专利名称：利用城市污水低位热能的取水方法和自动除污装置的制作方法
技术领域：
本发明属于自然能源利用技术领域，涉及一种污水的取水方法和自动除污装置，尤其涉及一种在城市污水管网中利用污水低位热能的取水方法和自动除污装置。
背景技术：
城市污水是一种可利用的低温能源，特别是未经处理的城市污水目前尚未获得大规模开发与利用。近年来，虽然我国水源热泵技术发展较快，但是受到了水资源短缺现状的限制，因此城市污水这一低温能源的开发利用日益受到人们的关注。与地下水水源热泵相比，污水水源热泵不用从地下抽取地下水，也不用将循环水回灌地下，所以，不仅节省抽水井和回灌井的基建投资，还能够节省抽水和回灌的运行费用，同时，也避免了回灌水对地下水的污染。对城市污水热能资源的利用，国内外主要以城市污水处理厂的二级出水作为热源或冷源。
以城市污水作为冷热源具有诸多优点一年四季温度变化幅度小；赋存热量较高；受气候影响较小，利用区域较广。但采用未经处理的城市污水作为水源时，污水中的污杂物可能堵塞换热器。因此在进入换热器之前必须对其进行预处理。
经检索发现“利用城市污水提供能源的空调装置”(ZL01220095.6)公开了一种利用城市污水提供能源的空调装置，但该装置只能利用二级处理后的城市污水。“城市污水冷热源的应用方法和装置”(申请号03132553.X)公开了一种利用城市污水提供能源的污水循环装置。其不足是，污水回水管连有两条排水支管，由于采用平面格栅滤网污水回路的进回水处还是存在短路问题；单个排水管口的断面积与单个吸水管口的断面积相同，由于管口周围的污水流速远小于中心流速，因此势必造成管口周围污杂物的冲洗不完全；虽然平面格栅滤网的面积较大，但真正起到过滤作用的滤网面积仅与污水吸水管的面积相同，滤网没有得到充分利用；从污水干渠中取水需要消耗动力。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的进排水短路、冲洗不完全、滤网未充分利用以及取水消耗动力等方面的不足，提出一种取水方法和新型的自动除污装置。该发明是利用城市污水管网与自动除污装置的位能差，使污水沿污水进水管路自流到自动除污装置中，利用孔板过滤筒将污杂物阻隔；采用孔板过滤筒和与之配合的喷水管路和排污管路，解决了从未经处理的城市污水中提取能量时，污杂物堵塞换热器的问题；大面积低速过滤，易于取得较好的过滤效果；高速水流反向冲洗孔板过滤筒，去除污杂物的效果更好；排水管路的出水口可设置在城市污水管网相对于污水进水管路下游任意位置，使污水的取水与排水彻底分开，避免取水装置中吸排水管口处的短路问题。
本发明是通过以下技术方案实现的，它是由孔板过滤筒、电机及减速器、转杆、转动装置支架、转动轴承、喷水管路、排污管路、污水进水管路、污水出水管路、溢流管路、喷水用潜水泵、过滤筒支架、排污泵等组成。包括取水和除污两个过程，利用城市污水管网1与自动除污装置3的位能差，使污水沿污水进水管路2自流到自动除污装置3中，污水经过旋转的孔板过滤筒后，污杂物被去除，再经过污水出水管路由水泵吸入换热器，污水排放或吸收热量后，再由排水管路返回城市污水管网中。在除污过程中附着在过滤筒外壁上的污杂物，由喷水管喷出的高速水流向旋转的孔板过滤筒内壁不断地反向冲洗，反洗掉的污杂物由排污管路收集，并由排污泵排到城市污水管网中。
孔板过滤筒以其中心线为轴旋转，旋转速度为1-2r/min，利用城市污水管网1与自动除污装置3的位能差，使污水沿污水进水管路2自流到自动除污装置3中，污水中的漂浮物被阻挡并附着在孔板过滤筒外侧上。随着孔板过滤筒的不停旋转，当附着污杂物的位置转到喷水管口时，即被高速水流以2-3m/s的速度反向冲洗，污杂物被冲洗到排污管中并被水流带走，从而实现了污水中污杂物的自动过滤。
喷水管所采用的水直接取用经过孔板过滤筒过滤的水即可，因为其所需用的水量较少，将喷水潜水泵直接放在取水装置中。
通过垂直旋转的过滤筒在装置中形成两个独立的空间，经过滤后的污水存在过滤筒内侧，使污水的取水与排水彻底分开，这样排水管路的出水口可以设置在城市污水管网相对于污水进水管路下游任意位置，从而解决了取水管与排水管安装在一起时，吸回水易短路的问题。
孔板过滤筒的孔径主要取决于换热器对污杂物尺寸的容忍程度。孔板过滤筒的大小和进水管管径主要取决于系统实际需要的水量和污水管网中的水流量。另外，由于城市污水水质有一定的腐蚀性，热交换器和传热管应使用耐腐蚀材料，可采用钛板换热器或铜质管材。
如装置中的水量过大，多余的水可以从溢流口溢出。盲板将装置分为上下两个空间，其上安装转动轴承，转杆通过转动轴承转动，使过滤筒支架运转平稳。
目前，未处理城市污水水源热泵系统以其节能、高效、环保的优势，逐渐被用户所接受，市场应用前景可观。城市污水温度与环境温度相比，表现为冬暖夏凉。在冬季，污水水温达10-15℃，高出日常气温20℃；夏天，污水水温为22-25℃，又比日常气温低了10℃。因此，城市污水是一种适宜的热泵系统的水源。
本发明的效果和益处是依靠水位差取水，可以节约取水时的能量消耗，当热用户距离城市污水管网较远时，节能效果更为明显；采用孔板过滤筒和与之配合的喷水管路和排污管路，解决了从未经处理的城市污水中提取能量时，污杂物堵塞换热器的问题；大面积低速过滤，易于取得较好的过滤效果；高速水流反向冲洗孔板过滤筒，去除污杂物的效果更好；排水管路的出水口可设置在城市污水管网相对于污水进水管路下游任意位置，彻底解决了取水管与排水管安装在一起时易取水与排水短路的问题。传动装置只是小型电机及其减速器，并与水系统分开布置，安全可靠。城市污水低位热能利用的关键技术在于未处理城市污水的能量提取过程。同以前已有的技术相比，本发明具有实质性特点和显著的进步。本发明可为热泵提供冷热源，也可用于冷却大型设备的循环用水。该系统可用于供暖、空调，还可供生活用水，适于在宾馆、商场、办公楼以及别墅住宅等场合使用，具有明显的环保效益、社会效益和经济效益。
图1为本发明原理示意图。
图2为自动除污装置的结构示意图。
图3为自动除污装置的剖面图。
图中1城市污水管网，2污水进水管路，3自动除污装置，4循环泵，5污水出水管路，6排水管路，7换热器，8排污泵，9电机，10减速器，11溢流口，12转杆，13排污管路，14喷水管路，15过滤筒支架，16孔板过滤筒，17外壳，18盲板，19转动轴承，20喷水潜水泵。
具体实施例方式
以下结合附图和技术方案详细叙述本发明的具体实施方式
。
如图1、2、3所示，城市污水管网1中的污水依靠水位差沿污水进水管路2自流到自动除污装置3中。电机9和减速器10通过转杆12带动过滤筒支架15进而带动孔板过滤筒16旋转。城市污水沿污水进水管路2自流到该装置中，并进入旋转的孔板过滤筒16内，处理后的污水由循环泵4抽取经出水管路5进入换热器7，通过热量交换后，污水再由排水管路6返回城市污水管网1中。在污水处理过程中附着在孔板过滤筒16外壁的污杂物，由喷水管14喷出的高速水进行反洗，反洗的污杂物由排污管路13进行收集，并由排污泵8排到城市污水管网1中，反洗水流由喷水潜水泵20从装置底部抽取。如装置中的水量过大，多余的水可以从溢流口11溢出。盲板18将装置分为上下两个空间，其上安装转动轴承19，转杆12通过转动轴承19转动，使过滤筒支架15运转平稳。
权利要求
1.利用城市污水低位热能的取水方法和自动除污装置，其特征在于取水方法是利用城市污水管网(1)与自动除污装置(3)的位能差，使污水沿污水进水管路(2)自流到自动除污装置(3)中；自动除污装置(3)是由孔板过滤筒(16)、电机(9)、减速器(10)、溢流口(11)、转杆(12)、排污管路(13)、喷水管路(14)、过滤筒支架(15)、外壳(17)、盲板(18)、转动轴承(19)、喷水潜水泵(20)、污水进水管路(2)、循环泵(4)、污水出水管路(5)、排水管路(6)、排污泵(8)组成。
2.根据权利要求1所述的自动除污装置，其特征在于电机(9)和减速器(10)通过转杆(12)带动过滤筒支架(15)进而带动孔板过滤筒(16)以1-2r/min旋转。
3.根据权利要求1所述的自动除污装置，其特征在于城市污水沿污水进水管路(2)自流到该装置，并进入旋转的孔板过滤筒(16)内，处理后的污水由循环泵(4)抽取，经过出水管路(5)进入换热器(7)，通过热量交换后，污水再由排水管路(6)返回城市污水管网(1)中。
4.根据权利要求1所述的自动除污装置，其特征在于在污水处理过程中附着在孔板过滤筒(16)外壁上的污杂物，由喷水管(14)喷出的高速水流向旋转的孔板过滤筒(16)内壁不断地反向冲洗，反洗掉的污杂物由排污管路(13)收集，并由排污泵(8)排到城市污水管网(1)中；反洗水流是由喷水潜水泵(20)从处理后的污水中抽取。
5.根据权利要求1所述的自动除污装置，其特征在于排水管路(6)的出水口设置在城市污水管网(1)相对于污水进水管路(2)下游任意位置。
全文摘要
本发明属于自然能源利用技术领域，涉及到一种从城市污水管网中取水的方法并可以自动除污的装置。其特征在于利用城市污水管网与自动除污装置的位能差，使污水沿污水进水管路自流到自动除污装置中；自动除污装置是由孔板过滤筒、电机、减速器、溢流口、转杆、排污管路、喷水管路、过滤筒支架、外壳、盲板、转动轴承、喷水潜水泵、污水进水管路、循环泵、污水出水管路、排水管路、排污泵组成。本发明的效果和益处是解决了未处理城市污水的能量提取中污杂物堵塞换热器和吸排水管口处的污水短路问题，可作为热泵的冷热源或冷却大型设备循环用水的冷源。广泛适用于宾馆、商场、办公楼、学校以及别墅住宅等场合，具有明显的环保效益、社会效益和经济效益。
文档编号E03F7/00GK1583578SQ200410020630
公开日2005年2月23日 申请日期2004年5月28日 优先权日2004年5月28日
发明者端木琳, 王树刚, 毕海洋 申请人:大连理工大学