一种城市污水泵站余热利用系统

本发明属于节能供暖技术领域，涉及一种城市污水泵站余热利用系统。

背景技术：

现有的城市污水处理系统前段大都通过污水泵站将收集的城市污水进行提升，随后通过自流接力式地送至末端的污水处理厂中进行处理。根据污水系统运行数据，大多数污水泵站来水温度相对环境温度存在可观的显热，在冬季往往高于环境温度20摄氏度左右，结合污水泵站流量大、流速稳定的特点，其余热具有较高的利用价值。通常，为对城市污水进行高效收集，污水泵站的地理位置通常是网格化地布置于城市各区域，呈辐射状服务于其周边区域，具有良好的为周边区域用户供暖的地理条件。

但是，现有的城市污水泵站的余热并没有被完全利用，导致这部分热量被浪费。主要原因是城市污水泵站中进水交汇井、格栅间、集水池等均位于地下，且空间较为狭小，不利于设备的布置；同时，自流的污水在经过工艺设施的过程中可能被阻挡进而影响泵站本身的运行。

技术实现要素：

本发明的目的是利用目前城市污水泵站内的污水热量，将其传递至供暖水中的装置，同时不影响城市污水泵站正常的运行。

基于本发明背景，为了利用污水中的能量，并输送至周边区域，本发明采用以下方案：

一种城市污水泵站余热利用系统，所述的系统包括余热利用装置、供暖水管道、供暖水泵、阀门和滤网；所述的余热利用装置设置于城市污水泵站进水交汇井下的混凝土进水管内，用于收集污水中的能量，将其传递给供暖水；所述的供暖水管道包括供暖水进水管道和供暖水出水管道，用于将供暖水输入余热利用装置进行加热，并将加热后的供暖水输出给供暖用户；所述的供暖水泵用于给供暖水流动提供动力；所述的阀门包括调节阀、截止阀、止回阀，分别用于流量的调节、检修时的切断以及防止逆流；所述的滤网设于供暖水管道中，用于过滤供暖水中的杂质。所述的系统对供暖水加热的流程为：供暖水从临近热用户经供暖水管道进入余热利用装置中，余热利用装置与污水充分接触从而对供暖水进行加热，供暖水自余热利用装置出来后温度提升15℃-18℃左右，随后经流量调节后回到热用户处。所述的余热利用装置采用薄壁环形中空设计，能够对供暖水进行充分加热，并同时保证不会由于该装置的进入对混凝土进水管中污水的自流产生影响。

上述技术方案中，进一步地，所述的余热收集装置为由四块薄板、四块弯板构成的腔体结构：四块薄板分别为一面中空薄底板，两面中空薄侧板和一面中空薄顶板；四块弯板为连接四块薄板之间过渡的中空薄曲面。所述的四块薄板由两块平行设置的不锈钢板通过板间连接件连接得到，所述的四块弯板分别为由两块不锈钢板组成的中空结构。所述的四块薄板和四块弯板组成的中空结构在污水流动方向上的前后两端均用相同材料封闭；所述的中空结构全部相通，用于供暖水在中空结构中流动从而被加热。

所述的装置的中空薄底板下设有撑脚，用于将整个装置固定于混凝土进水管道内壁；所述的撑脚带一定程度倾斜，自上往下的倾斜方向沿污水流动方向；所述撑脚与内壁的接触面为一块弧形板，弧度贴合管道内壁。

所述的中空薄底板后端设有供暖水入口，所述的中空薄顶板前端设有供暖水出口，所述供暖水入口和供暖水出口分别通过进口法兰和出口法兰连接供暖水进水管道和供暖水出水管道；供暖水由进口法兰进入装置内，经装置换热后从出口法兰流出，通往供暖用户。

所述的装置法兰进出口连接对应尺寸的供暖水管道，所述的供暖水出水管道与供暖水进水管道一同从城市污水泵站进水交汇井上方出口引出地面。。

所述的余热收集装置高度和宽度根据混凝土进水管内设计水位和管道内径确定，装置沿管道轴向长度根据换热负荷确定。所述的余热收集装置的外形高度根据混凝土进水管内水位设计，保证薄顶板没于污水设计水位以下。

优选的，装置的中空薄底板、中空薄侧板以及中空薄顶板内壁覆盖有粗糙突起，沿内壁均匀布置，促使板内供暖水流动湍流化，增强传热效果。

本发明的有益效果为：

本发明装置利用城市污水泵站进水管中污水可观的显热，将其作为一个热源点向周边区域用户提供生活用暖或用暖预热。为对城市污水进行高效收集，污水泵站的地理位置通常是网格化地布置于城市各区域，呈辐射状服务于其周边区域，具有良好的为周边区域用户供暖的地理条件。本发明利用城市污水泵站得天独厚的地理位置，规模化利用污水余热，可显著降低城市区域供暖的能耗，并节省投资。

本发明装置可放置于较大口径的混凝土进水管中，工作过程几乎不影响污水管道中污水的正常流动。

本发明所采用的供暖方案利用了无成本的低品位热量，结合城市污水泵站的区位优势，供暖前景较为可观。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的系统简图；

图2是本发明垂直于混凝土进水管轴向的整体示意图及局部放大示意图；

图3是本发明沿图2中a-a剖面的整体示意图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的实施例进行说明。在此过程中，为确保说明的明确性和便利性，我们可能对图示中线条的宽度或构成要素的大小进行夸张的标示。

如图1所示为本发明的一种城市污水泵站余热利用系统，所述的系统包括余热利用装置、供暖水管道、供暖水泵、阀门和滤网；所述的余热利用装置设置于城市污水泵站混凝土进水管内，用于收集污水中的能量，将其传递给供暖水；所述的供暖水管道用于将供暖水输入余热利用装置加热，并将加热后的供暖水输出给用户；所述的供暖水泵用于给供暖水流动提供动力；所述的阀门包括调节阀、截止阀、止回阀，分别用于流量的调节、检修时的切断以及防止逆流；所述的滤网设于供暖水管道中，用于过滤供暖水中的杂质。

如图2和图3所示为设置于城市污水泵站混凝土进水管内的余热利用装置，将一块中空薄顶板1两侧，两块中空薄侧板2两侧，一块中空薄底板3两侧各自通过板间连接件13相连后，依照图2结构通过四块弯板14-17相连，形成梯形腔状结构12，同时将四块中空薄板和四块弯板组成的中空结构在污水流动方向上的前后两端用相同材料封闭，在中空薄顶板1和中空薄底板3上分别留有出水口和进水口，进出水口处分别安装有进口法兰9和出口法兰10。装置的外形高度根据混凝土进水管内水位设计，保证中空薄顶板1没于污水设计水位以下。城市污水在梯形腔状结构12内和余热利用装置外侧流动，可以对余热利用装置内的供暖水进行充分加热。

连接供暖水进水管道6至中空薄底板3后端进口法兰9，连接供暖水出水管道5至中空薄顶板1前端的出口法兰10，供暖水出口水管道5采用两个90度弯头转向后通过支架支撑4引向混凝土进水管出口方向，将本装置从进水交汇井中的混凝土进水管出水口往管内移入，装置底部带有一定斜度的撑脚8支撑于混凝土进水管内壁，用以抵消污水流动冲刷的横向分力，供暖水进水管道6和供暖水出水管道5通过进水交汇井井壁引向站外。

装置工作过程中，外部来的供暖水通过供暖水进水管道6进入中空薄底板3，随后经过中空薄侧板2，最后经中空薄顶板1上的出口流出至供暖水出水管道5通向供暖系统下游，污水流动过程中通过接触薄板两侧，与薄板内流动的供暖水换热。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。