公布日：2023.06.23

申請日：2023.02.14

分類號：F28D21/00(2006.01)I;C02F3/30(2023.01)I;F28F27/00(2006.01)I

摘要

本發(fā)明公開了一種污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)及熱量聯(lián)動(dòng)方法，所述污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)包括：曝氣系統(tǒng)、厭氧氣液換熱系統(tǒng)、熱水換熱及恒壓供水系統(tǒng)和好氧曝氣系統(tǒng)；所述曝氣系統(tǒng)同時(shí)與所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)和熱水換熱系統(tǒng)同時(shí)連通，所述熱水換熱系統(tǒng)與所述熱水恒壓供水系統(tǒng)相連通，所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)、所述熱水換熱系統(tǒng)同時(shí)和好氧曝氣系統(tǒng)相連通；具有設(shè)備簡單可靠，增加了系統(tǒng)內(nèi)部熱量調(diào)配，減少了好氧池冷卻裝置的規(guī)模和使用頻次，節(jié)能降耗效果顯著等優(yōu)點(diǎn)。

權(quán)利要求書

1.一種污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，包括：曝氣系統(tǒng)、厭氧氣液換熱系統(tǒng)、熱水換熱及恒壓供水系統(tǒng)和好氧曝氣系統(tǒng)；所述曝氣系統(tǒng)同時(shí)與所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)和熱水換熱系統(tǒng)同時(shí)連通，所述熱水換熱系統(tǒng)與所述熱水恒壓供水系統(tǒng)相連通，所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)、所述熱水換熱系統(tǒng)同時(shí)和好氧曝氣系統(tǒng)相連通；所述熱水換熱及恒壓供水系統(tǒng)包括：第一供熱水箱、第二供熱水箱和熱水供應(yīng)總管，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱同時(shí)和所述曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱同時(shí)和所述好氧曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱還同時(shí)和所述熱水供應(yīng)總管相連通；所述第一供熱水箱包括第二進(jìn)氣口、第一補(bǔ)水口、第二出氣口、第一熱水口和第一混合攪拌機(jī)，所述第一混合攪拌機(jī)固定安裝在所述第一供熱水箱內(nèi)，所述第二進(jìn)氣口和所述曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一補(bǔ)水口和外部自來水相連通，所述第二出氣口和所述好氧曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一熱水口和所述熱水總管相連通；所述第二供熱水箱包括第三進(jìn)氣口、第二補(bǔ)水口、第三出氣口、第二熱水口和第二混合攪拌機(jī)，所述第二混合攪拌機(jī)固定安裝在所述第二供熱水箱內(nèi)，所述第三進(jìn)氣口和所述曝氣系統(tǒng)相連通，所述第二補(bǔ)水口和外部自來水相連通，所述第三出氣口和所述好氧曝氣系統(tǒng)相連通，所述第二熱水口和所述熱水總管相連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣系統(tǒng)為曝氣風(fēng)機(jī)，所述曝氣風(fēng)機(jī)通過風(fēng)機(jī)供氣總管并聯(lián)至所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)、所述第一供熱水箱的第二進(jìn)氣口和所述第二供熱水箱的第三進(jìn)氣口相連通，所述風(fēng)機(jī)供氣總管上設(shè)置有第一溫度計(jì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)包括厭氧池，所述厭氧池的底部固定安裝有厭氧氣液換熱裝置，所述厭氧氣液換熱裝置上設(shè)置有第一進(jìn)氣口，所述第一進(jìn)氣口穿過所述厭氧池與所述風(fēng)機(jī)供氣總管相連通，所述第一進(jìn)氣口和所述風(fēng)機(jī)供氣總管之間的管道上固定設(shè)置有第一進(jìn)氣閥，所述厭氧氣液換熱裝置原理所述第一進(jìn)氣口的端部設(shè)置有第一出氣口，所述第一出氣口穿過所述厭氧池和所述好氧曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一出氣口處的管道上固定安裝有第一出氣閥，所述厭氧池內(nèi)固定設(shè)置有第二溫度計(jì)，所述厭氧氣液換熱裝置為平行設(shè)置的多道圓形薄壁不銹鋼管。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二進(jìn)氣口處的管道上固定安裝有第二進(jìn)氣閥，所述第一補(bǔ)水口處的管道上固定安裝有第一補(bǔ)水閥，所述第二出氣口處的管道上固定安裝有第二出氣閥，所述第一熱水口處的管道上固定設(shè)置有第一熱水閥，所述第一熱水閥和所述熱水供應(yīng)總管之間固定安裝有恒壓供水泵，所述第一供熱水箱上固定安裝有第一液位計(jì)和第三溫度計(jì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述第三進(jìn)氣口處的管道上固定安裝有第三進(jìn)氣閥，所述第二補(bǔ)水口處的管道上固定安裝有第二補(bǔ)水閥，所述第三出氣口處的管道上固定安裝有第三出氣閥，所述第二熱水口處的管道上固定設(shè)置有第二熱水閥，所述第二熱水閥和所述熱水供應(yīng)總管之間固定安裝有恒壓供水泵，所述第二供熱水箱上固定安裝有第二液位計(jì)和第四溫度計(jì)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述好氧曝氣系統(tǒng)包括好氧池，所述好氧池的底部固定安裝有曝氣裝置，還包括出氣總管，所述出氣總管的進(jìn)氣端同時(shí)與所述第一出氣口、第二出氣口和第三出氣口相連通，所述出氣總管的出氣端與所述曝氣裝置相連通，所述出氣總管上固定安裝有第五溫度計(jì)，所述好氧池上固定安裝有第六溫度計(jì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱結(jié)構(gòu)相同，所述第一供熱水箱主材質(zhì)為304不銹鋼，所述第一供熱水箱的外壁均設(shè)置為內(nèi)凹方形槽，所述內(nèi)凹方形槽的槽深大于1/20的所述第一供熱水箱的箱體直徑，所述第一供熱水箱的外壁的外部套設(shè)有夾套層，所述夾套層內(nèi)層用于氣、液換熱，最外層用于對所述第一供熱水箱進(jìn)行外部保溫。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一混合攪拌機(jī)和所述第二混合攪拌機(jī)均為低速攪拌機(jī)，所述第一混合攪拌機(jī)插入所述第一供熱水箱內(nèi)的深度為3/4液位高度，所述第二混合攪拌機(jī)插入所述第二供熱水箱內(nèi)的深度為3/4液位高度。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二進(jìn)氣口水平高度高于所述第二出氣口，第二進(jìn)氣口設(shè)于水箱上部，出氣口設(shè)于水箱下部，所述第三進(jìn)氣口水平高度高于所述第三出氣口，第三進(jìn)氣口設(shè)于水箱上部，出氣口設(shè)于水箱下部。

10.一種污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)方法，用于根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，包括：S1：第一供熱水箱和第二供熱水箱內(nèi)自來水已補(bǔ)滿的情況下，打開厭氧池的第一進(jìn)氣閥和第一出氣閥、第一供熱水箱的第二進(jìn)氣閥和第二出氣閥；S2：打開曝氣風(fēng)機(jī)，熱氣源通過管道流經(jīng)厭氧氣液換熱裝置和換熱水箱夾套層，根據(jù)第二溫度計(jì)調(diào)節(jié)第一進(jìn)氣閥的開度；S3：第一供熱水箱溫度達(dá)到設(shè)定值后，開啟第二供熱水箱的第三進(jìn)氣閥和第三出氣閥；S4：關(guān)閉第一供熱水箱的第二進(jìn)氣閥和第二出氣閥，打開供熱水箱第一熱水閥；S5:熱水恒壓供水系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)自帶穩(wěn)壓罐壓力表壓力自動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)壓力低于設(shè)定值時(shí)開啟第一恒壓供水泵或第二恒壓供水泵，當(dāng)壓力表達(dá)到設(shè)定的高壓力值時(shí)自動(dòng)關(guān)閉第一恒壓供水泵或第二恒壓供水泵；S6：第一供熱水箱第一液位計(jì)達(dá)到設(shè)定低值后，打開供熱水箱第二熱水閥、第二進(jìn)氣閥、第二出氣閥，隨后關(guān)閉供熱水箱第一熱水閥、第二供熱水箱的第三進(jìn)氣閥和第三出氣閥，打開第一補(bǔ)水閥，根據(jù)第一液位計(jì)設(shè)定高值補(bǔ)充自來水到合適高度后關(guān)閉補(bǔ)水閥；S7：第二供熱水箱第二液位計(jì)達(dá)到設(shè)定低值后，打開供熱水箱的第一熱水閥、第三進(jìn)氣閥、第三出氣閥，隨后關(guān)閉供熱水箱的第二熱水閥、第一供熱水箱第二進(jìn)氣閥和第二出氣閥，打開第二補(bǔ)水閥，根據(jù)第二液位計(jì)設(shè)定高值補(bǔ)充自來水后到合適高度后關(guān)閉補(bǔ)水閥；返回S6操作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，現(xiàn)有的污水處理站對于生化曝氣部分的余熱均為未利用狀態(tài)，生化池溫度控制難度大，尤其是夏季高溫且水量豐沛時(shí)，生化池內(nèi)的溫度很難控制，影響活性污泥的絮凝效果、原生動(dòng)物種群、污泥沉降等，最終導(dǎo)致污泥活性變差，降解效率降低。另一方面污水溫度越高，污水中的溶解氧含量越低，這將導(dǎo)致向活性污泥供氧不足和缺氧，需要更多的能耗用于生化池曝氣。因此亟需對曝氣系統(tǒng)前端熱量進(jìn)行換熱、收集并加以利用，對于整個(gè)污水處理站的穩(wěn)定運(yùn)行起到提前干預(yù)的目的，并且有效利用余熱，降低整體工程投資，所以提供一種污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)及熱量聯(lián)動(dòng)方法，所述污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)包括：曝氣系統(tǒng)、厭氧氣液換熱系統(tǒng)、熱水換熱及恒壓供水系統(tǒng)和好氧曝氣系統(tǒng)；所述曝氣系統(tǒng)同時(shí)與所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)和熱水換熱系統(tǒng)同時(shí)連通，所述熱水換熱系統(tǒng)與所述熱水恒壓供水系統(tǒng)相連通，所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)、所述熱水換熱系統(tǒng)同時(shí)和好氧曝氣系統(tǒng)相連通；所述熱水換熱及恒壓供水系統(tǒng)包括：第一供熱水箱、第二供熱水箱和熱水供應(yīng)總管，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱同時(shí)和所述曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱同時(shí)和所述好氧曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱還同時(shí)和所述熱水供應(yīng)總管相連通；所述第一供熱水箱包括第二進(jìn)氣口、第一補(bǔ)水口、第二出氣口、第一熱水口和第一混合攪拌機(jī)，所述第一混合攪拌機(jī)固定安裝在所述第一供熱水箱內(nèi)，所述第二進(jìn)氣口和所述曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一補(bǔ)水口和外部自來水相連通，所述第二出氣口和所述好氧曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一熱水口和所述熱水總管相連通；所述第二供熱水箱包括第三進(jìn)氣口、第二補(bǔ)水口、第三出氣口、第二熱水口和第二混合攪拌機(jī)，所述第二混合攪拌機(jī)固定安裝在所述第二供熱水箱內(nèi)，所述第三進(jìn)氣口和所述曝氣系統(tǒng)相連通，所述第二補(bǔ)水口和外部自來水相連通，所述第三出氣口和所述好氧曝氣系統(tǒng)相連通，所述第二熱水口和所述熱水總管相連通。

進(jìn)一步地，所述曝氣系統(tǒng)為曝氣風(fēng)機(jī)，所述曝氣風(fēng)機(jī)通過風(fēng)機(jī)供氣總管并聯(lián)至所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)、所述第一供熱水箱的第二進(jìn)氣口和所述第二供熱水箱的第三進(jìn)氣口相連通，所述風(fēng)機(jī)供氣總管上設(shè)置有第一溫度計(jì)。

進(jìn)一步地，所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)包括厭氧池，所述厭氧池的底部固定安裝有厭氧氣液換熱裝置，所述厭氧氣液換熱裝置上設(shè)置有第一進(jìn)氣口，所述第一進(jìn)氣口穿過所述厭氧池與所述風(fēng)機(jī)供氣總管相連通，所述第一進(jìn)氣口和所述風(fēng)機(jī)供氣總管之間的管道上固定設(shè)置有第一進(jìn)氣閥，所述厭氧氣液換熱裝置原理所述第一進(jìn)氣口的端部設(shè)置有第一出氣口，所述第一出氣口穿過所述厭氧池和所述好氧曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一出氣口處的管道上固定安裝有第一出氣閥，所述厭氧池內(nèi)固定設(shè)置有第二溫度計(jì)。

進(jìn)一步地，所述第二進(jìn)氣口處的管道上固定安裝有第二進(jìn)氣閥，所述第一補(bǔ)水口處的管道上固定安裝有第一補(bǔ)水閥，所述第二出氣口處的管道上固定安裝有第二出氣閥，所述第一熱水口處的管道上固定設(shè)置有第一熱水閥，所述第一熱水閥和所述熱水供應(yīng)總管之間固定安裝有恒壓供水泵，所述第一供熱水箱上固定安裝有第一液位計(jì)和第三溫度計(jì)。

進(jìn)一步地，所述第三進(jìn)氣口處的管道上固定安裝有第三進(jìn)氣閥，所述第二補(bǔ)水口處的管道上固定安裝有第二補(bǔ)水閥，所述第三出氣口處的管道上固定安裝有第三出氣閥，所述第二熱水口處的管道上固定設(shè)置有第二熱水閥，所述第二熱水閥和所述熱水供應(yīng)總管之間固定安裝有恒壓供水泵，所述第二供熱水箱上固定安裝有第二液位計(jì)和第四溫度計(jì)。

進(jìn)一步地，所述好氧曝氣系統(tǒng)包括好氧池，所述好氧池的底部固定安裝有曝氣裝置，還包括出氣總管，所述出氣總管的進(jìn)氣端同時(shí)與所述第一出氣口、第二出氣口和第三出氣口相連通，所述出氣總管的出氣端與所述曝氣裝置相連通，所述出氣總管上固定安裝有第五溫度計(jì)，所述好氧池上固定安裝有第六溫度計(jì)。

進(jìn)一步地，所述厭氧氣液換熱裝置為平行設(shè)置的多道圓形薄壁不銹鋼管。

進(jìn)一步地，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱結(jié)構(gòu)相同，所述第一供熱水箱主材質(zhì)為304不銹鋼，所述第一供熱水箱的外壁均設(shè)置為內(nèi)凹方形槽，所述內(nèi)凹方形槽的槽深大于1/20的所述第一供熱水箱的箱體直徑，所述第一供熱水箱的外壁的外部套設(shè)有夾套層，所述夾套層內(nèi)層用于氣、液換熱，最外層用于對所述第一供熱水箱進(jìn)行外部保溫。

進(jìn)一步地，所述第一混合攪拌機(jī)和所述第二混合攪拌機(jī)均為低速攪拌機(jī)，所述第一混合攪拌機(jī)插入所述第一供熱水箱內(nèi)的深度為3/4液位高度，所述第二混合攪拌機(jī)插入所述第二供熱水箱內(nèi)的深度為3/4液位高度。

進(jìn)一步地，所述第二進(jìn)氣口水平高度高于所述第二出氣口，所述第三進(jìn)氣口水平高度高于所述第三出氣口。

進(jìn)一步地，本申請還提供一種污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)方法，用于根據(jù)上述污水生化系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，所述污水升華系統(tǒng)與熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱量聯(lián)動(dòng)方法包括：S1：第一供熱水箱和第二供熱水箱內(nèi)自來水已補(bǔ)滿的情況下，打開厭氧池的第一進(jìn)氣閥和第一出氣閥、第一供熱水箱的第二進(jìn)氣閥和第二出氣閥；S2：打開曝氣風(fēng)機(jī)，熱氣源通過管道流經(jīng)厭氧氣液換熱裝置和換熱水箱夾套層，由于氣體溫度高、液體溫度低，氣體攜帶的一部分熱量轉(zhuǎn)移到液體中，氣源經(jīng)換熱處理后進(jìn)入曝氣系統(tǒng)，在此要說明的是厭氧氣液換熱裝置的第一進(jìn)氣閥宜采用調(diào)節(jié)閥，根據(jù)第二溫度計(jì)調(diào)節(jié)第一進(jìn)氣閥的開度；S3：第一供熱水箱溫度達(dá)到設(shè)定值后，開啟第二供熱水箱的第三進(jìn)氣閥和第三出氣閥；S4：關(guān)閉第一供熱水箱的第二進(jìn)氣閥和第二出氣閥，打開供熱水箱第一熱水閥；S5:熱水恒壓供水系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)自帶穩(wěn)壓罐壓力表壓力自動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)壓力低于設(shè)定值時(shí)開啟第一恒壓供水泵或第二恒壓供水泵，當(dāng)壓力表達(dá)到設(shè)定的高壓力值時(shí)自動(dòng)關(guān)閉第一恒壓供水泵或第二恒壓供水泵；S6：第一供熱水箱第一液位計(jì)達(dá)到設(shè)定低值后，打開供熱水箱第二熱水閥、第二進(jìn)氣閥、第二出氣閥，隨后關(guān)閉供熱水箱第一熱水閥、第二供熱水箱的第三進(jìn)氣閥和第三出氣閥，打開第一補(bǔ)水閥，根據(jù)第一液位計(jì)設(shè)定高值補(bǔ)充自來水到合適高度后關(guān)閉補(bǔ)水閥。

S7：第二供熱水箱第二液位計(jì)達(dá)到設(shè)定低值后，打開供熱水箱的第一熱水閥、第三進(jìn)氣閥、第三出氣閥，隨后關(guān)閉供熱水箱的第二熱水閥、第一供熱水箱第二進(jìn)氣閥和第二出氣閥，打開第二補(bǔ)水閥，根據(jù)第二液位計(jì)設(shè)定高值補(bǔ)充自來水后到合適高度后關(guān)閉補(bǔ)水閥。返回S6操作。

實(shí)施本發(fā)明，具有如下有益效果：

1.本發(fā)明所用工藝、設(shè)備簡單可靠，補(bǔ)水、熱水供應(yīng)、保溫操作不影響整套曝氣系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行，自動(dòng)化程度高，操作方便，設(shè)備制造難度低，項(xiàng)目建設(shè)成本低，能夠有效利用曝氣系統(tǒng)余熱，增加了系統(tǒng)內(nèi)部熱量調(diào)配、減小了好氧池冷卻裝置的規(guī)模和使用頻次，節(jié)能降耗效果顯著。

2.本發(fā)明中厭氧池的換熱系統(tǒng)能夠有效減少外接蒸汽的使用，且比蒸汽加熱過程更溫和，減少了瞬間溫差變化對于微生物菌種的影響，且厭氧氣液換熱系統(tǒng)維護(hù)簡單。

（發(fā)明人：曹德標(biāo);陸軍;韓飛飛;楊冠草）