CN109111053A - 一种使用绿色能源的一体化农村污水处理的工艺及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使用绿色能源的一体化农村污水处理的工艺及其装置，在厌氧反应池中使用厌氧颗粒污泥，在净化污水的同时，产生大量的沼气，之后回收沼气进行脱硫脱水处理，并利用沼气发电，给整个污水处理装置供电，使本设备不需要依赖外部电源供电，并合理利用再生资源发电，降低了处理成本，提高了污水的处理效率。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种使用绿色能源的一体化农村污水处理的工艺及其装置。
背景技术
自 19 世纪末 20 世纪初“集中式污水处理”理念提出至今，污水处理在水污染控制、保障公共卫生与健康等方面发挥了重要的作用。然而，越来越多的实践证明，现有污水处理技术在满足污水达标排放的同时，存在着问题转移等诸多弊端。例如，在美国，污水基础设施可占据公共电力使用的近 24%。虽然不同污水处理系统对能源的需求量不同，但一般而言，污水处理厂高达 30%的年运营成本通常用于工艺单元的动力能耗。这无疑给企业经济与生态环境带来了沉重的负担，当前技术中虽然有公开过利用沼气发电的污水处理装置，但其在使用沼气之前并未对沼气进行脱硫脱水处理，沼气中携带有大量的H2S和水蒸汽存在，加速了金属管道、阀门和流量计的腐蚀和堵塞。另外，H2S 燃烧后生成的SO2 ，与燃烧产物中的水蒸气结合成亚硫酸，使设备的金属表面产生腐蚀，并且还会造成对大气环境的污染，影响人体健康。因此，在使用沼气之前，必须脱除其中的H2S。
因此，研发一种能够解决上述问题的使用绿色能源的一体化农村污水处理的工艺及其装置是十分关键的。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种使用绿色能源的一体化农村污水处理的工艺，本发明的第二目的在于提供一种使用绿色能源的一体化农村污水处理的装置。
本发明的第一目的是这样实现的，包括以下步骤：
1）将污水穿过格栅倒入调节池中，调节池中的ph传感器将当前的ph值传输到投料控制器，投料控制器计算加碱或加酸量之后投料，使污水的ph值保持6.5-7.5；
2）通过调节池中的潜污泵，将污水输送至厌氧池中，与占池内总体积5%-8%的厌氧颗粒污泥发生厌氧反应，当厌氧池中水位超过总水位的70%时，污水通过排水孔流入好氧池中，开启曝气装置对污水进行好氧反应，当好氧池水位等于厌氧池水位时，开启好氧池中的回流泵，使污水回流至厌氧池，并通过沼气泵以50-75m3/h的速率收集所述厌氧反应中产生的沼气，使沼气通过脱硫脱水系统，将沼气中的硫化氢含量降至15mg/m3以下，水含量降至3%以下，之后将沼气通入沼气发电机以70-105kW的发电量，为整个一体化装置供电；
3）当好氧池与厌氧池中的水位均超过总水位的80%，打开阀门使污水流入消毒池，开启二氧化氯发生器对污水消毒，当消毒池中余氯量达到3-4g/t时，打开排水阀门，即可。
本发明的第二目的是这样实现的，包括调节池、厌氧池、好氧池、消毒池，其特征在于所述的调节池上方设有格栅和投料控制器，调节池底部设有潜污泵和ph传感器，潜污泵通过水管与厌氧池连接，ph传感器与投料控制器电连接，所述厌氧池上方设有沼气回收发电系统，厌氧池通过通孔与好氧池连接，所述好氧池底部设有回流泵，回流泵通过水管与厌氧池连接，好氧池中设有曝气管，曝气管一端设于好氧池的底部，另一端与鼓风机连接，好氧池通过阀门与消毒池连接，消毒池与二氧化氯发生器通过水射器连接，消毒池底部通过排水阀门与排污管道连接，所述沼气回收发电系统包括沼气泵、沼气储存罐、沼气脱硫装置、沼气脱水装置，沼气发电机，所述沼气泵、沼气储存罐、沼气脱硫装置、沼气脱水装置，沼气发电机通过玻璃钢管道依次连接，所述沼气发电机、潜污泵、沼气泵、回流泵、二氧化氯发生器、鼓风机、ph传感器、投料控制器均与供电器电连接。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本发明通过在厌氧反应池内收集沼气，并利用沼气发电，使本设备不需要依赖外部电源供电，并合理利用再生资源发电，降低了处理成本，提高了污水的处理效率。
2、本发明针对农村污水不同时段水质不同、ph不同的特点，设计了自动ph调节装置，减少了人力投入，也提高了ph调节的准确度。
3、本发明针对农村污水白天排放量大，夜间排放量小或无的特点，设置了时控开关，在不用人工看守的前提下，减少了机械消耗，增大了能源利用率。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图；
图中：1-格栅，2-沼气泵，3-沼气储存罐，4-沼气脱硫装置，5沼气脱水装置，6-沼气增压泵，7-沼气发电机，8-二氧化氯发生器，9-变压器，10-供电器，11-鼓风机，12-排污管道，13排水阀门，14消毒池，15-阀门，16-回流泵，17-好氧池，18-厌氧池，19-潜污泵，20-调节池，21-ph传感器，22-投料控制器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明所述使用绿色能源的一体化农村污水处理的工艺，包括以下步骤：
1）将污水穿过格栅倒入调节池中，调节池中的ph传感器将当前的ph值传输到投料控制器，投料控制器计算加碱或加酸量之后投料，使污水的ph值保持6.5-7.5；
2）通过调节池中的潜污泵，将污水输送至厌氧池中，与占池内总体积5%-8%的厌氧颗粒污泥发生厌氧反应，当厌氧池中水位超过总水位的70%时，污水通过排水孔流入好氧池中，开启曝气装置对污水进行好氧反应，当好氧池水位等于厌氧池水位时，开启好氧池中的回流泵，使污水回流至厌氧池，并通过沼气泵以50-75m3/h的速率收集所述厌氧反应中产生的沼气，使沼气通过脱硫脱水系统，将沼气中的硫化氢含量降至15mg/m3以下，水含量降至3%以下，之后将沼气通入沼气发电机以70-105kW的发电量，为整个一体化装置供电；
3）当好氧池与厌氧池中的水位均超过总水位的80%，打开阀门使污水流入消毒池，开启二氧化氯发生器对污水消毒，当消毒池中余氯量达到3-4g/t时，打开排水阀门，即可。
步骤（2）中所述的沼气泵上设有时控开关。
步骤（2）中所述时控开关22点至次日6点自动关闭，其余时间自动开启。
步骤（2）中所述的曝气装置的风量3m3/h，风压为30kpa。
步骤（2）中所述潜污泵扬程为10m-13m，流量为8-10m³/h。
步骤（2）中所述回流泵扬程为13m-15m，流量为6-8m³/h。
所述的使用绿色能源的一体化农村污水处理的装置，包括调节池20、厌氧池18、好氧池17、消毒池14，所述的调节池20上方设有格栅1和投料控制器22，调节池20底部设有潜污泵19和ph传感器21，潜污泵19通过水管与厌氧池18连接，ph传感器21与投料控制器22电连接，所述厌氧池18上方设有沼气回收发电系统，厌氧池18通过通孔与好氧池17连接，所述好氧池17底部设有回流泵16，回流泵16通过水管与厌氧池18连接，好氧池18中设有曝气管，曝气管一端设于好氧池18的底部，另一端与鼓风机11连接，好氧池18通过阀门15与消毒池14连接，消毒池14与二氧化氯发生器8通过水射器连接，消毒池14底部通过排水阀门13与排污管道12连接，所述沼气回收发电系统包括沼气泵2、沼气储存罐3、沼气脱硫装置4、沼气脱水装置5，沼气发电机7，所述沼气泵2、沼气储存罐3、沼气脱硫装置4、沼气脱水装置5，沼气发电机7通过玻璃钢管道依次连接，所述沼气发电机7、潜污泵19、沼气泵2、回流泵16、二氧化氯发生器8、鼓风机11、ph传感器21、投料控制器22均与供电器10电连接。
所述沼气脱水装置5与沼气发电机7之间的管道上设有沼气增压泵6。
所述沼气增压泵6与供电器10电连接。
所述沼气发电机7与供电器10之间的电路上设有变压器。
本发明的工作原理和工作过程：
沼气泵2通过时控开关开启后，将沼气收集至沼气储存罐3，当罐内沼气充满时，沼气将通入依次沼气脱硫装置4与沼气脱水装置5，沼气脱硫脱水进入沼气发电机7并开始发电，之后电经过变压器9后通入供电器10，开始为整个污水处理系统供电。
将污水穿过格栅1倒入调节池20中，调节池20中的ph传感器21将当前的ph值传输到投料控制器22，投料控制器22计算加碱或加酸量之后投料，使污水的ph值保持6.5-7.5，再通过调节池20中的潜污泵19，将污水输送至厌氧池18中，并与占池内总体积5%-8%的厌氧颗粒污泥发生厌氧反应，当厌氧池18中水位超过总水位的70%时，污水通过排水孔流入好氧池17中，开启曝气装置11对污水进行好氧反应，当好氧池17水位等于厌氧池18水位时，开启好氧池17中的回流泵16，使污水回流至厌氧池18。当好氧池17与厌氧池18中的水位均超过总水位的80%，打开阀门使污水流入消毒池14，开启二氧化氯发生器8对污水消毒，当消毒池14中余氯量达到3-4g/t时，打开排水阀门13排出处理后的水。
实施例1
1）将污水穿过格栅倒入调节池中，调节池中的ph传感器将当前的ph值传输到投料控制器，投料控制器计算加碱或加酸量之后投料，使污水的ph值保持6.5；
2）通过调节池中的潜污泵，将污水输送至厌氧池中，与占池内总体积5%的厌氧颗粒污泥发生厌氧反应，当厌氧池中水位超过总水位的70%时，污水通过排水孔流入好氧池中，开启曝气装置对污水进行好氧反应，当好氧池水位等于厌氧池水位时，开启好氧池中的回流泵，使污水回流至厌氧池，并通过沼气泵以50m3/h的速率收集所述厌氧反应中产生的沼气，使沼气通过脱硫脱水系统，将沼气中的硫化氢含量降至5mg/m3以下，水含量降至1%以下，之后将沼气通入沼气发电机以70kW的发电量，为整个一体化装置供电；所述的沼气泵上设有时控开关；所述时控开关22点至次日6点自动关闭，其余时间自动开启；
所述的曝气装置的风量3m³/h，风压为30kpa；所述潜污泵扬程为10m，流量为8m³/h；所述回流泵扬程为13m，流量为6m³/h。
3）当好氧池与厌氧池中的水位均超过总水位的80%，打开阀门使污水流入消毒池，开启二氧化氯发生器对污水消毒，当消毒池中余氯量达到3g/t时，打开排水阀门，即可。
实施例2
1）将污水穿过格栅倒入调节池中，调节池中的ph传感器将当前的ph值传输到投料控制器，投料控制器计算加碱或加酸量之后投料，使污水的ph值保持7；
2）通过调节池中的潜污泵，将污水输送至厌氧池中，与占池内总体积6.5%的厌氧颗粒污泥发生厌氧反应，当厌氧池中水位超过总水位的70%时，污水通过排水孔流入好氧池中，开启曝气装置对污水进行好氧反应，当好氧池水位等于厌氧池水位时，开启好氧池中的回流泵，使污水回流至厌氧池，并通过沼气泵以60m3/h的速率收集所述厌氧反应中产生的沼气，使沼气通过脱硫脱水系统，将沼气中的硫化氢含量降至10mg/m3以下，水含量降至2%以下，之后将沼气通入沼气发电机以90kW的发电量，为整个一体化装置供电；所述的沼气泵上设有时控开关；所述时控开关22点至次日6点自动关闭，其余时间自动开启；
所述的曝气装置的风量3m³/h，风压为30kpa；所述潜污泵扬程为11.5m，流量为9m³/h；所述回流泵扬程为14m，流量为7m³/h。
3）当好氧池与厌氧池中的水位均超过总水位的80%，打开阀门使污水流入消毒池，开启二氧化氯发生器对污水消毒，当消毒池中余氯量达到3.5g/t时，打开排水阀门，即可。
实施例3
1）将污水穿过格栅倒入调节池中，调节池中的ph传感器将当前的ph值传输到投料控制器，投料控制器计算加碱或加酸量之后投料，使污水的ph值保持7.5；
2）通过调节池中的潜污泵，将污水输送至厌氧池中，与占池内总体积8%的厌氧颗粒污泥发生厌氧反应，当厌氧池中水位超过总水位的70%时，污水通过排水孔流入好氧池中，开启曝气装置对污水进行好氧反应，当好氧池水位等于厌氧池水位时，开启好氧池中的回流泵，使污水回流至厌氧池，并通过沼气泵以75m3/h的速率收集所述厌氧反应中产生的沼气，使沼气通过脱硫脱水系统，将沼气中的硫化氢含量降至15mg/m3以下，水含量降至3%以下，之后将沼气通入沼气发电机以105kW的发电量，为整个一体化装置供电；所述的沼气泵上设有时控开关；所述时控开关22点至次日6点自动关闭，其余时间自动开启；
所述的曝气装置的风量3m³/h，风压为30kpa；所述潜污泵扬程为13m，流量为10m³/h；所述回流泵扬程为15m，流量为8m³/h。
3）当好氧池与厌氧池中的水位均超过总水位的80%，打开阀门使污水流入消毒池，开启二氧化氯发生器对污水消毒，当消毒池中余氯量达到4g/t时，打开排水阀门，即可。
Claims (10)
1.一种使用绿色能源的一体化农村污水处理的工艺，其特征在于包括以下步骤：
1）将污水穿过格栅倒入调节池中，调节池中的ph传感器将当前的ph值传输到投料控制器，投料控制器计算加碱或加酸量之后投料，使污水的ph值保持6.5-7.5；
2）通过调节池中的潜污泵，将污水输送至厌氧池中，与占池内总体积5%-8%的厌氧颗粒污泥发生厌氧反应，当厌氧池中水位超过总水位的70%时，污水通过排水孔流入好氧池中，开启曝气装置对污水进行好氧反应，当好氧池水位等于厌氧池水位时，开启好氧池中的回流泵，使污水回流至厌氧池，并通过沼气泵以50-75m3/h的速率收集所述厌氧反应中产生的沼气，使沼气通过脱硫脱水系统，将沼气中的硫化氢含量降至15mg/m3以下，水含量降至3%以下，之后将沼气通入沼气发电机以70-105kW的发电量，为整个一体化装置供电；
3）当好氧池与厌氧池中的水位均超过总水位的80%，打开阀门使污水流入消毒池，开启二氧化氯发生器对污水消毒，当消毒池中余氯量达到3-4g/t时，打开排水阀门，即可。
2.根据权利要求1所述的使用绿色能源的一体化农村污水处理的工艺，其特征在于步骤（2）中所述的沼气泵上设有时控开关。
3.根据权利要求2所述的使用绿色能源的一体化农村污水处理的工艺，其特征在于步骤（2）中所述时控开关22点至次日6点自动关闭，其余时间自动开启。
4.根据权利要求1所述的使用绿色能源的一体化农村污水处理的工艺，其特征在于步骤（2）中所述的曝气装置的风量3m3/h，风压为30kpa。
5.根据权利要求1所述的使用绿色能源的一体化农村污水处理的工艺，其特征在于步骤（2）中所述潜污泵扬程为10m-13m，流量为8-10m³/h。
6.根据权利要求1所述的使用绿色能源的一体化农村污水处理的工艺，其特征在于步骤（2）中所述回流泵扬程为13m-15m，流量为6-8m³/h。
7.一种根据权利要求1~6任一所述的使用绿色能源的一体化农村污水处理的装置，包括调节池（20）、厌氧池（18）、好氧池（17）、消毒池（14），其特征在于所述的调节池（20）上方设有格栅（1）和投料控制器（22），调节池（20）底部设有潜污泵（19）和ph传感器（21），潜污泵（19）通过水管与厌氧池（18）连接，ph传感器（21）与投料控制器（22）电连接，所述厌氧池（18）上方设有沼气回收发电系统，厌氧池（18）通过通孔与好氧池（17）连接，所述好氧池（17）底部设有回流泵（16），回流泵（16）通过水管与厌氧池（18）连接，好氧池（18）中设有曝气管，曝气管一端设于好氧池（18）的底部，另一端与鼓风机（11）连接，好氧池（18）通过阀门（15）与消毒池（14）连接，消毒池（14）与二氧化氯发生器（8）通过水射器连接，消毒池（14）底部通过排水阀门（13）与排污管道（12）连接，所述沼气回收发电系统包括沼气泵（2）、沼气储存罐（3）、沼气脱硫装置（4）、沼气脱水装置（5），沼气发电机（7），所述沼气泵（2）、沼气储存罐（3）、沼气脱硫装置（4）、沼气脱水装置（5），沼气发电机（7）通过玻璃钢管道依次连接，所述沼气发电机（7）、潜污泵（19）、沼气泵（2）、回流泵（16）、二氧化氯发生器（8）、鼓风机（11）、ph传感器（21）、投料控制器（22）均与供电器（10）电连接。
8.根据权利要求7所述的使用绿色能源的一体化农村污水处理的装置，其特征在于所述沼气脱水装置（5）与沼气发电机（7）之间的管道上设有沼气增压泵（6）。
9.根据权利要求7所述的使用绿色能源的一体化农村污水处理的装置，其特征在于所述沼气增压泵（6）与供电器（10）电连接。
10.根据权利要求7所述的使用绿色能源的一体化农村污水处理的装置，其特征在于所述沼气发电机（7）与供电器（10）之间的电路上设有变压器。
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