本發(fā)明涉及一種用于處理流動(dòng)液體、特別是用于處理廢水的設(shè)備。

背景技術(shù)：

在污水管道系統(tǒng)中會(huì)形成硫化氫，h2s。該硫化氫要么在靜止的廢水中出現(xiàn)，要么在廢水被運(yùn)輸至處理車間的期間出現(xiàn)。該硫化氫氣體是惡臭并且劇毒性的。該氣體的另一問(wèn)題是其對(duì)于金屬和混凝土具有極度腐蝕的作用。該問(wèn)題是眾所周知的并且已經(jīng)找到了解決方案，即通過(guò)處理廢水來(lái)降低該硫化氫。(hvitved-jacobsen,thorkild；vollersten,jes；nielsen,sewerprocesses–microbialandchemicalprocessengineeringofsewernetworks.secondedition:april23,2013bycrcpresstaylor&francisgroup)

該效果在來(lái)自于kronosinternational,inc.51373leverkusen,germany的技術(shù)信息3.09中在“通過(guò)使用鐵鹽將硫化氫從廢水管道中去除(entfernungvonschwefelwasserstoffausabwassersammlerndurcheinsatzvoneisensalzen)”的標(biāo)題下被描述。解決該問(wèn)題的一種解決方案是利用氧氣處理污水。然而，問(wèn)題在于，當(dāng)氧氣例如由于氧氣被水中的細(xì)菌消耗而耗盡時(shí)，在該污水中會(huì)產(chǎn)生h2s。另一方面，通過(guò)添加鐵鹽，h2s可以從廢水中被去除。這樣，硫化物被轉(zhuǎn)化為在水相(aqueousphase)中難以溶解的硫化鐵，結(jié)果是在氣相(gasphase)中不再有硫化氫。

就添加這些鐵鹽而言，有必要首先將它們加入溶液中，并且隨后將該溶液配量至廢水中。在實(shí)踐中，這是相當(dāng)復(fù)雜的，因?yàn)楸仨毎惭b一用于具有鐵鹽的液體的存儲(chǔ)罐。必須有一檢修孔(manhole)，用于將污水管道與來(lái)自配量泵和存儲(chǔ)罐的管道的流出部(run-out)連接。為此，應(yīng)當(dāng)在地下安裝一個(gè)或多個(gè)混凝土豎井。應(yīng)當(dāng)在地面上安裝一開(kāi)關(guān)板，包含用于將化學(xué)物質(zhì)配量至待處理的流動(dòng)液體中的控制裝置。所有這些構(gòu)件應(yīng)當(dāng)與電線和適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管連接。這些設(shè)置是復(fù)雜且昂貴的。

不僅對(duì)于處理廢水，而且對(duì)于處理干凈的水，均已知要添加氯，用以殺菌。可以通過(guò)配量氣體來(lái)添加氯，這是復(fù)雜的，并且如果泄漏可能會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。另一種添加氯的方式是配量次氯酸鈉溶液。大量的這種溶液應(yīng)當(dāng)被提供并儲(chǔ)存。這種溶液是有毒的、強(qiáng)烈刺激性的并且腐蝕性的。這就是為什么對(duì)于工業(yè)應(yīng)用而言通過(guò)氯化鈉在溶液中電解來(lái)直接產(chǎn)生這種溶液的原因。該直接產(chǎn)生的次氯酸鈉溶液在配量之前僅能少量地被存儲(chǔ)。一種用于該電解的設(shè)備以grundfos的商標(biāo)selcoperm被公知。對(duì)于水處理而言，selcoperm系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)與存儲(chǔ)罐連接，應(yīng)當(dāng)安裝配量泵和傳感器以及控制裝置，用于水的處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)方面是建立一種用于處理流動(dòng)液體、特別是用于處理廢水的系統(tǒng)，該系統(tǒng)易于安裝、操作簡(jiǎn)單并且對(duì)于安裝和運(yùn)行而言是有成本劃算的。

根據(jù)本發(fā)明，有一用于處理流動(dòng)液體、特別是用于處理廢水的單元。該單元包含一井、一入口管道連接件和一出口管道連接件，兩者均在井的外部并且由井內(nèi)部的連接管道連接。在井的內(nèi)部，有至少一個(gè)用于至少一種液體化學(xué)物質(zhì)的存儲(chǔ)罐，和用于將至少一種液體化學(xué)物質(zhì)從存儲(chǔ)罐泵送至連接管道中的計(jì)量泵。此外，還有用于啟動(dòng)井內(nèi)的計(jì)量泵的控制裝置。

本發(fā)明的特別有利之處在于，系統(tǒng)的所有部件被設(shè)置在一呈井形式的單元中，該單元適應(yīng)于被設(shè)置在地下，以井的頂口靠近地表面。由于在井的外部有入口連接件和出口連接件，通過(guò)準(zhǔn)備用于井的孔并將管道連接件連接至污水管線，該單元可以被設(shè)置在地面下的任何污水管線中。井可以包括不銹鋼、鋼筋混凝土、塑料或它們的組合。井應(yīng)當(dāng)在重量上是輕的、足夠牢固以經(jīng)受住周圍土壤的壓力并且抗腐蝕。

根據(jù)本發(fā)明，單元可以具有：用于檢測(cè)在連接管道中的流量的傳感器裝置；用于檢測(cè)所述連接管道中的、來(lái)自計(jì)量泵的管道的流出部的上游和/或下游中的液體的一種或多種化合物或元素的數(shù)量的傳感器裝置?？刂蒲b置適于根據(jù)檢測(cè)到的流量和數(shù)量來(lái)啟動(dòng)計(jì)量泵。來(lái)自計(jì)量泵的管道的流出部的上游處的傳感器裝置，適于檢測(cè)在流動(dòng)液體中的應(yīng)當(dāng)被減少或去除的任何化學(xué)物質(zhì)。來(lái)自計(jì)量泵的管道的流出部的下游處的傳感器裝置，也可以適于檢測(cè)由計(jì)量泵來(lái)添加液體化學(xué)物質(zhì)而應(yīng)當(dāng)被減少或去除的該化合物或元素的數(shù)量。由此，可以有用于以合適的量添加液體化學(xué)物質(zhì)的閉環(huán)控制。

如果例如h2s必須被檢測(cè)，則傳感器裝置可以設(shè)置在平行于主管道的管道中，關(guān)于檢測(cè)水中的h2s的數(shù)量重要的是，總是在低ph值下測(cè)量。因此，如果用于測(cè)量h2s的傳感器設(shè)置在一小的平行的管道中，則在傳感器的上游處可以有一計(jì)量泵，用于通過(guò)添加酸或基礎(chǔ)/堿性液體來(lái)調(diào)整ph值。

如果井有利地被設(shè)想并設(shè)計(jì)為被設(shè)置在大地中，則上端部可以延伸至地表面。井的該上端部應(yīng)當(dāng)由一蓋部關(guān)閉，一方面使得井的內(nèi)部連同設(shè)置在其中的系統(tǒng)被保護(hù)，另一方面使得地表面是關(guān)閉的。蓋部應(yīng)當(dāng)足夠穩(wěn)定，以承受人進(jìn)入或者汽車行駛經(jīng)過(guò)該蓋部。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，存儲(chǔ)罐設(shè)置在井的底部。在實(shí)踐中這意味著，存儲(chǔ)罐在地面下是足夠深的，在凍結(jié)線之下。井的該區(qū)域注定用于設(shè)置一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)罐，因?yàn)檫@是井的最穩(wěn)定的區(qū)域并且對(duì)于液體化學(xué)物質(zhì)而言最安全的位置。在實(shí)踐中便利的是，存儲(chǔ)罐上側(cè)或者設(shè)置在存儲(chǔ)罐的上側(cè)上的平臺(tái)形成用于進(jìn)入井的人的地板面。

有不同的可能性來(lái)設(shè)置和固定蓋部。有利地，設(shè)置具有固定部分和可移動(dòng)部分的蓋部，所述可移動(dòng)部分相對(duì)于固定部分樞轉(zhuǎn)，從而能夠通過(guò)將可移動(dòng)部分折疊大約至少90°或者最多180°使得可移動(dòng)部分放在固定部分上，來(lái)打開(kāi)井?？捎山饘倨墓?jié)段來(lái)實(shí)現(xiàn)這些蓋部部分，因?yàn)樗鼈兪怯糜诠I(yè)地板的。通過(guò)利用配量泵排空存儲(chǔ)罐，通風(fēng)空氣必須被引導(dǎo)至存儲(chǔ)罐。完成這個(gè)的一種簡(jiǎn)單的方式是在井中設(shè)置一通氣管，該通氣管在其下端部連接至存儲(chǔ)罐并且該通氣管通向大氣。優(yōu)選地，該通氣管延伸穿過(guò)蓋的固定部分，并且與地面上的蓋部有間隔地終止。

為了容易地填充存儲(chǔ)罐，有利地，有一與通氣管相似的填充管，該填充管以其下端部終止于存儲(chǔ)罐中并且以其上端部終止于蓋部的區(qū)域中。該管可以引入所述固定部分并且具有可鎖定的蓋，或者優(yōu)選終止于蓋部的可移動(dòng)部分的下方，從而能夠在已經(jīng)打開(kāi)蓋部之后填充流體。

可以有用于檢測(cè)連接單元中的液體的一個(gè)或多個(gè)化合物或元素的數(shù)量的傳感器裝置，并且應(yīng)當(dāng)在傳感器裝置與來(lái)自計(jì)量泵的管道的流出部之間有一距離，該距離取決于最大流速。該距離應(yīng)當(dāng)在一尺寸內(nèi)，以確保由計(jì)量泵添加至流動(dòng)液體的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入流動(dòng)液體的之前已被監(jiān)控的部分。該距離應(yīng)當(dāng)是井的直徑的至少5％，優(yōu)選更大。在傳感器裝置與來(lái)自計(jì)量泵的管道的流出部之間的距離取決于傳感器裝置的反應(yīng)時(shí)間。如果最大流速是已知的，則根據(jù)本發(fā)明在傳感器裝置與來(lái)自計(jì)量泵的管道的的流出部之間的距離，例如可以是最大流速乘以傳感器裝置的反應(yīng)時(shí)間的5、10、20、40、50、60、75、100、200或500倍。

井內(nèi)部的連接管道一方面應(yīng)當(dāng)設(shè)置為盡可能深，要低于凍結(jié)線，另一方面應(yīng)當(dāng)設(shè)置為與井的底部、特別是與存儲(chǔ)罐的平臺(tái)或地板面間隔一距離，從而使得設(shè)置于該連接管道中的閥、傳感器裝置位于進(jìn)入井中的人的工作高度上。在實(shí)踐中有利地，將連接管道設(shè)置在井的整個(gè)高度的中間三分之一處，在井的頂部下方至少80cm處。此外有利地，將井內(nèi)部的連接管道設(shè)置為，不是在井的中間穿過(guò)中心而是有間隔，從而使得人能夠站在該連接管道下方，即使井的直徑不是那么大。

也許，有前面提到的內(nèi)部傳感器裝置是不夠的，那么根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施例，可以有用于外部傳感器裝置、特別是用于檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)化合物或元素的氣相傳感器和/或液相傳感器的連接件。特別是為了檢測(cè)硫化氫(h2s)，氣相傳感器或液相傳感器可以設(shè)置在污水系統(tǒng)中的任意合適的位置處(例如在具有下水道或收集器的泵站中)，從而使得系統(tǒng)能夠?qū)υ诰獠康?、單元的上游或下游處的化合物的濃度作出響?yīng)。

計(jì)量泵的控制裝置的至少一部分應(yīng)當(dāng)設(shè)置在井的內(nèi)部壁上的殼體中的連接管道旁邊，優(yōu)選緊固在井的壁上。電能可以來(lái)自于井中的電池或者通過(guò)電線引導(dǎo)至井中。控制裝置可以完全設(shè)置在井內(nèi)部，或者局部設(shè)置在井內(nèi)部。可以有一個(gè)或多個(gè)用于與外部控制裝置、外部傳感器裝置、外部注冊(cè)裝置(registrationmeans)通信的接口。這些接口可以按照其在實(shí)踐中最合適的方式是無(wú)線的或者由線纜連接。

至此為止，本發(fā)明主要描述了關(guān)于通過(guò)添加溶入水中的鹽來(lái)去除h2s。然而，根據(jù)本發(fā)明的單元也可以用于對(duì)流動(dòng)液體進(jìn)行任何其他的化學(xué)或物理處理?？梢杂幸环N用于產(chǎn)生次氯酸鹽溶液的系統(tǒng)，用于對(duì)井內(nèi)部的水殺菌的目的。該單元以與前面描述相類似的方式被設(shè)置。然而，有用于氯化鈉溶液的第一存儲(chǔ)罐、設(shè)置在井內(nèi)部由第一存儲(chǔ)罐供給的電解器和用于從車間接收氯化鈉溶液的第二存儲(chǔ)罐，其由計(jì)量泵來(lái)配量。由此，可以在井中有若干個(gè)存儲(chǔ)罐，優(yōu)選設(shè)置在底部。

附圖說(shuō)明

下面借助于在附圖中示出的實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。其中示出：

圖1示出了污水系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖，其具有兩個(gè)泵站和一根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置在兩個(gè)泵站之間的管線中的單元，

圖2示出了圖1的單元的簡(jiǎn)化放大的示意圖，

圖3在沒(méi)有蓋部的情況下示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例的單元的俯視圖。

其中，附圖標(biāo)記列表如下：

1泵站

2泵站

3地下凹陷部

4入口管

5循環(huán)泵

6出口管

8單元

9井

10表面

11蓋部的固定部分

12蓋部的可移動(dòng)部分

13存儲(chǔ)罐

14地板

15通氣管

16填充管

17傳輸管

18計(jì)量泵

19管道

20連接管道

21入口管道連接件

22出口管道連接件

23控制單元

24液相傳感器

d傳感器24與流出部25之間的距離

25流出部

26液相傳感器

27流量計(jì)

28氣相傳感器

29連接件

30測(cè)量管道

31酸存儲(chǔ)部

32配量泵

具體實(shí)施方式

圖1示出了污水系統(tǒng)的一部分，其具有兩個(gè)泵站1和2，所述泵站由管線連接。這些泵站1、2各自是地下的凹陷部3的一部分，凹陷部具有一個(gè)或多個(gè)管4將廢水引導(dǎo)至凹陷部。在凹陷部3內(nèi)部是一液位控制的(level-controlled)廢水泵，該廢水泵在這種情況下是離心泵5，用于當(dāng)凹陷部?jī)?nèi)部的液位已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的高度時(shí)排空凹陷部3。泵站1的泵5的出口連接至出口管6，該出口管與接下來(lái)的泵站2的入口管4連接。泵站2的凹陷部3具有比泵站1的凹陷部3更高的液位。污水系統(tǒng)的該部分代表引導(dǎo)至凹陷部或來(lái)自于凹陷部的任何廢水管線。如在引言部分所提到的，污水系統(tǒng)經(jīng)常存在的一個(gè)問(wèn)題是在水中有硫化氫，一旦由于在任何凹陷部中發(fā)現(xiàn)有或由于重力污水系統(tǒng)(gravitationalsewersystem)而在水上方有自由空間該硫化氫就會(huì)逸出。那么，這種有毒的硫化氫氣體就出現(xiàn)了，這是應(yīng)當(dāng)避免的。

為此，用于處理流動(dòng)廢水的單元8設(shè)置在泵站1與2之間的管線中，該管線包含出口管6和入口管4。該管線已經(jīng)被中斷，并且單元8已被插入。

單元8包含井9，該井大體上具有圓柱形的形狀，其直徑為1米并且高度為2.5米。井9的直徑應(yīng)當(dāng)至少為1米，但是可以更大。該井9旨在被設(shè)置在大地中，從而使得其上端部具有大地的表面10的水平。井9的上端部被一蓋部關(guān)閉，該蓋部包含固定部分11和可移動(dòng)部分12?？梢苿?dòng)部分12可樞轉(zhuǎn)地與固定部分11連接。由此，可移動(dòng)部分12可以通過(guò)從其水平位置(如在圖1和圖2中可見(jiàn)的)折疊至豎直位置而被打開(kāi)。

在井9的底部設(shè)有用于液體的存儲(chǔ)罐13。該存儲(chǔ)罐13的表面形成井9內(nèi)部的地板，使得人穿過(guò)打開(kāi)的部分12進(jìn)入井9可以站立在該地板14上。存儲(chǔ)罐13由豎直的通氣管15連接至大氣。該通氣管15引導(dǎo)穿過(guò)固定部分11進(jìn)入大氣。在該通氣管15下方有一填充管16，該填充管終止于存儲(chǔ)罐13中，并且該填充管也引導(dǎo)穿過(guò)固定部分11并在端部處具有一可鎖定的帽部。通過(guò)該填充管16，存儲(chǔ)罐13可以被填充液體。

傳輸管17到達(dá)存儲(chǔ)罐13的底面并且導(dǎo)向計(jì)量泵18，該計(jì)量泵泵向管道19中，該管道導(dǎo)向具有更大直徑的連接管道20。該連接管道20與中軸線間隔地橫穿井9。

該連接管道20將泵站1的出口管6與泵站2的入口管4連接。連接管道20具有兩個(gè)在井9外部的連接件，所述連接件是一入口管道連接件21和一出口管道連接件22。在該實(shí)施例中，連接件被設(shè)計(jì)為法蘭。然而，任何其他合適的連接件均可以設(shè)置在這里。單元8經(jīng)由這些連接件21和22被插入至污水系統(tǒng)中。

將液體從存儲(chǔ)罐13泵送至連接管道20的計(jì)量泵18由數(shù)字控制單元23控制。該控制單元23根據(jù)由距計(jì)量泵18的管道19的流出部25的距離為d的上游處的傳感器24接收到的信號(hào)，來(lái)起動(dòng)和停止計(jì)量泵18。在流出部25的下游處還有另一傳感器26，在傳感器24與流出部25之間還有一流量計(jì)27。傳感器24和26是液相傳感器，并且它們檢測(cè)連接管道20的內(nèi)部。在井9外部還可以有其他的傳感器，這些其他的傳感器可以是如在圖1中可見(jiàn)的氣相傳感器28和/或液相傳感器。在控制單元23處有一連接件29，用于連接該傳感器28。

在根據(jù)圖1和圖2所描述的實(shí)施例中，傳感器24和26是用于檢測(cè)在污水中的h2s的數(shù)量的液相傳感器，氣相傳感器28檢測(cè)在凹陷部3中的空氣中的h2s的數(shù)量。

在操作污水系統(tǒng)中的單元8的開(kāi)始階段，存儲(chǔ)罐13是被鐵鹽的液體溶液填充的。在操作期間，泵站1的凹陷部3中的廢水由泵5泵送通過(guò)管6、通過(guò)井9的連接管道20并且通過(guò)管4進(jìn)入泵站2的凹陷部3中。進(jìn)入連接管道20的廢水中的h2s的數(shù)量被傳感器24測(cè)量到。流量計(jì)27測(cè)量流速。根據(jù)該數(shù)據(jù)，在控制單元23中計(jì)算出該鐵鹽在水相中的液體的數(shù)量。需要該數(shù)量來(lái)去除流過(guò)管道20的廢水中的h2s。因此，計(jì)量泵18被啟動(dòng)，并且通過(guò)控制泵18的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)被計(jì)算出的數(shù)量。利用流出部25的下游處的h2s液相傳感器26，流過(guò)該管道20的液體中的h2s的數(shù)量被測(cè)量。如果對(duì)來(lái)自于存儲(chǔ)罐13的流體的配量是正確的，則在水中不應(yīng)再有任何h2s。如果傳感器26仍然檢測(cè)到h2s，則剩余的數(shù)量被計(jì)算出，并且控制單元23會(huì)增大泵18的速度和被添加至流出部25中的液體的數(shù)量。有用于調(diào)節(jié)液體數(shù)量的閉環(huán)控制，該裝置用于控制計(jì)量泵18的開(kāi)與關(guān)和速度。

根據(jù)廢水系統(tǒng)和當(dāng)?shù)厍闆r，可以在控制單元23中連接一附加的氣相傳感器。相對(duì)于傳感器26附加地或替代地，可以設(shè)置傳感器28。

在圖3中示出了一種替代的測(cè)量方式。該設(shè)置應(yīng)當(dāng)用于如果流過(guò)連接管道30的液體的ph值不低的情況。在該情況下，在井9內(nèi)部平行于連接管道20設(shè)有一測(cè)量管道30。在該測(cè)量管道30中測(cè)量ph值，并且如果必要的話，由配量泵32將酸從酸存儲(chǔ)罐31添加至管道30中。該設(shè)置確保，液相傳感器24的測(cè)量總是發(fā)生在低于4的低的ph值時(shí)。在該實(shí)施例中，管道19的流出部25靠近連接管道20的下游端部。