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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201320727698.8(22)申请日 2013.11.18E03F 1/00(2006.01)E03F 3/02(2006.01)E03F 5/22(2006.01)(73)专利权人 中国科学院生态环境研究中心地址 100085 北京市海淀区双清路 18 号专利权人 江苏邨镇水务技术服务有限公司(72)发明人 范彬 杨文元(54) 实用新型名称一种用于市政污水收集的真空排水系统(57) 摘要一种用于市政污水收集的真空排水系统，包括真空集水单元、真空管道系统、真空泵站和控制系统，来自各排水单位的污水通过重力自流进入真空集水单元中的集水。
2、箱，通过设置在集水箱上的真空阀进入真空管道系统，然后进入真空泵站内的气水罐，气水罐顶部连接真空泵，通过真空泵抽气气水罐上部的空气，气水罐底部连接排水泵，通过排水泵将进入气水罐中的污水排出。在真空管道系统连接真空集水单元的真空管道末梢设置排空管并控制排空管的补气，以降低在真空管网末梢维持较高真空度的需求，从而取消或降低系统内设置大型真空储能装置的需求以及取消或降低真空储水罐下沉安装的需求。控制系统包括就近设置的真空集水单元 PLC 控制柜和真空泵站PLC 控制柜以及中央控制台，各真空集水单元 PLC控制柜和真空泵站 PLC 通过通讯线路与中央控制台连接，中央控制台与互联网连接。对真空排水系统的控。
3、制包括优先度依次降低的三种方式，即现场手动控制、中央控制台手动控制和 PLC 程序控制，操控人员可与中央控制台进行数据通讯并远程操控真空排水系统的运行。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页 说明书3页 附图3页(10)授权公告号 CN 204212245 U(45)授权公告日 2015.03.18CN 204212245 U1/1 页21.一种用于市政污水收集的真空排水系统，特征是 ：在靠近集水单元的真空管道上设置排空管 (106) 连接大气，在所说的排空管 (106) 上设置单向电磁阀 (107)，单向电磁阀(107) 通过数据线路与控。
4、制系统连接 ；真空泵站主要由气水罐 (301)、真空泵 (302) 和排水泵 (303) 三部分组成。2.如权利要求 1 所说的真空排水系统，特征是 ：真空泵 (302) 选用抽气式真空泵，排水泵 (303) 选择大扬程污水泵，在气水罐 (301) 内设置压力变送器和液位变送器，在气水罐(301) 内自上而下设排水报警液面 (307)、排水启动液面 (308)、排水停止液面 (309)，排水报警液面(307)与连接口(305)的垂直距离为60-80cm，排水启动液面(308)与排水报警液面 (307) 的距离为 10-30cm，排水停止液面 (309) 与连接口 (306) 的垂直距离为 5-。
5、15cm，在连接口 (304) 的上下分别沿气水罐的横截面设置隔网 (310) 对污水中的杂物进行截留，防止大的杂物进入排水泵和真空泵。3.如权利要求 1 所说的真空排水系统，特征是 ：控制系统包括集水单元控制柜、泵站控制柜和中央控制台 ；在集水单元控制柜、泵站控制柜与中央控制台之间、集水单元控制柜和集水单元之间、泵站控制柜与真空泵站之间、中央控制台与互联网之间分别以数据线路连接。权 利 要 求 书CN 204212245 U1/3 页3一种用于市政污水收集的真空排水系统技术领域0001 本发明属于市政排水技术领域，具体涉及一种利用真空排水技术对小区污水进行收集和排放的系统技术。背景技术000。
6、2 真空排水是重力排水技术的重要补充，可以将重力排水盲区内的市政污水通过真空排水系统进行收集并排放。用于大型市政排水的真空排水技术系统通常需要设置大型的真空储能罐，并通过降低终端储水罐的安装高程，保证在管网末梢有足够大的相对真空度以实现正常的真空排水，真空储能罐通常与终端储水罐合并为真空罐。传统真空排水技术真空储能罐(或真空罐)体积庞大，当采用下沉式安装时施工难度高，不利于降低建设成本或在空间收到限制的场合应用。发明内容0003 本发明提出一种新型的真空排水系统装置，通过降低管网末梢真空度的要求，取消或降低设置大型真空储能罐的要求，终端污水收集罐也无须下沉安装。0004 本实用新型的技术方案是。
7、，一种用于市政排水的真空排水系统，包括 ：真空集水单元、真空管道系统、真空集成泵站和控制系统。0005 真空集水单元包括包括集水箱 101，集水箱 101 一般采用地埋式安装，用于收集临近各排水单位通过水力自重所排放的污水，在集水箱 101 的进水口设置格栅 102 以拦截污水中的杂物，在集水箱 101 内设三个浮球开关 103，分别指示集水箱 101 内 30液位、60液位和90液位，在集水箱101的出水口安装真空阀104，开启真空阀104，集水箱101内的污水可通过真空阀104进入真空管2，在真空阀104的进水口设套网105以阻截集水箱内可能存在的杂物进入真空阀104，在真空管道2靠近真空。
8、阀104的位置安装排空管106连接大气，在排空管 106 上安装常闭的单向电磁阀 107，通过开启单向电磁阀 107 空气可以进入真空 管 2，但真空管 2 中的水或气体均不能进入大气。0006 真空管道系统与各个集水单元的真空阀 104 连接，用于将集水箱 101 中的污水输送至真空泵站，真空管道系统按照有关标准规范设置。0007 真空泵站由气水罐 301、真空泵 302、排水泵 303 组成，真空泵 302 选用抽气式真空泵，排水泵 303 选择大扬程污水泵，气水罐 301 通过设置在中部的连接口 304 与真空管道系统的终端出口相连接，通过设置在顶部的连接口305与真空泵302的进气口连。
9、接，通过设置在底部的连接口 306 与排水泵 303 的进水口连接，在气水罐 301 内设置压力变送器和液位变送器，分别采集气水罐301内的压力信号与液位信号并传送至控制系统。在气水罐301内自上而下设报警液面307，排水启动液面308，排水停止液面309。设置报警液面307是为了防止水进入真空泵 302，优选液面 307 与连接口 305 的垂直距离为 60-80cm，设置排水启动液面 308 以控制排水泵 303 启动，优选液面 308 与液面 307 的距离为 10-30cm，设置排水停止液面 309 以控制排水泵 303 停止并防止排水泵 303 抽空，优选液面 309 与连接口 30。
10、6 的说 明 书CN 204212245 U2/3 页4垂直距离为5-15cm。在连接口304的上下分别沿气水罐的横截面设置隔网310对污水中的杂物进行截留，防止大的杂物进入排水泵和真空泵。0008 控制系统包括集水单元控制柜、真空泵站控制柜和中央控制台，集水单元控制柜临近集水单元设置，真空泵站控制柜临近真空泵站设置，集水单元控制柜和真空泵站控制柜均采用 PLC 控制的方式，分别控制集水单元和真空泵站的运行，并与中央控制台进行数据通讯。中央控制台用于收集、处理和储存来自包括集水单元控制柜和真空泵站控制柜在内的整个真空排水系统的运行信息，控制整个排水系统的运行，通过现场或远程方式向操作人员发出报。
11、警信号并接受操作人员通过现场或远程方式所实施的操控。对真空集水单元和真空泵站的控制包括以下三种方式 ：0009 (1) 现场手动方式 ：操作人员通过集水单元控制柜或真空泵站控制柜上的按钮实现对设备的启停操作 ；0010 (2) 远程手动方式 ：操作人员通过中央控制台向集水单元控制柜或真空泵站控制柜的 PLC 发出指令，操控现场设备 ；0011 (3)PLC 程序控制方式 ：分别通过控制柜集水单元控制柜或真空泵站控制柜的 PLC按照设定的程序对集水单元或真空泵站的运行进行控制。0012 三种控制方式的选择通过集水单元控制柜和泵站控制柜的现场手动控制 / 程序控制转换开关以及中央控制台远程手动控制。
12、 / 自动控制的选择按键来完成，其中现场手动控制具有最高优先权。0013 对集水单元的 PLC 程序控制如下 ：当浮球开关 103 的 60液位开关触动时，开启真空阀 104，直到浮球开关 103 的 30液位开关触动时关闭真空阀 104，在真空阀 104 开启后每间隔一段时间短暂开启电磁阀 107 一次，优选间隔时间为 5-10 分钟开启电磁阀 107 一次时间为 5-10 秒，当浮球开关 103 的 90液位开关触动时，发出报警信号。0014 对真空泵站的PLC程序控制如下 ：当气水罐301内的压力高于上限压力时，启动真空泵 302，优选上限压力为相对真空度 -40 至 -50kPa，当气。
13、水罐 301 内的压力低于下限压力时，停止真空泵 302，优选下限压力为相对真空度 -60 至 -70kPa，当气水罐 301 内的液面到达 307 时，报警并停止真空泵 302，当气水罐 301 内的液面到达液面 308 时启动排水泵 303，当气水罐 301 内的液面到达液面 309 时，停止排水泵 303。附图说明0015 图 1 集水单元安装关系图0016 图 2 真空泵站安装关系图0017 图 3 实施例真空集水单元控制柜的 PLC 控制系统图0018 图 4 实施例真空泵站控制柜的 PLC 控制系统图0019 图 5 实施例中央控制台网络拓扑图实施例0020 某真空排水工程设计污水。
14、量为 300 吨 / 天，设计污水峰值流量为 7L/ 秒，设计气水比3:1，系统内设置11座真空集水单元，集水箱最高高程为43.40m，最低高程为4.90m，在高程 5.80m 处设泵房，泵房内安装真空泵站及中央控制台。说 明 书CN 204212245 U3/3 页50021 1. 真空集水单元。真空集水箱 101 容积为 3m3，其中的真空阀 105 为电机驱动式球阀。0022 2. 真空管道系统。由支管 (DE75)、干管 (DE110) 和主管 (DE160) 组成， 管道总长1500 米，其中最远端的真空集水单元至真空泵站的真空管道长度为 610 米。0023 3. 真空泵站。气水罐。
15、 301 罐体高度 1.5 米，直径 1.2 米，报警液面 307 距连接口305 的垂直距离为 70cm，排水泵启动液面 308 与报警液面 307 相距 20cm，排水泵停止液面309 与连接口 306 的垂直距离为 10cm。真空泵 302 选用两台水环式真空泵，每台额定功率2.35kW，额定排气量 80m3/h，一用一备。排水泵 303 选择两台扬程为 32 米的污水泵，每台额定功率 5.50kW，额定排水量 50m3/h。0024 4. 控制系统。各集水单元控制柜中的 PLC 通过光纤与中央控制台连接，其 PLC 控制系统图如图3所示 ；真空泵站控制柜的PLC通过数据线与中央控制台连。
16、接，其PLC控制系统图如图4所示 ；中央控制台网络拓扑图如图5所示，中央控制台通过互联网与远程终端连接，操作人员可以通过远程终端向中央控制台发出远程操控指令。对集水单元的程序控制如下 ：当浮球开关 103 的 60液位开关触动时，开启真空阀 104，直到浮球开关 103 的 30液位开关触动时关闭真空阀 104，在真空阀 104 开启后每间 10 分钟开启电磁阀 107 一次时间为 10 秒，当浮球开关 103 的 90液位开关触动时，发出报警信号。对真空泵站的程序控制如下 ：当气水罐 301 内的压力高于相对真空度 -45kPa 时，启动真空泵 302，当气水罐 301内的压力低于相对真空度。
17、-65kPa时，停止真空泵302，当气水罐301内的压力高于相对真空度 -35kPa 时，报警并启动备用真空泵。当气水罐 301 内的液面到达液面 308 时启动排水泵303，当气水罐 301 内的液面到达液面 309 时，停止排水泵 303，当气水罐 301 内的液面到达307 时，报警、启动备用排水泵并停止真空泵 302。0025 本实施例造价是采用常规重力式排水造价的 1/4，是采用常规真空保持式真空排水造价的 2/3。本实施例已实际运行超过 1 年，系统稳定无故障，吨水电耗低于 0.7 度。由于真空管道全程密闭，无臭气、污水泄露。工程实施过程中无大规模开挖。说 明 书CN 204212245 U1/3 页6图1图2说 明 书 附 图CN 204212245 U2/3 页7图3说 明 书 附 图CN 204212245 U3/3 页8图4图5说 明 书 附 图CN 204212245 U。