CN207418504U - 一种原生高浓度有机污水资源化综合利用多能互补系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种原生高浓度有机污水资源化综合利用多能互补系统，包括：预处理装置、上流式厌氧污泥床反应器、生物处理装置、压滤机、循环流化床锅炉、余热换热器、余热直燃机、水源热泵，原生污水通过管道与预处理装置连接，预处理装置通过管道与上流式厌氧污泥床反应器连接，上流式厌氧污泥床反应器通过管道与生物处理装置连接，生物处理装置产生的中水通过管道与水源热泵连接，水源热泵产生的冷、热水通过管网与末端用户连接，上流式厌氧污泥床反应器产生的沼气通过管路直接进入循环流化床锅炉中，上流式厌氧污泥床反应器与生物处理装置产生的污泥与压滤机连接。本系统不仅充分实现了对各污废资源的综合利用，而且实现了冷、热、电三联供，有效节约能源。

Description

一种原生高浓度有机污水资源化综合利用多能互补系统

技术领域

本实用新型涉及一种水资源化综合利用多能互补系统，尤其涉及一种区域内制冷、供热、污水处理等所涉及的多能互补综合系统。

背景技术

我国污水排放总量巨大，2010年全国污水排放总量为617.3亿吨，而2015年则达到770亿吨，且水温相对稳定，冬季温度一般在12-17℃，夏季温度在20-25℃，采用水源热泵技术回收污水中这部分热能对于减缓一次能源消耗、保护环境具有重要意义。

在申请号为201420194299.4的中国专利“原生污水源热泵空调”中，原生污水水质较差，长期运行时易造成水源热泵系统堵塞、结垢和腐蚀问题，大大降低了换热器的换热效果，且忽略了原生污水中蕴含着大量的有机化学能。申请号为201620224035.8的中国专利“一种间接式原生污水源热泵系统”使系统结构复杂化且增加了系统初投资费用。申请号为00122060.8的中国专利“中水利用系统”中，以污水处理厂的中水作为冷、热源循环利用，但是忽略了污水处理厂另一副产品污泥也含有大量的能量。申请号为200610113963.8的中国专利“能源和资源一体化循环利用的新型分布式能量系统”中采用厌氧发酵技术对污水中的有机化学能进行利用，但厌氧发酵技术仅适用于高浓度有机污水，对中低浓度污水如城市污水等效果不佳。申请号为201520494436.0的中国专利“一种污水处理与污水源热泵、三联供耦合系统”仅对污泥中的有机化学能进行了回收，而忽略了对污水中的有机化学能进行回收。

因此，如何综合利用污水中蕴藏着的大量的热能与有机化学能，对于实现多能互补、达到区域能源利用最大化有重要意义。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种原生高浓度污水资源化综合利用多能互补系统，它集污水生化处理、污水源热泵、燃气燃烧、污泥焚烧为一体，通过对各资源的综合利用和循环利用，实现多能互补，达到区域能源利用的最大化。

本实用新型提供的技术方案是：

一种原生污水综合资源化综合利用多能互补系统，包括：预处理装置、上流式厌氧污泥床反应器、生物处理装置、压滤机、循环流化床锅炉、余热换热器、余热直燃机、水源热泵，原生污水通过管道与预处理装置连接，预处理装置通过管道与上流式厌氧污泥床反应器连接，上流式厌氧污泥床反应器通过管道与生物处理装置连接，生物处理装置产生的中水通过管道与水源热泵连接，水源热泵产生的冷、热水通过管网与末端用户连接，上流式厌氧污泥床反应器产生的沼气通过管路直接进入循环流化床锅炉中，上流式厌氧污泥床反应器与生物处理装置产生的污泥与压滤机连接，经过压滤机压滤的污泥送入循环流化床锅炉，循环流化床锅炉产生的电能通过电网送到水源热泵、生物处理装置和末端用户，循环流化床锅炉产生的烟气通过管道进入余热直燃机和余热换热器，余热直燃机产生的冷、热水通过管网为末端用户制冷或供热，经过余热换热器的热水进入上流式厌氧污泥床反应器中。

所述的预处理装置是格栅和多级沉淀池。

所述的生物处理装置包括氧化沟、序批次活性污泥装置、循环式活性污泥装置、周期性循环活性污泥装置、厌氧/好氧池、缺氧/厌氧/好氧池、微生物燃料电池、膜生物反应器各类生物反应装置。

所述的余热换热器为烟气-水余热换热器。

本实用新型的有益效果是：通过污水生化处理区处理污水产生较为洁净的中水作为水源热泵的冷热源，不仅可以回收其中大量的低品位热能，而且可以避免发生堵塞情况、缓解结垢和腐蚀情况，延长机组使用周期；以沼气形式回收污水中的有机化学能，并分离出污水生化处理区的污泥用作发电区的燃料，不仅充分实现了对各污废资源的综合利用，而且实现了冷、热、电三联供，有效节约能源，对于控制污染、保护环境、发展循环经济、实现区域能源利用最大化有较高的实用价值。

附图说明

图1是本实用新型一种原生高浓度有机污水资源化综合利用多能互补系统示意图。

图中，1、预处理装置；2、上流式厌氧污泥床反应器（UASB）；3、生物处理装置；4、压滤机；5、循环流化床锅炉；6、余热换热器；7、余热直燃机； 8、水源热泵。

具体实施方式

下面结合附图1对本实用新型作进一步详细的描述，一种原生高浓度有机污水资源化综合利用多能互补系统，包括污水生化处理区、发电区及供能区。原生污水经过预处理装置1物理沉降后，其上部污水通过管道进入UASB2中在相关厌氧微生物的作用下发生酸化水解，将高浓度有机污染物降解为中低浓度有机污染；UASB出水随后进入生物处理装置3，进一步降低有机污染物的同时同步脱氮除磷，使水质进一步提高；生物处理装置出来的中水通过管网进入水源热泵8，并以此为冷、热源，为末端用户制冷或供热，热泵机组的维护周期也得到延长，水源热泵出来的中水进行回用或用于景观、灌溉等用水，实现水资源的循环利用。

预处理装置1的出水在UASB2中厌氧产甲烷菌的作用下经过厌氧消化过程产生沼气，UASB2和生物处理装置3中分离出的污泥经过压滤机4压滤后，随同沼气一同进入循环流化床锅炉5，污泥和沼气在循环流化床锅炉5中燃烧产生高温蒸汽，推动汽轮机带动发电机发电，产生的电能部分通过电网直接供给于末端用户，部分用于满足厌氧/好氧池中曝气的能耗和水源热能的能耗。

循环流化床锅炉5燃烧沼气和污泥时产生的高温烟气部分通过管道进入余热换热器6中，在余热换热器6中高温烟气与进入UASB2的污水进行换热，满足UASB2中厌氧微生物对温度的需要，保证厌氧消化速度维持在较高水平，另一部分高温烟气通过管道进入余热直燃机7，高温烟气进入余热直燃机后与其中换热介质进行换热，为末端用户制冷或供热。

本实用新型的优势在于：通过厌氧消化技术和水源热泵技术对污水中蕴藏着的巨大的有机化学能与低品位热能实现综合利用，实现了冷、热、电三联供，提高了整体的能源利用率，实现多能互补。同时，以污水生化处理区的中水作为水源热泵的冷、热源，可以避免发生堵塞情况、缓解结垢和腐蚀情况，延长机组使用周期，节省运行成本，体现较好的实用价值。

Claims (4)

1.一种原生高浓度有机污水资源化综合利用多能互补系统，包括：预处理装置（1）、上流式厌氧污泥床反应器（2）、生物处理装置（3）、压滤机（4）、循环流化床锅炉（5）、余热换热器（6）、余热直燃机（7）、水源热泵（8），其特征在于：原生污水通过管道与预处理装置（1）连接，预处理装置（1）通过管道与上流式厌氧污泥床反应器（2）连接，上流式厌氧污泥床反应器（2）通过管道与生物处理装置（3）连接，生物处理装置（3）产生的中水通过管道与水源热泵（8）连接，水源热泵（8）产生的冷、热水通过管网与末端用户连接，上流式厌氧污泥床反应器（2）产生的沼气通过管路直接进入循环流化床锅炉（5）中，上流式厌氧污泥床反应器（2）与生物处理装置（3）产生的污泥与压滤机（4）连接，经过压滤机（4）压滤的污泥送入循环流化床锅炉（5），循环流化床锅炉（5）产生的电能通过电网送到水源热泵（8）、生物处理装置（3）和末端用户，循环流化床锅炉（5）产生的烟气通过管道进入余热直燃机（7）和余热换热器（6），余热直燃机（7）产生的冷、热水通过管网为末端用户制冷或供热，经过余热换热器（6）的热水进入上流式厌氧污泥床反应器（2）中。

2.根据权利要求1所述的一种原生高浓度有机污水资源化综合利用多能互补系统，其特征在于，所述的预处理装置（1）是格栅和多级沉淀池。

3.根据权利要求1所述的一种原生高浓度有机污水资源化综合利用多能互补系统，其特征在于，所述的生物处理装置（3）包括氧化沟、序批次活性污泥装置、循环式活性污泥装置、周期性循环活性污泥装置、厌氧/好氧池、缺氧/厌氧/好氧池、微生物燃料电池、膜生物反应器各类生物反应装置。

4.根据权利要求1所述的一种原生高浓度有机污水资源化综合利用多能互补系统，其特征在于，所述的余热换热器（6）为烟气-水余热换热器。