一種以煙囪式集熱裝置強化污水生化處理效果的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水污染控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種以煙囪式集熱裝置強化污水生化處理效果的方法。具體包括對煙囪式集熱裝置和生化水處理裝置的聯(lián)合使用，以弧形集熱蓋板提升地面溫度，在煙囪式集熱裝置進出口構(gòu)成溫差驅(qū)動的氣流，可同時實現(xiàn)對污水生化處理裝置的加熱和惡臭氣體的驅(qū)散，并少量發(fā)電為系統(tǒng)運行提供電力。該方法克服了現(xiàn)有生化處理裝置處理溫度難控制、使用地域受限、惡臭氣體排放導(dǎo)致選址不易等缺點與不足，直接將太陽光能轉(zhuǎn)化為熱能，環(huán)境友好、成本低、無能耗、控制效果好。
【專利說明】一種以煙囪式集熱裝置強化污水生化處理效果的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水污染控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種以煙?式集熱裝置強化污水生化處理效果的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水中的微生物可起到清潔污水的作用，它們以水體中的有機污染物作為自己的營養(yǎng)食料，通過吸附、吸收、氧化、還原等物理化學(xué)過程，把有機物礦化為簡單的無機物，既滿足了微生物本身繁殖和生命活動的需要，又實現(xiàn)了污水凈化。因此，人們嘗試在污水中培養(yǎng)繁殖適宜的菌群、藻類和原生動物等微生物，以實現(xiàn)對污水的凈化。由于生化處理技術(shù)具有條件溫和、可操縱性強、成本低廉、適用范圍廣等優(yōu)點，被廣泛用于印染、造紙、石化、以及多種生產(chǎn)生活污水的處理領(lǐng)域，發(fā)揮著巨大作用。
[0003]一般來說，污水生化處理屬于二級處理，以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機物為主要目的，是污水處理中相當(dāng)有效的一種方法，特別適用于處理有機污水。污水生化處理工藝構(gòu)成多種多樣，可分成活性污泥法、AB法、A/0法、SBR法、氧化溝法、穩(wěn)定塘法等方法。根據(jù)對氧的要求不同，生化水處理技術(shù)可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法。好氧生物處理法是利用好氧微生物分解污水中的有機污染物，使污水無害化的污水生化處理方法；處理的最終產(chǎn)物是二氧化碳、水、氨、硫酸鹽和磷酸鹽等穩(wěn)定的無機物。污水厭氧生物處理法是利用厭氧微生物以降解污水中的有機污染物，使污水凈化的方法。其機理是在厭氧細(xì)菌的作用下將污泥中的有機物分解，最后產(chǎn)生甲烷和二氧化碳等氣體。厭氧法的優(yōu)點在于，處理過程能耗少，有機物去除率高，污泥沉淀少，可殺滅病原菌，不需投加氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。但是，厭氧菌繁殖較慢，對毒物敏感，對環(huán)境條件要求嚴(yán)格，最終產(chǎn)物還需好氧生物處理，因此，常應(yīng)用于高濃度有機污水生化處理。
[0004]在適宜的溫度范圍內(nèi)，微生物的生理活動旺盛，其活性隨溫度的增高而增強，處理效果也越好。但在高緯度嚴(yán)寒地區(qū)，冬季室外氣溫多為零下，因此，以生化法施行水處理過程的可行性較低。尤其是對于采用活性污泥工藝的萬噸級的城市污水處理廠，對溫度的控制難以實施，在經(jīng)濟上和工程上都不是十分可行的。目前，控制生化處理裝置溫度的手段多為蒸汽加熱法，以克服溫度因素對活性污泥系統(tǒng)的影響，使其能持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)揮作用，但必然導(dǎo)致能耗的增加和運行費用的提高。此外，生化過程，特別是厭氧工藝過程中，惡臭氣體的產(chǎn)生量較大。污水處理廠逸出的氣體主要有兩類:第一類為含硫化合物,如硫化氫、硫醇類和噻吩等；第二類是含氮化合物，如氨、胺類、酰胺類以及吲哚等。惡臭氣體具有易揮發(fā)、沸點低、氣味強度大的特點，嚴(yán)重污染環(huán)境、惡化工作條件，并對近距離居民產(chǎn)生影響。對人體健康危害較大，在強臭強度達到4級(即NH3濃度10mg/m3，H2S濃度0.7mg/m3)時能感覺到強烈氣味，使人無法忍受。因此，污水處理廠導(dǎo)致的惡臭污染問題也阻礙了生化水處理技術(shù)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有生化處理裝置存在的處理溫度難控制、使用地域受限、惡臭氣體排放導(dǎo)致選址不易等缺點與不足，開發(fā)一種以煙?式集熱裝置強化污水生化處理效果的方法，包括對煙?式集熱裝置和生化水處理裝置的聯(lián)合使用。
[0006]本發(fā)明是通過采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)上述發(fā)明目的的:總體上為煙囪式集熱裝置和生化水處理裝置的聯(lián)合使用，具體包括在好氧處理裝置(8)、厭氧水處理裝置(9)上方覆蓋弧形集熱蓋板(4)，并以支柱(5)支撐，弧形集熱蓋板(4)中央連接煙?式集熱裝置(I);煙囪式集熱裝置(I)頂部設(shè)置遮雨棚與甲烷收集裝置(10)，煙囪式集熱裝置(I)中部安裝燃?xì)廨啓C(2);甲烷收集裝置(10)獲得的可燃?xì)怏w通過燃?xì)夤芫€(11)輸送至燃?xì)廨啓C(2)，驅(qū)動燃?xì)廨啓C(2)強化煙?式集熱裝置(I)內(nèi)氣流流速；煙?式集熱裝置(I)底部設(shè)置小型渦輪電機(3)，利用煙囪式集熱裝置(I)內(nèi)氣流發(fā)電為整個設(shè)備運行提供必需電力；弧形集熱蓋板(4)用于轉(zhuǎn)化太陽能為熱能，以提升好氧處理裝置(8)、厭氧水處理裝置(9)的體系溫度；污水經(jīng)進水管線(6)進入系統(tǒng)，經(jīng)處理后實現(xiàn)水質(zhì)凈化由出水管線(7)排出系統(tǒng)，生化凈水過程中排放的惡臭氣體，經(jīng)煙囪式集熱裝置(I)內(nèi)氣流夾帶，由煙囪式集熱裝置(I)頂部排出系統(tǒng)，其中的甲烷類可燃性氣體被甲烷收集裝置(10)收集利用。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點在于以煙囪式集熱裝置為生化水處理過程提供熱源，同時實現(xiàn)惡臭氣體的高空排放，消除惡臭氣體對工作人員及附近居民生活的威脅。該方法直接利用太陽光能轉(zhuǎn)化為熱能，環(huán)境友好、成本低、無能耗、控制效果好，并可少量發(fā)電，為生化處理裝置提供輔助運行的電能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為煙囪式集熱裝置聯(lián)合污水生化處理裝置的示意圖。包括煙囪式集熱裝置
(I)、燃?xì)廨啓C(2)、小型渦輪電機(3)、弧形集熱蓋板(4)、支柱(5)、進水管線(6)、出水管線(7)、好氧水處理裝置(8)、厭氧水處理裝置(9)、遮雨棚與甲烷收集裝置(10)、燃?xì)夤芫€
(II)。
【具體實施方式】
[0009]該方法包括對煙?式集熱裝置和生化水處理裝置的聯(lián)合使用，具體包括在好氧處理裝置(8)、厭氧水處理裝置(9)上方覆蓋弧形集熱蓋板(4)，并以支柱(5)支撐，弧形集熱蓋板(4)中央連接煙?式集熱裝置(I);煙?式集熱裝置(I)頂部設(shè)置遮雨棚與甲烷收集裝置(10)，煙囪式集熱裝置(I)中部安裝燃?xì)廨啓C(2);甲烷收集裝置(10)獲得的可燃?xì)怏w通過燃?xì)夤芫€(11)輸送至燃?xì)廨啓C(2)，驅(qū)動燃?xì)廨啓C(2)強化煙?式集熱裝置(I)內(nèi)氣流流速；煙囪式集熱裝置(I)底部設(shè)置小型渦輪電機(3)，利用煙囪式集熱裝置(I)內(nèi)氣流發(fā)電為整個設(shè)備運行提供必需電力；弧形集熱蓋板(4)用于轉(zhuǎn)化太陽能為熱能，以提升好氧處理裝置(8)、厭氧水處理裝置(9)的體系溫度；污水經(jīng)進水管線(6)進入系統(tǒng)，經(jīng)處理后實現(xiàn)水質(zhì)凈化由出水管線(7)排出系統(tǒng)，生化凈水過程中排放的惡臭氣體，經(jīng)煙囪式集熱裝置(I)內(nèi)氣流夾帶，由煙囪式集熱裝置(I)頂部排出系統(tǒng)，其中的甲烷類可燃性氣體被甲烷收集裝置(10)收集利用。
[0010]下面通過一組數(shù)據(jù)來估算煙?式集熱裝置對生化水處理系統(tǒng)溫度的提升效果和惡臭氣體驅(qū)散效果:[0011]事先假設(shè)弧形集熱蓋板的直徑為Db = 200m，煙囪式集熱裝置直徑為D。= Sm，高度為He = 120m?；⌒渭療嵘w板與生化水處理裝置間隙為1.2m,生化水處理裝置體積為12000m3，熱容為 6.5kJ/kg.°C。
[0012]環(huán)境溫度預(yù)設(shè)為25°C，平均太陽輻照強度為735W/m2。
[0013]利用以下公式計算太陽能熱能轉(zhuǎn)化效率:
【權(quán)利要求】
1.一種利用煙?式集熱裝置強化污水生化處理效果的方法，其特征在于:該方法包括對煙?式集熱裝置和生化水處理裝置的聯(lián)合使用，具體包括在好氧處理裝置(8)、厭氧水處理裝置(9)上方覆蓋弧形集熱蓋板(4)，并以支柱(5)支撐，弧形集熱蓋板(4)中央連接煙囪式集熱裝置(I);煙?式集熱裝置(I)頂部設(shè)置遮雨棚與甲烷收集裝置(10)，煙?式集熱裝置(I)中部安裝燃?xì)廨啓C(2);甲烷收集裝置(10)獲得的可燃?xì)怏w通過燃?xì)夤芫€(11)輸送至燃?xì)廨啓C(2)，驅(qū)動燃?xì)廨啓C(2)強化煙?式集熱裝置(I)內(nèi)氣流流速；煙?式集熱裝置(I)底部設(shè)置小型渦輪電機(3)，利用煙囪式集熱裝置(I)內(nèi)氣流發(fā)電為整個設(shè)備運行提供必需電力；弧形集熱蓋板(4)用于轉(zhuǎn)化太陽能為熱能，以提升好氧處理裝置(8)、厭氧水處理裝置(9)的體系溫度；污水經(jīng)進水管線(6)進入系統(tǒng)，經(jīng)處理后實現(xiàn)水質(zhì)凈化由出水管線⑵排出系統(tǒng)，生化凈水過程中排放的惡臭氣體，經(jīng)煙囪式集熱裝置⑴內(nèi)氣流夾帶，由煙囪式集熱裝置(I)頂部排出系統(tǒng)，其中的甲烷類可燃性氣體被甲烷收集裝置(10)收集利用。
【文檔編號】F02C6/00GK103833132SQ201210480509
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月23日
【發(fā)明者】代云容, 殷立峰 申請人:北京師范大學(xué)