CN106186430A - 一种利用光伏太阳能资源进行水处理的处理站结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用光伏太阳能资源进行水处理的处理站结构，包括钢结构厂房，通过纯机械式的调节方式对厂房顶部的太阳能电池板方向进行调节，太阳能电池板、蓄电池、逆变器依次串联，钢结构厂房内设置水处理系统，包括通过管路依次连接的原水沉淀罐、第一增压泵、超滤膜过滤装置、第二增压泵、纳滤膜过滤装置、加药罐、第三增压泵、中空纤维膜过滤装置、净水存储罐；原水沉淀罐的出液端设置有20目滤网；原水沉淀罐、净水存储罐内均设置水质检测仪。本发明用以解决现有技术中在偏远地区不便进行水处理、同时太阳能电池板角度固定的问题，实现通过太阳能进行偏远地区的水处理，同时通过人力即能手动转动太阳能电池板的方向的目的。

Description

一种利用光伏太阳能资源进行水处理的处理站结构

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体地说是涉及一种利用光伏太阳能资源进行水处理的处理站结构。

背景技术

水是人类生存的必需品，从古至今，人类总是逐水而居。地球上不是什么地方都有水，也不是什么水都可以饮用，不少曾经有可饮用水的地方，或因过度用水，或因环境污染，也出现水荒。世界上数以万计的海岛，之所以无人居住，主要是因为岛上没有饮用水。此外对于边区建设、工程施工而言，水也是必须解决的问题。现有的野外用水大都使用化学处理方式，但是水的异味极其明显，且经化学处理的水不能长期存放。化学水处理方案只能解决城市用水。偏远地区由于地理不便、交通滞后等各种原因，难以远距离架设输水管线；同时对于野外科考人员、地质工作人员等野外作业队伍而言，现有的水处理装置难于携带，并且野外水处理需要使用柴油机发电，同样难于确保柴油携带充足，其野外用水始终是一个难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用光伏太阳能资源进行水处理的处理站结构，以解决现有技术中在偏远地区不便进行水处理、同时太阳能电池板角度固定的问题，实现通过太阳能进行偏远地区的水处理，同时通过人力即能手动转动太阳能电池板的方向的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种利用光伏太阳能资源进行水处理的处理站结构，包括钢结构厂房，述钢结构厂房顶部中心位置固定水平转动的齿轮，齿轮上固定连接平板，太阳能电池板铺设在平板上；所述钢结构厂房顶面一侧边边缘处设置有蜗杆蜗轮，齿轮与蜗杆蜗轮之间通过链条传动；所述蜗杆蜗轮的下方设置有一个水平转动的转轮，转轮中心固定竖直的连杆，连杆上端与蜗杆蜗轮相连；

所述钢结构厂房内部设置蓄电池、逆变器，所述太阳能电池板、蓄电池、逆变器依次串联，所述蓄电池用于为钢结构厂房内所有用电设备供电；所述钢结构厂房内设置水处理系统，所述水处理系统包括通过管路依次连接的原水沉淀罐、第一增压泵、超滤膜过滤装置、第二增压泵、纳滤膜过滤装置、加药罐、第三增压泵、中空纤维膜过滤装置、净水存储罐；所述原水沉淀罐的出液端设置有20目滤网；所述加药罐上方设置加料口，加药罐内部设置搅拌装置；所述原水沉淀罐、净水存储罐内均设置水质检测仪。

针对现有技术中偏远地区由于地理位置不便、交通滞后等各种原因，难以远距离架设输电输水管线；同时对于野外科考人员、地质工作人员等野外作业队伍而言，现有的水处理装置结构庞大、难于搬运携带；同时太阳能电池板角度固定无法随着光照角度进行转向的问题，本发明提出一种利用光伏太阳能资源进行水处理的处理站结构。本发明所述处理站采用钢结构厂房，现有的钢结构厂房建筑简易，施工期短，所有构件均在工厂提前预制完成，现场只需简单拼装，从而大大缩短了施工周期，同时极大的方便了在偏远地区架设处理站。并且，钢结构厂房搬移方便，回收无污染，还质量轻，利于野外的搬运与移动。太阳能电池板设置在钢结构厂房顶部的平板上，平板固定在齿轮上，齿轮能够在钢结构厂房顶部进行转动，从而带动平板以及平板上铺设的太阳能电池板进行转动。所述齿轮通过链条与蜗杆蜗轮进行连接，蜗杆蜗轮设置在钢结构厂房顶面一侧边边缘处，通过蜗杆蜗轮实现厂房顶面的齿轮、和厂房侧面的转轮的换向联动。水平转动的转轮设置在蜗杆涡轮的下方，即位于钢结构厂房侧面，通过人力转动所述转轮，即能带动蜗杆涡轮进行转动，从而带动链条传动，再由链条带动所述齿轮的转动，从而带动平板以及平板上铺设的太阳能电池板进行转动，实现通过人力即能调整太阳能电池板所朝方向的效果，避免了还需要通过电力驱动进行调整，节约了太阳能电池板转化而来的电能，将更多的电能用于其他需要使用的地方。本发明利用太阳能电池板吸收太阳能进行发电，从而解决野外电力不通或柴油携带不足的问题，利用野外无尽的太阳能资源，避免需要携带大量的柴油及柴油发电机，同时达到节能环保的效果。太阳能电池板将太阳能转换为电能后输送至蓄电池进行储存，在需要使用电能时，再通过逆变器将蓄电池输出的直流电转化为交流电，供水处理的用电设备使用。

钢结构厂房内的水处理设备包括用于沉淀待处理原水的原水沉淀罐，原水沉淀罐的出液端设置有20目滤网。用以过滤肉眼可见的0.84微米以上的颗粒杂物。避免进入后续增压泵中影响水泵上水性能。原水沉淀罐内的水经第一增压泵增压输送至超滤膜过滤装置，超滤膜是孔径规格一致，额定孔径范围为0.01微米以下的现有微孔过滤膜。而最小细菌的体积都在0.02微米以上，因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜过滤装置截留下来，从而实现第一步净化处理过程。从超滤膜过滤装置中输出的水分压力已经极大降低，因此设置第二增压泵，对处理过程中的水进行增压并输送至纳滤膜过滤装置，纳滤膜是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种现有的功能性半透膜，纳滤膜可以截留二价以上的离子和其他颗粒，所透过的只有水分子和一些一价的离子，因此通过纳滤膜能够高效的去除地下水、海水中的重金属离子、钙、镁二价离子等，使水质硬度满足饮用水要求，同时避免了使用化学方法如加入絮凝剂降低硬度造成的水质异味。经纳滤膜过滤装置过滤的水分进入加药罐内，工作人员可以根据需要通过加药罐上方的加料口加入各种处理剂，如根据当地原水的具体情况加入pH调节剂调整pH值至健康饮用水的范围内。加药罐内部设置搅拌装置，用于快速混合加入加药罐的药剂，提高加药效率。加药罐内的水经第三增压泵增压输出至中空纤维膜过滤装置。消毒副产物主要包括三卤甲烷、卤乙酸和可能的三氯乙醛氢氧化物。现有技术中的中空纤维膜对这三种消毒副产物的前体物的平均截留率分别为97%、94%和86%。能够极大程度的截留加药罐内加入药品时的残留物，从而进一步确保水处理性能的安全可靠。经过上述处理步骤后的水分最终进入净水存储罐内存储以待使用，同时由水质检测仪对水质进行最终的检测；并且，所述原水沉淀罐内同样设置水质检测仪，以便于工作人员判断处理前后的水质变化情况，并判断处理后的水分能否直接饮用，若工作人员根据水质检测结果判断不能直接饮用，则可对净水存储罐内的水分再次进行上述处理，直至满足饮用要求。本发明能够适用于地下水、海水、雨水、河流水等多种野外水分的深度处理，同时利用太阳能发电节能环保，各罐体大小根据具体使用情况具体设置，从而便于偏远地区的使用，同时也能方便野外工作人员将其拆装后放在车上即能实现轻松的携带。

优选的，所述超滤膜过滤装置的过滤膜为无机陶瓷膜。无机陶瓷膜对于有机溶剂、腐蚀气体和微生物侵蚀表现良好的稳定性。机械强度高，耐高压，有良好的耐磨、耐冲刷性能；孔径分布窄，分离性能好，渗透量大，可反复清洗再生，使用寿命长，从而便于提高本发明在偏远地区与野外的使用寿命。

优选的，所述纳滤膜过滤装置的过滤膜为聚酰胺纳滤膜。现有的聚酰胺材质的纳滤膜截留溶解盐类的能力较其他纳滤膜更高，能够有效去除地表水中的有机物和色素、地下水中的硬度及镭。

进一步的，所述净水存储罐外侧设置有无线通讯模块，所述无线通讯模块的接收端与水质检测仪电连接。即是通过无线通讯模块将水质检测仪的检测结果向外发送，便于工作人员远程监控水质情况，实现对水质情况的远程掌控。

进一步的，所述太阳能电池板与蓄电池之间串联充电控制器。充电控制器用于保护蓄电池、防止过量充电蓄电池受损。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种利用光伏太阳能资源进行水处理的处理站结构，采用钢结构厂房，极大的方便了在偏远地区架设处理站；并且回收无污染，质量轻，利于野外的搬运与移动；太阳能电池板设置在钢结构厂房顶部的平板上，平板固定在齿轮上，齿轮能够在钢结构厂房顶部进行转动，从而带动平板以及平板上铺设的太阳能电池板进行转动；所述齿轮通过链条与蜗杆蜗轮进行连接，蜗杆蜗轮设置在厂房顶面一侧边边缘处，通过蜗杆蜗轮实现厂房顶面的齿轮、和厂房侧面的转轮的换向联动；本发明利用太阳能电池板吸收太阳能进行发电，从而解决野外电力不通或柴油携带不足的问题，同时达到节能环保的效果；通过纯机械式的调节方式、使用人力即能对太阳能电池板的方向进行调整，实现通过人力即能调整太阳能电池板所朝方向的效果；

2、本发明一种利用光伏太阳能资源进行水处理的处理站结构，通过管路依次连接的原水沉淀罐、第一增压泵、超滤膜过滤装置、第二增压泵、纳滤膜过滤装置、加药罐、第三增压泵、中空纤维膜过滤装置、净水存储罐，适用于地下水、海水、雨水、河流水等多种野外水的深度处理，便于偏远地区的使用，同时也能方便野外工作队将其拆装后放在车上即能实现轻松的携带。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例钢结构厂房的外部结构示意图；

图2为的本发明具体实施中水处理系统的连接关系示意图；

图3为本发明具体实施例中加药罐的结构示意图；

图4为本发明具体实施例中的电路连接示意图。

其中：1-原水沉淀罐，2-第一增压泵，3-超滤膜过滤装置，4-第二增压泵， 5-纳滤膜过滤装置，6-加药罐，61-加料，62-搅拌装置，7-第三增压泵，8-中空纤维膜过滤装置，9-净水存储罐，10-无线通讯模块，11-太阳能电池板，12-钢结构厂房；13-齿轮，14-平板，15-转轮，16-连杆，17-蜗杆蜗轮，18-链条。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1至图4所示的一种利用光伏太阳能资源进行水处理的处理站结构，包括钢结构厂房12，述钢结构厂房12顶部中心位置固定水平转动的齿轮13，齿轮13上固定连接平板14，太阳能电池板11铺设在平板14上；所述厂房2顶面一侧边边缘处设置有蜗杆蜗轮17，齿轮13与蜗杆蜗轮17之间通过链条18传动；所述蜗杆蜗轮17的下方设置有一个水平转动的转轮15，转轮15中心固定竖直的连杆16，连杆16上端与蜗杆蜗轮17相连；所述钢结构厂房12内部设置蓄电池、逆变器，所述太阳能电池板11、蓄电池、逆变器依次串联，所述蓄电池用于为钢结构厂房12内所有用电设备供电；所述钢结构厂房12内设置水处理系统，所述水处理系统包括通过管路依次连接的原水沉淀罐1、第一增压泵2、超滤膜过滤装置3、第二增压泵4、纳滤膜过滤装置5、加药罐6、第三增压泵7、中空纤维膜过滤装置8、净水存储罐9；所述原水沉淀罐1的出液端设置有20目滤网；所述加药罐6上方设置加料口61，加药罐6内部设置搅拌装置62；所述原水沉淀罐1、净水存储罐9内均设置水质检测仪。所述超滤膜过滤装置3的过滤膜为无机陶瓷膜。所述纳滤膜过滤装置5的过滤膜为聚酰胺纳滤膜。所述净水存储罐9外侧设置有无线通讯模块10，所述无线通讯模块10的接收端与水质检测仪电连接。所述太阳能电池板11与蓄电池之间串联充电控制器。

本实施例采用钢结构厂房12，搬移方便，回收无污染，还质量轻，利于野外的搬运与移动。太阳能电池板11设置在钢结构厂房12顶部的平板14上，平板14固定在齿轮13上，齿轮13能够在钢结构厂房12顶部进行转动，从而带动平板14以及平板14上铺设的太阳能电池板11进行转动。所述齿轮13通过链条18与蜗杆蜗轮进行连接，蜗杆蜗轮设置在钢结构厂房12顶面一侧边边缘处，通过蜗杆蜗轮实现厂房顶面的齿轮13、和厂房侧面的转轮15的换向联动。水平转动的转轮15设置在蜗杆涡轮17的下方，即位于钢结构厂房12侧面，通过人力转动所述转轮15，即能带动蜗杆涡轮17进行转动，从而带动链条18传动，再由链条18带动所述齿轮13的转动，从而带动平板14以及平板14上铺设的太阳能电池板11进行转动，实现通过人力即能调整太阳能电池板11所朝方向的效果，避免了还需要通过电力驱动进行调整，节约了太阳能电池板11转化而来的电能，将更多的电能用于其他需要使用的地方。本发明利用太阳能电池板11吸收太阳能进行发电，从而解决野外电力不通或柴油携带不足的问题，利用野外无尽的太阳能资源，避免需要携带大量的柴油及柴油发电机，同时达到节能环保的效果。太阳能电池板11将太阳能转换为电能后输送至蓄电池进行储存，在需要使用电能时，再通过逆变器将蓄电池输出的直流电转化为交流电，供水处理的用电设备使用。太阳能电池板11将太阳能转换为电能后输送至蓄电池进行储存，在需要使用电能时，再通过逆变器将蓄电池输出的直流电转化为交流电，供水处理的用电设备使用。钢结构厂房内的水处理设备包括用于沉淀待处理原水的原水沉淀罐1，原水沉淀罐1的出液端设置有20目滤网。用以过滤颗粒杂物，避免进入后续增压泵中影响水泵上水性能。原水沉淀罐1内的水经第一增压泵2增压输送至超滤膜过滤装置3，实现第一步净化处理过程。从超滤膜过滤装置3中输出的水分压力已经极大降低，因此设置第二增压泵4，对处理过程中的水进行增压并输送至纳滤膜过滤装置5，通过纳滤膜能够高效的去除地下水、海水中的重金属离子、钙、镁二价离子等。经纳滤膜过滤装置5过滤的水分进入加药罐6内，工作人员可以根据需要通过加药罐6上方的加料口61加入各种处理剂。加药罐6内部设置搅拌装置62，用于快速混合加入加药罐6的药剂，提高加药效率。加药罐6内的水经第三增压泵7增压输出至中空纤维膜过滤装置8。经过上述处理步骤后的水分最终进入净水存储罐9内存储以待使用，同时由水质检测仪对水质进行最终的检测；并且，所述原水沉淀罐1内同样设置水质检测仪，以便于工作人员远程判断处理前后的水质变化情况，并判断处理后的水分能否直接饮用。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种利用光伏太阳能资源进行水处理的处理站结构，其特征在于：包括钢结构厂房（12），所述钢结构厂房（12）顶部中心位置固定水平转动的齿轮（13），齿轮（13）上固定连接平板（14），太阳能电池板（11）铺设在平板（14）上；所述厂房（2）顶面一侧边边缘处设置有蜗杆蜗轮（17），齿轮（13）与蜗杆蜗轮（17）之间通过链条（18）传动；所述蜗杆蜗轮（17）的下方设置有一个水平转动的转轮（15），转轮（15）中心固定竖直的连杆（16），连杆（16）上端与蜗杆蜗轮（17）相连；

所述钢结构厂房（12）内部设置蓄电池、逆变器，所述太阳能电池板（11）、蓄电池、逆变器依次串联，所述蓄电池用于为钢结构厂房（12）内所有用电设备供电；所述钢结构厂房（12）内设置水处理系统，所述水处理系统包括通过管路依次连接的原水沉淀罐（1）、第一增压泵（2）、超滤膜过滤装置（3）、第二增压泵（4）、纳滤膜过滤装置（5）、加药罐（6）、第三增压泵（7）、中空纤维膜过滤装置（8）、净水存储罐（9）；所述原水沉淀罐（1）的出液端设置有20目滤网；所述加药罐（6）上方设置加料口（61），加药罐（6）内部设置搅拌装置（62）；所述原水沉淀罐（1）、净水存储罐（9）内均设置水质检测仪。

2.根据权利要求1所述的一种利用光伏太阳能资源进行水处理的处理站结构，其特征在于：所述超滤膜过滤装置（3）的过滤膜为无机陶瓷膜。

3.根据权利要求1所述的一种利用光伏太阳能资源进行水处理的处理站结构，其特征在于：所述纳滤膜过滤装置（5）的过滤膜为聚酰胺纳滤膜。

4.根据权利要求1所述的一种利用光伏太阳能资源进行水处理的处理站结构，其特征在于：所述净水存储罐（9）外侧设置有无线通讯模块（10），所述无线通讯模块（10）的接收端与水质检测仪电连接。

5.根据权利要求1所述的一种利用光伏太阳能资源进行水处理的处理站结构，其特征在于：所述太阳能电池板（11）与蓄电池之间串联充电控制器。