CN219045917U - 污水热回收及生化水升温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种污水热回收及生化水升温系统，涉及换热系统的技术领域，本实用新型旨在解决现有技术中为污水池升温存在的诸多困难，本实用新型包括污水池、中水池和污水热回收机组；所述污水池中设置有二级散热器；所述污水热回收机组包括顺次设置的压缩机、冷凝器、过冷换热器、储液罐、膨胀阀、蒸发器；所述蒸发器冷流体侧的进口和出口通过冷水管路连接中水池，所述冷水管路上设置有冷水泵；所述过冷换热器的热流体侧的进口和出口通过过冷管路连接所述一级散热器的出口和进口，所述过冷管路上设置有过冷泵；所述冷凝器的热流体侧的进口和出口通过热水管路连接所述二级散热器的出口和进口，所述热水管路上设置有热水泵。

Description

污水热回收及生化水升温系统

技术领域

本实用新型涉及换热系统的技术领域，具体涉及一种污水热回收及生化水升温系统。

背景技术

水的温度在污水处理厂中是一个非常重要的参数，因为它对活性污泥中的微生物的繁殖速度、生物反应和反应速率、水中的溶解氧等参数都会产生非常大的影响。污水生化处理环节中微生物是核心，温度对微生物的影响是非常广泛的。有的微生物喜欢生活在高温环境中(50℃～70℃)，有的则喜欢生活在低温环境中(-5℃～10℃)，但总体来说，污水处理中的微生物大部分适宜生长在15℃～35℃。

在适宜的温度范围内，温度越高，微生物的活性越强，处理效果也越好，反之温度越低，生物活性就越差，这不仅影响污水处理COD和BOD的处理效果，更主要还影响TN、氨氮和TP的去除。

目前存在的情况是，在同一年份中不同季节存在温差，同一天中昼夜也有温差，甚至于新疆、内蒙古等地的昼夜温差变化还要高于其他地区。这对于微生物的生长、繁殖带来的冲击，产生的影响不应被人忽视，给污水处理的运行管理带来很大的难度。

为了解决上述问题，现有工艺大部分是采用锅炉制取蒸汽，蒸汽通过换热器与污水进行换热达到给生化水升温的目的，但由于环保政策的深入进行，煤炭、燃油等不能达到环保要求的锅炉已经不能使用，而可以使用的相对比较清洁的燃气锅炉等，由于运行成本较高，一般污水处理厂无法承受。

目前已经有节能环保意识较强的企业开始采用热泵热回收技术，回收污水处理后排水中的热量，通过热泵机组给原生污水升温，但大多采用水泵输送至换热器与热泵机组进行换热，但由于污水本身具有腐蚀性及易造成脏堵的特性，导致与污水换热的换热器换热效率低、易损坏等问题，且需频繁拆卸清洗等问题导致系统不能长期稳定的运行；而且普通的热泵机组效率低，运行成本较高，不能在短期内收回投入设备成本，也导致这种方式无法广泛推广。

发明内容

本实用新型提出了一种污水热回收及生化水升温系统，其包括污水池、中水池和污水热回收机组；所述污水池中设置有二级散热器；所述污水热回收机组包括顺次设置的压缩机、冷凝器、储液罐、膨胀阀、蒸发器；所述蒸发器冷流体侧的进口和出口通过冷水管路连接中水池，所述冷水管路上设置有冷水泵；所述冷凝器的热流体侧的进口和出口通过热水管路连接所述二级散热器的出口和进口，所述热水管路上设置有热水泵。

本实用新型的进一步设置为：所述污水池中设置有一级散热器；所述冷凝器和所述储液罐之间设置有过冷换热器；所述过冷换热器的热流体侧的进口和出口通过过冷管路连接所述一级散热器的出口和进口，所述过冷管路上设置有过冷泵。

本实用新型的进一步设置为：所述一级散热器位于所述二级散热器的上游方向。

本实用新型的有益效果为：

1、所吸收的中水池中的热量实际上是污水池的废热，提高了能量的利用效率。

2、仅需要输入少量电能即可满足系统工作要求，完全替代传统的锅炉加热模式，无有害物质排放。

3、蒸发器和冷凝器处的水系统都是封闭循环的系统，不受环境因素的影响。

4、通过过冷换热器处的放热实现了过冷，提高了污水热回收机组的效率；而且将置换的热量经一级散热器释放到污水池中进行预升温。

附图说明

图1是本实用新型中系统连接示意图。

附图标记：1、污水池；2、中水池；31、一级散热器；32、二级散热器；41、热水泵；42、冷水泵；43、过冷泵；5、压缩机；6、冷凝器；7、过冷换热器；8、储液罐；9、膨胀阀；10、蒸发器；11、膨胀水箱。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

参见图1，本实用新型提出了一种污水热回收及生化水升温系统，包括污水池1和中水池2。

在污水池1内设置有一级散热器31和二级散热器32。一级散热器31设置于二级散热器32的上游方向，也就是污水池1的进水口位于一级散热器31的前侧，污水池1的出水口位于二级散热器32的后侧。

在污水池1和中水池2之间设置有压缩机5、冷凝器6、过冷换热器7、储液罐8、膨胀阀9以及蒸发器10。这一部分可以称为污水热回收机组。

过冷换热器7的热流体侧进口和出口通过过冷管路连接到一级散热器31的出口和进口，并且在过冷管路上设置有过冷泵43。过冷泵43工作可以使过冷管路中的流体介质循环流动，使其从过冷换热器7处吸热并在一级散热器31处放热。

冷凝器6的热流体侧的进口和出口通过热水管路连接到二级散热器32的出口和进口，并且在热水管路上设置热水泵41。热水泵41工作可以使热水管路中的流体介质循环流动，使其从冷凝器6处吸热并在二级散热器32处放热。

蒸发器10的冷流体侧的进口和出口通过冷水管路连接到中水池2，并且在冷水管路上设置有冷水泵42。冷水泵42工作可以使中水池2中的水不断的流经蒸发器10并进行放热。

蒸发器10的热流体侧的进口和出口分别连接膨胀阀9的出口和压缩机5的进口。

冷凝器6的冷流体侧的进口和出口分别连接压缩机5的出口和过冷换热器7的冷流体侧的进口。

过冷换热器7的冷流体侧的出口连接到储液罐8的进口，储液罐8的出口连接膨胀阀9的进口。

具体的运转过程是：膨胀阀9与蒸发器10的共同作用使液体吸热蒸发，吸收的是中水池2中的水的热量。经蒸发器10后的低温低压气体经压缩机5后被压缩为高温高压的气体，随后经由冷凝器6处进行放热，放出的热量用于加热热水管路中的流体介质。经冷凝器6后的液体会进一步在过冷换热器7处继续放热，放出的热量用于加热过冷管路中的流体介质。经过冷换热器7后的液体经储液罐8后回到膨胀阀9处。然后重复进行上述过程，循环作业。

整体的效果是：吸收中水池2中水的热量并将这部分热量释放到污水池1中，使污水池1的温度达到适合活性污泥的程度。

其中关于所设置的过冷换热器7和一级散热器31，是本方案的创新之一，其一方面，通过过冷换热器7处的放热实现了过冷(因为在冷凝器6处放热后在过冷换热器7处进一步放热)，提高了污水热回收机组的效率(即制冷效率)；另一方面是将置换的热量经一级散热器31释放到污水池1中进行预升温。

另外，一级散热器31和二级散热器32需采用具有抗腐蚀能力的材质以增加换热器使用寿命，例如采用碳化硅换热器。

方案中还包括膨胀水箱11，膨胀水箱11通过三叉管路分别连接热水管路和过冷管路，起到定压和补水的作用。

本方案的优点是：

1、所吸收的中水池2中的热量实际上是污水池1的废热，提高了能量的利用效率。

2、仅需要输入少量电能即可满足系统工作要求，完全替代传统的锅炉加热模式，无有害物质排放。

3、蒸发器10和冷凝器6处的水系统都是封闭循环的系统，不受环境因素的影响。

4、设备总体安装简单、操作方便、维护成本低、适用性广泛。

5、不需要输送污水池1中的污水进行换热，加之耐腐蚀材质的应用，提高了设备的使用寿命。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种污水热回收及生化水升温系统，其特征在于，

包括污水池(1)、中水池(2)和污水热回收机组；

所述污水池(1)中设置有二级散热器(32)；

所述污水热回收机组包括顺次设置的压缩机(5)、冷凝器(6)、储液罐(8)、膨胀阀(9)、蒸发器(10)；

所述蒸发器(10)冷流体侧的进口和出口通过冷水管路连接中水池(2)，所述冷水管路上设置有冷水泵(42)；

所述冷凝器(6)的热流体侧的进口和出口通过热水管路连接所述二级散热器(32)的出口和进口，所述热水管路上设置有热水泵(41)。

2.根据权利要求1所述的污水热回收及生化水升温系统，其特征在于：所述污水池(1)中设置有一级散热器(31)；所述冷凝器(6)和所述储液罐(8)之间设置有过冷换热器(7)；所述过冷换热器(7)的热流体侧的进口和出口通过过冷管路连接所述一级散热器(31)的出口和进口，所述过冷管路上设置有过冷泵(43)。

3.根据权利要求2所述的污水热回收及生化水升温系统，其特征在于：所述一级散热器(31)位于所述二级散热器(32)的上游方向。

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