公布日：2022.03.08
申請(qǐng)日：2021.12.03
分類號(hào)：C02F9/14(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I;C02F11/04(2006.01)I;C02F11/12(2019.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種低碳污水處理系統(tǒng)，包括原污水處理系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)、熱電聯(lián)產(chǎn)單元、水源熱泵單元、光伏發(fā)電單元；原污水處理系統(tǒng)將原污水經(jīng)過(guò)初步處理后將污水和污泥分離，將分離后的污水經(jīng)過(guò)深度處理后排出；污泥處理系統(tǒng)將分離后的污泥進(jìn)行消化和脫水處理，熱電聯(lián)產(chǎn)單元利用污泥在消化處理過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣發(fā)電，并供于該低碳污水處理系統(tǒng)的配電單元，再向污泥處理系統(tǒng)的消化過(guò)程提供熱能；水源熱泵單元將原污水處理系統(tǒng)的出水進(jìn)行制冷或制熱利用；光伏發(fā)電單元利用光伏發(fā)電，并供于該低碳污水處理系統(tǒng)的配電單元。本發(fā)明利用節(jié)能技術(shù)、能源化利用技術(shù)和減碳技術(shù)，有效降低了污水處理廠的用電量和碳排放量。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種低碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于：包括原污水處理系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)以及節(jié)能減排系統(tǒng)，所述節(jié)能減排系統(tǒng)包括熱電聯(lián)產(chǎn)單元、水源熱泵單元、光伏發(fā)電單元；所述原污水處理系統(tǒng)用于將原污水先經(jīng)過(guò)初步處理，再將污水和污泥進(jìn)行分離，最后將分離后的污水經(jīng)過(guò)深度處理后排出；所述污泥處理系統(tǒng)與所述原污水處理系統(tǒng)連接，用于將分離后的污泥進(jìn)行消化和脫水處理，使污泥可資源化利用；所述熱電聯(lián)產(chǎn)單元與所述污泥處理系統(tǒng)連接，用于利用污泥在消化處理過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行發(fā)電，將產(chǎn)生的電能供于該低碳污水處理系統(tǒng)的配電單元，再向所述污泥處理系統(tǒng)的消化過(guò)程提供熱能；所述水源熱泵單元與所述原污水處理系統(tǒng)的出水口連接，用于將所述原污水處理系統(tǒng)的出水進(jìn)行制冷或制熱利用；所述光伏發(fā)電單元用于利用光伏進(jìn)行發(fā)電，并將產(chǎn)生的電能供于該低碳污水處理系統(tǒng)的配電單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述原污水處理系統(tǒng)包括依次連接的格柵、沉砂池、吸附曝氣池、初沉池、厭氧氨氧化池、二沉池和深度處理單元，所述二沉池的污泥出口連接所述吸附曝氣池；所述格柵用于過(guò)濾掉原污水中垃圾及大顆粒雜質(zhì)，所述沉砂池用于過(guò)濾掉大顆粒泥沙，所述吸附曝氣池用于利用回流污泥吸附污水中的有機(jī)物，提高剩余污泥的有機(jī)物含量，所述初沉池用于將污水和污泥初步分離，所述厭氧氨氧化池用于去除有機(jī)物和氮類污染物，所述二沉池用于將污水和污泥二次分離，所述深度處理單元用于對(duì)分離后的污水進(jìn)行深度處理后排出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述節(jié)能減排系統(tǒng)還包括鼓風(fēng)機(jī)單元，所述鼓風(fēng)機(jī)單元用于為所述吸附曝氣池和所述厭氧氨氧化池供氧。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的低碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述污泥處理系統(tǒng)包括依次連接的污泥濃縮池、污泥熱水解裝置、厭氧消化裝置和高干脫水裝置，所述污泥濃縮池連接所述初沉池的污泥出口，使污泥經(jīng)過(guò)所述污泥濃縮池進(jìn)行濃縮，再經(jīng)過(guò)所述污泥熱水解裝置和所述厭氧消化裝置分別進(jìn)行熱水解和厭氧消化反應(yīng)，最后經(jīng)過(guò)所述高干脫水裝置進(jìn)行脫水后投入可資源化利用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述厭氧消化裝置的處理物料入口還通入包括餐廚垃圾的有機(jī)廢棄物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述熱電聯(lián)產(chǎn)單元包括沼氣發(fā)電機(jī)組和煙氣換熱板，所述沼氣發(fā)電機(jī)組與所述厭氧消化裝置的氣體出口連接，利用所述厭氧消化裝置產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行發(fā)電，將產(chǎn)生的電能供于該低碳污水處理系統(tǒng)的配電單元，所述煙氣換熱板用于利用所述沼氣發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的煙氣及缸套水熱量生產(chǎn)熱水，向所述厭氧消化裝置提供熱能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的低碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述光伏發(fā)電單元包括依次連接的光伏組件、逆變器、配電箱和該低碳污水處理系統(tǒng)的配電單元，所述光伏組件利用光伏發(fā)電，經(jīng)過(guò)所述逆變器和配電箱后，接入該低碳污水處理系統(tǒng)的配電單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述水源熱泵單元包括設(shè)置在所述深度處理單元出水口的潛水泵，所述潛水泵連接熱泵機(jī)組，所述潛水泵吸取原污水處理系統(tǒng)的出水，經(jīng)所述熱泵機(jī)組換熱后排回所述深度處理單元出水口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述熱泵機(jī)組與該低碳污水處理系統(tǒng)內(nèi)部及外部的供熱系統(tǒng)和/或制冷系統(tǒng)相互連接，循環(huán)換熱，向該低碳污水處理系統(tǒng)內(nèi)部及外部的供熱系統(tǒng)和/或制冷系統(tǒng)提供制熱和/或制冷功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的低碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于：還包括系統(tǒng)循環(huán)泵，所述熱泵機(jī)組與該低碳污水處理系統(tǒng)內(nèi)部及外部的供熱系統(tǒng)和/或制冷系統(tǒng)的連接之間設(shè)置所述系統(tǒng)循環(huán)泵，實(shí)現(xiàn)循環(huán)換熱。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低碳污水處理系統(tǒng)，利用節(jié)能技術(shù)、能源化利用技術(shù)和減碳技術(shù)，降低污水處理廠的用電量和碳排放量。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種低碳污水處理系統(tǒng)，包括原污水處理系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)以及節(jié)能減排系統(tǒng)，所述節(jié)能減排系統(tǒng)包括熱電聯(lián)產(chǎn)單元、水源熱泵單元、光伏發(fā)電單元；
所述原污水處理系統(tǒng)用于將原污水先經(jīng)過(guò)初步處理，再將污水和污泥進(jìn)行分離，最后將分離后的污水經(jīng)過(guò)深度處理后排出；
所述污泥處理系統(tǒng)與所述原污水處理系統(tǒng)連接，用于將分離后的污泥進(jìn)行消化和脫水處理，使污泥可資源化利用；
所述熱電聯(lián)產(chǎn)單元與所述污泥處理系統(tǒng)連接，用于利用污泥在消化處理過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行發(fā)電，將產(chǎn)生的電能供于該低碳污水處理系統(tǒng)的配電單元，再向所述污泥處理系統(tǒng)的消化過(guò)程提供熱能；
所述水源熱泵單元與所述原污水處理系統(tǒng)的出水口連接，用于將所述原污水處理系統(tǒng)的出水進(jìn)行制冷或制熱利用；
所述光伏發(fā)電單元用于利用光伏進(jìn)行發(fā)電，并將產(chǎn)生的電能供于該低碳污水處理系統(tǒng)的配電單元。
進(jìn)一步地，所述原污水處理系統(tǒng)包括依次連接的格柵、沉砂池、吸附曝氣池、初沉池、厭氧氨氧化池、二沉池和深度處理單元，所述二沉池的污泥出口連接所述吸附曝氣池；
所述格柵用于過(guò)濾掉原污水中垃圾及大顆粒雜質(zhì)，所述沉砂池用于過(guò)濾掉大顆粒泥沙，所述吸附曝氣池用于利用回流污泥吸附污水中的有機(jī)物，提高剩余污泥的有機(jī)物含量，所述初沉池用于將污水和污泥初步分離，所述厭氧氨氧化池用于去除有機(jī)物和氮類污染物，所述二沉池用于將污水和污泥二次分離，所述深度處理單元用于對(duì)分離后的污水進(jìn)行深度處理后排出。
進(jìn)一步地，所述節(jié)能減排系統(tǒng)還包括鼓風(fēng)機(jī)單元，所述鼓風(fēng)機(jī)單元用于為所述吸附曝氣池和所述厭氧氨氧化池供氧。
進(jìn)一步地，所述污泥處理系統(tǒng)包括依次連接的污泥濃縮池、污泥熱水解裝置、厭氧消化裝置和高干脫水裝置，所述污泥濃縮池連接所述初沉池的污泥出口，使污泥經(jīng)過(guò)所述污泥濃縮池進(jìn)行濃縮，再經(jīng)過(guò)所述污泥熱水解裝置和所述厭氧消化裝置分別進(jìn)行熱水解和厭氧消化反應(yīng)，最后經(jīng)過(guò)所述高干脫水裝置進(jìn)行脫水后投入可資源化利用。
進(jìn)一步地，所述厭氧消化裝置的處理物料入口還通入包括餐廚垃圾等有機(jī)廢棄物。
進(jìn)一步地，所述熱電聯(lián)產(chǎn)單元包括沼氣發(fā)電機(jī)組和煙氣換熱板，所述沼氣發(fā)電機(jī)組與所述厭氧消化裝置的氣體出口連接，利用所述厭氧消化裝置產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行發(fā)電，將產(chǎn)生的電能供于該低碳污水處理系統(tǒng)的配電單元，所述煙氣換熱板用于利用所述沼氣發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的煙氣及缸套水熱量生產(chǎn)熱水，向所述厭氧消化裝置提供熱能。
進(jìn)一步地，所述光伏發(fā)電單元包括依次連接的光伏組件、逆變器、配電箱和該低碳污水處理系統(tǒng)的配電單元，所述光伏組件利用光伏發(fā)電，經(jīng)過(guò)所述逆變器和配電箱后，接入該低碳污水處理系統(tǒng)的配電單元。
進(jìn)一步地，所述水源熱泵單元包括設(shè)置在所述深度處理單元出水口的潛水泵，所述潛水泵連接熱泵機(jī)組，所述潛水泵吸取原污水處理系統(tǒng)的出水，經(jīng)所述熱泵機(jī)組換熱后排回所述深度處理單元出水口。
進(jìn)一步地，所述熱泵機(jī)組與該低碳污水處理系統(tǒng)內(nèi)部及外部的供熱系統(tǒng)和/或制冷系統(tǒng)相互連接，循環(huán)換熱，向該低碳污水處理系統(tǒng)內(nèi)部及外部的供熱系統(tǒng)和/或制冷系統(tǒng)提供制熱和/或制冷功能。
進(jìn)一步地，還包括系統(tǒng)循環(huán)泵，所述熱泵機(jī)組與該低碳污水處理系統(tǒng)內(nèi)部及外部的供熱系統(tǒng)和/或制冷系統(tǒng)的連接之間設(shè)置所述系統(tǒng)循環(huán)泵，實(shí)現(xiàn)循環(huán)換熱。
本發(fā)明的低碳污水處理系統(tǒng)具有如下有益效果：
1、采用吸附曝氣，分離出更多的初沉污泥，使更多的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為沼氣；
2、運(yùn)用厭氧氨氧化工藝，使得脫氮無(wú)需外加碳源；
3、運(yùn)用熱水解及厭氧消化工藝進(jìn)行污泥處理可使污泥量減少、脫水性能改善且處理后污泥符合衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)，同時(shí)產(chǎn)氣量增加，提高了污水廠的能量自給比例，降低污水廠運(yùn)營(yíng)成本；
4、引入餐廚垃圾等有機(jī)廢棄物進(jìn)入污泥消化系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)污水廠的能量平衡；
5、采用節(jié)能型鼓風(fēng)機(jī)，大大減少污水廠曝氣部分的能耗；
6、采用光伏發(fā)電系統(tǒng)，利用污水廠現(xiàn)有空地和空間資源，為污水廠產(chǎn)生電能；
7、采用水源熱泵系統(tǒng)，充分利用污水中所蘊(yùn)含的能量，可解決污水廠內(nèi)建筑物和構(gòu)筑物的空調(diào)和供暖問(wèn)題，同時(shí)可解決污水廠周邊建筑物的空調(diào)和供暖問(wèn)題，在節(jié)能減排的同時(shí)，為污水帶來(lái)可觀的收入來(lái)源。
（發(fā)明人：李美艷;王聞笛;陳小奇;彭建雄）
