集成公用系统技术方案

本发明专利技术提供了一种集成公用系统（１０），包括：ｉ）电源（１２）；以及ｉｉ）废水处理系统（２０），其中，在废水处理系统（２０）中利用来自电源（１２）的废弃能量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种集成公用系统(utility system)。更具体地，本发 明的集成公用系统的目的是，将废水处理的废弃能量循环利用，使其 能够与现有供水系统相结合并得到重用。
技术介绍
家用或非家用装备需要如电、水、水加热和污水处理之类的公用 设施。大多数装备依赖于同网状服务的连接，这些服务无法被所有未 来的建筑地点所使用，尤其是远离城市中心的地点。提供这些服务的 基础设施无法满足日益增长的需求，也无法继续无限扩张。此外，将 这些公用设施提供给偏远地区效率低而成本高。此外，从集中式工厂 提供公用服务还可能易受自然灾害和基础设施故障的影响而中断。如 果大部分居民都连接到相同的工厂，则对集中式工厂的破坏潜在地对 大部分居民具有重大影响。《卑培传统的供电来自集中式的大型发电站，经由传输和分发网络将电 力以网状输送至人口中心。电力需求持续增长，要求增加这些资本密 集型基础设施的容量。长期规划需求基于估计预测，并且根据在局部 级做出的判定来撤销长期规划需求，通常容量增长的动力产生于所述 局部级。此外，满足短期峰值需求水平通常造成较高的边际成本。为了提 供发电和传输网络容量的投资确定性，对用户的供电合同正变得更加 侧重于固定线路收费而不是可变耗电收费。这种间接的供消关系消除 了在用户级提高能量效率的动机。大部分发电依赖于化石燃料提供的热能，这带来了温室气体排放的后果。对于大型集中式发电，生物燃料一般没有竞争力，且可再生 替代物可管理性较差而且较不成熟，因此不能依赖其产生基本负荷的 发电量。现场发电是一种传统替代方式，使用发动机驱动的发电机。典型 地，在性能、使用管理方面，这些方式并不成熟， 一般作为最后选用的手段。新兴的改进方案如房屋大小的斯特林(Stirling)发动机和燃 气涡轮系统(仍采用化石燃料)，如果配置合适，该系统可以向装备提 供组合的热和电。此外，这些发电系统都未被设计为与家用水和废水 系统进行交互，以对水进行消毒并将水再循环给住户。针对个人居住区的太阳能和风力发电系统也正变得日益普及，对 于强度较低的能量摄取/产生而言，上述系统是可接受的选择方案。然 而，使用这些系统，供应的连续性或对需求的满足得不到保证，而且 这些系统也无法经济地提供大功率和峰值负荷需求。在大多数城市中心，集中式污水处理相对比较常见，在集中式污 水处理中，每个装备连接至排水系统，以将污水传送至大型集中式废 水处理厂(WWTP)。利用各种处理过程来处理废水，其中，生物处 理(更具体地，活性污泥处理)是最主要的方法。直到最近，大多数经过处理的污水排放被排放至本地受纳水体或 海洋。最近，存在这样一种趋势将三级处理添加至基本的活性污泥处理，以提高排放质量，并允许通过将排放物地下注入至蓄水层或再 循环至水坝(用作饮用水水源)来间接重用排放物。通常对来自大型集中式WWTP的过剩污泥进行机械脱水，然后 将其处置为作为肥料补充掩埋于地下或用于农业使用。在人口高度密 集的城区中，作为优选的处置选项，通常将过剩的污泥焚化。目前， 多数大型集中式WWTP产生两种对环境有害的排放，即处理后的污 水排放和过剩的污泥。废水和污泥处理/处置过程是温室气体(尤其是 二氧化碳和甲烷)的非常重要的发生源，施加于地表或掩埋于地下的 污泥会随时间产生温室气体。集中式废水处理较为昂贵，在新城市发展中，安装网状系统正更 多地成为一种约束。随着可靠的基于薄膜的处理过程的出现，目前全 球存在一种更加分散化的废水处理系统的趋势。最常见的独家住宅废水处理过程是化粪池系统。该系统不涉及任 何机械组件，但需要较大的容器来进行废水的天然生物处理和污泥的 保持，典型地约每5天左右将污泥抽出一次，以便在其他地点进行掩 埋处置。此后，在法国的排水系统中，典型地将来自化粪池的污水用 于地下灌溉，而废水通常最终排放至受纳水体。在世界上的许多地方， 这些排放已经导致了对受纳水体的严重环境影响，这些影响主要是由 与废水相关的养分所导致的水体的富营养化引起的。为了克服上述某些问题，通常提供耗氧处理单元("ATU")。耗氧 处理单元是小型机械生物处理单元，提供比化粪池更高等级的废水处 理，但是这种单元仍依赖于如何向环境处置被污染的污水，通常被污 染的污水还是流入敏感水体。这些ATU需要常规的维护和监控，以确 保其按设计规范工作，并通常涉及较大的容积要求(典型地大约为数 千升)。此外，还存在关于温室气体排放的问题，尤其是来自任何未经 控制的厌氧分解的甲垸。所有这些处理系统公共的生物处理工作效率可能对其维护和操作 条件高度敏感，对常用的家用化学产品的过度加载尤为敏感。在敏感的生态环境中，将处理后的废水排放至本地水体的处置方 式(通常通过土地进行渗滤)是不可接受的。因此，需要一种针对独 家住宅应用的可靠并且健壮的废水处理过程，在该过程中，废水可以 被处理到能够进行重用的水平，从而消除了对环境的任何有害排放。 必需以适度的成本来实现该过程。通常，缺少与集中式废水处理方案的可能连接是地方当局同意开 放乡村土地(尤其是单个地点)进行居住开发的主要限制。梦/大随着对从本地、自然环境中汲取的有限供水日益增长的需求，全 球日益关注水源有限这项问题。传统的住房开发期望与网状的公用供7应相连接，其中，尽管只有一小部分水实际用于饮用目的，但是所有 的水都必须被处理达到可以饮用的质量。位于城区之外的人们可能无法获取主要水源。这要求他们从天然 水道或蓄水层取水，或依赖于屋顶收集的雨水。除了位置约束之外， 在确保供应连续性方面，每种选项都面临质和量的问题。可以采用针 对使用经济而特别设计的装置来实现节水，但是，不存在作为减小净 消耗的方式的、将黑色废水现场再循环的方法。美国专利4， 052, 858公开了利用来自电源的废弃热流来对水进行 消毒的方案。然而，该文献中提供的方法未提供将废水现场消毒至"白 水"质量的方式，及其随后与主水源的重新集成。此外，该文献没有 公开污泥的分离和处理，或利用废弃热量来进行水、建筑或空间的供 暖。也就是说，现有技术的废水处理系统未公开一种提供水和能量的 现场再循环和重用的完全集成的系统。本专利技术的集成公用系统的一个目的是，实质上克服上述现有技术 的问题，或至少提供现有技术的一种实用的替代方案。包括对
技术介绍
的讨论完全是为了提供本专利技术的上下文环境。应 当认识到，这种讨论不表示，在优先权日之前，在澳大利亚或其他地 方，所引用的任何材料都是本专利技术相关领域内的公知常识。在整个说明书中，除非上下文需要，否则，"包括"一词或其变型 应被理解为表示包括所述整体或整体的组群，但不排除任何其他整体 或整体的组群。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种集成公用系统，包括 i )电源；以及 ii)废水处理系统，其中，在废水处理系统中利用来自电源的废弃能量。 优选地，除主要水源之外，还可以使用来自废水处理系统的经处 理的水。优选地，所述废弃能量具有废弃热能的形式。优选地，所述电源包括释放废弃能量作为副产物的任何发电设备。更优选地，所述电源包括内燃机或燃料电池中的任何一个或多 个。在所述电源是内燃机的情况下，所述电源可以包括例如柴油循环、 奥托(Otto)循环往复式发动机、斯特林(Stirling)循环或小型燃气 涡轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成公用系统，包括：　ｉ）电源；以及　ｉｉ）废水处理系统，　其中，在所述废水处理系统中利用来自所述电源的废弃能量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊恩蒙克里夫，特雷弗雷德弗斯布莱德，
申请(专利权)人：伊恩蒙克里夫，
类型：发明
国别省市：NZ[新西兰]