CN112479354A - 一种太阳能热力循环污水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能热力循环污水处理装置，该污水处理装置包括槽式太阳能、补气箱、曝气箱、增温箱、沉降箱，所述槽式太阳能与补气箱转动连接，所述曝气箱一端与补气箱管道连接，曝气箱另一端与增温箱管道连接，所述增温箱另一端与沉降箱管道连接。槽式太阳能通过高温蒸汽为补气箱提供抽取外界空气的动力，并再次通过高温蒸汽为发电机提供发电动力，曝气箱通过补气箱提供空气对污水进行曝气，为微生物处理污水提供更多的氧气，同时，增温箱利用高温蒸汽的热量对污水进行加温，提高微生物在水中的活性，提高污水处理效率，本发明具有高效处理污水的效果。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种太阳能热力循环污水处理装置。
背景技术
随着我国城镇化进程的不断推进，水污染的问题也日益突显，但由于我国各地区存在自然条件、生活习惯和经济发展等方面的差异性，因此需要根据不同地区的具体现状制定不同的方案，而考虑各地区不同的水质、水量和排放去向等因地制宜的确定污水处理技术，无疑增加了工作量和处理难度和资金投入。
随着水污染问题的日益突显，近年来，利用微藻和细菌两类生物之间的生理功能协同作用来净化污水的方法受到了广泛关注。微生物可将废水中含碳有机物降解为二氧化碳和水，二氧化碳可作为微藻的重要碳源，促进微藻的光合作用，而且微生物代谢产物可被吸收转化为微藻的细胞物质。微藻在光合作用过程中释放出一定量的氧气供细菌利用，以这种方式增加溶解氧更容易被细菌利用，经济高效。氮、磷是微生物和微藻生长必要的营养元素，所以，藻菌生物膜污水处理技术具有较高的氮磷去除率。
但在污水处理过程中还会产生大量的剩余污泥，并且其产生量一般为污水处理量的0.3～0.5％，污泥处理的投资和运行费用巨大，约占整个废水厂投资及运行费用的25～65％，此外这些污泥一般富含有机物、病菌等，若不加以妥善处理而随意堆放，将对周围环境产生新的污染。
这就还需要借助于微生物载体的使用，开发新工艺。这类的研究有：膜生物反应器、淹没式生物膜技术、生物流化床等。膜生物反应器由于膜组件延长了污泥在系统内的停留时间，使得产泥系数低，但是膜污染和成本问题制约该技术的推广。而淹没式生物膜技术采用固定式载体，增加了原生动物和后生动物在曝气池中的数量，有效地减少了剩余污泥的产量。
并且，近年来，磁场对污水生物降解的影响效果已经受到了越来越多的关注，不少研究表明磁场作用可以大大提高废水生物降解的效率，有利于提高污水生物处理效率，改善生化处理设施占地面积大的缺点。
现有的生物膜法污水处理技术使用电能驱动，能源消耗较大；温度影响藻、菌的代谢，从而影响污水处理效率和稳定性。目前的菌藻处理装置在污水处理过程中，容易受温度影响，污水处理效率不高，性能稳定性差，严重制约了该技术的推广和应用。特别是北方，由于气候的因素直接影响着反应器的运行，内部温度无法保持恒定，影响着其运行的稳定性，无法保证其在最佳条件下进行反应。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能热力循环污水处理装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种太阳能热力循环污水处理装置，该污水处理装置包括槽式太阳能、补气箱、曝气箱、增温箱、沉降箱，所述槽式太阳能与补气箱转动连接，所述曝气箱一端与补气箱管道连接，曝气箱另一端与增温箱管道连接，所述增温箱另一端与沉降箱管道连接，所述沉降箱通过生物膜对污水进行净化。槽式太阳能通过高温蒸汽为补气箱提供抽取外界空气的动力，并再次通过高温蒸汽为发电机提供发电动力，曝气箱通过补气箱提供空气对污水进行曝气，为微生物处理污水提供更多的氧气，同时，增温箱利用高温蒸汽的热量对污水进行加温，提高微生物在水中的活性，提高污水处理效率，本发明具有高效处理污水的效果。
所述增温箱上方设置有蒸汽箱、补气箱，所述蒸汽箱与槽式太阳能管道连接，蒸汽箱与补气箱轴连接，蒸汽箱一侧轴连接有发电机，蒸汽箱与增温箱管道连接，所述补气箱与曝气箱管道连接。蒸汽箱与槽式太阳能连接，蒸汽箱与补气箱均为转子发电机的结构，当槽式太阳能产生的高温增气进入到蒸汽箱中时，转子在高温高压蒸汽的驱动下在蒸汽箱中进行转动，并带动蒸汽箱上的转轴转动，蒸汽箱为补气箱内部转子的转动提供动力，并为发电机的转动提供动力，补气箱在蒸汽箱的带动下对外界的空气进行抽取，并将空气传输到曝气箱中，使污水增加氧气含量，发电机通过槽式太阳能的蒸汽进行发电，并为螺线管产生磁场提供电力。
所述曝气箱上方设置有总气管，曝气箱内部设置有若干组曝气管，所述总气管一端与补气箱管道连接，总气管与若干组曝气管管道连接，若干组所述曝气管呈树枝状，所述曝气箱一侧上端设置有出水口，曝气箱通过出水口与增温箱管道连接。总气管连接补气箱，使补气箱提供的空气均匀的进入到各个曝气管中，曝气管呈树枝状，增大与污水的接触面积，提高对污水的补气效果，污水补充氧气在污水增温之前，进而避免温度上升降低氧气在污水中的溶解度，出水口位于曝气箱一侧的上端，进而延长污水在曝气箱中的曝气时间，提高污水中的氧气含量。
所述增温箱内部设置有若干组增温管，若干组所述增温管均呈蜂巢结构，若干组增温管上端连通并与蒸汽箱管道连接，若干组增温管下端连通并与槽式太阳能连通，增温箱与沉降箱管道连接。增温管与蒸汽箱连接，使得槽式太阳能产生的高温蒸汽进入到增温箱中，并通过增温箱对污水进行升温，进而提高微生物在污水中的活性，提高对污水处理的效率，并通过污水与增温管之间的冷热交换，使蒸汽凝结为水，从而使槽式太阳能可以循环提供热力，而且，槽式太阳能与增温管之间还连接有水泵，通过水泵对增温管中水的抽取，加快蒸汽在增温管中的流动速度，避免污水温度高度而降低微生物在污水中的活性，并通过快速流动的蒸汽使蒸汽箱出气口的一端产生负压，进而为蒸汽箱的转动提供助力。
所述沉降箱内部上端设置有增气箱，所述增气箱内部设置有螺旋管，所述螺旋管与发电机电性连接，增气箱下端设置有若干组滤管，若干组所述滤管均与增气箱连通。增气箱与沉降箱内部空间连通，当污水经过增温箱后，污水的含氧量会降低，而分解出来的氧气则会停留在沉降箱内部上方，而增气箱则将沉降箱内部的空气导流到滤管中，使滤管为微生物形成的生物膜提供氧气，螺线管在发电机提供的电力下产生磁场，且磁感应强度在200-400Gs之间，磁场对微生物产生影响，通过微生物磁效应提高微生物在污水中的活性，提高对污水的处理效率。
所述滤管包括套管、轴管，所述套管套设在轴管上，套管为滤网结构，所述轴管与增气箱管道连接，轴管上开设有若干组通气孔。呈滤网结构的套管为生物膜的形成提供载体，并通过滤网结构提高生物膜中微生物与氧气的接触面积，提高微生物的生存时间及活性，延缓生物膜的更替，轴管与增气箱连通，为生物膜内层的微生物提供氧气。
若干组所述滤管均为树根状结构。滤管为树根状结构，增加生物膜的面积，进而提高与污水的接触面积，提高对污水的净化效率，并且通过错乱的树根状滤管可以对污水中的杂物进行拦截，提高对污水的净化效果。
若干组所述通气孔倾斜设置在轴管上，通气孔在竖直方向上与轴管之间的角度为80°。通过倾斜角的设置，当轴管中通气空气时，方便空气将微生物挤压出通孔。
所述增气箱为滤网结构，所述螺线管内部轴向开设有通槽。增气箱内部有空气流动时，空气带走螺线管中的热量，并进入到滤管中，为微生物的生存提供良好的环境。
所述沉降箱侧端面上设置有出水管，所述出水管在沉降箱上的最高点低于增气箱的下端面。出水管低于增气箱，使增气箱中始终有空气，进而避免污水对螺线管的工作产生影响。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1、本发明中，以槽式太阳能作为动力来源，通过槽式太阳能产生的高温蒸汽对污水进行升温，为微生物以及微藻提供稳定的工作环境，同时，以高温高压蒸汽为动力，催动蒸汽箱进行转动，为发电机提供动力，解决能耗大的问题，并可以为周围居民提供生活用电。
2、本发明中，以蒸汽箱的转动为曝气箱提供动力，曝气箱通过补气箱提供空气对污水进行曝气，为微生物处理污水提供更多的氧气，同时，增温箱利用高温蒸汽的热量对污水进行加温，提高微生物在水中的活性，提高污水处理效率。
3、本发明中，曝气管呈树枝状，增大与污水的接触面积，提高对污水的补气效果，污水补充氧气在污水增温之前，进而避免温度上升降低氧气在污水中的溶解度，出水口位于曝气箱一侧的上端，进而延长污水在曝气箱中的曝气时间，提高污水中的氧气含量。
4、本发明中，当污水经过增温箱后，污水的含氧量会降低，而分解出来的氧气则会停留在沉降箱内部上方，而增气箱则将沉降箱内部的空气导流到滤管中，使滤管为微生物形成的生物膜提供氧气，螺线管在发电机提供的电力下产生磁场，且磁感应强度在200-400Gs之间，磁场对微生物产生影响，通过微生物磁效应提高微生物在污水中的活性，提高对污水的处理效率。
5、本发明中，滤管为树根状结构，增加生物膜的面积，进而提高与污水的接触面积，提高对污水的净化效率，并且通过错乱的树根状滤管可以对污水中的杂物进行拦截，提高对污水的净化效果。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的整体装置内部结构示意图；
图3是本发明的沉降箱左视图；
图4是本发明的滤管结构示意图。
图中：1、槽式太阳能；2、补气箱；3、曝气箱；4、增温箱；5、沉降箱；1-1、蒸汽箱；3-1、总气管；3-2、曝气管；4-1、增温管；5-1、增气箱；5-2、螺旋管；5-3、滤管；5-31、套管；5-32、滤管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供技术方案：一种太阳能热力循环污水处理装置，该污水处理装置包括槽式太阳能1、补气箱2、曝气箱3、增温箱4、沉降箱5，槽式太阳能1与补气箱2转动连接，曝气箱3一端与补气箱2管道连接，曝气箱3另一端与增温箱4管道连接，增温箱4另一端与沉降箱5管道连接，沉降箱5通过生物膜对污水进行净化。
增温箱4以及曝气箱3安装在沉降箱5的上方，而蒸汽箱1-1及补气箱2则安装在增温箱4的上方，其中，补气箱2由转子发电机和箱体组成，蒸汽箱1-1为转子发动机结构，蒸汽箱1-1与槽式太阳能1管道连接，蒸汽箱1-1的转轴与补气箱2的转轴进行轴连接，蒸汽箱1-1左侧轴连接有发电机，蒸汽箱1-1在槽式太阳能1提供的高温高压蒸汽的驱动下进行转动，并带动发电机和补气箱2进行转动，补气箱2通过转动抽取外界的空气，并通过管道灌输到曝气箱3中。
曝气箱3上方固定有总气管3-1，曝气箱3内部固定安装有若干组曝气管3-2，总气管3-1左端与补气箱2管道连接，总气管3-1下端与若干组曝气管3-2管道连接，若干组曝气管3-2呈树枝状，且曝气管3-2上开设有若干组通孔，且通孔均开设在曝气管3-2的背水面，曝气管3-2被污水直接冲击的一面为迎水面，进而防止污水中的杂质堵塞曝气管3-2上的通孔，曝气箱3上端面的右侧安装有进水管，曝气箱3左侧上端开设有出水口，且出水口外侧焊接有传输管，曝气箱3通过出水口及传输管与增温箱4管道连接，传输管与增温箱4上端面的右端连通。
增温箱4内部固定安装有若干组增温管4-1，若干组增温管4-1均呈蜂巢结构，通过蜂巢结构增加与污水的接触面积，提高与污水的冷热交换效率，使污水的温度上升，使得适合微生物活动的温度，进而提高微生物在污水中的活性，提高对污水处理的效率，若干组增温管4-1上端连通并与蒸汽箱1-1的出气口连通，若干组增温管4-1下端连通并与水泵的一端连接，水泵的另一端与槽式太阳能1连通，增温箱4与沉降箱5管道连接，并通过污水与增温管4-1之间的冷热交换，使蒸汽凝结为水，从而使槽式太阳能1可以循环提供热力，而且，槽式太阳能1与增温管4-1之间还连接有水泵，通过水泵对增温管4-1中水的抽取，加快蒸汽在增温管4-1中的流动速度，避免污水温度高度而降低微生物在污水中的活性，并通过快速流动的蒸汽使蒸汽箱1-1出气口的一端产生负压，进而为蒸汽箱1-1的转动提供助力。
沉降箱5上端面的左端开设有进水口，此进水口位于增温箱4下端面的左侧，沉降箱5内部上端固定有增气箱5-1，增气箱5-1为滤网结构，增气箱5-1内部设固定安装有螺旋管5-2，螺线管5-2内部轴向开设有通槽，螺旋管5-2与发电机电性连接，螺线管5-2在沉降箱5中产生磁场，用来提高微生物的活性，提高微生物对污水的处理效率。
增气箱5-1下端固定有若干组滤管5-3，增气箱5-1内部还安装有风机(图中未画出)，风机与若干组滤管5-3连通，风机抽取增气箱5-1中的空气并灌输到滤管5-3中，为生物膜内层的微生物提供氧气，进而提高生物膜对污水的处理效率，延长生物膜的更换频率，提高对微生物的利用。
进一步的，增气箱5-1中还设置有灯具(图中未画出)，灯具与发电机电性连接，为沉降箱5中的微藻提供光合作用所需要的光照，进而提高微藻产生氧气的能力，为微生物的生存提供氧气，提高对污水的处理效率。
滤管5-3包括套管5-31、轴管5-32，套管5-31套设在轴管5-32上，套管5-31上端与增气箱5-1下端面固定，套管5-31为滤网结构，滤网结构的套管5-31为生物膜的形成提供载体，并通过滤网结构提高生物膜中微生物与氧气的接触面积，提高微生物的生存时间及活性，轴管5-32上端与增气箱5-1下端面固定并与风机管道连接，轴管5-32上开设有若干组通气孔，若干组通气孔倾斜设置在轴管5-32上，通气孔在竖直方向上与轴管5-32之间的角度为80°，通过倾斜角的设置，当轴管5-32中通气空气时，方便空气将微生物挤压出通孔。
若干组滤管5-3均为树根状结构，滤管5-3为树根状结构，增加生物膜的面积，进而提高与污水的接触面积，提高对污水的净化效率，并且通过错乱的树根状滤管5-3可以对污水中的杂物进行拦截，提高对污水的净化效果。
沉降箱5右侧端面上固定安装有出水管，出水管在沉降箱5上的最高点低于增气箱5-1的下端面，出水管低于增气箱，使增气箱中始终有空气，进而避免污水对螺线管的工作产生影响。
沉降箱5的下端还设置有排污泥的管道，当积累到一定量的污泥需要进行排放处理时，污泥通过管道排放到沉降箱5的外侧，并进行另外的处理。
本发明的工作原理：
污水从曝气箱3上的进水管进入到曝气箱3内部，同时，槽式太阳能1通过太阳能对冷却水进行蒸发，使高温高压的蒸气进入到蒸气箱1-1中，使蒸气箱1-1带动发电机及补气箱2进行转动，发电机的转动为周围居民的生活用电提供电力，同时为灯具及螺线管5-2提供电力，而补气箱2则通过转动抽取外界的空气灌输到总气管3-1中，使总气管3-1将空气均匀的灌输到若干组曝气管3-2中。
到污水被灌输到曝气箱3中时，曝气管3-2对污水进行曝气，从而增加污水中的氧气含量，当污水的量达到一定程度时，污水通过传输管进入到增温箱4中，当污水流经增温管4-1处时，高温高压的蒸气流经增温管4-1，污水与若干组增温管4-1进行冷热交换，使增温管4-1中的蒸气冷凝成水，同时，污水的温度上升，为微生物和微藻提供良好的工作环境。
升温的污水进入到沉降箱5中，并在沉降箱5中停留一定的时间，进行污水处理，沉降箱5内部上端固定有增气箱5-1，增气箱5-1为滤网结构，增气箱5-1内部设固定安装有螺旋管5-2，螺线管5-2内部轴向开设有通槽，螺旋管5-2与发电机电性连接，螺线管5-2在沉降箱5中产生磁场，用来提高微生物的活性，提高微生物对污水的处理效率。
增气箱5-1下端固定有若干组滤管5-3，增气箱5-1内部还安装有风机，风机与若干组滤管5-3连通，风机抽取增气箱5-1中的空气并灌输到滤管5-3中，为生物膜内层的微生物提供氧气，进而提高生物膜对污水的处理效率，延长生物膜的更换频率，提高对微生物的利用。
进一步的，增气箱5-1中还设置有灯具，灯具与发电机电性连接，为沉降箱5中的微藻提供光合作用所需要的光照，进而提高微藻产生氧气的能力，为微生物的生存提供氧气，提高对污水的处理效率。
套管5-31上端与增气箱5-1下端面固定，套管5-31为滤网结构，滤网结构的套管5-31为生物膜的形成提供载体，并通过滤网结构提高生物膜中微生物与氧气的接触面积，提高微生物的生存时间及活性，轴管5-32上端与增气箱5-1下端面固定并与风机管道连接，轴管5-32上开设有若干组通气孔，若干组通气孔倾斜设置在轴管5-32上，通气孔在竖直方向上与轴管5-32之间的角度为80°，通过倾斜角的设置，当轴管5-32中通气空气时，方便空气将微生物挤压出通孔。
若干组滤管5-3均为树根状结构，滤管5-3为树根状结构，增加生物膜的面积，进而提高与污水的接触面积，提高对污水的净化效率，并且通过错乱的树根状滤管5-3可以对污水中的杂物进行拦截，提高对污水的净化效果。
沉降箱5右侧端面上固定安装有出水管，出水管在沉降箱5上的最高点低于增气箱5-1的下端面，出水管低于增气箱，使增气箱中始终有空气，进而避免污水对螺线管的工作产生影响。
当污水积累到一定的量以及经过处理后，处理后的污水通过出水管流出沉降箱5，从而完成对污水的处理。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能热力循环污水处理装置，其特征在于：该污水处理装置包括槽式太阳能(1)、补气箱(2)、曝气箱(3)、增温箱(4)、沉降箱(5)，所述槽式太阳能(1)与补气箱(2)转动连接，所述曝气箱(3)一端与补气箱(2)管道连接，曝气箱(3)另一端与增温箱(4)管道连接，所述增温箱(4)另一端与沉降箱(5)管道连接，所述沉降箱(5)通过生物膜对污水进行净化。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热力循环污水处理装置，其特征在于：所述增温箱(4)上方设置有蒸汽箱(1-1)、补气箱(2)，所述蒸汽箱(1-1)与槽式太阳能(1)管道连接，蒸汽箱(1-1)与补气箱(2)轴连接，蒸汽箱(1-1)一侧轴连接有发电机，蒸汽箱(1-1)与增温箱(4)管道连接，所述补气箱(2)与曝气箱(3)管道连接。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能热力循环污水处理装置，其特征在于：所述曝气箱(3)上方设置有总气管(3-1)，曝气箱(3)内部设置有若干组曝气管(3-2)，所述总气管(3-1)一端与补气箱(2)管道连接，总气管(3-1)与若干组曝气管(3-2)管道连接，若干组所述曝气管(3-2)呈树枝状，所述曝气箱(3)一侧上端设置有出水口，曝气箱(3)通过出水口与增温箱(4)管道连接。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能热力循环污水处理装置，其特征在于：所述增温箱(4)内部设置有若干组增温管(4-1)，若干组所述增温管(4-1)均呈蜂巢结构，若干组增温管(4-1)上端连通并与蒸汽箱(1-1)管道连接，若干组增温管(4-1)下端连通并与槽式太阳能(1)连通，增温箱(4)与沉降箱(5)管道连接。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能热力循环污水处理装置，其特征在于：所述沉降箱(5)内部上端设置有增气箱(5-1)，所述增气箱(5-1)内部设置有螺旋管(5-2)，所述螺旋管(5-2)与发电机电性连接，增气箱(5-1)下端设置有若干组滤管(5-3)，若干组所述滤管(5-3)均与增气箱(5-1)连通。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能热力循环污水处理装置，其特征在于：所述滤管(5-3)包括套管(5-31)、轴管(5-32)，所述套管(5-31)套设在轴管(5-32)上，套管(5-31)为滤网结构，所述轴管(5-32)与增气箱(5-1)管道连接，轴管(5-32)上开设有若干组通气孔。
7.根据权利要求6所述的一种太阳能热力循环污水处理装置，其特征在于：若干组所述滤管(5-3)均为树根状结构。
8.根据权利要求7所述的一种太阳能热力循环污水处理装置，其特征在于：若干组所述通气孔倾斜设置在轴管(5-32)上，通气孔在竖直方向上与轴管(5-32)之间的角度为80°。
9.根据权利要求8所述的一种太阳能热力循环污水处理装置，其特征在于：所述增气箱(5-1)为滤网结构，所述螺线管(5-2)内部轴向开设有通槽。
10.根据权利要求9所述的一种太阳能热力循环污水处理装置，其特征在于：所述沉降箱(5)侧端面上设置有出水管，所述出水管在沉降箱(5)上的最高点低于增气箱(5-1)的下端面。
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