超低能耗的热能内循环污水生化处理系统及处理工艺技术方案

本发明专利技术属于污水处理系统的技术领域，具体涉及超低能耗的热能内循环污水生化处理系统及处理工艺。所述的超低能耗的热能内循环污水生化处理系统，包括集水井、一沉池、氧化沟、厌氧罐、二沉池，集水井与一沉池连接，一沉池依次通过一级换热器、二级换热器与加热锅炉连接，加热锅炉与厌氧罐连接；厌氧罐的出口通过二级换热器与氧化沟连接；氧化沟的出口通过一级换热器与二沉池连接；一级换热器或二级换热器均为管式换热器或塔式换热器；加热锅炉与厌氧罐之间设置有变频加热装置；本发明专利技术提供的超低能耗的污水生化处理系统，利用太阳能，以及对原污水的保温换热处理，降低整个系统的能耗；本发明专利技术还提供其处理工艺。发明专利技术还提供其处理工艺。发明专利技术还提供其处理工艺。

【技术实现步骤摘要】
超低能耗的热能内循环污水生化处理系统及处理工艺


[0001]本专利技术属于污水处理系统的
，具体涉及超低能耗的热能内循环污水生化处理系统及处理工艺。

技术介绍

[0002]厌氧消化生物降解是污水处理中通常使用的经济、有效、安全、稳定的方法。厌氧过程是一系列复杂的生化反应，其中的底物、各类中间产物、经产物及各种群的微生物之间相互作用，形成一个复杂的微生态系统。各类微生物间通过营养底物和代谢产物形成共生关系或共营养关系，而温度是各类微生物繁殖生长的最敏感的重要条件。厌氧反应器污泥中细菌的适宜温度在30
‑
38℃之间，在20℃和10℃时，处理速率大约分别是30℃时的33％和12％。这说明在温度低于30℃时，污水处理厂的污水处理量会降低，即温度与处理量成正比。
[0003]传统的污水生化处理来水一般在开放性露天一沉池住留一定的时间(24h左右)，一沉池的水与环境不断的换热。在环境温度较低时水温变的较低，特别北方地区的冬春秋三季，温度会降至3
‑
6℃。在进入厌氧罐之前，会将这些低温污水加热至30
‑
38℃(微生物适宜温度)，消耗掉较大的热能，这也是污水处理厂运营费中最大的能耗成本。
[0004]现有的造纸行业的污水处理时，具体工艺系统为污水首先经过粗、细格栅
→
集水井
→
一沉池
→
上清液
→
厌氧系统
→
氧化沟
→
二沉池
→
上清液进入厌氧塘，污泥继续进行浓缩处理。在污水中固体颗粒物等杂质太多时，现有的换热装置是不适用的，其中的杂质易附着在换热界面形成沉积，影响换热效果以及造成堵塞。
[0005]因此，在造纸行业的污水处理时，对污水处理的降低能耗处理是迫切需求的。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题将传统的高能耗污水生化处理系统进行节能技术的改造，提供一种超低能耗的污水生化处理系统，利用太阳能，以及对原污水的保温换热处理，降低整个系统的能耗；本专利技术还提供其处理工艺。
[0007]本专利技术所述的超低能耗的热能内循环污水生化处理系统，包括集水井、一沉池、氧化沟、厌氧罐、二沉池，集水井与一沉池连接，一沉池依次通过一级换热器、二级换热器与加热锅炉连接，加热锅炉与厌氧罐连接；厌氧罐的出口通过二级换热器与氧化沟连接；氧化沟的出口通过一级换热器与二沉池连接；一级换热器或二级换热器均为管式换热器或塔式换热器；加热锅炉与厌氧罐之间设置有变频加热装置；
[0008]管式换热器为多组串连，且两组之间的管路上设置有外沉淀排污装置，外沉淀排污装置为两个椎体固定在一起的空心结构，外沉淀排污装置底部设置有排污阀b；管式换热器的内部设置有内沉淀排污装置，内沉淀排污装置底部设置有排污阀a；外沉淀排污装置设置有水进口、水出口，内部通过焊接在水出口处设置有过滤板，过滤板上设置有过滤孔；
[0009]塔式换热器的一端设置为沉降椎体，沉降椎体底部设置有排污阀c；
[0010]一沉池的露天部分设置有外围护结构a和内围护结构a；
[0011]一沉池或氧化沟内投放有吸热材料；吸热材料为太阳能吸热材料，可以是带有选择性吸热涂层镀层材料的载体的板材、片材、膜、几何体载体，进一步优选为带有吸热涂层的空心球结构。可以投放在一沉池或氧化沟的向阳池壁及内围护结构与池内水面之间，或者是投放于水面呈漂浮状态。
[0012]氧化沟的露天部分设置有内围护结构b和外围护结构b。
[0013]优选的，管式换热器内部设置有换热管a，换热管a上连接有冷介质进口管路a和冷介质出口管路a，换热管a之间设置有限位固定架a；管式换热器的最外层为壳体a，壳体a与管式换热器本体之间设置有保温填充层a；管式换热器本体与热介质进口a和热介质出口a连接。
[0014]优选的，塔式换热器的最外层为壳体b，壳体b与塔式换热器本体之间内设置有保温填充层b，塔式换热器内部设置有换热管b，换热管b之间设置有限位固定架b，塔式换热器的本体与热介质进口b和热介质出口b连接；换热管b上连接有冷介质进口管路b和冷介质出口管路b。
[0015]优选的，一沉池的露天部分通过钢结构设置有外围护结构a和内围护结构a；外围护结构a的外层设置有吸热镀层载体，外围护结构a和内围护结构a形成拱形结构，也可以是三角形结构或梯形结构。内围护结a构为透明的片材复合板或膜材料。一沉池的一沉池壁的内侧设置有吸热池壁；一沉池内部设置有转动机构。一沉池或氧化沟内投放有吸热材料。
[0016]优选的，氧化沟的露天部分通过钢结构设置有内围护结构b和外围护结构b，且内围护结构b和外围护结构b与氧化沟之间形成三角形围护结构或者拱形围护结构；氧化沟为并列条形，且内围护结构和外围护结构对氧化沟的维护方式为单沟围护或整体围护。
[0017]所述的超低能耗的热能内循环污水生化处理系统的处理工艺，包括以下步骤；
[0018](1)污水排至集水井后流入一沉池，在一沉池内，利用外围护结构a和内围护结构a隔断污水与环境对流产生的温降，并在一沉池内，通过吸热镀层载体、吸热材料和吸热池壁的设置，升高污水水面与围护结构之间的空间温度；
[0019](2)通过一沉池的低温度的水进入一级换热器，经过与从氧化沟排出的高温度的污水进行换热以后，污水的温度升高，继续进入二级换热器，经过与从厌氧罐排出的高温度的污水进行换热以后，进入加热锅炉，经过加热后泵入厌氧罐，进行厌氧处理；
[0020](3)厌氧罐出口的污水温度高，热量经过二级换热器处理，部分热量供给步骤(2)的厌氧罐进口的污水升高温度；第二级换热回收部分厌氧罐排出的热量，再通过锅炉加热和变频加热后送入厌氧罐；其中锅炉加热采用的是厌氧罐产生沼气加热；
[0021](4)经过厌氧罐排出的污水继续进入氧化沟，氧化沟利用内围护结构b和外围护结构b隔断污水与环境对流产生的温降，并在氧化沟内放置吸热材料，吸收太阳热能，维持并升高污水水面与围护结构之间的空间温度；并且从氧化沟排出的污水温度高，经过一级换热器，将热量供给步骤(1)的来自于一沉池的污水；
[0022](5)经过氧化沟的污水，经过换热后，继续排入二沉池。
[0023]厌氧罐自产沼气，利用其加热锅炉，升高厌氧罐入口的污水温度2
‑
5℃。
[0024]在12月、1月、2月、3月份的环境温度平均为
‑
2℃，步骤(1)的污水排入集水井的污水温度为10
‑
20℃，排入一沉池的驻留时间为24
‑
48h，经过一沉池的维护与吸热后，一沉池
的排出污水温度为12
‑
15℃。
[0025]经过步骤(2)的一级换热后，污水温度升高4
‑
6℃，经过二级换热后，污水温度升高7
‑
10℃，然后经过厌氧罐自产沼气变频加热，使温度达到厌氧需求温度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超低能耗的热能内循环污水生化处理系统，包括集水井(1)、一沉池(2)、氧化沟(3)、厌氧罐(4)、二沉池(5)，其特征在于：集水井(1)与一沉池(2)连接，一沉池(2)依次通过一级换热器(7)、二级换热器(8)与加热锅炉(41)连接，加热锅炉(41)与厌氧罐(4)连接；厌氧罐(4)的出口通过二级换热器(8)与氧化沟(3)连接；氧化沟(3)的出口通过一级换热器(7)与二沉池(5)连接；一级换热器(7)或二级换热器(8)均为管式换热器(9)或塔式换热器(15)；加热锅炉(41)与厌氧罐(4)之间设置有变频加热装置(6)；管式换热器(9)为多组串连，且两组之间的管路上设置有外沉淀排污装置(10)，外沉淀排污装置(10)为两个椎体固定在一起的空心结构，外沉淀排污装置(10)底部设置有排污阀b(101)；管式换热器(9)的内部设置有内沉淀排污装置(92)，内沉淀排污装置(92)底部设置有排污阀a(93)；塔式换热器(15)的一端设置为沉降椎体(154)，沉降椎体(154)底部设置有排污阀c(156)；一沉池(2)的露天部分设置有外围护结构a(201)和内围护结构a(202)；一沉池(2)或氧化沟(3)内投放有吸热材料(204)；氧化沟(3)的露天部分设置有内围护结构b(301)和外围护结构b(302)。2.根据权利要求1所述的超低能耗的热能内循环污水生化处理系统，其特征在于：管式换热器(9)内部设置有换热管a(91)，换热管a(91)上连接有冷介质进口管路a(13)和冷介质出口管路a(14)，换热管a(91)之间设置有限位固定架a(94)；管式换热器(9)的最外层为壳体a(95)，壳体a(95)与管式换热器(9)本体之间设置有保温填充层a(96)；管式换热器(9)本体与热介质进口a(11)和热介质出口a(12)连接。3.根据权利要求1所述的超低能耗的热能内循环污水生化处理系统，其特征在于：塔式换热器(15)的最外层为壳体b(152)，壳体b(152)与塔式换热器(15)本体之间内设置有保温填充层b(153)，塔式换热器(15)内部设置有换热管b(151)，换热管b(151)之间设置有限位固定架b(155)，塔式换热器(15)的本体与热介质进口b(1591)和热介质出口b(1592)连接；换热管b(151)上连接有冷介质进口管路b(157)和冷介质出口管路b(158)。4.根据权利要求1所述的超低能耗的热能内循环污水生化处理系统，其特征在于：一沉池(2)的露天部分通过钢结构设置有外围护结构a(201)和内围护结构a(202)；外围护结构a(201)的外层设置有吸热镀层载体(203)，外围护结构a(201)和内围护结构a(202)形成拱形结构；一沉池(2)的一沉池壁(205)的内侧设置有吸热池壁(206)；一沉池(2)内部设置有转动机构(207)。5.根据权利要求1所述的超低能耗的热能内循环污水生化处理系统，其特征在于：氧化沟(3)的露天部分通过钢结构设置有内围护结构b(301...

【专利技术属性】
技术研发人员：许刚，于春堂，魏大福，姚宝恩，许亮，刘昭勇，张云飞，许嵩峰，
申请(专利权)人：淄博仲基能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：