本實(shí)用新型涉及污水處理領(lǐng)域，具體地，涉及一種利用太陽(yáng)能的低能耗農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)。
技術(shù)背景
農(nóng)村生活污水的排放是造成農(nóng)村水環(huán)境污染的最重要的原因，且隨著農(nóng)村生活方式的改變和農(nóng)民生活水平的提高而加劇，農(nóng)村水環(huán)境污染問(wèn)題成為農(nóng)村環(huán)境整治與改善需要解決的迫切問(wèn)題?，F(xiàn)有的農(nóng)村分散式生活污水處理的方法中，主要以無(wú)動(dòng)力厭氧生物處理、土地處理、人工濕地等工藝為主。這一些列方法中大多存在著停留時(shí)間長(zhǎng)、冬季處理效果差、廢水中氮磷的去除效果不佳的特點(diǎn)。主要的環(huán)境工程技術(shù)有接觸氧化法/曝氣生物濾池、氧化溝及A/O法等工藝。這些技術(shù)均需要曝氣增氧和回流等措施，以達(dá)到水體凈化的目的，但現(xiàn)有裝置能耗較高，由電網(wǎng)供電，增加了運(yùn)行成本。
由于農(nóng)村污水排放量變化大，變化系數(shù)一般為3～5，白天排放多，夜晚排放少，甚至出現(xiàn)斷流的現(xiàn)象，常規(guī)處理工藝多采用定量曝氣和回流，造成電力浪費(fèi)。中國(guó)專(zhuān)利CN102557338A提供一種農(nóng)村生活污水處理方法，將太陽(yáng)能微動(dòng)力設(shè)備與好氧濾床技術(shù)有機(jī)結(jié)合，系統(tǒng)由太陽(yáng)能提供曝氣動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)廢水的低耗高效處理。中國(guó)專(zhuān)利CN105036419A提供一種太陽(yáng)能自動(dòng)污水處理系統(tǒng)，其包括太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)，其將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)上的逆變器與污水處理系統(tǒng)上控制污水處理的控制器連接提供電源，同時(shí)還裝有流量監(jiān)控器、視頻監(jiān)控器等，智能化程度高，但設(shè)備繁多，增加費(fèi)用。中國(guó)專(zhuān)利CN202379853U提供一種太陽(yáng)能曝氣農(nóng)村生活污水處理裝置，將太陽(yáng)能電板直接與直流充氧泵連接，進(jìn)行曝氣和回流。綜上，發(fā)明沒(méi)有考慮到農(nóng)村生活污水排放量隨時(shí)間變化，沒(méi)有根據(jù)進(jìn)水量和好氧池的溶解氧濃度調(diào)節(jié)回流量和曝氣量，造成電力與能源的浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)比較分散，晝夜排放廢水量變化系數(shù)較大的情況，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種以太陽(yáng)能為動(dòng)力能源對(duì)污水進(jìn)行變量曝氣和回流的農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)相比，利用太陽(yáng)能作為污水處理系統(tǒng)的動(dòng)力能源，清潔環(huán)保；污水處理系統(tǒng)聯(lián)入變頻器，根據(jù)系統(tǒng)的處理水量的變化，對(duì)回流量和曝氣量進(jìn)行調(diào)整，能源利用率高。
本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
一種利用太陽(yáng)能的低能耗農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)，所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池組件、控制器、蓄電池組和逆變器，所述的太陽(yáng)能電池組件接收太陽(yáng)輻射能量直接轉(zhuǎn)換成電能，并將多余的能量經(jīng)過(guò)控制器儲(chǔ)存在蓄電池組中，經(jīng)過(guò)逆變器輸出交流電；所述的污水處理系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)池、格柵、缺氧池、好氧池、沉淀池和變頻器；污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，經(jīng)池內(nèi)的格柵過(guò)濾后，依次進(jìn)入缺氧池、好氧池和沉淀池，沉淀后排出上清液，沉淀污泥采用定期人工排泥的方式排出，以保證出水水質(zhì)；這種農(nóng)村污水處理系統(tǒng)，利用太陽(yáng)能作為動(dòng)力能源對(duì)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行回流和曝氣，有效地去除污水中的有機(jī)物和氮磷等污染物，同時(shí)，聯(lián)入變頻器調(diào)節(jié)回流量和曝氣量，充分利用太陽(yáng)能電池和蓄電池的電量，降低能耗。
所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的逆變器與污水處理系統(tǒng)中的變頻器連接；當(dāng)夜間進(jìn)水流量變小時(shí)，流量傳感器輸入信號(hào)到變頻器輸入端，變頻器輸出信號(hào)調(diào)節(jié)回流泵和鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)回流量和曝氣量減小，但回流量、曝氣量與進(jìn)水流量的比值均保持不變的目的。在保證污染物去除效果的情況下，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。進(jìn)一步的，所述的格柵過(guò)濾后的水由管道引入缺氧池，其引入管道上設(shè)置有流量傳感器，所述的流量傳感器與變頻器的輸入端連接。
進(jìn)一步的，所述的變頻器提供簡(jiǎn)單的PLC功能，PLC模擬量輸入模塊接收流量傳感器輸出的信號(hào)，輸出模塊輸出信號(hào)到變頻器，控制變頻器輸出的頻率，分別調(diào)節(jié)回流泵和鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制回流量和曝氣量。
進(jìn)一步的，所述的好氧池內(nèi)的混合液采用回流泵回流到缺氧池，所述的回流泵與變頻器輸出端連接；同時(shí)，缺氧池與好氧池均投加填料，所述的填料分別為彈性填料和組合填料，提高活性污泥的濃度，減少微生物流失，提高污染物的去除效果。
進(jìn)一步的，所述的好氧池采用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行曝氣，鼓風(fēng)機(jī)與變頻器輸出端連接；所述的好氧池填料層的下方設(shè)置有曝氣器，鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)管路連接曝氣器，所述的好氧池頂部設(shè)置有通風(fēng)口，排出多余空氣。
進(jìn)一步的，所述的控制器雙向連接蓄電池。
進(jìn)一步的，所述的蓄電池其容量能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)用電，能把白天太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)生的能量盡量存儲(chǔ)下來(lái)，同時(shí)還能夠存儲(chǔ)預(yù)定的連續(xù)陰雨天時(shí)系統(tǒng)需要的電能。綜上，本實(shí)用新型的有益成果是：
1.這種農(nóng)村污水處理系統(tǒng)，利用太陽(yáng)能作為動(dòng)力能源對(duì)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行回流和曝氣，有效地去除污水中的有機(jī)物和氮磷等污染物；同時(shí)，聯(lián)入變頻器，根據(jù)進(jìn)水流量調(diào)節(jié)回流泵和鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，保持回流量、曝氣量與進(jìn)水流量的比值不變，既能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)去除污染物的需求，又實(shí)現(xiàn)合理利用產(chǎn)生的電能，提高了能源利用率的目的。
2.本實(shí)用新型利用太陽(yáng)能板接收太陽(yáng)能，使用控制器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為適合使用的電力能源，作為水處理系統(tǒng)的電源，同時(shí)使用蓄電池，蓄電池其容量能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)用電，能把白天太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)生的能量盡量存儲(chǔ)下來(lái)，在沒(méi)有太陽(yáng)能的夜晚使用蓄電池的能源繼續(xù)運(yùn)行水處理系統(tǒng)，同時(shí)還能夠存儲(chǔ)預(yù)定的連續(xù)陰雨天時(shí)系統(tǒng)需要的電能。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型一種利用太陽(yáng)能的低能耗農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中：1-太陽(yáng)能電池組件，2-控制器，3-蓄電池組，4-逆變器，5-調(diào)節(jié)池，6-格柵，7-缺氧池，8-好氧池，9-沉淀池，10-變頻器，11-回流泵，12-鼓風(fēng)機(jī)，13-流量傳感器，14-組合填料，15-彈性填料。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例
如圖1所示的一種利用太陽(yáng)能的低能耗農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)，所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池組件(1)、控制器(2)、蓄電池組(3)和逆變器(4)，所述的太陽(yáng)能電池組件(1)接收太陽(yáng)輻射能量直接轉(zhuǎn)換成電能，并將多余的能量經(jīng)過(guò)控制器(2)儲(chǔ)存在蓄電池組(3)中，經(jīng)過(guò)逆變器(4)輸出交流電；所述的污水處理系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)池(5)、格柵(6)、缺氧池(7)、好氧池(8)、沉淀池(9)和變頻器(10)；污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池(5)，經(jīng)池內(nèi)的格柵(6)過(guò)濾后，依次進(jìn)入缺氧池(7)、好氧池(8)和沉淀池(9)，沉淀后排出上清液，沉淀污泥采用定期人工排泥的方式排出，以保證出水水質(zhì)；這種農(nóng)村污水處理系統(tǒng)，利用太陽(yáng)能作為動(dòng)力能源對(duì)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行回流和曝氣，有效地去除污水中的有機(jī)物和氮磷等污染物，同時(shí)，聯(lián)入變頻器(10)調(diào)節(jié)回流量和曝氣量，充分利用太陽(yáng)能電池(1)和蓄電池(3)的電量，降低能耗。所述的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的逆變器(4)與污水處理系統(tǒng)中的變頻器(10)連接；當(dāng)夜間進(jìn)水流量變小時(shí)，流量傳感器(13)輸入信號(hào)到變頻器(10)輸入端，變頻器(10)輸出信號(hào)調(diào)節(jié)回流泵(11)和鼓風(fēng)機(jī)(12)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)回流量和曝氣量減小，但回流量、曝氣量與進(jìn)水流量的比值均保持不變的目的。在保證污染物去除效果的情況下，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。
所述的格柵(6)過(guò)濾后的水由管道引入缺氧池(7)，其引入管道上設(shè)置有流量傳感器(13)，所述的流量傳感器(13)與變頻器(10)的輸入端連接。
所述的變頻器(10)提供簡(jiǎn)單的PLC功能，PLC模擬量輸入模塊接收流量傳感器(13)輸出的信號(hào)，輸出模塊輸出信號(hào)到變頻器(10)，控制變頻器(10)輸出的頻率，分別調(diào)節(jié)回流泵(11)和鼓風(fēng)機(jī)(12)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制回流量和曝氣量。
所述的好氧池(8)內(nèi)的混合液采用回流泵(11)回流到缺氧池(7)，所述的回流泵(11)與變頻器(10)輸出端連接；同時(shí)，缺氧池(7)與好氧池(8)均投加填料，所述的填料分別為彈性填料(14)和組合填料(15)，提高活性污泥的濃度，減少微生物流失，提高污染物的去除效果。
所述的好氧池(8)采用鼓風(fēng)機(jī)(12)進(jìn)行曝氣，鼓風(fēng)機(jī)(12)與變頻器(10)輸出端連接；所述的好氧池(8)填料層的下方設(shè)置有曝氣器，鼓風(fēng)機(jī)(12)通過(guò)管路連接曝氣器，所述的好氧池(8)頂部設(shè)置有通風(fēng)口，排出多余空氣。
所述的控制器(2)雙向連接蓄電池(3)，所述的蓄電池(3)其容量能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)用電，能把白天太陽(yáng)能電池組件(1)產(chǎn)生的能量盡量存儲(chǔ)下來(lái)，同時(shí)還能夠存儲(chǔ)預(yù)定的連續(xù)陰雨天時(shí)系統(tǒng)需要的電能。
這種農(nóng)村污水處理系統(tǒng)，利用太陽(yáng)能發(fā)電作為動(dòng)力能源進(jìn)行回流和曝氣，有效地去除污水中的有機(jī)物和氮磷等污染物，同時(shí)，聯(lián)入變頻器(10)以調(diào)節(jié)回流量和曝氣量，降低能耗，更加節(jié)能環(huán)保。
將所述的一種低能耗農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)處理杭州余杭區(qū)小古城村產(chǎn)生的生活污水，該村約200人，日均排放污水量Q0為30立方米/天，污水排放量日變化系數(shù)達(dá)到3，設(shè)置變頻器參數(shù)，調(diào)節(jié)回流泵和鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)回流量、曝氣量與進(jìn)水流量的比值均保持不變，最終實(shí)現(xiàn)回流比不變、好氧池溶解氧量穩(wěn)定在(4.0±0.1)mg/l的目的。優(yōu)化系統(tǒng)的回流和曝氣條件，既能滿(mǎn)足污水處理系統(tǒng)的要求，又降低了能耗。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。