi)的水通過排水泵11的出水口排出。方法二的集成泵站82選用氣水混抽式真空泵作為真空發(fā)生源，由真空泵16和氣水罐17組成，氣水罐17通過設(shè)置在上部的連接口 18與真空管道3連接、通過設(shè)置在真空罐下部的連接口 19與真空泵16的入口連接。檢測(cè)氣水罐17內(nèi)部的真空度以控制真空泵的啟閉，優(yōu)選真空度控制范圍為_45kPa至-65kPa。當(dāng)真空泵16開啟時(shí)，氣水罐17內(nèi)的水或氣體通過真空泵16的出口排出。氣水罐17須滿足一般壓力容器的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，優(yōu)選在其內(nèi)部設(shè)置隔網(wǎng)以攔截通過真空管進(jìn)入氣水罐17的雜物進(jìn)入真空泵16。由于真空泵16既可抽氣也可抽水，因此對(duì)氣水罐17的容積沒有特別要求。由于降低了對(duì)管網(wǎng)末梢的真空度要求，如采用真空泵站81，可將泵站安裝在地面上