一种河道黑臭水体自动调流系统

技术领域

本发明涉及一种河道黑臭水体自动调流系统，属于污水处理技术领域。

背景技术

近年来，随着环保治理力度的逐渐加大，我国大部分区域的水资源环境得到了较好的改善，但部分流域水质污染仍存在季节性变化或间歇性变化的现象，这对水资源调流部门的管理带来了很大的不便，特别是黑臭状态是水体的一个极端状态，其本身的特点也与其他状态有很大不同，其由于水体缺氧，有机物腐败而造成的。其理化环境表现为强还原性质，有机无机污染极其严重，水体有异味，已经不适合水生生物生存，水生植被退化甚至灭绝，浮游植物、浮游动物、底栖动物只有少量耐污种存在。食物链断裂，食物网支离破碎，生态系统结构严重失衡，功能严重退化甚至丧失。一旦被排入自然水体，会对流域水生态环境造成极大的危害。

发明内容

本发明目的是提供一种河道黑臭水体自动调流系统，以自然水体排入水质状况的实时监控与河道水质自动监测，并实现根据水质不同自动调流，最大程度的保护自然水体。

一种河道黑臭水体自动调流系统，其特征是包括转动槽G和分别与转动槽G相通的进水渠E、清水渠F和污水渠H，

进水渠E包括相互平行的进水渠壁A与进水渠壁B；

清水渠F包括相互平行的清水渠壁A和清水渠壁B；

污水渠H包括相互平行的污水渠壁A和污水渠壁B；

转动槽G包括圆弧形槽壁和竖直设置在转动槽G中的一个带控制装置的主转轴；主转轴位于进水渠壁A的延长线上，且主转轴上安装三块结构相同、彼此成120°夹角的三块挡水板；

且进水渠壁A与污水渠壁A垂直相连，进水渠B与清水渠壁A垂直相连，圆弧形槽壁13的两端分布与清水渠壁B和污水渠壁B相连；

进水渠壁A与污水渠壁A的连接处至主转轴的距离、进水渠B与清水渠壁A的连接处至主转轴的距离、槽壁与清水渠壁B的连接处至主转轴的距离、槽壁与污水渠壁B的连接处至主转轴的距离均恰为挡水板的长度；

当一块挡水板转至与进水渠壁A相互平行的位置时，有一块挡水板的前缘位置恰好为槽壁与清水渠壁B的连接处；当一块挡水板转至进水渠B与清水渠壁A的连接处时，有一块挡水板的前缘位置恰好为槽壁与清水渠壁B的连接处；

在进水渠壁A、进水渠壁B和进水渠底上设置三个以上水质监测传感器，利用导线将所有的水质监测传感器与处理器相连；利用导线将处理器与转动控制装置相连，处理器控制主转轴的旋转。

所述转动控制装置包括一个与主转轴同轴相连的转轴；转轴（35）上安装一个转盘，转盘外缘设有环形槽、上下两侧为底盘；在环形槽中开设三个彼此夹角成120°的径向固定槽；还有与所述固定槽位于同一高度导向筒，导向筒内有带复位弹簧的滑动杆，滑动杆的末端设有能插入固定槽的圆头凸起，设在滑动杆侧面的被动杆由导向筒一侧开的口而伸出导向筒；还有一个通过其电机轴来驱动轮盘的电机，轮盘的外侧设有径向的、用于拨动所述被动杆的拨动杆。

在主转轴的顶端安装一个轴承，通过轴承利用三根固定杆分别固定在转动槽壁、污水渠壁、清水渠壁上，相邻两根固定杆之间的夹角为120°；如此，主转轴可自由转动，但不会晃动；挡水板亦可随主转轴自由转动。

挡水板由底胶板、侧胶板、主挡板组成，主挡板与主转轴刚性连接；在主挡板外侧固定安装一块橡胶材质的侧胶板，在主挡板底部固定安装一块橡胶材质的底胶板；底胶板可与槽底紧密相接触；侧胶板可分别与转动槽壁、污水渠壁、进水渠壁与清水渠壁连接处、清水渠壁与转动槽壁连接处紧密相接触。

污水渠深度=池底深度且比槽底低，再加上污水渠H的宽度较进水渠E窄，故污水渠H内的流速比进水渠E内的流速大，当水质不达标的水流流入污水渠H时，在落差和流速的双重作用下，渠道底部的沉积物会被同时冲刷至后续水质处理设施进行处理后排放。

利用所述系统进行自动调流的方法，其特征是包括以下步骤：

当水质监测传感器测得进水渠E内水质达标时，令一块挡水板与进水渠壁3处在同一平面，进水渠E中的水流在挡水板的作用下，经清水渠F流出，直接排入自然水体；此时圆头凸起插入一个固定槽中，并对转盘进行锁定；

当进水渠E内三分之一或以上的水质监测传感器显示水质不达标时，处理器向转动控制装置内的电机传输转动一圈的启动指令，电机的电机轴转动一圈的过程中带动轮盘转动，轮盘上的拨动杆带动被动杆水平移动，被动杆带动滑动杆水平滑动，使得圆头凸起与固定槽暂时分离，从而短时解锁转盘，在水流的作用下，挡水板带动主转轴顺时针转动，在弹簧的作用下，滑动杆很快便会自动复位，圆头凸起与下一个固定槽相对固定，重新锁定转盘，进而将其中一块挡水板固定在转动槽壁和污水渠壁连接处，进水渠E中的水流在挡水板的作用下，经污水渠H流出，进入后续水质处理设施，经处理水质达标后排放；当水质不达标的水流流入污水渠H时，在落差和流速的双重作用下，渠道底部的沉积物会被同时冲刷至后续水质处理设施进行处理后排放；

当进水渠E内水质监测传感器全部显示水质达标时，处理器向转动控制装置内的电机传输转动一圈的启动指令，基于水质不达标时的操作原理，使使进水渠E与清水渠F相通。

一种河道黑臭水体自动调流系统工作原理如下，当进水渠内水质达标时，挡水板与进水渠壁处在同一平面时，进水渠中的水流在挡水板的作用下，经清水渠流出，直接排入自然水体；当进水渠内三分之一的水质监测传感器显示水质不达标时，中心处理器向转动控制装置内的电机传输转动一圈的启动指令，电机启动，电机轴转动一圈的过程中带动轮盘转动，轮盘上的拨动杆会带动被动杆水平移动，被动杆带动滑动杆水平滑动，使得滑动杆上的圆头凸起与固定槽暂时分离，从而短时解锁转盘，在水流的作用下，挡水板带动主转轴顺时针转动，在弹簧的作用下，滑动杆很快便会自动复位，滑动杆上的圆头凸起与下一个固定槽相对固定，重新锁定转盘，进而将挡水板固定在转动槽壁和污水渠壁连接处，进水渠中的水流在挡水板的作用下，经污水渠流出，进入后续水质处理设施，经处理水质达标后排放。同时，污水渠的池底比转动槽的槽底低，且污水渠的宽度较进水渠窄，故污水渠内的流速比进水渠内的流速大，当水质不达标的水流流入污水渠H时，在落差和流速的双重作用下，渠道底部的沉积物会被同时冲刷至后续水质处理设施进行处理后排放。

显然本发明结构简单，设计合理，能够在传感器识别水质之后，运用挡水板的旋转，将污水、清水分开，既对水资源进行了充分分类，又可以将分离处的污水进行集中处理，对河道水资源的利用和处理有极大的作用。

附图说明

图1是本发明的主体结构示意图。

图2是本发明的转动控制装置结构示意图。

图3是图1的A-A剖面图。

图4是图2的B-B剖面图

图5是本发明的工作原理示意图

其中，水质监测传感器1、池底2、进水渠壁3、水流4、导线5、中心处理器6、清水渠壁7、池底8、电机9、挡水板10、转动控制装置11、主转轴12、转动槽壁13、槽底14、池底15、污水渠壁16、顶盘17、底盘18、环形槽19、固定槽20、圆头凸起21、滑动杆22、导向筒23、弹簧24、固定块25、开口26、圆头凸起27、被动杆28、圆头凸起29、拨动杆30、电机轴31、轮盘32、底板33、轴承34、转轴35、底胶板36、侧胶板37、主挡板38、固定杆39、转盘40、支撑杆41、进水渠壁42、清水渠壁43、污水渠壁44、挡水板45、挡水板46、进水渠E、清水渠F、转动槽G、污水渠H。

具体实施方式

如图1-4，一种河道黑臭水体自动调流系统，由进水渠E、清水渠F、转动槽G、污水渠H、水质监测传感器1、池底2、进水渠壁3、水流4、导线5、中心处理器6、清水渠壁7、池底8、挡水板10、转动控制装置11、主转轴12、转动槽壁13、槽底14、池底15、污水渠壁16、轴承34、固定杆39、进水渠壁42、清水渠壁43、污水渠壁44、挡水板45和挡水板46组成：设置两段长1000cm宽50cm高200cm的砖砌混凝土进水渠壁3和进水渠壁42，进水渠壁3和进水渠壁42相互平行且相距500cm；在进水渠壁3延长线的562cm处设置一根直径5cm高215cm的钢制主转轴12，在主转轴12处的槽底14下15cm处设置一个直径50cm高20cm的转动控制装置11，主转轴12通过内径5cm的钢制轴承34穿过槽底14与转动控制装置11相连，主转轴12可以自由转动，转动控制装置11可以控制主转轴12的转动和停止；在槽底14上的主转轴12上固定安装三个长562cm宽5cm高180cm的挡水板10、挡水板45、挡水板46，相邻两个挡水板之间的夹角为120°，挡水板10、挡水板45、挡水板46可以绕主转轴12自由转动；当挡水板10与进水渠壁3处在同一平面时，在挡水板45末端处设置一段长500cm宽50cm高200cm的砖砌混凝土清水渠壁43，清水渠壁43与进水渠壁3相互垂直；以主转轴12为圆心设置一段直径562cm宽50cm高200cm的半圆形砖砌混凝土转动槽壁13，转动槽壁13的一端与清水渠壁43相连；转动槽壁13和槽底14围成直径562cm深200cm的转动槽G；在转动槽壁13的另一端设置一段长500cm宽50cm高250cm的砖砌混凝土污水渠壁44，污水渠壁44与进水渠壁3相互垂直；在进水渠壁3的末端设置一段长1000cm宽50cm高250cm的砖砌混凝土污水渠壁16，污水渠壁16与进水渠壁3相互垂直；污水渠壁16、污水渠壁44和池底15围成长1000cm宽295cm深250cm的污水渠H；污水渠H的池底15比转动槽G的槽底14低50cm；当挡水板46转到转动槽壁13和污水渠壁44连接处时，在挡水板10末端处设置一段长500cm宽50cm高200cm的砖砌混凝土清水渠壁7，清水渠壁7与进水渠壁3相互垂直；清水渠壁7、清水渠壁43和池底8围成长500cm宽576cm深200cm的清水渠F；延长进水渠壁42与清水渠壁7相连，进水渠壁3、进水渠壁42和池底2围成长1549cm宽500cm深200cm的进水渠E；

在主转轴12的顶端安装一个内径5cm的轴承34，通过轴承34利用三根直径2cm长570cm的钢制固定杆39分别固定在转动槽壁13、污水渠壁16、清水渠壁7上，相邻两根固定杆39之间的夹角为120°；主转轴12可以自由转动，但不会晃动；挡水板10、挡水板45、挡水板46可以随主转轴12自由转动。

当挡水板10与进水渠壁3处在同一平面时，水流4在挡水板10、挡水板45的作用下，从清水渠F流出；

当挡水板10位于进水渠壁42与清水渠壁7交点时，在挡水板10、挡水板46的作用下，从污水渠H流出。

挡水板由底胶板36、侧胶板37、主挡板38组成：设置一块长550cm宽5cm高170cm的钢制主挡板38，主挡板38与主转轴12刚性连接；在主挡板38外侧固定安装一块长12cm宽5cm高180cm的橡胶材质的侧胶板37，在主挡板38底部固定安装一块长550cm宽5cm高10cm的橡胶材质的底胶板36；底胶板36可与槽底14紧密相连；侧胶板37可分别与转动槽壁13、污水渠壁16、进水渠壁42与清水渠壁7交点、清水渠壁43与转动槽壁13交点紧密相连。

转动控制装置11由电机9、顶盘17、底盘18、环形槽19、固定槽20、圆头凸起21、滑动杆22、导向筒23、弹簧24、固定块25、开口26、圆头凸起27、被动杆28、圆头凸起29、拨动杆30、电机轴31、轮盘32、底板33、轴承34、转轴35、转盘40和支撑杆41组成：设置一个长80cm宽60cm厚3cm的钢制底板33，在底板33上设置一个内径5cm的轴承34，在轴承34内安装一根直径5cm长23cm的钢制转轴35，转轴35可以自由转动；在转轴35上距离底板33顶面5cm处固定安装一个直径50cm厚1cm的钢制底盘18，在底盘18上方固定安装一个直径45cm厚3cm的钢制转盘40，在转盘40上方固定安装一个直径50cm厚1cm的钢制顶盘17，顶盘17、底盘18、转盘40与转轴35都是刚性连接且位置相对固定；顶盘17、底盘18、转盘40之间形成一个外径50cm内径45高3cm的环形槽19；在转盘40上开设三个直径2.5cm深2cm的固定槽20，相邻两个固定槽20之间的夹角为120°；在底板33上距离转轴35的62cm处固定安装一个高10cm的钢制固定块25，在固定块25距离底板33顶面8cm处固定安装一个直径2.5cm长10cm的钢制导向筒23，导向筒23与固定槽20位于同一平面高度，通过直径1cm的钢制支撑杆41和固定块25将导向筒23固定在底板33上；在导向筒23内的固定块25上固定安装一根长7cm的弹簧24，在弹簧24的末端固定安装一个直径2.5cm长8cm的钢制滑动杆22，在滑动杆22的末端设置一个直径2.5cm高2cm的圆头凸起21，圆头凸起21可以与固定槽20恰好吻合；在导向筒23一侧开设一个长5cm高0.8cm的开口26；在滑动杆22固定设置一个直径0.7cm高3cm的被动杆28，被动杆28由开口26伸出导向筒23；在被动杆28末端设置一个直径0.7cm高0.5cm的圆头凸起27；在开口26一侧的底板33上安装一个直径10cm高6cm的电机9，在直径0.5cm高3cm的钢制电机轴31上固定安装一个直径8cm厚2cm的钢制轮盘32，在轮盘32的外侧固定安装一个直径2cm高2cm的钢制拨动杆30，在拨动杆30的末端安装一个直径2cm高1cm的圆头凸起29；当电机9工作时，电机轴31带动轮盘32转动，轮盘32上的拨动杆30会带动被动杆28水平移动，被动杆28带动滑动杆22水平滑动，使得圆头凸起21与固定槽20暂时分离，从而短时解锁转盘40，在弹簧24的作用下，滑动杆22很快便会自动复位，圆头凸起21与下一个固定槽20相对固定，重新锁定转盘40；转轴35与主转轴12刚性连接，从而实现转轴35与主转轴12的同步转动。

在进水渠壁3、进水渠壁42和池底2上设置多个水质监测传感器1，相邻两个水质监测传感器1之间的距离为100cm，利用导线5将所有的水质监测传感器1与中心处理器6相连，将水质监测传感器1传输至中心处理器6进行处理分析；利用导线5将中心处理器6与转动控制装置11内的电机9相连，中心处理器6根据水质数据分析结果控制电机9的启停操作。

如图5，一种河道黑臭水体自动调流系统工作原理如下，当进水渠E内水质达标时，挡水板10与进水渠壁3处在同一平面时，进水渠E中的水流4在挡水板10、挡水板45的作用下，经清水渠F流出，直接排入自然水体；当进水渠E内三分之一的水质监测传感器1显示水质不达标时，中心处理器6向转动控制装置11内的电机9传输转动一圈的启动指令，电机9启动，电机轴31转动一圈的过程中带动轮盘32转动，轮盘32上的拨动杆30会带动被动杆28水平移动，被动杆28带动滑动杆22水平滑动，使得圆头凸起21与固定槽20暂时分离，从而短时解锁转盘40，在水流4的作用下，挡水板45带动主转轴12顺时针转动，在弹簧24的作用下，滑动杆22很快便会自动复位，圆头凸起21与下一个固定槽20相对固定，重新锁定转盘40，进而将挡水板46固定在转动槽壁13和污水渠壁44连接处，进水渠E中的水流4在挡水板10、挡水板46的作用下，经污水渠H流出，进入后续水质处理设施，经处理水质达标后排放。同时，污水渠H的池底15比转动槽G的槽底14低50cm，且污水渠H的宽度较进水渠E窄205cm，故污水渠H内的流速比进水渠E内的流速大，当水质不达标的水流4流入污水渠H时，在落差和流速的双重作用下，渠道底部的沉积物会被同时冲刷至后续水质处理设施进行处理后排放。