本實(shí)用新型涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種曝氣系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

污水處理屬于高耗能行業(yè)，如果只通過電網(wǎng)供電，則會產(chǎn)生較高的運(yùn)行成本?？紤]到污水處理廠一般位于城市邊緣地區(qū)，占地較廣，且上層空間閑置，特別適合建設(shè)光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等新能源設(shè)備。多數(shù)污水處理廠建設(shè)有光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等新能源設(shè)備，用于供給污水處理廠的高能耗。

但是，由于風(fēng)能、太陽能等新能源為非連續(xù)性能源，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電等受環(huán)境條件的影響較大，可控性較低。當(dāng)天氣條件、風(fēng)力條件等較高的情況下，新能源設(shè)備的發(fā)電量可能會遠(yuǎn)超出污水處理廠的用電量，多余的電量無法消納。污水處理廠只能以較低價格出售給電網(wǎng)公司，甚至?xí)霈F(xiàn)棄風(fēng)/光限電的情況，造成資源的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種曝氣系統(tǒng)，以解決污水處理廠電量使用不夠經(jīng)濟(jì)的問題。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種曝氣系統(tǒng)，包括：控制裝置、電解槽、氧氣存儲罐和氧氣曝氣設(shè)備；電解槽與污水處理廠的電網(wǎng)連接，氧氣存儲罐與電解槽連接，氧氣曝氣設(shè)備與曝氣池和氧氣存儲罐分別連接，電網(wǎng)與發(fā)電裝置連接；控制裝置根據(jù)發(fā)電裝置的發(fā)電量和污水處理廠的耗電量控制電網(wǎng)與電解槽之間的電力連接。

可選地，電網(wǎng)電解槽之間的連接線路上設(shè)置有開關(guān)裝置，控制裝置與開關(guān)裝置連接并通過開關(guān)裝置控制電網(wǎng)與電解槽之間的電力連接；和/或，電網(wǎng)電解槽之間的連接線路上設(shè)置有變壓器和整流裝置。

可選地，氧氣曝氣設(shè)備與氧氣存儲罐之間的連接管路上設(shè)置有電動閥，電動閥與控制裝置連接。

可選地，曝氣池還連接有空氣曝氣設(shè)備，控制裝置與空氣曝氣設(shè)備的控制端連接。

可選地，氧氣存儲罐上設(shè)置有壓力檢測裝置，控制裝置還與壓力檢測裝置連接，并還根據(jù)壓力檢測裝置檢測的壓力值控制氧氣曝氣設(shè)備和空氣曝氣設(shè)備。

可選地，電網(wǎng)還與地區(qū)電網(wǎng)連接，控制裝置還根據(jù)時間和/或電價信息控制開關(guān)裝置，或者，控制裝置還根據(jù)時間和/或電價信息控制開關(guān)裝置和空氣曝氣設(shè)備。

可選地，控制裝置還與污水處理廠的污水處理控制系統(tǒng)連接，并從污水處理控制系統(tǒng)獲取曝氣池的曝氣需求信息，以及根據(jù)曝氣需求信息控制氧氣曝氣設(shè)備和空氣曝氣設(shè)備。

可選地，開關(guān)裝置和電動閥為聯(lián)動控制結(jié)構(gòu)。

可選地，電網(wǎng)連接有發(fā)電監(jiān)控器，控制裝置與發(fā)電監(jiān)控器連接，并從發(fā)電監(jiān)控器獲取發(fā)電裝置的發(fā)電量和污水處理廠的耗電量。

可選地，發(fā)電裝置包括：風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、光伏發(fā)電設(shè)備、水力發(fā)電設(shè)備、火力發(fā)電設(shè)備和核發(fā)電設(shè)備中的至少一種。

本實(shí)用新型的實(shí)施例的曝氣系統(tǒng)，在污水處理廠的發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量大于污水處理廠的耗電量時，將多余的電量用于電解水，獲得的氧氣存儲并用于進(jìn)行曝氣，使電量的使用更經(jīng)濟(jì)，減少了電量的浪費(fèi)，同時提高了曝氣效果。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的曝氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

10、電網(wǎng)；11、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備；12、光伏發(fā)電設(shè)備；13、地區(qū)電網(wǎng)；14、發(fā)電監(jiān)控器；15、開關(guān)裝置；16、變壓器；17、整流裝置；20、電解槽；21、氧氣存儲罐；22、氫氣存儲罐；23、壓力檢測裝置；24、電動閥；30、曝氣池；31、氧氣曝氣設(shè)備；32、空氣曝氣設(shè)備；33、布?xì)庠O(shè)備；40、控制裝置；50、污水處理控制系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例的曝氣系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的曝氣系統(tǒng)的一個結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該曝氣系統(tǒng)包括控制裝置40、電解槽20、氧氣存儲罐21和氧氣曝氣設(shè)備31。電解槽20與污水處理廠的電網(wǎng)10連接，氧氣存儲罐21與電解槽20連接，氧氣曝氣設(shè)備31與曝氣池30和氧氣存儲罐21分別連接，電網(wǎng)10與發(fā)電裝置連接；控制裝置40根據(jù)發(fā)電裝置的發(fā)電量和污水處理廠的耗電量控制電網(wǎng)10與電解槽20之間的電力連接。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在污水處理廠的耗電量大于發(fā)電裝置的發(fā)電量時，污水處理廠的電網(wǎng)10中有多余的電量，控制裝置40控制電網(wǎng)10與電解槽20電力連接，使電網(wǎng)10向電解槽20供電，利用電解槽20電解水來消納電網(wǎng)10中多余的電量，使電量的使用更加經(jīng)濟(jì)。電解槽20電解水生成氧氣和氫氣，氧氣輸出到氧氣存儲罐21中進(jìn)行存儲。在曝氣池30需要曝氣時，氧氣曝氣設(shè)備31將氧氣存儲罐21中存儲的氧氣輸送到曝氣池30進(jìn)行純氧曝氣，提升曝氣效果。

優(yōu)選地，氧氣曝氣設(shè)備31為鼓風(fēng)機(jī)，但并不限于鼓風(fēng)機(jī)，氧氣曝氣設(shè)備31可以為任意能將氧氣存儲罐中的氧氣輸送至曝氣池30中的設(shè)備。

本實(shí)施例中，污水處理廠的電網(wǎng)10連接有發(fā)電監(jiān)控器14，控制裝置40與發(fā)電監(jiān)控器14連接，并從發(fā)電監(jiān)控器14獲取發(fā)電裝置的發(fā)電量和污水處理廠的耗電量。

如圖1所示，發(fā)電裝置包括風(fēng)力發(fā)電設(shè)備11和光伏發(fā)電設(shè)備12。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，發(fā)電裝置還可以包括水力發(fā)電設(shè)備、核發(fā)電設(shè)備等新能源發(fā)電設(shè)備，或者傳統(tǒng)的火力發(fā)電設(shè)備。

在實(shí)際的應(yīng)用場景中，污水處理廠的電網(wǎng)10可以為污水處理廠的電力母線，發(fā)電監(jiān)控器14通過功率計量裝置等設(shè)備，實(shí)時監(jiān)控各發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量，和污水處理廠的耗電量，并進(jìn)行對比。在發(fā)電監(jiān)控器14監(jiān)測到各發(fā)電設(shè)備的發(fā)電總量大于污水處理廠的耗電量時，污水處理廠無法消納電網(wǎng)10中多余的電量。此時，控制裝置40控制電網(wǎng)10與電解槽20連接，利用電解水的方式來消納這部分電量。

優(yōu)選地，電網(wǎng)10與電解槽20之間的連接線路上設(shè)置有開關(guān)裝置15，控制裝置40與開關(guān)裝置15連接并通過開關(guān)裝置15控制電網(wǎng)10與電解槽20之間的電力連接。

例如，開關(guān)裝置15可以為電磁開關(guān)，在發(fā)電監(jiān)控器14監(jiān)測到發(fā)電裝置的發(fā)電總量大于污水處理廠的耗電量時，控制裝置40向電磁開關(guān)發(fā)送高電平信號，控制電磁開關(guān)導(dǎo)通電網(wǎng)10與電解槽20之間的電力連接；在發(fā)電監(jiān)控器14未監(jiān)測到發(fā)電裝置的發(fā)電總量大于污水處理廠的耗電量時，控制裝置40向電磁開關(guān)發(fā)送低電平信號，控制電磁開關(guān)斷開電網(wǎng)10與電解槽20之間的電力連接。

此外，電網(wǎng)10與電解槽20之間的連接線路上設(shè)置有變壓器16和整流裝置17。變壓器16用于調(diào)整電網(wǎng)10輸出電能的電壓，整流裝置17用于進(jìn)行電流調(diào)整。電網(wǎng)10輸出電能經(jīng)過變壓器16和整流裝置17的調(diào)整，電壓和電流均調(diào)整至電解槽20的工作范圍，可以使電解槽20穩(wěn)定進(jìn)行電解水。

在電解槽20得電之后進(jìn)行電解水，電解水得到的氧氣存儲到氧氣存儲罐21中，并通過純氧曝氣的方式就地消納，氧氣的存儲和轉(zhuǎn)運(yùn)成本較低。此外，該曝氣系統(tǒng)還包括與電解槽20連接的氫氣存儲罐22，用于暫時存儲電解水生成的氫氣，之后再轉(zhuǎn)運(yùn)到其他應(yīng)用場所。

本實(shí)施例中，曝氣池30還連接有空氣曝氣設(shè)備32，控制裝置40與空氣曝氣設(shè)備32的控制端連接。

在氧氣曝氣設(shè)備31不進(jìn)行純氧曝氣時，若曝氣池30需要曝氣，可以利用空氣曝氣設(shè)備32進(jìn)行曝氣，以保證曝氣池30順利進(jìn)行污水處理流程的曝氣環(huán)節(jié)?？諝馄貧庠O(shè)備32可以為鼓風(fēng)機(jī)或者射流曝氣器等進(jìn)行空氣曝氣的設(shè)備，但不限于此。

例如，在發(fā)電裝置的發(fā)電量小于污水處理廠的耗電量時，控制裝置40控制開關(guān)裝置15斷開，電解槽20不工作，氧氣曝氣設(shè)備31不能進(jìn)行純氧曝氣。此時，若曝氣池30需要曝氣時，控制裝置40可以控制空氣曝氣設(shè)備32運(yùn)行，進(jìn)行空氣曝氣。

在這里說明，上述氧氣曝氣設(shè)備31和空氣曝氣設(shè)備32的輸出端連接有布?xì)庠O(shè)備33，分別用于提高氧氣曝氣設(shè)備31輸出的氧氣，和空氣曝氣設(shè)備32輸出空氣的曝氣效率。而且，氧氣曝氣設(shè)備31和空氣曝氣設(shè)備32的數(shù)量可以為一臺或多臺，具體根據(jù)曝氣池30所需的曝氣量進(jìn)行確定。

優(yōu)選地，氧氣曝氣設(shè)備31與氧氣存儲罐21之間的連接管路上設(shè)置有電動閥24，電動閥24與控制裝置40連接。

本實(shí)施例中，控制裝置40還與污水處理廠的污水處理控制系統(tǒng)50連接，用于從污水處理控制系統(tǒng)50獲取曝氣池30的曝氣需求信息。在控制裝置40未獲取到曝氣池需要曝氣的信息時，控制電動閥24關(guān)閉，斷開氧氣曝氣設(shè)備31與氧氣存儲罐21之間的連接管路，并禁止氧氣曝氣設(shè)備31和空氣曝氣設(shè)備32運(yùn)行。

在控制裝置40獲取到曝氣池需要曝氣的信息時，控制裝置40控制電動閥24閉合，以導(dǎo)通連接管路。同時，控制裝置40向氧氣曝氣設(shè)備31的控制端發(fā)送控制信號，控制氧氣曝氣設(shè)備31運(yùn)行，將氧氣存儲罐21輸出的氧氣輸送到曝氣池30進(jìn)行純氧曝氣。

而且，控制裝置40還可以通過電動閥24控制氧氣在連接管路中的流量，以及調(diào)整氧氣曝氣設(shè)備31的工作效率，使純氧曝氣穩(wěn)定進(jìn)行。

更優(yōu)地，氧氣存儲罐21上設(shè)置有壓力檢測裝置23，控制裝置40還與壓力檢測裝置23連接，并根據(jù)壓力檢測裝置23檢測的壓力值控制氧氣曝氣設(shè)備31和空氣曝氣設(shè)備32。

具體地，壓力檢測裝置23用于通過檢測氧氣存儲罐21中壓力值，來檢測氧氣存儲罐21中氧氣的存儲量。若壓力檢測裝置23檢測到的壓力值大于預(yù)設(shè)值時，則氧氣存儲罐21中存儲有較多的氧氣，控制裝置40可以控制電動閥24閉合，并控制氧氣曝氣設(shè)備31進(jìn)行純氧曝氣。若壓力檢測裝置23檢測到的壓力值不大于預(yù)設(shè)值時，則氧氣存儲罐21中氧氣的存儲量不足，控制裝置40控制電動閥24斷開，并控制空氣曝氣設(shè)備32運(yùn)行。

本實(shí)施例中，污水處理廠的電網(wǎng)10還連接地區(qū)電網(wǎng)13，控制裝置40還根據(jù)時間和/或電價信息控制開關(guān)裝置15和空氣曝氣設(shè)備32。

地區(qū)電網(wǎng)13用于在發(fā)電裝置的發(fā)電量小于污水處理廠的耗電量時，向電網(wǎng)10供電，保證污水處理廠正常運(yùn)行。而且，為了降低成本，控制裝置40根據(jù)地區(qū)電網(wǎng)13對應(yīng)的電價信息，來控制開關(guān)裝置15的通斷，以及控制空氣曝氣設(shè)備32是否運(yùn)行。也即，控制氧氣曝氣設(shè)備31和空氣曝氣設(shè)備32切換工作。

例如，地區(qū)電網(wǎng)13對應(yīng)的谷電時間段的電價較低，控制裝置40可以在谷電時間段內(nèi)控制開關(guān)裝置15導(dǎo)通，利用低價電電解水來存儲用于純氧曝氣，并禁止空氣曝氣設(shè)備32運(yùn)行；在非谷電時間段控制開關(guān)裝置15斷開，利用存儲的氧氣進(jìn)行純氧曝氣，并在壓力檢測裝置23檢測到的壓力值較大時控制空氣曝氣設(shè)備32開始運(yùn)行。由此，即可實(shí)現(xiàn)根據(jù)時間來對開關(guān)裝置15的控制。

或者，控制裝置40根據(jù)實(shí)時獲取的電價信息的高低控制開關(guān)裝置15的通斷，以及控制空氣曝氣設(shè)備32是否運(yùn)行。

可選地，開關(guān)裝置15與電動閥24可以設(shè)置為聯(lián)動控制結(jié)構(gòu)。在控制裝置40控制開關(guān)裝置15導(dǎo)通時，電動閥24閉合，因為電解槽20得電不斷進(jìn)行電解水，生成的氧氣足夠進(jìn)行純氧曝氣。在控制裝置40控制開關(guān)裝置15斷開時，控制裝置40在根據(jù)壓力檢測裝置23檢測的壓力值的大小，來控制電動閥24通斷。

上述為本實(shí)用新型的實(shí)施例的曝氣系統(tǒng)，該曝氣系統(tǒng)工作原理如下：

一、在發(fā)電裝置的發(fā)電量大于污水處理廠的耗電量時，或者在地區(qū)電網(wǎng)13對應(yīng)的電價較低時，控制裝置40控制開關(guān)裝置15導(dǎo)通，利用電解水的方式存儲氧氣；并控制氧氣曝氣設(shè)備31進(jìn)行純氧曝氣。

二、在發(fā)電裝置的發(fā)電量不大于污水處理廠的耗電量，并且地區(qū)電網(wǎng)13對應(yīng)的電價較高時，控制裝置40控制開關(guān)裝置15斷開。

在上述工作原理二的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，控制裝置40在壓力檢測裝置23檢測到的壓力值較大時，控制氧氣曝氣設(shè)備31進(jìn)行純氧曝氣；在壓力檢測裝置23檢測到的壓力值較小時，控制空氣曝氣設(shè)備32工作。

本實(shí)用新型的實(shí)施例的曝氣系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

通過在污水處理廠中設(shè)置電解槽，利用電解水的方式來消納多余的電量，避免浪費(fèi)資源，使電量的使用更加經(jīng)濟(jì)；

將電解水生成的氧氣用于曝氣池進(jìn)行純氧曝氣，提高曝氣效果，并將氧氣就地消納，降低了氧氣的存儲和轉(zhuǎn)運(yùn)成本；

利用污水處理廠中多余的電量或者電價較低價的電來電解水，生成并存儲的氧氣進(jìn)行純氧曝氣，有效降低了污水處理廠的運(yùn)營成本。

需要指出，根據(jù)實(shí)施的需要，可將本申請中描述的各個部件拆分為更多部件，也可將兩個或多個部件或者部件的部分操作組合成新的部件，以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。