光伏式冷凝系统和污水处理装置

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体地，涉及一种光伏式冷凝系统和污水处理装置。

背景技术

当前，一体化集装箱式污水处理装置(以下简称“一体化装置”)在我国污废水领域得到了广泛的应用。一体化装置主要适用于农村分散式污水处理、特种工业废水处理及应急废水处理等领域，具体适用场景包括住宅小区、乡村、村镇、办公楼、商场、宾馆、饭店、疗养院、机关、学校、医院、高速公路、铁路、工厂、矿山、旅游景区等生活污水、医疗污水以及屠宰、水产品加工、食品等中小型规模工业有机废水的处理和回收再利用。

一体化装置具有安装方便简捷、施工周期短、移动搬运方便、设备投资成本低、处理效果稳定可靠、占地面积小、设备全自动运行、维护简便以及运行费用低等优点。然而，一体化装置因其高度封闭，而存在散热效果差的问题，特别是在夏季，集中箱内废水温度常常不低于35℃，甚至超过40℃，过高的温度造成了一体化装置内生化池处理(常规生化处理最适温度为20-30℃)效果大幅下降，导致废水处理达标排放压力增大。

相关技术中，常采用常规冷凝塔来解决一体化装置生化池温度过高的问题，然而，这种方式会增加运行成本和设备占地面积。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种光伏式冷凝系统，该系统具有降温效果好、节省成本和占地面积的优点。

本发明实施例的光伏式冷凝系统，包括：

供能系统，所述供能系统包括光伏组件和交流逆变器，所述光伏组件和所述交流逆变器相连，所述光伏组件用于将太阳能转化为电能并将至少部分所述电能传至所述交流逆变器；

冷凝系统，所述冷凝系统包括冷凝设备和管路，所述交流逆变器与所述冷凝设备相连，以对所述冷凝设备进行供电，所述冷凝设备用于制造冷凝空气，所述冷凝设备与所述管路连通，所述冷凝空气可通入所述管路，所述管路适于与生化池连通，所述冷凝空气通过所述管路进入所述生化池，以对所述生化池进行降温。

本发明实施例的光伏式冷凝系统，通过光伏组件给冷凝设备供电，使得冷凝设备可制造冷凝空气并导入生化池中，对生化池进行降温，在此过程中，不仅可有效的对生化池进行降温，且降温方式简单，还节省了额外的供电成本，减少了碳的排放，保护了环境。

在一些实施例中，所述供能系统还包括控制器和蓄电件，所述控制器连接所述光伏组件和所述交流逆变器，所述控制器用于将所述光伏组件产生的电能分别传至所述交流逆变器和所述蓄电件。

在一些实施例中，所述光伏式冷凝系统还包括：

传感器，所述传感器设在所述生化池内，所述传感器用于对所述生化池内的温度进行检测并生成温度信号；

控制柜，所述控制柜与所述传感器和所述冷凝设备电连接，所述传感器将温度信号传输至所述控制柜，所述控制柜根据所述温度信号对所述冷凝设备进行控制。

在一些实施例中，所述控制柜设有第一温度和第二温度，所述第一温度高于所述第二温度，所述传感器传输至所述控制柜的温度信号高于所述第一温度时，所述控制柜控制所述冷凝设备开始工作，所述传感器传输至所述控制柜的温度信号低于所述第二温度时，所述控制柜控制所述冷凝设备停止工作。

在一些实施例中，所述管路的一端与所述冷凝设备连通，所述管路的另一端的至少部分位于所述生化池内。

在一些实施例中，位于所述生化池内的所述管路呈螺旋布置。

在一些实施例中，所述光伏式冷凝系统还包括止回阀，所述止回阀设在所述管路的另一端。

本发明实施例的一种污水处理装置，包括：

箱体，所述箱体具有腔室；

生化池，所述生化池位于所述腔室外；

光伏式冷凝系统，所述光伏式冷凝系统的至少部分设在所述腔室内，所述光伏式冷凝系统与所述生化池连通，所述光伏式冷凝系统为上述所述的光伏式冷凝系统。

本发明实施例的污水处理装置，光伏式冷凝系统的至少部分设在腔室内，使得该装置不仅可对生化池进行有效的降温，还减小了占地面积。

在一些实施例中，所述光伏组件设有三组，其中一组所述光伏组件设在所述箱体的顶面，另外两组所述光伏组件沿第一方向分别设在所述箱体的两侧，且相对于所述箱体均可绕第二方向转动，所述第二方向正交于所述第一方向。

在一些实施例中，所述污水处理装置还包括：

搅拌装置，所述搅拌装置设在所述生化池内；

支撑件，所述支撑件设在另外两组所述光伏组件和所述箱体的外侧壁之间。

附图说明

图1是本发明实施例的光伏式冷凝系统的流程示意图。

图2是本发明实施例的污水处理装置的示意图。

图3是本发明实施例的污水处理装置的剖面图。

附图标记：100、光伏式冷凝系统；1、供能系统；11、光伏组件；111、光伏板；12、交流逆变器；13、控制器；14、蓄电件；2、冷凝系统；21、冷凝设备；22、管路；23、传感器；24、控制柜；200、污水处理装置；201、箱体；211、腔室；202、生化池；203、支撑件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-3所示，本发明实施例的一种光伏式冷凝系统包括供能系统1和冷凝系统2。供能系统1包括光伏组件11和交流逆变器12，光伏组件11和交流逆变器12相连，光伏组件11用于将太阳能转化为电能并将至少部分电能传至交流逆变器12。

冷凝系统2包括冷凝设备21和管路22，交流逆变器12与冷凝设备21相连，以对冷凝设备21进行供电，冷凝设备21用于制造冷凝空气，冷凝设备21与管路22连通，冷凝空气可通入管路22，管路22适于与生化池202连通，冷凝空气通过管路22进入生化池202，以对生化池202进行降温。具体地，生化池202是微生物进行生化反应去除废水中的污染因子的主要载体。

本发明实施例的光伏式冷凝系统，通过光伏组件11给冷凝设备21供电，使得冷凝设备21可制造冷凝空气并导入生化池202中，对生化池202进行降温，在此过程中，不仅可有效的对生化池202进行降温，且降温方式简单，还节省了额外的供电成本，减少了碳的排放，保护了环境。

具体地，交流逆变器12可将12V/24V直流电转化为220V/380V交流电。

在一些实施例中，供能系统1还包括控制器13和蓄电件14，控制器13连接光伏组件11和交流逆变器12，控制器13用于将光伏组件11产生的电能分别传至交流逆变器12和蓄电件14。

具体地，控制器13为光伏控制器，控制器13用于对光伏组件11转化的直流电进行管理，通过控制器13将一部分直流电转入交流逆变器12中，交流逆变器12将直流电转化为交流电，从而对冷凝设备21进行供电，控制器13还可将一部分直流电转入蓄电件14中，以通过蓄电件14对来自控制器13的直流电进行储存，当太阳照射不充分使得光伏组件11转化电量不足时，蓄电池可进行放电，并且将电转入控制器13中，再由控制器13将电转入交流逆变器12，起到补充电量的作用。

具体地，蓄电件14为蓄电池或蓄电池组。

在一些实施例中，光伏式冷凝系统还包括传感器23和控制柜24。具体地，传感器23为温度传感器23。控制柜24为PLC控制柜。传感器23设在生化池202内，传感器23用于对生化池202内的温度进行检测并生成温度信号。控制柜24与传感器23和冷凝设备21电连接，传感器23将温度信号传输至控制柜24，控制柜24根据温度信号对冷凝设备21进行控制。由此，本发明实施例的光伏式冷凝系统可实现对冷凝设备21的智能化控制，使得操作方式简单，节省人力，提高效率。

在一些实施例中，控制柜24设有第一温度和第二温度，第一温度高于第二温度，传感器23传输至控制柜24的温度信号高于第一温度时，控制柜24控制冷凝设备21开始工作，传感器23传输至控制柜24的温度信号低于第二温度时，控制柜24控制冷凝设备21停止工作。

具体地，生化池202内传感器23传输的温度信号高于PLC控制柜设置的第一温度时，冷凝设备21马上启动开始制作冷凝空气，导入生化池202，以实现生化池202的降温。温度传感器23传输的温度信号低于PLC控制柜设置的温度条件时，冷凝设备21不工作。由此，使得本发明实施例的光伏式冷凝系统具有高效节能的优点。

在一些实施例中，管路22的一端与冷凝设备21连通，管路22的另一端的至少部分位于生化池202内，使得冷凝空气可先在管路22中通过管路22的壁面对生化池202内的溶液进行降温，再从管路22中排出到溶液中进行降温，可有效地提高冷凝空气对生化池202的降温效率。

在一些实施例中，位于生化池202内的管路22呈螺旋布置，使得管路22的壁面与生化池202内溶液的接触面积增大，从而使得冷凝空气在管路22中流动的时间延长，以进一步地提高冷凝空气对生化池202的降温效率。

在一些实施例中，光伏式冷凝系统还包括止回阀(未示出)，止回阀设在管路22的另一端，以防止生化池202内的废水倒流。

本发明实施例的一种污水处理装置包括箱体201、生化池202和光伏式冷凝系统100。箱体201具有腔室211。生化池202位于腔室211外。光伏式冷凝系统100的至少部分设在腔室211内，光伏式冷凝系统100与生化池202连通。

具体地，光伏组件11设在箱体201的顶面，可以更好的吸收太阳光照。控制器13、蓄电件14、交流逆变器12、冷凝设备21和控制柜24设在腔室211内，使得这些设备不必再占用其他的面积，管路22的一端与冷凝设备21连通，管路22的另一端从箱体201伸出到生化池202内，使得该装置不仅可对生化池202进行有效的降温，还减小了占地面积。

在一些实施例中，生化池202设在腔室211内。

在一些实施例中，光伏组件11设有三组，其中一组光伏组件11设在箱体201的顶面，另外两组光伏组件11沿第一方向(如图1所示)分别设在箱体201的两侧，且相对于箱体201均可绕第二方向(如图1所示)转动，第二方向正交于第一方向。

在一具体实施例中，废水处理量为15t/d，处理规模小，采用一体化装置(尺寸：10×1.5×3m)进行处理，生化反应主体为A2O(厌氧-缺氧-好氧)工艺，用于处理废水中的TN(总氮)。实测进水TN浓度为645mg/L，实际生化池202水温约27℃，一体化装置对TN的去除效果为97.7％，出水浓度为15mg/L,满足《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB 16889—2008)》(表2)标准对应限值分别为TN≦40mg/L。然而，运行随着季节变化，生化池202内的实际温度为35-40℃，此时，TN去除效果为79.8％，出水TN浓度为130mg/L，远高于表2标准的40mg/L。由此，采用本发明实施例的污水处理装置进行处理。

具体地，每组光伏组件11包括四块光伏板111，每组中的四块光伏板111沿第二方向依次布置，光伏板111的尺寸为2.38m*1.30m，每块光伏板111的发电功率以650w计，南方光照每日发电时间按4.38h计，12块光伏板111每日平均发电的量为650/1000*4.38*12≈34.2度。

控制器13、蓄电件14、交流逆变器12、冷凝设备21和控制柜24设在腔室211内，将生化池202排空，将管路22的另一端螺旋布置于生化池202内侧，且管路22的晾一段加装有回流阀，以防止废水倒流。在生化池202内安装好传感器23，并连接好各管道，在控制柜24上设置温度控制程序，以便于对冷凝设备21进行控制。冷凝设备21的额度功率为1.2kw，每日最大耗电量为28.8度，光伏板111平均每日发电量为34.2度，能够满足冷凝设备21使用需求。在一些实施例中，在生化池202中添加菌剂，开始正常工作，能够长期保持生化池202温度在适宜的温度以内。实际运行结果为出水TN为18mg/L，TN去除率97.2％，能够满足实际需求。

在一些实施例中，污水处理装置还包括搅拌装置(未示出)和支撑件203。搅拌装置设在生化池202内，以对生化池202内的溶液进行搅拌，以提高生化池202的降温速率。支撑件203设在另外两组光伏组件11和箱体201的外侧壁之间，使得设在箱体201两侧的光伏组件11相对于箱体201可调整角度，不仅可更好的吸收太阳光照，还便于该装置的收集、存放。

在一些实施例中，当生化池202为好氧池时，生化池202中设有曝气装置(未示出)。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。