高效除污的取水装置及取水除污方法与流程

本发明涉及地表水取水技术领域，尤其是一种带净化功能的中小型地表水的取水装置。

背景技术：

随着工农业生产的飞速发展，用水量越来越大，水资源越来越紧缺。为了节约用水及分质供水，一些靠近江河湖海的企业正在采用就近开采地表水，通过净水装置，达到工业用水要求，降低了生产成本。但是现有的取水装置体积庞大，且容易出现堵塞现在，影响取水的效果。目前大部分小型自备水厂，其取水口均设有格栅，经多道过滤后，由取水泵进入净水设备内供人们使用。

随着地表水源热泵技术的逐步推广，有地表水源条件的项目越来越多地实施地表水源热泵技术，将江河湖海水等地表水引到热泵空调主机中，利用河江河湖海水等地表水的自然温度来提高空调的能效，减少对环境的影响。所以开发一种结构简单，操作方便的装置将河水引到热泵空调主机显得十分必要。

目前，常规的取水装置是使用钢筋混凝土浇筑而成，先用围堰挡水，将取水装置的施工场地抽干，清淤泥后，安装模板，扎钢筋，浇筑混凝土取水装置，再安装网板等过滤网。

常州市钜岳水务环保科技有限公司公开的CN101736776A《沉箱式取水装置》，“其特征在于：具有置于水中的箱体(1)和取水系统(2)，箱体(1)的侧面开设有小孔，取水系统(2)的取水管(2-1)一端置于箱体中(1)，取水系统(2)上连接有反冲洗装置，反冲洗装置包含有出水口对着箱体(1)的管件(3-1)和控制水由取水管(2-1)向管件(3-1)流动的阀门装置(3-2)......具有置于水中的箱体和取水系统，箱体的侧面开设有小孔，取水系统的取水管一端置于箱体中，取水系统上连接有反冲洗装置，反冲洗装置包含有出水口对着箱体的管件和控制水由取水管向管件流动的阀门装置，箱体为圆柱形，取水管的管口置于箱体高度的2/3处，本发明不受船只航行的影响，占地面积小；主要是在河道上做坝砌湿井围格栅等，减少了大量投资；由于是自动控制清淤，减少了劳动力；拆卸方便，便于移动” 。

技术实现要素：

从上述背景技术中的内容可以看出，常规取水装置存在有施工麻烦、施工周期长、体积大、投资大等问题。而且，不论是常规取水装置，还是沉箱式取水装置，都是使用拦污栅和孔板等方式除污，除污效果都不是很理想，尤其是对泥沙污物的清理效果比较差，所以，在取水后，还需要增加沉淀池、旋流除砂器等等水处理设备，对取来的水进一步分离处理，最后还需要将分离出来的泥沙污物外运并予以填埋，工序复杂，投资大。

为了解决上述等等问题，本发明公开了一种比较简单方便的具有高效除污功能的取水装置，在取水的同时，对水中的泥沙污物进行分离处理，即在取水源头分离泥沙污物，避免将泥沙污物随水流输送到用户场地，既可以减少系统输送泥沙污物的能耗，也避免用户清理泥沙污物的费用和麻烦。

本发明公开的高效除污的取水装置，包括进水管、细过滤网、粗过滤网、进水口、旋流器或者折流器、临时储污室、排污阀、支架等，根据用户的使用要求，还可能包括水泵、单向阀等装置。在取水装置外面的进水口处覆盖的粗过滤网，可以将地表水中的泥沙污物进行初步过滤，防止地表水中的大颗粒物质进入到取水装置中。

取水时，在水流负压等作用力的作用下，排污阀会自动关闭；停止取水时，排污阀在自重和泥沙污物的作用下自动打开，可以完全不需要人为进行操控。取水工作中，如果临时储污室中储存的泥沙污物太多，一旦泥沙污物的重量超过水流负压的作用力，排污阀也会自动打开，排出泥沙污物，然后立即自动关闭。

粗过滤网或孔板覆盖进水口，在进水口和取水管之间，设置折流器，所述折流器使水流方向发生1次以上的改变，将粗过滤网未能拦截的泥沙污物从水中分离出来，干净水进入取水管，泥沙污物下沉分离。所述排污阀的上部有临时储污室，在取水过程中排污阀关闭，可临时储存取水过程中分离出来的泥沙污物；在停止取水时，排污阀打开，临时储污室中的污物可以自动排出。

粗过滤网或者孔板覆盖进水口，在进水口和取水管之间，设置旋流器，所述旋流器引导水流旋转，将粗过滤网未能拦截的泥沙污物从水中分离出来，干净水进入取水管，泥沙污物下沉分离。所述排污阀的上部有临时储污室，在取水过程中排污阀关闭，可临时储存取水过程中分离出来的泥沙污物；在停止取水时，排污阀打开，临时储污室中的污物可以自动排出。这种泥沙污物的自动排出，不需要使用水冲刷或者气体吹扫等外力作用，也就是说，不需要耗费任何能源或者资源，停止抽水时，排污阀在自重的作用下自动打开，泥沙污物在自身重力的作用下就可以顺利地自动排出取水装置。排污阀可以做成单开或者双开的合页形状，也可以做成球状。排污阀材料可以是金属材料，也可以是塑料或者橡胶材料。

众所周知，地表水体不同深度的温度不同，一般取水口越深则地源热泵中央空调系统的节能效果越好，但是取水口越深即取水口离水底的泥沙污物越近，不仅是不利于排污，而且取到的水流中夹带的泥沙污物也越多，取水水质越差，给空调系统的运行带来不利影响，也加重了水处理的负担。如何既能保证顺利排污，又能保证取水的水质和水温，取水装置在地表水中的放置位置非常关键。

一般来说，高效除污的取水装置的排污阀的下边沿，距水底泥沙表面的距离等于或大于50毫米，取水设备能够顺利排污，设备可以正常工作。排污阀的下边沿距水底泥沙表面的距离为500～5000毫米时，排污效果和取水水质水温都比较好，系统能够长期运行，适宜使用。排污阀的下边沿距水底泥沙表面的距离优选为1000～2000毫米，此时，排污效果和取水水质和水温的综合指标达到了最佳状态，推荐使用。取水装置可以通过浮船吊立在地表水体中，也可以通过一根以上的支撑固定于水体中，保证取水装置下面的排污阀与水底泥沙表面的距离符合要求。

本发明包含的各种高效除污的取水装置外观形状不同，但取水除污的基本方法和工艺流程类似，主要包含以下步骤：a.取水工作时，受水泵的负压作用力或者虹吸、水体自流等作用力，江河湖海等地表水自动流向进水口，同时，取水装置底部的排污阀自动关闭；b.水流首先通过取水装置的最外层的孔板或者粗过滤网等装置，过滤掉尺寸较大的污物后，水流携带着一部分尺寸比较小的泥沙污物，进入到高效除污的取水装置中；c.在折流器（或旋流器）的引导下，水流进行一次以上的方向改变（或旋转），使水流中的泥沙污物分离出来，去除泥沙污物的干净水流,通过细过滤网后进入取水管；d.水流中分离出来的泥沙污物沉淀在折流器或旋流器与排污阀之间的临时储污室；e.取水工作停止时，位于取水装置底部的排污阀自动打开，将临时储污室中的泥沙污物自动排出取水装置。如此周而复始，达到了本发明在取水的同时进行高效除污的目的。

高效除污的取水装置及取水除污方法，将取水装置和除污分离装置有机地结合为一个整体，结构简单，施工方便。在取水时，可以方便将整个高效除污的取水装置，放置在地表水中进行取水，结构简单，容易操作，同时更换维修维护也方便。更重要的是：高效除污的取水装置及取水除污方法在取水过程中，在取水的源头处对水中的泥沙污物就地分离且就地排出，使泥沙污物从水底来回到水底去，降低了泥沙污物的传输能耗，也减少了后期对泥沙污物进行处理运输填埋的费用和对环境的破坏。

附图说明

图1是旋流型高效除污的取水装置 实施方式一的结构示意图；

图2是折流型高效除污的取水装置 实施方式二的结构示意图；

图3是简易型高效除污的取水装置 实施方式三的结构示意图；

在图1至图3中，1进水管，2细过滤网，3粗过滤网，4进水口，5旋流器，6折流器，7临时储污室，8排污阀，9支架，10水底。

具体实施方式一 ：高效除污的折流取水装置及取水除污方法

下面结合附图1对本发明——高效除污的取水装置作进一步的说明。

本发明公开的高效除污的取水装置，包括进水管（1）、细过滤网（2）、粗过滤网（3）、进水口（4）、折流器（6）、临时储污室（7）、排污阀（8）、支架（9）等，根据用户的使用要求，还可能包括水泵、单向阀等装置。在取水装置外面的进水口（4）处覆盖的粗过滤网（3），可以将地表水中的泥沙污物进行初步过滤，防止地表水中的大颗粒物质进入到取水装置中。

取水时，在水流负压等作用力的作用下，排污阀（8）会自动关闭；停止取水时，排污阀（8）在自重和泥沙污物的作用下自动打开，可以完全不需要人为进行操控。

粗过滤网（3）或孔板覆盖进水口（4），在进水口（4）和取水管(1)之间，设置折流器（6），所述折流器（6）使水流方向发生1次以上的改变，将粗过滤网（3）未能拦截的泥沙污物从水中分离出来，干净水经过细过滤网(2)进入取水管(1)，泥沙污物下沉分离。所述排污阀（8）的上部有临时储污室(7)，在取水过程中排污阀（8）关闭，可临时储存取水过程中分离出来的泥沙污物；在停止取水时，排污阀（8）打开，临时储污室(7)中的污物可以自动排出。

这种泥沙污物的自动排出，不需要使用水冲刷或者气体吹扫等外力作用，也就是说，不需要耗费任何能源或者资源，停止抽水时，排污阀（8）在自重的作用下自动打开，泥沙污物在自身重力的作用下就可以顺利地自动排出取水装置。排污阀(8)可以做成单开或者双开的合页形状，也可以做成球状。排污阀(8)的材料可以是金属材料，也可以是塑料或者橡胶材料。

一般来说，高效除污的取水装置的排污阀（8）的下边沿，距水底泥沙表面(10)的距离等于或大于50毫米，取水设备能够顺利排污，设备可以正常工作。排污阀（8）的下边沿距水底泥沙表面(10)的距离为500～5000毫米时，排污效果和取水水质水温都比较好，系统能够长期运行，适宜使用。排污阀（8）的下边沿距水底泥沙表面(10)的距离优选为1000～2000毫米，此时，排污效果和取水水质和水温的综合指标达到了最佳状态，推荐使用。也可以通过一根以上的支撑固定于水体中，保证取水装置下面的排污阀（8）与水底泥沙表面(10)的距离符合要求。

本发明包含的各种高效除污的取水装置外观形状不同，但取水除污的基本方法和工艺流程类似，主要包含以下步骤：a.取水工作时，受水泵的负压作用力或者虹吸、水体自流等作用力，江河湖海等地表水自动流向进水口(4)，同时，取水装置底部的排污阀（8）自动关闭；b.水流首先通过取水装置的最外层的孔板或者粗过滤网（3）等装置，过滤掉尺寸较大的污物后，水流携带着一部分尺寸比较小的泥沙污物，进入到高效除污的取水装置中；c.在折流器（6）的引导下，水流进行了两次的方向改变，即由进水口(4)沿折流器往上，到达顶部后再往下，然后再往上，最后进入取水管(1)，在折流器(6)的作用下，使水流中的泥沙污物分离出来，去除泥沙污物的干净水流,通过细过滤网（2）后进入取水管(1)；d.水流中分离出来的泥沙污物沉淀在折流器(6)与排污阀（8）之间的临时储污室（7）；e.取水工作停止时，位于取水装置底部的排污阀（8）自动打开，将临时储污室(7)中的泥沙污物自动排出取水装置。如此周而复始，达到了本发明在取水的同时进行高效除污的目的。

具体实施方式二 ：高效除污的旋流式取水装置及取水除污方法

下面结合附图2对本发明——高效除污的取水装置作进一步的说明。

本发明公开的高效除污的取水装置，包括进水管（1）、细过滤网（2）、粗过滤网（3）、进水口（4）、旋流器（5）、临时储污室（7）、排污阀（8）、支架（9）等，根据用户的使用要求，还可能包括水泵、单向阀等装置。在取水装置外面的进水口处覆盖的粗过滤网（3），可以将地表水中的泥沙污物进行初步过滤，防止地表水中的大颗粒物质进入到取水装置中。

取水时，在水流负压等作用力的作用下，排污阀（8）会自动关闭；停止取水时，排污阀（8）在自重和泥沙污物的作用下自动打开，可以完全不需要人为进行操控。取水工作中，如果临时储污室(7)中储存的泥沙污物太多，一旦泥沙污物的重量超过水流负压的作用力，排污阀（8）也会自动打开，排出泥沙污物，然后立即自动关闭。

粗过滤网（3）或者孔板覆盖进水口（4），在进水口（4）和取水管（1）之间，设置旋流器（6），所述旋流器（6）引导水流旋转，将粗过滤网（3）未能拦截的泥沙污物从水中分离出来，干净水进入取水管（1），泥沙污物下沉分离。所述排污阀（8）的上部有临时储污室(7)，在取水过程中排污阀（8）关闭，可临时储存取水过程中分离出来的泥沙污物；在停止取水时，排污阀（8）打开，临时储污室(7)中的污物可以自动排出。这种泥沙污物的自动排出，不需要使用水冲刷或者气体吹扫等外力作用，也就是说，不需要耗费任何能源或者资源，停止抽水时，排污阀（8）在自重的作用下自动打开，泥沙污物在自身重力的作用下就可以顺利地自动排出取水装置。排污阀（8）可以做成单开或者双开的合页形状，也可以做成球状。排污阀（8）材料可以是金属材料，也可以是塑料或者橡胶材料。

一般来说，高效除污的取水装置的排污阀（8）的下边沿，距水底泥沙表面(10)的距离等于或大于50毫米，取水设备能够顺利排污，设备可以正常工作。排污阀（8）的下边沿距水底泥沙表面(10)的距离为500～5000毫米时，排污效果和取水水质水温都比较好，系统能够长期运行，适宜使用。排污阀（8）的下边沿距水底泥沙表面(10)的距离优选为1000～2000毫米，此时，排污效果和取水水质和水温的综合指标达到了最佳状态，推荐使用。取水装置可以通过浮船吊立在地表水体中，也可以通过一根以上的支撑固定于水体中，保证取水装置下面的排污阀（8）与水底泥沙表面的距离符合要求。

本发明包含的各种高效除污的取水装置外观形状不同，但取水除污的基本方法和工艺流程类似，主要包含以下步骤：a.取水工作时，受水泵的负压作用力或者虹吸、水体自流等作用力，江河湖海等地表水自动流向进水口(4)，同时，取水装置底部的排污阀（8）自动关闭；b.水流首先通过取水装置的最外层的孔板或者粗过滤网（3）等装置，过滤掉尺寸较大的污物后，水流携带着一部分尺寸比较小的泥沙污物，进入到高效除污的取水装置中；c.在旋流器的引导下，水流进行旋转，使水流中的泥沙污物分离出来，去除泥沙污物的干净水流,通过细过滤网（2）后进入取水管；d.水流中分离出来的泥沙污物沉淀在旋流器（5）与排污阀（8）之间的临时储污室（7）；e.取水工作停止时，位于取水装置底部的排污阀（8）自动打开，将临时储污室（7）中的泥沙污物自动排出取水装置。如此周而复始，达到了本发明在取水的同时进行高效除污的目的。

具体实施方式三 ：高效除污的简易取水装置及取水除污方法

下面结合附图2对本发明——高效除污的取水装置作进一步的说明。

本发明公开的高效除污的取水装置，包括进水管（1）、细过滤网（2）、粗过滤网（3）、进水口（4）、临时储污室（7）、排污阀（8）、支架（9）等，根据用户的使用要求，还可能包括水泵、单向阀等装置。在取水装置外面的进水口处覆盖的粗过滤网（3），可以将地表水中的泥沙污物进行初步过滤，防止地表水中的大颗粒物质进入到取水装置中。

本简易装置没有折流器或者旋流器（5），主要是通过局部放大水流通道，使水流的流速迅速降低，从而分离出泥沙污物，也可以同时结合水流流向改变，增强泥沙污物的分离效果。

取水时，在水流负压等作用力的作用下，排污阀（8）会自动关闭；停止取水时，排污阀（8）在自重和泥沙污物的作用下自动打开，可以完全不需要人为进行操控。

粗过滤网（3）或孔板覆盖进水口（4），在进水口（4）和取水管（1）之间，设置折流器（6），所述折流器（6）使水流方向发生1次以上的改变，将粗过滤网（3）未能拦截的泥沙污物从水中分离出来，干净水进入取水管（1），泥沙污物下沉分离。所述排污阀（8）的上部有临时储污室（7），在取水过程中排污阀（8）关闭，可临时储存取水过程中分离出来的泥沙污物；在停止取水时，排污阀（8）打开，临时储污室（7）中的污物可以自动排出。

这种泥沙污物的自动排出，不需要使用水冲刷或者气体吹扫等外力作用，也就是说，不需要耗费任何能源或者资源，停止抽水时，排污阀（8）在自重的作用下自动打开，泥沙污物在自身重力的作用下就可以顺利地自动排出取水装置。排污阀（8）可以做成单开或者双开的合页形状，也可以做成球状。排污阀（8）材料可以是金属材料，也可以是塑料或者橡胶材料。

一般来说，高效除污的取水装置的排污阀（8）的下边沿，距水底泥沙表面(10)的距离等于或大于50毫米，取水设备能够顺利排污，设备可以正常工作。排污阀（8）的下边沿距水底泥沙表面(10)的距离为500～5000毫米时，排污效果和取水水质水温都比较好，系统能够长期运行，适宜使用。排污阀（8）的下边沿距水底泥沙表面(10)的距离优选为1000～2000毫米，此时，排污效果和取水水质和水温的综合指标达到了最佳状态，推荐使用。取水装置可以通过浮船吊立在地表水体中，也可以通过一根以上的支撑固定于水体中，保证取水装置下面的排污阀（8）与水底泥沙表面的距离符合要求。

本发明取水除污方法，主要包含以下步骤：a.取水工作时，受水泵的负压作用力或者虹吸、水体自流等作用力，江河湖海等地表水自动流向进水口(4)，同时，取水装置底部的排污阀（8）自动关闭；b.水流首先通过取水装置的最外层的孔板或者粗过滤网（3）等装置，过滤掉尺寸较大的污物后，水流携带着一部分尺寸比较小的泥沙污物，进入到高效除污的取水装置中；c.水流进入取水装置后水流通道扩大，使水流的流速迅速降低，从而使水流中的泥沙污物分离出来，去除泥沙污物的水流,通过细过滤网（2）进一步过滤除去泥沙污物后进入取水管（1）；d.水流中分离出来的泥沙污物沉淀在排污阀（8）上面的临时储污室（7）；e.取水工作停止时，位于取水装置底部的排污阀（8）自动打开，将临时储污室（7）中的泥沙污物自动排出取水装置。如此周而复始，达到了本发明在取水的同时进行高效除污的目的。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下，还可以做出其它变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。