申请日2019.11.25
公开(公告)日2020.02.04
IPC分类号C02F3/30; C02F3/32; F24H7/02; F24H9/18; F24H9/20
摘要：
本发明公开一种高寒地区污水处理系统设备，包括一体化污水处理设备、生态滤池、提升再处理管道、太阳能加热保温系统、热交换器、阳光房和隔寒槽，所述热交换器有两个为热交换器一和热交换器二，一体化污水处理设备有进水区，所述污水输送管道的外侧壁穿装有热交换器一，热交换器二安装在一体化污水处理设备进水区内，污水通过污水输送管道经过加热升温后，进入一体化污水处理设备，经过处理后的水体，从一体化污水处理设备的清水区，进入生态滤池，经过生态滤池处理后，从生态滤池的出水端排出。本发明解决了高寒地区低温气候环境下，生活污水难以处理的问题，保证了污水处理设备内微生物正常生存，提高微生物活性，污水处理效率高。
权利要求书
1.一种高寒地区污水处理系统设备，包括一体化污水处理设备、生态滤池、提升再处理管道、太阳能加热保温系统、热交换器、阳光房和隔寒槽，所述热交换器上面的污水出水端安装有温度传感器和温度控制模块，热交换器有两个为热交换器一和热交换器二，一体化污水处理设备有进水区、前置缺氧区、前置好氧区、后置缺氧区、后置好氧区、斜管沉淀区和清水出水区，所述污水输送管道的外侧壁，整体穿装在热交换器一的内部，热交换器二安装在一体化污水处理设备的进水区内，污水通过污水输送管道经过加热升温后，进入一体化污水处理设备，经过一体化污水处理设备处理后的水体，从清水出水区通过提升再处理管道进入生态滤池，经过生态滤池处理后，从生态滤池的出水端排出。
2.根据权利要求1所述的一种高寒地区污水处理系统设备，其特征在于所述一体化污水处理设备为地埋式一体化污水处理设备，所述一体化污水处理设备中的进水区、前置缺氧区、前置好氧区、后置缺氧区、后置好氧区、斜管沉淀区和清水出水区依次排列，进水区和前置缺氧区、前置缺氧区和前置好氧区、前置好氧区和后置缺氧区、后置缺氧区和后置好氧区、后置好氧区和斜管沉淀区、斜管沉淀区和清水出水区之间都通过管道连接。
3.根据权利要求1所述的一种高寒地区污水处理系统设备，其特征在于所述生态滤池中有防冻混凝土浇筑池层、微生物附着基质、植物层和微生物混合物，所述防冻混凝土浇筑池层有入水池、滤池和出水池，入水池通过提升再处理管道与一体化污水处理设备中的清水出水区连接，滤池位于入水池的外侧，出水池位于滤池的外侧，入水池和滤池之间，滤池和出水池之间都通过管道连接，滤池内有微生物附着基质，微生物附着基质上面种植有植物层，微生物混合物附着在微生物附着基质上面，经过提升再处理管道流入入水池的水体，流经滤池，再进入出水池，从出水池排出，所述入水池和出水池上顶面有保温隔热盖体，出水池内安装有出水管，所述出水池内出水管的管口端能够根据外界冻土层深度的不同，调整液位出水管管口端距离出水池池底的高度。
4.根据权利要求1所述的一种高寒地区污水处理系统设备，其特征在于所述阳光房有墙体、房顶和密封连接组件，墙体深埋入墙体外界的冻土层以下，墙体的上顶部安装有房顶，房顶与墙体的连接处通过密封连接组件相互连接为一体。
5.根据权利要求4所述的一种高寒地区污水处理系统设备，其特征在于所述阳光房内部安装有照明灯，照明灯与太阳能加热保温系统蓄电池连接，通过蓄电池供电。
6.根据权利要求1所述的一种高寒地区污水处理系统设备，其特征在于所述太阳能加热保温系统有光伏太阳能装置、循环连接管道、光伏蓄电池组件和外接电源控制柜，光伏太阳能装置安装在阳光房的房顶上面，循环连接管道的一端与光伏太阳能装置连接，循环连接管道的另一端有四个端头包括两组进入端和两组输出端，一组进入端与热交换器一的入口连接，一组输出端与热交换器一的出口连接，一组进入端与热交换器二的入口连接，一组输出端与热交换器二的出口连接，所述光伏蓄电池组件与光伏太阳能装置相互连接，光伏蓄电池组件能够存储光伏太阳能装置白天多余的太阳能，用于夜间维持设备整体运行，所述外接电源控制柜与外接电源连接，外接电源控制柜通过线束与光伏太阳能装置光伏蓄电池组件连接，所述外接电源控制柜通过线束，与热交换器上面安装的温度传感器和温度控制模块连接，所述光伏太阳能装置、循环连接管道、热交换器一和热交换器二内部通过循环防冻油进行热交换，所述循环防冻油的沸腾温度不低于160℃，循环防冻油的凝固温度不高于零下35℃，所述防冻油由光伏太阳能装置和蓄电供并通过电加热装置加热，加热量由温度传感器和温度控制模块进行调节，所述污水根据温度控制模块的温度控制信号控制换热器2加热将温度控制在4℃-40℃之间。
7.根据权利要求1～6任一所述的一种高寒地区污水处理系统设备，其特征在于所述隔寒槽位于阳光房的周围，隔寒槽的深度大于外界冻土层。
说明书
一种高寒地区污水处理系统设备
技术领域
本发明涉及高寒地区污水处理设备领域，具体属于一种高寒地区污水处理系统设备。
背景技术
近年来，随着我国对生态环境保护理念的不断深化推广，人民对美好生活环境的诉求越来越强烈。相关法律政策的逐渐完善与落实助推水环境市场的不断发展，污水处理技术在我国的应用研究亦日趋成熟。污水处理系统中微生物的生存繁殖能力及其处理活性与内部温度、溶解氧等因素有关，随着温度的降低微生物活性下降，特别当温度低于4℃时，微生物的生理活动几乎停止，其最适宜的生长温度在20～35℃之间。我国西藏等高寒缺氧地区常年平均温度为2～9℃，冬季最低可达零下15℃(-15℃)，其特殊的地理气候环境对系统微生物的生长活性及其去污能力造成很大影响。同时由于北方高寒地区地域广阔、人口分散、经济技术相对落后以及自然环境较脆弱等，使得该地区水污染问题日益严重。
针对高寒地区难以处理的水污染问题，业内环保研发人员已经开始专注于工艺优化并结合一些保温辅助措施，以期改善低温气候环境下生活污水的处理效果。为提高污水处理效率，必须保持生化处理系统内微生物最适宜的生存温度以提高微生物的活性。为此，本发明针对上述问题，我们研究开发了一种高寒地区污水处理系统设备。
发明内容
本发明提供一种高寒地区污水处理系统设备，通过对一体化污水处理设备、生态滤池、提升再处理管道、太阳能加热保温系统、热交换器、阳光房和隔寒槽的整体研发设计，解决了上述背景技术中提到的问题。同时本发明占地面积小、御寒性好、能耗低、污染物去除率高、终年稳定运行，能够有效解决高寒地区中小型规模生活污水处理问题，提高污水处理系统的节能水平和处理效率。
本发明采用的技术方案如下：
一种高寒地区污水处理系统设备，包括一体化污水处理设备、生态滤池、提升再处理管道、太阳能加热保温系统、热交换器、阳光房和隔寒槽，所述热交换器的污水出水端安装有温度传感器和温度控制模块，热交换器有两个为热交换器一和热交换器二，一体化污水处理设备有进水区、前置缺氧区、前置好氧区、后置缺氧区、后置好氧区、斜管沉淀区和清水出水区，所述污水输送管道的外侧壁，整体穿装在热交换器一的内部，热交换器二安装在一体化污水处理设备的进水区内，污水通过污水输送管道经过加热升温后，进入一体化污水处理设备，经过一体化污水处理设备处理后的水体，从清水出水区通过提升再处理管道进入生态滤池，经过生态滤池处理后，从生态滤池的出水端排出。
优选地，所述一体化污水处理设备为地埋式一体化污水处理设备，所述一体化污水处理设备中的进水区、前置缺氧区、前置好氧区、后置缺氧区、后置好氧区、斜管沉淀区和清水出水区依次排列，进水区和前置缺氧区、前置缺氧区和前置好氧区、前置好氧区和后置缺氧区、后置缺氧区和后置好氧区、后置好氧区和斜管沉淀区、斜管沉淀区和清水出水区之间都通过管道连接。
优选地，所述生态滤池中有防冻混凝土浇筑池层、微生物附着基质、植物层和微生物混合物，所述防冻混凝土浇筑池层有入水池、滤池和出水池，入水池通过提升再处理管道与一体化污水处理设备中的清水出水区连接，滤池位于入水池的外侧，出水池位于滤池的外侧，入水池和滤池之间，滤池和出水池之间都通过管道连接，滤池内有微生物附着基质，微生物附着基质上面种植有植物层，微生物混合物附着在微生物附着基质上面，经过提升再处理管道流入入水池的水体，流经滤池，再进入出水池，从出水池排出，所述入水池和出水池上顶面有保温隔热盖体，出水池内安装有出水管，所述出水池内出水管的管口端能够根据外界冻土层深度的不同，调整液位出水管管口端距离出水池池底的高度。
优选地，所述阳光房有墙体、房顶和密封连接组件，墙体深埋入墙体外界的冻土层以下，墙体的上顶部安装有房顶，房顶与墙体的连接处通过密封连接组件相互连接为一体。
优选地，所述阳光房内部安装有照明灯，照明灯与太阳能加热保温系统的蓄电池连接，通过蓄电池供电。
优选地，所述太阳能加热保温系统有光伏太阳能装置、循环连接管道、光伏蓄电池组件和外接电源控制柜，光伏太阳能装置安装在阳光房的房顶上面，循环连接管道的一端与光伏太阳能装置连接，循环连接管道的另一端有四个端头包括两组进入端和两组输出端，一组进入端与热交换器一的入口连接，一组输出端与热交换器一的出口连接，一组进入端与热交换器二的入口连接，一组输出端与热交换器二的出口连接，所述光伏蓄电池组件与光伏太阳能装置相互连接，光伏蓄电池组件能够存储光伏太阳能装置白天多余的太阳能，用于夜间维持设备整体运行，所述外接电源控制柜与外接电源连接，外接电源控制柜通过线束与光伏太阳能装置光伏蓄电池组件连接，所述外接电源控制柜通过线束，与热交换器上面安装的温度传感器和温度控制模块连接，所述光伏太阳能装置、循环连接管道、热交换器一和热交换器二内部通过循环防冻油进行热交换，所述循环防冻油的沸腾温度不低于160℃，循环防冻油的凝固温度不高于零下35℃，所述防冻油由光伏太阳能装置和蓄电供并通过电加热装置加热，加热量由温度传感器和温度控制模块进行调节，所述污水根据温度控制模块的温度控制信号控制换热器2加热后将温度控制在4℃-40℃之间。
优选地，所述隔寒槽位于阳光房的周围，隔寒槽的深度大于外界冻土层。
与已有技术相比，本发明的有益效果如下：
通过对一体化污水处理设备、生态滤池、提升再处理管道、太阳能加热保温系统、热交换器、阳光房和隔寒槽的整体研发设计，制造出一种高寒地区污水处理系统设备。本发明能够解决背景技术中提到的问题，同时兼备以下有益效果：
1，一体化污水处理设备：此一体化污水处理设备主要分为四个部分，分别为进水区、多级厌氧-好氧区(前置缺氧区、前置好氧区、后置缺氧区、后置好氧区)、斜管沉淀区及清水出水区，能够提高污水的整体处理效果，处理效率高;
2，生态滤池：此生态滤池采用水平潜流式处理工艺，由微生物附着基质、植物层和微生物混合物组成复合生态系统，通过三者之间的物理、化学和生物的协同作用达到对污染物进一步去除的目的，优化了污水的整体处理效果。
3，阳光房及太阳能加热保温系统：阳光房房顶光伏太阳能装置的太阳能板在吸收太阳能后，由温度传感器发出加热信号，光伏太阳能装置和蓄电池通过电加热装置加热防冻油，进而防冻油通过换热器即热污水，通过开启温度控制模块对一体化污水处理设备的污水输送管和进水区内水体加热量进行控制，从污水的进水源头加热以确保微生物正常生长繁殖的水温;同时光伏太阳能装置中白天多余的太阳能，经光伏蓄电池组件系统输出存储起来，以备夜间或特殊情况供电不足时使用;当光伏蓄电池组件存储不足时，启用备用外接电源控制柜的外接电源对热交换器中的液体进行加热，通过热交换器对一体化污水处理设备的污水输送管和进水区内的水体进行提温加热;阳光房墙体埋深至冻土层以下，隔绝寒冷，起到保温作用。
4，阳光房四周隔寒槽：在阳光房四周挖隔寒槽，通过空气隔绝寒冷。既能减少阳光房内部温度的变化，起到双重保温的作用，又能降低能耗，契合低碳环保的发展理念。
本发明解决了高寒地区低温气候环境下，生活污水难以处理的问题，保证了污水处理设备内微生物正常生存，提高微生物活性，污水处理效率高。同时本发明占地面积小、御寒性好、能耗低、污染物去除率高、终年稳定运行，能够有效解决高寒地区中小型规模生活污水处理问题，提高污水处理系统的节能水平和处理效率，适合在高寒地区污水处理设备中广泛应用。（发明人：李广宏;周凯;陈晔斌）