公布日：2024.04.12
申請日：2023.10.13
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N
摘要
本發(fā)明提出一種基于自然能源驅動的寒旱地區(qū)農村生活污水的低碳穩(wěn)定的處理方法，屬于水處理技術領域。該污水處理方法包括：根據環(huán)境中氣溫特征，分為非冰凍期、冰凍期運行處理，其中，對于非冰凍期，分為常溫期和低溫期；常溫期，水溫大于15℃，水力停留時間為14h，日處理量為2.0m3/d，運行時長為24h；低溫期，水溫為0～15℃，水力停留時為18h，日處理量在1.5m3/d，運行時長為24h；對于冰凍期，水溫0℃以下，水力停留時間為16h，日處理量為0.8～1.0m3/d，運行時長為12h。本發(fā)明采用風光互補發(fā)電，通過自控系統(tǒng)，控制非冰凍期、冰凍期特殊的運行處理模式，結合保溫設置，實現了設施的低能耗運行和無人值守運維模式，且可實現不同氣候特征、不同產排特征的能源有效分配，優(yōu)化了用能效率及結構。
權利要求書
1.一種基于自然能源驅動的寒旱地區(qū)農村生活污水的低碳穩(wěn)定的處理方法，其特征在于，包括：根據環(huán)境中氣溫特征，分為非冰凍期、冰凍期運行處理，其中，對于非冰凍期，分為常溫期和低溫期；常溫期，水溫大于15℃，水力停留時間為14h，日處理量為2.0m3/d，運行時長為24h；低溫期，水溫為0～15℃，水力停留時為18h，日處理量在1.5m3/d，運行時長為24h；對于冰凍期，水溫0℃以下，水力停留時間為16h，日處理量為0.8～1.0m3/d，運行時長為12h。
2.根據權利要求1所述的污水處理方法，其特征在于，所述處理方法采用的裝置包括：風力發(fā)電機(1)，用于收集風能轉變成電能；光伏發(fā)電板(2)，用于收集光能轉變成電能；蓄電池(5)，用于收集風力發(fā)電機(1)和光伏發(fā)電板(2)傳送的電能；逆變器(6)，用于將蓄電池(5)的直流電轉換為交流電；PLC控制器(7)，用于控制逆變器(6)傳送的電能的輸出；水處理池，所述水處理池內為從左到右依次相連通的調節(jié)池(12)、厭氧池(13)、好氧池一(14)、缺氧池(15)、好氧池二(16)、過濾池一(17)、過濾池二(18)；化糞池(11)，用于盛裝待處理污水；進水泵一(101)、進水泵二(102)、進水泵三(103)用于將化糞池(11)內污水送入調節(jié)池(12)；曝氣泵(9)用于為好氧池一(14)、好氧池二(16)提供曝氣；所述進水泵一(101)、進水泵二(102)、進水泵三(103)、曝氣泵(9)與PLC控制器(7)電連接。
3.根據權利要求2所述的污水處理方法，其特征在于，所述風力發(fā)電機(1)和蓄電池(5)之間設有風能發(fā)電控制器(3)；所述光伏發(fā)電板(2)和蓄電池(5)之間設有光伏控制器(4)。
4.根據權利要求2所述的污水處理方法，其特征在于，所述曝氣泵(9)與好氧池一(14)之間，曝氣泵(9)與好氧池二(16)之間均設有氣體流量計(8)。
5.根據權利要求2所述的污水處理方法，其特征在于，所述厭氧池(13)、好氧池一(14)、缺氧池(15)、好氧池二(16)中設有多功能組合填料(20)；所述多功能組合填料(20)由內置火山巖、海綿塊和纖維繩組成。
6.根據權利要求2所述的污水處理方法，其特征在于，所述調節(jié)池(12)、好氧池一(14)、好氧池二(16)、過濾池二(18)內，每個池內分別設有用于實時監(jiān)測污水中溶解氧、電導率、氧化還原電位、酸堿度的監(jiān)測傳感器；所述調節(jié)池(12)內還設有用于實時監(jiān)測污水中溫度的溫度傳感器。
7.根據權利要求6所述的污水處理方法，其特征在于，調節(jié)池(12)、好氧池一(14)、好氧池二(16)、過濾池二(18)內的用于實時監(jiān)測污水中溶解氧、電導率、氧化還原電位、酸堿度的監(jiān)測傳感器與PLC控制器(7)電連接；調節(jié)池(12)內用于實時監(jiān)測污水中溫度的溫度傳感器與PLC控制器(7)電連接。
8.根據權利要求2所述的污水處理方法，其特征在于，所述水處理池的外側設有保溫加熱板；保溫加熱板通過溫度傳感器監(jiān)測溫度，且保溫加熱板與PLC控制器(7)電連接；優(yōu)選的，所述保溫加熱板的外側設有保溫棉。
9.根據權利要求2所述的污水處理方法，其特征在于，所述過濾池二(18)的出水端設有過流式紫外消毒器(19)。
10.根據權利要求2所述的污水處理方法，其特征在于，所述PLC控制器(7)通過調節(jié)池(12)內用于實時監(jiān)測污水中溫度的溫度傳感器感知環(huán)境溫度，進而控制啟動進水泵一(101)、進水泵二(102)或進水泵三(103)，從而實現水力停留時間，日處理量，運行時長的控制。
發(fā)明內容
受上述傳統(tǒng)污水處理模式以及其季節(jié)氣候和地域特點等限制，本發(fā)明開發(fā)了一種新型的污水處理方法，來有效解決部分農村地區(qū)污水處理設施因高能耗造成高額的電費開支和冬季嚴寒導致的處理設施冬季運行不正常甚至停運等問題。
本發(fā)明提出一種基于自然能源驅動的寒旱地區(qū)農村生活污水的低碳穩(wěn)定的處理方法，包括：
根據環(huán)境中氣溫特征，分為非冰凍期、冰凍期運行處理，其中，
對于非冰凍期，分為常溫期和低溫期；常溫期，水溫大于15℃，水力停留時間為14h，日處理量為2.0m3/d，運行時長為24h；低溫期，水溫為0～15℃，水力停留時為18h，日處理量在1.5m3/d，運行時長為24h；
對于冰凍期，水溫0℃以下，水力停留時間為16h，日處理量為0.8～1.0m3/d，運行時長為12h。
進一步地，所述處理方法采用的裝置包括：
風力發(fā)電機，用于收集風能轉變成電能；
光伏發(fā)電板，用于收集光能轉變成電能；
蓄電池，用于收集風力發(fā)電機和光伏發(fā)電板傳送的電能；
逆變器，用于將蓄電池的直流電轉換為交流電；
PLC控制器，用于控制逆變器傳送的電能的輸出；
水處理池，所述水處理池內為從左到右依次相連通的調節(jié)池、厭氧池、好氧池一、缺氧池、好氧池二、過濾池一、過濾池二；
化糞池，用于盛裝待處理污水；
進水泵一、進水泵二、進水泵三用于將化糞池內污水送入調節(jié)池；曝氣泵用于為好氧池一、好氧池二提供曝氣；所述進水泵一、進水泵二、進水泵三、曝氣泵與PLC控制器電連接。
進一步地，所述風力發(fā)電機和蓄電池之間設有風能發(fā)電控制器；
所述光伏發(fā)電板和蓄電池之間設有光伏控制器。
進一步地，所述曝氣泵與好氧池一之間，曝氣泵與好氧池二之間均設有氣體流量計。
進一步地，所述厭氧池、好氧池一、缺氧池、好氧池二中設有多功能組合填料；所述多功能組合填料由內置火山巖、海綿塊和纖維繩組成。
進一步地，所述調節(jié)池、好氧池一、好氧池二、過濾池二內，每個池內分別設有用于實時監(jiān)測污水中溶解氧、電導率、氧化還原電位、酸堿度的監(jiān)測傳感器；所述調節(jié)池內還設有用于實時監(jiān)測污水中溫度的溫度傳感器。
進一步地，調節(jié)池、好氧池一、好氧池二、過濾池二內的用于實時監(jiān)測污水中溶解氧、電導率、氧化還原電位、酸堿度的監(jiān)測傳感器與PLC控制器電連接；
調節(jié)池內用于實時監(jiān)測污水中溫度的溫度傳感器與PLC控制器電連接。
進一步地，所述水處理池的外側設有保溫加熱板；保溫加熱板通過溫度傳感器監(jiān)測溫度，且保溫加熱板與PLC控制器電連接；
優(yōu)選的，所述保溫加熱板的外側設有保溫棉。
進一步地，所述過濾池二的出水端設有過流式紫外消毒器。
進一步地，所述PLC控制器通過調節(jié)池內用于實時監(jiān)測污水中溫度的溫度傳感器感知環(huán)境溫度，進而控制啟動進水泵一、進水泵二或進水泵三，從而實現水力停留時間，日處理量，運行時長的控制。
本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：
本發(fā)明采用風光互補發(fā)電，通過自控系統(tǒng)，控制非冰凍期、冰凍期特殊的運行處理模式，結合保溫設置，實現了設施的低能耗運行和無人值守運維模式，且可實現不同氣候特征、不同產排特征的能源有效分配，優(yōu)化了用能效率及結構。
（發(fā)明人：鄭天龍;馬尚彬;李鵬宇;韓云平;劉俊新）
