公布日：2023.06.23
申請日：2023.02.14
分類號：F28D21/00(2006.01)I;C02F3/30(2023.01)I;F28F27/00(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動系統(tǒng)及熱量聯(lián)動方法，所述污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動系統(tǒng)包括：曝氣系統(tǒng)、厭氧氣液換熱系統(tǒng)、熱水換熱及恒壓供水系統(tǒng)和好氧曝氣系統(tǒng)；所述曝氣系統(tǒng)同時與所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)和熱水換熱系統(tǒng)同時連通，所述熱水換熱系統(tǒng)與所述熱水恒壓供水系統(tǒng)相連通，所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)、所述熱水換熱系統(tǒng)同時和好氧曝氣系統(tǒng)相連通；具有設(shè)備簡單可靠，增加了系統(tǒng)內(nèi)部熱量調(diào)配，減少了好氧池冷卻裝置的規(guī)模和使用頻次，節(jié)能降耗效果顯著等優(yōu)點。
權(quán)利要求書
1.一種污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，包括：曝氣系統(tǒng)、厭氧氣液換熱系統(tǒng)、熱水換熱及恒壓供水系統(tǒng)和好氧曝氣系統(tǒng)；所述曝氣系統(tǒng)同時與所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)和熱水換熱系統(tǒng)同時連通，所述熱水換熱系統(tǒng)與所述熱水恒壓供水系統(tǒng)相連通，所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)、所述熱水換熱系統(tǒng)同時和好氧曝氣系統(tǒng)相連通；所述熱水換熱及恒壓供水系統(tǒng)包括：第一供熱水箱、第二供熱水箱和熱水供應總管，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱同時和所述曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱同時和所述好氧曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱還同時和所述熱水供應總管相連通；所述第一供熱水箱包括第二進氣口、第一補水口、第二出氣口、第一熱水口和第一混合攪拌機，所述第一混合攪拌機固定安裝在所述第一供熱水箱內(nèi)，所述第二進氣口和所述曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一補水口和外部自來水相連通，所述第二出氣口和所述好氧曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一熱水口和所述熱水總管相連通；所述第二供熱水箱包括第三進氣口、第二補水口、第三出氣口、第二熱水口和第二混合攪拌機，所述第二混合攪拌機固定安裝在所述第二供熱水箱內(nèi)，所述第三進氣口和所述曝氣系統(tǒng)相連通，所述第二補水口和外部自來水相連通，所述第三出氣口和所述好氧曝氣系統(tǒng)相連通，所述第二熱水口和所述熱水總管相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，所述曝氣系統(tǒng)為曝氣風機，所述曝氣風機通過風機供氣總管并聯(lián)至所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)、所述第一供熱水箱的第二進氣口和所述第二供熱水箱的第三進氣口相連通，所述風機供氣總管上設(shè)置有第一溫度計。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)包括厭氧池，所述厭氧池的底部固定安裝有厭氧氣液換熱裝置，所述厭氧氣液換熱裝置上設(shè)置有第一進氣口，所述第一進氣口穿過所述厭氧池與所述風機供氣總管相連通，所述第一進氣口和所述風機供氣總管之間的管道上固定設(shè)置有第一進氣閥，所述厭氧氣液換熱裝置原理所述第一進氣口的端部設(shè)置有第一出氣口，所述第一出氣口穿過所述厭氧池和所述好氧曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一出氣口處的管道上固定安裝有第一出氣閥，所述厭氧池內(nèi)固定設(shè)置有第二溫度計，所述厭氧氣液換熱裝置為平行設(shè)置的多道圓形薄壁不銹鋼管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，所述第二進氣口處的管道上固定安裝有第二進氣閥，所述第一補水口處的管道上固定安裝有第一補水閥，所述第二出氣口處的管道上固定安裝有第二出氣閥，所述第一熱水口處的管道上固定設(shè)置有第一熱水閥，所述第一熱水閥和所述熱水供應總管之間固定安裝有恒壓供水泵，所述第一供熱水箱上固定安裝有第一液位計和第三溫度計。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，所述第三進氣口處的管道上固定安裝有第三進氣閥，所述第二補水口處的管道上固定安裝有第二補水閥，所述第三出氣口處的管道上固定安裝有第三出氣閥，所述第二熱水口處的管道上固定設(shè)置有第二熱水閥，所述第二熱水閥和所述熱水供應總管之間固定安裝有恒壓供水泵，所述第二供熱水箱上固定安裝有第二液位計和第四溫度計。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，所述好氧曝氣系統(tǒng)包括好氧池，所述好氧池的底部固定安裝有曝氣裝置，還包括出氣總管，所述出氣總管的進氣端同時與所述第一出氣口、第二出氣口和第三出氣口相連通，所述出氣總管的出氣端與所述曝氣裝置相連通，所述出氣總管上固定安裝有第五溫度計，所述好氧池上固定安裝有第六溫度計。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱結(jié)構(gòu)相同，所述第一供熱水箱主材質(zhì)為304不銹鋼，所述第一供熱水箱的外壁均設(shè)置為內(nèi)凹方形槽，所述內(nèi)凹方形槽的槽深大于1/20的所述第一供熱水箱的箱體直徑，所述第一供熱水箱的外壁的外部套設(shè)有夾套層，所述夾套層內(nèi)層用于氣、液換熱，最外層用于對所述第一供熱水箱進行外部保溫。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，所述第一混合攪拌機和所述第二混合攪拌機均為低速攪拌機，所述第一混合攪拌機插入所述第一供熱水箱內(nèi)的深度為3/4液位高度，所述第二混合攪拌機插入所述第二供熱水箱內(nèi)的深度為3/4液位高度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，所述第二進氣口水平高度高于所述第二出氣口，第二進氣口設(shè)于水箱上部，出氣口設(shè)于水箱下部，所述第三進氣口水平高度高于所述第三出氣口，第三進氣口設(shè)于水箱上部，出氣口設(shè)于水箱下部。
10.一種污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動方法，用于根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項所述污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動系統(tǒng)，包括：S1：第一供熱水箱和第二供熱水箱內(nèi)自來水已補滿的情況下，打開厭氧池的第一進氣閥和第一出氣閥、第一供熱水箱的第二進氣閥和第二出氣閥；S2：打開曝氣風機，熱氣源通過管道流經(jīng)厭氧氣液換熱裝置和換熱水箱夾套層，根據(jù)第二溫度計調(diào)節(jié)第一進氣閥的開度；S3：第一供熱水箱溫度達到設(shè)定值后，開啟第二供熱水箱的第三進氣閥和第三出氣閥；S4：關(guān)閉第一供熱水箱的第二進氣閥和第二出氣閥，打開供熱水箱第一熱水閥；S5:熱水恒壓供水系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)自帶穩(wěn)壓罐壓力表壓力自動運行，當壓力低于設(shè)定值時開啟第一恒壓供水泵或第二恒壓供水泵，當壓力表達到設(shè)定的高壓力值時自動關(guān)閉第一恒壓供水泵或第二恒壓供水泵；S6：第一供熱水箱第一液位計達到設(shè)定低值后，打開供熱水箱第二熱水閥、第二進氣閥、第二出氣閥，隨后關(guān)閉供熱水箱第一熱水閥、第二供熱水箱的第三進氣閥和第三出氣閥，打開第一補水閥，根據(jù)第一液位計設(shè)定高值補充自來水到合適高度后關(guān)閉補水閥；S7：第二供熱水箱第二液位計達到設(shè)定低值后，打開供熱水箱的第一熱水閥、第三進氣閥、第三出氣閥，隨后關(guān)閉供熱水箱的第二熱水閥、第一供熱水箱第二進氣閥和第二出氣閥，打開第二補水閥，根據(jù)第二液位計設(shè)定高值補充自來水后到合適高度后關(guān)閉補水閥；返回S6操作。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，現(xiàn)有的污水處理站對于生化曝氣部分的余熱均為未利用狀態(tài)，生化池溫度控制難度大，尤其是夏季高溫且水量豐沛時，生化池內(nèi)的溫度很難控制，影響活性污泥的絮凝效果、原生動物種群、污泥沉降等，最終導致污泥活性變差，降解效率降低。另一方面污水溫度越高，污水中的溶解氧含量越低，這將導致向活性污泥供氧不足和缺氧，需要更多的能耗用于生化池曝氣。因此亟需對曝氣系統(tǒng)前端熱量進行換熱、收集并加以利用，對于整個污水處理站的穩(wěn)定運行起到提前干預的目的，并且有效利用余熱，降低整體工程投資，所以提供一種污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動系統(tǒng)及熱量聯(lián)動方法，所述污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動系統(tǒng)包括：曝氣系統(tǒng)、厭氧氣液換熱系統(tǒng)、熱水換熱及恒壓供水系統(tǒng)和好氧曝氣系統(tǒng)；所述曝氣系統(tǒng)同時與所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)和熱水換熱系統(tǒng)同時連通，所述熱水換熱系統(tǒng)與所述熱水恒壓供水系統(tǒng)相連通，所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)、所述熱水換熱系統(tǒng)同時和好氧曝氣系統(tǒng)相連通；所述熱水換熱及恒壓供水系統(tǒng)包括：第一供熱水箱、第二供熱水箱和熱水供應總管，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱同時和所述曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱同時和所述好氧曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱還同時和所述熱水供應總管相連通；所述第一供熱水箱包括第二進氣口、第一補水口、第二出氣口、第一熱水口和第一混合攪拌機，所述第一混合攪拌機固定安裝在所述第一供熱水箱內(nèi)，所述第二進氣口和所述曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一補水口和外部自來水相連通，所述第二出氣口和所述好氧曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一熱水口和所述熱水總管相連通；所述第二供熱水箱包括第三進氣口、第二補水口、第三出氣口、第二熱水口和第二混合攪拌機，所述第二混合攪拌機固定安裝在所述第二供熱水箱內(nèi)，所述第三進氣口和所述曝氣系統(tǒng)相連通，所述第二補水口和外部自來水相連通，所述第三出氣口和所述好氧曝氣系統(tǒng)相連通，所述第二熱水口和所述熱水總管相連通。
進一步地，所述曝氣系統(tǒng)為曝氣風機，所述曝氣風機通過風機供氣總管并聯(lián)至所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)、所述第一供熱水箱的第二進氣口和所述第二供熱水箱的第三進氣口相連通，所述風機供氣總管上設(shè)置有第一溫度計。
進一步地，所述厭氧氣液換熱系統(tǒng)包括厭氧池，所述厭氧池的底部固定安裝有厭氧氣液換熱裝置，所述厭氧氣液換熱裝置上設(shè)置有第一進氣口，所述第一進氣口穿過所述厭氧池與所述風機供氣總管相連通，所述第一進氣口和所述風機供氣總管之間的管道上固定設(shè)置有第一進氣閥，所述厭氧氣液換熱裝置原理所述第一進氣口的端部設(shè)置有第一出氣口，所述第一出氣口穿過所述厭氧池和所述好氧曝氣系統(tǒng)相連通，所述第一出氣口處的管道上固定安裝有第一出氣閥，所述厭氧池內(nèi)固定設(shè)置有第二溫度計。
進一步地，所述第二進氣口處的管道上固定安裝有第二進氣閥，所述第一補水口處的管道上固定安裝有第一補水閥，所述第二出氣口處的管道上固定安裝有第二出氣閥，所述第一熱水口處的管道上固定設(shè)置有第一熱水閥，所述第一熱水閥和所述熱水供應總管之間固定安裝有恒壓供水泵，所述第一供熱水箱上固定安裝有第一液位計和第三溫度計。
進一步地，所述第三進氣口處的管道上固定安裝有第三進氣閥，所述第二補水口處的管道上固定安裝有第二補水閥，所述第三出氣口處的管道上固定安裝有第三出氣閥，所述第二熱水口處的管道上固定設(shè)置有第二熱水閥，所述第二熱水閥和所述熱水供應總管之間固定安裝有恒壓供水泵，所述第二供熱水箱上固定安裝有第二液位計和第四溫度計。
進一步地，所述好氧曝氣系統(tǒng)包括好氧池，所述好氧池的底部固定安裝有曝氣裝置，還包括出氣總管，所述出氣總管的進氣端同時與所述第一出氣口、第二出氣口和第三出氣口相連通，所述出氣總管的出氣端與所述曝氣裝置相連通，所述出氣總管上固定安裝有第五溫度計，所述好氧池上固定安裝有第六溫度計。
進一步地，所述厭氧氣液換熱裝置為平行設(shè)置的多道圓形薄壁不銹鋼管。
進一步地，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱結(jié)構(gòu)相同，所述第一供熱水箱主材質(zhì)為304不銹鋼，所述第一供熱水箱的外壁均設(shè)置為內(nèi)凹方形槽，所述內(nèi)凹方形槽的槽深大于1/20的所述第一供熱水箱的箱體直徑，所述第一供熱水箱的外壁的外部套設(shè)有夾套層，所述夾套層內(nèi)層用于氣、液換熱，最外層用于對所述第一供熱水箱進行外部保溫。
進一步地，所述第一混合攪拌機和所述第二混合攪拌機均為低速攪拌機，所述第一混合攪拌機插入所述第一供熱水箱內(nèi)的深度為3/4液位高度，所述第二混合攪拌機插入所述第二供熱水箱內(nèi)的深度為3/4液位高度。
進一步地，所述第二進氣口水平高度高于所述第二出氣口，所述第三進氣口水平高度高于所述第三出氣口。
進一步地，本申請還提供一種污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動方法，用于根據(jù)上述污水生化系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動系統(tǒng)，所述污水升華系統(tǒng)與熱水供應系統(tǒng)熱量聯(lián)動方法包括：S1：第一供熱水箱和第二供熱水箱內(nèi)自來水已補滿的情況下，打開厭氧池的第一進氣閥和第一出氣閥、第一供熱水箱的第二進氣閥和第二出氣閥；S2：打開曝氣風機，熱氣源通過管道流經(jīng)厭氧氣液換熱裝置和換熱水箱夾套層，由于氣體溫度高、液體溫度低，氣體攜帶的一部分熱量轉(zhuǎn)移到液體中，氣源經(jīng)換熱處理后進入曝氣系統(tǒng)，在此要說明的是厭氧氣液換熱裝置的第一進氣閥宜采用調(diào)節(jié)閥，根據(jù)第二溫度計調(diào)節(jié)第一進氣閥的開度；S3：第一供熱水箱溫度達到設(shè)定值后，開啟第二供熱水箱的第三進氣閥和第三出氣閥；S4：關(guān)閉第一供熱水箱的第二進氣閥和第二出氣閥，打開供熱水箱第一熱水閥；S5:熱水恒壓供水系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)自帶穩(wěn)壓罐壓力表壓力自動運行，當壓力低于設(shè)定值時開啟第一恒壓供水泵或第二恒壓供水泵，當壓力表達到設(shè)定的高壓力值時自動關(guān)閉第一恒壓供水泵或第二恒壓供水泵；S6：第一供熱水箱第一液位計達到設(shè)定低值后，打開供熱水箱第二熱水閥、第二進氣閥、第二出氣閥，隨后關(guān)閉供熱水箱第一熱水閥、第二供熱水箱的第三進氣閥和第三出氣閥，打開第一補水閥，根據(jù)第一液位計設(shè)定高值補充自來水到合適高度后關(guān)閉補水閥。
S7：第二供熱水箱第二液位計達到設(shè)定低值后，打開供熱水箱的第一熱水閥、第三進氣閥、第三出氣閥，隨后關(guān)閉供熱水箱的第二熱水閥、第一供熱水箱第二進氣閥和第二出氣閥，打開第二補水閥，根據(jù)第二液位計設(shè)定高值補充自來水后到合適高度后關(guān)閉補水閥。返回S6操作。
實施本發(fā)明，具有如下有益效果：
1.本發(fā)明所用工藝、設(shè)備簡單可靠，補水、熱水供應、保溫操作不影響整套曝氣系統(tǒng)的連續(xù)運行，自動化程度高，操作方便，設(shè)備制造難度低，項目建設(shè)成本低，能夠有效利用曝氣系統(tǒng)余熱，增加了系統(tǒng)內(nèi)部熱量調(diào)配、減小了好氧池冷卻裝置的規(guī)模和使用頻次，節(jié)能降耗效果顯著。
2.本發(fā)明中厭氧池的換熱系統(tǒng)能夠有效減少外接蒸汽的使用，且比蒸汽加熱過程更溫和，減少了瞬間溫差變化對于微生物菌種的影響，且厭氧氣液換熱系統(tǒng)維護簡單。
（發(fā)明人：曹德標;陸軍;韓飛飛;楊冠草）
