专利名称：自调节干湿交替并行运行水槽系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自调节干湿交替并行运行水槽系统，是一种无需动力便能实现自动进水和排水的污水处理装置，属于环境工程污水处理领域。
背景技术：
随着国民经济的发展，我国的水体污染情况已逐步成为影响经济发展和人们生活质量的社会问题，引起了国家的高度重视，“九五”、“十五”国家“863”计划均已投入大量资金研发适合我国国情的污染防治技术。
由于我国经济发展水平总体上还比较落后，在城市，污水处理厂的基建费用和运转维护费用往往是制约污水处理的一大难题；在占我国人口绝大多数的农村地区，产生的污水基本上没有经过处理就直接排入水体，因而寻求具有良好处理效果但同时基建运行成本比较低的污水处理设施就成为人们关注的焦点。相对活性污泥法污水处理厂而言，生物滤池、人工湿地等技术的基建运行成本比较低，而这些技术往往都存在如何增进复氧效果以提高处理效率的问题，实际操作时通常是通过并行处理装置的干湿交替运行达到提高复氧这一目的。另外在一些物化吸附工艺中，同样也存在需要装置干湿交替对滤料进行活化再生的需求。目前的并行水处理装置的干湿交替运行通常是通过电动控制的开关阀门来加以控制的，相对运行维修成本比较高，而且给管理工作带来诸多不便。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种自调节干湿交替并行运行水槽系统，无需动力便能实现自动进水和排水，自动调节系统干湿交替运行，降低污水处理装置的建设、运行、管理和维护成本。
为实现这一目的，本发明的自调节干湿交替并行运行水槽系统中的两个并行水槽各设置一个进水调节装置和出水调节装置，进水三通管位于两槽中间上方并能在水槽垂直方向转动，一端连接污水总进管，另两端分别为两个水槽的进水端。进水调节装置中固定设置浮球通道管，带有探针的进水浮球被限制在浮球通道管中上下浮动。当一个槽中的水面上升到一定程度后，三通管在探针的作用下转动，使此槽停止进水而另一个槽开始进水。出水调节装置的顶部设置故障溢流管，固定在底部的下水管的管口设置隔栅，管盖通过浮绳连接出水浮球。当一个槽中的水进满时，在出水浮球的作用下管盖打开开始排水，直到水排到一定程度后管盖重新自动合上。调节进水和排水时间，使得排水时间小于或等于进水时间，就可以自动实现两个并行水槽的干湿交替运行。
本发明的自调节干湿交替并行运行水槽系统具体结构包括两个并行水槽、两个进水调节装置以及两个出水调节装置，结构功能完全一样的两个并行水槽的进口端各设置一个进水调节装置，出口端各设置一个出水调节装置。三通管位于两个进水调节装置上方，并能够在水槽垂直方向自由转动，三通管的一端通过滑珠飞轮连接污水总进管，另外两端分别位于两个水槽的上方，为两个水槽的进水端，分别向两个水槽中灌入待处理污水。每个进水调节装置中固定设置一个浮球通道管，进水浮球被限制在浮球通道管中，可上下浮动，探针的一端固定在进水浮球上。浮球通道管下方有孔与水槽中的污水连通。出水调节装置的顶部设置故障溢流管，固定在底部的下水管的管口设置隔栅，管盖上系有浮绳并通过浮绳连接出水浮球。
当一个水槽开始进水时，这个水槽中进水调节装置的进水浮球随着水面逐渐上升，当进水浮球上升到一定程度后，进水浮球上的探针接触到三通管并随着水面的上升对三通管的作用力越来越大，逐渐将三通管往上顶使三通管转动，这样使水槽中布水减少并逐渐向干的另一个水槽布水，直到此水槽放满水而污水完全流向另一个水槽。
当一个水槽中的水进满时，出水调节装置中的出水浮球上升，浮绳被出水浮球拉紧，对管盖产生一个上拉的力，使得管盖打开，污水通过下水管排出，排水到一定程度，管盖在重力的作用下重新合上，此水槽又做好重新进水的准备。当装置发生故障时，污水可从出水调节装置上部的溢流管排出。
本发明的进水浮球内部可以添加一些沙石或其它重物提供重心以维持探针始终垂直向上。浮球通道管可直接固定放置在水槽中的污水处理填料上，也可以在水槽侧壁上安置一根横与之相连固定。下水管管口设置的隔栅的作用是防止填料或者杂质进入下水管引起系统的堵塞，其材质可以选用塑料或者金属，可以根据实际情况设计成网状或者条状，网孔或者隔栅条的间隔可以根据水处理用的填料以及污水中杂质的情况加以调整。
本发明利用浮力和流体力学原理，不需要专门外加动力，无需人工控制就能够实现自动进水和排水，自动调节系统干湿交替运行，装置结构简单而且成本很低，在污水处理过程中能够节约运行、管理和维护成本。
图1为本发明的结构示意图。
图1中，A、B为两个并行运行的水槽，1为能转动的三通管，2为浮球通道管，8为下水管，9为隔栅，10为溢流管。
图2为本发明中的进水调节装置结构示意图。
图2中，1为能转动的三通管，2为浮球通道管，3为进水浮球，4为探针，11为横梁。
图3为本发明中的出水调节装置结构示意图。
图3中，5为出水浮球，6为浮绳，7为管盖，8为下水管，9为隔栅，10为溢流管。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。
本发明的自调节干湿交替并行运行水槽系统结构如图1所示，两个并行水槽A、B的进口端各设置一个进水调节装置，出口端各设置一个出水调节装置。与污水总进管相连的三通管1位于进水调节装置上方，进水调节装置中固定设置浮球通道管2，带有探针的进水浮球被限制在浮球通道管2中。出水调节装置的顶部设置故障溢流管10，固定在底部的下水管8的管口设置隔栅9，管盖通过浮绳连接出水浮球。
两个并行水槽A、B可以根据现场的实际情况选择水泥混凝土、玻璃钢、塑料、金属等材质制成，功能是放置污水处理填料或者物化吸附处理中的功能滤料，提供污水处理时所需要的场所。A、B水槽的结构功能完全一样，轮流交替运行，即当A槽状态为蓄水处理时B槽状态为处理完排水，反之亦然，如此循环往复。
本发明中的两个进水调节装置结构功能完全相同，如图2所示。三通管1位于两水槽中间上方、能够在水槽垂直方向自由转动，可以由塑料管(常见的为PVC)或者金属管制成，三通管1的一端接污水总进管，并且在与污水总进管的连接处装上小滑珠飞轮，实现三通管在外力作用下的转动。三通管的另外两端分别位于A、B水槽的上方，作用是分别提供污水进入A、B槽。进水调节装置中固定设置浮球通道管2，浮球通道管2可直接固定放置在水槽中的污水处理填料上，也可以在水槽侧壁上安置一根横梁11，横梁11的另一端与浮球通道管2固定连接。浮球通道管2可以由塑料或者金属制成。进水浮球3被限制在浮球通道管2中并可上下浮动，探针4的一端固定在进水浮球3上。进水浮球3由轻质耐磨的塑料制成，探针4可以由硬质塑料或者金属制成。浮球通道管2的作用是相对固定进水浮球3的位置并且使得进水浮球3与杂质和填料隔离，浮球通道管2下方钻孔与水槽中的污水连通。进水浮球3内部可以添加一些沙石或其它重物提供重心以维持探针始终垂直向上。进水浮球3始终漂浮在水面上，且直径略小于浮球通道管2使其可以在浮球通道管里随着水面上下畅通运动又不至于发生转动。两个进水调节装置左右对称布置在两个水槽中且都位于三通管1的正下方，当A槽开始进水时，A槽进水调节装置中的进水浮球2随着水面逐渐上升，当进水浮球2上升到一定程度后探针4接触到三通管1位于A槽中的那一端布水管，并且随着水面的上升探针4对三通管1的作用力越来越大，逐渐将三通管1往上顶，使三通管1在探针4的作用下转动，A槽布水减少并逐渐向干的B槽布水，当A槽中水面继续上升到一定程度后，三通管1在A槽中不再进水并且将污水完全流向B槽，同时A槽进水调节装置中的进水浮球2不再上升，此时A槽放满水B槽开始全面进水。
本发明的两个出水调节装置结构功能相同，如图3所示。出水调节装置的顶部设置故障溢流管10，底部固定下水管8，下水管8的管口设置隔栅9，管盖7上系有轻质塑料制的浮绳6并通过浮绳6连接出水浮球5。出水浮球5采用轻质塑料制成，管盖7及下水管8均由塑料或者金属制成。当A槽中无水时，管盖7在自身重力作用下盖住下水管8，此时当A槽中开始进水时，水不会流走并逐渐蓄积，出水浮球5随着水面上升。当A槽中的水进满时，浮绳6被出水浮球5拉紧，对管盖7产生一个上拉的力，使得管盖7打开，污水进入下水管8，此时A槽开始排水，并且在水流的作用下管盖7不会自动关上，直到A槽中的水被排干到一定程度，管盖7在重力的作用下重新合上，A槽又做好重新进水的准备。下水管8管口设置的隔栅9可以根据实际情况设计成网状或者条状，网孔或者隔栅条的间隔可以根据水处理用的填料以及污水中杂质的情况加以调整，隔栅9的材质可以选用塑料或者金属，隔栅9的作用是防止填料或者杂质进入下水管引起系统的堵塞。出水调节装置的顶部设置故障溢流管10，当干湿交替运行的装置发生事故时污水从溢流管10排出。
调节系统进水的水量、水槽的大小、出水管的管径、进水浮球及出水浮球的大小、进水处探针的长度、出水处绳子的垂直有效长度等可以控制放水和进水的时间，适当的调节可以使得A槽进水时恰好B槽水进满，当A槽水进满时，同时B槽的水已经排干，反之亦然，即排水时间小于等于进水时间，且A、B两槽交替工作，如此循环往复，便可保证系统的自动干湿交替运行。
本发明的一个具体应用实例介绍如下该实例装置用来自动调节某一人工湿地的干湿交替运行。两个并行的相同水槽尺寸为长15m，宽1.5m，高1m，种植芦苇，填料选用砾石，进水三通管1用直径为200mm的PVC管，用直径10mm的小滚珠做成的飞轮接到污水总管，并且添加润滑油使得三通管能够自由转动；进水浮球3用PE工程塑料制成，直径180mm，内装50g沙子调节重心；探针4为涂有防锈漆的铸铁制成，长100mm；进水浮球通道管2由直径为200mm的PVC管制成，高1m；出水浮球5用PE工程塑料制成，直径400mm；浮绳6用PE塑料制成，长0.95m；管盖7由涂有防锈漆的铸铁制成，直径220mm；下水管8为PVC材质，直径200mm，高50mm；隔栅9大小为400mm×400mm×400mm，由PE塑料制成，网孔直径小于20mm；事故溢流管10用直径为200mm的PVC管制成。根据现场平均污水流量，水槽进满水需要2小时，污水排出水槽的时间为40分钟。装置试运行两年中，除了因偶发的污染物引起堵塞的事故外一直运行良好，能够实现自动地进水和排水，达到干湿交替运行的目的。
权利要求
1.一种自调节干湿交替并行运行水槽系统，其特征在于两个并行水槽(A、B)的进口端各设置一个进水调节装置，出口端各设置一个出水调节装置，三通管(1)位于两个进水调节装置上方，并可在水槽垂直方向转动，三通管(1)的一端通过滑珠飞轮连接污水总进管，另外两端分别为两个水槽的进水端；每个进水调节装置中固定设置浮球通道管(2)，进水浮球(3)被限制在浮球通道管(2)中上下浮动，探针(4)的一端固定在进水浮球(3)上，浮球通道管(2)下方有孔与水槽中的污水连通；出水调节装置的顶部设置故障溢流管(10)，固定在底部的下水管(8)的管口设置隔栅(9)，管盖(7)通过浮绳(6)连接出水浮球(5)。
2.根据权利要求1的自调节干湿交替并行运行水槽系统，其特征在于所述隔栅(9)为网状或条状，网孔或者隔栅条的间隔根据水处理用的填料以及污水中杂质的情况加以调整。
3.根据权利要求1的自调节干湿交替并行运行水槽系统，其特征在于所述浮球通道管(2)与固定在水槽侧壁上的横梁(11)相连固定。
4.根据权利要求1的自调节干湿交替并行运行水槽系统，其特征在于所述进水浮球(3)的内部添加重物提供重心以维持探针(4)始终垂直向上。
全文摘要
一种自调节干湿交替并行运行水槽系统，两个并行水槽各设置一个进水调节装置和出水调节装置，进水三通管位于两槽上方并能在水槽垂直方向转动，一端连接污水总进管，另两端分别为两个水槽的进水端，进水调节装置中带有探针的进水浮球被限制在浮球通道管中上下浮动，出水调节装置的顶部设置故障溢流管，底部下水管的管盖通过浮绳连接出水浮球。当一个水槽中进水到一定程度后，进水浮球及探针使三通管转动，这个水槽停止进水而另一个水槽开始进水；当某个水槽中的水进满时，在出水浮球的作用下打开管盖排水。调节进水和排水时间，即可自动实现两个并行水槽的干湿交替运行。本发明不需专门外加动力，在污水处理过程中能够节约运行、管理和维护成本。
文档编号C02F1/00GK1634770SQ20051002329
公开日2005年7月6日 申请日期2005年1月13日 优先权日2005年1月13日
发明者何圣兵, 陈建刚, 孔海南 申请人:上海交通大学