专利名称：一种截流深井自虹吸水力清淤装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及截流井水力清淤装置领域，尤其是涉及一种截流管标高大于污水管情 况下的合流制系统截流深井自虹吸水力清淤装置。
背景技术：
截流式合流制排水系统将旱流污水和初期降雨径流通过截流干管输送至污水处 理厂处理，超过截流倍数的降雨径流则通过溢流堰溢流排入水体，因此，截流式合流制排水 系统是一种投资较省，环境效益较好的排水系统。然而，由于合流制排水系统需要同时收集 输送旱流污水和降雨径流，管径较大，旱流工况下，旱流污水很难达到设计最小流速要求， 污水中大量的悬浮物质极易沉淀在管道和窨井内，导致管道淤积堵塞。而在降雨时，大量的 降雨径流汇入合流制排水系统，冲刷并裹挟沉积物溢流排入受纳水体，巨大的瞬时污染冲 击负荷极易导致水体水质黑臭恶化。因此，沉积物问题是合流制排水系统的弊端之一。尤 其是当截流管标高高于入流污水管时的截流深井，旱流污水通过上向流溢流进入截流管， 使旱流污水中的悬浮有机物大量的淤积在截流深井井底，使得进污水厂的有机悬浮物含量 极低。传统的合流制排水系统淤积物的清除方法主要采用机械清淤法、高压水射流清淤 法、水冲刷清淤法，这些方法虽然采用专用清淤设备，提高了清淤效率，但设备成本高，运行 费用大，无法根本上解决管道淤积问题。另外，人工清掏法也是一些城市排水管道的主要 清淤方法，人工清淤方法效率低，工作环境恶劣，也无法有效保障合流制排水系统的正常运 行。针对机械和人工清淤方法的不足，国外也相应的研发了一些新型水力自动清淤装置，如 Hydrass , Hydroself 和Biogest 真空冲刷系统等，但这些自动水力清淤无法适用于 满流承压管段或需要动力设备，因此，也无法进行全面推广。
发明内容
为了克服目前合流制截流深井及上游承压管段的淤积问题，本发明提供了一种合 流制截流深井的自虹吸水力清淤装置，该装置的主要机理是将原先持续的小流量改变成间 歇的瞬时的大流量，改变截流深井及上游承压管段的流态，使污水中的悬浮物难以沉降，也 使沉降在管底、井底的淤泥能被冲刷裹挟进入截流干管，送至污水处理厂处理。一种合流制系统截流深井自虹吸水力清淤装置，包括虹吸进水管、虹吸弯管和虹 吸排水管。虹吸进水管底端的进水口处安装有抽吸口，抽吸口与水平方向呈45 60°夹 角，抽吸口主要用于改善底部抽吸流场，促进井底淤泥的清除。虹吸进水管上设有虹吸破坏孔，虹吸破坏孔的标高可根据一次虹吸水量和虹吸产 生频率优化确定，当水位降至虹吸破坏孔标高处时，虹吸破坏，避免产生持续虹吸。虹吸弯管的两端分别连接虹吸进水管和虹吸排水管，虹吸弯管的内侧安装有虹吸 辅助管，虹吸辅助管与虹吸弯管之间的连通口在虹吸弯管上的位置靠近虹吸进水管这一 侧，该连通口为漏斗型，可提高虹吸辅助管的落水效率，有助于虹吸抽气管的抽气作用，促进虹吸的瞬间产生，其高度低于虹吸弯管内侧圆弧的顶端，连通口上还可安装防堵网罩，防 止漂浮物堵塞虹吸辅助管。虹吸弯管的外侧与虹吸抽气管的一端连通，虹吸抽气管的另一 端连接到虹吸辅助管上端靠近虹吸弯管处。虹吸抽气管与虹吸辅助管均用于协助虹吸的产 生，避免在小流量时产生管内堰流，利用虹吸辅助管的排水产生的抽气效果，通过虹吸抽气 管抽吸虹吸弯管顶端的空气，协助快速产生虹吸。实际工程应用时，虹吸进水管安装在连接上游污水管的截留井中室内，虹吸排水 管、虹吸辅助管和虹吸抽气管安装在连接截流干管的截流井边室内，虹吸进水管和虹吸排 水管通过虹吸弯管连通。随着上游污水管道持续小流量的污水流入，截流井中室水位逐渐 升高，虹吸进水管内的水位也逐渐上升，当水位升至虹吸辅助管上端管口位置时，水从虹吸 辅助管持续流落，同时通过虹吸抽气管抽吸虹吸弯管顶端的空气，造成一定的真空后，虹吸 产生，将井底的水瞬时大流量抽吸进入截流深井边室，截流深井中室水位下降，当水位降至 虹吸破坏孔后，虹吸破坏，虹吸过程停止，直至水位逐渐上升至下一个虹吸过程产生。自虹吸水力清淤装置的清淤防淤效果与截流井中室和截流井边室的水位差以及 自虹吸水力清淤装置截面面积有关，设计安装时，可根据两者的水位差计算合理的自虹吸 水力清淤装置的截面面积，以达到最佳清淤效果。降雨工况下，由于上游大量雨水径流的流入上游污水管，远超过虹吸流量，截流深 井中室内水位迅速上升，超过溢流堰后排入溢流井，通过排江管直接排放到受纳水体，因 此，自虹吸水力清淤装置的安装对雨季排水安全性不产生任何影响。与现有水力清淤装置相比，本发明具有以下优点和积极效果1、该装置结构简单，成本较低，无需动力，养护方便；2、该装置能清除截流深井底部及上游承压管段的淤积，同时，通过水流的间歇流 动，防止污水中悬浮物在截流深井及承压管段内的淤积。
图1为本发明装置的结构示意图o
图2为本发明装置的虹吸辅助管与虹吸弯管之间的连通口的局部放大示意图。
图3为本发明装置在截流深井内的安装示意图。
附图标记说明如下
1虹吸进水管2虹吸破坏孔3虹吸抽气管
4虹吸辅助管5截流干管6截流井边室
7截流井中室8溢流井9溢流堰
10排江管11上游污水管12虹吸弯管
13抽吸口14虹吸排水管15防堵网罩
具体实施例方式
如图1所示，本发明的合流制系统截流深井自虹吸水力清淤装置，包括虹吸进水 管1、虹吸破坏孔2、虹吸抽气管3、虹吸辅助管4、抽吸口 13、虹吸排水管14和虹吸弯管12， 虹吸辅助管4与虹吸抽气管3的管径为15 25cm，小于虹吸进水管1和虹吸排水管14的 管径。抽吸口 13安装于虹吸进水管1底端的进水口，与水平向呈45°，抽吸口 13的设置主要用于改善底部抽吸流场，促进井底淤泥的清除。虹吸辅助管4安装在虹吸弯管12内侧， 靠近虹吸进水管12 —侧。虹吸辅助管4与虹吸弯管12之间的连通口采用漏斗型，可提高 虹吸辅助管4的落水效率，有助于虹吸抽气管3的抽气作用，促进虹吸的瞬间产生，其上安 装有防堵网罩15，防止漂浮物堵塞虹吸辅助管4。虹吸抽气管3的一端与虹吸弯管12外 侧连通，另一端与虹吸辅助管4上端靠近虹吸弯管12处连通，虹吸抽气管3与虹吸辅助管 4均用于协助虹吸的产生，避免在小流量时产生管内堰流，通过虹吸辅助管4的排水产生的 抽气效果，利用虹吸抽气管3抽吸虹吸弯管12顶端的空气，协助快速产生虹吸。虹吸破坏 孔2安装在虹吸进水管1上，当水位降至虹吸破坏孔2标高处时，虹吸破坏，避免产生持续 虹吸，虹吸破坏孔2的标高可根据一次虹吸水量和虹吸产生频率优化确定。如图3所示，虹吸进水管1安装在连接上游污水管11的截流井中室7内，虹吸排水 管14、虹吸辅助管4和虹吸抽气管3安装在连接截流干管5的截流井边室6内，抽吸口 13 的安装高度在距截流井中室7的底部10 20cm，虹吸排水管14的出口端需淹没在水中，管 口在水面以下5 10cm，虹吸进水管1和虹吸排水管14通过虹吸弯管12连通。旱流工况 下，旱流污水以小流量持续流入截流井中室7，截流井中室7和虹吸进水管1内水位逐渐上 升，当水位升至虹吸辅助管4顶端时，虹吸辅助管4开始落水，通过虹吸抽气管3，虹吸辅助 管4的持续落水可将虹吸弯管12内的气体抽走，由于虹吸排水管14出口端淹没在水中，造 成虹吸弯管12内部形成一定真空度，促使了虹吸弯管12内虹吸作用的形成。虹吸作用产 生后，虹吸进水管1通过抽吸口 13对井底产生抽吸作用，促进了底部淤泥的清除，同时，也 加大了上游污水管11内的流速，防止了上游污水管11内的悬浮物沉积和板结。虹吸效果 产生后，截流井中室7内的水位迅速下降，当水位降至虹吸破坏孔2标高以下时，虹吸作用 破坏，虹吸结束，随着截流深井中室7水位再次上升，虹吸重新形成，周而复始，保证截流深 井中室7井底及上游污水管11的清淤和防淤。自虹吸水力清淤装置的清淤防淤效果与截 流井中室7和截流井边室6的水位差以及自虹吸水力清淤装置截面面积有关，设计安装时， 可根据两者的水位差计算合理的自虹吸水力清淤装置的截面面积，以达到最佳清淤效果。降雨工况下，由于上游大量雨水径流流入上游污水管11，远超过虹吸流量，截流深 井中室7内水位迅速上升，超过溢流堰9后排入溢流井8，通过排江管10直接排放到受纳水 体，因此，自虹吸水力清淤装置的安装对雨季排水安全性不产生任何影响。
权利要求
一种截流深井自虹吸水力清淤装置，包括虹吸进水管(1)、虹吸弯管(12)和虹吸排水管(14)，其特征在于虹吸弯管(12)的两端分别连接虹吸进水管(1)和虹吸排水管(14)；所述的虹吸进水管(1)底端的进水口处安装有抽吸口(13)，虹吸进水管(1)上设有虹吸破坏孔(2)；所述的虹吸弯管(12)的内侧安装有虹吸辅助管(4)，虹吸辅助管(4)与虹吸弯管(12)之间的连通口靠近虹吸进水管(12)一侧，虹吸弯管(12)的外侧安装有虹吸抽气管(3)，所述的虹吸抽气管(3)一端连接虹吸弯管(12)外侧，另一端连接到虹吸辅助管(4)上端靠近虹吸弯管(12)处。
2.根据权利要求1所述的截流深井自虹吸水力清淤装置，其特征在于所述的抽吸口 (13)与水平向呈45 60°角。
3.根据权利要求1所述的截流深井自虹吸水力清淤装置，其特征在于所述的连通口 为漏斗型。
4.根据权利要求1或3所述的截流深井自虹吸水力清淤装置，其特征在于所述的连 通口上安装有防堵网罩(15)。
5.根据权利要求1所述的截流深井自虹吸水力清淤装置，其特征在于所述的连通口 低于虹吸弯管(12)内侧圆弧的顶端。
全文摘要
本发明公开了一种截流深井自虹吸水力清淤装置，包括虹吸进水管、虹吸弯管、虹吸排水管，虹吸进水管的进水口处安装有抽吸口，虹吸进水管上安装有虹吸破坏孔，虹吸弯管上安装有虹吸辅助管和虹吸抽气管。本发明装置可将原先持续的小流量改变成间歇的瞬时的大流量，改变截流深井及上游承压管段的流态，使污水中的悬浮物难以沉降，也使沉降在管底、井底的淤泥能被冲刷裹挟进入截流干管，无需动力、结构简单、安装方便，有较好的清淤防淤效果。
文档编号E03F9/00GK101892705SQ20101023559
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月23日 优先权日2010年7月23日
发明者周永潮, 张仪萍, 张土乔, 陈勇民 申请人:浙江大学