[发明专利]一种曝气充氧污水处理系统及其使用方法

说明书

本发明涉及一种曝气充氧污水处理系统，包括热气流动力装置、鼓风装置和污水生物处理池，所述热气流动力装置与所述鼓风装置连接并带动所述鼓风装置运行，所述鼓风装置与所述污水生物处理池连接并鼓风入所述污水生物处理池。热气流做功能够很好的驱动鼓风装置为污水生物处理池曝气。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种曝气充氧污水处理系统，达到污水和污泥安全处置，能源基本自给自足。

背景技术

厌氧生物污水处理技术，虽然节能，但存在着污水停留时间长，产生大量臭气、出水指标低、不能达到排放标准等问题。为更好的保护环境，通常都用出水水质指标较优的好氧生物污水处理技术(活性污泥法或生物膜法)。好氧生物处理技术为保证好氧微生物的活性，其曝气供氧系统必须全天持续运转，采用传统的好氧处理时，氧化每千克碳水化合物就需要消耗1kWh的能量。例如，处理每立方米生活污水大约需要消耗0.5kWh的能量，好氧污水处理的曝气系统、污泥处理的脱水干燥是主要的能源消耗环节。好氧生物处理技术其曝气供氧系统的持续运转，消耗大量的电能，其电费造成较大的经济负担。采用可再生能源--太阳能作为好氧污水处理的动力，可以达到节能减排，减少各基层单位污水处理经济负担的作用。

太阳能利用存在如下问题：1.能量密度小。虽然每天到达地球的太阳能总量巨大，但是很大一部分都被大气层吸收或者反射，只有少部分穿过大气层到达地球表面被人类所利用。在夏季的北回归线附近，太阳辐射最强，平均每平方米有1000W左右，冬季大约只有500W左右，而阴天只有200W左右，年日夜平均约200W。太阳辐射能量密度比其他化石燃料低的多，因此要采用大面积的采光设备，来提高总的功率，造成太阳能利用成本高，效率低下。2.地区间分布不均匀。由于地球为一球形，这决定了靠近赤道的低纬度地区的太阳光入射角度更接近于90°，太阳能资源也更丰富，而纬度越高，太阳光线的入射角也越小，太阳能资源也越稀少。同一纬度，高海拔地区大气稀薄，对太阳吸收少，因此太阳能资源比低海拔地区要丰富。比如在我国西藏地区就比内陆具有更丰富的太阳能资源。3.能量的不稳定性。太阳光虽然是源源不断的稳定输出，但是在到达大气层后会显著受到天气的影响，特别是云层的影响，造成太阳能的不稳定，给太阳能的广泛应用增加了难度。4.受地球自转影响。由于地球自转,太阳会周期性的升落,导致夜间太阳能设备无法工作。因此受众多因素的影响，造成太阳能利用装置输出动力的不稳定，对于整个系统的运行非常不利。

目前绝大多数的太阳能污水处理装置都是利用光伏电池将太阳能转换为电能，然后利用电能驱动电机，再带动风机曝气供氧。太阳能系统由太阳能电池板、蓄电池、控制器和负载组成，太阳能光伏组件为单晶硅或多晶硅制成，目前国内提炼多晶硅耗电量基本在2万千瓦时/吨；而被定义为高耗能行业的电解铝，用电量约是1.45万千瓦时/吨，多晶硅耗电量比电解铝还要高，因此目前技术条件下太阳能光伏电池的生产成本较高。根据研究文献，在正常大气、光照强度、温度条件下，目前国内商业级太阳能电池板最高光电转换率为：15％-21％，电能再通过电机转化为曝气供氧设备的机械能，电机的输出功率一般在55％---85％之间，受功率因数限制能效将进一步降低，电能驱动的供氧装置需要配置大量的光伏电池板，而光伏电池的单价又较高，夜间没有阳光期间，需要采用蓄电池储能驱动系统，目前储能密度高的锂离子蓄电池价格也很高且充放电寿命较短，各类废旧电池的安全环保处置需要专业机构回收处理，因此光伏设备整体投资很大，如光伏补贴政策取消，经济性更低。

另一种利用太阳能热能做功的装置---光热发电形式有槽式、塔式、碟式(盘式)、菲涅尔式四种系统，采用软(纯)水或者其他液体作为工质的系统，需要加热气化及冷凝、加压液化等设备，例如蒸汽锅炉、蒸汽轮机、冷却塔等设备，系统构成相对复杂。比较适合于大规模、大型的太阳能发电等场合采用。