背景技术：
污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。
目前，城市污水处理厂的沉砂池基本上采用两种类型：一种是应用比较广泛的曝气沉砂池，通过池中一侧的空气管控制曝气，使污水形成具有一定速度的前进旋流(垂直于水流方向)，这种池型具有稳定的除砂效果；另一种是利用水力涡流除砂的旋流沉砂池(其旋流与水流方向基本一致)，具有池型简单、占地省、运行费用低、除砂效果好等优点，已越来越受到人们的重视。本专利主要针对旋流沉砂池进行研究。旋流沉砂池的排砂目前采用两种形式，一种是靠砂泵排砂，其优势在于设备少、操作简便，但砂泵的磨损问题也越来越受到用户的关注；另一种是气提排砂，其优势在于系统可靠、耐用，但设备相对较多。
然而当前污水处理过程中没有对沉砂池的砂量进行监测及排放，通常操作人员依据过往经验每隔一段时间进行一次排砂操作。由于不同时间段污水量、污水浓度存在变化，如果不能准确的知晓沉砂量并及时排砂，很容易造成阻塞甚至砂石溢出而影响污水的正常处理。
技术实现要素：
本发明是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，其目的在于提供一种能方便快捷、可靠性高的旋流沉砂池排砂方法及排砂系统。
根据本发明的一个方面，提供一种旋流沉砂池排砂系统，用于旋流沉砂池的排砂，包括多个传感器、至少一条预警线、数据采集单元、信号传输单元、控制单元和控制执行单元，其中：所述预警线设置在所述旋流沉砂池的砂斗的侧壁上，不同预警线距离所述砂斗底部的高度不同；所述传感器设置在所述砂斗的侧壁上，用于测量所述砂斗内砂石与所述预警线的距离；所述数据采集单元采集所述传感器测量的数据通过所述信号传输单元传输给控制单元，所述控制单元设定排砂条件，所述排砂条件为所述砂斗砂石与所述预警线的距离小于安全阈值的数量达到设定数量，当所述排砂条件成就时，所述控制单元发送指令给所述控制执行单元，进行排砂。
根据本发明的另一个方面，提供一种旋流沉砂池排砂方法，用于旋流沉砂池的排砂，包括：在所述旋流沉砂池的砂斗的侧壁上设置至少一条预警线，不同预警线距离所述砂斗底部的高度不同；在所述旋流沉砂池的砂斗的侧壁上设置多个传感器，用于测量所述砂斗内砂石与所述预警线的距离；根据传感器感测的距离，判断是否达到排砂条件，所述排砂条件所述砂斗砂石与所述预警线的距离小于安全阈值的数量达到设定数量；如果达到所述排砂条件，进行排砂。
上述旋流沉砂池排砂系统及方法将原来由人工凭借经验进行定期排砂的操作转变为依靠旋流沉砂池排砂系统实时监测砂量，通过与设定的排砂条件对比进而自主排砂，填补当前旋流沉砂池自主排砂的空白，提高了系统的及时性与主动性，降低了砂石堆积的风险。
另外，由于操作人员只需关注控制模块，无需观测及排砂，解放了工作人员，提高了生产力及工作效率，长远看降低了污水处理的成本。
再者，上述旋流沉砂池排砂系统及方法并非只能用于某一个污水厂，且在生产中可以不断优化完善，效果良好，具备推广意义。
附图说明
通过参考以下具体实施方式的内容并且结合附图，本发明的其它目的及结果将更加明白且易于理解。在附图中：
图1是本发明所述旋流沉砂池排砂系统的示意图；
图2是本发明所述旋流沉砂池排砂方法的流程图；
图3是本发明所述旋流沉砂池排砂方法一个优选实施例的流程图。
具体实施方式
在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。
下面将参照附图来对根据本发明的各个实施例进行详细描述。
图1是本发明所述旋流沉砂池排砂系统的示意图，如图1所示，所述旋流沉砂池排砂系统，用于旋流沉砂池的排砂，其特征在于，包括多个传感器10、至少一条预警线20、数据采集单元30、信号传输单元40、控制单元50和控制执行单元60，其中：
所述预警线20设置在所述旋流沉砂池的砂斗1的侧壁上，不同预警线20距离所述砂斗底部的高度不同；
所述传感器10设置在所述砂斗的侧壁上，用于测量所述砂斗内砂石与所述预警线的距离；
所述数据采集单元30采集所述传感器测量的数据通过所述信号传输单元40传输给控制单元50，所述控制单元50设定排砂条件，所述排砂条件为所述砂斗砂石与所述预警线的距离小于安全阈值的数量达到设定数量，当所述排砂条件成就时，所述控制单元50发送指令给所述控制执行单元60，进行排砂，优选地，不同高度的预警线的排砂条件中的设定数量不同，随着高度的增加所述设定数量减少。
在本发明的一个优选实施例中，上述旋流沉砂池排砂系统还包括优化单元，根据传感器测量数据的累计，优化所述预警线的高度和排砂条件。
为了防止砂石对传感器造成损坏，优选地，所述传感器设置在所述预警线上方，由于砂石距离预警线小于安全阈值时，即被排出，因此不会对位于预警线之上的传感器造成损坏。
图2是本发明所述旋流沉砂池排砂方法的流程图，如图2所示，所述旋流沉砂池排砂方法包括：
步骤1，在所述旋流沉砂池的砂斗的侧壁上设置至少一条预警线，不同预警线距离所述砂斗底部的高度不同；
步骤2，在所述旋流沉砂池的砂斗的侧壁上设置多个传感器，用于测量所述砂斗内砂石与所述预警线的距离；
步骤3，根据传感器感测的距离，判断是否达到排砂条件，所述排砂条件为所述砂斗砂石与所述预警线的距离小于安全阈值的数量达到设定数量；
如果达到所述排砂条件，步骤4，进行排砂。
在本发明的一个优选实施例中，上述旋流沉砂池排砂方法还包括：
对不同高度的预警线设定不同的排砂条件，不同的排砂条件中的所述设定数量不同，随着高度的增加所述设定数量减少；
根据传感器测量数据的累计，优化所述预警线的高度和排砂条件。
在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，上述旋流沉砂池排砂方法包括：
在砂斗中设置两条平行且有间隔的砂石含量预警线21和22，预警线距离池底高度记为H1和H2，H2>H1。
在旋流沉砂池砂斗四周布置N(N>3)个传感器，传感器用于测量砂斗内砂石与设定的两条预警线之间的距离，砂斗内砂石与预警线21的距离记为Mi，砂斗内砂石与预警线22的距离记为Ni，其中，i＝1,2,3...N，并上报距离数据至控制单元。
在控制单元中设定砂石距离预警线的安全阈值L，还设定：
排砂条件一，当Mi(i＝1,2,3...N)中有m个数据值小于安全阈值L，则开启排砂操作，m的值可先依据实际条件进行初步设定，后面根据传感器测量数据的累计进行优化调整；
排砂条件二，当Ni(i＝1,2,3...N)中有n个数据值小于安全阈值L，则开启排砂操作，其中m>n，n的值可先依据实际条件进行初步设定，后面根据传感器测量数据的累计进行优化调整；
预警线高度H1、H2及m、n的调整与优化，在前期可先指定这些数值，后期随着过去数据的累计，控制单元对数据进行分析，然后通过调整数据值观察实际效果来对方法进行优化以寻找最事宜的排砂条件。
本发明所述旋流沉砂池排砂系统及方法能够自动准确排砂，且预警线各处高度无法完全相同时，通过多个预警线相互之间校正预警线的不均匀性，且通过多个预警线可以适应不同污水浓度，防止砂石阻塞和砂石溢出。
尽管前面公开的内容示出了本发明的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。此外，尽管本发明的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想具有多个元素，除非明确限制为单个元素。
旋流沉砂池是一种利用机械力控制水流状态与流速，加速砂粒的沉淀的装置，污水一般由流入口沿切线方向流入旋流沉砂池的沉砂斗内，沉砂斗内安装有搅拌器，搅拌器通过电机驱动旋转，带动污水形成旋流状态，污水中的砂粒就受到离心力的作用，甩向池壁，沿着池壁下滑到旋流沉砂池底部的砂斗内，而砂粒表面附着的有机物在离心作用和碰撞作用下，被清洗下来进入到污水中，随着污水进入到后续的处理构筑物中进行生物处理。底部砂斗内的沉砂用气提方式提至砂水分离器内，进行砂水分离，就是旋流沉砂池的运行机理。
旋流沉砂池运行的除砂效果不明显是导致旋流沉砂池被冷落的主要原因，不明显的原因来自几个方面，根据旋流沉砂池的结构特点、运行操作一个个的分析下：
一、运行人员对旋流沉砂池转速没有进行合理的调整。旋流沉砂池的搅拌机转速决定了砂粒在旋流沉砂池内能否沉淀下来。
二、气冲和气提的操作。在一些污水厂中，对旋流沉砂池的气冲和气提作用没有认真进行学习，没有理解气冲和气提的使用方式。
本产品综合了国内外该类型产品的使用情况后改进设计的，解决了衬条更换不便和螺旋轴向位置不可调的缺陷，其特点如下：
1 分离效率可达96%~98%，可分离出粒径≥0.2mm的颗粒;
2 采用无轴螺旋,无水中轴承,维护方便;
3 结构紧凑,重量轻;
4 新型传动装置,其关键产件--减速器为先进的轴装式,不用联轴器,安装对中方便;
5 衬条为快装式,便于更换;
6 螺旋轴向位置可调,便于调整其尾部和箱壁的安全间隙.
旋流沉砂池除污机型号表示方法：
旋流沉砂池构造及工作过程:
螺旋式砂水分离器由无轴螺旋、衬条、U型槽、水箱、导流板、出水堰和驱动装置组成。
砂水混合物从分离器一端顶部输入水箱，混合液中重度较大的，如砂粒等将沉积于槽型底部，在螺旋的推动下，砂粒沿斜置的槽底提出升，离开液面后继续推移一段距离，在砂粒充分脱水后经排砂口卸至盛砂桶，而与砂水分离后的水从溢流口排出并送往厂内进水池。
旋流沉砂池除污机技术参数：
罗茨鼓风机振动大两叶罗茨鼓风机罗茨鼓风机参数表
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