本发明涉及污水处理系统，尤其是涉及一种集成式全自动污水收集、过滤系统。
背景技术：
随着我国节约用水、减少排污、保护水资源工作的深入，目前以单位、居民院区为主体，采取截流本院区部分生活污水经相应的净化处理后回用于本院区冲厕、绿化、水景观等用水，实施再生水利用的节水模式正得到国家的大力推广。
生活污水处理都须先将污水中所含的不同品种、大小不一的杂物给予相应程度的过滤、清除，然后再进行后续的深度净化处理。目前通用的过滤格栅为避免过滤孔隙堵塞杂物，常采用不同格栅孔隙的、不同结构的机械过滤设施，实施各自独立的逐级过滤。这种分步独立过滤方式不仅设备结构种类多，能耗大，占地面积大，而且还需配套人工值守清理和过滤后杂物的清运，所以其具有投入大、运行不稳定、运行及维护成本高的问题。另外，生活污水流量每天都会有不同时间段的高峰、低谷、无水期，给处理污水水量收集、过滤、储存带来一定困难和成本增加的问题。因此如何设计一种污水收集水量可调节、多级过滤组合为一体、过滤格栅自清理、杂物无需人工清运、全流程设施整合为一体、并实时全程自动化运行控制和远程监管的自动过滤系统是行业人员亟待解决的重要问题。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种集成式全自动污水收集、过滤系统，不仅具有污水收集水量自动调节、自动过滤、还能实现格栅的自动清洗和杂物的自动排污，节省过滤设备的投入，占地面积小，降低了运行和维护成本，同时还实现了系统的远程运行监管。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述的集成式全自动污水收集、过滤系统，包括污水收集过滤箱体，其内的过滤室闸门组件将其分隔为污水调节室和杂物过滤室，所述污水调节室具有与原上游排污管道相连通的进水口和与原下游排污管道相连通的排水口，在靠近所述排水口处的污水调节室内设置有用于拦截和实时调节过滤所需污水的水量调节闸门组件；所述杂物过滤室的一侧具有与储水池连通的收水口，在位于所述过滤室闸门组件和所述收水口之间的杂物过滤室内设置有用于过滤污水中杂物的格栅过滤组件和用于清洗吸附和堵塞在格栅过滤组件上杂物的格栅清刷组件；所述格栅过滤组件底部与杂物过滤室围成用于存留和排放杂物的排污通道，所述排污通道内设置有排污闸门组件；污水调节室内设置有第一水位计，所述储水池内设置有第二水位计，收水口处设置有第三水位计，所述第一水位计、第二水位计和第三水位计均将信号传递给控制系统，控制系统根据水位信号分别控制水量调节闸门组件的升降、过滤室闸门组件的升降、格栅清刷组件的升降和喷水，以及排污闸门组件的启闭。
所述水量调节闸门组件包括设置在所述污水调节室排水口处的闸门框架，闸门框架的左右两侧框内对称设置有安装滑道，所述安装滑道内设置有驱动机构驱动升降的调节闸门，所述调节闸门上部开设有溢流口。
所述杂物过滤室内设置有安装架，所述过滤室闸门组件设置在所述安装架的左端部，所述格栅过滤组件设置在位于所述过滤室闸门组件和收水口之间的安装架上；
所述格栅清刷组件的多个门字形支架滑动设置在安装架上，分别位于格栅过滤组件每道格栅板的左上侧。
所述过滤室闸门组件包括滑动设置在所述安装架左端滑道内的过滤室闸门和设置在所述杂物过滤室顶壁上的驱动机构，所述驱动机构驱动所述过滤室闸门上升和下降。
所述格栅过滤组件包括自左向右间隔设置在所述安装架上的多组定位滑道，每组所述定位滑道内均设置有一道格栅板，多道所述格栅板的过滤孔径自左向右逐渐减小，对污水中的杂物进行粗到细的多级连续过滤。
所述格栅清刷组件包括设置在所述杂物过滤室顶壁上的驱动机构和滑动设置在所述安装架升降滑道内的格栅清洗组合架，所述格栅清洗组合架下部具有多个门字形支架，所述门字形支架分别对应设置在每道所述格栅板的左上侧；所述门字形支架的下部间隔设置上清洗喷水管和下清刷滚轮，每个所述上清洗喷水管上均开设有多排喷水孔；每个上清洗喷水管的进水端与设置在杂物过滤室顶壁上的供水电磁阀相连通，所述供水电磁阀的另一端与供水管连通。
所述门字形支架外侧上设置有与所述升降滑道配合的导向轮或滑块。
所述排污闸门组件包括至少两个由动力源驱动翻转的排污闸门，至少两个所述排污闸门自左向右分别设置在每道所述格栅板的底部。
所述杂物过滤室的底壁自所述收水口向所述过滤室闸门组件倾斜向下延伸，所述排污通道由所述格栅过滤组件底部和杂物过滤室底壁围成的夹角空间。
本发明优点在于对生活污水水量收集调节和杂物的过滤设备实现了集成化、小型化、自动化运行和远程监管，为院区生活污水处理水量收集、杂物过滤环节创新了一种组合式、全流程自动化控制和远程监管的新技术、新设备、新途径，具有巨大的市场应用前景和取得较大的社会和经济效益。
本发明的污水调节室实现了所需收集水量的自动拦截和调节；杂物过滤室内格栅过滤组件实现了对污水中杂物由粗到细的连续性多级过滤，一次性完成污水处理前期杂物过滤流程；格栅清刷组件实现了格栅板面吸附和堵塞的杂物定时自动清洗，有效地避免了杂物堵塞格栅板；闸门排污组件能够实现过滤拦截和清洗下的杂物自动排入排污管道，避免了人工清运。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中污水调节室的内部结构示意图。
图3是图1中杂物过滤室的内部结构示意图。
图4是图1的俯视图（隐去储水池、第一、第二丝杆步进电机和第一电机）。
图5是本发明的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1-4所示，本发明所述的集成式全自动污水收集、过滤系统，包括污水收集过滤箱体，其内的过滤室闸门组件将其分隔为污水调节室1.1和杂物过滤室1.2，污水调节室1.1前侧壁下部具有与原上游排污管道相连通的进水口1.3而其后侧壁的下部具有与原下游排污管道相连通的排水口1.4，在靠近排水口1.4处的污水调节室1.1内设置有用于拦截和实时调节过滤所需污水的水量调节闸门组件；杂物过滤室1.2的右侧壁下部具有与储水池2.1的进水管道相连通的收水口1.5，过滤后的污水由收水口1.5经进水管道进入储水池2.1内，以用于后续深度处理；
在位于过滤室闸门组件和收水口1.5之间的杂物过滤室1.2内设置有用于过滤污水中杂物的格栅过滤组件和用于清洗吸附和堵塞在格栅过滤组件上杂物的格栅清刷组件；过滤室1.2的箱底板自过滤室闸门5.1底部向收水口方向倾斜向上延伸，箱底板的坡度设计结构提高了排污时的水流下泄力，使冲洗及过滤拦截下来的杂物顺利下泄到污水调节室1.1并经排水口1.4排出；
在所述格栅过滤组件的下方设置有排污闸门组件，排污闸门组件和其下方的杂物过滤室1.2围成用于存留和排放杂物的排污通道3.3；
其中，污水调节室1.1内设置有第一水位计1.6，储水池2.1内设置有第二水位计2.2，收水口1.5内设置有第三水位计1.7，所述第一水位计1.6、第二水位计2.2和第三水位计1.7均将信号传递给控制系统，控制系统根据水位信号分别控制水量调节闸门组件的升降、过滤室闸门组件的升降、格栅清刷组件的升降和喷水，以及排污闸门组件的启闭。
如图2、4所示，水量调节闸门组件包括密封设置靠近排水口1.4处的污水调节室1.1侧壁上的闸门框架4.1（闸门框架4.1位于在排水口1.4的进水端），闸门框架4.1左右两侧边框内对称设置有安装滑道，安装滑道内滑动设置有由驱动机构驱动升降的调节闸门4.2，驱动机构包括第一电机4.3和由第一电机4.3驱动的绞盘，绞盘上的钢丝绳4.4一端与调节闸门4.2连接；调节闸门4.2的上部开设有溢流口4.5。
当储水池2.1需要补水时，调节闸门4.2下落关闭排水口1.4，开始截流，抬高污水调节室1.1的水位，增大过滤室1.2的进水量；在截流过程中，污水调节室1.1水位上升到溢水口4.5时，多余水量经溢水口4.5自动流入原下游排污管道；在储水池2.1不需要补水时或排污时，调节闸门4.2抬升，排水口1.4处于流通状态，进入污水调节室1.1的污水直接由排水口1.4流入原下游排污管道，实现了污水收集水量的自动调节。因收集处理污水量只占院区总量少部分，所以调节闸门每天会多次开闸放水，开闸前污水调节室1.1的水位较高，开闸后下泄水流冲击力较大，并且在不收集污水的时间段，大量污水和杂物通过污水调节室1.1直接排走，避免因调节闸门4.2拦截水流造成杂物堵塞原下游排污管道和原上游排污管道。
如图3所示，杂物过滤室1.2内设置有安装架，过滤室闸门组件设置在安装架的左端，包括设置在安装架左端的一对滑道，滑道内设置有过滤室闸门5.1，过滤室闸门组件还包括设置在杂物过滤室1.2顶壁上的驱动机构，驱动机构为第一丝杆步进电机5.2（还可以是其它直线动力源，如电机驱动的钢丝绳绞盘），过滤室闸门5.1上部与第一丝杆步进电机5.2的传动丝杆5.3连接。
当储水池2.1需要补水时，第一丝杆步进电机5.2带动过滤室闸门5.1提升，使污水调节室1.1和杂物过滤室1.2处于连通状态，格栅过滤组件开始对污水进行杂物过滤，过滤后的污水通过收水口1.5进入储水池2.1内，供后续深度处理；
当储水池2.1不需要补水或清洗格栅清刷组件时，第一丝杆步进电机5.2带动过滤室闸门5.1关闭；格栅过滤组件清洗完成后，过滤室闸门5.1提升，打开排污通道3.3实施杂物过滤室1.2排污，实现了过滤水量、杂物过滤室排污的自动控制。
如图3所示，格栅过滤组件设置在位于过滤室闸门组件和收水口1.5之间的安装架上，安装架的前后侧壁上间隔设置有三对定位滑道，每对定位滑道上分别设置一个格栅板，三个格栅板自左向右依次为第一道格栅板6.1、第二道格栅板6.2和第三道格栅板6.3，第一道格栅板6.1、第二道格栅板6.2和第三道格栅板6.3的过滤孔径逐渐减小，对污水中的杂物进行粗中细三级过滤，实现了对污水中杂物的自动连续过滤。当然根据待过滤污水中所含杂物种类、所含杂物过滤难易程度以及过滤标准要求，可对所需过滤格栅板数量、面积、孔径进行相应的调整。
如图3所示，格栅清刷组件包括设置在杂物过滤室1.2顶壁上的驱动机构（驱动机构为第二丝杆步进电机7.1），和滑动设置在安装架上定位滑道内的格栅清洗组合架，格栅清洗组合架与第二丝杆步进电机7.1的传动丝杆7.2连接，格栅清洗组合架下部具有三个门字形支架7.3，三个门字形支架7.3分别位于每道格栅板的左侧（即三个门字形支架7.3间隔位于每道格栅板的进水侧），每个门字形支架7.3的下端部均设置有沿前后方向水平延伸的下清刷滚轮7.4（每个下清刷滚轮均由软质橡胶材质制成），下清刷滚轮7.4在升降过程中和与其对应的格栅板面滚动摩擦，清刷格栅板面和过滤孔内存留的杂物；下清刷滚轮7.4的外表面具有斜条状或点状凸起，有效避免毛发或纤维类杂物缠绕；
位于每个下清刷滚轮7.4上方的每个门字形支架上均设置有沿前后方向水平延伸的上清洗喷水管7.5，每个上清洗喷水管7.5上沿其长度方向开设有多排不同角度的喷水孔，每根上清洗喷水管7.5的进水端与设置在杂物过滤室1.2顶壁上的供水电磁阀7.6相连通，供水电磁阀7.6的另一端与供水管道连通。
为确保门字形支架7.3的运动轨迹，每个门字形支架的两侧杆外侧面均开设有与升降滑道相配合的导向轮或滑块。
清洗时，第二丝杆步进电机7.1驱动格栅清洗组合架沿升降滑道往复升降，在其升降过程中下清刷滚轮7.4滚动清刷附着在格栅面上和堵塞过滤孔的杂物，清洗喷水管对格栅板面和下清刷滚轮7.4的表面进行喷水清洗，清洗下的杂物下落到排污通道3.3内存留，待排污时，排入污水调节室1.1并由排水口1.4进入原下游排污管道，实现过滤格栅的自动清洗。
实际安装时，若格栅板的过滤面积较大，为确保清理效果和门字形支架7.3的稳定性，可在每道格栅板的进水侧对应设置由丝杆步进电机驱动的门字形支架，在门字形支架的下部设置下清刷滚轮和上清洗喷水管。
如图3、4所示，排污闸门组件包括两个分别设置在第一道格栅板6.1和第二道格栅板6.2底部的排污闸门3.1，设置在杂物过滤室1.2外的两个第二电机3.2分别驱动两个排污闸门3.1翻转，进而实现排污通道3.3的开启和关闭。
过滤时，排污闸门3.1垂直下落关闭排污通道3.3，防止前一个格栅板过滤拦截下的杂物和污水调节室1.1内的污水通过排污通道3.3直接进入后一个格栅板，进而失去前一个格栅板的过滤作用，加重后一个格栅板的堵塞。排污时，排污闸门3.1向上翻起同时提升过滤室闸门5.1，打开排污通道3.3，利用排污通道3.3倾斜底板坡度的下泄力和水位差，将存留在排污通道3.3内的杂物和污水迅速排入污水调节室1.1，再排入下游排污管道1.4，实现了过滤和清洗下的杂物的自动排污。
如图3所示，收水口1.5位于在第三道格栅板6.3右侧，收水口1.5进水端口与过滤室1.2箱体密封连接，收水口1.5的出水端口与储水池2.1的进水管道连通，用于过滤后的污水进入储水池2.1储存，供后续污水深度处理。
如图5所示，为实现自动化控制，第一水位计1.6、第二水位计2.2和第三水位计1.7将监测到的水位信号实时传递给控制系统（即plc），控制系统根据水位信号分别控制水量调节闸门组件的第一电机4.3、格栅清刷组件的第二丝杆步进电机7.1、排污闸门组件的第二电机3.2、过滤室闸门组件的第一丝杆步进电机5.2以及供水电磁阀7.6，实现污水的自动拦截、自动过滤、格栅的自动清刷以及杂物的自动排污的运行控制；控制系统通过无线收发模块与上位机（上位机为计算机、平板或手机）连接，通过手机或计算机实时远程监控，进而实现了运行状态的远程控制。
本发明在工作时，能够将各组件运行状态故障信息处理后发送至维修人员的手机上，实现系统运行远程监管，如当第二水位计2.2检测的水位处于补水位（储水池2.1需要补水）时，第三水位计1.7始终检测不到收水口1.5内的水流信息、而第一水位计1.6截流一段时间内检测到的水位信息始终处于低水位，则说明书水量调节闸门4.2没有下落或为下落不到位，导致截流失败；若在一段时间后第一水位计1.6检测到的水位信息处于中水位或高水位（即第一水位计1.6检测到水位在逐渐上升），则说明过滤室闸门5.1未按指令提升开启，阻挡了格栅进水，或格栅清洗不到位，导致格栅板的过滤孔出现严重堵塞而无法过滤污水，影响了向储水池的补水。
本发明的具体工作过程如下：
在系统运行中，第二水位计2.2实时监控储水池2.1的水位，储水池2.1内的水位处于预设需要补水位时，控制系统向水量调节闸门组件的第一电机4.3发出指令，使调节闸门4.2下落开始拦截污水，抬高污水调节室1.1内的水位；控制系统同时指令过滤室闸门组件的第一丝杆步进电机5.2，继而驱动过滤室闸门5.1提升向杂物过滤室1.2供水，污水经第一道格栅板6.1、第二道格栅板6.2和第三道格栅板6.3三级过滤后由收水口1.5进入储水池2.1，实施截流水量和过滤水量的自动调节，以保证后续深度净化处理用水量；
当储水池2.1水位达到不需要补水时（储水池2.1内的水位已经达到预设最高水位），此时控制系统向水量调节闸门组件的第一电机4.3发出指令，使调节闸门4.2向上提升，由原上游排污管道进入污水调节室1.1的污水直接经排水口1.4进入原下游排污管道；同时控制系统向过滤室闸门组件的第一丝杆步进电机5.2发出指令，驱动过滤室闸门5.1下落，关闭污水进入杂物过滤室1.2的通道，停止过滤，进而实现了收集水量的自动调节、自动过滤、自动收水运行。
经格栅过滤组件过滤拦截下来的杂物，一部分会下沉到杂物过滤室1.2的底壁上的排污通道3.3内（在过滤过程中排污闸门3.1处于竖直关闭状态），一部分会吸附在格栅板的表面上，还有一部分会堵塞第一道格栅板6.1、第二道格栅板6.2和第三道格栅板6.3的过滤孔，因而需要定时清洗格栅过滤组件的格栅板面和排除沉淀在排污通道内的杂物。
控制系统预设有清洗格栅过滤组件的时间区段，在进入清洗时间段，控制系统首先指令第一电机4.3提升闸门，以降低污水调节室1.1的水位，同时控制系统指令第一丝杆步进电机5.2工作使过滤室闸门5.1下落，关闭杂物过滤室1.2的进水通道，待第一水位计1.6检测到的污水调节室1.1水位达到设定的适合排污水位、并且第三水位计1.7检测不到有水流通后，控制系统向第二丝杆步进电机7.1和供水电磁阀7.6发出工作指令，第二丝杆步进电机7.1驱动门字形支架7.3带动下清刷滚轮7.4和上清洗喷水管7.5沿升降滑道上下往复升降，下清刷滚轮7.4滚动清刷附着在格栅面上和堵塞过滤孔的杂物，清洗喷水管对格栅板面和下清刷滚轮7.4的表面进行喷水清洗，清洗下的杂物下落到排污通道3.3内存留，待排污时，排入污水调节室1.1并由排水口1.4进入原下游排污管道，实现过滤格栅的自动清洗；
清洗即将达到设定停止时间段前，控制系统指令第一丝杆步进电机5.2将过滤室闸门5.1提升，同时指令排污闸门组件的第二电机3.2驱动排污闸门3.1向上翻起，打开排污通道3.3，将过滤拦截存留在排污通道3.3内的杂物和清洗下的杂物，利用水流的下泄力排入污水调节室1.1，然后再排入原下游排污管道。若进入清理时间段而第一水位计1.6检测到的水位不适合排污，待检测达到排污水位时，控制系统再指令进入格栅清洗和排污工作流程。
排污结束后，控制系统向第二丝杆步进电机7.1和供水电磁阀7.6发出工作指令，停止清刷和喷水；同时向排污闸门组件的第二电机3.2发出指令，使驱动闸门3.1向下翻转关闭排污通道3.3，完成格栅过滤组件的自动清洗和杂物自动排污工作流程。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
1.一种集成式全自动污水收集、过滤系统，其特征在于：包括污水收集过滤箱体，其内的过滤室闸门组件将其分隔为污水调节室和杂物过滤室，所述污水调节室具有与原上游排污管道相连通的进水口和与原下游排污管道相连通的排水口，在靠近所述排水口处的污水调节室内设置有用于拦截和实时调节过滤所需污水的水量调节闸门组件；所述杂物过滤室的一侧具有与储水池连通的收水口，在位于所述过滤室闸门组件和所述收水口之间的杂物过滤室内设置有用于过滤污水中杂物的格栅过滤组件和用于清洗吸附和堵塞在格栅过滤组件上杂物的格栅清刷组件；所述格栅过滤组件底部与杂物过滤室围成用于存留和排放杂物的排污通道，所述排污通道内设置有排污闸门组件；污水调节室内设置有第一水位计，所述储水池内设置有第二水位计，收水口处设置有第三水位计，所述第一水位计、第二水位计和第三水位计均将信号传递给控制系统，控制系统根据水位信号分别控制水量调节闸门组件的升降、过滤室闸门组件的升降、格栅清刷组件的升降和喷水，以及排污闸门组件的启闭。
2.根据权利要求1所述的集成式全自动污水收集、过滤系统，其特征在于：所述水量调节闸门组件包括设置在所述污水调节室排水口处的闸门框架，闸门框架的左右两侧框内对称设置有安装滑道，所述安装滑道内设置有驱动机构驱动升降的调节闸门，所述调节闸门上部开设有溢流口。
3.根据权利要求1所述的集成式全自动污水收集、过滤系统，其特征在于：所述杂物过滤室内设置有安装架，所述过滤室闸门组件设置在所述安装架的左端部，所述格栅过滤组件设置在位于所述过滤室闸门组件和收水口之间的安装架上；
所述格栅清刷组件的多个门字形支架滑动设置在安装架上，分别位于格栅过滤组件每道格栅板的左上侧。
4.根据权利要求3所述的集成式全自动污水收集、过滤系统，其特征在于：所述过滤室闸门组件包括滑动设置在所述安装架左端滑道内的过滤室闸门和设置在所述杂物过滤室顶壁上的驱动机构，所述驱动机构驱动所述过滤室闸门上升和下降。
5.根据权利要求3所述的集成式全自动污水收集、过滤系统，其特征在于：所述格栅过滤组件包括自左向右间隔设置在所述安装架上的多组定位滑道，每组所述定位滑道内均设置有一道格栅板，多道所述格栅板的过滤孔径自左向右逐渐减小，对污水中的杂物进行粗到细的多级连续过滤。
6.根据权利要求5所述的集成式全自动污水收集、过滤系统，其特征在于：所述格栅清刷组件包括设置在所述杂物过滤室顶壁上的驱动机构和滑动设置在所述安装架升降滑道内的格栅清洗组合架，所述格栅清洗组合架下部具有多个门字形支架，所述门字形支架分别对应设置在每道所述格栅板的左上侧；所述门字形支架的下部间隔设置上清洗喷水管和下清刷滚轮，每个所述上清洗喷水管上均开设有多排喷水孔；每个上清洗喷水管的进水端与设置在杂物过滤室顶壁上的供水电磁阀相连通，所述供水电磁阀的另一端与供水管连通。
7.根据权利要求6所述的集成式全自动污水收集、过滤系统，其特征在于：所述门字形支架外侧上设置有与所述升降滑道配合的导向轮或滑块。
8.根据权利要求5所述的集成式全自动污水收集、过滤系统，其特征在于：所述排污闸门组件包括至少两个由动力源驱动翻转的排污闸门，至少两个所述排污闸门自左向右分别设置在每道所述格栅板的底部。
9.根据权利要求1所述的集成式全自动污水收集、过滤系统，其特征在于：所述杂物过滤室的底壁自所述收水口向所述过滤室闸门组件倾斜向下延伸，所述排污通道由所述格栅过滤组件底部和杂物过滤室底壁围成的夹角空间。
技术总结