申请日2004.05.28
公开(公告)日2005.08.03
IPC分类号C02F1/00; F25B30/00; E03F7/00
摘要
利用城市污水低位热能的除污取水装置属于能源利用技术领域，涉及一种城市污水的自动除污取水装置。该装置包括：圆锥体形孔板过滤盘、电机及减速装置、吸水管路、排水管路、水泵和换热器。所述圆锥体形孔板过滤盘挡在吸水管口和排水管口的外侧，并通过传动轴与减速装置相连同时随其旋转。吸水管口和排水管口分别位于以圆锥体形孔板过滤盘中心轴所在竖直面划分的半个圆锥体内。污水干渠中的水经过圆锥体形孔板过滤盘进入吸水管路，附着在圆锥体形孔板过滤盘表面上的污杂物被排水管路的反向冲洗水流带走。本实用新型的效果和益处是解决了未处理城市污水的能量提取中污杂物堵塞换热器和吸排水管口处的污水短路问题，可作为水源热泵的冷热源。
权利要求书
1、一种利用城市污水低位热能的除污取水装置，是由圆锥体形孔板过滤盘 (1)、传动轴(8)、电机及其减速装置(9)、吸水管路(5)、排水管路(6)、水泵(7)和 换热器(11)组成，其特征在于，圆锥体形孔板过滤盘(1)的中心通过传动轴(8)与 减速装置(9)相连并随其旋转，圆锥体形孔板过滤盘(1)挡在吸水管口(2)和排水管 口(3)的外侧，吸水管口(2)和排水管口(3)分别位于以圆锥体形孔板过滤盘(1)中心 轴所在竖直面划分的半个圆锥体形孔板过滤盘(1)内，吸水管路(5)、水泵(6)、换 热器(11)和排水管路(6)构成了取水管线，在换热器(11)处与外界用户交换热量; 污水干渠(10)中的水经过旋转的圆锥体形孔板过滤盘(1)进入吸水管路(5)，污杂 物被阻挡，其中一部分污杂物附着在圆锥体形孔板过滤盘(1)表面上，当该位置 转到排水管口(3)时，即被排水管路(6)的反向冲洗水流带走，返回干渠(10)中。
2、根据权利要求1所述的利用城市污水低位热能的除污取水装置，其特征 在于，圆锥体形孔板过滤盘(1)、传动轴(8)、电机及其减速装置(9)、吸水管口(2)、 排水管口(3)组成一个污水自动过滤器(4)，由圆锥体形孔板过滤盘(1)所围成的那 部分，包括圆锥体形孔板过滤盘(1)、吸水管口(2)和排水管口(3)均设于污水干渠 (10)中。
3、根据权利要求1所述的利用城市污水低位热能的除污取水装置，其特征 在于，仅需设置一台水泵(7)，一台小型电机及其减速装置(9)，减速装置(9)通过 传动轴(8)带动圆锥体形孔板过滤盘(1)旋转，使其过水部分在吸水管口(2)和排水 管口(3)的外侧交替变换。
4、根据权利要求1所述的利用城市污水低位热能的除污取水装置，其特征 在于，采用圆锥体形孔板过滤盘(1)，圆锥顶角为90°～135°，吸水管口(2)和排水 管口(3)加工成与该圆锥顶角相对应的斜口椭圆型;所述圆锥体形孔板过滤盘(1) 的中心轴所在竖直面将圆锥体形孔板过滤盘(1)分成两个部分，吸水管口(2)和排 水管口(3)分别位于该竖直面两侧的半个圆锥体内;圆锥体形孔板过滤盘(1)可用 球冠形孔板过滤盘取代，吸水管口(2)和排水管口(3)的型式与其相对应。
5、根据权利要求1所述的利用城市污水低位热能的除污取水装置，其特征 在于，单个排水管口(3)的内径比吸水管口(2)的内径大5-10mm，使得反向冲洗 圆锥体形孔板过滤盘(1)的过水断面大于污水流入圆锥体形孔板过滤盘(1)的过水 断面;吸水管口(2)为三个，排水管口(3)为两个，使得排水管口(3)的反向冲洗水 流流速大于流进吸水管口(2)的污水流速。
说明书
利用城市污水低位热能的除污取水装置
技术领域
本实用新型属于能源利用技术领域，涉及一种除污取水装置，尤其涉及一 种利用城市污水低位热能的自动除污取水装置。
背景技术
城市污水是一种可利用的低温能源，特别是未处理城市污水目前尚未获得 大规模开发。近年来，虽然水源热泵技术发展较快，但是受到了我国水资源短 缺现状的限制，因此城市污水这一低温能源的开发利用日益受到人们的关注。 与地下水水源热泵相比，污水水源热泵不用从地下抽取地下水，也不用将循环 水回灌地下，所以，不仅节省抽水井和回灌井的基建投资，还能够节省抽水和 回灌的运行费用，同时，也避免了回灌水对地下水的污染。对城市污水的利用， 国内外主要以城市污水处理厂的二级出水作为热源或冷源。
以城市污水作为冷热源具有诸多优点：一年四季温度变化幅度小;赋存热 量较高;受气候影响较小，利用区域较广。但采用未经处理的城市污水作为水 源时，污水中的污杂物可能堵塞换热器。因此在进入换热器之前必须对其进行 预处理。
经检索发现：“利用城市污水提供能源的空调装置”(ZL01220095.6)公开 了一种利用城市污水提供能源的空调装置，但该装置只能利用二级处理后的城 市污水。“城市污水冷热源的应用方法和装置”(申请号03132553.X)公开了一 种利用城市污水提供能源的污水循环装置。在该装置中存在的不足是，污水回 水管连有两条排水支管，其中一条支管附加了反冲泵，由于采用平面格栅滤网， 污水回路的进回水处还是存在短路问题;单个排水管口的内径不比单个吸水管 口的内径大，由于管口周围的污水流速远小于中心流速，因此势必造成管口周 围污杂物的冲洗不完全。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的只能利用二级处理后的城 市污水或直接利用未经处理的城市污水时，吸排水管口处污水容易短路、冲洗 不完全、配置反冲泵增加动力消耗等方面的不足，提供一种新型的除污取水装 置，只需一台水泵，采用圆锥体形或球冠形孔板过滤盘和与之相配合的斜口椭 圆型吸水管口和排水管口，结构更简单，使用更方便，避免除污取水装置中吸 排水管口处的污水短路问题，增强了圆锥体形或球冠形孔板过滤盘上污杂物的 反向冲洗效果。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，该装置是由圆锥体形或球冠形孔 板过滤盘、传动轴、电机及其减速装置、吸水管路、水泵、换热器和排水管路 组成，其中圆锥体形孔板过滤盘、传动轴、电机及其减速装置、吸水管口和排 水管口组成一个污水自动过滤器。所述圆锥体形或球冠形孔板过滤盘的中心通 过传动轴与电机及其减速装置相连并随其旋转，圆锥体形或球冠形孔板过滤盘 挡在吸水管路和排水管路的管口外侧，吸水管口和排水管口为与圆锥体形或球 冠形孔板过滤盘相配合的斜口椭圆型，并且分别位于圆锥体形或球冠形孔板过 滤盘的中心轴所在竖直面的两侧。吸水管路、水泵、换热器和排水管路构成了 取水管线，在换热器处与外界用户交换热量。
由圆锥体形或球冠形孔板过滤盘所围成的那部分包括圆锥体形或球冠形孔 板过滤盘、吸水管口和排水管口设于污水干渠中。圆锥体形或球冠形孔板过滤 盘随传动轴以一定的转速旋转，污水干渠中的水经过吸水管口侧的圆锥体形或 球冠形孔板过滤盘进入吸水管路，较大漂浮物被阻挡，尺度大于过滤孔孔径的 较小污杂物附着在圆锥体形或球冠形孔板过滤盘表面上。随着圆锥体形或球冠 形孔板过滤盘的不停旋转，其过水部分在吸水管口和排水管口的外侧交替变换， 当其附着污杂物的位置转到排水管口时，污杂物即被排水管路的反向冲洗水流 带走，返回干渠中，实现了污水的取水过程中污杂物的自动过滤。
圆锥体形孔板过滤盘的圆锥顶角为90°～135°，其中心轴所在竖直面将圆锥体 形孔板过滤盘分成两个部分，斜口椭圆型吸水管口和排水管口分别位于该竖直 面两侧的半个圆锥体内。所述圆锥体形孔板过滤盘可用球冠形孔板过滤盘取代， 吸水管口和排水管口的型式也与其相对应。这样吸水管口和排水管口不在同一 平面内，排水区域对进水区域的影响大大减小，很好地解决了进排水处的短路 问题，即排水处不影响进水口处的污水温度，不会影响污水能源的利用率。
所述取水管线中只需在进水管路上布置一台水泵，排水管路上不必设置反 冲泵，简化了相应的管路布置，提高了设备可靠性，减少了初投资。
所述污水自动过滤器中排水管口的总面积小于吸水管口的总面积，排水管 口为两个，吸水管口为三个，但是单个排水管口的内径比吸水管口的内径大5-10 mm，即前者作用的过水断面大于后者作用的过水断面，从而使得反向冲洗圆锥 体形或球冠形孔板过滤盘的水流流速大于流进吸水管口的污水流速，同时也提 高了进水管口周围污杂物的冲洗效果。
所述圆锥体形或球冠形孔板过滤盘以其中心线为轴旋转，转速的大小取决 于污水中污杂物的含量。圆锥体形或球冠形孔板过滤盘的孔径主要取决于换热 器对污杂物尺寸的容忍程度。圆锥体形或球冠形孔板过滤盘的大小和吸、排水 管口数主要取决于污水干渠中的水流量、水流深度和系统实际需要的水量。另 外，由于城市污水水质有一定的腐蚀性，热交换器和传热管应使用耐腐蚀材料， 传热管可采用镀铝管材或铜质管材。
目前，未处理城市污水水源热泵系统以其节能、高效、环保的优势，逐渐 被用户所接受，市场应用前景可观。城市污水温度与环境温度相比，表现出冬 暖夏凉的优势。在冬季，污水水温达13-17℃，高出日常气温20℃;在夏天，污 水水温为22-25℃，又比日常气温低了10℃。因此，城市污水是一种适宜的热泵 系统的水源。城市污水低位热能利用的关键技术在于未处理城市污水的能量提 取过程。同以前已有的技术相比，本实用新型具有实质性特点和显著的进步。
本实用新型的效果和益处是：该装置采用圆锥体形或球冠形孔板过滤盘能 将污杂物阻隔在干渠中，并被污水水流带走，采用与该孔板过滤盘相配合的斜 口椭圆型吸水管口和排水管口，使得吸、排水管口分别位于圆锥体形或球冠形 孔板过滤盘的中心轴所在竖直面的两侧，避免了除污取水装置中吸排水管口处 的污水短路问题。该装置只需在进水管路上设置一台水泵，不需另外附加反冲 泵，同时单个排水管口的内径大于吸水管口的内径，以使得进水在充分清洗的 过流断面上进行，传动装置只是小型电机及其减速装置，并与水系统分开布置， 安全可靠。本实用新型结构简单，容易制造和使用，可为热泵提供冷热源，也 可用作冷却大型设备的循环用水的冷源。该装置可用于热泵供暖、空调系统中， 广泛适用于宾馆、商场、办公楼、学校以及别墅住宅等场合，具有明显的环保 效益、社会效益和经济效益。
