合流制排水管道沉积物冲洗分离一体化的装置及处理系统的制作方法

本实用新型涉及合流制排水管道沉积物的污染控制领域，尤其涉及一种合流制排水管道沉积物冲洗分离一体化的装置及处理系统。

背景技术：

晴天时，合流制排水系统中的污水会进入截污管网；雨天时，污水与雨水将通过溢流井或截留泵站的应急排放闸门进入受纳水体中，即产生合流制管道溢流(cso)，造成污染。合流制排水系统晴天输送污水时，会因流速慢而容易产生管道沉积物，研究表明管道沉积物在cso的污染负荷中占比较大(约30％-80％)。因此，经常对合流制管道沉积物尤其是入河段合流制管道沉积物进行冲洗并分离，是控制cso污染，保护水体环境的有效措施。

目前常见的冲洗系统为高压冲洗车，将高压冲洗车中的水泵与软管连接，软管末端连接喷头；清洗时将喷头伸入排水管道中，利用喷头处的高压水柱(最高清洗水压约9mpa)，对管道沉积物进行冲洗。因为合流制排水管道需要经常冲洗，所以用高压冲洗车对管道进行冲洗经济效益不高，而且高压冲洗车体积较大，购置费用高，不适用于较小管径与“城中村”中的合流制管道的清洗。另外，冲洗污水中污染物浓度较高，如果直接进入污水处理厂，会显著影响污水处理厂的水力负荷，影响其正常运行，或者进入河道，将产生较严重的二次污染。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现要素：

为弥补现有技术的不足，本实用新型提出一种合流制排水管道沉积物冲洗分离一体化的装置及处理系统，经济效益高，二次污染小，操作便捷，设备小型化且成本较低。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型公开了一种冲洗分离一体化装置，用于合流制排水管道沉积物冲洗分离一体化的处理系统，所述处理系统还包括穿孔管、检查井单元，所述穿孔管设置在所述合流制排水管道内且在所述穿孔管上设有多个孔洞以用于对所述合流制排水管道进行冲洗；所述检查井单元包括设置在检查井内的入流管和沉泥槽，其中所述入流管沿着所述检查井的深度方向设置，且所述入流管的下端与所述穿孔管的第一端相连，所述入流管的上端设置在所述检查井的井盖的下方位置处，所述沉泥槽设置在所述检查井的底部；其中：

所述冲洗分离一体化装置包括控制器、水箱、清水泵、进水管、污水泵、抽水管、污水分离单元，其中所述控制器分别连接并用于控制所述清水泵和所述污水泵，所述水箱连接所述清水泵的进水口，所述清水泵的出水口连接在所述进水管的第一端，所述进水管的第二端连接所述入流管的上端，所述抽水管的第一端伸入到所述沉泥槽内，第二端连接在所述污水泵的进水口处，所述污水泵的出水口连接所述污水分离单元，所述污水分离单元用于对污水进行分离处理并将分离出的上清液排入到所述检查井内。

优选地，所述污水分离单元包括水力旋流分离器、贮泥池和溢流管，其中所述污水泵的出水口连接所述水力旋流分离器的入水口，所述水力旋流分离器的溢流口连接所述溢流管的第一端，所述溢流管的第二端伸入到所述检查井内，所述贮泥池设置在所述水力旋流分离器的底流口的下方。

优选地，所述贮泥池的侧壁上每隔预定高度上设有至少一个开孔，且在每个所述开孔的位置处均相应设有阀门。

优选地，所述冲洗分离一体化装置还包括喇叭口收集器，所述喇叭口收集器设置在所述抽水管的第一端处。

优选地，所述喇叭口收集器的端口处的直径≥100mm。

优选地，所述喇叭口收集器的端口处设有筛网。

优选地，所述喇叭口收集器上设有液位传感器，所述液位传感器连接所述控制器以用于根据所述沉泥槽内的水位控制所述污水泵的开关。

本实用新型还公开了一种合流制排水管道沉积物冲洗分离一体化的处理系统，包括穿孔管、检查井单元以及上述的冲洗分离一体化装置，其中：

所述穿孔管设置在所述合流制排水管道内且在所述穿孔管上设有多个孔洞以用于对所述合流制排水管道进行冲洗；

所述检查井单元包括设置在检查井内的入流管和沉泥槽，其中所述入流管沿着所述检查井的深度方向设置，且所述入流管的下端与所述穿孔管的第一端相连，所述入流管的上端设置在所述检查井的井盖的下方位置处，所述沉泥槽设置在所述检查井的底部。

优选地，所述穿孔管上的多个所述孔洞分别设置在所述穿孔管的横向横截面的最底端和/或所述穿孔管的横向横截面上关于所述最底端对称的两侧，其中多个所述孔洞的开设方向分别与所述穿孔管的横向横截面的夹角≥30°且≤60°，且设置在所述穿孔管的横向横截面上关于所述最底端对称的两侧中的各侧偏离所述最底端的角度≥30°且≤60°。

优选地，所述处理系统还包括可移动装置，其中所述冲洗分离一体化装置安装设置在所述可移动装置上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型公开的合流制排水管道沉积物冲洗分离一体化的装置及处理系统，通过采用冲洗分离一体化装置，结合在合流制排水管道内设置穿孔管，并在检查井内设置检查井单元，实现合流制排水管道的沉积物的冲洗及分离一体化处理，设备小型化，操作简单，经济效益高，二次污染小，投资成本及处理成本较低，可适用于较小管径与“城中村”的合流制排水管道的清洗，可有效降低合流制排水管道的管网溢流污染负荷，有利于受纳水体环境的保护。

在进一步的方案中，本实用新型还具有以下优点：

在污水分离单元内设置的贮泥池的侧壁上每隔预定高度上设有至少一个开孔，且在每个开孔的位置处相应设置阀门，使得可以根据实际情况将贮泥池内的上清液排除。

在抽水管的第一端处设置喇叭口收集器，方便对沉泥槽内的泥水混合物进行收集，在喇叭口收集器的端口处设置筛网，可以防止塑料袋、石块等大型废物进入到污水泵内；另外在喇叭口收集器上还设有液位传感器，且该液位传感器连接控制器，从而可以实现污水泵的自动结束。

冲洗分离一体化装置设置在可移动装置上，方便进行移动，以实现对不同的合流制排水管道进行冲洗及分离，实现移动式处理，使用更加方便。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的合流制排水管道沉积物冲洗分离一体化的处理系统的结构示意图；

图2a是图1中的穿孔管的纵向横截面的局部示意图；

图2b是图1中的穿孔管的横向横截面的示意图；

图3是图1中的喇叭口收集器的结构示意图；

图4是图1中的冲洗分离一体化装置的布局示意图；

图5是图4中的a-a截面示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。

如图1所示，本实用新型的优选实施例公开了一种合流制排水管道50沉积物冲洗分离一体化的处理系统以及该处理系统中的冲洗分离一体化装置30，该处理系统还包括穿孔管10、检查井单元20、冲洗分离一体化装置30。穿孔管10设置在合流制排水管道50内且在穿孔管10上设有多个孔洞以用于对合流制排水管道50进行冲洗；检查井单元20包括设置在检查井21内的入流管22和沉泥槽23，其中入流管22沿着检查井21的深度方向设置，且入流管22的下端与穿孔管10的第一端相连，入流管22的上端设置在检查井21的井盖的下方位置处，沉泥槽23设置在检查井21的底部。冲洗分离一体化装置30包括控制器31、水箱32、清水泵33、进水管34、污水泵35、抽水管36、污水分离单元37，其中控制器31分别连接并用于控制清水泵33和污水泵35，水箱32连接清水泵33的进水口，清水泵33的出水口连接在进水管34的第一端，进水管34的第二端连接入流管22的上端，抽水管36的第一端伸入到沉泥槽23内，第二端连接在污水泵35的进水口处，污水泵35的出水口连接污水分离单元37，污水分离单元37用于对污水进行分离处理并将分离出的上清液排入到检查井21内。

结合图2a和图2b，穿孔管10上的多个孔洞11分别设置在穿孔管10的横向横截面的最底端和/或穿孔管10的横向横截面上关于最底端对称的两侧，其中多个孔洞11的开设方向分别与穿孔管10的横向横截面的夹角≥30°且≤60°，且设置在穿孔管10的横向横截面上关于最底端对称的两侧中的各侧偏离最底端的角度≥30°且≤60°；在本具体实施例中，在穿孔管10的横向横截面的最底端和关于最底端对称的两侧均设有孔洞11，且孔洞11的开设方向分别与穿孔管10的横向横截面的夹角为45°(其中优选地，该角度设置为向入流管22的方向倾斜，以形成如图1所示的从穿孔管10的第二端到第一端的排水方向)，且设置在穿孔管10的横向横截面上关于最底端对称的两侧中的各侧偏离最底端的角度为30°。进一步地，孔洞11的孔径为6mm，孔洞11的孔间距为64cm，穿孔管10的管径dn＝50mm。

其中穿孔管10的材质为高密度聚乙烯(hdpe)，公称直径为50mm，穿孔管10的第二端设有堵帽12，用于封堵穿孔管10的第二端以使得该端密封；穿孔管10的第一端通过组合连接件13与入流管22的下端相连，其中组合连接件13包括活接、外牙直通、宝塔嘴接头，通过该组合连接件13连接穿孔管10和入流管22，可以调整穿孔管10的旋转方向。穿孔管10可以预先铺设在在建或维修的合流制排水管道50内部，在铺设穿孔管10时，设置的多个孔洞11朝下，按1m的间隔均匀设置管卡14来制成穿孔管10，支撑的高度为10cm，也即穿孔管10的底部距离合流制排水管道50的底部为5～10cm。合流制排水管道50的管径dn≤600mm。

入流管22通过多个吊码管夹221固定在检查井21内，且最上端的吊码管夹221设置在距离检查井21的井盖≤30cm的位置处，最下端的吊码管夹221设置在合流制排水管道50的上端≤30cm的位置处；另入流管22的上端距离检查井21的井盖的距离≤30cm，以方便将进水管34的第二端连接在入流管22的上端处，且在本实施例中，入流管22的上端通过宝塔嘴接头222与进水管34的第二端进行连接。检查井21底部设置的沉泥槽23设置在合流制排水管道50的下游位置处，其体积为0.2～0.4m³，深度为0.2～0.5m。

污水分离单元37包括水力旋流分离器371、贮泥池372和溢流管373，污水泵35的出水口连接水力旋流分离器371的入水口，水力旋流分离器371的溢流口连接溢流管373的第一端，溢流管373的第二端伸入到检查井21内的合适位置，使得经水力旋流分离器371处理后的上清液进入到合流制管道50的下游，而后通过溢流井60进入截污管网70或受纳水体80；贮泥池372设置在水力旋流分离器371的底流口的下方；其中贮泥池372的侧壁上每隔预定高度上设有至少一个开孔，且在每个开孔的位置处均相应设有阀门；具体地，贮泥池372的体积≤0.12m³，在贮泥池372的不同高度处设置开孔并相应设置阀门以排除贮泥池372中的上清液。另外，冲洗分离一体化装置30还包括喇叭口收集器38，喇叭口收集器38设置在抽水管36的第一端处，也即该喇叭口收集器38放置在沉泥槽23的合适位置处，通过污水泵35抽取泥水混合物进入水力旋流分离器371进行处理，水力旋流分离器371的底流口与贮泥池372连接使得水力旋流分离器371处理后的沉积物进入贮泥池372，水力旋流分离器371的溢流口与溢流管373连接，再使经水力旋流分离器371处理后的上清夜排入到检查井21内；其中，水力旋流分离器371的内径为150mm，给料压力为0.06～0.35mpa。如图3所示，喇叭口收集器38的直径≥100mm，且在喇叭口收集器38的端口处设有筛网381，使得在污水泵35进行抽吸时防止塑料袋、石块等大型废物进入到污水泵35内；且在喇叭口收集器38上还设有液位传感器382，该液位传感器382连接控制器31以用于根据沉泥槽23内的水位控制污水泵35的开关。具体地，控制器31控制清水泵33和污水泵35的开关，通过控制器31控制电磁阀311从而控制清水泵33和污水泵35的流量并且实时监控水箱32、贮泥池372的液位、以及清水泵33和污水泵35的流量与压力，在本实施例中，水箱32的体积≤1.2m³，清水泵33的流量为40～45m³/h，污水泵35的流量为40m³/h，扬程≥25m；且喇叭口收集器38上的液位传感器382与控制器31连接，以达到控制污水泵35的开关的作用，实现自动结束抽水的目的。

冲洗分离一体化装置30还包括三相发电机39，该三相发电机39用于为控制柜31、清水泵33和污水泵35供电。

另外，该合流制排水管道50沉积物冲洗分离一体化的处理系统还包括可移动装置40(例如小型货车等)，且冲洗分离一体化装置30安装设置在该可移动装置40上，以实现该冲洗分离一体化装置30的可移动性，可方便安装在不同位置处的合流制排水管道50以对不同位置处的合流制排水管道50的沉积物进行冲洗和分离。

本实用新型优选实施例的冲洗分离一体化装置30的空间为总宽度≤1.6m，总长度≤1.68m，总高度≤2.5m，其空间布局如图4所示。其中水箱32的尺寸为长0.9m×宽0.7m×高2m，水箱32上设有进水口321，清水泵33的流量为45m³/h，扬程为16m，功率为4.0kw，污水泵35的型号为zw自吸式排污泵，流量为40m³/h，扬程为25m，功率为7.5kw；水力旋流分离器371的内径为150mm，结合图5，水力旋流分离器371的内径为150mm，共设有3个，实际情况下可根据需清洗的合流制排水管道50的长度来选择相应数量的水力旋流分离器371，水力旋流分离器371在使用时，开启阀门3711；贮泥池372的尺寸为长0.3m×宽0.6m×高0.8m，并在边缘处每隔0.1m高度处开孔并设置阀门3721，便于排除贮泥池372中的上清液。贮泥池372的材料采用透明化材料(如有机玻璃)，封闭式设计，以达到隔臭，可视化的目的，其中水力旋流分离器371的底流口插入到贮泥池372的上端，通过拆除贮泥池372上的水力旋流分离器371即可将贮泥池372中的污泥从顶部出口排除；三相发电机39为15kw柴油发电机，控制器31的控制原理可采用可编程逻辑控制器(plc)，其中控制柜31的显示设备的参数范围如表1所示。

表1控制柜的显示设备的参数范围

本实用新型的优选实施例还公开了一种利用上述的处理系统对合流制排水管道50沉积物进行冲洗分离一体化处理的方法，包括以下步骤：

(1)将喇叭口收集器38置于沉泥槽23的适当位置，将进水管34与入流管22通过宝塔嘴接头222连接，溢流管373的第二端伸入到检查井21内的合适位置，启动三相发电机39进行供电。

(2)通过控制器31设置好污水泵35的流量并开启污水泵35，将沉泥槽23内的泥水混合物抽入到水力旋流分离器371进行处理，处理后的上清夜通过水力旋流分离器371的顶部的溢流口流入到溢流管373并流入到检查井21内至合流制管道50的下游，处理后的沉积物通过水力旋流分离器371的底部的底流口流入到贮泥池372内；当沉泥槽23中的水位低于喇叭口收集器38上设置的液位传感器382所在的位置时，污水泵35自动关闭，抽水过程自动结束。

(3)通过控制器31设置好清水泵33流量并开启清水泵33，清水从水箱32依次进行进水管34、入流管22后，进入到穿孔管10，在穿孔管10上设置的孔洞11处产生射流对合流制排水管道50的沉积物进行冲洗，冲洗产生的污水排入到合流制排水管道50下游的沉泥槽23中，冲洗时长≤1min，孔洞11处产生的射流的速度≥1.0m/s。

(4)冲洗完毕或冲洗一段时间(如30s)后(也即在关闭清水泵之后或者关闭清水泵之前)，开启污水泵35，将沉泥槽23内的泥水混合物抽入到水力旋流分离器371进行处理，处理过程同步骤(2)，直至沉泥槽23中的水位低于喇叭口收集器38上设置的液位传感器382所在的位置时，污水泵35自动关闭，抽水过程自动结束。

在水箱32满的情况下，通过该处理系统可以处理合流制排水管道50约100m。

具体地，需要根据合流制排水管道50的长度确定清水泵33和污水泵35的流量，以及连接水力旋流分离器371的个数，可参考如下表2的参数。

表2合流制排水管道、清水泵、污水泵、水力旋流分离器的参数

本实用新型的优选实施例公开的合流制排水管道沉积物冲洗及分离一体化移动式装置及处理系统，该系统包括预置穿孔管、检查井单元、冲洗分离一体装置、可移动装置；其中冲洗分离一体装置装配在可移动装置上，装配有水箱、清水泵、进水管、喇叭口收集器(装载液位传感器)、抽水管、污水泵、水力旋流分离器、贮泥池、溢流出水管，电磁阀、控制器与三相发电机等；检查井单元是在检查井内加工有入流管与小型沉泥槽；穿孔管预置于合流制排水管道内，一端封堵，另一端与入流管连接。工作时，将喇叭口收集器置于沉泥槽中合适位置，将进水管与入流管连接，溢流出水管置于检查井中，先对沉泥槽进行除泥操作，而后对管道沉积物进行冲洗与分离操作，过程中通过控制器控制清水泵、污水泵的开关与流量并且实时监控水箱、贮泥池的液位，清水泵、污水泵的流量与压力。喇叭口收集器上装载的液位传感器与污水泵开关相关联，达到自动结束抽水的目的。穿孔管射流冲洗出水经喇叭口收集器进入水力旋流分离器进行固液分离，浓缩后的管道沉积物进入贮泥池，溢流出水排至检查井中，后进入截污管网或受纳水体。本实用新型的特点在于：能够做到管道沉积物冲洗及分离一体化移动式处理，设备小型化，操作简单，投资成本及处理成本较低，二次污染小，可适用于较小管径与“城中村”的合流制管道的清洗，可有效降低合流制管网溢流污染负荷，有利于受纳水体环境的保护。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。