公布日：2022.01.07
申请日：2021.11.11
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及高寒地带污水处理技术领域，提供一种一体化抗低温污水处理系统，包括太阳能发电系统、污水加热系统、污水处理系统三部分；所述太阳能发电系统是利用半导体界面的光生伏特效应，将光能直接转变为电能，主要包括光伏组件、控制器、并网逆变器；所述污水加热系统，可提高寒冷地区冬季生化系统的温度，由壁挂炉、热交换水箱、加热循环泵组成；污水处理系统，利用站点的场地空间进行太阳能光伏发电为污水处理系统提供动力，经过生化+MBR工艺处理后污水达标排放或回用；太阳能光伏发电量超过/低于该系统的运行和加温所耗电量，通过国家电网调节达到电量供需平衡；该系统是光伏新能源和污水处理设备的完美结合。
权利要求书
1.一种一体化抗低温污水处理系统，包括太阳能发电系统、污水加热系统、污水处理设备系统三个部分组成，其特征在于，所述太阳能发电系统包括光伏组件、控制器、并网逆变器，所述光伏组件通过固定支架悬于污水处理站点上空，所述光伏组件的光伏板通过线路与光伏控制器连接，光伏控制器检测光伏发电系统各装置的运行参数，根据指示灯、显示器等方式显示光伏系统的运行状态和故障信息，光伏发电产生的直流电通过并网逆变器转换为交流电后，并入国家电网存储，无需蓄电池存储，使用时直接从国家电网取电。
2.根据权利要求1所述的一种一体化抗低温污水处理系统，其特征在于，所述光伏组件通过固定支架悬于污水处理站点上空3 5米，所述光伏组件是将太阳能的光辐射转换为电能、由多个高效单晶硅片串联后进行封装保护形成的方阵。
3.根据权利要求1所述的一种一体化抗低温污水处理系统，其特征在于，所述控制器集成在PLC控制柜内部。
4.根据权利要求1所述的一种一体化抗低温污水处理系统，其特征在于，所述污水加热系统用于提高寒冷地区冬季生化系统的温度，其包括壁挂炉、加热循环泵、热交换水箱，所述壁挂炉直接安装在设备间墙壁上，是一种加热装置，将炉内的水加热，该装置冬季可将污水的温度提高到15℃以上，满足生物菌在生化系统的生长需求，所述加热循环泵的启停，由热交换水箱的温度传感器信号通过PLC控制，所述热交换水箱置于厌氧池、缺氧池与好氧池的中间，通过介质水的热交换，提高三池水温。
5.根据权利要求1所述的一种一体化抗低温污水处理系统，其特征在于，所述污水处理设备系统由厌氧池、缺氧池、好氧池组成，所述污水处理系统是将污水先经过调节池，调节水量和均和水质，通过提升泵提升至一体化污水处理设备的厌氧池、缺氧池、好氧池内进行处理，通过抽吸泵抽吸至消毒池，经消毒之后出水达标排放；所述的厌氧池利用厌氧菌的作用，使有机物发生水解、酸化和甲烷化，去除废水中的有机物，并提高污水的可生化性，有利于后续的好氧处理；所述的缺氧池依靠污水中的有机物为碳源，利用反硝化细菌的反硝化作用，将回流的泥水混合物中的硝酸盐、亚硝酸盐转化为氮气，从而实现脱氮；所述的好氧池通过鼓风机曝气，将水中溶解氧含量维持在2～5mg/L，适宜好氧微生物生长繁殖，使有机物进一步分解为无机物。
6.根据权利要求5所述的一种一体化抗低温污水处理系统，其特征在于，所述污水处理设备系统还包括设备间，所述设备间设置鼓风机、抽吸泵、壁挂炉、加热循环泵，所述消毒池经抽吸泵与所述好氧池的出水口连通，所述鼓风机经管道与所述好氧池的曝气系统管道连通，所述曝气系统包括膜组件、曝气盘，所述抽吸泵经管道与膜出水法兰连通，所述壁挂炉与加热循环泵入口连通，加热循环泵出口与热交换水箱连通，设备间还设置有用于膜组件清洗的膜清洗系统。
7.根据权利要求5所述的一种一体化抗低温污水处理系统，其特征在于，所述污水处理设备系统设置有气提装置，用于将硝化液回流到缺氧池。
8.根据权利要求3所述的一种一体化抗低温污水处理系统，其特征在于，所述控制柜通过PLC将鼓风机、壁挂炉、加热循环泵、自吸泵自动控制，通过RS485接口与触摸屏进行数据交换，触摸屏可显示和修改控制数据，实现智能控制。
9.根据权利要求1所述的一种一体化抗低温污水处理系统，其特征在于，所述一体化污水处理设备的总停留时间为7～9h，气水比为(38～42):1。
发明内容
本发明提出的一种一体化抗低温污水处理系统，解决了上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种一体化抗低温污水处理系统，包括太阳能发电系统、污水加热系统、污水处理设备系统三个部分组成，所述太阳能发电系统包括光伏组件、控制器、并网逆变器，所述光伏组件通过固定支架悬于污水处理站点上空，所述光伏组件的光伏板通过线路与光伏控制器连接，光伏控制器检测光伏发电系统各装置的运行参数，根据指示灯、显示器等方式显示光伏系统的运行状态和故障信息，光伏发电产生的直流电通过并网逆变器转换为交流电后，并入国家电网存储，无需蓄电池存储，使用时直接从国家电网取电。
所述控制器是太阳能光伏发电系统的核心部件之一，用来检测光伏发电系统各装置的运行状态，根据指示灯、显示器等方式显示光伏系统的运行状态和故障信息；
所述并网逆变器是将直流电转换为交流电的设备，由于光伏组件方阵发出的是直流电，采用大功率晶体管的并网逆变器将直流电高速切割，并转换为交流电，并入国家电网存储。
优选地，所述光伏组件通过固定支架悬于污水处理站点上空3 5米，所述光伏组件是将太阳能的光辐射转换为电能、由多个高效单晶硅片串联后进行封装保护形成的方阵。
优选地，所述控制器集成在PLC控制柜内部。
优选地，所述污水加热系统用于提高寒冷地区冬季生化系统的温度，其包括壁挂炉、加热循环泵、热交换水箱，所述壁挂炉体积较小，可直接安装在设备间墙壁上，是一种加热装置，将炉内的水加热，该装置冬季可将污水的温度提高到15℃以上，满足生物菌在生化系统的生长需求，所述加热循环泵的启停，由热交换水箱的温度传感器信号通过PLC控制，PLC控制器将采集到的温度信息进行处理，如果温度低于启动值，控制器发出启动信号，设备进行加热；如温度高于停止值，控制器发出信号，加热循环泵、壁挂炉停止工作，所述热交换水箱置于厌氧池、缺氧池与好氧池的中间，通过介质水的热交换，提高三池水温。
优选地，所述污水处理设备系统由厌氧池、缺氧池、好氧池组成，所述污水处理系统是将污水先经过调节池，调节水量和均和水质，通过提升泵提升至一体化污水处理设备的厌氧池、缺氧池、好氧池内进行处理，通过抽吸泵抽吸至消毒池，经消毒之后出水达标排放；
所述的厌氧池利用厌氧菌的作用，使有机物发生水解、酸化和甲烷化，去除废水中的有机物，并提高污水的可生化性，有利于后续的好氧处理；
所述的缺氧池依靠污水中的有机物为碳源，利用反硝化细菌的反硝化作用，将回流的泥水混合物中的硝酸盐、亚硝酸盐转化为氮气，从而实现脱氮；
所述的好氧池通过鼓风机曝气，将水中溶解氧含量维持在2～5mg/L，适宜好氧微生物生长繁殖，使有机物进一步分解为无机物。
优选地，所述污水处理设备系统还包括设备间，所述设备间设置鼓风机、抽吸泵、壁挂炉、加热循环泵；所述消毒池经抽吸泵与所述好氧池的出水口连通，所述鼓风机经管道与所述好氧池的曝气系统管道连通，所述曝气系统包括膜组件、曝气盘，所述抽吸泵经管道与膜出水法兰连通，所述壁挂炉与加热循环泵入口连通，加热循环泵出口与热交换水箱连通。
优选地，所述污水处理设备系统设置有气提装置，用于将硝化液回流到缺氧池，所述污水处理系统未设污泥回流泵，采用气提装置，以曝气为动力来提升污泥，即硝化液回流到缺氧池，减少成本，降低能耗；
所述的气提装置，当气体被通往提升管底部后，气泡由于浮力作用会上升，并充满整个提升管，管内是气和水的混合液，管外是污水，管外管内相连通达到提升的目的。
优选地，所述控制柜通过PLC将鼓风机、壁挂炉、加热循环泵、自吸泵自动控制，通过RS485接口与触摸屏进行数据交换，触摸屏可显示和修改控制数据，实现智能控制。
优选地，所述一体化污水处理设备的总停留时间为7～9h，气水比为(38～42):1。
本发明的有益效果为：本发明提供了一种一体化抗低温污水处理系统，在自动控制上可实现数字化，将PLC获得的各种参数上传至远程控制中心，可实现设备运维的大数据、云平台远程控制，通过太阳能发电系统、污水加热系统、污水处理系统的综合处理下，能够到达节能减排，满足我国高寒地区冬季生活污水的处理排放；
本发明利用污水处理站点的场地空间进行太阳能光伏发电，发电量超过设备运行和加温所耗电量，达到节能降耗，实现“碳中和”目的，是光伏新能源和污水处理设备的完美结合，本发明专利技术的大面积推广和应用，有助于国家提前实现“碳中和”目标。
（发明人：赵曙光;冯军香;何玉磊）