CN205505151U - 污水处理及处理后污水热能利用系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种污水处理及处理后污水热能利用系统，包括污水处理厂、污水排放系统和热能用户。系统设有热利用前污水池、热利用后污水池、热泵机组和污水换热器。污水处理厂与热利用前污水池连通，热利用前污水池设有污水泵。污水泵通过污水换热器与热利用后污水池连接，形成污水循环。污水换热器的出口通过中间泵和热泵机组连接到污水换热器的入口，形成中间循环。热泵机组出口通过末端泵和热能用户与热泵机组的入口连接，形成用热循环。本实用新型利用污水热能为热能用户提供热量，实现了能源综合利用，有利于减少锅炉的运行数量，实现节能减排。

Description

污水处理及处理后污水热能利用系统
技术领域
本发明属于废水处理及利用技术领域，涉及一种污水处理及处理后污水热能利用系统。
背景技术
随着国家发展及城镇化步伐的推进，成规模建筑的中大规模的小区越来越多。小区居民生活中产生大量的污水，并而污水比较集中，生活污水中含有一定量的油，这些含有的污水可以转化为一定程度的热能。集中汇集的小区污水，为污水的综合利用提供了先决条件。
油田污水处理后温度依然较高，具有热利用价值，直接注入地层造成很大的热能浪费，提取其可利用热能，不影响后期使用。现有的小区污水系统绝大多数是直接排入市政管网，同时小区住宅的冬季供暖又需要庞大的供热系统的支持，而热水的工作的系统又需要燃煤、燃油、燃气锅炉来实现。锅炉的运行必然产生大气污染物，污染环境，恶化人们的生存居住环境。
公开号为CN 104606948 A发明专利申请公开了一种生活污水处理及再生利用装置，该专利申请通过过滤器、第一砾石柱及第二砾石柱循环对生活污水进行过滤处理，且可根据生活用水及灌溉的不同需求将污水处理至不同程度，进而使生活污水处理及再生利用装置结构简单，用途多、水质好。但是该专利申请并不能利用油田污水和生活污水中的热能。
发明内容
本发明的目的是提供一种污水处理及处理后污水热能利用系统，利用污水热能为生活小区住宅及生产系统提供热量，实现能源综合利用，减少加热炉的运行数量，达到节能减排。
本发明的技术方案是：污水处理及处理后污水热能利用系统，包括污水处理厂、污水排放系统和热能用户。系统设有热利用前污水池、热利用后污水池、热泵机组和污水换热器。污水处理厂与热利用前污水池连通，热利用前污水池设有污水泵。污水泵通过污水换热器与热利用后污水池连接，形成污水循环。污水换热器的出口通过中间泵和热泵机组连接到污水换热器的入口，形成中间循环。热泵机组通过末端泵和热能用户与热泵机组的入口连接，形成用热循环。
污水为城镇生活污水或/和油田污水，不排除其它污水。污水处理厂包括格栅处理池、絮凝沉降池和曝气池。系统设有太阳能集热板，热能用户的出口通过太阳能循环泵和太阳能集热板与热能用户的入口连接。
热泵机组包括放热器、蒸发器、1号膨胀阀、2号膨胀阀、四通阀、压缩机和储液罐。压缩机出口通过四通阀分别与放热器、蒸发器和压缩机入口连接，放热器通过1号膨胀阀与储液罐链接，蒸发器出口通过2号膨胀阀与储液罐连接。蒸发器与污水换热器联通，放热器与热能用户联通。热泵机组的工作介质为R22、 R407C 、R134A、R410A或丁烷。热能利用系统设有污水干渠，污水处理厂经污水干渠连接到热利用前污水池。污水干渠设有逆流坡，逆流破为上坡结构，逆流破的坡度为15～40°，逆流破设有沉淀坑。污水干渠为两条，一用一备。
热泵机组是由压缩机—换热器—节流器—吸热器—压缩机等装置构成的一个循环过程。工质在压缩机的作用下在系统内循环流动。它在压缩机内完成气态的升压升温过程，它进入换热器后与水进行热量交换，被冷却并转化为流液态，当它运行到吸热器后，液态迅速吸热蒸发再次转化为气态，同时温度下降，这时吸热器周边的水就会源源不断地将低温热量传递给工质。冷媒不断地循环就实现了污水低温热量转变为高温热量并加热冷水的过程。
本发明污水处理及处理后污水热能利用系统利用污水循环、中间循环和用热循环三个循环过程，将污水中的热量传递到热能用户，污水热能为生产系统、生活小区住宅或其它热能用户提供热量，实现能源综合利用，有利于减少锅炉负荷和运行数量，达到节能减排的效果。
附图说明
图1为本发明污水处理及处理后污水热能利用系统的流程示意图；
图2为热泵机组的及流程示意图；
图3为污水干渠剖面示意图；
图4本发明另一实施方案的流程示意图；
1—热能用户、2—末端泵、3—热泵机组、4—中间泵、5—污水换热器、6—污水泵、7—热利用前污水池、8—污水处理厂、9—用热循环、10—太阳能集热板、11—中间循环、12—污水循环、13—热利用后污水池、14—污水排放系统、15—太阳能循环泵、16—放热器、17—蒸发器、18—1号膨胀阀、19—2号膨胀阀、20—四通阀、21—压缩机、22—储液罐、23—污水干渠、24—沉淀坑、25—逆流坡。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明污水处理及处理后污水热能利用系统如图1所示，包括污水处理厂8、污水干渠23、热利用前污水池7、热能用户1，热利用后污水池13、污水排放系统14、热泵机组3和污水换热器5，热能用户为生活小区供暖设备。污水处理厂包括格栅处理池、絮凝沉降池和曝气池。污水处理厂通过污水干渠23与热利用前污水池连通，热利用前污水池设有污水泵6，污水泵通过污水换热器与热利用后污水池连接，形成污水循环12。污水换热器的出口通过中间泵4和热泵机组连接到污水换热器的入口，形成中间循环11。热泵机组通过末端泵2和供暖设备与热泵机组的入口连接，形成用热循环9。如图2所示，热泵机组包括放热器16、蒸发器17、1号膨胀阀18、2号膨胀阀19、四通阀20、压缩机21和储液罐22。压缩机出口通过四通阀分别与放热器、蒸发器和压缩机入口连接，放热器通过1号膨胀阀与储液罐链接，蒸发器出口通过2号膨胀阀与储液罐连接。蒸发器与污水换热器5联通，放热器与热能用户1联通。1号膨胀阀18、2号膨胀阀19设有旁路，旁路上设有阀门。污水为城镇生活污水，热泵机组3的工质为R407C。如图3所示，污水干渠设有逆流坡25，逆流破为上坡结构，逆流破的坡度为25°，逆流破设有沉淀坑24。
本发明污水处理及处理后污水热能利用系统的过程为，生活污水经格栅处理池清除大颗粒杂物及纤维状杂物，经絮凝沉降池利用絮凝剂清除污水中的部分污泥，再经曝气池进行生化处理除去微生物。处理后污水经污水干渠23进入热利用前污水池7，处理后污水在经逆流坡和沉淀池使污水中的可沉淀物进一步沉淀，净化水质。对污水干渠沉淀坑中的对污泥进行分离，并且回收污泥。污水热能利用系统包括三个子循环过程，先将污水的热量通过污水专用换热器传递给清水，即为污水循环。再由清水进入热泵机组，清水在污水换热器和热泵机组之间形成中间循环（封闭循环），起到中间热量传递作用。热泵机组和热能用户设备之间的循环为用热循环。
本发明的运行过程为：小区来的污水温度15±2℃；①15±2℃的污水经污水泵提升，在无堵塞高效换热的条件下进入污水换热器进行换热，将9±2℃的温差热量传递给清水，再以6±2℃排至下游，实现污水循环。②13±2℃的清水经中间水泵输送在配量合理有效的情况下进入泵机组进行降热，将从污水那里获取的热量传递给热泵机组，再以4±1℃再次进入污水换热器进行吸热，形成中间循环。③最后45±3℃的末端系统水经末端泵输送，同样在配置合理的情况下进入热泵机组进行换热，将环热泵机组聪低温那里转化来的高温热量吸收，再以55±3℃进入末端散热设备将热量释放给建筑空间形成用热循环。
实施例2
本实施例的流程及设备与实施例1相同，运行过程为：污水温度11±2℃。①11±2℃的污水经污水泵提升，在无堵塞高效换热的条件下进入污水换热器进行换热，将5±2℃的温差热量传递给清水，再以6±2℃排至下游，实现污水循环。②9±2℃的清水经中介水泵输送在配量合理有效的情况下进入热泵机组进行降热，将从污水那里获取的热量传递给热泵机组，再以4±2℃再次进入污水换热器进行吸热，形成中间循环。③最后45±3℃的末端系统水经末端泵输送，同样在配置合理的情况下进入热泵机组进行换热，将环热泵机组聪低温那里转化来的高温热量吸收，再以56±3℃进入末端散热设备将热量释放给建筑空间形成用热循环。
实施例3
本发明另一实施方式如图4所示，包括污水处理厂8、污水干渠23、热利用前污水池7、热能用户1，热利用后污水池13、污水排放系统14、热泵机组3、太阳能集热板10和污水换热器5，热能用户为热风管。热风管的出口通过太阳能循环泵15和太阳能集热板与热风管的入口连接，热泵机组和太阳能集热板同时为热能用户提供热量。本实施例的其它设备与运行与实施例1相同。
实施例4
本实施例的流程及设备与实施例1相同，运行过程为：油田污水温度45±2℃。①45±2℃的污水经污水泵提升，在无堵塞高效换热的条件下进入污水一级换热器进行换热，将30±2℃的温差热量传递给清水，再以15±2℃排放，实现污水循环。②43±2℃的清水经中介水泵输送在配量合理有效的情况下进入热泵机组进行降热，将从污水那里获取的热量传递给热泵机组，再以13±2℃再次进入污水换热器进行吸热，形成中间循环。③最后40±3℃的末端系统水经末端泵输送，同样在配置合理的情况下进入热泵机组进行换热，将环热泵机组聪低温那里转化来的高温热量吸收，再以70±4℃进入末端散热设备将热量释放给建筑空间形成用热循环。

Claims (7)

1.一种污水处理及处理后污水热能利用系统，包括污水处理厂（8）、污水排放系统（14）和热能用户（1），其特征是：所述系统设有热利用前污水池（7）、热利用后污水池（13）、热泵机组（3）和污水换热器（5）；所述污水处理厂与热利用前污水池连通，所述热利用前污水池设有污水泵（6）；所述污水泵通过污水换热器与热利用后污水池连接，形成污水循环（12）；所述污水换热器的出口通过中间泵（4）和热泵机组连接到污水换热器的入口，形成中间循环（11）；所述热泵机组通过末端泵（2）和热能用户与热泵机组的入口连接，形成用热循环（9）。
2.根据权利要求1所述的污水处理及处理后污水热能利用系统，其特征是：所述污水为城镇生活污水或/和油田污水。
3.根据权利要求1所述的污水处理及处理后污水热能利用系统，其特征是：所述污水处理厂（8）包括格栅处理池、絮凝沉降池和曝气池。
4.根据权利要求1所述的污水处理及处理后污水热能利用系统，其特征是：所述系统设有太阳能集热板（10），所述热能用户的出口通过太阳能循环泵（15）和太阳能集热板与热能用户的入口连接。
5.根据权利要求1所述的污水处理及处理后污水热能利用系统，其特征是：所述热泵机组（3）包括放热器（16）、蒸发器（17）、1号膨胀阀（18）、2号膨胀阀（19）、四通阀（20）、压缩机（21）和储液罐（22）；所述压缩机出口通过四通阀分别与放热器、蒸发器和压缩机入口连接，所述放热器通过1号膨胀阀与储液罐链接，所述蒸发器出口通过2号膨胀阀与储液罐连接；所述蒸发器与污水换热器（5）联通，所述放热器与热能用户（1）联通。
6.根据权利要求5所述的污水处理及处理后污水热能利用系统，其特征是：所述热泵机组（3）的工作介质为R22、 R407C 、R134A、R410A或丁烷。
7.根据权利要求1所述的污水处理及处理后污水热能利用系统，其特征是：所述系统设有污水干渠（23），所述污水处理厂（8）经污水干渠连接到热利用前污水池（7）。
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