[發(fā)明專利]一種太陽能發(fā)電的分散式污水處理系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910186003.8
• 申請日: 2009-09-09
• 公開（公告）號: CN102020323A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 廖志民;蔣幸福;曹解軍;熊建中
• 申請（專利權）人: 江西金達萊環(huán)保研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00;H02J7/00;H02N6/00
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 徐光熙

技術領域

本發(fā)明涉及一種太陽能發(fā)電的分散式污水處理系統(tǒng)。

背景技術

目前，我國的生活污水主要采取集中處理的方式，即污水通過管網收集后進入城市大型集中式污水處理廠進行集中處理，但是對于污水分布較分散的農村地區(qū)、新建住宅小區(qū)、別墅區(qū)、高速公路服務區(qū)、部隊營區(qū)、旅游風景區(qū)、機場、碼頭等區(qū)域，常常因為尚未鋪設污水管網，污水難以收集無法實現集中處理。因此，修建小型污水處理設施，對較為分散的污水進行處理便成為污水集中處理方式的一種有益而必需的補充措施。

現有分散式污水處理設備和設施幾乎無一例外均通過市電提供其運行所需電力，據估算，處理每噸水的直接運行成本為0.3～0.4元。在經濟不發(fā)達地區(qū)如廣大農村地區(qū)，高昂的運行費用已成為制約分散式污水處理發(fā)展的重要因素。而在遠離城鎮(zhèn)的部隊營區(qū)、別墅區(qū)、旅游風景區(qū)等電力供應存在困難的場所，傳統(tǒng)的分散式污水處理設備和設施因為需要市電提供動力，也難以大規(guī)模推廣應用。

太陽能作為取之不盡的可再生能源，具有清潔、安全、經濟等優(yōu)點，是一種理想的新能源。美國西部的威爾頓市建成了世界上第一座太陽能污水處理廠，以太陽能為主要能源，太陽能靠集熱管組合收集，每年供熱7.5×10¹⁰卡用于污水處理。而目前太陽能發(fā)電用于污水處理，尤其用于分散式污水處理尚未見相關報道。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現有分散式污水處理設備和設施需要市電供應，運行成本偏高，在經濟不發(fā)達地區(qū)及供電困難的場所難以大規(guī)模推廣應用的缺陷，提供一種節(jié)能、經濟的分散式污水處理系統(tǒng)，利用太陽能發(fā)電為污水處理設備提供所需電力。

本發(fā)明太陽能發(fā)電的分散式污水處理系統(tǒng)包括太陽能電池、蓄電池、太陽能控制器、逆變器和污水處理設備。太陽能電池選用單晶硅太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池或非晶硅薄膜太陽能電池，通過光電效應將光能轉化成電能，并送往蓄電池給蓄電池充電。蓄電池選用鉛酸蓄電池、鎳-氫蓄電池或鋰電池，儲備太陽能電池白天工作所產生的電能。太陽能控制器分別與太陽能電池和蓄電池相連，太陽能電池產生的電能首先進入太陽能控制器，經數字化調節(jié)后再進入蓄電池對其充電，蓄電池放電時產生的電流也先流入太陽能控制器，經數字化調節(jié)后輸出。逆變器選用正弦波逆變器或方波逆變器，分別與太陽能控制器和污水處理設備相連，太陽能控制器調節(jié)后輸出的電流進入逆變器，將12V、24V或48V直流電(簡稱DC)轉換為220V交流電(簡稱AC)，然后輸送到污水處理設備；當蓄電池內電量不足時，逆變器自動切換到市電直通狀態(tài)，將市電提供的交流電輸送到污水處理設備。污水處理設備利用交流電驅動運行，將污水處理成為水質達標的凈水后排放。

本發(fā)明利用太陽能電池將光能轉化為電能，為污水處理設備供電，具有永久性、清潔性、經濟性以及普遍性等優(yōu)點：(1)太陽能是可再生能源，用之不竭，太陽能電池壽命長，可以一次投資長期使用；(2)太陽能發(fā)電不產生廢渣、廢水、廢氣和噪聲，不會污染環(huán)境，清潔安全；(3)太陽能發(fā)電能夠節(jié)省大量市電，有效降低污水處理的運行成本；(4)太陽能發(fā)電可在偏遠地區(qū)就地開發(fā)利用，不會受到地域限制。本發(fā)明采用蓄電池儲存太陽能電池白天轉化的電能，可供夜間和陰雨天氣時使用，保證污水處理設備連續(xù)不間斷運行。本發(fā)明采用太陽能控制器對蓄電池的輸入、輸出電流進行數字化調節(jié)，穩(wěn)定電流，同時為蓄電池提供充電保護、放電保護、超壓保護和過流保護，防止蓄電池損壞，延長其使用壽命。本發(fā)明通過逆變器將蓄電池輸出的直流電轉換為交流電，方便污水處理中交流機電設備使用，并且能夠在蓄電池電力不足時自動切換到市電，在連續(xù)陰雨天氣的情況下同樣保證污水處理設備的正常運行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結構及原理示意圖。

具體實施方式

實施例1

我國北方地區(qū)某村莊的生活污水處理，采用本發(fā)明太陽能發(fā)電的分散式污水處理系統(tǒng)，包括多晶硅薄膜太陽能電池、鉛酸蓄電池、太陽能控制器、正弦波逆變器和分散式污水處理設備，具體工作流程如下：

(1)多晶硅薄膜太陽能電池受太陽光照射，通過光電效應將光能轉化成電能；

(2)太陽能電池產生的電能進入太陽能控制器，經數字化調節(jié)得到穩(wěn)定的電流，之后進入鉛酸蓄電池對其進行充電，當蓄電池電量到達滿值時，太陽能控制器自動停止充電，防止鉛酸蓄電池過充電；

(3)鉛酸蓄電池放電時，電流首先經過太陽能控制器調節(jié)后輸出，當蓄電池電量不足時，太陽能控制器自動停止放電，防止鉛酸蓄電池過放電；

(4)鉛酸蓄電池放電電流進入正弦波逆變器，將48V直流電轉換為220V交流電，再輸送到分散式污水處理設備；