專利名稱：水回收系統(tǒng)和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明的領域總體涉及在農(nóng)業(yè)或生產(chǎn)過程中所用的水在返回到自然環(huán)境之前的 回收。更具體而言，本發(fā)明涉及通過利用可再生能源或其他環(huán)保的能源回收水的系統(tǒng)和方 法。更具體而言，本發(fā)明涉及回收水的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法用于處理生物質(zhì)廢棄物并 提供熱能和/或電能作為副產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
這部分意于提供權(quán)利要求書中記載的發(fā)明的背景知識或來龍去脈。此處的描述可 包括能實行的概念，但并不必然是以前已經(jīng)表達過或?qū)嵭羞^的概念。因此，除非在本文中另 做說明，則這部分所描述的內(nèi)容不是本申請說明書和權(quán)利要求書中的現(xiàn)有技術(shù)，并且不能 因為他們包含在這部分中就認為他們是現(xiàn)有技術(shù)。工廠需要用水加工農(nóng)產(chǎn)品或其他產(chǎn)品是眾所周知的。農(nóng)產(chǎn)品和/或畜產(chǎn)品的生產(chǎn) 場所(本文中一般統(tǒng)稱為“農(nóng)場”)也是眾所周知的。當加工作業(yè)完成時，或者作為農(nóng)業(yè)活 動的結(jié)果，水常常受到溶解性固體、微?；蚱渌廴疚锏奈廴荆沟盟疅o法以滿足一些水潔 凈度規(guī)章要求的方式重返自然環(huán)境。例如，規(guī)章通常限制從加工工廠或農(nóng)場排放到自然環(huán) 境的水中的總?cè)芙夤腆w(TDQ的含量。由于溶解固體一般足夠小，過濾后仍會存在，所以溶 解固體常常難以從水中除去。含有過量TDS的排出水會引起一些不良環(huán)境影響，并且會導 致對工廠的規(guī)章罰款，或者在將含有過量TDS的排出水排放到自然環(huán)境之前需要用昂貴和 /或能源密集型的系統(tǒng)處理或回收所述水。我們需要的是用于回收在工廠(例如食品加工、農(nóng)業(yè)、釀酒、牛奶場、石油鉆井等) 或農(nóng)場作業(yè)中使用的水的系統(tǒng)和方法，以減少不良污染物(例如TDS)至滿足或超過相關規(guī) 章要求的潔凈等級。還需要的是利用可再生能源或其他環(huán)保的能源回收水的系統(tǒng)和方法。 還需要的是回收水的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法有利于處理生物質(zhì)廢棄物并且還提供用 于其它用途的熱能作為副產(chǎn)品。因此，理想的是提供回收來自于加工工廠、作業(yè)場所或農(nóng)場的水的系統(tǒng)和方法，所 述系統(tǒng)和方法通過利用環(huán)保的能源處理生物質(zhì)廢棄物并且提供熱能作為副產(chǎn)品以用于多 種多樣的其他有益用途。

發(fā)明內(nèi)容
在典型的實施方式中，所顯示的水回收系統(tǒng)和方法包括六個基本部或功能部(例 如子系統(tǒng)等)‘水獲取與輸送部’、‘污染物收集與除去部’、‘發(fā)熱部’、‘蒸汽能量轉(zhuǎn)化與發(fā) 電部’、‘富余熱回收部’和‘回收水儲存與排放部’。水獲取與輸送部包括用于接收來自于工廠、作業(yè)場所或農(nóng)場的污水的蓄水池或其 他儲存裝置。污染物收集與除去部包括用于過濾污水的過濾站和立式殼管式鍋爐，該立式 殼管式鍋爐接收來自‘發(fā)熱部’的熱能以蒸發(fā)污水，這樣污染物被收集在鍋爐的底部和管的 側(cè)壁。在白天時‘發(fā)熱部’利用拋物面式太陽能聚光板和矩形收集器管加熱熱傳導流體，在 夜間時‘發(fā)熱部’通過燃燒生物燃料(以生物質(zhì)廢棄物供應的形式)加熱熱傳導流體。引導 來自于鍋爐的蒸汽通過濕蒸汽分離器至蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置(例如活塞式蒸汽機或特斯拉 渦輪機)以驅(qū)動發(fā)電機產(chǎn)生用于系統(tǒng)的電力，并且將剩余的電力提供給工廠或農(nóng)場。引導 來自于蒸汽機或渦輪機的排出蒸汽通過另一個濕蒸汽分離器，而后蒸汽進入‘富余熱回收 部’，在富余熱回收部中，蒸汽向一個或多個附加熱負載(例如洗衣設備、農(nóng)場設備、乙醇蒸 餾設備、加工工廠設備)提供熱量和/或使用蒸汽對將返回發(fā)熱部的熱傳導流體預熱。將 附加熱負載排出的蒸汽引入‘回收水儲存與排放部’，蒸汽在所述回收水儲存與排放部中被 冷凝、檢測、過濾并且作為回收水以水汽或液體的形式排放到自然環(huán)境或返回到工廠或農(nóng) 場重新使用。所述系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)監(jiān)控表示與所述系統(tǒng)相關的各種參數(shù) 的信號，并且提供適當?shù)妮敵鲂盘栆圆僮魉鱿到y(tǒng)的各種部件。根據(jù)另一個典型的實施方式，提供一種系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法通過多種可再 生能源應用的集合產(chǎn)生壓力和熱量來補貼費用高昂的污水蒸餾。通過在壓力下汽化水以驅(qū) 動與發(fā)電機組合的本發(fā)明的蒸汽機，在一些應用中，本發(fā)明的熱交換器能夠?qū)⒐腆w顆粒和 污染物減少大約97%。在一些應用中，用于汽化過程的大約50%的熱能被回收，并且熱能 的生產(chǎn)使用被優(yōu)化。在一些應用中，本發(fā)明意于構(gòu)建將可再生能源與水凈化相結(jié)合的設施， 該設施在每天凈化大約500萬加侖(GPD)的水的同時，能夠產(chǎn)生大約30MW每小時的電力并 且生產(chǎn)足夠的熱能以加工大約5000萬加侖(GYP)每年的乙醇和/或其他生物燃料。電力 和燃料產(chǎn)品創(chuàng)造附帶的收益渠道，每種收益渠道成比例的分擔蒸發(fā)的能量消耗，從而把蒸 餾的能源消耗分成幾個部分。所述系統(tǒng)和方法意于加工各種各樣的水源，例如(但不限于) 天然海水、逆滲透鹽水、農(nóng)業(yè)耕作水、排泄廢水、食品加工廠廢水、牛奶廠廢水和化學污水。根據(jù)另一個典型的實施方式，水回收系統(tǒng)和方法的部件可包括蓄水池或用于從工 廠或農(nóng)場接收污水的其他儲存裝置。過濾站過濾污水，并且立式殼管式鍋爐接收來自發(fā)熱 裝置(例如生物反應鍋爐或太陽能陣列)的熱能以汽化污水，從而將污染物收集在鍋爐的 底部和管的側(cè)壁。在白天，利用具有拋物面式太陽能聚光板和矩形收集管的太陽能陣列加 熱熱傳導流體。在夜間，通過燃燒生物廢棄材料(以生物質(zhì)廢棄物供應的形式)加熱熱傳 導流體。引導來自于鍋爐的蒸汽通過濕蒸汽分離器至蒸汽機(例如活塞式蒸汽機或特斯 拉渦輪機)以驅(qū)動AC發(fā)電機，從而產(chǎn)生用于所述系統(tǒng)的電力，并且將剩余的電力提供給所 述工廠。引導來自于蒸汽機和渦輪機的排出蒸汽通過另一個濕蒸汽分離器，而后送入其他 (例如附加的熱負載等)熱負載，該熱負載例如乙醇蒸餾設備、無液體殘留系統(tǒng)的干燥盤或 其他加工工廠設備。將熱負載排出的蒸汽引入‘回收水儲存與排放部’，蒸汽在回收水儲存 與排放部中被冷凝、檢測、過濾并且作為回收水以蒸汽或液體形式排放到自然環(huán)境或其他合適的場所重新使用。所述系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)監(jiān)控表示與所述系統(tǒng)相關的 各種參數(shù)的信號，并且提供適當?shù)妮敵鲂盘栆圆僮魉鱿到y(tǒng)的各種部件。在另一個典型實施方式中，用于回收污水的水回收系統(tǒng)包括殼管式鍋爐，該殼管式 鍋爐煮沸污水以使蒸汽流出鍋爐并將污染物收集在鍋爐內(nèi)。運行拋物面式太陽能聚光板和生 物質(zhì)燃燒裝置以加熱熱傳導流體，熱傳導流體循環(huán)通過鍋爐以提供熱能，從而煮沸污水。蒸汽 能量轉(zhuǎn)化裝置接收來自鍋爐的蒸汽并且驅(qū)動發(fā)電機。一個或多個熱負載接收從蒸汽能源轉(zhuǎn)換 裝置排出的蒸汽。冷凝器接收并且冷凝從熱負載排出的蒸汽。當太陽光的量足以充分加熱熱 傳導流體從而煮沸鍋爐內(nèi)的污水時，控制系統(tǒng)運行太陽能板，而當太陽光的量不足以充分加 熱熱傳導流體從而不能煮沸鍋爐內(nèi)的污水時，控制系統(tǒng)運行生物質(zhì)燃燒裝置?？商峁┻^濾站 在煮沸鍋爐中的水之前過濾污水。可提供燃燒天然氣的加熱裝置作為太陽能板和生物質(zhì)燃燒 裝置的后備裝置。太陽能板可包括用于加熱熱傳導流體的矩形管，蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置可包括 活塞式蒸汽機或特斯拉渦輪機，熱負載可包括洗衣設備、農(nóng)場設備、乙醇蒸餾設備或加工工廠 設備。可提供藻類箱接收來自生物質(zhì)燃燒裝置的廢氣以促進藻類的生長，同時減少廢氣中的 二氧化碳量的排放?？商峁┮粋€或多個濕蒸汽分離器除去蒸汽中的污染物。在進一步典型的實施方式中，回收污水的方法包括提供殼管式鍋爐；將污水引 至鍋爐并且煮沸污水，這樣蒸汽流出鍋爐并且污染物被收集在鍋爐里的；以及從鍋爐中除 去所收集的污染物。所述方法還包括使熱傳導流體循環(huán)至鍋爐以煮沸污水，當太陽光的量 足以充分加熱熱傳導流體從而煮沸鍋爐內(nèi)的污水時，利用太陽能板加熱熱傳導流體，而當 太陽光的量不足以充分加熱熱傳導流體從而不能煮沸鍋爐內(nèi)的污水時，利用生物質(zhì)燃燒裝 置加熱熱傳導流體。所述方法還可包括將來自于鍋爐的蒸汽引入蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置并且 驅(qū)動發(fā)電機；以及將從蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置排出的蒸汽送入一個或多個熱負載以提供熱量。 所述方法還可包括冷凝從熱負載排出的蒸汽并且將冷凝物收集在蒸發(fā)池里。所述方法還 可包括提供控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)可操作地接收表征蒸汽和熱傳導流體的溫度、壓力和流 速的信號，并且控制鍋爐和蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置的運行。所述方法還可包括提供過濾站在煮 沸鍋爐中的水之前過濾污水。所述方法還可包括提供燃燒天然氣的加熱裝置作為太陽能 板和生物質(zhì)燃燒裝置的后備裝置。太陽能板可包括用于加熱熱傳導流體的矩形管。蒸汽能 量轉(zhuǎn)化裝置可包括活塞式蒸汽機或特斯拉式渦輪機。熱負載可包括洗衣設備、農(nóng)場設備、乙 醇蒸餾設備或加工工廠設備。所述方法還可包括使來自于所述生物質(zhì)燃燒裝置的廢氣起 泡通過藻類箱以促進藻類的生長并且減少廢氣中二氧化碳量的排放。所述方法還可包括 提供一個或多個濕蒸汽分離器以除去蒸汽中的污染物。


下文將根據(jù)附圖描述本發(fā)明的典型的實施方式，其中類似的附圖標記表示類似元 件。圖1表示根據(jù)典型的實施方式的用于加工工廠或農(nóng)場的水回收系統(tǒng)的原理圖。圖2表示根據(jù)典型的實施方式的用于加工工廠或農(nóng)場的水回收系統(tǒng)的方法的框 圖。圖3表示根據(jù)典型的實施方式的立式管殼式熱交換器形式的污染物收集裝置的 示意圖。
圖4A表示根據(jù)典型的實施方式的活塞式蒸汽機形式的蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置的示意 圖。圖4B表示根據(jù)典型的實施方式的活塞式蒸汽機形式的蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置的細節(jié) 主視圖的示意圖。圖4C-4F表示根據(jù)典型的實施方式的用于活塞式蒸汽機的滑閥的細節(jié)部分的示 意圖。圖5表示根據(jù)典型的實施方式的特斯拉渦輪機形式的蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置的示意 圖。圖6表示根據(jù)典型的實施方式的太陽能發(fā)熱器的示意圖。圖7A表示根據(jù)典型的實施方式的多級式污染物收集裝置的示意圖。圖7B表示根據(jù)典型的實施方式的用于從濃縮的污水中分離化合物的系統(tǒng)的示意 圖。圖8表示根據(jù)典型的實施方式的生物燃料燃燒裝置的主視示意圖。圖9表示根據(jù)典型的實施方式的如圖8所示的生物燃料燃燒裝置的燃燒室部分的 細節(jié)主視示意圖。圖10表示根據(jù)典型的實施方式的如圖8所示的生物燃料燃燒裝置的燃燒室部分 的示意圖。圖11A-11H表示根據(jù)典型的實施方式的污染物收集裝置的示意圖。圖12是根據(jù)典型的實施方式的另一種水回收系統(tǒng)和方法的工藝流程圖的示意 圖。圖13是根據(jù)圖12的典型的實施方式的用于水回收系統(tǒng)和方法的部件的設備布置 裝配示意圖。圖14是根據(jù)典型的實施方式的由圖12-13所示的水回收系統(tǒng)和方法使用的反射 拋物面式太陽能聚光板的太陽能陣列的示意圖。圖15是根據(jù)典型的實施方式的另一種用于釀酒廠(例如葡萄酒廠)的水回收系 統(tǒng)和方法的流程示意圖。圖16是根據(jù)典型的實施方式的另一種用于石油鉆井作業(yè)場所的水回收系統(tǒng)和方 法的流程示意圖。圖17是根據(jù)典型的實施方式的另一種用于農(nóng)場作業(yè)場所(例如奶牛場)的水回 收系統(tǒng)和方法的流程示意圖。
具體實施例方式參見圖1，根據(jù)一種典型實施方式顯示了一種水回收系統(tǒng)10，水回收系統(tǒng)10包括 下列基本部分或子系統(tǒng)水獲取與排放部100、發(fā)熱部200、污染物收集與除去部300、蒸汽 能量轉(zhuǎn)化與發(fā)電部400、富余熱回收部500、回收水儲存與排放部600和控制系統(tǒng)700，控制 系統(tǒng)700與各部連接以協(xié)調(diào)和控制所述系統(tǒng)各部分內(nèi)的設備的運行。圖中所示的水獲取與排放部100包括在產(chǎn)品(例如食物、農(nóng)產(chǎn)品或畜產(chǎn)品)加工 過程中使用水的加工工廠、作業(yè)場所或農(nóng)場(整體顯示為110)。根據(jù)一種實施方式，所述產(chǎn) 品是例如橄欖之類的農(nóng)產(chǎn)品，所述水是在橄欖(或其他農(nóng)產(chǎn)品)加工過程中被人類消耗所使用的水。根據(jù)另一種實施方式，所述工廠可以是酒廠，所述酒廠使用水加工并且排出有機 物和廢水。根據(jù)又一種實施方式，所述農(nóng)場可以是奶牛場，所述奶牛場排出具有較高濃度的 有機物質(zhì)的廢水。根據(jù)再一種實施方式，所述工廠可是石油鉆井工廠(例如油田、鉆探平臺 等)，所述石油鉆井工廠產(chǎn)生具有較高濃度的鹽和碳氫化合物的廢水。因此，本說明書的范 圍意于包含所有這類實施方式。污水從工廠110排出并且被獲取到保存污水的蓄水池120(或其他合適的大型蓄 水裝置或儲存裝置，例如水箱、儲倉、水池等)中用于回收。根據(jù)一種實施方式，在工廠110 外靠近工廠110的地表相對水平(或凹陷)的區(qū)域形成蓄水池120，蓄水池120包括大約 5英尺高的護提，并且限定大約10，000平方英尺面積的封閉周界(盡管為了適應特定工廠 的處理要求，可使用其他高度的護提和其他尺寸的蓄水池)。在所述封閉區(qū)域上和所述護提 上提供耐用、結(jié)實并且防水的膜(例如層狀、薄片狀等)材料以形成所述蓄水池。根據(jù)一種 實施方式，所述防水膜是由大約60mil厚的聚亞安脂制成，并且所述防水膜可從B&B Supply of Fresno，California購買。所述膜優(yōu)選黑色以增強所述蓄水池內(nèi)的污水的太陽能加熱， 從而促進污水的蒸發(fā)。污水從工廠110排出后被儲存在蓄水池120內(nèi)，直至被所述污水回收 系統(tǒng)處理。使用適當?shù)墓?例如導管、溝渠等)將污水從蓄水池120輸送(例如運送、引導、 運輸?shù)?至污水收集與除去部300。根據(jù)圖示的實施方式，可用一個或多個泵130移動水，并 提供中間蓄水箱140用于讓水中的微粒污染物沉淀。根據(jù)一種典型的實施方式，一份來自 于工廠110的由所述系統(tǒng)待處理的污水樣品的化學分析的結(jié)果為平均TDS約10，538. Smg/ L0進一步參見圖1，污水在泵壓力輸送下從蓄水池120和/或蓄水箱140進入污染物 收集和除去部300。根據(jù)圖示的實施方式，使污水首先通過具有一組或多組過濾器的過濾站 302，從而除去污水中的所有微粒污染物。根據(jù)一種實施方式，所述過濾器是自沖洗式，可從 US Filter或kimens Water ^Technologies買到，所述過濾器具有大約20微米的篩眼孔徑 (盡管在污水具有其他類型的污染物的其他實施方式或應用中可以使用任意合適的過濾器 尺寸)。根據(jù)替代的實施方式，所述過濾站可包括反滲透設備或其他合適的過濾設備。過濾后的處理水從過濾站302排出后進入污染物收集裝置304。根據(jù)一種實施方 式，污染物收集裝置304包括立式殼管式熱交換器(例如鍋爐、蒸汽發(fā)生器等，在圖3和圖 11中有更詳細的表示)，并且將污水引導通過熱交換器304的管程的底部，污水在此被加熱 并且轉(zhuǎn)化(例如煮沸的、蒸發(fā)的等)成蒸汽并從位于熱交換器304頂部的管壁排出。用于 將污水轉(zhuǎn)化成蒸汽的熱量由熱傳導流體提供，該熱傳導流體是在所述系統(tǒng)的發(fā)熱部被加熱 并且被引導通過熱交換器304的殼壁。污水轉(zhuǎn)化為蒸汽導致污水中污染物(例如TDS等) 的濃縮或蒸餾，這樣污染物被收集在熱交換器304內(nèi)(例如在所述熱交換器的底部和/或 頂端，并且在所述熱交換器管的表面)。更具體地參見圖11A-11G，圖中顯示了熱交換器304形式的污染物收集裝置的更 多細節(jié)。圖中所示的收集裝置304包括立式殼管式熱交換器，該立式殼管式熱交換器被設 計為滿足ASME鍋爐和壓力容器規(guī)范的要求。熱交換器304包括側(cè)壁，所述側(cè)壁具有兩個平 行延伸的壁部306和連接于所述兩個壁部的相對端的兩個圓形(圖示為半圓形)壁部308， 從而提供圓角矩形截面，將頂端頭310和底端頭312(例如罩等)分別安裝到側(cè)壁部306、 308的頂部和底部以形成壓力容器。在側(cè)壁306、308的頂部和底部設置有具有一系列孔的端壁314(例如管板等)，在所述容器內(nèi)以與所述孔相對應的方式布置有一系列管316并且 固定于管板314，從而提供熱交換器304的管程，這樣污水流入一個端罩312，通過所述孔和 管316進入對面的端罩310。熱交換器304的殼的側(cè)壁部306、308包括熱傳導流體吸入管 口 318 (例如圖示為6個管口)，所述吸入管口間隔分布在側(cè)壁部306、308的較低周圍上。 所述污染物收集裝置的矩形形狀和熱傳導吸入管口 318的跨度、位置和間距以如下方式設 計每根管與每個熱傳導流體吸入管口 318處于預定的最大間隔內(nèi)(例如根據(jù)一種實施方 式是12英寸)。熱交換器304的形狀和熱傳導流體吸入管口 318的數(shù)量/位置意于讓所 述裝置被建得更大并且同時對所述熱交換器內(nèi)的所有管而言具有相對均勻分布的熱傳導 流體。熱傳導流體排出管口 320被顯示為間隔分布在側(cè)壁部306、308的較高的周圍上。管 316的長度足夠長，以適應熱交換器304內(nèi)的污水的起泡或起沫，這樣從所述熱交換器排出 的蒸汽中殘留的泡沫被消除或被最小化。根據(jù)一種實施方式，管316的長度大約是89英寸， 但可以是適用于一些污染物和其他工藝參數(shù)(例如要求的流速等)的其他長度。熱交換器304包括四個支柱330，所述四個支柱可拆裝地連接至熱交換器304，并 且被設計成符合現(xiàn)代地動/地震標準。提供多個連接器法蘭324(例如圖示為3個連接器 法蘭)作為儀器接口，以滿足意于使用儀器準確監(jiān)控熱交換器304內(nèi)的壓力傳感器、溫度傳 感器和腐蝕傳感器。在較低的端罩312上提供用于供應污水的吸入管口 334并且在較高端 罩310上提供用于排出蒸汽的排出管口 336。根據(jù)圖示的實施方式，以示例的方式可提供具有下述特殊特征的熱交換器304，然 而，本發(fā)明的范圍意于包括在尺寸、數(shù)量和容量上的變化以適應其他用途所述部件由鋼制 成，例如304不銹鋼或碳素鋼；殼壁設計壓力大約是lOOpsig，設計溫度大約是560下；管的 數(shù)量大約是97根，每根管的外徑大約是3. 5英寸；所述熱交換器的能量等級大約是150hp， 但可以按比例擴大到大約500hp。根據(jù)圖示的實施方式，作為用于從污水中分離所述污染物的方法，熱交換器304 意于以積極促進所述熱交換器表面“積垢”的方式運行(不像大部分傳統(tǒng)的熱交換器是以 意于避免積垢的方式運行)。可以用一般的非進入方式通過周期性地從所述熱交換器的底 部排水口排出含有高度濃縮污染物的水(例如放漿、吹去(blow-by)等)并且將該水引入 容器位置(例如蒸發(fā)池或熱交換器、蓄水箱等)從所述熱交換器中除去污染物。也可以用 進入程度更高的方式除去所述污染物，即以周期性間隔打開并且清潔所述熱交換器以除去 所收集的大量污染物，所述收集的大量污染物是從所述污水中除去的?？梢杂萌我夂线m的 方式除去所述污染物，例如手動除去。例如，可移開熱交換器304的頂端和/或底端310、 312以允許合適的裝置進入管316端部除去污染物(例如使用螺旋輸送器、推桿、攪拌器或 類似物之類的工具)。根據(jù)一種實施方式，可使用具有若干頭部的螺旋輸送器同時清潔多根 管。根據(jù)另一種實施方式，可以以自動或半自動的方式除去污染物(例如超聲波、壓縮氣體 等)。例如，可以用水將熱交換器304充滿并且將超聲波探頭沉入所述管內(nèi)。當所述探頭被 激發(fā)時，高頻聲波產(chǎn)生足夠的震動以從所述管上移走污染物，從而在所述管底部收集。本申 請人認為，這些從熱交換器內(nèi)部收集污染物的方法特別適宜于下述用途中污染物包含高 濃度鹽和/或硫酸鹽，并且污染物形成能很好傳送聲音震動的稠密層。從管316的內(nèi)部除 去的污染物可被收集在底端罩312中并被沖出，或者被收集在另一個合適的儲存庫(例如 拖車、滾筒、料斗、罐、集裝箱等)而后被干燥(如果必要的話，例如通過蒸發(fā)、太陽光等)，然后以合適的方式處理(例如作為可以再使用的化學副產(chǎn)品賣給其他工廠、填埋儲存等)。 根據(jù)其他實施方式，在這些實施方式中污染物包含油和有機物，油和有機物易于引起管內(nèi) 的污水起泡。起泡易于促使固體上升到管的頂部，在該頂部可以以蒸汽的速度將固體帶出 熱交換器304。隨著固體和其他污染物離開熱交換器304，(通過本文中進一步描述的分離 器)固體和其他污染物與“潔凈的”蒸汽分離并且可被引導到干燥裝置(例如平盤、箱、蓄 水池等)，在干燥裝置中殘留的水被蒸發(fā)。典型地，以這種方式轉(zhuǎn)移的“吹去”水的量可以在 鍋爐處理的總水量的大約5% -20%的范圍內(nèi)。根據(jù)替換的實施方式，可以在污水中使用藥 劑以促進起泡作用作為一種更少進入的方法從鍋爐除去污染物。在這種方式中，熱交換器 304作為蒸餾裝置運行，將污染物收集在熱交換器304內(nèi)并且從熱交換器304排出蒸汽以用 于蒸汽能量轉(zhuǎn)化與動力發(fā)生部400和富余熱回收部500。盡管為了清楚起見，在圖1中僅表示了一個熱交換器304，但是為了獲得所期望量 的從工廠或農(nóng)場回收廢水的能力，可以提供兩個或多個熱交換器(例如平行排列和連接)。 根據(jù)這樣的實施方式，可提供一個或多個“額外的”熱交換器以適應維修和所收集的污染物 的除去，這樣當清潔和/或維修其他熱交換器時，仍有期望數(shù)量的熱交換器保持運行。根據(jù) 一種實施方式，熱交換器304在下述條件下運行大約120加侖每小時(GHP)的污水流速、 大約460華氏度(°F )的殼壁熱傳導流體進入溫度、大約81GHP的熱傳導流體流速。然而， 可使用其他流速(例如50-500GHP)和溫度(例如250-750 T )實現(xiàn)在所述熱交換器內(nèi)所 期望的蒸汽產(chǎn)生和污染物除去。根據(jù)替換的實施方式，所述污染物收集裝置可以是水平式 殼管式熱交換器、水箱、蒸餾器或用于將污水轉(zhuǎn)化成蒸汽、將所述污染物收集在所述設備內(nèi) 并且排出蒸汽用于其它用途的其他形式的設備。參見圖7A-7B，根據(jù)典型的實施方式，可提供多級式(例如級聯(lián)排列式等)熱交換 器304。所述多級式污染物回收裝置可以適合于具有特別高水平的污染物的應用，或者用 于期望零液體排放的應用。例如，根據(jù)圖示實施的方式，第一污染物收集裝置(圖示為主鍋 爐340)作為污染物收集裝置在相對高壓下以上文描述的方式運行。具有濃縮收集的污染 物的高度污染液態(tài)水(例如“濃縮物”)被從主鍋爐340引入蒸汽分離器342，而后進入在 減壓下運行的第二(例如附加的、串聯(lián)的等)鍋爐344。第二鍋爐344重新處理(例如煮 沸、蒸發(fā)等)所述濃縮物并且將蒸汽排到蒸汽輸出管346，具有進一步濃縮收集的污染物的 液態(tài)水可被引入第三鍋爐(圖未示)以繼續(xù)處理，或者被引入蒸發(fā)器348(例如板式蒸發(fā)器 或類似物)，或被引入蒸發(fā)池進一步從所述水中收集和分離所述污染物。相應地，所述污染 物收集裝置的所有這類變型包括在本說明書的范圍內(nèi)。進一步參見圖7B，根據(jù)典型的實施方式，從所述污染物收集裝置或鍋爐340、344 排出的高度污染的水中可以分離出一些化合物。根據(jù)圖示的實施方式，濃縮物可被用于從 污染的水中分離(例如通過沉淀、結(jié)晶等)出可商用的一些其他化合物，例如硫酸鈣、硫酸 鈉等。例如，使用諸如濃縮和降溫之類的任意合適的方法可以實施硫酸鈉的分離。本申請 人認為將所述污染的水中的污染物濃縮(利用所述污染物收集裝置)至大約120，000mg/L 的TDS水平，而后在容器(例如“固體分離池”)中獲取所述濃縮物，在所述容器中所述污染 的水的溫度能被充分降低(例如大約38下)從而導致化合物從所述污染的水中沉淀和/ 或結(jié)晶。而后所述污染的水可從所述容器排出并且由所述系統(tǒng)重新處理，而所述沉積的結(jié) 晶物可被收集和干燥。進一步舉例而言，可利用濃度和溫度變化導致硫酸鈣的分離。根據(jù)一種實施方式，使用所述污染物收集裝置作為鹽水鍋爐以將鹽水的濃度增加到大約每百萬 分之160，000份(PPM)(例如大約16%固態(tài)物)，而后高濃度水被引導通過冷卻塔350或蒸 發(fā)塔(例如在市場上可從 Amcot Cooling Tower Corporation of Ontario, California 買 到的冷卻塔)或類似物，從而使硫酸鈣結(jié)晶并且聚集在塔350的底部。根據(jù)替換的實施方 式，可以利用其他合適的方法(例如離子交換，或者利用堿性物質(zhì)(例如石灰或類似物)提 高所述回收水的PH值)實施從所述水中分離所述化合物。本說明書的范圍意于包含所有 這類的變型。進一步參見圖1，根據(jù)典型的實施方式顯示了系統(tǒng)10的發(fā)熱部200用于向污染物 收集裝置304提供熱源。圖中所示的發(fā)熱部200包括多個發(fā)熱器，所述多個發(fā)熱器可以獨 立運行或彼此協(xié)作，并且可以順序運行或同時運行。圖中所示的發(fā)熱器包括太陽能發(fā)熱器 210、生物燃料發(fā)熱器230和天然氣發(fā)熱器四0。每種發(fā)熱器配置為向熱傳導流體增加熱量， 所述熱傳導流體循環(huán)通過管回路202至所述污染物收集裝置，用于提供熱量將污水轉(zhuǎn)化成 蒸汽。根據(jù)圖示的實施方式，管回路202與每個發(fā)熱器以平行結(jié)構(gòu)連通，并且管回路202包 括合適的閥以允許每個發(fā)熱器與所述回路隔離，這樣可以運行任意一個或多個所述發(fā)熱器 以加熱在管回路202中循環(huán)并且通入污染物收集裝置304的熱傳導流體。根據(jù)一種實施方 式，已知熱傳導流體是XCELTHERM 600，其可以在市場上從Radco Industries of LaFox, Illinois 買到。根據(jù)一種實施方式，控制系統(tǒng)700操作發(fā)熱器和相關閥(需要時)以維持流向污 染物收集裝置304的熱傳導流體的相對穩(wěn)定的溫度和流量。例如，一般配置控制系統(tǒng)700 在白天期間(即，當具有充足的太陽光可用時)運行太陽能發(fā)熱器210為主要發(fā)熱器，并在 夜間運行生物燃料發(fā)熱器(或當沒有充足的太陽光可利用時)。當太陽能發(fā)熱器210和/ 或生物燃料發(fā)熱器230無法使用(例如維修期間等)時，天然氣發(fā)熱器290通常以“備用” 模式作為后備使用。根據(jù)任意優(yōu)選實施方式，太陽能發(fā)熱器210和生物燃料發(fā)熱器230是 主要的發(fā)熱器，以提供可再生熱源和環(huán)保熱源以用于從污水中除去污染物。參見圖1和圖6，根據(jù)一種實施方式顯示了太陽能發(fā)熱器210。圖6中的太陽能發(fā) 熱器210包括多個反射拋物面式太陽能板212(例如槽形物等，該槽形物等設備布置為太 陽能陣列等形式)，所述太陽能板將太陽光聚集于收集管214，收集管214 —般位于反射器 212的焦點處。根據(jù)一種實施方式，收集管214作用為用于輸送熱傳導流體通過太陽能聚 光器212的導管，管214具有大體矩形的形狀，該矩形形狀的尺寸大約為寬1英寸、高3英 寸，本申請人認為，與具有圓形截面形狀的傳統(tǒng)的收集管214相比，矩形形狀的收集管具有 有利的熱傳導性能。根據(jù)其他實施方式，大體為矩形的收集管214可以具有大約1英寸寬、 4英寸或5英寸高的尺寸規(guī)格，然而對于特定的太陽能板幾何形狀而言，可以使用其他尺寸 以獲得最佳熱傳導性能。例如，本申請人認為，由所述管的反射側(cè)壁提供的附加高度為反射 光提供更大的目標，促進所述管內(nèi)的熱傳導流體的湍流以降低液體界面層影響并且增強熱 傳導性能(相對于傳統(tǒng)的圓管)。熱傳導流體在“回路”中循環(huán)通過所述收集管，在所述收 集管中熱傳導流體被入射在矩形收集管214的表面上的反射太陽光加熱，而后熱傳導流體 流向隔熱儲存器218 (例如水箱等)以提供熱的熱傳導流體的來源，所述熱的熱傳導流體用 于從所述污染物收集裝置里的污水中除去污染物。根據(jù)一種實施方式，反射板212的表面 積大約是200，000平方英尺，相當于大約2MW的發(fā)電功率，并且熱傳導流體循環(huán)的流速大約是25-100GHP，更特別地是35-75GHP，再特別地是45-65GHP，熱傳導流體被加熱至溫度大約 是 600 0F?？梢岳斫?，本發(fā)明可以使用商用的各種太陽能陣列來工作。然而，理想的太陽能 陣列是拋物面式聚光槽，所述拋物面式聚光槽能夠向所述收集管聚集大約82倍的太陽光， 所述收集管通過所述槽的焦點中心。在這樣的太陽能陣列中，可以用高溫黑涂料(例如已 知的solcoat)將所述收集管涂黑(或者以其他方式擁有黑色表面)。所述拋物面式鏡槽 可以由框架支撐，如本領域所共知地，在此可以使用角形鋼框架。例如，這種太陽能陣列 可以從 Solar Genics of Golden, Colorado、Soele of Jerusalem, Israel 或 Five Star Engineering of Boulder，Colo獲得。典型地，這些拋物面槽具有大約80% (太陽/熱量) 的效率，具體效率由一年中的具體時間而定。當然，根據(jù)本發(fā)明的太陽能陣列的平方尺度的 大小會取決于要設計的地點的尺寸。這種陣列的尺寸可以是從幾千平方英尺到幾百萬平方 英尺之間的任何尺寸，再者取決于需加熱的熱傳導流體的量。所述太陽能板可以由鋁之類 的合適材料制成，所述收集管可以由銅、鋁、鐵等之類的合適材料制成。太陽能發(fā)熱器210還包括跟蹤裝置220，跟蹤裝置220可以以往復的方式傾斜或 “搖擺”所述太陽能板，以允許所述太陽能板在整個白天過程中跟蹤太陽從東到西運動。根 據(jù)一種實施方式，所述跟蹤裝置包括位于閉環(huán)回路控制裝置中的吸熱傳感器(例如具有熱 敏電阻等)以提供主動傳感系統(tǒng)，該主動傳感系統(tǒng)感知太陽的活動并且通過驅(qū)動電動機和 連接于所述太陽能板的連桿相應地調(diào)整所述太陽能板的傾斜。這種跟蹤裝置在市場上可從 Beartrap Enterprises of Coalinga, California ^iMo根據(jù)另一種實施方式，用于儲存熱傳導流體的儲存器218可以是隔熱的，或者另 外提供用于儲存被加熱的熱傳導流體的熱能的能量儲存裝置。例如，可以提供儲存器218 作為熱能儲存系統(tǒng)。例如，可以提供一種熱能儲存系統(tǒng)作為緩沖儲存器，以便在短暫的時限 內(nèi)(例如大約30秒至大約3小時)使用所述緩沖儲存器，在該短暫的時限內(nèi)所述系統(tǒng)的發(fā) 熱部可能不能夠適應給定負載需求的要求(例如當暫時的云層削弱太陽輻射、或當暫時的 負載需求超出所述系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)下的供熱量、或所述生物質(zhì)供應的暫時中斷等)。相比之 下，可以提供所述熱能儲存系統(tǒng)用于更長時間的儲存，例如3小時至M小時等。所述熱能儲存系統(tǒng)可以包括熱能儲存介質(zhì)和多根埋于所述儲存介質(zhì)中的導管，所 述導管與所述儲存介質(zhì)具有熱交換關系，從而形成復合結(jié)構(gòu)，所述復合結(jié)構(gòu)由隔熱材料層 圍繞。布置每根導管傳送熱傳導流體通過熱能儲存介質(zhì)，并且還可以有導熱的熱傳導元件 (例如翼片、板、盤、薄片等)以加強所述儲存介質(zhì)和所述導管之間的熱傳導。每個熱傳導 元件交替作為散熱器和接收器，為了在所述導管內(nèi)的熱傳導流體和所述介質(zhì)的離散(導熱 的)成分之間雙向傳導熱能，所述熱傳導元件延伸到所述能量儲存介質(zhì)內(nèi)?？梢詫⑺鰺崮軆Υ嫦到y(tǒng)至少部分地置于所述本地底部平面以上的部位，或者置 于低于地平面的部位并且與固定的場地一體化，以使所述場地本身形成所述熱能儲存系統(tǒng) 的延伸(例如置于太陽能收集器212陣列的下面或周圍，或者其他合適的位置)?？蓪⒘罡魺岵牧?例如相對非傳導的材料)或墊式隔熱材料(圖中未示)置于 所述熱能儲存系統(tǒng)的頂部的附近和/或所述熱能儲存系統(tǒng)的頂部的上方。任選地，這種隔 熱材料包括砂子和/或巖粉，并且所述儲存系統(tǒng)的上部區(qū)域可以選擇性地包括更高級的隔 熱材料，而且所述更高級的隔熱材料可以設置在所述儲存系統(tǒng)的上部區(qū)域之上，或者設置在地平面或是設置在低于地平面較小距離的區(qū)域。所述熱能儲存介質(zhì)可以包括任意各種各樣的材料，例如，該材料包括但不限于巖 石、礫石、砂子、粉砂、粘土、石英巖、玄武巖、土壤、以及特殊形式的化學合成物或從中分離 的餾分物。因此，“材料”可以是諸如巖石、石英巖或粘土(例如粘土可以是一些土壤分離 出的部分)。一般而言，所述熱能儲存介質(zhì)可以包含對熱能儲存有用的任何介質(zhì)，該介質(zhì)包 括顆粒狀熱能儲存介質(zhì)。熱能儲存介質(zhì)另外的例子包括混凝土、砂子和土工構(gòu)筑物，所述土 工構(gòu)筑物實質(zhì)上由導熱無機礦物材料組成。顆粒狀熱能儲存介質(zhì)可以包含一種或多種顆粒 組分，并且諸如缺少水泥或熟石灰之類的粘合材料。顆粒狀儲存介質(zhì)允許所述熱能儲存系 統(tǒng)的各種組件的相對運動，該相對運動包括由所述介質(zhì)內(nèi)的熱脹引起的所述導管的縱向移 動。典型地，顆粒狀儲存介質(zhì)通過完全熱循環(huán)維持其顆粒完整性，此外如果接觸水，顆粒狀 儲存介質(zhì)仍然維持其顆粒完整性。諸如無機材料或土制材料(例如表層土，和/或下層土，和/或表層土和/或下層 土的專用材料，和/或巖石，和/或礫石)之類的各種材料可以使用于所述熱儲存介質(zhì)。可 以使用的材料的非限制實施例包括，例如混凝料(例如巖石、石英巖、花崗巖、玄武巖、硅酸 鹽、石灰?guī)r、頁巖、赤鐵礦、礬土、方鎂石(MgO)等)、礫石(例如石英巖、花崗巖、玄武巖、硅酸 鹽、石灰?guī)r、頁巖、赤鐵礦、礬土、方鎂石(MgO)等)、混凝土、砂子、土壤(例如表層土和/或 下層土)、粘土、粉砂、土壤有機材料、金屬、金屬氧化物(例如赤鐵礦、鐵礦砂、礬土、方鎂石 (MgO))、玻璃(例如回收的玻璃)、硅酸鹽、金屬碳酸鹽、石墨、金屬硝酸鹽、金屬亞硝酸鹽、 金屬氮化物(例如氮化鋁)、熔鹽、可溶解礦物(例如可溶解碳酸鹽和硝酸鹽)和液體(例 如硅酮、礦物油、甘油、糖醇、惹烯、廿四碳烷)。參見圖1和圖8-圖10，根據(jù)一種實施方式顯示了生物燃料發(fā)熱器230。圖中所示 的生物燃料發(fā)熱器230 (例如生物燃料燃燒裝置等)包括具有下部234和上部236的外殼 232，下部234用作燃燒器或燃燒室(例如火箱等)；上部236具有管排238 (例如熱交換圈 等)，熱傳導流體通過管排238循環(huán)并被從燃燒室234上升的燃燒熱量加熱。提供生物燃料 儲存裝置240和給料輸運機M2，通過頂部供給生物燃料斜槽向燃燒室234輸送必要的穩(wěn) 定生物燃料供應，以維持管排238排出的熱傳導流體的理想溫度。根據(jù)一種實施方式，生物 燃料儲存裝置240是料斗或是托盤容器，輸運機242是螺旋供給式輸運機用于接受來自所 述料斗的生物燃料并且通過所述生物燃料斜槽向燃燒室234輸送生物燃料。所述螺旋供給 輸運機由電動機和變速箱的配置驅(qū)動，該配置由所述控制系統(tǒng)控制以維持從管排238出來 的熱傳導流體在期望的溫度下的速度(例如大約2-6噸/小時)輸送生物燃料。生物燃料 燃燒裝置230可以由任意合適的材料(例如鋼、鋁和類似物)制成，并且用合適的隔熱材料 (例如具有耐熱溫度為大約3000 T的陶瓷纖維擋火板)隔離。根據(jù)在圖8中更詳細地顯示的一種實施方式，生物燃料燃燒裝置230包括具有進 氣風扇244 (例如變速風扇等)的外部進氣口、燃燒室234、底盤M6、定向噴射口 M8、杯形 偏轉(zhuǎn)器250、燃燒器252、燃燒煙道噴嘴254、熱交換器238、排煙道256、煙氣離開與循環(huán)返回 管道258、顆粒物過濾器260 (例如凈氣機等)和頂部供給生物燃料送料槽沈2。運行凈氣 機沈0以壓縮煙氣，而后將壓縮后的煙氣用于本文進一步將要描述的藻類生產(chǎn)(通過消耗 所述氣體中的CO2)。根據(jù)一種實施方式，燃燒室234以大約1300-1800下范圍內(nèi)的燃燒底座溫度運行。設置定向噴射口 248和杯形偏轉(zhuǎn)器250以在燃燒室234的底盤246處產(chǎn)生氣旋影響，這樣 所述氣體被加速并且被從底盤246抽出，這樣底盤246的溫度被降低。根據(jù)一種典型的實 施方式，以圖9顯示的結(jié)構(gòu)設置定向噴射口 248和杯形偏轉(zhuǎn)器250。在燃燒室234的頂部提 供燃燒煙道噴嘴254，設置所述燃燒煙道噴嘴以在熱交換器238的正下方位置壓縮并且點 燃所述氣體，使所述氣體更徹底地燃燒。根據(jù)一種實施方式，生物燃料燃燒裝置230伴隨煙道氣再循環(huán)(TOR)運行，以通過 將一部分煙道氣(例如大約20-25%通過循環(huán)管道258，然而可以使用更大部分或更少部分 的煙道氣)循環(huán)進入燃燒室234減少氧化氮(NOx)的排放(例如在一些應用中達到60%)。 該過程意于降低頂點燃燒溫度并且降低燃燒的氣體/煙道氣混合物中氧氣的百分比，從而 延緩了由高火焰溫度(由溫度高于1500下的氮氣(N2)氧化產(chǎn)生的熱的NOx)引起的NOx的 形成。一般認為排放的NOx是彌漫性的污染物，引起或促成各種各樣的問題，例如疾病、臭 氧與煙霧形成、酸雨，并且是由于懸浮微粒的形成導致的能見度問題的原因。舉例而言，所 示出的煙道氣再循環(huán)是通過下述方式實施的引導所述煙道氣通過煙道氣出口 256或引出 裝置，而后通過微粒過濾器260然后通過循環(huán)煙道氣返回管道258到達燃燒室234的入口， 所述循環(huán)煙道氣返回管道包括可變速煙道氣再循環(huán)風扇264，所述風扇用于將期望流速的 煙道氣抽入燃燒室234的入口。剩余的煙道氣被引導通過分散裝置(例如噴射器、起泡器 等)進入含水的藻類儲存箱中，以促進藻類的生長(將被進一步描述)。進一步參見圖8，可以提供煙道氣熱交換器沈6以將熱量從煙道氣傳遞至熱傳導 流體，這樣熱傳導流體在進入生物燃料發(fā)熱器230中的主熱交換器238之前被預熱。煙道 氣熱交換器266可以是任意合適的熱交換器(例如具有或不具有散熱片的管圈等)，并且所 述煙道氣熱交換器布置于煙道氣引出管道256之內(nèi)或之外。控制系統(tǒng)700還監(jiān)控煙道氣的 熱量和氣體含量，并且會操作所述進氣口和煙道氣再循環(huán)風扇以控制所述燃燒室內(nèi)的生物 燃料的燃燒。例如，如果NOx含量超出預定量，所述控制系統(tǒng)會降低所述風扇的速度以降低 所述燃燒底盤的溫度。根據(jù)其他的實施方式，所述生物燃料發(fā)熱器可以包括爐子，爐子一般被認為屬于 最簡單的燃燒技術(shù)。在爐子中，生物質(zhì)燃料在燃燒室中燃燒，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成熱能。隨著生 物質(zhì)的燃燒，熱氣被釋放出來，典型地，所述熱氣包含約85%的所述燃料的潛在能源。根據(jù) 替換的實施方式，可以將所述發(fā)熱裝置和所述污染物收集裝置組合成單個裝置作為燃燒生 物質(zhì)的鍋爐，一般認為這是更適宜的直燃技術(shù)，因為鍋爐無需使用熱傳導流體就將燃燒的 熱量傳遞給蒸汽。典型地，鍋爐的蒸汽輸出含有60-85%的生物質(zhì)燃料中的潛在能量。主要 類型的生物質(zhì)燃燒鍋爐是反應堆燃燒器、固定爐排燃燒器或移動爐排燃燒器以及流化床燃 燒器。典型地，反應堆燃燒器由格間組成，每個格間具有上部燃燒室和下部燃燒室，生物質(zhì) 燃料在所述下部燃燒室中的爐排中燃燒，釋放揮發(fā)性氣體。氣體在所述上部(二級的)燃 燒室中燃燒。所述燃燒器可以具有手動或自動除灰系統(tǒng)。在固定爐排燃燒器或移動爐排燃 燒器中，自動進料器分配生物質(zhì)燃料到爐排中，在所述爐排中燃燒燃料。燃燒氣體從爐排下 面進入。在固定爐排設計中，灰渣落入坑中以便收集。相對而言，移動爐排系統(tǒng)具有移動的 爐排，所述爐排使灰渣落入料斗。流化床燃燒器一般在粒狀材料(例如砂子)的熱床中燃 燒生物燃料。氣體噴射進入所述床，引起類似沸騰液體的紊流。所述紊流分散并且懸浮所 述燃料。這種設計增強熱傳遞，并且意于允許用低于大約972°C (1700 T )的運行溫度以減)排放。典型地，流化床燃燒器還能夠處理高灰燃料和農(nóng)業(yè)生物質(zhì)殘質(zhì)。相 應地，所有這些生物燃料燃燒裝置和技術(shù)被認為包含在本說明書公開的范圍內(nèi)。一般認為生物質(zhì)是可再生能源，因為生物質(zhì)包含的能源來自于太陽。通過所述光 合作用過程，植物中的葉綠素通過將來自于空氣中的二氧化碳和來自于土地的水轉(zhuǎn)化成碳 水化合物(由碳、氫和氧組成的復雜化合物)來獲取太陽的能量。當燃燒這些碳水化合物 時，它們轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退?，并且釋放出它們所含有的太陽能。獲取生物質(zhì)能源的最常用 的方式是燃燒生物質(zhì)，從而產(chǎn)生熱量、蒸汽和電力。在世界上存在許多類型的植物，并且它 們能夠通過許多途徑用于能源生產(chǎn)。通常有兩種途徑種植專門用于能源利用的植物，以及 使用用于其它目的植物的殘余物(例如食物產(chǎn)品等)。根據(jù)一種實施方式，生物燃料包括如橄欖核之類的生物質(zhì)廢棄物產(chǎn)品，所述橄欖 核代表生物質(zhì)廢棄物的易得來源，所述生物質(zhì)廢棄物產(chǎn)生于工廠中橄欖的加工，并且燃燒 橄欖核方便地產(chǎn)生熱量以回收污水，從而有效減少本來會另外堆積在填埋場或其他不理想 位置的生物質(zhì)的量。本申請人認為橄欖核(作為一種形式的生物質(zhì)廢棄物)代表用于水回 收系統(tǒng)的生物燃料的優(yōu)質(zhì)來源，因為橄欖核產(chǎn)生大量的熱量卻產(chǎn)生非常少的煙和灰。本申 請人認為鑒于相關的規(guī)章限制，使用橄欖核作為生物燃料會產(chǎn)生有利的NOx排放量。對所 述系統(tǒng)的一種實施方式而言，基于初步的因素，本申請人估計基于大約每天42000磅(Ibs) 的橄欖核的燃燒速率，NOx排放速度會是大約11磅(Ibs)/小時。根據(jù)替換的實施方式，任意其他合適形式的生物質(zhì)廢棄物可以用作燃燒室中的生 物燃料，例如草、杏或其他堅果殼、用過的貨盤、紙漿廠和造紙廠殘余物、森林采伐場和木材 廠廢料、城市廢物、諸如玉米禾莖(所述植物的莖、葉和外殼)、稻秸和麥秸之類的農(nóng)業(yè)或作 物廢物與殘余物、動物廢物(例如牛糞、雞糞和豬糞等)、城市木材廢物(例如施工廢棄物和 邊角料、草坪和樹木修剪物等)和城市廢物(例如垃圾、填埋場氣體等)。為了最大化由所 述系統(tǒng)提供的總體收益，生物燃料的來源優(yōu)先(至少部分)基于由所述工廠或農(nóng)場產(chǎn)生的 生物質(zhì)廢棄物產(chǎn)品，所述工廠或農(nóng)場的水被回收。換言之，所述生物燃料可以從本來要以非 理想的方式(例如填埋場儲存)處理的廢物的生物質(zhì)廢棄物產(chǎn)品制造者處獲得。根據(jù)任意 優(yōu)選的實施方式，在用于所述太陽能發(fā)熱器的陽光不足從而不能維持循環(huán)的熱傳導流體的 期望溫度的時間周期內(nèi)，所述生物燃料發(fā)熱器使用生物質(zhì)廢棄物產(chǎn)品加熱熱傳導流體，從 而回收所述廢水，并且處理生物質(zhì)廢棄物。進一步參見圖1和圖8，生物燃料燃燒的釋放的熱能可被用于任意各種各樣的有 益目的。例如，該熱能可以用于預熱容納在所述太陽能發(fā)熱器蓄水池中的熱傳導流體。進一 步舉例而言，所述生物燃料燃燒裝置的釋放的熱能和廢氣可以通過適當?shù)亩祟^和噴嘴(例 如噴射器、起泡器等)排入藻類生長水箱270(例如池塘、蓄水池、光生物反應器等)，從而促 進藻類生長并且減少由所述生物燃料燃燒裝置釋放到自然環(huán)境中的二氧化碳的量。一般而 言，藻類生長需要水、陽光和二氧化碳。藻類體重的50%是由油構(gòu)成，并且可隨后收獲箱中 藻類產(chǎn)生的油并且轉(zhuǎn)化成生物柴油燃料，同時藻類含有的碳水化合物可被發(fā)酵成乙醇。生物柴油常常被稱為來源于可再生脂質(zhì)能源的長鏈脂肪酸單烷基脂。其他一些則 已經(jīng)限定生物柴油為由植物油或動物脂肪制成的材料。所有的生物柴油一般基于由甘油結(jié) 合三個脂肪酸形成的甘油三酸酯。如果所述來源是諸如牛脂、豬油或鯨油之類的動物脂肪， 所述脂肪酸是飽和的，它們不包含雙鍵。如果所述來源植物，所述脂肪酸是不飽和的，它們fg.^hl 。 $ Biodiesel from Algae, A Look Back at the U. S. Department of Energy' s Aquatic Species Program中報道了通過藻類制造生物柴油的方法，該文獻 報道了在該方案中研究的藻類物種能夠以三酰甘油的形式產(chǎn)出所述藻類體重的60%，該三 酰甘油同由含油作物制成天然油一樣。完整的報道(NO.NREL/TP-580-M190，July 1998) 全文在此通過引用方式并入本文。關于生物柴油制造的更詳細的資料可以由下列專利文件 得到公布號為W02006/036836的國際專利申請、第6，855，838號美國專利、第6,822, 105 號美國專利、第6，768，015號美國專利、第6，712，867號美國專利、第6，642，399號美國專 利和第6，398，707號美國專利，所有這些專利的內(nèi)容全文在此通過引用方式并入本文。通過下述方式能夠加速藻類生長使生物燃料燃燒裝置230的出口排出的補充的 二氧化碳起泡通過藻類箱270，這提供了在有效的溫室氣體到達大氣之前獲取該有效溫室 氣體的額外益處。在給定的合適條件下，藻類的體積在一夜之間能夠加倍，而且不像例如大 豆或玉米之類的其他生物燃料給料，可每天收獲藻類。本文使用的收獲是指收集長大的藻 類(例如藻花)的行為。通常使用機械(例如粗篩、鐵絲網(wǎng)、撈網(wǎng))完成收獲，并且能夠手 動完成或自動完成。典型地，將收獲的藻類輸送到箱或其他可密封設備進行降解處理。所 述藻類箱可以置于大體接近于所述系統(tǒng)的其他部件的地方(例如靠近污水儲存器和/或蒸 發(fā)池等)?？梢砸灶A定的頻率(例如每天)收獲或收集藻類，并且加工藻類以從藻類中提取 油(例如通過壓榨或類似方法)，進而將該油轉(zhuǎn)化成生物柴油之類的燃料。目前有一些方法是可用于通過藻類生產(chǎn)燃料。例如，通過生物氣化或熱氣化作用 可以通過藻類產(chǎn)出甲烷?？砂l(fā)酵生物質(zhì)，從而形成乙醇。乙醇可直接燃燒?？梢詨赫ピ孱愐?從中排出油，并且對這些油進行脂基轉(zhuǎn)移，在脂基轉(zhuǎn)移中所述油中的三聚甘油與純酒精反 應形成烷基酯，所述烷基酯作為生物柴油是公知的。另外，一般知曉，當處于缺氧環(huán)境時，一 些綠藻產(chǎn)生氫，所述氫可被回收并用作燃料。在第5，661，017號美國專利中描述了用于通 過藻類生產(chǎn)生物柴油燃料的其他方法，所述專利的實質(zhì)內(nèi)容在此通過引用方式并入本文。 通過藻類生產(chǎn)乙醇的方法目前也是可行的。例如，利用發(fā)酵和分餾工藝可以生產(chǎn)乙醇，例如 在第7，135，308號美國專利中所描述的方法，所述專利的實質(zhì)內(nèi)容在此通過引用方式并入 本文。相應地，本申請書的范圍意于包含所有這類用途和方法。進一步參見圖1，根據(jù)一種實施方式顯示了天然氣發(fā)熱器四0，天然氣發(fā)熱器四0 意于充當太陽能發(fā)熱器210和生物燃料發(fā)熱器230的后備，并將所述天然氣發(fā)熱器維持在 備用模式以備所述太陽能發(fā)熱器和/或所述生物燃料發(fā)熱器不能使用(例如維修等)的情 況。盡管通常不認為天然氣是“可再生”能源，但為了維持所述系統(tǒng)的運行可靠性，天然氣 發(fā)熱器290意于提供相對清潔的燃燒熱源用于下述意外情況當太陽能加熱和/或生物燃 料加熱無法使用時，并且熱能儲存系統(tǒng)218的能量儲存能力不足以提供維持熱傳導流體的 期望溫度必需的熱量時。相應地，系統(tǒng)10的發(fā)熱部200包括各種環(huán)保的發(fā)熱器，所述發(fā)熱器提供熱能以回 收來自于工廠110的污水，同時還減少生物質(zhì)廢棄物的量，所述生物質(zhì)廢棄物本來要較不 理想的方式處理，并且還幫助促進藻類的生長，藻類又可以被用于生產(chǎn)生物柴油燃料和乙醇。進一步參見圖1，由發(fā)熱部200產(chǎn)生的熱能加熱熱傳導流體，熱傳導流體循環(huán)通過 管圈202至(并且通過)污染物收集裝置304，從而將污水轉(zhuǎn)化成蒸汽并且從污水中分離所述污染物。根據(jù)一種實施方式，從污染物收集與除去部300排出的蒸汽處于大約80-200磅 /平方英尺(PSI)的相對“低”的壓力，更特別地為100-170PSI，再更特別地為110-150PSI， 還更特別地130-135PSI，并且蒸汽被輸入蒸汽能量轉(zhuǎn)化與動力發(fā)生部400。根據(jù)圖示的實 施方式，蒸汽能量轉(zhuǎn)化與動力生成部400包括蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置410和電力發(fā)生器480， 所述蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置將蒸汽能量轉(zhuǎn)化成機械功率輸出，所述電力發(fā)生器利用機械功率輸 出產(chǎn)生電力。從所述蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置排出的蒸汽而后被導入富余熱回收部500，在該富余 熱回收部中蒸汽又被用于向與所述工廠或農(nóng)場連接的各種各樣的熱負載中任一種提供“富 余的”加熱。根據(jù)替換的實施方式，為了適于特別的蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置，所述污染物收集裝 置所產(chǎn)生的蒸汽的壓力可以更高或更低。根據(jù)一種實施方式，蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置410是活塞式膨脹蒸汽機420 (在圖4A-4B 中更詳細地表示)，所述活塞式膨脹蒸汽機具有大約300HP的馬力額定值(但可以在 5HP-5000HP的范圍內(nèi)，并且更特別地在100HP-1500HP的范圍內(nèi))，所述活塞式膨脹蒸汽機 接收來自鍋爐304的蒸汽用于在汽缸422中膨脹，從而驅(qū)動活塞424，并且使曲軸426以大 約300-325轉(zhuǎn)/秒(RPM)的速度旋轉(zhuǎn)，以向發(fā)電機480提供機械功率輸出。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于 活塞式蒸汽機420的容許污染物(例如礦物、鹽、硫酸鹽、有機物和化學廢料等)的固有性 能，活塞式蒸汽機420特別適合用于這種應用，所述污染物可以殘留在來自于所述污染物 收集裝置的蒸汽中，因此在其他設備不能夠容許蒸汽供應中的潛在污染物的情況下，所述 活塞式蒸汽機更加可靠。再者，接觸蒸汽供應中的污染物的蒸汽機420的部件在需要替換 的情況下可以被容易地、經(jīng)濟地替換。在蒸汽機420的蒸汽進口處提供控制閥428，所述控 制閥可以是手動節(jié)流閥、或者可以是自動操作閥，該自動操作閥被設計成能迅速地開/閉 (例如彈開/快關等)以用于控制所述蒸汽機。更特別地參見圖4B，圖中所示的活塞式蒸汽機420包括汽缸/活塞組件 422/424，每個組件具有關聯(lián)的蒸汽傳導管430和具有蒸汽入口的蒸汽腔432 ；控制閥428， 所述控制閥的形式為滑閥(例如垂直D閥)，該滑閥具有搖臂434和連桿436，連桿436通 過軸承438與驅(qū)動軸似4偏心地連接；活塞軸440 ；密封壓蓋442 ；活塞導承板444 ；活塞軸 導承446和與驅(qū)動軸連接的連接臂448。根據(jù)一種實施方式，以帶柄圓柱管的形式提供汽 缸422，所述圓柱管的直徑在大約6-42英寸的范圍內(nèi)，因此有利地避免了對大號鑄件汽缸 的需求。使用蒸汽輸送箱432，而不使用傳統(tǒng)的蒸汽輸送管，并且所述阻件可以被焊接或用 螺栓固定到所述蒸汽機的框架。像“雙作用”式滑閥一樣通過連接至搖臂434的連桿機構(gòu) 操作D閥428，所述搖臂樞轉(zhuǎn)地連接至連桿436，所述連桿偏心地連接至驅(qū)動軸424。所述連 桿機構(gòu)、搖臂和偏心連接的連桿允許所述閥“快速”進入位置，這樣縮短所述閥的過渡時間 并且提高蒸汽流入/流出所述汽缸的效率。連桿436包括超大搖臂槽，在搖臂434接合之 前，所述搖臂槽允許所述連桿在其行程的5% -40%之間移動。因此搖臂434在與連桿436 的中間沖程相對應的點處接合，導致快速(例如“咬合”、“猛拉”等)的連接和開/閉D閥 428。參見圖4C-4F，根據(jù)一種實施方式顯示了 D閥428內(nèi)的蒸汽入口和出口布置。D閥 428包括蒸汽箱部437和可滑動的D形芯柱435，所述蒸汽箱包括入口 431，所述入口呈孔 排形式，圖中所示的孔具有圓形形狀(然而，根據(jù)替換的實施方式，可使用具有其他形狀的 孔)。圖中所示的蒸汽箱437上的出口 433為呈細長矩形形式的單口，并且大體平行地設置在兩排入口孔431之間的中間位置。D形芯柱435包括兩個臂43fe、435b，在所述兩個臂的 一端具有密封材料439，并且所述臂配置為隨搖臂434和連桿436以快速式運動來回移動芯 柱435，所述臂在所述蒸汽箱的表面上來回滑動，從而以期望的次序封閉和打開所述入口和 出口，以允許蒸汽進入關聯(lián)的汽缸422和從關聯(lián)的汽缸422排出。本申請人認為，所述入口 孔提供增強的蒸汽入口流動特性，該特征使所述活塞式蒸汽機具有改良的性能。根據(jù)一種實施方式，活塞式蒸汽機420包括框架450，所述框架的尺寸大約是M 英寸長、48英寸寬、65英寸高；汽缸422，所述汽缸的直徑大約是12英寸、高大約是12英寸。 蒸汽機420利用蒸汽供應運行，所述蒸汽供應的壓力大約是200PSI、溫度大約是400下、流 速大約是3600-44001b/hr、蒸汽排出壓大約在10-80PSI的范圍內(nèi)，從而以325RPM提供大約 300HP的軸輸出動力，從而得到大約250KW的電輸出。根據(jù)另一種實施方式，蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置410可以是諸如盤式渦輪蒸汽機之類的 渦輪機，更具體而言，可以是例如改良的特斯拉式渦輪機460(圖5中有更詳細的表示)。渦 輪機460通過將所述蒸汽流以大體平行與一連串薄的旋轉(zhuǎn)渦輪盤468的正面的方式導入， 將來自于熱交換器304的流體流(典型地，潮濕的或“低等級的”蒸汽)的動能轉(zhuǎn)化成可 利用的軸力。依靠通過附著于盤468表面的粘性邊界層產(chǎn)生的剪切力，所述流體流沿著盤 468旋轉(zhuǎn)的方向向盤468施加動量。這種多重盤468同心地置于軸470上，并且機械地連 接于軸470。渦輪盤468和軸470的組件一般被稱為渦輪轉(zhuǎn)子。所述轉(zhuǎn)子安裝在低摩擦軸 承466上，并且所述轉(zhuǎn)子具有用于將所述軸的輸出功率結(jié)合至發(fā)電機480或其他動力負載 的設備。所述轉(zhuǎn)子以在圓柱形殼體464內(nèi)具有少量間隙的方式在固定軸上旋轉(zhuǎn)。流體流首 先形成二維噴射氣流，所述噴射氣流的寬度遠大于其厚度。引導所述射流的中心線在盤468 的邊緣附近的位置以大體正切的方向沖擊盤468。向盤468施加動量后，所述流體流損失動 能。因為所述轉(zhuǎn)子被包含在禁止外流的密封適配殼體464內(nèi)，由此產(chǎn)生的速度損失導致流 體徑向向內(nèi)流過盤468的表面并獲得了速度的軸向量，形成了自我穩(wěn)定的渦旋?？?76的 格局穿過盤468的厚度，所述孔集中于離盤468的中心不遠的圓周上提供適用于流體軸向 流動的路徑。流體流一離開層疊的渦輪盤就被導入出口 460，并且通過圓管(未示出)從殼 體464中導出。進一步參見圖5，所述渦輪機包括三個基本部件或組件噴嘴轉(zhuǎn)子殼組件465、轉(zhuǎn) 子組件471和轉(zhuǎn)子軸承殼組件466。噴嘴轉(zhuǎn)子殼組件465包括縮擴亞聲速噴嘴472，所述噴 嘴穿過圓柱形殼體464的邊緣，所述圓柱形殼體的內(nèi)徑略大于盤468組件的外徑。位于爐喉 上游的噴嘴472的收縮部(未示出)的截面為圓形，并且通過(例如)管的短螺紋部給料。 位于所述爐喉下游的噴嘴的擴張部的截面為矩形。所述爐喉(在此處實現(xiàn)近亞音速流動) 的截面為正方形。所述擴散噴嘴的出射平面具有大約8 1的縱橫比，并且相對于所述爐 喉具有大約32 1的面積比。噴嘴472的發(fā)散半角被限制在大約12度以防止在所述氣流 離開所述出射平面之前的流分離和回流。通過矩形窗將所述矩形截面流體射流導向盤468 上，所述矩形窗穿透殼體464，并且噴嘴472被焊接于圓柱形殼體464外圍上的一個位置使 得所述噴嘴和所述殼體之間連接角度大約為45度。殼體464的一個端部終止于包含密封 的滾動軸承466的固定壁，并且所述殼體的另一端部終止于在軸線上具有圓形出口 474的 固定壁。轉(zhuǎn)子組件471包括一系列大盤468 (例如“動力盤”等)和小盤469 (例如“隔離盤”等)，所述大盤和小盤在軸470上以交替次序的方式設置。兩種盤均具有透過其厚度的 中心孔，該孔允許精確滑動配合至軸470。動力盤468具有選定的外徑，這樣所述外徑的在 額定運行狀況下的輪緣速度大約等于從噴嘴472射出的流體流速度。動力盤468的厚度大 約等于其直徑的1/64。動力盤468還具有圓孔476(軸向流動孔)構(gòu)成的格局，圓孔476鉆 透盤468，圓孔476聚集成與軸470軸線同心的圓環(huán)上，該圓環(huán)的直徑大約是盤468的外徑 尺寸的1/3。選定所述軸向流動孔的直徑，這樣所述圓孔構(gòu)成的格局的截面面積的總和大約 等于所述噴嘴的出口面積。所述隔離盤具有如下的直徑當軸向觀察時所述隔離盤的外輪 緣與軸向流動孔476的內(nèi)輪緣相切并且不會堵塞所述軸向流動孔。選定隔離盤469的厚度 為額定設計的速度、粘度和密度條件下所述流體的有效邊界層厚度的兩倍。選定動力盤468 和隔離盤469的數(shù)量，這樣所形成的盤疊層的高度大約等于其直徑。通過設置在圓孔中的 3個牽引螺栓473的作用，所述盤疊層在所述動力軸上被夾于一起形成剛性單元，所述牽引 螺栓延伸通過所述疊層的長度并且延伸進入位于所述疊層兩個端部的轂中。所述牽引螺栓 孔設置在螺栓環(huán)上，所述螺栓環(huán)的直徑大約等于動力盤468的直徑的1/5。錐形鎖夾(未示 出)用來使所述疊層各個端部的轂固定至軸470上，并且從所述轉(zhuǎn)子疊層向軸470傳遞轉(zhuǎn) 矩。在轉(zhuǎn)子軸470的端部使用錐形鎖夾(未示出)將驅(qū)動輪(未示出)連接至軸470。轉(zhuǎn)子軸承組件466包括直徑與殼體464的直徑大概相同的短圓柱形殼體475，殼體 475附著有直徑大小的固膜壁。該膜壁對流體流提供正向屏障迫使所有流體在出口 474處 流出殼體464。所述膜壁還具有軸向孔和螺栓孔，該軸向孔具有足夠大的直徑以留有空隙 讓軸470伸出部通過所述軸向孔，所述螺栓孔用作滾動軸承組件的固定裝置。用螺紋緊固 件將成對的滾動軸承477固定至所述膜壁(為清楚起見僅示出了一個滾動軸承)的任意一 側(cè)，并且軸470的一個端部伸過所述軸承。從而，軸承組件466提供相對于所述轉(zhuǎn)子殼體的 所述轉(zhuǎn)子的運動學上的限定位置，并且允許所述轉(zhuǎn)子以最小的摩擦損耗繞其軸旋轉(zhuǎn)。根據(jù)一種實施方式，盤468是由316不銹鋼制成，這意于抗扭曲并且提高盤的壽 命，然而所述盤可以由其他合適的材料制成，例如高溫陶瓷等?？梢愿淖?修正等)出 口孔474的尺寸以與所述盤之間的期望的壓降相適應，例如所述壓降在供給壓力的大約 25-90%的范圍內(nèi)。渦輪機460意于以相對高的RPM運行。例如，具有直徑為大約12英寸 的盤的501b轉(zhuǎn)子意于以大約15，000RPM的額度速度運行。本申請人還認為，特斯拉式渦 輪機特別適合于水回收應用，因為特斯拉式渦輪機具有處理蒸汽中的潛在污染物的內(nèi)在性 能，并且特斯拉式渦輪機具有僅有單一移動部件的特征。根據(jù)替換的實施方式，可以使用其 他蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置向發(fā)電機提供機械功率輸出，舉例而言，各種沖力式渦輪機中的任意 一種。進一步參見圖1，還顯示蒸汽能量轉(zhuǎn)化與動力發(fā)生部400包括位于蒸汽能量轉(zhuǎn)化 裝置410的入口側(cè)的第一(例如“上游”)濕蒸汽分離器486以幫助減少來自于污染物收 集裝置304的蒸汽中的任何濕氣殘留。分離器486還方便地幫助獲取殘留在蒸汽里的污染 物，并且該污染物可通過分離器486的排水部收集。根據(jù)一種實施方式，對由所述系統(tǒng)從蒸 汽分離出的液體和污染物的樣品進行化學分析，顯示出大約62，100mg/L的TDS。圖中所示 的第二(例如“下游”)濕蒸汽分離器488位于蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置410的出口側(cè)，幫助在將 蒸汽引入系統(tǒng)10的富余熱回收部500之前對排出的蒸汽除去濕氣。蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置410的機械功率輸出被用來使發(fā)電機480旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生電力。優(yōu)選地，產(chǎn)生的電力量足夠向所述系統(tǒng)中的所有電動設備(例如閥、電動機、驅(qū)動器、控制裝 置等)供電，這樣所述系統(tǒng)電力自續(xù)。根據(jù)一種實施方式，所述系統(tǒng)的發(fā)電機的電力輸出功 率大約是2MW。過剩電能可供工廠或農(nóng)場使用以滿足(或至少部分滿足)其自身電力供應 需求，或者根據(jù)地方法律或規(guī)章可以賣給地方公用事業(yè)或電力供應商。進一步參見圖1，蒸汽從下游分離器488出來后被導入富余熱回收部500中的供 應集管510，所述富余熱回收部提供“富余的”蒸氣以加熱與工廠、作業(yè)場所或農(nóng)場110典 型相關的各種熱負載520中的任意一種。例如，所述熱負載可以以平行結(jié)構(gòu)布置，并且包括 下列負載加熱飲用水或民用自來水；用于洗衣店作業(yè)場所的加熱；用于食品加工作業(yè)場 所的加熱；用于乙醇蒸餾裝置的加熱；用于牛奶加工設備的加熱；增強堆肥的蒸發(fā)。因此， 本說明書公開的范圍意于包括所有這種能夠方便地利用來自于所述水回收過程的“富余熱 能”供熱的熱負載。蒸汽在向熱負載520提供富余熱能之后，典型地，蒸汽是低質(zhì)量的液汽混合物并 被排送至排出集管530，所述排出集管將蒸汽引導至根據(jù)典型的實施方式在圖1中所示的 回收水儲存與排放部600。圖中所示的回收水儲存與排放部600包括冷凝器610、蒸發(fā)池 620、過濾站630和排出點640。將富余熱回收部500的排出集管530收到的蒸汽引導通過 冷凝器610 (例如臨近冷凝器的管壁)以冷凝任何殘留的蒸汽，從而使蒸汽重新回到蒸餾 形式的液態(tài)，此時蒸餾水的污染物濃度具有滿足或超出規(guī)章對于清潔度的要求(本文稱為 ‘回收水’)。根據(jù)一種實施方式，對由系統(tǒng)10處理的蒸發(fā)池620的回收水的樣品進行化學分 析，其結(jié)果顯示為大約140mg/L的TDS，這個結(jié)果表示了工廠110的污水的一般樣品的TDS 平均降低了大約98. 7%。用于冷凝器610的冷卻水可由蓄水箱140、污水儲存池120、蒸發(fā) 池620或其他合適來源提供。然后將所述回收水引導至蒸發(fā)池620，在蒸發(fā)池620中儲存該回收水用于檢測和 收集任何殘留的污染物(例如通過蒸發(fā)、篩選等)。以與污水儲存池120相似的方式，將蒸 發(fā)池620設置在工廠110外臨近工廠110的地表的相對水平的位置，蒸發(fā)池620包括大約 2英尺高的護提并且限定面積大約為2，500平方英尺(然而可以使用其他尺寸以適應特定 工廠的加工要求)的封閉區(qū)域。在封閉地表和護提上設置有耐用、結(jié)實并且防水的膜材料 (例如膜層、膜片等)以形成蒸發(fā)池620。根據(jù)一種實施方式，所述防水膜是由聚氨酯制成， 其厚度大約為60mil，并且該防水膜在市場上可以從B&B Supply of Fresno，California買 到。所述膜優(yōu)選黑色以增強所述蒸發(fā)池中的回收水的太陽能供熱，從而促進所述回收水的 蒸發(fā)。所述回收水可以被允許通過蒸發(fā)進入大氣從而以蒸汽形式重返自然環(huán)境，和/或 以液體形式重返所述工廠或農(nóng)場用于再循環(huán)使用，或者直接排放到自然環(huán)境(例如排水 管、河流、支流等)。根據(jù)優(yōu)選的實施方式，以液體形式排放的回收水被引導通過最后的過濾 站630和質(zhì)量檢測取樣站640以保證合適的清潔度。所述系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)700，所述控制系統(tǒng)包括諸如微處理器、可編程序邏輯控 制器或類似設備的控制裝置710，配置控制裝置710從適當?shù)脑O備720接收表征與系統(tǒng)10 運行相關的各種參數(shù)的信號。所述設備包括溫度傳感裝置(例如熱電偶、RTD、熱敏電阻和 類似裝置)、壓力傳感裝置(例如壓力計、傳感器等)、流量傳感裝置(例如壓差式流量傳感 器等)、轉(zhuǎn)速傳感裝置(例如轉(zhuǎn)速表等)、電表(例如伏特表、瓦特表、安倍表等)和水位傳感器(例如定位鏡、壓差式水位傳感器等)。與系統(tǒng)10運行相關的參數(shù)由設備720監(jiān)測并 由控制裝置710控制，所述參數(shù)包括(a)儲存污水的蓄水池120和/或儲存箱140內(nèi)的水位；(b)污染物收集與除去部300的污水流速；(c)污染物收集裝置304內(nèi)的污水/蒸汽的壓力和溫度；(d)污染物收集裝置304內(nèi)的污水的水位；(e)位于發(fā)熱器210/230/290和污染物收集裝置304之間的導管回路202中循環(huán) 的熱傳導流體的溫度和流速；(f)熱傳導流體進入收集管214的溫度和從收集管214流出的溫度，以及太陽能儲 存器218內(nèi)的熱傳導流體的溫度；(g)生物燃料儲存裝置MO內(nèi)剩余的生物燃料的量；(h)向燃燒室遞送生物燃料的速率；(i)所述系統(tǒng)的閥狀態(tài)(例如打開、關閉、節(jié)流等)；(j)蒸汽進入蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置410的溫度和壓力；(k)蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置410的機械功率輸出的轉(zhuǎn)速；(1)蒸汽從蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置410出來的溫度和壓力；(m)蒸汽從熱負載520出來的溫度和壓力；(η)蒸發(fā)池620內(nèi)的水位；以及(ο)從排出點640排出的回收水的流速。根據(jù)一種實施方式，控制系統(tǒng)700利用二元或三元控制策略控制鍋爐304內(nèi)的污 水水位，從而分離和收集鍋爐304中的固體。二元控制和三元控制之間的區(qū)別取決于所測 量的和實現(xiàn)對鍋爐內(nèi)污水水位控制的加工變量的數(shù)目，對鍋爐304內(nèi)污水水位的控制是通 過提供輸出信號調(diào)整控制閥132的狀態(tài)，從而對流向鍋爐304的污水供應進行控制。這些 測量的加工變量包括鍋爐304內(nèi)的液體水位、進入鍋爐304的污水流量和離開鍋爐304 的蒸汽流量。運行控制系統(tǒng)700以維持鍋爐304內(nèi)的液體水位，從而確保液面保持足夠低 以在液體上面提供充分的分離空間，并且液面高度足以確保鍋爐304內(nèi)的每個蒸汽發(fā)生管 316中有水存在，這通常導致了較窄的范圍，鍋爐304的液體水位應被維持在這個范圍內(nèi)以 獲取最佳性能。用來維持所述鍋爐內(nèi)的液體水位的污水供應來自于儲存污水蓄水池120，并且通 過一個或多個如圖1所示的泵130將污水供應提升到鍋爐304的運行壓力?？刂葡到y(tǒng)700 包括合適的鍋爐控制裝置，例如水位控制器和流量控制器(未示出)。在二元控制(鍋爐液面對給水流速)串級控制策略中，水位控制器決定流入鍋爐 304的污水是需要更大的流量還是需要更小的流量。所述水位控制器向流量控制器發(fā)送作 為設定值的目標流量。然后所述流量控制器隨供給壓力的變化決定打開控制閥到何種程度 或關閉所述控制閥到何種程度以滿足所述設定值目標。通過在快速的流控制回路中設置給 水速率，所述流量控制器會感知供應狀況的任何變動，該變動產(chǎn)生對鍋爐304的污水供應 的流量變化。鍋爐304液面在實質(zhì)上被影響之前，所述流量控制器會調(diào)整所述控制閥的狀 態(tài)以恢復流量至其設定值。所述水位控制器是串級的主要控制器(有時稱為主控制器)，該 水位控制器調(diào)整所述流量控制器的設定值，所述流量控制器為次控制器(有時定義為從屬控制器)。在三元控制策略中，控制系統(tǒng)中的第三個元素是蒸汽離開鍋爐304的流速，該第 三元素對于處理鍋爐304(例如蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置410等)下游的蒸汽負載需求的變動是 有用的。通過測量蒸汽離開鍋爐304的流量，需求變化的幅度能夠作為所述水位控制器的 前饋信號使用。該前饋信號可被加入所述水位控制器的輸出信號以調(diào)整所述流量控制器設 定值，或者可被加入所述流量控制器的輸出以直接操縱所述控制閥。所述控制系統(tǒng)可以將 所述前饋信號增加到所述水位控制器對次控制器(給水流量)設定值的輸出，從而消除了 為匹配所述控制閥特征而表征所述前饋信號的需求。換言之，可計算出口蒸汽流量和入口 污水流量之間的差異。將所述差值直接加至傳給所述給水流量控制器的設定值信號上。因 此，如果因開啟能量轉(zhuǎn)化裝置410 (舉例而言)使鍋爐304流出的蒸汽流量突然增加，那么 對給水流量控制器的設定值根據(jù)測量到的蒸汽流量增加的量進行提高。類似地，因停止一 個下游蒸汽負載導致的蒸汽需求的突然下降會產(chǎn)生對鍋爐304的污水供應流量的相應下 降，而不會對鍋爐水位控制產(chǎn)生任何明顯的干擾。根據(jù)使用二元控制策略或者三元控制策略的任意典型的實施方式，控制系統(tǒng)700 監(jiān)測合適的工藝變量或參數(shù)，并且提供適當?shù)妮敵鲂盘栆钥刂棋仩t304內(nèi)的污水水位?？?制系統(tǒng)700還監(jiān)測流入鍋爐304和從鍋爐304流出的熱傳導流體的溫度，并且調(diào)整熱傳導 流體的流速和/或溫度以維持鍋爐304內(nèi)期望的溫度和沸騰/蒸發(fā)率?？刂葡到y(tǒng)700可指 定太陽能發(fā)熱器210作為主要或“主”發(fā)熱器以用于加熱循環(huán)流向鍋爐304的熱傳導流體， 并且使用由生物燃料發(fā)熱器230(例如作為“次”發(fā)熱器)提供熱量作為必要的補充(例如 多云情況、夜間等)，從而維持對應于流向鍋爐304的熱傳導流體的期望流速的期望溫度。 例如，控制系統(tǒng)700監(jiān)測太陽熱儲存器218中的熱傳導流體的溫度，并且當液體溫度降低到 低于預定的設定值(例如460下或用于特殊用途的其他合適溫度)時，例如在持續(xù)的多云 期間或清晨、傍晚和夜間期間可能出現(xiàn)，將運行切換到生物燃料發(fā)熱器230，而當太陽熱儲 存器218中的熱傳導流體的溫度升高到高于預定的設定值(例如在持續(xù)的陽光充足的情況 期間等)時，將運行切換回太陽能發(fā)熱器210。在需要額外的加熱量以維持熱傳導流體的期望溫度情況下，配置控制系統(tǒng)700運 行天然氣加熱器290作為系統(tǒng)10的后備熱源。相應地，控制系統(tǒng)700監(jiān)測表征熱傳導流體 溫度的信號，并且向合適的發(fā)熱器的控制操作提供必要的相應輸出信號，所述控制操作包 括開啟/關閉連向各個發(fā)熱器的隔離閥，控制熱傳導流體泵速，開啟/停止生物燃料燃燒裝 置230、生物燃料儲存器240和進料輸送機M2，以及開啟/停止天然氣加熱器四0。因此， 本申請的范圍包括所有這類控制系統(tǒng)特征?，F(xiàn)參見圖12-圖14，根據(jù)典型的實施方式顯示了另一種用于水回收的系統(tǒng)和方 法。例如所顯示的系統(tǒng)是用于處理城市污水之類污水的具有20(或更多)GPM太陽能/生 物質(zhì)供能的水處理系統(tǒng)800。系統(tǒng)800包括太陽能陣列場810，陣列場810包括大約72塊 太陽能收集板812，陣列場810具有大約2英畝的面積用于提供太陽能熱源；2個大約150HP 的熱交換器814用于接收來自所述太陽能熱源(和生物質(zhì)熱源)的熱量并蒸發(fā)污水和收 集污染物；以及300HP的蒸汽機820，所述蒸汽機驅(qū)動發(fā)電機擬4能夠產(chǎn)生至少約150千瓦 (Kff)的電力。根據(jù)所述實施方式的系統(tǒng)800還意于產(chǎn)生大約4M BTU加工熱/小時，這可為 零液體排放(ZLD)系統(tǒng)供應必要的熱量供應?？梢栽谥T如小型乙醇加工系統(tǒng)或其他合適的用途中發(fā)掘熱量的其他用途。然而，可以提供其他尺寸、功率和特征的系統(tǒng)。本說明書公開 的范圍意于包含所有這類變動。根據(jù)一種實施方式，配置系統(tǒng)800最少處理大約20GPM的水，例如由供應者(例如 城市用水單位)提供給所述系統(tǒng)的灌溉排水。作為對處理排出水的補充，系統(tǒng)800還產(chǎn)生 電能和工業(yè)用熱供所述系統(tǒng)和其他用途使用。根據(jù)圖示的實施方式的用于水回收的系統(tǒng)和 方法包括(尤其包括)熱蒸餾階段、熱能形成階段、動力發(fā)生階段和零液體排放階段。根據(jù)典型的實施方式顯示的熱蒸餾回路元件包括(尤其包括)自凈過濾器 802 (大約75微米或其他合適尺寸)、給水儲存箱804 (大約5，000加侖或其他合適大小)、 鍋爐給水變流控制泵806(例如圖示為1個主水泵和1個備用水泵)、疊層安裝的熱交換 器808(意于預熱鍋爐給水至大約200下的溫度)、鍋爐814(例如圖示為2個鍋爐，所述鍋 爐具有大約150Hp的功率，每個鍋爐用于汽化給水并且收集給水中的污染物)、蒸汽分離器 816 (例如圖示為每個鍋爐1個，但可以使用任意數(shù)目)、冷凝成水箱830 (具有大約4，000 加侖的容積)、成水泵832 (例如圖示為1個主水泵和1個備用水泵)和壓力過濾器834 (例 如圖示為2個過濾器，每個過濾器具有大約20GPM的能力)。根據(jù)圖示的實施方式，源自水源(例如農(nóng)場、工廠、城市用水單位)的污水供應在 流入給水儲存箱804之前通過自凈過濾裝置802，過濾裝置802具有75微米過濾器。通過 給水泵806以足以抵消鍋爐814內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽壓的壓力將所述水從給水儲存箱804泵取至 鍋爐814。所述給水流過疊層安裝的熱交換器808，熱交換器808安裝在圖示為生物反應器 燃燒器840的熱源裝置的疊層處(本文將進一步描述)，或者安裝在所述蒸汽機的排氣流 上(本文將進一步描述)，從而將給水在進入鍋爐814之前預熱至大約200 T的溫度。所 述水在鍋爐814中被熱傳導流體所傳遞的熱量加熱至大約400 °F的溫度，所述熱傳導流體 在生物反應器840中或在太陽能板陣列810中被加熱，而后所述熱傳導流體循環(huán)通過鍋爐 814的殼壁。鍋爐814產(chǎn)生的飽和蒸汽壓大約是200磅/平方英寸(psi)。在鍋爐814中的 給水蒸發(fā)期間，在鍋爐的管的頂部區(qū)域產(chǎn)生加壓的蒸汽，而水中的污染物被濃縮在鍋爐814 和蒸發(fā)管的下部區(qū)域。污染物積聚為固體，該固體以高濃度泥漿的形式從鍋爐814被除去。 鍋爐814還按如下方式構(gòu)造頂蓋和底蓋可以被容易地移開以使所述管能夠被清洗。盡管典型地在鍋爐814中會收集許多污染物，但一些污染物可以殘留在蒸汽中從 鍋爐814流出。蒸汽流過蒸汽分離器816，在蒸汽分離器816中污染物和噴濺水分離以提供 “清潔的”蒸汽，而剩余蒸汽則被輸送到濃縮閃蒸裝置860。清潔的蒸汽流過蒸汽分離器816的頂端出口并且輸送至蒸汽機820。從蒸汽機820 排出的蒸汽而后流至工藝熱負載，例如濃縮閃蒸器860的熱板，在所述熱板處蒸汽中的殘 余熱能被用于閃蒸工藝。隨后蒸汽從濃縮閃蒸器860流入冷凝成水箱830，在該箱中冷凝水 被儲存并且被抽吸至灌溉渠(或其他合適的地方，未示出)。根據(jù)一種實施方式，在成水線 上可提供后過濾以獲取任何殘余的微粒污染物。在一些場合，最終成水中的總?cè)芙夤腆w量的范圍通常會在大約500mg/L之下，并 且保持在大約350mg/L-750mg/L的范圍內(nèi)。根據(jù)典型的實施方式顯示的熱能產(chǎn)生元件包括(尤其包括)拋物面槽式太陽能收 集器812 (例如顯示為72組，所述組的尺寸為長20英尺、寬16英尺，然而，可以使用其他數(shù) 目和尺寸)、隔熱熱傳導流體箱818 (例如圖示為2個箱，一個用于在熱的液體循環(huán)過程中接收來自所述太陽能陣列的熱的液體，提供所述熱的液體用于加熱所述鍋爐，另一個用于接 收在冷的液體循環(huán)中從所述鍋爐返回流向太陽能陣列的較冷的液體)、熱傳導流體變流控 制泵822 (例如圖示為2組，每組包括主泵和備用泵，一組泵用于熱的液體循環(huán)，另一組用于 冷的液體循環(huán))、生物反應器燃燒器840 (在不能夠利用太陽能期間或太陽能不充足的期間 內(nèi)加熱熱傳導流體)和用以回收排氣筒中的任何灰燼的袋濾器844。通過太陽能場810利用太陽能，太陽能場810包括由72個太陽能拋物面反射槽 812構(gòu)成的太陽能陣列，太陽能拋物面反射槽812具有合適的尺寸，例如長20英尺、寬16英 尺。根據(jù)一種實施方式，圖中所示的槽812以每行18個排列，整行具有中心跟蹤和定位驅(qū)動 系統(tǒng)。一般按北-南方向定位每行槽812，每行的中心線之間的距離大約是40英尺。所述中 心跟蹤和所述定位驅(qū)動系統(tǒng)從早到晚跟蹤太陽。在每個白天結(jié)束時，所述跟蹤系統(tǒng)“丟失” 太陽，所述跟蹤系統(tǒng)使槽812的定向返回到預設的早晨位置為下一個白天作準備。在一些 應用中，太陽能陣列意于在太陽照耀期間產(chǎn)生大約4. 8MMBTU/hr或產(chǎn)生大約89億BTU/年。 從所述太陽能系統(tǒng)傳送熱量的方法是通過循環(huán)包含額定溫度大約為600 °F的無毒石蠟基 流體的熱傳導流體。按設計標準建造太陽能板812，所述設計標準意于經(jīng)得住大約100(或 更大)MPH的風，并且防冰雹和灰塵。生物反應器燃燒器840被設計成能使生物質(zhì)材料(尤其是農(nóng)業(yè)廢料)潔凈地氣化 和燃燒。生物反應器燃燒器840意于以大約1500 T的溫度運行以減少(或消除)熱NOx 排放。將生物反應器燃燒器840設計成全自動化并且具有安全特征，例如高溫切斷、外部熱 傳感器和高油溫警報(尤其這些項)。將生物反應器燃燒器840設計成能夠自我清理，并且 很少需要維護。根據(jù)一種實施方式，生物反應器燃燒器840的火箱部842是由高溫耐火磚 和高溫陶瓷板構(gòu)成，生物反應器燃燒器840還使用煙道氣循環(huán)系統(tǒng)進一步減少NOx和其他 污染物。根據(jù)一種實施方式，生物反應器燃燒器840還具有向設置在火箱上的垂直一體的 熱交換器846輸送大約16MMBTU/hr的能力用于加熱熱傳導流體。生物反應器燃燒器還包 括諸如在所述火箱(如上文所描述)內(nèi)的火箱噴嘴和定向噴射器之類的部件。根據(jù)一種實 施方式，生物反應器燃燒器840會消耗大約20001b/hr的生物質(zhì)材料。生物反應器燃燒器 840還包括料斗848，料斗848能夠舉起大約20噸的生物質(zhì)材料(對應于一些應用中使用 的大約2. 5天的燃料量)。所述生物質(zhì)材料可以包括如上文描述的各種各樣的材料中的任 何一種。根據(jù)典型的實施方式所示的發(fā)電部件包括(尤其包括)蒸汽機820(舉例而言， 具有大約300HP的額定值，然而，可以具有其他額定值或提供多個蒸汽機)和AC發(fā)電機 824 (例如具有大約150kw額定值的三相AC發(fā)電機)。通過將加壓的蒸汽(例如壓力大約為200psig或其他合適的壓力)從鍋爐814 引導至蒸汽機820可實現(xiàn)發(fā)電。根據(jù)一種實施方式，在正常運行中，蒸汽機820利用大約 10，0001b/hr、溫度大約為400 °F的蒸汽，優(yōu)選地，蒸汽機820是自潤滑的。根據(jù)一種實施 方式，所述蒸汽機是具有兩個直徑為12英寸的活塞、具有大約10英寸的沖程并且以大約 300RPM的旋轉(zhuǎn)速度運行的活塞式蒸汽機(如上文所描述)。根據(jù)替換的實施方式，所述蒸 汽機可以是特斯拉式渦輪機(如上文所描述)。根據(jù)一種實施方式，蒸汽機820的功率輸出 通過連接于傳動裝置826(例如Cleveland齒輪(具有大約12 1的齒輪比))的2英寸 驅(qū)動桿輸送，從而給AC發(fā)電機提供動力。
設計所述系統(tǒng)的零液體排放部以降低濃縮物中的殘留濕氣(降低至低于50% )， 所述濃縮物從蒸汽分離器816和鍋爐814的放漿中排出。舉例而言，圖中所示的零液體排 放系統(tǒng)包括具有大體平坦的平板式干燥盤862的濃縮閃蒸裝置860，干燥盤862利用蒸汽機 820的排氣所提供的熱量(例如溫度大約為300 T )。干燥盤862意于設計成自我清洗，并 且干燥盤862配置成將固體沉積至料倉864。干燥盤862還可以用于分離水中的不同種類 的物質(zhì)。在一些應用中，預期所述零液體排放系統(tǒng)每天會產(chǎn)生大約1噸固體。根據(jù)顯示在圖12-圖14中的用于水回收的系統(tǒng)和方法的實施方式，系統(tǒng)800—般 占用大約20英尺X40英尺的面積以用于鍋爐和蒸汽機，生物反應燃燒器和熱傳導流體箱 一般會占用大約20英尺X25英尺的面積。圖中所示的用于連接所述系統(tǒng)的部件的合適連 接件一般包括連接給水儲存箱804和鍋爐814的內(nèi)徑為2英寸的水管線路803、連接冷凝成 水箱830和所述成水目的地(例如灌溉渠等)的2英寸管線833、以及用于所述系統(tǒng)的泵和 風扇的一個200安培的配電盤。如果對發(fā)電機擬4所生成的電力進行凈計量(net meter), 則向配電盤提供連接件。通過冷凝器回收“已處理的”水，而后引導該水至冷凝成水箱830并且最終至灌渠 (或其他合適的位置)。根據(jù)一種實施方式，由所述系統(tǒng)生產(chǎn)的固體(成分包括水分和建議被處理的物 質(zhì))的估計回收率是大約20001bs/天，所述固體的含水量為50%或更少。所述固體可被分 離成不同種類并意于適于在1級陸地填埋點處理。參見圖2，根據(jù)一種實施方式顯示了從加工工廠或農(nóng)場(或其他合適來源)回收水 的方法900，方法900包括可能的步驟中的下述步驟(a)902_建造儲存污水的蓄水池從工廠、作業(yè)場所、農(nóng)場或其他合適來源接收污 水；(b) 904-將污水輸送至污染物收集與除去站，該污染物收集與除去站具有過濾站 和污染物收集裝置；(c)906_在所述過濾站中過濾污水，并且在所述污染物收集裝置中加熱污水以將 污水轉(zhuǎn)化成蒸汽并從污水中分離污染物；(d)908-在太陽能發(fā)熱器和生物燃料發(fā)熱器中的至少一個中加熱熱傳導流體，并 且使加熱后的熱傳導流體循環(huán)至所述污染物收集裝置以將污水轉(zhuǎn)化成蒸汽；(e) 910-從所述污染物收集裝置除去分離出的污染物；(f)912_將來自于所述污染物收集裝置的蒸汽引導至蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置以提供受 控的機械功率輸出；(g)914_利用所述機械功率輸出發(fā)電；(h)916_將來自于所述蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置的蒸汽引導至一個或多個與所述工廠、 作業(yè)場所或農(nóng)場相關的熱負載；(i)918_冷凝蒸汽并且將蒸餾后的冷凝物作為回收水引導至蒸發(fā)池以排放至自然 環(huán)境或由所述工廠、作業(yè)場所或農(nóng)場重新利用；(j) 920-將從所述生物燃料發(fā)熱器排出的氣體弓I導至藻類生長箱以使二氧化碳起 泡通過所述水，從而促進藻類生長；收獲所述箱中的藻類；對所述藻類壓榨以提取油；并將 藻類油轉(zhuǎn)化成生物柴油燃料和乙醇；以及
(k) 922-從所述蒸餾池的水中沉淀并且提取一些化學物質(zhì)，例如硫酸鈣和硫酸鈉 (或其他理想的化學物質(zhì))。然而，可包括各種其他步驟中的任意一種或多種以任意順序?qū)崿F(xiàn)具有下述目的的 方法從加工工廠或農(nóng)場(或其他來源)回收水，降低生物質(zhì)廢棄物處理需求、生產(chǎn)電力，以 及供應與所述工廠或農(nóng)場相關的一個或多個熱負載。現(xiàn)參見圖15，根據(jù)用于釀酒工廠(例如顯示為酒廠1020)的典型的實施方式顯示 了另一種用于水回收的系統(tǒng)1010和方法。來自于酒廠1020的廢水1022通常包括了較高 濃度的有機物，廢水首先被引入?yún)捬跸?024，在厭氧消化池IOM中有機物被分解并且 生成合成氣體1(^6。合成氣體10 被引導至發(fā)熱裝置(例如合成氣體發(fā)熱器1030)，在該 發(fā)熱裝置中燃燒所述合成氣體以產(chǎn)生熱量。來自于所述合成氣發(fā)熱裝置的熱量被用于加熱 熱傳導流體，所述熱傳導流體循環(huán)通過儲存裝置或蓄水池1044。系統(tǒng)1010還可包括與所述 合成氣發(fā)熱器以“并行”方式或類似方式運行的其他發(fā)熱裝置，例如太陽能發(fā)熱器、生物質(zhì) 發(fā)熱器(例如在本實施方式中使用來自于所述酒加工的生物質(zhì)1028，例如葡萄籽、葡萄壓 榨廢物和廢葡萄樹等)和如本說明書前述實施方式中所顯示和描述的天然氣發(fā)熱器。在完成厭氧消化處理之后，將被消化的廢水1034(此時沒有有機材料)引導至 熱回收裝置(顯示為熱交換器1036)，在熱回收裝置1036中，使用來自于合成氣體發(fā)熱器 1030的排氣中的“多余的”熱和來自于“富余熱回收負載”(例如在本說明書中結(jié)合圖1的 描述)的排出的蒸汽熱在將被消化的廢水1034引導至污染物收集裝置(例如顯示為熱交 換器或鍋爐1040)之前預熱被消化的廢水。熱交換器1040接收來自被加熱的熱傳導流體儲 存裝置1044的熱傳導流體，在儲存裝置1044中，熱傳導流體已被所述合成氣熱交換器(或 其他發(fā)熱器)以根據(jù)圖1和上文公開的實施方式描述的方式加熱以產(chǎn)生蒸汽并且從被消化 的廢水1034的蒸汽中分離污染物。來自于熱交換器1040的蒸汽被引導至濕蒸汽分離器1046，從而任何殘留的污染 物被引導至蒸發(fā)或干燥裝置1054(如根據(jù)本文公開的其他實施方式在上文中所描述的)。 而后蒸汽被引導至蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置1050(例如本文上文中典型公開的蒸汽機或渦輪機) 以產(chǎn)生電力。所述蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置排出的蒸汽而后被引導至所述系統(tǒng)中的其他熱負載 (例如熱交換器1036)以預熱被消化的廢水、加熱或冷卻消化器1024、為蒸發(fā)或干燥裝置 1054提供熱量、預熱熱傳導流體，或者該蒸汽被引導至所述釀酒過程中的其他“富余熱”負 載1060或作為適度加熱/冷卻的熱負載，或者該蒸汽被引導至用于干燥酒廠中的葡萄碎渣 的熱負載等。配置蒸發(fā)或干燥裝置IOM接收熱交換器1040中收集的污染物(例如通過放漿、 手動除去操作或類似操作)，并且接收由所述濕蒸汽分離器從殘余蒸汽中收集的污染物。干 燥裝置IOM還可以接收來自所述蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置出口的蒸汽作為用于干燥污染物的熱 源。一旦污染物已近被干燥并且從污染物中分離出所有期望的化合物，剩余的濃縮污染物 可以以適當?shù)姆绞?例如填埋埋藏等)處理掉。蒸汽從富余熱負載1060和/或蒸發(fā)或干燥裝置IOM排出之后，在合適的冷凝器 (或蒸發(fā)器或之類的器具)中被冷凝并作為干凈水從排出點1064排出(例如通過根據(jù)上文 公開的實施方式描述的另外的過濾器和/或測試或取樣站)?，F(xiàn)在參見圖16，根據(jù)用于奶牛農(nóng)場作業(yè)(例如顯示為牛奶場1120)的典型實施方式顯示了用于水回收的另一種系統(tǒng)1110和方法。牛奶場1120的廢水1122通常包括較高 濃度的有機物，并且廢水首先被引導至厭氧消化池1124，有機物在所述厭氧消化池中被分 解并且生成合成氣體11沈。合成氣體11 被引導至發(fā)熱裝置(例如合成氣體發(fā)熱裝置 1130)，在所述發(fā)熱裝置中燃燒合成氣體以產(chǎn)生熱量。利用來自于所述合成氣發(fā)熱裝置的熱 量加熱熱傳導流體，所述熱傳導流體循環(huán)通過儲存裝置或儲存器1144。系統(tǒng)1110還可以包 括與所述合成氣體發(fā)熱器以“并行”方式或類似方式運行的其他發(fā)熱裝置，例如在本說明書 先前的實施方式中顯示和描述的太陽熱發(fā)熱器、生物質(zhì)發(fā)熱器(例如在本實施方式中使用 來自于奶牛農(nóng)場作業(yè)場所的生物質(zhì)1128，例如牛糞、來自于所述厭氧消化池的固體、其他農(nóng) 業(yè)廢物等)、天然氣發(fā)熱器?？墒购铣蓺獍l(fā)熱裝置1130的排氣返回至消化器IlM以幫助促 進藻類生長和幫助吸收二氧化碳。在完成厭氧消化處理之后，被消化的廢水1134(此時沒有有機材料)被引導至熱 回收裝置(顯示為熱交換器1136)，從而來自于合成氣體發(fā)熱器1130出口的“多余的”熱和 來自于“富余熱回收負載”(例如在本說明書中根據(jù)圖1的描述)的排出蒸汽熱被用于在將 被消化的廢水1134引導至污染物收集裝置(例如顯示為熱交換器或鍋爐1140)之前預熱 被消化的廢水。熱交換器1140接收來自被加熱的熱傳導流體儲存裝置1144的熱傳導流體， 在所述儲存裝置中的熱傳導流體已經(jīng)通過所述合成氣體熱交換器(或其他發(fā)熱器)以根據(jù) 圖1和上文公開的實施方式描述的方式被加熱，從而產(chǎn)生蒸汽并且從被消化的廢水1134的 蒸汽中分離污染物。來自于熱交換器1140的蒸汽被引入濕蒸汽分離器1146，從而任何殘留的污染物 被引導至蒸發(fā)或干燥裝置1154(如根據(jù)在上文中所描述的本文所公開的其他實施方式)。 而后蒸汽被引導至蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置1150(例如上文中公開的蒸汽機類型或渦輪機類型) 以生成電力。由所述蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置的排出的蒸汽而后被引導至所述系統(tǒng)中的其他熱 負載，例如蒸汽被引導至熱交換器1136以預熱所述消化的廢水1134、加熱或冷卻消化器 IlM、為蒸發(fā)或干燥裝置IlM提供熱量、預熱熱傳導流體，或者蒸汽被引導至所述牛奶場 加工(例如加熱/冷卻牛奶等)中的其他“富余熱”負載1160或作為適宜的供熱/制冷或 者用于清洗奶牛的畜舍等。配置蒸發(fā)或干燥裝置IlM接收熱交換器1140中收集的污染物(例如通過放漿、 手動除去操作或類似方法)，并且接收由一個或兩個所述濕蒸汽分離器1146從殘留蒸汽收 集的污染物。干燥裝置1巧4還可接收來自蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置1150出口的蒸作為用于干燥 污染物的熱源。一旦污染物已被干燥并且從污染物中分離出所有的期望化合物，剩余的濃 縮污染物可以以適當?shù)姆绞?例如填埋埋藏等)處理掉。蒸汽從富余熱負載1160和/或蒸發(fā)或干燥裝置IlM排出之后，在合適的冷凝器 (或蒸發(fā)池或類似設備)中被冷凝并作為干凈水從排出點1164排出(例如通過根據(jù)上文公 開的實施方式描述的另外的過濾器和/或測試或取樣站)。現(xiàn)參見圖17，根據(jù)典型的實施方式顯示了用于水回收的另一種系統(tǒng)1210和方法， 所述系統(tǒng)和方法用于油田或鉆井作業(yè)場所(例如顯示的油田1220)。油田1220的廢水1222 通常包括較高濃度的鹽和碳氫化合物，廢水在形成蒸餾塔的一系列的熱交換器1236(例 如，顯示為三個熱交換器，但針對特定用途可使用任意和數(shù)量的交換器)中被預熱，在所述 蒸餾塔中，輕質(zhì)碳氫化合物被從處于較低溫度的廢水中驅(qū)除。隨著溫度的上升，所述蒸餾塔驅(qū)除更重的碳氫化合物材料。分離的碳氫化合物被獲取在儲存裝置1238中。從儲存裝置1238獲取的碳氫化合物被引導至發(fā)熱裝置(例如碳氫化合物發(fā)熱裝 置1230)，在所述發(fā)熱裝置中，燃燒所述碳氫化合物以產(chǎn)生熱量。來自于所述碳氫化合物發(fā) 熱裝置的熱量被用于加熱熱傳導流體，所述熱傳導流體循環(huán)通過儲存裝置或蓄水池1244。 系統(tǒng)1210還可包括與所述碳氫化合物發(fā)熱器以“并行”方式或類似方式運行的其他發(fā)熱裝 置，例如本說明書先前的實施方式中所顯示和描述的太陽能發(fā)熱器、生物質(zhì)發(fā)熱器(例如 在本是實施方式中使用來自于所述油田作業(yè)場所的生物質(zhì)或其他可燃廢物等)、天然氣發(fā) 熱器(或氣體發(fā)熱器，所述發(fā)熱器使用油田產(chǎn)生的氣體)。碳氫化合物發(fā)熱裝置1230的排氣 返回至所述蒸餾塔的熱交換器1236作為預熱廢水和驅(qū)除所述碳氫化合物污染物的熱源。將預熱的廢水1234(已除去大部分的碳氫化合物)引導至污染物收集裝置(例如 顯示為熱交換器或鍋爐1M0)。熱交換器1240接收來自受熱的熱傳導流體儲存裝置1244的 熱傳導流體，在所述儲存裝置中，所述熱傳導流體已經(jīng)通過所述碳氫化合物熱交換器(或 其他發(fā)熱器)以根據(jù)圖1和上文公開的實施方式描述的方式被加熱，從而產(chǎn)生蒸汽并且從 廢水1234的蒸汽中分離污染物。來自于熱交換器1240的蒸汽被引導至濕蒸汽分離器1M6，從而任何殘留的污染 物被引導至蒸發(fā)或干燥裝置1254(如根據(jù)本文公開的其他實施方式在上文中所描述的)。 而后蒸汽被引導至蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置1250(例如上文中公開的蒸汽機類型或渦輪機類型) 以生產(chǎn)電力。蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置1250的排出蒸汽而后被引導至所述系統(tǒng)中的其他熱負載， 例如排出蒸汽被引導至熱交換器1236以在所述蒸餾塔中驅(qū)除廢水1234中的碳氫化合物、 為蒸發(fā)或干燥裝置12M提供熱量、預熱熱傳導流體，或者排出蒸汽被引導至所述油田作業(yè) 場所(例如包括將蒸汽注入井中的油回收過程等)中的其他“富余熱”負載1260。所述污 染物收集裝置排出的蒸汽可能仍然包含一定量的碳氫化合物，在這種情況下可以使用另外 的蒸餾塔除去所有剩余的碳氫化合物。配置蒸發(fā)或干燥裝置12M接收熱交換器IMO (例如通過放漿、手動除去操作或類 似方法)中收集的污染物，并接收由濕蒸汽分離器1246從殘余蒸汽中收集的污染物。干燥 裝置12M還可接收來自蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置1250出口的蒸汽作為用于干燥污染物的熱源。 一旦污染物已被干燥并且從污染物中分離出所有的期望化合物，剩余的濃縮污染物可以以 適當?shù)姆绞?例如填埋埋藏等)處理掉。蒸汽從富余熱負載1260和/或蒸發(fā)或干燥裝置12M排出之后，在合適的冷凝器 (或蒸發(fā)池或類似設備)中被冷凝并作為干凈水從排出點1264排出(例如進一步通過根據(jù) 上文公開的實施方式描述的過濾器和/或測試或取樣站)。根據(jù)任何典型實施方式，用于任何期望的工廠、作業(yè)場所或農(nóng)場的所述系統(tǒng)的一 些部分可以以可運輸?shù)姆绞奖弧胺庋b“以用于各種各樣的位置、加工工廠或作業(yè)場所(或類 似地方)，在這些地方水回收是理想的或強制的。例如，所述場所可包括涌流位置或其他事 故位置，在這些位置，凈化(包括水回收)是必要的。所述場所還可以包括農(nóng)場、酒廠、奶牛 場或其他農(nóng)業(yè)區(qū)、或鉆井作業(yè)場所，這些場地的尾水需要回收。根據(jù)一種實施方式，生物燃 料發(fā)熱器、天然氣發(fā)熱器、污染物收集裝置、過濾站、蒸汽能量轉(zhuǎn)化裝置、發(fā)電機和濕蒸汽分 離器可以被安裝在滑行裝置上或拖車內(nèi)，所述拖車容易移動以快速配置到任意各種各樣的 場地中。所述拖車包括所有必要的接口和連接件，例如天然氣連接件、用于生產(chǎn)電力的供電連接件、接收污水和將排出蒸汽排至合適冷凝設備(例如建造在場所的蒸發(fā)池等)的連接 件。因此，本說明書公開的范圍意于包括所有這種變換。根據(jù)另一種典型的實施方式，所述水回收系統(tǒng)可配置為以上文描述的方式從水中 除去作為污染物的鹽，其中所述污染物收集裝置作為鹽水鍋爐以產(chǎn)生供所述蒸汽能量轉(zhuǎn)化 裝置和所述熱負載使用的可用的蒸汽并且提供濃縮的鹽水流。被鹽污染的水的供應可以直 接來自于工廠、作業(yè)場所或農(nóng)場，或者可以是來自于反滲透系統(tǒng)的鹽水供應。上文對本發(fā)明的典型的實施方式描述是為用于舉例說明和描述的目的。本發(fā)明無 意于窮盡描述或是將本發(fā)明限制于前面公開的確切形式，參照前面的教導或根據(jù)本發(fā)明的 實踐可作出修改和改變。所描述的功能可在本文所描述的具有不同附圖標記和不同功能分 布的組件之間分配。此外，依據(jù)實施方式可以改變所述功能的執(zhí)行順序。實施方式的選取 和描述是為了解釋本發(fā)明的原理，以及根據(jù)本發(fā)明的實際應用促使本領域技術(shù)人員在各種 實施方式中應用本發(fā)明并將各種修改的本發(fā)明應用于適宜的具體應用場合。本發(fā)明的范圍 意于由附于本文的權(quán)利要求書和所述權(quán)利要求書等同范圍的內(nèi)容限定。除非另有說明，在本說明書和權(quán)利要求書中使用的所有數(shù)字將被理解為在所有實 例中使用術(shù)語“約”進行修正。因此，除非有相反說明，在本說明書和所附的權(quán)利要求書中 描述的數(shù)字參數(shù)是近似值，該近似值至少基于具體的分析技術(shù)、可用的實施方式或根據(jù)所 述系統(tǒng)的具體配置的其他改變可有所變化。根據(jù)替換的實施方式，所有工序步驟或者方法步驟的順序或次序可以改變或重新 排序。任何方法+功能條款意于覆蓋本文中所描述的執(zhí)行所述功能的結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)等同物和 等同結(jié)構(gòu)。在不違背本文表達的本發(fā)明的實質(zhì)的情況下，對優(yōu)選實施方式和其他典型的實 施方式的設計、運行配置和布置可做其他替換、修改、改變和省略。
權(quán)利要求
1.一種用于回收污水的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括污染物收集子系統(tǒng)，所述污染物收集子系統(tǒng)包括熱交換器，所述熱交換器配置為接收 所述污水；發(fā)熱子系統(tǒng)，所述發(fā)熱子系統(tǒng)包括熱流體流網(wǎng)絡，所述熱流體流網(wǎng)絡配置為循環(huán)熱傳 導流體，所述發(fā)熱子系統(tǒng)還包括太陽能聚光器和生物燃料燃燒裝置，所述太陽能聚光器和 所述生物燃料燃燒裝置中的每一個都可操作地加熱所述熱傳導流體；蒸汽能量轉(zhuǎn)化子系統(tǒng)，所述蒸汽能量轉(zhuǎn)化子系統(tǒng)包括蒸汽機和發(fā)電機；其中，所述熱交換器被配置為接收被加熱的熱傳導流體以煮沸所述污水，這樣所述污 水中的至少一部分污染物被保留在所述熱交換器中，并且將蒸汽供應從所述熱交換器引導 至所述蒸汽機以用于驅(qū)動所述發(fā)電機。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述太陽能聚光器配置為在白天加熱所述熱傳導 流體，并且所述生物燃料燃燒裝置配置為在夜間加熱所述熱傳導流體。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述太陽能聚光器包括收集器，所述收集器包括大 體矩形的管，所述管用于加熱流過所述管中的熱傳導流體。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述熱交換器包括殼管式熱交換器，所述殼管式熱 交換器配置為在所述熱交換器內(nèi)收集污染物。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述污染物至少部分地在所述熱交換器的管中被 收集。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述蒸汽機包括活塞蒸汽機和特斯拉渦輪機中的 至少一種。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述污染物收集子系統(tǒng)還包括至少一個濕蒸汽分 離器，所述濕蒸汽分離器設置在所述熱交換器和所述蒸汽機之間并配置為將污染物和污水 從所述熱交換器引出的蒸汽供應中除去。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括至少一個副鍋爐，所述副鍋爐配置為接 收來自所述濕蒸汽分離器的污染物和污水以用于濃縮所述污染物。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括至少一個蒸發(fā)裝置，所述蒸發(fā)裝置配置 為接收來自所述濕蒸汽分離器的污染物和污水以用于濃縮所述污染物。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述蒸發(fā)裝置可操作地從所述污染物中充分除去 所有液體。
11.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括礦物分離裝置，所述礦物分離裝置配置 為接收來自所述濕蒸汽分離器的污染物和污水并從所述污水中分離一種或多種礦物。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述發(fā)熱子系統(tǒng)還包括熱能儲存系統(tǒng)，所述熱能儲 存系統(tǒng)配置為在第一種模式中接收所述熱傳導流體的熱量，并且在第二種模式中向所述熱 傳導流體傳遞熱量。
13.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括熱回收系統(tǒng)，所述熱回收系統(tǒng)配置為接 收來自所述蒸汽能量轉(zhuǎn)化子系統(tǒng)的蒸汽用于加熱一個或多個附加熱負載。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述附加熱負載包括乙醇蒸餾裝置。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括冷凝器，所述冷凝器配置為接收來自 所述附加熱負載的蒸汽并將所述蒸汽冷凝為冷凝物。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括蒸發(fā)池，所述蒸發(fā)池配置為接收來自 所述冷凝器的冷凝物。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括檢測站，所述檢測站配置為在所述冷 凝物從所述蒸發(fā)池排出之前測量所述冷凝物的代表性品質(zhì)。
18.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括過濾站，所述過濾站配置為除去所述污 水中的至少一部分微粒污染物。
19.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括藻類箱，所述藻類箱配置為接收來自所 述生物燃料燃燒裝置的廢氣。
20.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)可操作地調(diào)節(jié)通 過所述熱交換器的熱傳導流體的流速和通過所述熱交換器的污水的流速。
21.如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括生物質(zhì)儲存與供給裝置，所述生物質(zhì)儲存 與供給裝置配置為向所述生物燃料燃燒裝置遞送生物質(zhì)供應。
22.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中在所述系統(tǒng)運行期間，所述發(fā)電機可操作地大致為 所述系統(tǒng)的所有電力負載提供動力。
23.一種用于回收污水的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括熱交換器，所述熱交換器配置為接收所述污水并且至少將一部分所述污水轉(zhuǎn)化成蒸 汽，以及至少在所述熱交換器內(nèi)濃縮一部分所述污染物；熱傳導流體，所述熱傳導流體用于循環(huán)通過所述熱交換器以加熱所述污水；太陽能聚光器和生物燃料燃燒裝置中的至少一個，所述太陽能聚光器和所述生物燃料 燃燒裝置配置為加熱用于所述熱交換器的熱傳導流體；以及連接于發(fā)電機的蒸汽機，所述蒸汽機配置為接收來自所述熱交換器的蒸汽以驅(qū)動所述 發(fā)電機。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括太陽能聚光器和生物燃料燃燒裝置 兩者，所述太陽能聚光器配置為在太陽光的量足以將所述熱傳導流體加熱至預定溫度時運 行，所述生物燃料燃燒裝置配置為在太陽光的量不足以將所述熱傳導流體加熱到預定溫度 時運行。
25.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括藻類生長水儲存池，所述藻類生長水 儲存池配置為接收來自所述生物燃料燃燒裝置的廢氣。
26.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述蒸汽機包括活塞發(fā)動機，所述活塞發(fā)動機具 有由偏心驅(qū)動連桿機構(gòu)驅(qū)動的控制閥。
27.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括至少一個附加熱負載，所述附加熱負 載配置為接收所述蒸汽機排出的蒸汽。
28.
29.如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中所述蒸發(fā)裝置配置為在所述熱交換器進行排污操 作期間接收熱交換器所收集的污染物。
30.一種用于回收污水的方法，所述方法包括加熱熱交換器中的污水以將至少一部分所述污水轉(zhuǎn)化成蒸汽并收集至少一部分污染物；在太陽能聚光器和生物燃料燃燒裝置中的至少一個中加熱熱傳導流體，并且使被加熱 的熱傳導流體循環(huán)至所述熱交換器以加熱所述污水；將所述蒸汽從所述熱交換器引導至蒸汽機以提供機械功率輸出； 利用所述機械功率輸出生產(chǎn)電力；以及 將所述蒸汽從所述蒸汽機引導至一個或多個附加熱負載。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，所述方法還包括以下步驟冷凝來自于所述附加熱負 載的蒸汽并且將冷凝物引導至蒸發(fā)池。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，所述方法還包括如下步驟將來自于所述生物燃料燃 燒裝置的廢氣引入藻類生長水箱，并且使二氧化碳起泡通過所述水以促進藻類生長。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，所述方法還包括從所述箱中收獲所述藻類的步驟。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，所述方法還包括對所述藻類壓榨以提取油的步驟。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，所述方法還包括將所述藻類油轉(zhuǎn)化成生物柴油和乙醇 中的至少一種的步驟。
36.如權(quán)利要求30所述的方法，所述方法還包括將污染液體殘留物從所述熱交換器的 出口引導至蒸發(fā)裝置的步驟。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，所述方法還包括從所述污染液體殘留物中分離一種或 多種礦物的步驟。
38.如權(quán)利要求36所述的方法，所述方法還包括從所述污染液體殘留物中充分除去全 部液體。
39.如權(quán)利要求30所述的方法，所述方法還包括從所述熱交換器中除去所收集的污染 物部分。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，所述方法還包括將被除去的污染物引導至蒸發(fā)裝置步馬聚ο
41.如權(quán)利要求30所述的的方法，所述方法還包括如下步驟在第一種模式期間，將熱 量從所述熱傳導流體傳遞至熱能儲存裝置，在第二種模式期間，將熱量從所述熱能儲存裝 置傳遞至所述熱傳導流體。
全文摘要
一種回收污水的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括熱交換器，所述熱交換器接收所述污水并且將至少一部分所述污水轉(zhuǎn)化成蒸汽，并且收集所述熱交換器內(nèi)的至少一部分污染物。在白天通過太陽能聚光器加熱熱傳導流體，在夜間通過生物燃料燃燒裝置加熱所述熱傳導流體。被加熱的液體循環(huán)通過所述熱交換器以加熱所述污水。蒸汽機連接于發(fā)電機，所述蒸汽機接收來自于所述熱交換器的蒸汽以驅(qū)動所述發(fā)電機，從而為所述系統(tǒng)提供動力。將從所述蒸汽機排出的蒸汽供應給附加熱負載。將所述收集的污染物引入蒸發(fā)裝置以除去殘留液體。
文檔編號C02F1/14GK102056847SQ200980121960
公開日2011年5月11日 申請日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月15日
發(fā)明者弗蘭克·舒伯特 申請人:聯(lián)合太陽能科技有限公司