一种具有避障功能的沉淀池超声波清洗系统及清洗方法

本发明涉及水处理，具体涉及一种具有避障功能的沉淀池超声波清洗系统及清洗方法。

背景技术：

1、沉淀池在给排水工程实践中被大量应用，其中，给水处理厂主要采用平流式沉淀池对原水投加絮凝剂后产生的絮体进行沉淀，污水处理厂主要采用辐流式沉淀池对生化反应池末端排出的混合液进行泥水分离。给排水工程中使用的各类沉淀池一般露天布置，其具有水面面积大、水面流速缓慢、上部水质澄清、下部含有大量有机物质等特点，沉淀池各个竖直壁面的水线附近阳光照射充足，有利于藻类、生物膜附着生长，也便于蚊类成虫附着产卵，成为了藻类、生物膜、蚊类幼卵幼虫生长的理想场所。因此，工作人员需要频繁对沉淀池水面附近的各个竖直壁面清洗维护，若不及时去除其表面附着生长的藻类、生物膜、蚊类幼卵幼虫等，将导致沉淀出水中悬浮物浓度(浊度)升高，影响出水水质，同时孳生大量蚊虫。

2、近年来，出现了采用超声波技术对沉淀池竖直壁面进行清洁维护的相关技术。利用超声波清洁沉淀池各壁面的技术优势在于：(1)可有效清除沉淀池竖直壁面上附着生长的藻类和生物膜，提高沉淀出水水质；(2)可有效灭杀附着生长在沉淀池水线与各壁面交界处的蚊类幼卵幼虫，切断蚊类在沉淀池中的繁育过程，同时能规避采用药物灭蚊带来的水质安全问题和环境问题。但是，目前应用的沉淀池超声波清洗维护技术大多处于试验研究阶段，相关设计方案和设备在实际应用过程中，仍存在许多待改进的技术问题，导致相关设备难以满足使用需求。

3、目前沉淀池超声波清洗维护设备待改进的技术问题包括：(1)应用于沉淀池清洗维护的超声波装置大多采用固定式支架安装，相关安装方案需要“一池一定制”，且安装过程复杂，对不同沉淀池池型的普适性较差；(2)超声波清洗装置的换能器与安装支架、工作桥等结构之间大多采用刚性支架连接，其在运行期间结构震动强烈，并由此产生很大的二次结构噪声，对周边环境产生不良影响的同时也导致清洗设备极易损坏，无法长期持续稳定运行；(3)超声波清洗装置跨越、避让沉淀池出水口、出渣口、集水槽、浮渣挡板等结构部件的避障设计仍较为简易，长期运行容易锈蚀失效，妨碍沉淀池刮泥机的正常工作，严重时可导致沉淀池相关部件损坏和刮泥机驱动电机过热损坏，进而严重影响各类沉淀池的正常生产运行。因此，如何优化现阶段沉淀池超声清洗维护设备存在的诸多设计技术缺陷，如何解决由上述技术缺陷导致的设备安装、拆除作业复杂，运行期间震动、噪声大，清洗设备易损坏，避障性能差及由其导致的沉淀池自身设施设备损坏等一系列问题，是目前迫切需要解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的第一个目的是：提供一种具有避障功能的沉淀池超声波清洗系统，该系统具有拆装方便、池型适配性强、震动噪音小、使用寿命长、使用成本低、安全可靠等优点。

2、本发明的第二个目的是：提供一种具有避障功能的沉淀池超声波清洗系统的清洗方法，该清洗方法能够实现超声波清洗装置的主动避障和被动避障，提高超声波清洗装置的清洗效率和使用寿命。

3、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

4、一种具有避障功能的沉淀池超声波清洗系统，包括固定装置、升降装置、超声波清洗装置、避障装置和控制电箱，固定装置的一侧与升降装置固定连接，升降装置的下部与超声波清洗装置柔性连接，控制电箱位于固定装置的另一侧；沉淀池包括顶部敞开的池体，池体的上部设有沿池体周向方向运动的工作桥，固定装置的上部可拆卸地安装在工作桥的侧壁上，控制电箱安装在工作桥的内侧，超声波清洗装置对应设置在池体需要清洁的各个壁面附近，避障装置包括接近开关和感应元件，感应元件安装在池体内的障碍物前后两侧的池壁上，接近开关对应安装在工作桥的底部，控制电箱分别与升降装置、超声波清洗装置和避障装置电连接。

5、进一步的，固定装置包括支撑框架、支杆和挂钩，支杆的上部与挂钩固定连接，挂钩挂接在工作桥侧壁上，支杆的下部与支撑框架固定连接，支撑框架位于池体水面以上；升降装置包括卷扬机、传动拉绳和挂板，卷扬机固定设置在支杆上，传动拉绳的一端卷绕在卷扬机上，传动拉绳的另一端与挂板固定连接，挂板位于支撑框架内，挂板的底部与超声波清洗装置柔性连接。

6、进一步的，超声波清洗装置包括清洗壳体，清洗壳体的上部设有吊环，吊环通过吊绳与挂板的底部柔性连接，清洗壳体内设有超声波换能器，超声波换能器朝向超声波作用面安装，清洗壳体的上部还设有电缆安装孔。

7、进一步的，吊环的数量为四个，四个吊环分别固定在清洗壳体上部的四个角处。

8、进一步的，传动拉绳包括主拉绳和四个子拉绳，主拉绳的一端与卷扬机连接，主拉绳的另一端与四个子拉绳的一端连接，四个子拉绳的另一端分别连接在挂板的四个角处。

9、进一步的，控制电箱包括电箱箱体，电箱箱体内设置有plc自控模块、供电模块和超声波发生器，电箱箱体上还设置有触摸控制屏。

10、进一步的，避障装置还包括避障板，避障板安装在障碍物的上方，避障板包括中部顶板和连接在中部顶板两端的斜板，清洗壳体的外部设有便于通过避障板的滚轮。

11、进一步的，避障板的上表面两侧固定连接有挡板，避障板的下表面固定连接有加强筋。

12、一种具有避障功能的沉淀池超声波清洗系统的清洗方法，包括以下步骤：

13、s1、通过控制电箱控制升降装置，将超声波清洗装置下降至沉淀池水面以下；

14、s2、在工作桥启动期间，启动随工作桥运动的超声波清洗装置，使之向沉淀池需要清洁的各个壁面发射超声波，对各个壁面进行清洗；

15、s3、当超声波清洗装置在运动过程中即将遇到沉淀池内的障碍物时，接近开关接近位于障碍物前侧的感应元件，接近开关闭合并向控制电箱发出电信号，控制电箱控制升降装置将超声波清洗装置抬升，同时切断超声波清洗装置的供电，主动避开障碍物；

16、s4、当超声波清洗装置越过障碍物后，接近开关接近位于障碍物后侧的感应元件，接近开关闭合并向控制电箱发出电信号，控制电箱控制升降装置将超声波清洗装置下降至水面以下后，立即恢复超声波清洗装置的供电，使超声波清洗装置继续清洗工作；

17、s5、当主动避障功能因故失效时，可通过障碍物上方安装的避障板和超声波清洗装置的滚轮的相互配合，使得超声波清洗装置能够顺利越过障碍物。

18、本发明具有如下优点：

19、1.本发明的超声波清洗系统，具有拆装方便、池型适配性强、震动噪音小、使用寿命长、使用成本低、安全可靠的优点，能够帮助水厂、污水厂在无人值守条件下，长期保持沉淀池外观整洁、出水水质稳定，并控制蚊类数量、改善厂内的卫生条件，满足市政给排水行业中沉淀池的高标准清洁维护要求。

20、2.本发明的超声波清洗装置通过接近开关和感应元件的位置感应实现主动升降避障，同时也可以自动启停。避免了超声波清洗装置与沉淀池结构部件产生接触，也避免了超声波清洗装置在离开水面后继续通电工作，降低了超声波清洗装置运行期间的震动和噪声，同时减少了系统结构及电子元器件损伤，延长了系统使用寿命。

21、3.本发明的超声波清洗装置还具有被动避障功能，在障碍物上方安装避障板，在装置主动避障功能因故失效时，超声波清洗装置所采用的柔性/软性连接有助于降低结构震动和噪声，并且使超声波清洗装置与障碍物接触时可以通过自身位移来实现避障，避免了沉淀池工作桥因超声波清洗装置主动避障功能失效而导致工作故障，有效保证了沉淀池工作桥的安全稳定运行。