公布日：2023.06.23
申請日：2023.02.14
分類(lèi)號：F28D21/00(2006.01)I;C02F3/30(2023.01)I;F28F27/00(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種污水生化系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)系統及熱量聯(lián)動(dòng)方法，所述污水生化系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)系統包括：曝氣系統、厭氧氣液換熱系統、熱水換熱及恒壓供水系統和好氧曝氣系統；所述曝氣系統同時(shí)與所述厭氧氣液換熱系統和熱水換熱系統同時(shí)連通，所述熱水換熱系統與所述熱水恒壓供水系統相連通，所述厭氧氣液換熱系統、所述熱水換熱系統同時(shí)和好氧曝氣系統相連通；具有設備簡(jiǎn)單可靠，增加了系統內部熱量調配，減少了好氧池冷卻裝置的規模和使用頻次，節能降耗效果顯著(zhù)等優(yōu)點(diǎn)。
權利要求書(shū)
1.一種污水生化系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)系統，其特征在于，包括：曝氣系統、厭氧氣液換熱系統、熱水換熱及恒壓供水系統和好氧曝氣系統；所述曝氣系統同時(shí)與所述厭氧氣液換熱系統和熱水換熱系統同時(shí)連通，所述熱水換熱系統與所述熱水恒壓供水系統相連通，所述厭氧氣液換熱系統、所述熱水換熱系統同時(shí)和好氧曝氣系統相連通；所述熱水換熱及恒壓供水系統包括：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(shí)和所述曝氣系統相連通，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱同時(shí)和所述好氧曝氣系統相連通，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱還同時(shí)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(jìn)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，所述第二進(jìn)氣口和所述曝氣系統相連通，所述第一補水口和外部自來(lái)水相連通，所述第二出氣口和所述好氧曝氣系統相連通，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(jìn)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，所述第三進(jìn)氣口和所述曝氣系統相連通，所述第二補水口和外部自來(lái)水相連通，所述第三出氣口和所述好氧曝氣系統相連通，所述第二熱水口和所述熱水總管相連通。
2.根據權利要求1所述的污水生化系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)系統，其特征在于，所述曝氣系統為曝氣風(fēng)機，所述曝氣風(fēng)機通過(guò)風(fēng)機供氣總管并聯(lián)至所述厭氧氣液換熱系統、所述第一供熱水箱的第二進(jìn)氣口和所述第二供熱水箱的第三進(jìn)氣口相連通，所述風(fēng)機供氣總管上設置有第一溫度計。
3.根據權利要求2所述的污水生化系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)系統，其特征在于，所述厭氧氣液換熱系統包括厭氧池，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置有第一進(jìn)氣口，所述第一進(jìn)氣口穿過(guò)所述厭氧池與所述風(fēng)機供氣總管相連通，所述第一進(jìn)氣口和所述風(fēng)機供氣總管之間的管道上固定設置有第一進(jìn)氣閥，所述厭氧氣液換熱裝置原理所述第一進(jìn)氣口的端部設置有第一出氣口，所述第一出氣口穿過(guò)所述厭氧池和所述好氧曝氣系統相連通，所述第一出氣口處的管道上固定安裝有第一出氣閥，所述厭氧池內固定設置有第二溫度計，所述厭氧氣液換熱裝置為平行設置的多道圓形薄壁不銹鋼管。
4.根據權利要求3所述的污水生化系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)系統，其特征在于，所述第二進(jìn)氣口處的管道上固定安裝有第二進(jìn)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.根據權利要求4所述的污水生化系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)系統，其特征在于，所述第三進(jìn)氣口處的管道上固定安裝有第三進(jìn)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.根據權利要求5所述的污水生化系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)系統，其特征在于，所述好氧曝氣系統包括好氧池，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(jìn)氣端同時(shí)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.根據權利要求6所述的污水生化系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)系統，其特征在于，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱結構相同，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置為內凹方形槽，所述內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有夾套層，所述夾套層內層用于氣、液換熱，最外層用于對所述第一供熱水箱進(jìn)行外部保溫。
8.根據權利要求7所述的污水生化系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)系統，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的深度為3/4液位高度。
9.根據權利要求8所述的污水生化系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)系統，其特征在于，所述第二進(jìn)氣口水平高度高于所述第二出氣口，第二進(jìn)氣口設于水箱上部，出氣口設于水箱下部，所述第三進(jìn)氣口水平高度高于所述第三出氣口，第三進(jìn)氣口設于水箱上部，出氣口設于水箱下部。
10.一種污水生化系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)方法，用于根據權利要求1-9任意一項所述污水生化系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)系統，包括：S1：第一供熱水箱和第二供熱水箱內自來(lái)水已補滿(mǎn)的情況下，打開(kāi)厭氧池的第一進(jìn)氣閥和第一出氣閥、第一供熱水箱的第二進(jìn)氣閥和第二出氣閥；S2：打開(kāi)曝氣風(fēng)機，熱氣源通過(guò)管道流經(jīng)厭氧氣液換熱裝置和換熱水箱夾套層，根據第二溫度計調節第一進(jìn)氣閥的開(kāi)度；S3：第一供熱水箱溫度達到設定值后，開(kāi)啟第二供熱水箱的第三進(jìn)氣閥和第三出氣閥；S4：關(guān)閉第一供熱水箱的第二進(jìn)氣閥和第二出氣閥，打開(kāi)供熱水箱第一熱水閥；S5:熱水恒壓供水系統根據系統自帶穩壓罐壓力表壓力自動(dòng)運行，當壓力低于設定值時(shí)開(kāi)啟第一恒壓供水泵或第二恒壓供水泵，當壓力表達到設定的高壓力值時(shí)自動(dòng)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定低值后，打開(kāi)供熱水箱第二熱水閥、第二進(jìn)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(jìn)氣閥和第三出氣閥，打開(kāi)第一補水閥，根據第一液位計設定高值補充自來(lái)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定低值后，打開(kāi)供熱水箱的第一熱水閥、第三進(jìn)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(jìn)氣閥和第二出氣閥，打開(kāi)第二補水閥，根據第二液位計設定高值補充自來(lái)水后到合適高度后關(guān)閉補水閥；返回S6操作。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，現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(shí)，生化池內的溫度很難控制，影響活性污泥的絮凝效果、原生動(dòng)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前端熱量進(jìn)行換熱、收集并加以利用，對于整個(gè)污水處理站的穩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與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)系統及熱量聯(lián)動(dòng)方法，所述污水生化系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)系統包括：曝氣系統、厭氧氣液換熱系統、熱水換熱及恒壓供水系統和好氧曝氣系統；所述曝氣系統同時(shí)與所述厭氧氣液換熱系統和熱水換熱系統同時(shí)連通，所述熱水換熱系統與所述熱水恒壓供水系統相連通，所述厭氧氣液換熱系統、所述熱水換熱系統同時(shí)和好氧曝氣系統相連通；所述熱水換熱及恒壓供水系統包括：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(shí)和所述曝氣系統相連通，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱同時(shí)和所述好氧曝氣系統相連通，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱還同時(shí)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(jìn)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，所述第二進(jìn)氣口和所述曝氣系統相連通，所述第一補水口和外部自來(lái)水相連通，所述第二出氣口和所述好氧曝氣系統相連通，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(jìn)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，所述第三進(jìn)氣口和所述曝氣系統相連通，所述第二補水口和外部自來(lái)水相連通，所述第三出氣口和所述好氧曝氣系統相連通，所述第二熱水口和所述熱水總管相連通。
進(jìn)一步地，所述曝氣系統為曝氣風(fēng)機，所述曝氣風(fēng)機通過(guò)風(fēng)機供氣總管并聯(lián)至所述厭氧氣液換熱系統、所述第一供熱水箱的第二進(jìn)氣口和所述第二供熱水箱的第三進(jìn)氣口相連通，所述風(fēng)機供氣總管上設置有第一溫度計。
進(jìn)一步地，所述厭氧氣液換熱系統包括厭氧池，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置有第一進(jìn)氣口，所述第一進(jìn)氣口穿過(guò)所述厭氧池與所述風(fēng)機供氣總管相連通，所述第一進(jìn)氣口和所述風(fēng)機供氣總管之間的管道上固定設置有第一進(jìn)氣閥，所述厭氧氣液換熱裝置原理所述第一進(jìn)氣口的端部設置有第一出氣口，所述第一出氣口穿過(guò)所述厭氧池和所述好氧曝氣系統相連通，所述第一出氣口處的管道上固定安裝有第一出氣閥，所述厭氧池內固定設置有第二溫度計。
進(jìn)一步地，所述第二進(jìn)氣口處的管道上固定安裝有第二進(jìn)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(jìn)一步地，所述第三進(jìn)氣口處的管道上固定安裝有第三進(jìn)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(jìn)一步地，所述好氧曝氣系統包括好氧池，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(jìn)氣端同時(shí)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(jìn)一步地，所述厭氧氣液換熱裝置為平行設置的多道圓形薄壁不銹鋼管。
進(jìn)一步地，所述第一供熱水箱和所述第二供熱水箱結構相同，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置為內凹方形槽，所述內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有夾套層，所述夾套層內層用于氣、液換熱，最外層用于對所述第一供熱水箱進(jìn)行外部保溫。
進(jìn)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的深度為3/4液位高度。
進(jìn)一步地，所述第二進(jìn)氣口水平高度高于所述第二出氣口，所述第三進(jìn)氣口水平高度高于所述第三出氣口。
進(jìn)一步地，本申請還提供一種污水生化系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)方法，用于根據上述污水生化系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)系統，所述污水升華系統與熱水供應系統熱量聯(lián)動(dòng)方法包括：S1：第一供熱水箱和第二供熱水箱內自來(lái)水已補滿(mǎn)的情況下，打開(kāi)厭氧池的第一進(jìn)氣閥和第一出氣閥、第一供熱水箱的第二進(jìn)氣閥和第二出氣閥；S2：打開(kāi)曝氣風(fēng)機，熱氣源通過(guò)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移到液體中，氣源經(jīng)換熱處理后進(jìn)入曝氣系統，在此要說(shuō)明的是厭氧氣液換熱裝置的第一進(jìn)氣閥宜采用調節閥，根據第二溫度計調節第一進(jìn)氣閥的開(kāi)度；S3：第一供熱水箱溫度達到設定值后，開(kāi)啟第二供熱水箱的第三進(jìn)氣閥和第三出氣閥；S4：關(guān)閉第一供熱水箱的第二進(jìn)氣閥和第二出氣閥，打開(kāi)供熱水箱第一熱水閥；S5:熱水恒壓供水系統根據系統自帶穩壓罐壓力表壓力自動(dòng)運行，當壓力低于設定值時(shí)開(kāi)啟第一恒壓供水泵或第二恒壓供水泵，當壓力表達到設定的高壓力值時(shí)自動(dòng)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定低值后，打開(kāi)供熱水箱第二熱水閥、第二進(jìn)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(jìn)氣閥和第三出氣閥，打開(kāi)第一補水閥，根據第一液位計設定高值補充自來(lái)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定低值后，打開(kāi)供熱水箱的第一熱水閥、第三進(jìn)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(jìn)氣閥和第二出氣閥，打開(kāi)第二補水閥，根據第二液位計設定高值補充自來(lái)水后到合適高度后關(guān)閉補水閥。返回S6操作。
實(shí)施本發(fā)明，具有如下有益效果：
1.本發(fā)明所用工藝、設備簡(jiǎn)單可靠，補水、熱水供應、保溫操作不影響整套曝氣系統的連續運行，自動(dòng)化程度高，操作方便，設備制造難度低，項目建設成本低，能夠有效利用曝氣系統余熱，增加了系統內部熱量調配、減小了好氧池冷卻裝置的規模和使用頻次，節能降耗效果顯著(zhù)。
2.本發(fā)明中厭氧池的換熱系統能夠有效減少外接蒸汽的使用，且比蒸汽加熱過(guò)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維護簡(jiǎn)單。
（發(fā)明人：曹德標;陸軍;韓飛飛;楊冠草）
