申请日2012.06.12
公开(公告)日2012.10.03
IPC分类号C02F3/00
摘要
本发明涉及一种污水生化池加热装置。所述装置包括内部相通、依次连接的吸热段、绝热段以及散热段;所述吸热段及绝热段为竖管状，散热段为中空的水平板;吸热段埋于地下，散热段位于污水生化池中。本发明利用地热，把加热装置的吸热段加热，使加热器中的工质沸腾成汽态经绝热段进入散热段，使生化池的污水温度升高，生化菌的活性大幅升高。
权利要求书
1.一种污水生化池加热装置，其特征在于，所述装置包括内部相通、依次 连接的吸热段、绝热段以及散热段;所述吸热段及绝热段为竖管状，散热段为 中空的水平板;吸热段埋于地下，散热段位于污水生化池中。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述绝热段外设置保温装置。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述散热段设置有散热装 置。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述散热装置为针状散热装置。
5.如权利要求1-4之一所述的装置，其特征在于，在所述散热段的腔体内 表面下部设有金属毡。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述金属毡为片状。
7.如权利要求1-6之一所述的装置，其特征在于，所述装置处于真空状态。
说明书
一种污水生化池加热装置
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种用于污水生化处理过程中的 污水生化池加热装置。
背景技术
污水生物化学处理法，简称污水生化法，是利用微生物的代谢作用，使污 水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为无害物质，以实现净化的方法。可 分为需氧生物处理法和厌氧生物处理法，前者主要有活性污泥法、生物膜法、 氧化塘法、污水灌溉等。
废水厌氧生物处理法又称“厌氧消化”，是利用厌氧微生物以降解废水中的 有机污染物，使废水净化的方法。其机理是在厌氧细菌的作用下将污泥中的有 机物分解，最后产生甲烷和二氧化碳等气体。
废水需氧生物处理法是利用需氧微生物(主要是需氧细菌)分解废水中的 有机污染物，使废水无害化的处理方法。其机理是，当废水同微生物接触后， 水中的可溶性有机物透过细菌的细胞壁和细胞膜而被吸收进入菌体内;胶体和 悬浮性有机物则被吸附在菌体表面，由细菌的外酶分解为溶解性的物质后，也 进入菌体内。这些有机物在菌体内通过分解代谢过程被氧化降解，产生的能量 供细菌生命活动的需要;一部分氧化中间产物通过合成代谢成为新的细胞物质， 使细菌得以生长繁殖。
生化系统中的微生物只有在适宜的环境条件下生活，生理活动才能够正常 进行。污水的生化处理法就是人为地为微生物创造良好的生活环境条件，使微 生物充分发挥对有机物降解的生理功能。
能够影响微生物生理活动的因素较多，其中主要为：营养物质、温度、溶 解氧及有毒物质等。污水中必须含有充足的碳源、氮源等，才能够满足微生物 的要求。污水需氧生物处理法是以好氧菌为主体的微生物种群，生化池内必须 有足够的溶解氧，溶解氧过低或过高，都是不利的。
目前国内的污水生化池在冬季因为气温低，尤其是北方的生化池因为气温 低，生化反应很缓慢。严寒地区污水水温相对较低，如果在生化处理过程中污 水水温过低，会严重影响生化菌的活性，出现污泥膨胀、曝气池冻冰等问题， 水处理效率将降低，污水处理量与处理后的水质难以保证。为此需要采取保温、 加热提高原水水温等措施。
CN 1814555A公开了一种寒区污水冷热源污水伴热处理装置。该发明涉及 将已处理的城市污水作为热泵冷热源来加热预备进行生化处理的原水的装置。 它解决了寒区污水热能的提取与污水生化处理温度之间的矛盾。本发明的装置 包括热泵机组、已处理污水入管、已处理污水排管、未处理污水入管和未处理 污水排管，连通的蒸发器的输入端，连通蒸发器的输出端，连通的冷凝器的输 入端，连通的冷凝器的输出端。该发明的装置利用热泵机组把已经由污水处理 厂处理成为洁净水的水中的热量提取出来，传递给预备由污水生化处理厂处理 的城市污水。既解决了寒区污水热能的提取与污水生化处理温度之间的矛盾， 又解决了污水生化处理本身的低温问题。
CN 201890810U涉及污水生化氧化处理装置中的蒸汽加热装置，详细讲是 一种污水加热装置，设有加热罐，主要结构特点是，加热罐左右两侧分别设有 污水进口和污水出口，加热罐上方设有蒸汽入口，加热罐内设有蒸汽管，蒸汽 管与蒸汽入口连接，蒸汽管上设有若干个蒸汽出孔。使用时，将污水加热装置 的污水进口与污水管连接，污水出口与污水处理罐连接，蒸汽入口与蒸汽源连 接，加热罐内的蒸汽管对管路中的污水进行加热。
发明内容
本发明要解决的是污水生化池冬天温度低，生化反应缓慢，以至菌群减少、 活性低的问题。本发明利用地下十五米到二十米的地热把传热装置的吸热段加 热，使其中的工作介质汽化，传导给生化池中的污水，使水温热量增加，温度 升高。不同温度、品位的地热可以选择使用不同的工作介质。工作介质受热汽 化后上升到散热段，热量被生化池水吸收后，工质由汽态变成液态，依靠重力 下降到吸热段，被地热加热后汽化，又上升到散热端，和生化池水换热，降低 温度后，由汽态变成液态流回到加热段，如此循环。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种污水生化池加热装置，所述装置包括内部相通、依次连接的吸热段、 绝热段以及散热段;所述吸热段及绝热段为竖管状，散热段为中空的水平板; 吸热段埋于地下，散热段位于污水生化池中。
所述吸热段外涂有防腐蚀涂层。绝热段采用导热系数极低的保温材料，使 热能损失尽量降低。散热段采用高效导热介质-石墨复合材料。
散热段管内的气态工质与生化池内的污水交换热量，使生化池的污水温度 不断升高，放热后的工质变为液态后沿管壁流回到加热段。
本发明所述绝热段外设置保温装置。保温装置的作用是使在吸热段被加热 的工质与外界尽量不进行热交换，保留热量到散热段。保温装置的设计可由本 领域技术人员根据实际情况以及经验进行选择。
本发明所述散热段设置有散热装置，目的是为了加快散热速度。所述散热 装置优选为针状散热装置。针状散热装置是焊在散热段外表面的钢板上，是下 端粗，上端细的刺状物。针状散热装置高度小于50mm，因为污泥中物质组成复 杂，故设计为针状散热装置不易被埋死，有利于液体流动，同时使生化池中的 污水受热均匀。其他能够实现加快散热速度的装置均可由本领域技术人员根据 实际情况进行选择，本发明并无特殊限制。
为了比较均匀地分配回流液体到每一根加热管中，本发明采用了金属毡的 结构，实现液体的吸附及流动性调节特性。在所述散热段的腔体内表面下部设 有金属毡，其形状为片状。金属毡又叫不锈钢烧结毡，是采用极其精细的金属 纤维(直径精确到微米)经无纺铺制、叠配经高温烧结而成。不锈钢烧结毡由 不同孔径层形成孔梯度，可控制得到极高的过滤精度和更大的纳污量。具有三 维网状，多孔结构，孔隙率高，表面积大，孔径大小分布均匀等特点，能连续 保持过滤网布的过滤作用。在本发明中，金属毡的作用是使回流液体能够均匀 分配到每一根加热管中，从而形成良好的周期性循环。
本发明装置优选处于高度真空状态工作的，可以使工质的相变温度大幅降 低。例如，水在一个大气压(标准大气压)下沸点是100℃，当气压下降到高真 空状态时可以降到40℃，其他液体如酒精、甲醇都可以作为工作介质。水升高 或降低1℃，1g水吸收或放出4.18J热量，而1g水完全汽化时可吸收2503.82J 热量。本发明利用液体的汽化和气体的液化，吸收和放出相变热远远大于显热 的特点提高换热强度。
本发明工作过程如下：首先根据本地地热的温度、品位选择工作介质，将 其放入吸热段，利用地热将加热装置的吸热段加热，工作介质被汽化;受热汽 化后的工作介质经绝热段上升到散热段，由于绝热段设有保温装置，可以减少 工作介质热量的流失;汽态的工作介质进入散热段后，与污水生化池中的污水 进行热交换，工质由汽态变成液态，依靠重力下降，散热段的腔体内表面下部 的金属毡，可以使回流液体均匀分配到每一根加热管中;工质回到加热管后又 被地热加热后汽化，上升到散热端，和生化池水换热，降低温度后，由汽态变 成液态流回到加热段，如此循环。
与已有技术方案相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明的特点是利用地热，把加热装置的吸热段加热，使加热器中的工 质沸腾成汽态经绝热段进入散热段，使生化池的污水温度升高，生化菌的活性 大幅升高。
2、污水受热均匀，加热效果好，菌种的活性不受破坏，处理效率高。
3、本发明结构简单，操作容易，易于工业化生产。