[發明專利]一種農村生活污水低溫運行的處理系統及其處理方法

有效

• 申請號: 201710287128.4
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107055799B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 呂錫武;馮靜嫻
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/28;C02F101/16;C02F101/30
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 錢超

1.一種農村生活污水低溫運行的處理系統，其特征在于：包括太陽能集熱與發電系統、溫控系統、生物處理反應器和大棚保溫人工濕地，所述太陽能集熱與發電系統包括光伏電池板（9）、充放電控制器（10）、蓄電池（11）、太陽能集熱器（1）、換熱器（6）和保溫水箱（2）；所述溫控系統包括溫度傳感器Ⅰ（4）、溫度傳感器Ⅱ（8）、溫度控制器（21）、開關接觸器（22）、輔助加熱器Ⅰ（5）和輔助加熱器Ⅱ（7）；所述生物處理反應器包括厭氧池（14）、缺氧池（15）和多級跌水生物轉盤（18）；所述大棚保溫人工濕地包括人工濕地（20）、LED植物生長燈（12）和塑料大棚（13）；所述充放電控制器（10）分別與光伏電池板（9）和蓄電池（11）連接，充放電控制器（10）分別控制光伏電池板（9）供電和蓄電池（11）充放電；所述太陽能集熱器（1）、保溫水箱（2）、循環水泵（3）和換熱器（6）通過管道依次連接構成一個封閉循環水路，換熱器（6）安裝于厭氧池（14）中；所述輔助加熱器Ⅰ（5）鋪設在保溫水箱（2）底部，輔助加熱器Ⅱ（7）鋪設在高位水箱（17）底部；所述溫度控制器（21）分別與溫度傳感器Ⅰ（4）、溫度傳感器Ⅱ（8）、開關接觸器（22）連接，開關接觸器（22）控制輔助加熱器Ⅰ（5）和輔助加熱器Ⅱ（7），溫度傳感器Ⅰ（4）和溫度傳感器Ⅱ（8）分別設在厭氧池（14）出水口和多級跌水生物轉盤（18）出口處；所述厭氧池（14）出水口與缺氧池（15）進水口相連，缺氧池（15）出水口經過提升泵（16）與高位水箱（17）進水口相連，高位水箱（17）出水口與多級跌水生物轉盤（18）相連，多級跌水生物轉盤（18）出水分別與回流泵（19）和人工濕地（20）相連，所述輔助加熱器Ⅰ（5）、輔助加熱器Ⅱ（7）、提升泵（16）、回流泵（19）和LED植物生長燈（12）都由太陽能集熱與發電系統供電，所述LED植物生長燈（12）布設于大棚（13）頂部。

2.根據權利要求1所述的農村生活污水低溫運行的處理系統，其特征在于：所述太陽能集熱器（1）為熱管式真空集熱器，安裝時朝向正南方向，與水平面傾斜角為30 ~ 40°；蓄電池 （11）為備用電源，分別與循環水泵（3）、提升泵（16）、回流泵（19）和LED植物生長燈（12）相 連。

3.根據權利要求1所述的農村生活污水低溫運行的處理系統，其特征在于：所述厭氧池（14）內設有厭氧折流板反應器，缺氧池（15）為敞口缺氧池，所述厭氧折流板反應器采用保溫材料制作，厭氧折流板反應器與厭氧池（14）之間用橫隔板隔出左部空間用于安裝換熱器（6）；厭氧折流板反應器內裝填組合填料和毛氈填料。

4.根據權利要求1所述的農村生活污水低溫運行的處理系統，其特征在于：所述人工濕地（20）采用潛流式人工濕地，人工濕地（20）裝填三層填料，從上至下分別為細礫石、陶粒和粗礫石，粒徑分別為10-20mm、10-20mm、25-55mm；人工濕地（20）種植水稻或茭白反季節經濟作物，人工濕地（20）通過大棚（13）和LED植物生長燈（12）發熱進行保溫；大棚（13）為可拆卸組合式大棚，由至少2組大棚骨架組成，每組大棚骨架由縱桿（23）、橫桿（24）和頂拱桿（25）組成，縱桿（23）、橫桿（24）的標準長度分別為0 .5m、1m，縱桿（23）、橫桿（24）和頂拱桿（25）之 間采用多通件（26）連接，大棚骨架上有螺紋，各組骨架之間通過螺釘相連，大棚（13）膜采用 聚乙烯防老化膜。

5.一種權利要求1-4中任一所述的農村生活污水低溫運行的處理系統的處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一步：光伏電池板（9）吸收太陽能，通過充放電控制器（10）為輔助加熱器Ⅰ（5）、輔助加熱器Ⅱ（7）、溫度控制器（21）、循環水泵（3）、溫度傳感器Ⅰ（4）、溫度傳感器Ⅱ（8）、開關接觸器（22）、提升泵（16）、回流泵（19）和LED植物生長燈（12）供電，同時給蓄電池（11）充電，太陽能集熱與發電過程中，通過太陽光的直射，太陽能集熱器（1）以水為介質吸收太陽熱能，熱水經過管路流入保溫水箱（2），保溫水箱（2）和換熱器（6）之間連有循環水泵（3），經過循環水泵（3）實現水的循環流動，換熱器（6）將太陽能集熱器（1）集中的熱量傳遞到厭氧池（14）中；

第二步：污水經過厭氧池（14）中厭氧折流板反應器處理后進入缺氧池（15）處理，缺氧池（15）出水由提升泵（16）提升至高位水箱（17）中，再流經多級跌水生物轉盤（18）處理，降解污水中的有機物及氨氮；溫度傳感器Ⅰ（4）和溫度傳感器Ⅱ（8）分別測定溫度低于20℃和13℃時，溫度控制器（21）控制開關接觸器（22）打開輔助加熱器Ⅰ（5）和輔助加熱器Ⅱ（7），當溫度傳感器Ⅰ（4）和溫度傳感器Ⅱ（8）分別測定溫度高于20℃和13℃時，溫度控制器（21）控制開關接觸器（22）關閉輔助加熱器Ⅰ（5）和輔助加熱器Ⅱ（7）； 第三步：蓄電池（11）在陰雨天為輔助加熱器Ⅰ（5）、輔助加熱器Ⅱ（7）、溫度控制器（21）、 循環水泵（3）、溫度傳感器Ⅰ（4）、溫度傳感器Ⅱ（8）、開關接觸器（22）、提升泵（16）、回流泵 （19）和LED植物生長燈（12）供電，經過多級跌水生物轉盤（18）處理完的污水回流至缺氧池， 回流比控制為100%，其余進入人工濕地（20）； 第四步：污水從多級跌水生物轉盤（18）流入人工濕地（20）后，塑料大棚（13）對人工濕 地（20）內微生物、植物進行保溫，打開LED植物生長燈（12）促進植物進行光合作用，LED植物 生長燈（12）產生的熱量協同塑料大棚（13）對人工濕地（20）進行保溫，保證人工濕地（20）的 有效運行，使反應過程中微生物降解有機物，同時使濕地植物降解氮、磷。