CN208952462U - 一种利用污水厂可再生能源实现四联供的供能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种利用污水厂可再生能源实现四联供的供能系统，采用太阳能锅炉技术将污水处理厂区大量的可再生太阳能转化为电能，满足污水处理厂区设备对电能的需求，可以有效降低污水处理成本；采用水源热泵技术将污水处理厂中大量的中水热能进行利用，满足污水处理厂及周边地区对制冷、供热的需求；采用过滤及灭菌技术对太阳能热水器制得的热水进行处理，满足污水处理厂及周边地区对生活热水的需求，从而实现了冷、热、电、生活热水四联供，该系统充分利用了污水处理厂区的可再生能源，且运行过程中无污染物排放，节能环保，社会效益显著，推广应用前景十分广泛。

Description

一种利用污水厂可再生能源实现四联供的供能系统

技术领域

本实用新型涉及可再生能源综合利用技术领域，特别是一种中水水源热泵、太阳能锅炉及中水深度净化技术综合利用实现冷、热、电、生活热水四联供的系统。

背景技术

废水处理是能源密集型的综合技术，其能耗与所处理废水的水量、水质、处理方法、处理程度有关，主要集中于废水提升和循环、生物处理(曝气供氧) 和污泥处理环节，三者之和占废水处理总运行费用的70％以上。以2015年为例，全国废水排放总量约为770亿吨，废水处理平均能耗约为0.3kWh·m-3，废水处理年用电量达到231亿kWh，可折算为28.43亿kg标准煤，按照生产每千瓦时电能的碳排量为785g计算，2015年废水处理所用电量导致了1815.7万吨的碳排放。为了缓解能源和环境之间的矛盾，必须大力开发可再生能源来替代传统能源。在污水处理厂区域范围内可利用的再生资源包括取之不尽、用之不竭的太阳能资源和经过污水处理厂处理的中水中蕴藏着的大量的低品位热能，而这些宝贵资源往往被污水处理厂忽视或浪费掉了。

通过检索相关专利，发现在污水处理厂中设置太阳能利用装置，可以有效降低废水处理成本，如申请号为201621448513.X“一种太阳能污水处理装置”、申请号为201621357306.3“太阳能污水处理消毒系统”、申请号为201621141985.0 “一种太阳能污水循环处理装置”、申请号为201621065140.8“太阳能污水处理设备”、申请号为201610657301.0“一种分布式光伏与市电协同供电污水处理厂”等。但这些专利中对污水处理厂可再生能源使用种类单一，对水质较好且热能含量巨大的中水资源则没有加以利用。在申请号为201120066534.6的中国专利“中水源热泵及太阳能热组合装置”中综合利用了中水热能和太阳能，但太阳能利用形式初级，仅通过太阳能热转化解决污水厂冬季水温低的问题，存在能量转化效率低的问题。

因此，如何综合利用污水处理厂区的太阳能和中水热能资源对于达到能源利用最大化、降低废水处理成本、实现节能减排有重要意义。

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利用污水厂可再生能源实现四联供的供能系统，它集中水水源热泵技术、太阳能锅炉技术及中水深度净化技术为一体，通过对资源的综合利用实现冷、热、电、生活热水的四联供，具有显著的节能效果和经济效果。

本实用新型提供的技术方案是：

一种利用污水厂可再生能源实现四联供的供能系统，包括冷水箱、太阳能集热器、热水箱、太阳能锅炉、气轮机、发电机、水源热泵机组、过滤装置和消毒装置，

污水处理厂的中水管道与冷水箱进水口连接，冷水箱出水口与太阳能集热器连接，太阳能集热器产生的热水储存在热水箱中，热水箱中的热水一部分进入太阳能锅炉产生蒸汽，蒸汽进入气轮机做功，并带动发电机发电，产生的电能优先满足污水处理厂相关用电设备、热泵机组等的用电需求，不足电能由市政电补充，结余电能可以并网产生经济效益；热水箱中的另一部分热水通过管路依次与过滤装置和消毒装置连接，满足污水处理厂区及周边地区对生活热水的需求。

污水处理厂的中水可直接进入水源热泵机组中，水源热泵机组产生的冷、热水通过管网与末端用户连接，满足污水处理厂区及周边地区对制冷或供热的需求，水源热泵机组排出的中水可以用于农业灌溉用水或冲洗用水等。

其中，太阳能集热器充分利用污水处理厂区太阳能热量制取热水，部分热水储存于热水管中，部分用于制取生活热水，其余部分直接进入到太阳能锅炉中产生蒸汽。

其中，在冬季当原生污水水温较低，污水处理厂生化处理效果降低时，可通过换热器使热水箱中的热水与原生污水进行换热，提升污水处理厂进水温度，保证污水处理厂处理效果及产生的中水水质稳定。

其中，过滤装置包括利用微滤、超滤、纳滤、渗析、反渗透、电渗析等技术的装置。

其中，消毒装置包括利用液氯消毒、二氧化氯消毒、次氯酸钠消毒、臭氧消毒、紫外线消毒等技术的装置。

其中，水源热泵机组利用污水处理厂排出的中水作为冷、热源为末端用户制冷或供热。

本实用新型的有益效果是：采用太阳能锅炉技术将污水处理厂区大量的可再生太阳能转化为电能，满足污水处理厂区设备对电能的需求，可以有效降低污水处理成本；采用水源热泵技术将污水处理厂中大量的中水热能进行利用，满足污水处理厂及周边地区对制冷、供热的需求；采用过滤及灭菌技术对太阳能热水器制得的热水进行处理，满足污水处理厂及周边地区对生活热水的需求，从而实现了冷、热、电、生活热水四联供，该系统充分利用了污水处理厂区的可再生能源，且运行过程中无污染物排放，节能环保，社会效益显著，推广应用前景十分广泛。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

如图1，一种利用污水厂可再生能源实现四联供的供能系统，包括冷水箱1、太阳能集热器2、热水箱3、太阳能锅炉4、气轮机5、发电机6、水源热泵机组 7、过滤装置8、消毒装置9和换热器10，污水处理厂的中水通过管道与冷水箱 1进水口连接，冷水箱2出水口与太阳能集热器2连接，太阳能集热器2产生的热水储存在热水箱3中，热水箱3中的热水一部分进入太阳能锅炉4产生蒸汽，蒸汽进入气轮机5做功，并带动发电机6发电，产生的电能可以供给于污水处理厂相关用电设备、热泵机组等，结余电能可以并网产生经济效益；热水箱4 中的另一部分热水通过管路依次与过滤装置8和消毒装置9连接，满足污水处理厂区及周边地区对生活热水的需求。

污水处理厂的中水直接进入水源热泵机组7中，水源热泵机组7产生的冷、热水通过管网与末端用户连接，满足污水处理厂区及周边地区对制冷或供热的需求，水源热泵机组7排出的中水可以用于农业灌溉用水或冲洗用水等。

本实用新型的优势在于：采用太阳能锅炉技术将污水处理厂区大量的可再生太阳能转化为电能，满足污水处理厂区设备对电能的需求，可以有效降低污水处理成本；采用水源热泵技术将污水处理厂大量的中水热能进行利用，满足污水处理厂及周边地区对制冷、供热的需求；采用过滤及灭菌装置对太阳能热水器制得的热水进行处理，满足污水处理厂及周边地区对生活热水的需求，从而实现了冷、热、电、生活热水四联供，该系统充分利用了污水处理厂区的可再生能源，且运行过程无污染物排放，节能环保，社会效益显著。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种利用污水厂可再生能源实现四联供的供能系统，其特征在于，包括冷水箱(1)、太阳能集热器(2)、热水箱(3)、太阳能锅炉(4)、气轮机(5)、发电机(6)、水源热泵机组(7)、过滤装置(8)、消毒装置(9)和换热器(10)，污水处理厂中水管道与冷水箱(1)进水口连接，冷水箱(1)出水口与太阳能集热器(2)连接，太阳能集热器(2)产生的热水储存在热水箱(3)中，热水箱(3)中的热水一部分进入太阳能锅炉(4)产生蒸汽，蒸汽进入气轮机(5)做功，并带动发电机(6)发电，热水箱(3)中的另一部分热水通过管路依次与过滤装置(8)和消毒装置(9)连接，满足污水处理厂区及周边地区对生活热水的需求，污水处理厂的中水直接进入水源热泵机组(7)中，水源热泵机组(7)产生的冷、热水通过管网与末端用户连接。

2.根据权利要求1所述的一种利用污水厂可再生能源实现四联供的供能系统，其特征在于，所述的太阳能集热器(2)制取热水，部分热水储存于热水管中，部分用于制取生活热水，其余部分直接进入到太阳能锅炉(4)中产生蒸汽。

3.根据权利要求1所述的一种利用污水厂可再生能源实现四联供的供能系统，其特征在于，所述的过滤装置(8)包括微滤、超滤、纳滤、渗析、反渗透、电渗析装置。

4.根据权利要求1所述的一种利用污水厂可再生能源实现四联供的供能系统，其特征在于，所述的消毒装置(9)包括液氯消毒、二氧化氯消毒、次氯酸钠消毒、臭氧消毒、紫外线消毒装置。

5.根据权利要求1所述的一种利用污水厂可再生能源实现四联供的供能系统，其特征在于，所述的水源热泵机组(7)利用污水处理厂的中水作为冷、热源为末端用户制冷或供热。

6.根据权利要求1所述的一种利用污水厂可再生能源实现四联供的供能系统，其特征在于，所述换热器(10)使热水箱(3)中的热水与原生污水进行换热，提升污水处理厂进水温度。