CN201093799Y - 太阳能与热泵联合的废水处理与热能回收装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了太阳能与热泵联合的废水处理与热能回收装置，它包括：(a)一个污水箱；(b)一个膜生物反应器；(c)一个热管换热器；(d)一个热泵机组；(e)一个太阳能集热器；(f)一个缓冲水箱。与采用本装置提高了综合效益；通过采用热管换热器，克服了传统换热器结垢及耗能的问题，通过热泵技术提高了热水温度；通过中高温太阳能技术实现了能量补充和温度提高；通过膜生物反应器技术实现了废水处理回用，并降低了预热器、热管换热器结垢的风险，通过膜生物反应器的前置(水池前)实现低温热水热能全回收，通过膜反应器的后置(先经过盘管换热器，在经过热泵吸热)顺利的实现中高温废水的处理净化过程。

Description

太阳能与热泵联合的废水处理与热能回收装置
技术领域
本实用新型涉及一种废水热能回收与处理装置，尤其涉及一种太阳能与热泵联合的废水处理与热能回收装置。
背景技术
工业生产过程废水及生活污水中含有大量的热能，同时此类废水也是宝贵的水资源。目前绝大部分这类废水未经任何处理就直接排放，给环境造成了严重污染，并造成了能源与水资源的极大浪费。近年来，关于废水热能回收及处理的技术有所发展，其现状是：
(1)热能回收与处理技术是分离的，未进行有效地整合集成，未实现热能资源、水资源的综合回收利用。
(2)两种技术均有许多缺陷，其中热能回收技术中，多采用板式、套管式、容积式等传统换热器换热技术，换热后温度低，不能直接使用。换热器防垢技术瓶颈未有有效突破，降低了换热器换热效率。传统的换热器需水泵驱动，能耗较高；在废水处理技术中，对中高温废水的处理需先强制降温后进行废水处理，增加了能耗并降低了生产效率。
(3)废水热回收技术中由于回收的热能不能满足新生产或生活中的需要，需利用传统锅炉进行补温。
发明内容
本实用新型的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种实现废水热能全部回收，并进行废水处理实现水的循环利用，利用太阳能集热技术弥补工业或生活过程中的热能损耗，并可进一步提升热水温度。是实现热能收集利用、废水再生利用的循环经济模式的一种太阳能与热泵联合的废水处理与热能回收装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
太阳能与热泵联合的废水处理与热能回收装置，它包括：
(a)一个污水箱，所述污水箱的进口连接有其上装有第一阀的进口管路，其出口通过管线与第一循环水泵相连；
(b)一个膜生物反应器，所述反应器的入水口通过其上装有第二阀的第一管线与所述的第一循环水泵的出水口相连；
(c)一个热管换热器，所述的换热器包括热管换热器下腔，在所述的热管换热器下腔的顶部连接有多个换热器热管，所述的换热器热管顶部连通有热管换热器上腔，热管换热器下腔浸没在水槽中，所述的水槽上开有进水口和出水口，所述的出水口与其上装有排水阀的排水管线相连，所述的进水口通过其上装有第三阀的第三管线与所述的膜生物反应器的出水口相连，在位于所述的膜生物反应器出水口处的第三管线上连通有其上装有第四阀的第四管线，在位于所述的第二阀的入水口处的第一管线和第三阀的出口处的第三管线之间连接有其上装有第五阀的第五管线，在位于所述的第二阀的出水口处的第一管线上和所述的水槽的出水口之间连接有其上装有第六阀的第六管线，在所述的水槽中设置有盘管预热器预热器，所述的盘管预热器的进水口上连接有其上装有第七阀的补水管线；
(d)一个热泵机组，该热泵机组的蒸发器设置在所述的热管换热器上腔内；
(e)一个太阳能集热器；
(f)一个缓冲水箱，该水箱的一侧的进、出水口分别通过其上装有第二循环泵的管线与所述的热泵机组的冷凝器的进、出气口相连，其另一侧通过循环管路与所述的太阳能集热器的进、出水口相连，其顶部通过盘管预热器给水管路与所述的盘管预热器的出水口相连，其底部连接有其上装有第八阀的排水管线。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
在实现传统的废水热能回收和废水回用技术的基础上通过技术集成同时实现热能回收和废水回用功能，提高了综合效益；通过采用热管换热器，克服了传统换热器结垢及耗能的问题，通过热泵技术提高了热水温度；通过采用盘管预热器，利用自来水压力驱动，减少了热泵集热的工作量，进一步节省了耗能的成本；通过中高温太阳能技术实现了能量补充和温度提高；通过膜生物反应器技术实现了废水处理回用，并降低了盘管预热器、热管换热器结垢的风险，通过膜生物反应器的前置(水池前)实现低温热水热能全回收，通过膜反应器的后置(先经过盘管预热器，在经过热泵吸热)顺利的实现中高温废水的处理净化过程。
附图说明
附图是本实用新型太阳能与热泵联合的废水处理与热能回收装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如附图所示太阳能与热泵联合的废水处理与热能回收装置，它包括：(a)一个污水箱2，所述污水箱2的进口连接有其上装有第一阀1的进口管路，其出口通过管线与第一循环水泵5相连；(b)一个生物膜反应器7，所述反应器7的入水口通过其上装有第二阀3的第一管线与所述的第一循环水泵5的出水口相连；(c)一个热管换热器，所述的换热器包括水槽10、设置在所述的水槽中10的热管换热器下腔12-1，在所述的热管换热器下腔的顶部连接有多个换热器热管12-2，所述的换热器热管顶部连通有热管换热器上腔12-3，所述的水槽上开有进水口和出水口，所述的出水口与其上装有排水阀17的排水管线相连，所述的进水口通过其上装有第三阀9的第三管线与所述的生物膜反应器7的出水口相连，在位于所述的生物膜反应器出水口处的第三管线上连通有其上装有第四阀8的第四管线，在位于所述的第二阀的入水口处的第一管线和第三阀9的出口处的第三管线之间连接有其上装有第五阀6的第五管线，在位于所述的第二阀的出水口处的第一管线上和所述的水槽的出水口之间连接有其上装有第六阀4的第六管线，在所述的水槽中设置有盘管预热器11，所述的盘管预热器的进水口上连接有其上装有第七阀18的补水管线；(d)一个热泵机组13，所述热泵机组的蒸发器设置在所述的热管换热器上腔12-3内；(e)一个太阳能集热器19；(f)一个缓冲水箱15，所述水箱的一侧的进、出水口分别通过其上装有第二循环泵14的管线与所述的热泵机组的冷凝器的进、出气口相连，其另一侧通过循环管路与所述的太阳能集热器19的进、出水口相连，其顶部通过盘管预热器给水管路与所述的盘管预热器的出水口相连，其底部连接有其上装有第八阀16的排水管线。在所述的热管换热器上腔内底部优选的设置有多个上腔挡板以使液化的热管工质被上腔档板更好的分流到各个热管12-2中。
工作原理：
如图所示，该实用新型具有两种工作模式：对中低温废水的回收与处理模式；对高温废水的回收与处理模式。
在对中温废水的回收与处理模式下：所述阀4、阀6、阀8关闭，污水箱2内的中温废水在循环水泵5的作用下经过阀3、进入膜生物反应器7，经过膜生物反应器的处理再经过阀9进入水槽10，在水槽中的水是经过处理的含有热量的水，从外界补入的水经过所述阀18进入盘管预热器11，通过盘管预热器与水槽中的热水进行热交换，获得热量后经过循环进入缓冲水箱15备用。同时，水槽中的热水通过热管换热器将热量传递给热泵机组13中的工质，热泵机组的工质在获得热量后通过与缓冲水箱循环水的热交换将热量传递给缓冲水箱中的水，太阳能集热器中的水在获得由太阳能转化而来的热量后也进入缓冲水箱，这样通过这三种途径而获得热水出存在缓冲水箱内以备工业生产和生活所用。水槽中的经过污水处理并散失了热量的再生水经过阀17流出供循环再利用。
在对高温废水的回收与处理模式下：所述阀3、阀9、阀17关闭，污水箱2内的高温废水在循环水泵5的作用下经过阀6进入水槽10，在水槽中的水是经过过滤的含有热量的水，从外界补入的水经过所述阀18进入盘管预热器11，通过盘管预热器与水槽中的热水进行热交换，获得热量后经过循环进入缓冲水箱15备用。同时，水槽中的热水通过热管换热器将热量传递给热泵机组13中的工质，热泵机组的工质在获得热量后通过与缓冲水箱循环水的热交换将热量传递给缓冲水箱中的水，太阳能集热器中的水在获得由太阳能转化而来的热量后也进入缓冲水箱，这样通过这三种途径而获得热水出存在缓冲水箱内以备生活所用。水槽中散失了热量的污水循环经过阀4进入膜生物反应器7处理后通过阀8流出供循环再利用。

Claims (2)

1.太阳能与热泵联合的废水处理与热能回收装置，其特征在于它包括：
(a)一个污水箱，该污水箱的进口连接有其上装有第一阀的进口管路，其出口通过管线与第一循环水泵相连；
(b)一个膜生物反应器，该反应器的入水口通过其上装有第二阀的第一管线与所述的第一循环水泵的出水口相连；
(c)一个热管换热器，所述的换热器包括热管换热器下腔，在所述的热管换热器下腔的顶部连接有多个换热器热管，所述的换热器热管顶部连通有热管换热器上腔，热管换热器下腔浸没在水槽中，所述的水槽上开有进水口和出水口，所述的出水口与其上装有排水阀的排水管线相连，所述的进水口通过其上装有第三阀的第三管线与所述的膜生物反应器的出水口相连，在位于所述的膜生物反应器出水口处的第三管线上连通有其上装有第四阀的第四管线，在位于所述的第二阀的入水口处的第一管线和第三阀的出口处的第三管线之间连接有其上装有第五阀的第五管线，在位于所述的第二阀的出水口处的第一管线上和所述的水槽的出水口之间连接有其上装有第六阀的第六管线，在所述的水槽中设置有盘管预热器，所述的盘管预热器的进水口上连接有其上装有第七阀的补水管线；
(d)一个热泵机组，该热泵机组的蒸发器设置在所述的热管换热器上腔内；
(e)一个太阳能集热器；
(f)一个缓冲水箱，该水箱的一侧的进、出水口分别通过其上装有第二循环泵的管线与所述的热泵机组的冷凝器的进、出气口相连，其另一侧通过循环管路与所述的太阳能集热器的进、出水口相连，其顶部通过盘管预热器给水管路与所述的盘管预热器的出水口相连，其底部连接有其上装有第八阀的排水管线。
2.根据权利要求1所述的太阳能与热泵联合的废水处理与热能回收装置，其特征在于：在所述的热管换热器上腔内底部设置有多个上腔挡板。
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