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技术领域

本发明涉及市政环卫专用汽车制造领域，具体涉及一种下水道污水处理专用汽车及其污水循环再利用方法。

背景技术

随着我国城市化进程的加快，城市下水道的规模也不断扩大，其污物疏通任务变得越来越繁重，而人工疏通存在着危险性高、工作量大、效率低下等限制因素，已然不能满足时代发展的需求。

城市下水道堵塞的根源在于以泥沙为主要成分的固体污物的存在，而污水作为下水道中大量存在的流体介质，并非我们疏通处理的主要目标工作对象，而现存的吸污车一般将污泥与污水的混合物一并抽吸，缺乏分离处理，这样大量的污水必将耗费我们疏通车辆有限的储存空间，进而影响整车的工作能力。

吸污车作为主要的管道疏通机械，主要是在二类汽车底盘上集成真空抽吸系统、高压冲洗系统、液压系统、控制系统等，基本满足固液混合污物的抽吸及运输，但整车利用率低，对固液混合污物现场即时处理能力严重不足，存在单次连续作业时间短，作业能力十分有限等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，而提供一种下水道污水处理专用汽车及其污水循环再利用方法。它是一种不仅能长时间连续作业，而且能实现污水循环再利用、污泥自动输送排放和自冲洗防堵塞的专用汽车。

本发明的目的是通过如下措施来达到的：一种下水道污水处理专用汽车，它包括底盘、发动机、取力传动系统、真空泵、高压水泵、液压泵、离心泵、吸污软管及卷盘、高压冲洗软管及卷盘，其特征在于它还包括多层过滤器、自冲洗防堵塞系统和污泥输送排放系统，所述的多层过滤器包括一级过滤网、二级过滤网和离心回转过滤净化装置，一级过滤网和二级过滤网间隔设置在集污罐内，二级过滤网位于一级过滤网的左侧，吸污软管及卷盘的污水进口位于一级过滤网与集污罐形成的空间内，二级过滤网的滤孔直径小于一级过滤网的滤孔直径，集污罐体总成包括集污罐和清水箱。

在上述技术方案中，离心回转过滤净化装置包括高压冲洗管路、污水进口、外壳、过滤净化腔、净化水出口和渣料出口，过滤净化腔内填充有过滤净化物质，高压冲洗管路位于过滤净化腔的中心线上并延伸至过滤净化腔的底部，高压冲洗管路伸入过滤净化腔的部分间隔设置多个出水孔。

在上述技术方案中，与污水进口连通的管道末端设置有能够随液面升降的浮动式污水吸口，液压马达驱动过滤净化腔旋转。

在上述技术方案中，集污罐体总成还包括污水箱，所述的多层过滤器还包括固定在污水箱和集污罐的隔板上的微孔滤膜过滤器。

在上述技术方案中，微孔滤膜过滤器包括第一滤板夹层、安装外壳、安装垫圈、内填充滤膜和第二滤板夹层，内填充滤膜位于第一滤板夹层和第二滤板夹层之间。

在上述技术方案中，多层过滤器还包括两级水力旋流器。

在上述技术方案中，自冲洗防堵塞系统包括自洁冲洗管路、自洁喷头、高压水泵，自洁冲洗管路与高压水泵相连，位于自洁冲洗管路上自洁喷头有多个，分别设置在集污罐体总成中各过滤器的上方。

在上述技术方案中，污泥输送排放系统包括罐内螺旋输送机、位于内螺旋输送机尾端底部的污水排放栓、尾部对接螺旋输送机和卸料导槽，集污罐的底部横向并排设置两套罐内螺旋输送机，集污罐的横截面底部大致为W型。

在上述技术方案中，集污罐内放置一级过滤网和二级过滤网处设置有检测口。

在上述技术方案中的一种下水道污水处理专用汽车的污水循环再利用方法，其特征在于，它包括如下步骤：

a、污水的净化过滤过程；

发动机(20)驱动液压泵(23)使液压系统工作，在液压马达的带动下，吸污管卷盘旋转，吸污管(10)伸入下水道沉井，发动机(20)驱动真空泵(22)开始工作，集污罐(6)在真空状态下将下水道中的污水、污物抽吸至罐体中；

1)污水首先经过一级过滤网(8)，颗粒直径大于一级过滤网(8)滤孔直径的污物就被隔离在集污罐(6)的罐体尾部，污水完成第一级过滤；

2)完成第一级过滤的污水经过第二级过滤网(7)，颗粒直径大于第二级过滤网(7)滤孔直径的污物被隔离在集污罐(6)的罐体中部，污水完成第二级过滤；

3)经两级过滤后，污水中含有的是颗粒较小的污物，污水经微孔滤膜过滤器(5)的隔离与吸附作用，进入污水箱(4)，完成第三级过滤；

4)第一离心泵(11)开始工作，浮动式污水吸口(2)能够随液面升降，从而保证始终吸入的是表层水，污水经第一离心泵(11)加压送至离心回转过滤净化装置(12)，通过过滤净化腔(124)的旋转离心分离和过滤净化物质的过滤，完成污水的第四级过滤；

5)过滤后的污水再经第二离心泵(14)输送至串联的两级水力旋流器(16)，完成污水的第五级过滤；

此时，完成以上净化过滤流程的污水已变成清水，直接送回清水箱（1）；

b、污水的循环再利用过程；

1)在对下水管道进行疏通冲洗时，液压泵(23)驱动液压马达从而带动高压冲洗软管及卷盘(30)旋转，放出高压冲洗软管并将其伸入下水道中，高压水泵(15)开始工作，清水箱(1)中的水经高压喷头(17)射向管道内，达到清洗目的，一般情况下，抽吸、冲洗作业是同时进行的；

2)在对过滤器高压冲洗防堵塞时，清水箱(1)的水经高压水泵(15)运输到自洁喷头(18)，自洁喷头(18)喷出清水对各层过滤器进行冲洗；

3)在对离心回转过滤净化装置(12)冲洗防堵塞时，清水箱(1)的水经高压水泵(15)运输到高压冲洗管路(121)，通过高压冲洗管路(121)上的出水孔射出，对过滤净化腔(124)腔体进行冲洗；

c、固体污物的输送排放过程；

集污罐体(6)内的固体污物在过滤器的隔离作用及物理沉降作用下，主要聚集在罐体底部；当完成污水的处理工作后，罐体中粘稠的污物达到一定量时，先打开位于罐体尾端底部的污水排放栓(27)，将未参加循环的少部分残留污水排放回下水道，然后启动两套罐内螺旋输送机(9)，将罐体内固体粘稠污物向外输送，尾部对接螺旋输送机(29)与之对接，以接力的形式输送到后面跟进的垃圾运输车辆;在垃圾场，也可直接通过卸料导槽(28)完成卸料。

本发明是一款大型高效下水道污泥处理专用汽车，主要包括底盘系统、动力传动系统、真空抽吸系统、高压冲洗系统、污水循环利用系统、污泥输送排放系统、液压系统及电控系统，具有高压疏通、真空吸污、污水循环、污泥自排等多种功能。现将其优点归纳如下：

1、结构紧凑，实现了各罐体高度集成，将集污罐、污水箱、清水箱一体化，且沿车身纵向顺序布置，结构紧凑，节省空间，有利于装车布置。

2、多层过滤、节能环保，实现了污水的循环利用，减少冲洗疏通过程中对于清水的依赖，节省水资源。

    3、摆脱了传统的举升罐体倾倒式，而是采用罐体内置螺旋输送机和罐外对接螺旋输送机的形式，实现了抽吸污物的自动排清，简化了结构，也增强整套系统的稳定性。

    4、通过改进传统的水路系统，采用了有全套自冲洗防堵塞系统，具有全面的自洁功能，减轻了人工清理维护的成本。

5、功能多样，集疏通、吸污、污水循环、污泥自排于一体，对城市下水道淤泥实现机械化综合处理，工作效率高，减轻了作业人员工作强度。

6、通过污水过滤循环和部分残留污水的即时排放，扩大了罐内污泥的有效存放量，能够延长连续作业时间。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图。

图2为本发明的工作原理示意图。

图3为离心回转过滤净化装置的结构示意图

图4为微孔滤膜过滤器的主视图。

图5为图4的左视图。

图6为集污罐中一级过滤网所在处的剖视图。

图7为集污罐中二级过滤网所在处的剖视图。

图8为本发明的工作流程图。

图中1.清水箱，2.浮动式污水吸口，3.自洁冲洗管路，4.污水箱，5.微孔滤膜过滤器，51.第一滤板夹层，52.安装外壳，53.安装垫圈，54.内填充滤膜，55.第二滤板夹层，6.集污罐 ，7.二级过滤网，8.一级过滤网，9.罐内螺旋输送机，10.吸污管，11.第一离心泵，12.离心回转过滤净化装置，121.高压冲洗管路，122.污水进口，123.外壳，124.过滤净化腔，125.净化水出口，126.渣料出口，13.液压马达，14.第二离心泵，15.高压水泵，16.两级水力旋流器，17.高压喷头，18.自洁喷头，19.底盘，20.发动机，21.取力传动系统，22.真空泵，23. 液压泵，15.高压水泵，24.离心泵，25.集污罐体总成，26.吸污软管及卷盘，27.污水排放栓，28.卸料导槽，29.尾部对接螺旋输送机，30.高压冲洗软管及卷盘，31.检测口。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它并不构成对本发明的限定，仅做举例而已。同时通过说明，本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

如图所示：一种下水道污水处理专用汽车，它包括底盘19、发动机20、取力传动系统21、真空泵22、高压水泵（15）、液压泵23、离心泵24、吸污软管及卷盘26、高压冲洗软管及卷盘（30），其特征在于它还包括多层过滤器、自冲洗防堵塞系统和污泥输送排放系统，所述的多层过滤器包括一级过滤网8、二级过滤网7和离心回转过滤净化装置12，一级过滤网8和二级过滤网7间隔设置在集污罐6内，二级过滤网7位于一级过滤网8的左侧，吸污软管及卷盘26的污水进口位于一级过滤网8与集污罐6形成的空间内，二级过滤网7的滤孔直径小于一级过滤网8的滤孔直径，集污罐体总成25包括集污罐6和清水箱1。

所述的一种下水道污水处理专用汽车，其特征在于所述的离心回转过滤净化装置12包括高压冲洗管路121、污水进口122、外壳123、过滤净化腔124、净化水出口125和渣料出口126，过滤净化腔124内填充有过滤净化物质，高压冲洗管路121位于过滤净化腔124的中心线上并延伸至过滤净化腔124的底部，高压冲洗管路121伸入过滤净化腔124的部分间隔设置多个出水孔。高压冲洗管路121的射水方向由内向外，与污水渗水净化方向相反，可进行间歇性反冲洗防堵塞，渣料出口126用于定期清理出渣，净化后的水从过滤净化腔124中心底部的净化水出口125引出至下一级设备。

所述的一种下水道污水处理专用汽车，其特征在于与污水进口122连通的管道末端设置有能够随液面升降的浮动式污水吸口2，液压马达13驱动过滤净化腔124旋转。浮动式污水吸口2能够随液面升降，从而保证始终吸入的是表层水。液压马达13驱动过滤净化腔124旋转，使得重相的颗粒物在离心作用下被甩至腔体外沿，然后逐渐沉降到装置底部。

所述的一种下水道污水处理专用汽车，其特征在于所述的集污罐体总成25还包括污水箱4，所述的多层过滤器还包括固定在污水箱4和集污罐6的隔板上的微孔滤膜过滤器5。微孔滤膜过滤器5通过螺栓安装在污水箱4和集污罐6之间的隔板上。

所述的一种下水道污水处理专用汽车，其特征在于所述的微孔滤膜过滤器5包括第一滤板夹层51、安装外壳52、安装垫圈53、内填充滤膜54和第二滤板夹层55，内填充滤膜54位于第一滤板夹层51和第二滤板夹层55之间。

所述的一种下水道污水处理专用汽车，其特征在于所述的多层过滤器还包括两级水力旋流器16。两级水力旋流器16由两个串联的水力旋流器组成。

所述的一种下水道污水处理专用汽车，其特征在于所述的自冲洗防堵塞系统包括自洁冲洗管路3、自洁喷头18、高压水泵15，自洁冲洗管路3与高压水泵15相连，位于自洁冲洗管路3上自洁喷头18有多个，分别设置在集污罐体总成25中各过滤器的上方。

所述的一种下水道污水处理专用汽车，其特征在于所述的污泥输送排放系统包括罐内螺旋输送机9、位于内螺旋输送机9尾端底部的污水排放栓27、尾部对接螺旋输送机29和卸料导槽28，集污罐6的底部横向并排设置两套罐内螺旋输送机9，集污罐6的横截面底部大致为W型。罐内螺旋输送机9里设置有螺旋刀，淤泥通过螺旋刀输送出来。

所述的一种下水道污水处理专用汽车，其特征在于集污罐6内放置一级过滤网8和二级过滤网7处设置有检测口31。检测口31主要用于检修一级过滤网8和二级过滤网7、自洁喷头18和底部的罐内螺旋输送机9。

一种下水道污水处理专用汽车的污水循环再利用方法，其特征在于，它包括如下步骤：

a、污水的净化过滤过程；

发动机(20)驱动液压泵(23)使液压系统工作，在液压马达的带动下，吸污管卷盘旋转，吸污管10伸入下水道沉井，发动机20驱动真空泵22开始工作，集污罐6在真空状态下将下水道中的污水、污物抽吸至罐体中；

污水首先经过一级过滤网8，颗粒直径大于一级过滤网8滤孔直径的污物就被隔离在集污罐6的罐体尾部，污水完成第一级过滤；

完成第一级过滤的污水经过第二级过滤网7，颗粒直径大于第二级过滤网7滤孔直径的污物被隔离在集污罐6的罐体中部，污水完成第二级过滤；

经两级过滤后，污水中含有的是颗粒较小的污物，污水经微孔滤膜过滤器5的隔离与吸附作用，进入污水箱4，完成第三级过滤；

第一离心泵11开始工作，浮动式污水吸口2能够随液面升降，从而保证始终吸入的是表层水，污水经第一离心泵11加压送至离心回转过滤净化装置12，通过过滤净化腔124的旋转离心分离和过滤净化物质的过滤，完成污水的第四级过滤；

过滤后的污水再经第二离心泵14输送至串联的两级水力旋流器16，完成污水的第五级过滤；

此时，完成以上净化过滤流程的污水已变成清水，直接送回清水箱1；

b、污水的循环再利用过程；

在对下水管道进行疏通冲洗时，液压泵(23)驱动液压马达从而带动高压冲洗软管及卷盘(30)旋转，放出高压冲洗软管并将其伸入下水道中，高压水泵15开始工作，清水箱1中的水经高压喷头17射向管道内，达到清洗目的，一般情况下，抽吸、冲洗作业是同时进行的；

在对过滤器高压冲洗防堵塞时，清水箱1的水经高压水泵15运输到自洁喷头18，自洁喷头18喷出清水对各层过滤器进行冲洗；

在对离心回转过滤净化装置12冲洗防堵塞时，清水箱1的水经高压水泵15运输到高压冲洗管路121，通过高压冲洗管路121上的出水孔射出，对过滤净化腔124腔体进行冲洗；

c、固体污物的输送排放过程；

集污罐体6内的固体污物在过滤器的隔离作用及物理沉降作用下，主要聚集在罐体底部。当完成污水的处理工作后，罐体中粘稠的污物达到一定量时，先打开位于罐体尾端底部的污水排放栓27，将未参加循环的少部分残留污水排放回下水道，然后启动两套罐内螺旋输送机9，将罐体内固体粘稠污物向外输送，尾部对接螺旋输送机29与之对接，以接力的形式输送到后面跟进的垃圾运输车辆。在垃圾场，也可直接通过卸料导槽28完成卸料。

本发明主要包括底盘系统、动力传动系统、真空抽吸系统、高压冲洗系统、污水循环利用系统、污泥输送排放系统、液压系统及电控系统。

其中，动力传动系统，布置于驾驶室与罐体总成之间，它包括发动机20、变速箱、取力器、传动轴、皮带轮、气动离合器、相关管路及控制元件等，其要点在于通过发动机20全功率取力，驱动一主皮带轮，再通过分支皮带轮来驱动各泵体的工作运转，通过气动离合器可实现各泵体的独立工作，互不影响。

真空抽吸系统包括真空泵22、集污罐6、吸污软管及卷盘26、吸污悬臂、真空压力表、相关管路及操控元件等，真空泵集成在动力系统中，吸污软管及卷盘26安装在罐体顶部，吸污悬臂作为运动机构安装在罐体尾部。

高压冲洗系统包括高压水泵15、高压冲洗管路121、安全阀、压力计、高压球阀、自洁喷头18等，其不同之处在于管路分支增加了全面的自冲洗系统，可实现一键自洁。

污水循环利用系统包括清水箱1、污水箱4、集污罐6、二级过滤网7、一级过滤网8、微孔滤膜过滤器5、离心回转过滤净化装置12、第一离心泵11、第二离心泵14、两级水力旋流器16和相关连接管路及控制元件等。

污泥输送排放系统包括罐内螺旋输送机9、污水排放栓27、尾部对接螺旋输送机29和卸料导槽28等。

本发明的工作过程为：

它由底盘19上的发动机20驱动各泵体来实现所有功能。安装在发动机20输出端的全功率取力器通过传动轴驱动一主皮带轮，主皮带轮通过分支皮带驱动两个分皮带轮，两个分皮带轮分别连接真空泵22、高压水泵15，分皮带轮再通过分单支皮带来驱动第一离心泵11和第二离心泵14，而变速箱的取力端口用来驱动液压泵23。液压泵23驱动液压系统中各液压马达工作，从而带动离心回转过滤净化装置12、吸污软管及卷盘26、高压冲洗软管及卷盘30、罐内螺旋输送机9和尾部对接螺旋输送机29工作。

在现场作业时，发动机(20)驱动液压泵(23)使液压系统工作，在液压马达的带动下，吸污管卷盘旋转，吸污管10伸入下水道沉井，发动机20驱动真空泵22开始工作，集污罐6在真空状态下将下水道中的污水、污物抽吸至罐体中，而当需对下水管道进行疏通冲洗时，液压泵(23)驱动液压马达从而带动高压冲洗软管及卷盘(30)旋转，放出高压冲洗软管并将其伸入下水道中，高压水泵15开始工作，清水箱1中的水经高压喷头17射向管道内，达到清洗目的。一般情况下，抽吸、冲洗作业是同时进行的。

污水的净化过滤过程：当污物从罐体尾部进入集污罐6后，污水首先要经过虑孔直径30mm的一级过滤网8，这样颗粒直径大于30mm的污物将被隔离在罐体尾部，污水完成第一级过滤；同样的，第二级过滤网7只允许直径小于3mm的颗粒通过，这样颗粒直径介于3-30mm的污物被隔离在罐体中部，污水完成第二级过滤。经过前两级过滤后，罐体前部的污水含有的是颗粒较小的污物，此时污水再经过位于罐体与污水箱4之间的微孔滤膜过滤器5，通过隔离与吸附作用，在这里污水完成第三级过滤。此时流入污水箱4的污水已完成三级过滤，污水箱里装有浮动式污水吸口2，浮动式污水吸口2为一特制的可随液面升降吸口，从而保证始终吸入的是表层水。污水经第一离心泵11加压送至离心回转过滤净化装置12，通过过滤净化腔124的旋转离心分离和过滤净化物质的过滤，完成污水的第四级过滤；过滤后的污水再经第二离心泵14输送至两级水力旋流器16完成最后一道即第五级过滤。

其中，微孔滤膜过滤器5通过螺栓安装在污水箱4与集污罐6之间的隔板上。工作时，当罐体内水位达到一定高度时，上层污水向污水箱4溢流，穿过微孔滤膜过滤器5的过程中完成过滤净化。

其中，离心回转过滤净化装置12工作时，污水经第一离心泵11加压送至此净化装置入口121，污水由外向里渗透进入过滤净化腔124，渗透过程中完成净化，同时过滤净化腔124由液压马达驱动不停旋转，重相的颗粒物此时在离心作用下被甩至腔体外沿，然后逐渐沉降到装置底部，而净化后的水从腔体中心底部引出至下一级设备。过滤净化腔124中心还配有高压冲洗管路121，射水方向由内向外，与渗水净化方向相反，可进行间歇性反冲洗防堵塞。装置底部一侧设有渣料出口126，用于定期清理出渣。

完成整个污水的净化过滤流程的污水此时已变成清水，直接送回清水箱1。至此，处理过后的“污水”已完全满足了高压泵对水质的要求，污水由此得到了有效的循环利用。

固体污物的输送排放过程：集污罐体6内的固体污物在过滤器的隔离作用及物理沉降作用下，主要聚集在罐体底部。当完成污水的处理工作后，罐体中粘稠的污物达到一定量时，先打开位于罐体尾端底部的污水排放栓27，将未参加循环的少部分残留污水排放回下水道，然后启动两套罐内螺旋输送机9，将罐体内固体粘稠污物向外输送，尾部对接螺旋输送机29与之对接，以接力的形式输送到后面跟进的垃圾运输车辆。在垃圾场，也可直接通过卸料导槽28完成卸料。

所述整个作业过程，通过PLC程序实现控制，各种工况的运行及调整，可通过操作台及控制面板按键得到实现。

其它未经详细说明的部分，均为现有技术。