公布日：2024.04.09
申请日：2024.02.06
分类号：C02F1/461(2023.01)I;B01D29/01(2006.01)I;B01D29/64(2006.01)I;C25B1/02(2006.01)I
摘要
一种近零碳污水处理系统及方法，有效的解决了现有的污水处理厂的资源利用不足的问题，包括一级污水处理系统、尾水落差发电系统、二级污水处理系统和污水电解制氢系统，尾水落差发电系统位于第一污水处理系统的下侧且通过第一污水处理系统落下的水进行发电，尾水落差发电系统的出水端与二级污水处理系统的进水端连通，储水调节池通过送水管与污水电解制氢系统连接；本发明可以直接利用现有的污水处理厂处理后的中水进行发电，通过二级污水处理系统对传统污水处理厂排出的水进行进一步的处理，能够避免污水电解制氢系统的损坏，并能够根据不同实际的污水流量选择合适数量的电解槽进行制氢，提高污水的处理效率和制氢的效率。
权利要求书
1.一种近零碳污水处理系统，其特征在于，包括一级污水处理系统、尾水落差发电系统(2)、二级污水处理系统(3)和污水电解制氢系统(4)，尾水落差发电系统(2)位于第一污水处理系统的下侧且通过第一污水处理系统落下的水进行发电，尾水落差发电系统(2)的出水端与二级污水处理系统(3)的进水端连通，二级污水处理系统(3)内还设有储水调节池(5)，储水调节池(5)通过送水管与污水电解制氢系统(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种近零碳污水处理系统，其特征在于，所述的尾水落差发电系统(2)包括具有高度落差的连接通道(21)，连接通道(21)的上端与一级污水处理系统的出水端连接，连接通道(21)的下端设有弧形的回水池(22)，回水池(22)的中侧连接有出水管道(23)，出水管道(23)内安装有水轮机(24)，水轮机(24)连接有发电机(25)，出水管道(23)的出水端与二级污水处理系统(3)的进水端连接。
3.根据权利要求1所述的一种近零碳污水处理系统，其特征在于，所述的二级污水处理系统(3)包括支撑架体(31)，支撑架体(31)内固定安装有过滤机构(32)和驱动机构(33)，过滤机构(32)包括壳体(321)，壳体(321)的内腔中转动安装有转动件(322)，驱动机构(33)驱动转动件(322)在壳体(321)内转动，转动件(322)内设有通孔，转动件(322)的周侧还均布有多个与通孔和尾水落差发电系统(2)出水端连通的分水口(323)，分水口(323)内安装有过滤网(324)，通孔内设有与转动件(322)转动连接的出水件(325)，出水件(325)内设有通水孔(326)，通水孔(326)的一端与分水口(323)对应设置，通水孔(326)的另一端通过管道与储水调节池(5)连接。
4.根据权利要求3所述的一种近零碳污水处理系统，其特征在于，所述的壳体(321)上还设有与壳体(321)内腔连通的排杂通道(327)，排杂通道(327)的出口端还连接有放料阀(328)，支撑架体(31)内还设有位于放料阀(328)出料口下侧的过滤板(34)，过滤板(34)的下侧与储水调节池(5)连接。
5.根据权利要求4所述的一种近零碳污水处理系统，其特征在于，所述的过滤板(34)的一端设有放置槽(341)，支撑架体(31)内还设有经过过滤板(34)和放置槽(341)上侧的丝杠(35)和固定轴，驱动机构(33)能够驱动丝杠(35)转动，固定轴上滑动安装有连接架(352)，连接架(352)与丝杠(35)螺纹连接，连接架(352)的下端还可拆卸的安装有伸缩座(351)，伸缩座(351)上滑动安装有刮板(353)，支撑架体(31)的侧面还设有环形滑轨(36)，刮板(353)的侧面设有滑动设置在环形滑轨(36)内的滑块(361)。
6.根据权利要求5所述的一种近零碳污水处理系统，其特征在于，所述的驱动机构(33)为驱动电机，驱动电机的转轴通过联轴器与转动件(322)同轴连接，驱动电机的转轴和丝杠(35)上分别设有第一链轮(354)和第二链轮(355)，第一链轮(354)和第二链轮(355)通过齿链(356)连接。
7.根据权利要求1-3任一项所述的一种近零碳污水处理系统，其特征在于，所述的污水电解制氢系统(4)包括底座(41)，底座(41)上设有多个安装座(42)，安装座(42)内可拆卸的安装有防护箱体(43)，防护箱体(43)内安装有电解槽(431)，电解槽(431)上设有电连接线(432)和管路(433)，电解槽(431)内还设置有阴极室和阳极室，阴极室和阳极室之间设置有电解隔膜，阴极室和阳极室均由尾水落差发电系统(2)通过电连接线(432)供电，尾水落差发电系统(2)还包括氢气分离罐(434)、氧气分离罐(435)、干燥器(436)和氢气膜分离器(437)，阴极室和阳极室分别通过管路(433)与氢气分离罐(434)的入口和氧气分离罐(435)的入口连接，氢气分离罐(434)的气体出口与干燥器(436)连接，干燥器(436)与氢气膜分离器(437)连接，氢气分离罐(434)和氧气分离罐(435)的液体出口通过管路(433)与电解槽(431)的入口连接，送水管接入氢气分离罐(434)和氧气分离罐(435)的液体出口处的管路(433)，氢气分离罐(434)和氧气分离罐(435)的液体出口处的管路(433)上还设有循环泵(438)。
8.根据权利要求7所述的一种近零碳污水处理系统，其特征在于，所述的氢气分离罐(434)和氧气分离罐(435)内均安装有液位控制器，送水管上还设有补液控制阀(439)。
9.根据权利要求7所述的一种近零碳污水处理系统，其特征在于，所述的储水调节池(5)上还设有溶剂罐(51)，溶剂罐(51)通过管道与储水调节池(5)连通，管道上还设有控制阀。
10.一种近零碳污水处理方法，其特征在于，利用权利要求1-9任一项所述的近零碳污水处理系统。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种近零碳污水处理系统及方法，有效的解决了现有的污水处理厂的资源利用不足的问题。
其解决的技术方案是，一种近零碳污水处理系统包括一级污水处理系统、尾水落差发电系统、二级污水处理系统和污水电解制氢系统，尾水落差发电系统位于第一污水处理系统的下侧且通过第一污水处理系统落下的水进行发电，尾水落差发电系统的出水端与二级污水处理系统的进水端连通，二级污水处理系统内还设有储水调节池，储水调节池通过送水管与污水电解制氢系统连接。
进一步的，所述的尾水落差发电系统包括具有落差的连接通道，连接通道的上端与一级污水处理系统的出水端连接，连接通道的下端设有弧形的回水池，回水池的中侧连接有出水管道，出水管道内安装有水轮机，水轮机连接有发电机，出水管道的出水端与二级污水处理系统的进水端连接。
进一步的，所述的二级污水处理系统包括支撑架体，支撑架体内固定安装有过滤机构和驱动机构，过滤机构包括壳体，壳体的内腔中转动安装有转动件，驱动机构驱动转动件在壳体内转动，转动件内设有通孔，转动件的周侧还均布有多个与通孔和尾水落差发电系统出水端连通的分水口，分水口内安装有过滤网，通孔内设有与转动件转动连接的出水件，出水件内设有通水孔，通水孔的一端与分水口对应设置，通水孔的另一端通过管道与储水调节池连接。
进一步的，所述的壳体上还设有与壳体内腔连通的排杂通道，排杂通道的出口端还连接有放料阀，支撑架体内还设有位于放料阀出料口下侧的过滤板，过滤板的下侧与储水调节池连接。
进一步的，所述的过滤机构还包括固定安装在壳体内的两个转动套，转动件的两端与转动套转动连接，壳体的两端还设有端盖，端盖与转动套固定连接并将固定套固定在壳体内。
进一步的，所述的过滤板的一端设有放置槽，支撑架体内还设有经过过滤板和放置槽的上侧的丝杠和固定轴，驱动机构能够驱动丝杠转动，固定轴上滑动安装有连接架，连接架与丝杠螺纹连接，连接架的下端还可拆卸的安装有伸缩座，伸缩座上滑动安装有刮板，刮板的下端与过滤板的上端滑动连接，支撑架体的侧面还设有环形滑轨，刮板的侧面设有滑动设置在环形滑轨内的滑块。
进一步的，所述的驱动机构为驱动电机，驱动电机的转轴通过联轴器与转动件同轴连接，驱动电机的转轴和丝杠上分别设有第一链轮和第二链轮，第一链轮和第二链轮通过齿链连接。
进一步的，所述的环形滑轨的两端还设有位置相反的斜滑槽。
进一步的，所述的污水电解制氢系统包括底座，底座上设有多个安装座，安装座内可拆卸的安装有防护箱体，防护箱体内安装有电解槽，电解槽上设有电连接线和管路，电解槽内还设置有一组阴极室和阳极室，阴极室和阳极室之间设置有电解隔膜，阴极室和阳极室均由尾水落差发电系统通过电连接线供电，尾水落差发电系统还包括氢气分离罐、氧气分离罐、干燥器和氢气膜分离器，阴极室和阳极室分别通过管路与氢气分离罐的入口和氧气分离罐的入口连接，氢气分离罐的气体出口与干燥器连接，干燥器与氢气膜分离器连接，氢气分离罐和氧气分离罐的液体出口通过管路与电解槽的入口连接，送水管接入氢气分离罐和氧气分离罐的液体出口处的管路，氢气分离罐和氧气分离罐的液体出口处的管路上还设有循环泵。
进一步的，所述的氢气分离罐和氧气分离罐内均安装有液位控制器，送水管上还设有补液控制阀。
进一步的，所述的送水管处还设有过滤膜。
进一步的，所述的储水调节池上还设有溶剂罐，溶剂罐通过管道与储水调节池连通，管道上还设有控制阀。
进一步的，所述的防护箱体内还设有氢气检测报警仪。
进一步的，所述的尾水落差发电系统还包括储能器，储能器与发电机连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明可以直接利用现有的污水处理厂处理后的水资源进行发电，并结合光伏发电装置对污水处理厂进行供电，从而能够减少污水处理过程中的能源耗费。
2、本发明通过二级污水处理系统对传统污水处理厂排出的水进行进一步的处理，能够避免污水电解制氢系统的损坏，提高装置的使用寿命和制氢的效果。
3、污水电解制氢系统能够结合二级污水处理系统处理后的中水进行发电，并能够根据不同实际的污水流量选择合适数量的电解槽进行制氢，提高污水的处理效率和制氢的效率。
4、结合补液控制阀和液位控制器，能够有效的对污水电解制氢系统进行补液，提高了污水电解制氢系统的运行效率。
（发明人：邓明利;杜超;张贯杰;张荣荣;平盈娇;关振东;张有清）