公布日：2022.01.07
申請(qǐng)日：2021.11.11
分類號(hào)：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及高寒地帶污水處理技術(shù)領(lǐng)域，提供一種一體化抗低溫污水處理系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、污水加熱系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)三部分；所述太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)，將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�，主要包括光伏組件、控制器、并網(wǎng)逆變器；所述污水加熱系統(tǒng)，可提高寒冷地區(qū)冬季生化系統(tǒng)的溫度，由壁掛爐、熱交換水箱、加熱循環(huán)泵組成；污水處理系統(tǒng)，利用站點(diǎn)的場(chǎng)地空間進(jìn)行太陽(yáng)能光伏發(fā)電為污水處理系統(tǒng)提供動(dòng)力，經(jīng)過(guò)生化+MBR工藝處理后污水達(dá)標(biāo)排放或回用；太陽(yáng)能光伏發(fā)電量超過(guò)/低于該系統(tǒng)的運(yùn)行和加溫所耗電量，通過(guò)國(guó)家電網(wǎng)調(diào)節(jié)達(dá)到電量供需平衡；該系統(tǒng)是光伏新能源和污水處理設(shè)備的完美結(jié)合。
權(quán)利要求書
1.一種一體化抗低溫污水處理系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、污水加熱系統(tǒng)、污水處理設(shè)備系統(tǒng)三個(gè)部分組成，其特征在于，所述太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)包括光伏組件、控制器、并網(wǎng)逆變器，所述光伏組件通過(guò)固定支架懸于污水處理站點(diǎn)上空，所述光伏組件的光伏板通過(guò)線路與光伏控制器連接，光伏控制器檢測(cè)光伏發(fā)電系統(tǒng)各裝置的運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)指示燈、顯示器等方式顯示光伏系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和故障信息，光伏發(fā)電產(chǎn)生的直流電通過(guò)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電后，并入國(guó)家電網(wǎng)存儲(chǔ)，無(wú)需蓄電池存儲(chǔ)，使用時(shí)直接從國(guó)家電網(wǎng)取電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體化抗低溫污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏組件通過(guò)固定支架懸于污水處理站點(diǎn)上空3 5米，所述光伏組件是將太陽(yáng)能的光輻射轉(zhuǎn)換為電能、由多個(gè)高效單晶硅片串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)形成的方陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體化抗低溫污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器集成在PLC控制柜內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體化抗低溫污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述污水加熱系統(tǒng)用于提高寒冷地區(qū)冬季生化系統(tǒng)的溫度，其包括壁掛爐、加熱循環(huán)泵、熱交換水箱，所述壁掛爐直接安裝在設(shè)備間墻壁上，是一種加熱裝置，將爐內(nèi)的水加熱，該裝置冬季可將污水的溫度提高到15℃以上，滿足生物菌在生化系統(tǒng)的生長(zhǎng)需求，所述加熱循環(huán)泵的啟停，由熱交換水箱的溫度傳感器信號(hào)通過(guò)PLC控制，所述熱交換水箱置于厭氧池、缺氧池與好氧池的中間，通過(guò)介質(zhì)水的熱交換，提高三池水溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體化抗低溫污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述污水處理設(shè)備系統(tǒng)由厭氧池、缺氧池、好氧池組成，所述污水處理系統(tǒng)是將污水先經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水量和均和水質(zhì)，通過(guò)提升泵提升至一體化污水處理設(shè)備的厭氧池、缺氧池、好氧池內(nèi)進(jìn)行處理，通過(guò)抽吸泵抽吸至消毒池，經(jīng)消毒之后出水達(dá)標(biāo)排放；所述的厭氧池利用厭氧菌的作用，使有機(jī)物發(fā)生水解、酸化和甲烷化，去除廢水中的有機(jī)物，并提高污水的可生化性，有利于后續(xù)的好氧處理；所述的缺氧池依靠污水中的有機(jī)物為碳源，利用反硝化細(xì)菌的反硝化作用，將回流的泥水混合物中的硝酸鹽、亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑥亩鴮?shí)現(xiàn)脫氮；所述的好氧池通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)曝氣，將水中溶解氧含量維持在2～5mg/L，適宜好氧微生物生長(zhǎng)繁殖，使有機(jī)物進(jìn)一步分解為無(wú)機(jī)物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種一體化抗低溫污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述污水處理設(shè)備系統(tǒng)還包括設(shè)備間，所述設(shè)備間設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)、抽吸泵、壁掛爐、加熱循環(huán)泵，所述消毒池經(jīng)抽吸泵與所述好氧池的出水口連通，所述鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)管道與所述好氧池的曝氣系統(tǒng)管道連通，所述曝氣系統(tǒng)包括膜組件、曝氣盤，所述抽吸泵經(jīng)管道與膜出水法蘭連通，所述壁掛爐與加熱循環(huán)泵入口連通，加熱循環(huán)泵出口與熱交換水箱連通，設(shè)備間還設(shè)置有用于膜組件清洗的膜清洗系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種一體化抗低溫污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述污水處理設(shè)備系統(tǒng)設(shè)置有氣提裝置，用于將硝化液回流到缺氧池。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種一體化抗低溫污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制柜通過(guò)PLC將鼓風(fēng)機(jī)、壁掛爐、加熱循環(huán)泵、自吸泵自動(dòng)控制，通過(guò)RS485接口與觸摸屏進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，觸摸屏可顯示和修改控制數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)智能控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體化抗低溫污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述一體化污水處理設(shè)備的總停留時(shí)間為7～9h，氣水比為(38～42):1。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的一種一體化抗低溫污水處理系統(tǒng)，解決了上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
一種一體化抗低溫污水處理系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、污水加熱系統(tǒng)、污水處理設(shè)備系統(tǒng)三個(gè)部分組成，所述太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)包括光伏組件、控制器、并網(wǎng)逆變器，所述光伏組件通過(guò)固定支架懸于污水處理站點(diǎn)上空，所述光伏組件的光伏板通過(guò)線路與光伏控制器連接，光伏控制器檢測(cè)光伏發(fā)電系統(tǒng)各裝置的運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)指示燈、顯示器等方式顯示光伏系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和故障信息，光伏發(fā)電產(chǎn)生的直流電通過(guò)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電后，并入國(guó)家電網(wǎng)存儲(chǔ)，無(wú)需蓄電池存儲(chǔ)，使用時(shí)直接從國(guó)家電網(wǎng)取電。
所述控制器是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件之一，用來(lái)檢測(cè)光伏發(fā)電系統(tǒng)各裝置的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)指示燈、顯示器等方式顯示光伏系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和故障信息；
所述并網(wǎng)逆變器是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的設(shè)備，由于光伏組件方陣發(fā)出的是直流電，采用大功率晶體管的并網(wǎng)逆變器將直流電高速切割，并轉(zhuǎn)換為交流電，并入國(guó)家電網(wǎng)存儲(chǔ)。
優(yōu)選地，所述光伏組件通過(guò)固定支架懸于污水處理站點(diǎn)上空3 5米，所述光伏組件是將太陽(yáng)能的光輻射轉(zhuǎn)換為電能、由多個(gè)高效單晶硅片串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)形成的方陣。
優(yōu)選地，所述控制器集成在PLC控制柜內(nèi)部。
優(yōu)選地，所述污水加熱系統(tǒng)用于提高寒冷地區(qū)冬季生化系統(tǒng)的溫度，其包括壁掛爐、加熱循環(huán)泵、熱交換水箱，所述壁掛爐體積較小，可直接安裝在設(shè)備間墻壁上，是一種加熱裝置，將爐內(nèi)的水加熱，該裝置冬季可將污水的溫度提高到15℃以上，滿足生物菌在生化系統(tǒng)的生長(zhǎng)需求，所述加熱循環(huán)泵的啟停，由熱交換水箱的溫度傳感器信號(hào)通過(guò)PLC控制，PLC控制器將采集到的溫度信息進(jìn)行處理，如果溫度低于啟動(dòng)值，控制器發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，設(shè)備進(jìn)行加熱；如溫度高于停止值，控制器發(fā)出信號(hào)，加熱循環(huán)泵、壁掛爐停止工作，所述熱交換水箱置于厭氧池、缺氧池與好氧池的中間，通過(guò)介質(zhì)水的熱交換，提高三池水溫。
優(yōu)選地，所述污水處理設(shè)備系統(tǒng)由厭氧池、缺氧池、好氧池組成，所述污水處理系統(tǒng)是將污水先經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水量和均和水質(zhì)，通過(guò)提升泵提升至一體化污水處理設(shè)備的厭氧池、缺氧池、好氧池內(nèi)進(jìn)行處理，通過(guò)抽吸泵抽吸至消毒池，經(jīng)消毒之后出水達(dá)標(biāo)排放；
所述的厭氧池利用厭氧菌的作用，使有機(jī)物發(fā)生水解、酸化和甲烷化，去除廢水中的有機(jī)物，并提高污水的可生化性，有利于后續(xù)的好氧處理；
所述的缺氧池依靠污水中的有機(jī)物為碳源，利用反硝化細(xì)菌的反硝化作用，將回流的泥水混合物中的硝酸鹽、亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)�，從而�?shí)現(xiàn)脫氮；
所述的好氧池通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)曝氣，將水中溶解氧含量維持在2～5mg/L，適宜好氧微生物生長(zhǎng)繁殖，使有機(jī)物進(jìn)一步分解為無(wú)機(jī)物。
優(yōu)選地，所述污水處理設(shè)備系統(tǒng)還包括設(shè)備間，所述設(shè)備間設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)、抽吸泵、壁掛爐、加熱循環(huán)泵；所述消毒池經(jīng)抽吸泵與所述好氧池的出水口連通，所述鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)管道與所述好氧池的曝氣系統(tǒng)管道連通，所述曝氣系統(tǒng)包括膜組件、曝氣盤，所述抽吸泵經(jīng)管道與膜出水法蘭連通，所述壁掛爐與加熱循環(huán)泵入口連通，加熱循環(huán)泵出口與熱交換水箱連通。
優(yōu)選地，所述污水處理設(shè)備系統(tǒng)設(shè)置有氣提裝置，用于將硝化液回流到缺氧池，所述污水處理系統(tǒng)未設(shè)污泥回流泵，采用氣提裝置，以曝氣為動(dòng)力來(lái)提升污泥，即硝化液回流到缺氧池，減少成本，降低能耗；
所述的氣提裝置，當(dāng)氣體被通往提升管底部后，氣泡由于浮力作用會(huì)上升，并充滿整個(gè)提升管，管內(nèi)是氣和水的混合液，管外是污水，管外管內(nèi)相連通達(dá)到提升的目的。
優(yōu)選地，所述控制柜通過(guò)PLC將鼓風(fēng)機(jī)、壁掛爐、加熱循環(huán)泵、自吸泵自動(dòng)控制，通過(guò)RS485接口與觸摸屏進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，觸摸屏可顯示和修改控制數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)智能控制。
優(yōu)選地，所述一體化污水處理設(shè)備的總停留時(shí)間為7～9h，氣水比為(38～42):1。
本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供了一種一體化抗低溫污水處理系統(tǒng)，在自動(dòng)控制上可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，將PLC獲得的各種參數(shù)上傳至遠(yuǎn)程控制中心，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)維的大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)遠(yuǎn)程控制，通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、污水加熱系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)的綜合處理下，能夠到達(dá)節(jié)能減排，滿足我國(guó)高寒地區(qū)冬季生活污水的處理排放；
本發(fā)明利用污水處理站點(diǎn)的場(chǎng)地空間進(jìn)行太陽(yáng)能光伏發(fā)電，發(fā)電量超過(guò)設(shè)備運(yùn)行和加溫所耗電量，達(dá)到節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)“碳中和”目的，是光伏新能源和污水處理設(shè)備的完美結(jié)合，本發(fā)明專利技術(shù)的大面積推廣和應(yīng)用，有助于國(guó)家提前實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)。
（發(fā)明人：趙曙光;馮軍香;何玉磊）
