公布日：2024.04.12

申請日：2023.10.13

分類號(hào)：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(qū)動(dòng)的寒旱地區(qū)農(nóng)村生活污水的低碳穩(wěn)定的處理方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。該污水處理方法包括：根據(jù)環(huán)境中氣溫特征，分為非冰凍期、冰凍期運(yùn)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(shí)間為14h，日處理量為2.0m3/d，運(yùn)行時(shí)長為24h；低溫期，水溫為0～15℃，水力停留時(shí)為18h，日處理量在1.5m3/d，運(yùn)行時(shí)長為24h；對于冰凍期，水溫0℃以下，水力停留時(shí)間為16h，日處理量為0.8～1.0m3/d，運(yùn)行時(shí)長為12h。本發(fā)明采用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電，通過自控系統(tǒng)，控制非冰凍期、冰凍期特殊的運(yùn)行處理模式，結(jié)合保溫設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了設(shè)施的低能耗運(yùn)行和無人值守運(yùn)維模式，且可實(shí)現(xiàn)不同氣候特征、不同產(chǎn)排特征的能源有效分配，優(yōu)化了用能效率及結(jié)構(gòu)。

權(quán)利要求書

1.一種基于自然能源驅(qū)動(dòng)的寒旱地區(qū)農(nóng)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(jù)環(huán)境中氣溫特征，分為非冰凍期、冰凍期運(yùn)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(shí)間為14h，日處理量為2.0m3/d，運(yùn)行時(shí)長為24h；低溫期，水溫為0～15℃，水力停留時(shí)為18h，日處理量在1.5m3/d，運(yùn)行時(shí)長為24h；對于冰凍期，水溫0℃以下，水力停留時(shí)間為16h，日處理量為0.8～1.0m3/d，運(yùn)行時(shí)長為12h。

2.根據(jù)權(quán)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(fēng)力發(fā)電機(jī)(1)，用于收集風(fēng)能轉(zhuǎn)變成電能；光伏發(fā)電板(2)，用于收集光能轉(zhuǎn)變成電能；蓄電池(5)，用于收集風(fēng)力發(fā)電機(jī)(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(zhuǎn)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(nèi)為從左到右依次相連通的調(diào)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(jìn)水泵一(101)、進(jìn)水泵二(102)、進(jìn)水泵三(103)用于將化糞池(11)內(nèi)污水送入調(diào)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(jìn)水泵一(101)、進(jìn)水泵二(102)、進(jìn)水泵三(103)、曝氣泵(9)與PLC控制器(7)電連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水處理方法，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)(1)和蓄電池(5)之間設(shè)有風(fēng)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(shè)有光伏控制器(4)。

4.根據(jù)權(quán)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(shè)有氣體流量計(jì)(8)。

5.根據(jù)權(quán)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(shè)有多功能組合填料(20)；所述多功能組合填料(20)由內(nèi)置火山巖、海綿塊和纖維繩組成。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水處理方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)池(12)、好氧池一(14)、好氧池二(16)、過濾池二(18)內(nèi)，每個(gè)池內(nèi)分別設(shè)有用于實(shí)時(shí)監(jiān)測污水中溶解氧、電導(dǎo)率、氧化還原電位、酸堿度的監(jiān)測傳感器；所述調(diào)節(jié)池(12)內(nèi)還設(shè)有用于實(shí)時(shí)監(jiān)測污水中溫度的溫度傳感器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污水處理方法，其特征在于，調(diào)節(jié)池(12)、好氧池一(14)、好氧池二(16)、過濾池二(18)內(nèi)的用于實(shí)時(shí)監(jiān)測污水中溶解氧、電導(dǎo)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(diào)節(jié)池(12)內(nèi)用于實(shí)時(shí)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(jù)權(quán)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(cè)設(shè)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(cè)設(shè)有保溫棉。

9.根據(jù)權(quán)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(shè)有過流式紫外消毒器(19)。

10.根據(jù)權(quán)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(diào)節(jié)池(12)內(nèi)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測污水中溫度的溫度傳感器感知環(huán)境溫度，進(jìn)而控制啟動(dòng)進(jìn)水泵一(101)、進(jìn)水泵二(102)或進(jìn)水泵三(103)，從而實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間，日處理量，運(yùn)行時(shí)長的控制。

發(fā)明內(nèi)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(diǎn)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(nóng)村地區(qū)污水處理設(shè)施因高能耗造成高額的電費(fèi)開支和冬季嚴(yán)寒導(dǎo)致的處理設(shè)施冬季運(yùn)行不正常甚至停運(yùn)等問題。

本發(fā)明提出一種基于自然能源驅(qū)動(dòng)的寒旱地區(qū)農(nóng)村生活污水的低碳穩(wěn)定的處理方法，包括：

根據(jù)環(huán)境中氣溫特征，分為非冰凍期、冰凍期運(yùn)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(shí)間為14h，日處理量為2.0m3/d，運(yùn)行時(shí)長為24h；低溫期，水溫為0～15℃，水力停留時(shí)為18h，日處理量在1.5m3/d，運(yùn)行時(shí)長為24h；

對于冰凍期，水溫0℃以下，水力停留時(shí)間為16h，日處理量為0.8～1.0m3/d，運(yùn)行時(shí)長為12h。

進(jìn)一步地，所述處理方法采用的裝置包括：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)，用于收集風(fēng)能轉(zhuǎn)變成電能；

光伏發(fā)電板，用于收集光能轉(zhuǎn)變成電能；

蓄電池，用于收集風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(zhuǎn)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(nèi)為從左到右依次相連通的調(diào)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(jìn)水泵一、進(jìn)水泵二、進(jìn)水泵三用于將化糞池內(nèi)污水送入調(diào)節(jié)池；曝氣泵用于為好氧池一、好氧池二提供曝氣；所述進(jìn)水泵一、進(jìn)水泵二、進(jìn)水泵三、曝氣泵與PLC控制器電連接。

進(jìn)一步地，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)和蓄電池之間設(shè)有風(fēng)能發(fā)電控制器；

所述光伏發(fā)電板和蓄電池之間設(shè)有光伏控制器。

進(jìn)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(shè)有氣體流量計(jì)。

進(jìn)一步地，所述厭氧池、好氧池一、缺氧池、好氧池二中設(shè)有多功能組合填料；所述多功能組合填料由內(nèi)置火山巖、海綿塊和纖維繩組成。

進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)池、好氧池一、好氧池二、過濾池二內(nèi)，每個(gè)池內(nèi)分別設(shè)有用于實(shí)時(shí)監(jiān)測污水中溶解氧、電導(dǎo)率、氧化還原電位、酸堿度的監(jiān)測傳感器；所述調(diào)節(jié)池內(nèi)還設(shè)有用于實(shí)時(shí)監(jiān)測污水中溫度的溫度傳感器。

進(jìn)一步地，調(diào)節(jié)池、好氧池一、好氧池二、過濾池二內(nèi)的用于實(shí)時(shí)監(jiān)測污水中溶解氧、電導(dǎo)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(diào)節(jié)池內(nèi)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測污水中溫度的溫度傳感器與PLC控制器電連接。

進(jìn)一步地，所述水處理池的外側(cè)設(shè)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(cè)設(shè)有保溫棉。

進(jìn)一步地，所述過濾池二的出水端設(shè)有過流式紫外消毒器。

進(jìn)一步地，所述PLC控制器通過調(diào)節(jié)池內(nèi)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測污水中溫度的溫度傳感器感知環(huán)境溫度，進(jìn)而控制啟動(dòng)進(jìn)水泵一、進(jìn)水泵二或進(jìn)水泵三，從而實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間，日處理量，運(yùn)行時(shí)長的控制。

本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

本發(fā)明采用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電，通過自控系統(tǒng)，控制非冰凍期、冰凍期特殊的運(yùn)行處理模式，結(jié)合保溫設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了設(shè)施的低能耗運(yùn)行和無人值守運(yùn)維模式，且可實(shí)現(xiàn)不同氣候特征、不同產(chǎn)排特征的能源有效分配，優(yōu)化了用能效率及結(jié)構(gòu)。

（發(fā)明人：鄭天龍;馬尚彬;李鵬宇;韓云平;劉俊新）