申请日2015.03.30
公开(公告)日2015.08.19
IPC分类号C02F3/02
摘要
本发明公开了一种污水管道的通风方法及设备，该方法包括将建筑物排水主管内污水的重力势能转化为供氧的动能，给城市排水系统供氧;该设备包括传力装置和供氧装置，所述的传力装置的顶部与建筑排水主管连通，传力装置的底部与城市排水系统连通，建筑排水主管内污水的重力势能转化为传力装置的动能;传力装置的动能转化为供氧装置的动能，供氧装置给城市排水系统补充氧气;本发明的污水管道的通风方法利用建筑排水重力势能，节约能耗，依靠搅动水轮的转动作用起到了对重力势能的利用，同时对消除高层建筑排水噪音有一定效果，使污水良好的充氧效果，使污水含氧量明显上升对好氧类微生物的生长繁殖起到了积极作用。
摘要附图
权利要求书
1.一种污水管道的通风方法，其特征在于，该方法包括将建筑物排水 主管(3)内污水的重力势能转化为给城市排水系统供氧的动能。
2.一种污水管道的通风设备，其特征在于，该设备包括传力装置(1) 和供氧装置(2)，所述的传力装置(1)的顶部与建筑排水主管(3)连通， 传力装置(1)的底部与城市排水系统连通，建筑排水主管(1)内污水的重 力势能转化为传力装置(1)的动能;传力装置(1)的动能转化为供氧装置 (2)的动能，供氧装置(2)给城市排水系统补充氧气。
3.如权利要求2所述的污水管道的通风设备，其特征在于，所述的传 力装置(1)包括传力腔(103)，传力腔(103)内设有叶轮(102)，叶轮(102) 沿垂直于建筑排水主管(3)内污水的下落方向设置，传力腔(103)外设有 主动轮(101)，传力轴(105)同轴连接叶轮(102)和主动轮(101)，建筑 排水主管(3)内污水下落的重力势能转化为叶轮(102)的动能，叶轮(102) 通过传力轴(105)将动能传递给主动轮(101)，主动轮(101)带动供氧装 置(2)给城市排水系统补充氧气。
4.如权利要求3所述的污水管道的通风设备，其特征在于，所述的传 力装置(1)还包括固定腔(104)，所述的固定腔(104)与传力腔(103) 并列设置且固定连接，传力轴(105)穿过固定腔(104)连接叶轮(102) 与主动轴(101)。
5.如权利要求3或4所述的污水管道的通风设备，其特征在于，所述 的供氧装置包括供氧腔(204)，供氧腔(204)内设有曲轴(205)、活塞杆 (206)和活塞(207)，供氧腔(204)内的活塞(207)移动段在侧部与通 氧管(202)连通，供氧腔(204)的底部与供氧管(203)连通，所述的通 氧管(202)与建筑物外部空间连通提供氧气来源，所述的供氧管(203)埋 入城市排水系统内为污水供氧;
所述的曲轴(205)的端部伸出供氧腔(204)外与从动轮(201)同轴 连接，所述的从动轮(201)与主动轮(101)通过传动带(5)连接，从动 轮接(201)收来自传力装置(1)的动能带动曲轴(205)和活塞(207)运 动，将供氧腔(204)内来自通氧管(202)的空气压入供氧管(203)内。
6.如权利要求5所述的污水管道的通风设备，其特征在于，在活塞(207) 移动的下限与供氧管(203)间的供氧腔(204)内设有止回阀(208)，所述 的止回阀(208)沿垂直于活塞(207)的运动方向安装，该止回阀(208) 只允许空气由供氧腔(204)流入供氧管(203)。
7.如权利要求6所述的污水管道的通风设备，其特征在于，所述的止 回阀(208)包括限位片(2080)、活动页(2081)、活动页转轴(2082)和 安装环(2083)，活动页(2081)为半圆形片状体，活动页转轴(2082)沿 安装环(2083)的直径与安装环(2083)固定连接，活动页(2081)沿活动 页转轴(2082)旋转，限位片(2080)安装在安装环(2083)的圆周内，限 位片(2080)限制活动页(2081)仅能在背离限位片(2080)的空间内转动。
说明书
一种污水管道的通风方法及设备
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种污水管道的通风方法及设备。
背景技术
厌氧微生物在厌氧环境中对有机物进行厌氧分解，会产生硫化氢、甲烷 等恶臭且易燃烧的气体。这类气体因管道中的氧气不足而得不到一定的稀释， 倘若长期积存则可能会发生意外的事故。例如2012年6月23日，山东省济 南市一处污水管道维修清淤过程中，施工人员在下井作业时因缺氧中毒突然 晕倒，井上人员在下井施救过程中也相继因缺氧而晕倒。2010年8月12日 在江苏省扬州市开发区，施工人员在井下维修破裂污水管道时因缺氧中毒导 致3人抢救无效死亡。以上两例事故皆因污水管道中积存大量甲烷类有毒有 害气体，导致井下的污水管道中氧含量不足，在作业人员不知情的情况下引 发缺氧中毒症状。而当甲烷浓度达到一定浓度，在遇明火的情况下，甚至会 引发爆炸的危险，造成严重的人民财产损失。
针对如何提升污水中的溶解氧，目前污水管道中的氧含量大致有以下几 个来源：1、在污水主管道的连接处，常会有旁侧的污水支管接入主管道中， 污水支管的出口位置一般都会高于主管道，这样当污水从支管流入主管道时 水流会形成跌水猛烈冲击检查井处的积水在此时跌水会带入大量外界的空 气，在检查井内安装水车搅动井内气体流通等;2、输送污水的管道多采用 非满流输送，因而会在管道中水位以上留有部分空间，这部分空间会积存外 界进入的空气，在水体的流动过程中空气自身具有的溶解性会慢慢溶于污水 中使得污水含氧量得到增加;3、水流在由上游进入下游时会在检查井处产 生漩涡现象，这些漩涡会产生不同程度的相互交错流动现象，搅动气流进入 水体，产生氧气的溶解;4、依靠外在能源，在检查井内安装鼓风机，直接 向管道内吹散空气，强制污水管道内空气流通，增加管道内氧组分。同时有 稀释管内有毒有害气体浓度，避免管内爆炸性气体集聚。
但上述四种充氧方式存在一定缺陷：
(1)第一类充氧方式依靠管道内地势落差跌水，利用跌水带动检查井 内气体流通，当跌水流量较小时未能增加管内气体流通，更不能利用重力跌 水形式冲击垫层淤泥堆积。
(2)第二类充氧方式是依靠非满流管道中的空气逐渐溶解来增加氧气 含量，但对与管道距离增加，管内流动速度慢，管内非满流对污水充氧效果 不大。如目前存在的管道检修工人中毒事故，就是因为管内溶氧不足，在厌 氧条件下产生甲烷，硫化氢等气体导致。
(3)第三和第四类充氧方式是依靠检查井的通风作用由跌水或漩涡跌 水效果不是很明显，跌落水柱扰动检查井桶内气体流通不明显。
发明内容
针对现有技术中的缺陷和不足，本发明解决了现有的充氧方法和充氧效 果不能满足实际需氧要求的问题，提供了一种利用建筑排水重力势能的污水 管道的通风方法和设备。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
一种污水管道的通风方法，该方法包括将建筑物排水主管内污水的重力 势能转化为给城市排水系统供氧的动能。
一种污水管道的通风设备，该设备包括传力装置和供氧装置，所述的传 力装置的顶部与建筑排水主管连通，传力装置的底部与城市排水系统连通， 建筑排水主管内污水的重力势能转化为传力装置的动能;传力装置的动能转 化为供氧装置的动能，供氧装置给城市排水系统补充氧气。
具体的，所述的传力装置包括传力腔，传力腔内设有叶轮，叶轮沿垂直 于建筑排水主管内污水的下落方向设置，传力腔外设有主动轮，传力轴同轴 连接叶轮和主动轮，建筑排水主管内污水下落的重力势能转化为叶轮的动能， 叶轮通过传力轴将动能传递给主动轮，主动轮带动供氧装置给城市排水系统 补充氧气。
更具体的，所述的传力装置还包括固定腔，所述的固定腔与动力腔并列 设置且固定连接，传力轴穿过固定腔连接叶轮和主动轴。
进一步的，所述的供氧装置包括供氧腔，供氧腔内设有曲轴、活塞杆和 活塞，供氧腔的活塞移动段在侧部与通氧管连通，供氧腔在底部与供氧管连 通，所述的通氧管与建筑物外部空间连通提供氧气来源，所述的供氧管与城 市排水系统的污水排水管连通补入氧气;
所述的曲轴的端部伸出供氧腔外与从动轮同轴连接，所述的从动轮与主 动轮通过传动带连接，从动轮接收来自传力装置的动能带动曲轴和活塞运动， 将供氧腔内来自通氧管的空气通过供氧管补入城市排水系统。
更进一步的，在活塞移动的下限与供氧管间的供氧腔内设有止回阀，所 述的止回阀沿垂直于活塞的运动方向安装，该止回阀只允许空气由供氧腔流 入供氧管。
具体的，所述的止回阀包括限位片、活动页、活动页转轴和安装环，活 动页为半圆形片状体，活动页转轴沿安装环的直径与安装环固定连接，活动 页沿活动页转轴旋转，限位片安装在安装环的圆周内，限位片限制活动页仅 能在背离限位片的空间内转动。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的污水管道的通风方法利用建筑排水重力势能给城市排水 系统提供氧气，具体的污水管道的通风设备为叶轮接收来自建筑排水主管的 污水带动叶轮转动作用起到了对重力势能的利用，同时对消除高层建筑排水 噪音有一定效果，使污水含氧量明显上升对好氧类微生物的生长繁殖起到了 积极作用;
(2)所使用的叶轮具备一定的扰动作用，带动管内气体流通，粉碎管 内颗粒型物质还可以起到消声的作用，设计的挑流跌水形式还可以防止管内 杂物沉积在管内，利用水流势能不需要外部提供动力省去一套完整的能量供 应装置，方便施工;
(3)由于污水充氧之后提升了进厂污水中的氧含量，可有利减少在污 水厂的污水处理曝气过程中的曝气量，对降低污水厂能耗有很大的帮助。