技术特征：
1.一种污水收集系统沉积物和废气原位循环净化装置，其特征在于：包括污水管道(1-1)，以及垂直开设在污水管道上的1至n号井室，每个井室的井前壁、井后壁均设有气体净化管道，且井室内、井室间的气体净化管道首尾相联整体呈“s”型；在1至(n-1)号井室内安装有探测搅拌器，在n号井室内安装监测器；在1号井室安装入口挡板(2-14)，在n号井室安装出口挡板，在1至(n-1)号井室安装自动挡板；在1号井室和n号井室之间安装气体回收装置；污水管道对应的地面上设有中央控制器(5-1)、水泵与铁基材料投放器(2-6)，其中，中央控制器(5-1)连接上述的探测搅拌器、监测器、入口挡板、出口挡板、自动挡板、水泵与铁基材料投放器、气泵气体回收装置，接受各自的信号并对其开启运行进行控制。2.根据权利要求1所述一种污水收集系统沉积物和废气原位循环净化装置，其特征在于，所述的气泵气体回收装置安装于1号井盖和n号井盖之间，其包括设置在1号井盖和n号井盖之间的密封气体罩，用于连接密封气体罩的导气管以及安装在导气管上的气泵(3-3)，其中气体罩和导气管分别设有磁吸盖，磁吸盖在气体回收装置启动的时候会失去磁吸效果放任气体通过；当气体回收装置尚未启动时，磁吸盖恢复磁性，阻挡气体通过。3.根据权利要求1所述一种污水收集系统沉积物和废气原位循环净化装置，其特征在于，所述的2至(n-1)号井安装密封井盖，并在井下设有导气管，联通2至(n-1)号井前壁和井前壁的气体净化管道；所述的导气管与密封井盖接连为一体，并在导气管中设有微型真空泵，引导气体净化管道中的气体流通。4.根据权利要求1所述一种污水收集系统沉积物和废气原位循环净化装置，其特征在于，气体净化管道中设有智能气体收集装置，用于检测并回收管道中的甲烷气体，并将数据传递给中央控制器(5-1)。5.根据权利要求1所述一种污水收集系统沉积物和废气原位循环净化装置，其特征在于n号井室末端设有磁纱网、磁铁对投放到污水管道的铁基材料进行回收处理。6.根据权利要求1所述一种污水收集系统沉积物和废气原位循环净化装置，其特征在于，气体净化管道中填充过滤填料和生物炭，用于吸附和去除h2s气体。7.根据权利要求1所述一种污水收集系统沉积物和废气原位循环净化装置，其特征在于，探测搅拌器由可拆卸装置固定于井室之中，其包括：供能装置(6-1)、信号接受装置(6-2)、转动轴(6-3)、清淤刀片(6-4)以及转动杆和探测装置(6-5)；其中，清淤刀片(6-4)固定在转动杆外周，转动杆上接至转动轴(6-3)，供能装置(6-1)安装在转动轴上部，其包括蓄电池与电动马达，其中电动马达与转动轴(6-3)相连；信号接受装置(6-2)安装在供能装置(6-1)外部，信号接受装置(6-2)包括集成数据收集处理装置与小型收发天线，转动杆内的红外探测装置可探测并收集数据，并由信号接受装置(6-2)传输数据和接收中央控制器(5-1)的信号，收到信号后供能装置(6-1)启动电动马达，使转动轴(6-3)和与其相连的清淤刀片(6-4)转动，通过刀片转动将底部淤泥搅拌清淤。8.根据权利要求4所述一种污水收集系统沉积物和废气原位循环净化装置，其特征在于，气体净化管道中设有智能气体收集装置，智能气体装置顶部设有动力装置(7-1)，其包括吸盘与履带；在动力装置下连接着两个气体仓，分别是气体储存仓(7-2)和气体微型处理
仓(7-5)，两个气体仓的连接处联通，同时气体微型处理仓(7-5)尾部连接尾气排放管(7-3)；智能气体收集装置的前端设有智能探测信号装置(7-6)，下部安装有气体收集口(7-4)，动力装置(7-1)的履带上安装吸盘，利用吸盘使得智能气体收集装置附着在管道上，并通过转动履带移动；智能探测信号装置(7-6)兼有接收与发射信号至中央控制器(5-1)和防止智能气体收集装置在管道内发生碰撞的功能。9.根据权利要求1所述一种污水收集系统沉积物和废气原位循环净化装置的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：采用测量工具得到污水管道直径d1、井室与井室间污水管道长度l1、井室的直径d2、井室底部至井室高度h1；采用抓斗式采泥器，采取污水井内污泥样本，通过计算得到污泥含水率p；注：m0为所采取的污泥样本总质量，kg；m为所采取的污泥样本干物质量，kg；第二步：1号井入口挡板(2-14)、1至(n-1)号井自动挡板、n号井出口挡板抬起，污水通过污水管网流入，通过探测搅拌器探测得到管道沉积物平均厚度δ，中央控制器(5-1)计算并判断，当：注：α为管道沉积物厚度系数，α取0.5～0.7则1号井入口挡板(2-14)、1至(n-1)号井自动挡板、n号井出口挡板抬起放下，阻挡污水继续通过；第三步：通过探测搅拌器探测得到管道沉积物上覆层沉积物，其坐标表达式记为z2＝f2，管道沉积物稳定层，其坐标表达式记为z1＝f1；通过中央控制器(5-1)计算得到管道沉积物总的h2s释放量q(单位为m3)；注：β为管道沉积物稳定层气体释放系数，β取0.1～0.3；γ为管道沉积物上覆层气体释放系数，γ取0.01～0.2并且计算得到需要消耗的对应铁基材料量m(单位：kg)注：为铁基材料反应参数，取4.5～5.0根据硫化氢与铁基材料反应式，大致可推算出化学反应计量数根据实际工程考虑到铁基材料的损耗可将取4.5～5.0；第四步：开启探测搅拌器搅动管道沉积物，充分释放其中h2s气体，同时铁基材料投放器(2-6)投放m的铁基材料，与沉积物释放的h2s反应，同时开启气体回收装置(3)的气泵(3-3)，抽取n号井井室的气体排放至1号井井室，抽取速度为q1；
通过气体流动，加快h2s气体通过气体净化管道，加快净化进程；第五步：第四步进行同时，气体净化管道中的智能气体收集装置开始工作，在管道内移动并检测甲烷气体含量q，修复工程允许甲烷气体含量为q0，若：q≥q0则智能气体收集装置在接受到智能探测信号装置(7-6)探测到的甲烷气体后，智能气体收集装置接近甲烷气体并通过气体收集口(7-4)收集气体，气体进入气体微型处理仓(7-5)，当甲烷气体浓度超出气体微型处理仓(7-5)所能处理的浓度范围时，通过两个气体仓连接处将气体微型处理仓(7-5)处理不完的甲烷气体分离至气体储存仓(7-2)，其余处理完的无用且无害的气体通过尾气排放管(7-3)排放至井内，同时智能探测信号装置(7-6)发送信号至中央控制器(5-1)，做好回收准备；第六步：h2s气体于气体净化管道中经净化时间t：注：γ为时间矫正系数，γ取1.0～2.0则开启n号井室内的监测器，检测井室内h2s浓度c，修复工程允许h2s排放浓度为c0，若：c≤c0则净化完成，抬起1号井入口挡板(2-14)、1至(n-1)号井自动挡板、n号井出口挡板，污水继续通过，进行再次处理，直至污水井修复完成；第七步：修复完成后，关闭铁基材料投放器阀门，开启水泵阀门，向1号井室中喷射高压水，促使剩余的铁基材料流向n号井，并由磁纱网、和磁铁、进行回收。
技术总结
本发明提供了一种污水收集系统沉积物和废气原位循环净化装置及运行方法，包括“S”型气体净化管道，中央控制器连接并控制气体回收装置和井下的自动挡板、水泵与铁基材料投放器、探测搅拌器、智能气体收集装置以及监测器。探测搅拌器探测并搅动污水收集体统残留沉积物，投加定量的铁基材料精准去除释放的H2S气体，同时启动气体回收装置，迫于气体压强部分未被铁基材料处理的气体被挤入“S”型气体净化管道充分净化，由末端的监测器判定处理后H2S气体含量是否超标，若超标则气体回收装置继续回收气体重复净化，直至气体达到排放标准。本发明通过循环净化，去除了污水井中污水沉积物的H2S物质，防止其对周围环境造成危害，保证了井下作业人员的安全。井下作业人员的安全。井下作业人员的安全。
技术研发人员：许明 薛春森 杨梓豪 熊世金 沈晓笑 赵如彬 徐辰宇
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2022.09.16
技术公布日：2022/12/9