[發明專利]一種太陽能熱電聯產型低溫污水處理系統

在審

• 申請號: 201510293351.0
• 申請日: 2015-06-01
• 公開（公告）號: CN104876325A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 蔣曉陽;翟計紅;薛林海;馬敏杰;吳國華;石玉川;程學營;丁浩
• 申請（專利權）人: 鐵道第三勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: C02F3/02
• 分類號: C02F3/02;H02S40/44;H02S40/42;H02J7/00
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 崔立增

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，尤其是涉及一種太陽能熱電聯產型低溫污水處理系統。

背景技術

我國華北、東北和西北地區冬季氣候都為寒冷，冬季時市水溫一般為4～7℃。大量研究表明：對于好氧生物處理而言，低溫對污水生物處理中活性污泥的吸附性能、沉降性能、微生物生長發育、種群組成及曝氣池中氧轉移效率等都有明顯不利的影響，難以取得較好的處理效果。

目前，我國寒冷地區工程中一般采用降低污泥負荷、增加污泥回流量、增加污水停留時間，將一些構筑物建于室內采取保溫或升溫等措施來保證冬季污水處理的出水達標。這些措施不僅會增加工程投資和運行費用，而且污水處理的效果也很難得到保證，經常會引起污泥膨脹等問題。

發明內容

針對現有低溫污水生物處理技術存在的不足，本發明提供一種太陽能綜合利用效率高，低溫污水處理效果好，可實現自動化控制，且結構簡單、節約能源、經濟實用、方便維護的太陽能熱電聯產型低溫污水處理系統。

為解決公知技術中存在的技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種太陽能熱電聯產型低溫污水處理系統，其特征在于：包括太陽能熱電聯產系統和污水生物處理系統，所述太陽能熱電聯產系統包括太陽能熱電聯產組件、光電控制器、蓄電池、光熱控制器、溫度傳感器Ⅰ、循環水泵Ⅰ、循環水管、溫度傳感器Ⅱ和保溫水箱，所述污水生物處理系統包括污水生物處理反應器、溫度傳感器Ⅲ、循環水泵Ⅱ、換熱管、鼓風機、曝氣管、進水管和出水管。

太陽能熱電聯產組件、光電控制器、蓄電池依次連接，光電控制器控制蓄電池的充放電，蓄電池分別與循環水泵Ⅰ、循環水泵Ⅱ和鼓風機連接，為其提供電能。溫度傳感器Ⅰ、太陽能熱電聯產組件、循環水泵Ⅰ和保溫水箱均與循環水管連通，構成一個封閉的循環。光熱控制器分別與溫度傳感器Ⅰ、循環水泵Ⅰ、溫度傳感器Ⅱ、溫度傳感器Ⅲ和循環水泵Ⅱ連接，控制循環水泵Ⅰ和循環水泵Ⅱ的運行。溫度傳感器Ⅱ安裝于保溫水箱內，溫度傳感器Ⅲ安裝于污水生物處理反應器內，循環水泵Ⅱ位于保溫水箱和污水生物處理反應器之間的換熱管上，換熱管的兩端均與保溫水箱接通，中間管段鋪設于污水生物處理反應器池底，鼓風機與曝氣管之間通過空氣管連通，曝氣管敷設于污水生物處理反應器池底，進水管和出水管均位于污水生物處理反應器的上部。

本發明還可以采用如下技術措施：

本系統還包括備用電源，所述備用電源分別與循環水泵Ⅰ、循環水泵Ⅱ和鼓風機連接，用于當太陽能電力不足時，為循環水泵Ⅰ、循環水泵Ⅱ和鼓風機提供電能。

所述太陽能熱電聯產系統內還設有逆變器，逆變器與蓄電池連接，用于將直流電轉化為交流電。

所述保溫水箱內還設置有輔助加熱器，輔助加熱器與光熱控制器連接，由光熱控制器控制輔助加熱器的運行。

光電控制器和光熱控制器均具有自動和手動兩種控制模式。

所述污水生物處理反應器為上部開口的箱體結構。

太陽能熱電聯產組件發電過程中，利用太陽的照射，太陽能熱電聯產組件將太陽能轉化為電能儲存于蓄電池內，通過逆變器將直流電轉化為交流電，通過光電控制器為循環水泵Ⅰ、循環水泵Ⅱ和鼓風機等提供電能，太陽能熱電聯產組件中的光伏電池板溫度上升，通過電池背板的熱交換裝置，將熱量傳遞給循環水管內的液體，提高循環水溫度，降低電池板溫度。當循環水管內的水溫達到設定溫度時，通過光熱控制器啟動循環水泵Ⅰ，實現水在保溫水箱和太陽能熱電聯產組件之間的循環，提高保溫水箱中水的溫度。當污水生物處理反應器內污水溫度低于15℃時，通過光熱控制器啟動循環水泵Ⅱ，實現水在保溫水箱和換熱管之間的循環，將循環水中的熱能經換熱管傳遞給污水。鼓風機通過空氣管和曝氣管將空氣充入污水生物處理反應器，反應器內微生物利用空氣中氧氣將污染物氧化分解，達到污水凈化的效果，處理后污水由出水管排出。當太陽能不足時，溫度傳感器Ⅱ9將溫度信號傳給光熱控制器7，啟動輔助加熱器提高保溫水箱內的水溫，同時開啟備用電源驅動循環水泵Ⅱ和鼓風機運轉。

本發明具有的優點和積極效果是：本發明由于采用上述技術方案，充分利用太陽能轉化而來的電能和熱能，實現污水處理過程的零能耗，實現自動化控制，符合節能減排、高效可靠、環境友好的環保設計理念，適宜作為寒冷的北方地區，提高污水處理效率的污水處理設施。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖中標記說明：

1、太陽能熱電聯產組件??????2、溫度傳感器Ⅰ

3、循環水管????????????????4、光電控制器