公布日：2023.11.17
申請日：2023.07.31
分類號：C02F3/30(2023.01)I;F28D21/00(2006.01)I
摘要
本發(fā)明屬于污水循環(huán)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱能循環(huán)利用的污水處理系統(tǒng)和方法。所述污水處理系統(tǒng)包括依次連通的厭氧配水池、厭氧反應(yīng)器、好氧池、二沉池和清水池，所述好氧池連接風(fēng)機(jī)，還包括熱泵系統(tǒng)，所述熱泵系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)所述厭氧配水池與所述好氧池或所述厭氧配水池與所述清水池之間的換熱。本發(fā)明通過回收好氧池風(fēng)機(jī)壓縮空氣時(shí)的熱損失和太陽照射好氧池輻射熱能源，回用到厭氧系統(tǒng)保證厭氧系統(tǒng)在適合的溫度下進(jìn)行厭氧生化處理提高了厭氧去除效率；同時(shí)解決了好氧池溫度過高造成好氧處理效率下降的問題；節(jié)省能源，解決污水處理過程熱量不平衡提高了污水處理效率，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
權(quán)利要求書
1.一種熱能循環(huán)利用的污水處理系統(tǒng)，包括依次連通的厭氧配水池（1）、厭氧反應(yīng)器（2）、好氧池（3）、二沉池（4）和清水池（5），所述好氧池（3）連接風(fēng)機(jī)（10），其特征在于，還包括熱泵系統(tǒng)（6），所述熱泵系統(tǒng)（6）用于實(shí)現(xiàn)所述厭氧配水池（1）與所述好氧池（3），或所述厭氧配水池（1）與所述清水池（5）之間的換熱。
2.如權(quán)利要求1所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述熱泵系統(tǒng)（6）用于將所述好氧池（3）或所述清水池（5）內(nèi)的熱量傳遞到所述厭氧配水池（1）。
3.如權(quán)利要求1或2所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述厭氧配水池（1）內(nèi)設(shè)有配水池?fù)Q熱器，所述配水池?fù)Q熱器與所述熱泵系統(tǒng)（6）之間通過第一熱媒循環(huán)管路相通。
4.如權(quán)利要求1或2所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述好氧池（3）內(nèi)設(shè)有好氧池?fù)Q熱器，所述好氧池?fù)Q熱器與所述熱泵系統(tǒng)（6）之間通過第二熱媒循環(huán)管路相通。
5.如權(quán)利要求1或2所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述清水池（5）內(nèi)設(shè)有清水池?fù)Q熱器，所述清水池?fù)Q熱器與所述熱泵系統(tǒng)（6）之間通過第三熱媒循環(huán)管路相通。
6.一種熱能循環(huán)利用的污水處理方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的污水處理系統(tǒng)，包括以下步驟：S1：待處理的廢水首先在厭氧配水池（1）中進(jìn)行均質(zhì)調(diào)節(jié)，并與熱泵系統(tǒng)（6）的高溫媒介進(jìn)行換熱提高廢水的溫度；S2：在厭氧配水池（1）調(diào)節(jié)至適宜溫度的廢水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器（2）進(jìn)行厭氧反應(yīng)；S3：厭氧后的出水進(jìn)入好氧池（3）進(jìn)行好氧反應(yīng)，同時(shí)經(jīng)熱泵系統(tǒng)（6）與厭氧配水池（1）進(jìn)行換熱；S4：好氧反應(yīng)的出水進(jìn)入二沉池（4）進(jìn)行分離；S5：分離所得清水進(jìn)入清水池（5），同時(shí)經(jīng)熱泵系統(tǒng)（6）與厭氧配水池（1）進(jìn)行換熱。
7.如權(quán)利要求6所述的污水處理方法，其特征在于，所述步驟S2中，厭氧反應(yīng)為中溫厭氧或高溫厭氧。
8.如權(quán)利要求7所述的污水處理方法，其特征在于，所述中溫厭氧的溫度為33℃～38℃，所述高溫厭氧的溫度為50℃～55℃。
9.如權(quán)利要求6所述的污水處理方法，其特征在于，所述步驟S3中，好氧池（3）內(nèi)溫度高于35℃時(shí)，經(jīng)熱泵系統(tǒng)（6）與厭氧配水池（1）進(jìn)行換熱；好氧池（3）內(nèi)溫度不高于35℃時(shí)，所述步驟S5中，經(jīng)熱泵系統(tǒng)（6）與厭氧配水池（1）進(jìn)行換熱。
10.如權(quán)利要求6所述的污水處理方法，其特征在于，所述步驟S3中，好氧池（3）用于換熱的熱量來源于風(fēng)機(jī)壓縮空氣時(shí)的熱損失和太陽照射好氧池輻射熱能源。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種熱能循環(huán)利用的污水處理系統(tǒng)和方法，以解決高COD污水采用厭氧和好氧組合處理時(shí)，進(jìn)行厭氧處理溫度不足，好氧池溫度高導(dǎo)致好氧處理效率下降，能量不平衡的問題。
按照本發(fā)明的技術(shù)方案，所述熱能循環(huán)利用的污水處理系統(tǒng)，包括依次連通的厭氧配水池、厭氧反應(yīng)器、好氧池、二沉池和清水池，所述好氧池連接風(fēng)機(jī)，還包括熱泵系統(tǒng)，所述熱泵系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)所述厭氧配水池與所述好氧池或所述厭氧配水池與所述清水池之間的換熱。
具體的，本發(fā)明通過設(shè)置熱泵系統(tǒng)，回收好氧池的熱量使好氧池溫度降低，解決好氧池溫度高造成氧溶解度下降導(dǎo)致好氧處理效率下降的問題，提高氧氣溶解度，以較少的風(fēng)量維持好氧池正常的溶解氧濃度進(jìn)而節(jié)省風(fēng)機(jī)用電，節(jié)省能源；同時(shí)將回收的熱量傳遞到厭氧配水池，保證厭氧系統(tǒng)在適合的溫度下進(jìn)行厭氧生化處理提高了厭氧去除效率。
進(jìn)一步的，所述熱泵系統(tǒng)用于將所述好氧池的熱量，或所述好氧池和清水池內(nèi)的熱量傳遞到所述厭氧配水池。
進(jìn)一步的，所述厭氧配水池內(nèi)設(shè)有配水池?fù)Q熱器，所述配水池?fù)Q熱器與所述熱泵系統(tǒng)之間通過第一熱媒循環(huán)管路相通。
具體的，第一熱媒循環(huán)管路采用專用的熱媒，以防止管路堵塞；所述配水池?fù)Q熱器連接熱泵系統(tǒng)的第一熱媒循環(huán)管路上設(shè)有配水池循環(huán)泵。
進(jìn)一步的，所述好氧池內(nèi)設(shè)有好氧池?fù)Q熱器，所述好氧池?fù)Q熱器與所述熱泵系統(tǒng)之間通過第二熱媒循環(huán)管路相通。
具體的，第二熱媒循環(huán)管路采用專用的熱媒，以防止管路堵塞；所述熱泵系統(tǒng)連接好氧池?fù)Q熱器的第二熱媒循環(huán)管路上設(shè)有好氧池循環(huán)泵。
進(jìn)一步的，所述清水池內(nèi)設(shè)有清水池?fù)Q熱器，所述清水池?fù)Q熱器與所述熱泵系統(tǒng)之間通過第三熱媒循環(huán)管路相通。
具體的，第三熱媒循環(huán)管路采用專用的熱媒，以防止管路堵塞；所述熱泵系統(tǒng)連接清水池?fù)Q熱器的第三熱媒循環(huán)管路上設(shè)有清水池循環(huán)泵。
本發(fā)明的另一方面提供了一種熱能循環(huán)利用的污水處理方法，采用上述污水處理系統(tǒng)，包括以下步驟：
S1：待處理的廢水首先在厭氧配水池中進(jìn)行均質(zhì)調(diào)節(jié)，并與熱泵系統(tǒng)的高溫媒介進(jìn)行換熱提高廢水的溫度；
S2：在厭氧配水池調(diào)節(jié)至適宜溫度的廢水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器進(jìn)行厭氧反應(yīng)；
S3：厭氧后的出水進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧反應(yīng)，同時(shí)經(jīng)熱泵系統(tǒng)與厭氧配水池進(jìn)行換熱；
S4：好氧反應(yīng)的出水進(jìn)入二沉池進(jìn)行分離；
S5：分離所得清水進(jìn)入清水池，經(jīng)熱泵系統(tǒng)與厭氧配水池進(jìn)行換熱。
進(jìn)一步的，所述步驟S2中，厭氧反應(yīng)為中溫厭氧或高溫厭氧。
進(jìn)一步的，所述中溫厭氧的溫度為33℃～38℃，所述高溫厭氧的溫度為50℃～55℃。
進(jìn)一步的，所述步驟S3中，好氧池內(nèi)溫度高于35℃時(shí)，好氧池(內(nèi)的廢水)經(jīng)熱泵系統(tǒng)與厭氧配水池進(jìn)行換熱；
好氧池內(nèi)溫度不高于35℃時(shí)(環(huán)境溫度低，好氧池溫度不高不需降溫)，所述步驟S5中，清水池(內(nèi)的清水)經(jīng)熱泵系統(tǒng)與厭氧配水池進(jìn)行換熱。
進(jìn)一步的，所述步驟S3中，好氧池用于換熱的熱量來源于風(fēng)機(jī)壓縮空氣時(shí)的熱損失和太陽照射好氧池輻射熱能源。
本發(fā)明的技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明通過回收好氧池風(fēng)機(jī)壓縮空氣時(shí)的熱損失和太陽照射好氧池輻射熱能源，回用到厭氧系統(tǒng)保證厭氧系統(tǒng)在適合的溫度下進(jìn)行厭氧生化處理提高了厭氧去除效率；同時(shí)解決了好氧池溫度過高造成好氧處理效率下降的問題；本發(fā)明節(jié)省能源，解決污水處理過程熱量不平衡提高了污水處理效率，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
（發(fā)明人：李名珺;付俊華;任先雷;任宗亮;付晨晨;王翠玉;王文生;李靖）
