CN203319819U - 一种高海拔地区废水处理太阳能增温系统 - Google Patents

一种高海拔地区废水处理太阳能增温系统 Download PDF

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徐锐
段良飞
袁亚阁
段欢耘
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Abstract

本专利针对高海拔地区，提出一种高海拔地区废水处理太阳能增温系统的装置和方法，使用内外双层水箱，内层水箱供废水加热，热废水用于沼气高温发酵；外层水箱供净水循环、加热和供应。结合太阳能热利用技术、废水处理和沼气发酵技术，供高海拔地区热水供应及废水加热及其沼气发酵。内水箱采用蛇形设计，能有效增加热交换面积，使废水得到高效快速加热；系统组件结构可拼装，可以根据需求自行设计大小；水箱通过温度控制阀，可以根据废水发酵要求设置废水出水温度；净热水可以供给人们生产生活利用。对比目前采用的太阳能辅助加热沼气发酵工艺，本系统可以有效的避免常规工艺中的交换管易腐蚀、受热不均匀、热损大的缺点。

Description

一种高海拔地区废水处理太阳能增温系统
技术领域
本实用新型涉及一种高海拔地区废水处理太阳能增温系统，属于多种新能源辅助联合及应用系统领域。 
背景技术
随着我国工业化、城镇化、现代化步伐的加快和全球经济一体化的深入，人民生活水平不断提高，我国的能源安全、环境污染及保护问题日益严峻，在全面建设小康社会的进程中要求在保证可持续发展的前提下不断提高人们的生活水平，在高海拔地区，气温低，人居地域分散，人们多采用薪柴和煤获来取能量，有悖于生态环境与节能减排的要求。在全球能源吃紧和环境污染日益严峻的现状下，对可再生能源的开发利用可直接地、大量地、稳定地增加对能源供应和补充而又不污染环境，从根本上解决能源环境问题和提高人们的生活水平。 
    沼气是一种高热值气体能源，它是以人畜粪便、作物秸秆和以生物质为主的工业废料、废水等为原料，经厌氧微生物发酵及有机物分解，产生出以CH4为主的可燃性气体，其燃烧的主要产物为H2O和CO2。沼气易燃且燃烧充分，是品质较高的清洁能源，通常，发酵产气的效率和产气量都随着发酵温度的升高而增加，高温发酵（50℃～60℃）效率最高，高海拔地区普遍存在气温低、地温低的特点，沼气发酵产气率低，不利于使用；高海拔地区具有丰富的太阳能资源，太阳能热水系统可通过集热器将水加热到60℃~70℃左右，能很好供给人们生产生活使用，从而节约了大量的能源，减少废气物的排放。本专利针对高海拔地区的特点，提出一种高海拔地区废水处理太阳能增温系统，不仅可以提供热水供人们使用，而且，还能将生产生活排放的废水加温，后排放到沼气池实现高温厌氧发酵以提供能源。对比目前采用的太阳能辅助加热沼气发酵工艺，本系统可以有效的避免常规工艺中的交换管易腐蚀、受热不均匀、热损大等缺点。
发明内容
针对背景技术中提出的问题，本实用新型在克服传统污水处理太阳能增温工艺缺陷的基础上提出一种适合于海拔地区废水处理太阳能增温系统。系统采用内外双层水箱，内层水箱主要供废水循环、储存和热交换，外层水箱供净水循环、储存和热水供应，内水箱浸没在外水箱的热水中便于加热，内水箱体采用蛇形设计增加热交换面积，有助于提高内水箱中废水的加热效率；内外双层水箱连接处采用法兰连接，系统组件结构可拼装，可以根据具体需求设计系统大小；内水箱带有温度控制阀，废水的温度可以根据废水发酵要求控制废水温度；热水可供给生活利用。 
    本实用新型通过以下技术方案完成：一种基于污水处理太阳能增温系统集成应用于高海拔地区的装置。工艺使用内外双层水箱，内层水箱主要供废水循环、储存和热交换加热，外层水箱供净水循环、储存和热水供应，内外双层水箱采用法兰连接；内层水箱采用蛇形设计，能有效增加热交换面积，使废水得到高效加热；系统组件结构可拼装，系统可以根据需求自行设计大小；水箱带有温度控制阀，废水的温度可以根据废水发酵要求控制废水温度；热水可供给当地居民生产生活利用。
    工作原理：自来水经过太阳能热利用技术在流进外水箱后随即进入真空管，在真空管集热器对水加热，热水密度小，沿着真空管上臂向上流回水箱，冷水密度大，沿真空管下壁从水箱流进真空管，实现了水在真空管中的循环。热水回到水箱，由于密度小，储存在水箱顶端，对内水箱实现浸没，废水流经内水箱，在蛇形面上由于内外温度差进行了热交换，实现了对污水加热。增温后的污水温度达到了污水高温高效处理的温度，流到厌氧发酵罐中进行微生物发酵处理，从而实现对污水的处理，多余的温水可以通过外水箱直接供给用户利用。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：
1、使用内外双层水箱，内水箱主要供废水加热，外水箱供净水循环和热水供应；在有效的空间内既可以生产热水，又可以辅助废水加温，避免浪费能源和实施场地，还能有效避免传统工艺中热交换管易被腐蚀的问题；
2、内层水箱采用蛇形设计，能有效增加热交换面积，使废水得到高效加热，内外水箱组件可拼装，系统可以根据需求自行设计大小；
3、水箱带有温度控制阀，废水的温度可以根据废水发酵要求控制废水温度；
    附图说明：
图1为本实用新型提供的高海拔地区废水处理太阳能增温系统。
具体实施方式：
本高海拔地区废水处理太阳能增温系统主要由太阳能热水系统和污水加热处理系统集成，太阳能热水系统由支架14、真空管13、外水箱9、放气阀1、进水口12、出水口3组成；污水加热系统由内水箱10、蛇形热交换面7、进水口11及出水口4组成。在太阳能热水器的水箱9内安装蛇形的内水箱10，净水由外水箱9的进水口12进入，经过真空管13，太阳能对真空管13中的水进行加热，加热后的水沿真空管13回到水箱9的顶部，废水从废水进口11进入到内水箱10，内水箱10浸没在热水中，经过蛇形面7进行热将换，从而对废水进行加热，加热后的废水经过废水出口4流出，进入厌氧反应池反应。
实施例1
使用系统对豆腐加工废水进行增温，内外双层水箱，水箱总容积为100L~240L。内水箱10为废水加热箱，容积为60L~144L，主要供废水循环和废水加热，豆腐加工废水，废水的TS在1%~10%，VS为85%~98%，COD为4000mg/L~5000mg/L，外层为净水箱9，容积为40L~100L，主要供净水循环和热水供应；内水箱10采用蛇形设计使得接触热交换面积大，蛇形面7增加了热交换效率，内水箱10浸于外水箱9偏上的热水区，废水在内水箱10内通过蛇形面7与热水进行热交换得到加热，加热温度为50℃~70℃；废水箱10带有温度控制阀5，可根据废水发酵处理要求控制废水出水温度，实现废水增温后温度达到高温（50℃~60℃）发酵处理要求；净水可在外水箱9中保温，可供给热水利用。
实施例2
使用系统对葡萄酒废水进行增温处理，水箱总容积为80L~250L。内层水箱10为废水加热箱，容积为40L~144L，内水箱10主要供废水循环和废水加热，葡萄酒生产废水的TS在8%~30%，VS值为90%~95%，COD2000mg/L~4000mg/L，外层水箱为净水箱9，容积为40L~106L，主要供净水循环和加热和供应；内水箱采用蛇形设计使得接触热交换面积大，蛇形面7增加了热交换效率，内水箱10悬于外水箱9偏上的热水区，废水在内水箱10内通过蛇形面7与热水进行热交换得到加热，净水加热后温度为50℃~70℃；废水温度可以达到50℃~60℃。

Claims (1)

1.一种高海拔地区废水处理太阳能增温系统，其特征是：使用内外双层水箱，内层水箱主要供废水循环、储存和热交换，外层水箱供净水循环、储存和热水供应，内外双层水箱采用法兰连接，系统组件结构可拼装；内水箱采用蛇形设计；水箱带有温度控制阀，废水的温度可以根据废水发酵要求控制废水温度；热水可供给生活利用。
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