申请日2015.01.12
公开(公告)日2015.05.06
IPC分类号F03G6/06; C02F9/06
摘要
一种太阳能光热发电处理污水装置及其方法属于污水处理技术领域。装置包括太阳能光热有机朗肯发电系统、整流装置、蓄电装置和污水处理系统，太阳能光热发电系统所发的电，经整流直接供给污水处理装置的电絮凝、电气浮或三维电极反应等用电装置，处理后的污水可为光热发电装置提供冷却水，解决了电处理污水耗电的问题，所发电也不需上网，减少了投资。本发明将太阳能发电技术和污水处理技术结合起来，既利用了太阳能又解决了污水处理问题，达到节能减排的目的。
权利要求书
1.一种太阳能光热发电处理污水装置，其特征为：包括太阳能集热 装置、蓄热器、导热介质-有机工质质换热器、膨胀机、发电机、有机工 质冷却器、有机工质循环泵、整流装置、蓄电装置、污水缓冲罐、电絮 凝器、提升泵、絮凝剂加注系统、悬浮污泥过滤罐、多维电极反应器和 凉水塔;
太阳能集热装置与蓄热器并联、同时与导热介质-有机工质换热器并 联，导热介质-有机工质换热器通过有机工质循环泵与有机工质冷却器相 连，导热介质-有机工质换热器与膨胀机、膨胀机和发电机连接，发电机 连接整流装置，整流装置连接蓄电装置;整流装置连接电絮凝器和多维 电极反应器;污水缓冲罐与电絮凝器相连接，电絮凝器与提升泵相连， 提升泵与悬浮污泥过滤罐相连接，絮凝剂加注系统与提升泵出口相连 接，悬浮污泥过滤罐出口与多维电极反应器相连，与凉水塔相连。
2.应用权利要求1所述的一种太阳能光热发电处理污水装置的方 法，其特征为：
太阳能集热装置用于加热导热介质;蓄热器用于储存热能，供无阳 光时使用;导热介质-有机工质换热器用于加热有机介质;膨胀机用于使 将蒸发后的有机介质做功，带动发电机发电;有机工质冷却器用于冷却 有机工质，冷却后用有机介质泵循环。
太阳能集热装置所发的电，所发电通过整流装置装换成V以下的直 流电或脉冲电，供给污水处理装置的电絮凝器和多维电极反应器;多余 的电储存于蓄电装置;含油污水由缓冲罐进入电絮凝器，通过电解反应 可使含油污水形成电活性絮凝剂，使污水中的悬浮物聚集成絮体，通过 提升泵加压，用絮凝剂加注系统注入絮凝剂，使絮体进一步长大，通过 悬浮污泥过滤罐过滤，除去水中的悬浮物及油类，再通过多维电极反应 器降低COD，从而达标排放或回用,一部分用凉水塔冷却后作为有机工 质冷却水。
说明书
一种太阳能光热发电处理污水装置及其方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，主要涉及的一种太阳能光热发电与污水 处理的组合。
背景技术
随着废水处理技术的发展和完善，成分简单、生物降解性好的有机废水 已能得到有效的控制，其中生物法是目前消除生活和工业废水中有机污染物 最经济、最有效的方法。然而随着石油化工、医药、农药和燃料工业的迅速 发展，工业废水中难降解有机化合物的数量与种类与日俱增，特别是含有高 浓度的芳香族化合物，如酚类属(三致)物质等，毒性很大，用一般生物降 解方法难以直接去除。而另一方面国家对污染物排放的限制标准越来越高， 因此迫切需要研究废水处理新方法和新技术。
近年来，电处理污水得到发展，尤其是在处理难降解的含油、含高浓度 有机污物方面得到应用
CN103951139A涉及一种油田污水处理工艺，主要包括以下步骤：(a)将 待处理的污水通过电絮凝装置进行电解处理，并通过浮选排污和沉淀排污将 杂质与水分去除;(b)电絮凝装置处理后的污水通过加药装置投加处理药剂并 在混合装置中进行充分混合;(c)投加药剂并混合后的污水进入高效活性污泥 净水器进行反应形成活性污泥，进一步过滤处理。该发明采用电氧化絮凝+高 效活性污泥净水的工艺对油田废水进行处理，不仅减少了水处理化学药剂的 投加量，而且避免了地层水水质富营养化。
CN103910416A公开了一种带曝气装置的电絮凝气浮机，其特征在于， 在箱体底部分别设置用于支撑的支腿，在箱体内部的左侧壁上设置上端带有 开口的电解箱，电解箱内部均匀排布电解板，电流调节器通过电极板接线柱 与电解板连接，在电解箱的下方箱体的外部焊接电解箱除渣斗，曝气装置安 装在电解箱除渣斗内部，在箱体上方通过刮板动力装置安装浮渣刮板，进水 管安装在电解箱下方的箱体上，并与电解箱相通，在箱体上方分别安装浮渣 排出管和清水输出管。通过以上设置，本发明增加的曝气装置可以有效满足 污水的需氧量，加快电解的进行，并且通过充氧产生的微气泡将污水中的悬 浮污物有效的带到水面，使污水中悬浮污物清理地更彻底，减少对环境产生 的污染。
CN103626264A涉及一种采用三维电极处理苯酚废水的方法，包括步骤 (1)取浓度为500mg/L、COD为1784mg/L的苯酚废水样品250ml放入三维 电极反应器，通电采用电化学氧化法处理苯酚废水;(2)向苯酚废水中投加 质量浓度为1g/L～10g/L的电解质，曝气处理使苯酚废水与电解质充分混合， 加入纯碱调节苯酚废水的PH值为2～6，在电极电压为5～8V条件下电解 120min。该发明通过采用规整型的第三电极，消除了传统的乱堆型的三维电 极中存在的分层现象，减小了短路电流，对苯酚处理的效果大大优于传统的 乱堆型的三维电极，对于处理苯酚废水具有深远的积极意义。
然而电处理污水存在电耗高的问题，如果完全用化石燃料所发的电，也 存在环保问题。
在太阳能发电方面也取得了进展，光伏发电广泛应用，光热发电也有了 一定发展，但光热发电更环保，效率更高。
CN203476624U涉及太阳能热发电技术领域，公开了一种以边界层透平 为动力装置的太阳能热发电系统，提出了边界层透平的一种可行的应用领域。 该系统可分别基于边界层透平利用朗肯循环和有机朗肯循环发电，以解决太 阳能热发电系统动力装置小型化困难、进口参数较高、经济性较差的问题， 大大降低可用于热发电的太阳能集热器技术要求，实现适用于低温蒸汽、湿 蒸汽、有机工质等多种工质的发电需求，提高低温太阳能热发电的效率，同 时本系统复杂度低、制造简单、结构紧凑、操作简便，适用于离网式分布式 供能。
CN101761461A公开了热管式太阳能有机朗肯循环低温热发电系统。该系 统包括有机朗肯循环发电系统、蓄热系统、热管集热器系统。其发电系统包 括工质蒸发套管、汽轮机、发电机、回热器、冷凝器等。热管集热器系统由 三个以上的热管集热器模块组成，每个模块包括热管、真空管及复合抛物面 反射镜，热管的冷凝段嵌置于工质蒸发套管中;热管的蒸发段安装位于复合 抛物面反射镜内底部;三个以上的工质蒸发套管串联。本发明将热管、CPC反 射镜及ORC三者相结合，可以形成基于ORC循环的热管式太阳能低温热发电 系统。该系统热效率高，承压能力强，与以往的太阳能低温热发电系统相比， 创新性地利用了热管的相变换热原理，减少了导热油回路，实现了有机工质 与集热器的高效换热。
然而小规模的光热发电上网还存在问题，不能大规模应用。
发明内容
本发明的目的针对电处理污水电耗高、小规模光热发电上网有困难、投 资大、而且消耗水的问题，将太阳能光热发电与污水处理技术结合起来，可 以解决太阳能发电上网及耗水问题，又可以解决电污水处理耗电的问题。
一种太阳能光热发电处理污水装置，其特征为：包括太阳能集热装置、 蓄热器15、导热介质-有机工质质换热器2、膨胀机3、发电机4、有机工质 冷却器14、有机工质循环泵16、整流装置5、蓄电装置6、污水缓冲罐7、电 絮凝器8、提升泵9、絮凝剂加注系统10、悬浮污泥过滤罐11、多维电极反 应器12和凉水塔13;
太阳能集热装置与蓄热器15并联、同时与导热介质-有机工质换热器2 并联，导热介质-有机工质换热器2通过有机工质循环泵16与有机工质冷却 器14相连，导热介质-有机工质换热器2与膨胀机3、膨胀机3和发电机4连 接，发电机4连接整流装置5，整流装置5连接蓄电装置6;整流装置5连接 电絮凝器8和多维电极反应器12;污水缓冲罐7与电絮凝器8相连接，电絮 凝器8与提升泵9相连，提升泵9与悬浮污泥过滤罐11相连接，絮凝剂加注 系统10与提升泵9出口相连接，悬浮污泥过滤罐11出口与多维电极反应器 12相连，与凉水塔13相连。
应用所述的一种太阳能光热发电处理污水装置的方法，其特征为：太阳 能集热装置用于加热导热介质;蓄热器15用于储存热能，供无阳光时使用; 导热介质-有机工质换热器2用于加热有机介质;膨胀机3用于使将蒸发后的 有机介质做功，带动发电机4发电;有机工质冷却器14用于冷却有机工质， 冷却后用有机介质泵16循环。
太阳能集热装置所发的电，所发电通过整流装置5装换成36V以下的直 流电或脉冲电，供给污水处理装置的电絮凝器8和多维电极反应器12;多余 的电储存于蓄电装置6;含油污水由缓冲罐7进入电絮凝器8，通过电解反应 可使含油污水形成电活性絮凝剂，使污水中的悬浮物聚集成絮体，通过提升 泵9加压，用絮凝剂加注系统10注入絮凝剂，使絮体进一步长大，通过悬浮 污泥过滤罐11过滤，除去水中的悬浮物及油类，再通过多维电极反应器12 降低COD，从而达标排放或回用,一部分用凉水塔13冷却后作为有机工质冷却 水。
本发明将太阳能发电和污水处理技术结合起来，既利用了太阳能又解决 了污水处理问题，同时又利用了处理后的污水，达到了节能减排的目的。
