公布日：2022.03.08
申请日：2021.12.03
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I;C02F11/04(2006.01)I;C02F11/12(2019.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种低碳污水处理系统，包括原污水处理系统、污泥处理系统、热电联产单元、水源热泵单元、光伏发电单元；原污水处理系统将原污水经过初步处理后将污水和污泥分离，将分离后的污水经过深度处理后排出；污泥处理系统将分离后的污泥进行消化和脱水处理，热电联产单元利用污泥在消化处理过程中产生的沼气发电，并供于该低碳污水处理系统的配电单元，再向污泥处理系统的消化过程提供热能；水源热泵单元将原污水处理系统的出水进行制冷或制热利用；光伏发电单元利用光伏发电，并供于该低碳污水处理系统的配电单元。本发明利用节能技术、能源化利用技术和减碳技术，有效降低了污水处理厂的用电量和碳排放量。
权利要求书
1.一种低碳污水处理系统，其特征在于：包括原污水处理系统、污泥处理系统以及节能减排系统，所述节能减排系统包括热电联产单元、水源热泵单元、光伏发电单元；所述原污水处理系统用于将原污水先经过初步处理，再将污水和污泥进行分离，最后将分离后的污水经过深度处理后排出；所述污泥处理系统与所述原污水处理系统连接，用于将分离后的污泥进行消化和脱水处理，使污泥可资源化利用；所述热电联产单元与所述污泥处理系统连接，用于利用污泥在消化处理过程中产生的沼气进行发电，将产生的电能供于该低碳污水处理系统的配电单元，再向所述污泥处理系统的消化过程提供热能；所述水源热泵单元与所述原污水处理系统的出水口连接，用于将所述原污水处理系统的出水进行制冷或制热利用；所述光伏发电单元用于利用光伏进行发电，并将产生的电能供于该低碳污水处理系统的配电单元。
2.根据权利要求1所述的低碳污水处理系统，其特征在于：所述原污水处理系统包括依次连接的格栅、沉砂池、吸附曝气池、初沉池、厌氧氨氧化池、二沉池和深度处理单元，所述二沉池的污泥出口连接所述吸附曝气池；所述格栅用于过滤掉原污水中垃圾及大颗粒杂质，所述沉砂池用于过滤掉大颗粒泥沙，所述吸附曝气池用于利用回流污泥吸附污水中的有机物，提高剩余污泥的有机物含量，所述初沉池用于将污水和污泥初步分离，所述厌氧氨氧化池用于去除有机物和氮类污染物，所述二沉池用于将污水和污泥二次分离，所述深度处理单元用于对分离后的污水进行深度处理后排出。
3.根据权利要求2所述的低碳污水处理系统，其特征在于：所述节能减排系统还包括鼓风机单元，所述鼓风机单元用于为所述吸附曝气池和所述厌氧氨氧化池供氧。
4.根据权利要求2或3所述的低碳污水处理系统，其特征在于：所述污泥处理系统包括依次连接的污泥浓缩池、污泥热水解装置、厌氧消化装置和高干脱水装置，所述污泥浓缩池连接所述初沉池的污泥出口，使污泥经过所述污泥浓缩池进行浓缩，再经过所述污泥热水解装置和所述厌氧消化装置分别进行热水解和厌氧消化反应，最后经过所述高干脱水装置进行脱水后投入可资源化利用。
5.根据权利要求4所述的低碳污水处理系统，其特征在于：所述厌氧消化装置的处理物料入口还通入包括餐厨垃圾的有机废弃物。
6.根据权利要求4所述的低碳污水处理系统，其特征在于：所述热电联产单元包括沼气发电机组和烟气换热板，所述沼气发电机组与所述厌氧消化装置的气体出口连接，利用所述厌氧消化装置产生的沼气进行发电，将产生的电能供于该低碳污水处理系统的配电单元，所述烟气换热板用于利用所述沼气发电机组产生的烟气及缸套水热量生产热水，向所述厌氧消化装置提供热能。
7.根据权利要求1或6所述的低碳污水处理系统，其特征在于：所述光伏发电单元包括依次连接的光伏组件、逆变器、配电箱和该低碳污水处理系统的配电单元，所述光伏组件利用光伏发电，经过所述逆变器和配电箱后，接入该低碳污水处理系统的配电单元。
8.根据权利要求2所述的低碳污水处理系统，其特征在于：所述水源热泵单元包括设置在所述深度处理单元出水口的潜水泵，所述潜水泵连接热泵机组，所述潜水泵吸取原污水处理系统的出水，经所述热泵机组换热后排回所述深度处理单元出水口。
9.根据权利要求8所述的低碳污水处理系统，其特征在于：所述热泵机组与该低碳污水处理系统内部及外部的供热系统和/或制冷系统相互连接，循环换热，向该低碳污水处理系统内部及外部的供热系统和/或制冷系统提供制热和/或制冷功能。
10.根据权利要求9所述的低碳污水处理系统，其特征在于：还包括系统循环泵，所述热泵机组与该低碳污水处理系统内部及外部的供热系统和/或制冷系统的连接之间设置所述系统循环泵，实现循环换热。
发明内容
本发明的目的是提供一种低碳污水处理系统，利用节能技术、能源化利用技术和减碳技术，降低污水处理厂的用电量和碳排放量。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低碳污水处理系统，包括原污水处理系统、污泥处理系统以及节能减排系统，所述节能减排系统包括热电联产单元、水源热泵单元、光伏发电单元；
所述原污水处理系统用于将原污水先经过初步处理，再将污水和污泥进行分离，最后将分离后的污水经过深度处理后排出；
所述污泥处理系统与所述原污水处理系统连接，用于将分离后的污泥进行消化和脱水处理，使污泥可资源化利用；
所述热电联产单元与所述污泥处理系统连接，用于利用污泥在消化处理过程中产生的沼气进行发电，将产生的电能供于该低碳污水处理系统的配电单元，再向所述污泥处理系统的消化过程提供热能；
所述水源热泵单元与所述原污水处理系统的出水口连接，用于将所述原污水处理系统的出水进行制冷或制热利用；
所述光伏发电单元用于利用光伏进行发电，并将产生的电能供于该低碳污水处理系统的配电单元。
进一步地，所述原污水处理系统包括依次连接的格栅、沉砂池、吸附曝气池、初沉池、厌氧氨氧化池、二沉池和深度处理单元，所述二沉池的污泥出口连接所述吸附曝气池；
所述格栅用于过滤掉原污水中垃圾及大颗粒杂质，所述沉砂池用于过滤掉大颗粒泥沙，所述吸附曝气池用于利用回流污泥吸附污水中的有机物，提高剩余污泥的有机物含量，所述初沉池用于将污水和污泥初步分离，所述厌氧氨氧化池用于去除有机物和氮类污染物，所述二沉池用于将污水和污泥二次分离，所述深度处理单元用于对分离后的污水进行深度处理后排出。
进一步地，所述节能减排系统还包括鼓风机单元，所述鼓风机单元用于为所述吸附曝气池和所述厌氧氨氧化池供氧。
进一步地，所述污泥处理系统包括依次连接的污泥浓缩池、污泥热水解装置、厌氧消化装置和高干脱水装置，所述污泥浓缩池连接所述初沉池的污泥出口，使污泥经过所述污泥浓缩池进行浓缩，再经过所述污泥热水解装置和所述厌氧消化装置分别进行热水解和厌氧消化反应，最后经过所述高干脱水装置进行脱水后投入可资源化利用。
进一步地，所述厌氧消化装置的处理物料入口还通入包括餐厨垃圾等有机废弃物。
进一步地，所述热电联产单元包括沼气发电机组和烟气换热板，所述沼气发电机组与所述厌氧消化装置的气体出口连接，利用所述厌氧消化装置产生的沼气进行发电，将产生的电能供于该低碳污水处理系统的配电单元，所述烟气换热板用于利用所述沼气发电机组产生的烟气及缸套水热量生产热水，向所述厌氧消化装置提供热能。
进一步地，所述光伏发电单元包括依次连接的光伏组件、逆变器、配电箱和该低碳污水处理系统的配电单元，所述光伏组件利用光伏发电，经过所述逆变器和配电箱后，接入该低碳污水处理系统的配电单元。
进一步地，所述水源热泵单元包括设置在所述深度处理单元出水口的潜水泵，所述潜水泵连接热泵机组，所述潜水泵吸取原污水处理系统的出水，经所述热泵机组换热后排回所述深度处理单元出水口。
进一步地，所述热泵机组与该低碳污水处理系统内部及外部的供热系统和/或制冷系统相互连接，循环换热，向该低碳污水处理系统内部及外部的供热系统和/或制冷系统提供制热和/或制冷功能。
进一步地，还包括系统循环泵，所述热泵机组与该低碳污水处理系统内部及外部的供热系统和/或制冷系统的连接之间设置所述系统循环泵，实现循环换热。
本发明的低碳污水处理系统具有如下有益效果：
1、采用吸附曝气，分离出更多的初沉污泥，使更多的有机质转化为沼气；
2、运用厌氧氨氧化工艺，使得脱氮无需外加碳源；
3、运用热水解及厌氧消化工艺进行污泥处理可使污泥量减少、脱水性能改善且处理后污泥符合卫生学指标，同时产气量增加，提高了污水厂的能量自给比例，降低污水厂运营成本；
4、引入餐厨垃圾等有机废弃物进入污泥消化系统，可实现污水厂的能量平衡；
5、采用节能型鼓风机，大大减少污水厂曝气部分的能耗；
6、采用光伏发电系统，利用污水厂现有空地和空间资源，为污水厂产生电能；
7、采用水源热泵系统，充分利用污水中所蕴含的能量，可解决污水厂内建筑物和构筑物的空调和供暖问题，同时可解决污水厂周边建筑物的空调和供暖问题，在节能减排的同时，为污水带来可观的收入来源。
（发明人：李美艳;王闻笛;陈小奇;彭建雄）