CN107226577A - 基于太阳能和风能的污水处理系统及其处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于太阳能和风能的污水处理系统及其处理方法，属于污水处理技术领域。该处理系统包括太阳能电池、风力发电机、风光互补控制器、蓄电池、鼓风机、污水处理系统，太阳能电池和风力发电机分别连接于风光互补控制器，太阳能电池和风力发电机分别通过风光互补控制器为蓄电池充电，蓄电池用于储存电能并向鼓风机供电，使得，鼓风机处于工作状态，鼓风机用于为污水处理系统提供曝气所需气源。该处理方法基于该处理系统而实现。其中，由于太阳能和风能为可再生、永久性、清洁型能源，其能够节约大量市电，在有效地降低污水处理的成本的同时，能够避免产生废渣、废水、废气和噪声污染。

Description

基于太阳能和风能的污水处理系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种基于太阳能和风能的污水处理系统及其处理方法。
背景技术
目前生物处理时污水处理的主要方法，可以分为活性污泥法和生物膜法。活性污泥法优于技术成熟，设备可靠，在大型污水处理中得到广泛应用，但再小型污水处理方面存在运行不稳定的问题，工艺较为复杂、技术要求较高且能耗也比较高，难以在经济发展落后地区，尤其是零星分布的小城镇、住宅小区、旅游景点及广大的农村地区推广应用。
生物过滤技术利用生长在滤池中滤料表面的微生物处理污水，具有微生物生物量大，结构稳定和生物多样性好的特点，因此它的水力负荷和抗冲击负荷能力都很强，可以很好的适应负荷不稳定、水质变化大的农村生活污水、住宅小区、旅游景点的污水处理。
传统的快速渗滤污水处理系统是污水土地处理技术的一种。它选用渗透性好的天然砂土地作为快渗池场地，把污水布在快渗池上，通过污水下渗土层时产生复杂的物理、化学和生物作用使污水得到净化。由于生物量大，要求反应器有较强的充氧效果，特别是在具有硝化功能时对供氧量的需求进一步加大，传统的自然通风已无法满足要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于太阳能和风能的污水处理系统，其着眼于处理效果好、能耗低、投资和运行费用低、操作方便、维护简单，适用于小城镇、住宅小区、旅游景点及广大的农村地区从而更加适于实用。
为了达到上述目的，本发明提供的基于太阳能和风能的污水处理系统的技术方案如下：
本发明提供的基于太阳能和风能的污水处理系统包括太阳能电池、风力发电机、风光互补控制器、蓄电池、鼓风机、污水处理系统，
所述太阳能电池和风力发电机分别连接于所述风光互补控制器，
所述太阳能电池和风力发电机分别通过所述风光互补控制器为所述蓄电池充电，
所述蓄电池用于储存电能并向所述鼓风机供电，使得，所述鼓风机处于工作状态，
所述鼓风机用于为所述污水处理系统提供曝气所需气源。
本发明提供的基于太阳能和风能的污水处理系统还可采用以下技术措施进一步实现。
作为优选，所述污水处理系统包括调节池、快渗池、出水池、进水口、出水口、第一闸门、第二闸门、引水渠、第一填料、第二填料、曝气机构和曝气池，
所述进水口开设在所述调节池的一侧，所述调节池的另一侧通过所述第一闸门能够与所述快渗池连通，所述快渗池通过所述引水渠与所述出水池的一侧连通，所述出水口设置于所述出水池的另一侧；
所述引水渠设置于所述快渗池底部；
所述调节池的最低点低于所述引水渠的最低点；
所述出水池的最低点低于所述引水渠的最低点；
所述第一填料填塞于所述快渗池中，所述第二填料填塞于所述引水渠中，其中，所述第一填料用于对渗入其中的水进行过滤；所述第二填料用于对流经其中的水进行引流，和，支撑所述第一填料；
所述调节池的另一侧还通过所述第二闸门能够与所述曝气池连通；
所述曝气池设置于所述引水渠底部；
所述曝气机构用于向所述曝气池散布用于硝化的气体。
作为优选，所述第一填料选自大理石砂、细沙、沸石中的一种或者几种。
作为优选，所述第二填料选自第一种砾石。
作为优选，所述第一种砾石的粒径取值范围为32mm～64mm。
作为优选，所述污水处理系统还包括生态植被和土壤层，所述土壤层布设在所述第一填料上部，所述生态植被种植于所述土壤层上。
作为优选，所述生态植被选自根系发达、植株高大的生态植被。
作为优选，所述曝气机构包括曝气管和曝气头，通过所述曝气管，能够向所述曝气头输送用于硝化的气体。
作为优选，所述曝气池内填充有第三填料，所述第三填料用于形成迷宫通路。
作为优选，所述第三填料选自第二种砾石，所述第二种砾石的粒径取值范围为16mm～32mm。
本发明提供的基于太阳能和风能的污水处理系统包括太阳能电池、风力发电机、风光互补控制器、蓄电池、鼓风机、污水处理系统，太阳能电池和风力发电机分别连接于风光互补控制器，太阳能电池和风力发电机分别通过风光互补控制器为蓄电池充电，蓄电池用于储存电能并向鼓风机供电，使得，鼓风机处于工作状态，鼓风机用于为污水处理系统提供曝气所需气源。其中，由于太阳能和风能为可再生、永久性、清洁型能源，其能够节约大量市电，在有效地降低污水处理的成本的同时，能够避免产生废渣、废水、废气和噪声污染。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的基于太阳能和风能的污水处理系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种基于太阳能和风能的污水处理系统及其处理方法，从而更加适于实用。
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的基于太阳能和风能的污水处理系统及其处理方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。
实施例一
参见附图1，本发明实施例提供的基于太阳能和风能的污水处理系统包括太阳能电池、风力发电机、风光互补控制器、蓄电池、鼓风机、污水处理系统1，太阳能电池和风力发电机分别连接于风光互补控制器，太阳能电池和风力发电机分别通过风光互补控制器为蓄电池充电，蓄电池用于储存电能并向鼓风机供电，使得，鼓风机处于工作状态，鼓风机用于为污水处理系统1提供曝气所需气源。
本发明实施例提供的基于太阳能和风能的污水处理系统包括太阳能电池、风力发电机、风光互补控制器、蓄电池、鼓风机、污水处理系统1，太阳能电池和风力发电机分别连接于风光互补控制器，太阳能电池和风力发电机分别通过风光互补控制器为蓄电池充电，蓄电池用于储存电能并向鼓风机供电，使得，鼓风机处于工作状态，鼓风机用于为污水处理系统1提供曝气所需气源。其中，由于太阳能和风能为可再生、永久性、清洁型能源，其能够节约大量市电，在有效地降低污水处理的成本的同时，能够避免产生废渣、废水、废气和噪声污染。
其中，污水处理系统1包括调节池4、快渗池5、出水池9、进水口2、出水口3、第一闸门6、第二闸门11、引水渠7、曝气机构、曝气池2，第一填料、第二填料，进水口2开设在调节池4的一侧，调节池4的另一侧通过第一闸门6能够与快渗池5连通，快渗池5通过引水渠7与出水池9的一侧连通，出水口3设置于出水池9的另一侧；引水渠7设置于快渗池5底部；调节池4的最低点低于引水渠7的最低点；出水池9的最低点低于引水渠7的最低点；第一填料填塞于快渗池5中，第二填料填塞于引水渠7中，其中，第一填料用于对渗入其中的水进行过滤，第二填料用于对流经其中的水进行引流，和，支撑第一填料；调节池4的另一侧还通过第二闸门11能够与曝气池12连通；曝气池12设置于引水渠7底部；曝气机构用于向曝气池12散布供生态植被10硝化的气体。
该污水处理系统1包括调节池4、快渗池5、出水池9、进水口2、出水口3、第一闸门6、引水渠7、第一填料、第二填料，进水口2开设在调节池4的一侧，调节池4的另一侧通过第一闸门6能够与快渗池5连通，快渗池5通过引水渠7与出水池9的一侧连通，出水口3设置于出水池9的另一侧；引水渠7设置于快渗池5底部；调节池4的最低点低于引水渠7的最低点；出水池9的最低点低于引水渠7的最低点；第一填料填塞于快渗池5中，第二填料填塞于引水渠7中，其中，第一填料用于对渗入其中的水进行过滤，第二填料用于对流经其中的水进行引流，和，支撑第一填料。应用该生活污水渗滤组合处理系统时，调节池4中的生活污水通过第一闸门6进入到快渗池5中，其能够对生活污水进行过滤，达到对生活污水进行渗滤、净化的目的，经过过滤后的生活污水通过引水渠7能够到达出水池9，并最终经由出水口3排出，备用。本发明提供的生活污水渗滤组合处理系统尤其适用于水质污染物和有机物浓度较低的被污染水。该污水处理系统在北方冰冻时期运行时，由于冰冻期时快渗池5冰冻线以上会结冰，冬季芦苇根系复氧能力较差，为维持系统的正常运行，需进行少量的布气，以满足硝化功能时对供氧量的需求，在引入曝气机构后，能够有效地克服该缺陷。本实施例中，标号8表示引水渠7与出水池9之间的过渡接头。
其中，第一填料选自大理石砂、细沙、沸石中的一种或者几种。该填料吸附性能好，能为微生物的附着生长提供大量的比表面积；使污水以液膜状态流过生物膜；有足够的孔隙率，透气性好，能够保证氧气的供给；有较好的化学稳定性；对微生物的生长无不利影响；原料广泛，价廉易得。
其中，第二填料选自第一种砾石。其在提供迷宫通路的同时，由于其硬度较大，能够对第一填料起到更好的支撑作用，以避免第一填料垮塌。本实施例中，第一种砾石的粒径取值范围为32mm～64mm。该第一种砾石的粒径较大，比表面积较小，但是，并不影响其供经过渗滤的水通过的作用，而且，能够对第一填料具有更好的支撑作用。
其中，生活污水渗滤组合处理系统1还包括生态植被10和土壤层，土壤层布设在第一填料上部，生态植被10种植于土壤层上。应用该生态植被10，能够增加快渗池的氧传输量。
其中，生态植被10选自根系发达、植株高大的生态植被。本实施例中，生态植被10选自芦苇、香蒲等。
其中，曝气机构包括曝气管13和曝气头15，通过曝气管13，能够向曝气头15输送供生态植被10硝化的气体。本实施例中，曝气头15为盘式曝气头，多个曝气头15连接于一托盘14上，使得曝气头15能够均布在托盘14上。曝气池12出水进入快渗池5冰冻线以下区域，进一步净化水质，快渗池5下部无曝气池12部分形成缺氧区，以污水中的有机物为碳源执行反硝化功能。由于整个反应器的混合状态较佳，经过好氧生物膜降解后生成的低碳有机物可以作为缺氧区的电子供体，而且硝化带来的酸度也可以很快被中和，利于反硝化反应的进行。好氧生物膜和缺氧区在不同的空间分布有利于不同菌群发挥最好的作用。整个反应器占地面积小，便于操作管理，能过达到去除有机物和脱氮的功能。缺氧区出水进入集水渠，进入出水池，由排水管排出。
其中，曝气池12内填充有第三填料，第三填料用于形成迷宫通路。其能够达到均布曝气气体的作用。本实施例中，第三填料选自第二种砾石，第二种砾石的粒径取值范围为16mm～32mm，曝气气体可以是空气。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于太阳能和风能的污水处理系统，其特征在于，包括太阳能电池、风力发电机、风光互补控制器、蓄电池、鼓风机、污水处理系统，
所述太阳能电池和风力发电机分别连接于所述风光互补控制器，
所述太阳能电池和风力发电机分别通过所述风光互补控制器为所述蓄电池充电，
所述蓄电池用于储存电能并向所述鼓风机供电，使得，所述鼓风机处于工作状态，
所述鼓风机用于为所述污水处理系统提供曝气所需气源。
2.根据权利要求1所述的基于太阳能和风能的污水处理系统，其特征在于，所述污水处理系统包括调节池、快渗池、出水池、进水口、出水口、第一闸门、第二闸门、引水渠、第一填料、第二填料、曝气机构和曝气池，
所述进水口开设在所述调节池的一侧，所述调节池的另一侧通过所述第一闸门能够与所述快渗池连通，所述快渗池通过所述引水渠与所述出水池的一侧连通，所述出水口设置于所述出水池的另一侧；
所述引水渠设置于所述快渗池底部；
所述调节池的最低点低于所述引水渠的最低点；
所述出水池的最低点低于所述引水渠的最低点；
所述第一填料填塞于所述快渗池中，所述第二填料填塞于所述引水渠中，其中，所述第一填料用于对渗入其中的水进行过滤；所述第二填料用于对流经其中的水进行引流，和，支撑所述第一填料；
所述调节池的另一侧还通过所述第二闸门能够与所述曝气池连通；
所述曝气池设置于所述引水渠底部；
所述曝气机构用于向所述曝气池散布用于硝化的气体。
3.根据权利要求2所述的基于太阳能和风能的污水处理系统，其特征在于，所述第一填料选自大理石砂、细沙、沸石中的一种或者几种。
4.根据权利要求2所述的基于太阳能和风能的污水处理系统，其特征在于，所述第二填料选自第一种砾石。
5.根据权利要求4所述的基于太阳能和风能的污水处理系统，其特征在于，所述第一种砾石的粒径取值范围为32mm～64mm。
6.根据权利要求2所述的基于太阳能和风能的污水处理系统，其特征在于，还包括生态植被和土壤层，所述土壤层布设在所述第一填料上部，所述生态植被种植于所述土壤层上；
作为优选，所述生态植被选自根系发达、植株高大的生态植被。
7.根据权利要求2所述的基于太阳能和风能的污水处理系统，其特征在于，所述曝气机构包括曝气管和曝气头，通过所述曝气管，能够向所述曝气头输送用于硝化的气体。
8.根据权利要求2所述的基于太阳能和风能的污水处理系统，其特征在于，所述曝气池内填充有第三填料，所述第三填料用于形成迷宫通路。
9.根据权利要求8所述的基于太阳能和风能的污水处理系统，其特征在于，所述第三填料选自第二种砾石，所述第二种砾石的粒径取值范围为16mm～32mm。
10.一种基于太阳能和风能的污水处理方法，其特征在于，基于权利要求1～9中任一所述的处理系统而实现。
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