公布日：2024.04.12
申请日：2023.10.13
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/32(2023.01)N
摘要
本发明提出一种基于自然能源驱动的寒旱地区农村生活污水的低碳稳定的处理方法，属于水处理技术领域。该污水处理方法包括：根据环境中气温特征，分为非冰冻期、冰冻期运行处理，其中，对于非冰冻期，分为常温期和低温期；常温期，水温大于15℃，水力停留时间为14h，日处理量为2.0m3/d，运行时长为24h；低温期，水温为0～15℃，水力停留时为18h，日处理量在1.5m3/d，运行时长为24h；对于冰冻期，水温0℃以下，水力停留时间为16h，日处理量为0.8～1.0m3/d，运行时长为12h。本发明采用风光互补发电，通过自控系统，控制非冰冻期、冰冻期特殊的运行处理模式，结合保温设置，实现了设施的低能耗运行和无人值守运维模式，且可实现不同气候特征、不同产排特征的能源有效分配，优化了用能效率及结构。
权利要求书
1.一种基于自然能源驱动的寒旱地区农村生活污水的低碳稳定的处理方法，其特征在于，包括：根据环境中气温特征，分为非冰冻期、冰冻期运行处理，其中，对于非冰冻期，分为常温期和低温期；常温期，水温大于15℃，水力停留时间为14h，日处理量为2.0m3/d，运行时长为24h；低温期，水温为0～15℃，水力停留时为18h，日处理量在1.5m3/d，运行时长为24h；对于冰冻期，水温0℃以下，水力停留时间为16h，日处理量为0.8～1.0m3/d，运行时长为12h。
2.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述处理方法采用的装置包括：风力发电机(1)，用于收集风能转变成电能；光伏发电板(2)，用于收集光能转变成电能；蓄电池(5)，用于收集风力发电机(1)和光伏发电板(2)传送的电能；逆变器(6)，用于将蓄电池(5)的直流电转换为交流电；PLC控制器(7)，用于控制逆变器(6)传送的电能的输出；水处理池，所述水处理池内为从左到右依次相连通的调节池(12)、厌氧池(13)、好氧池一(14)、缺氧池(15)、好氧池二(16)、过滤池一(17)、过滤池二(18)；化粪池(11)，用于盛装待处理污水；进水泵一(101)、进水泵二(102)、进水泵三(103)用于将化粪池(11)内污水送入调节池(12)；曝气泵(9)用于为好氧池一(14)、好氧池二(16)提供曝气；所述进水泵一(101)、进水泵二(102)、进水泵三(103)、曝气泵(9)与PLC控制器(7)电连接。
3.根据权利要求2所述的污水处理方法，其特征在于，所述风力发电机(1)和蓄电池(5)之间设有风能发电控制器(3)；所述光伏发电板(2)和蓄电池(5)之间设有光伏控制器(4)。
4.根据权利要求2所述的污水处理方法，其特征在于，所述曝气泵(9)与好氧池一(14)之间，曝气泵(9)与好氧池二(16)之间均设有气体流量计(8)。
5.根据权利要求2所述的污水处理方法，其特征在于，所述厌氧池(13)、好氧池一(14)、缺氧池(15)、好氧池二(16)中设有多功能组合填料(20)；所述多功能组合填料(20)由内置火山岩、海绵块和纤维绳组成。
6.根据权利要求2所述的污水处理方法，其特征在于，所述调节池(12)、好氧池一(14)、好氧池二(16)、过滤池二(18)内，每个池内分别设有用于实时监测污水中溶解氧、电导率、氧化还原电位、酸碱度的监测传感器；所述调节池(12)内还设有用于实时监测污水中温度的温度传感器。
7.根据权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于，调节池(12)、好氧池一(14)、好氧池二(16)、过滤池二(18)内的用于实时监测污水中溶解氧、电导率、氧化还原电位、酸碱度的监测传感器与PLC控制器(7)电连接；调节池(12)内用于实时监测污水中温度的温度传感器与PLC控制器(7)电连接。
8.根据权利要求2所述的污水处理方法，其特征在于，所述水处理池的外侧设有保温加热板；保温加热板通过温度传感器监测温度，且保温加热板与PLC控制器(7)电连接；优选的，所述保温加热板的外侧设有保温棉。
9.根据权利要求2所述的污水处理方法，其特征在于，所述过滤池二(18)的出水端设有过流式紫外消毒器(19)。
10.根据权利要求2所述的污水处理方法，其特征在于，所述PLC控制器(7)通过调节池(12)内用于实时监测污水中温度的温度传感器感知环境温度，进而控制启动进水泵一(101)、进水泵二(102)或进水泵三(103)，从而实现水力停留时间，日处理量，运行时长的控制。
发明内容
受上述传统污水处理模式以及其季节气候和地域特点等限制，本发明开发了一种新型的污水处理方法，来有效解决部分农村地区污水处理设施因高能耗造成高额的电费开支和冬季严寒导致的处理设施冬季运行不正常甚至停运等问题。
本发明提出一种基于自然能源驱动的寒旱地区农村生活污水的低碳稳定的处理方法，包括：
根据环境中气温特征，分为非冰冻期、冰冻期运行处理，其中，
对于非冰冻期，分为常温期和低温期；常温期，水温大于15℃，水力停留时间为14h，日处理量为2.0m3/d，运行时长为24h；低温期，水温为0～15℃，水力停留时为18h，日处理量在1.5m3/d，运行时长为24h；
对于冰冻期，水温0℃以下，水力停留时间为16h，日处理量为0.8～1.0m3/d，运行时长为12h。
进一步地，所述处理方法采用的装置包括：
风力发电机，用于收集风能转变成电能；
光伏发电板，用于收集光能转变成电能；
蓄电池，用于收集风力发电机和光伏发电板传送的电能；
逆变器，用于将蓄电池的直流电转换为交流电；
PLC控制器，用于控制逆变器传送的电能的输出；
水处理池，所述水处理池内为从左到右依次相连通的调节池、厌氧池、好氧池一、缺氧池、好氧池二、过滤池一、过滤池二；
化粪池，用于盛装待处理污水；
进水泵一、进水泵二、进水泵三用于将化粪池内污水送入调节池；曝气泵用于为好氧池一、好氧池二提供曝气；所述进水泵一、进水泵二、进水泵三、曝气泵与PLC控制器电连接。
进一步地，所述风力发电机和蓄电池之间设有风能发电控制器；
所述光伏发电板和蓄电池之间设有光伏控制器。
进一步地，所述曝气泵与好氧池一之间，曝气泵与好氧池二之间均设有气体流量计。
进一步地，所述厌氧池、好氧池一、缺氧池、好氧池二中设有多功能组合填料；所述多功能组合填料由内置火山岩、海绵块和纤维绳组成。
进一步地，所述调节池、好氧池一、好氧池二、过滤池二内，每个池内分别设有用于实时监测污水中溶解氧、电导率、氧化还原电位、酸碱度的监测传感器；所述调节池内还设有用于实时监测污水中温度的温度传感器。
进一步地，调节池、好氧池一、好氧池二、过滤池二内的用于实时监测污水中溶解氧、电导率、氧化还原电位、酸碱度的监测传感器与PLC控制器电连接；
调节池内用于实时监测污水中温度的温度传感器与PLC控制器电连接。
进一步地，所述水处理池的外侧设有保温加热板；保温加热板通过温度传感器监测温度，且保温加热板与PLC控制器电连接；
优选的，所述保温加热板的外侧设有保温棉。
进一步地，所述过滤池二的出水端设有过流式紫外消毒器。
进一步地，所述PLC控制器通过调节池内用于实时监测污水中温度的温度传感器感知环境温度，进而控制启动进水泵一、进水泵二或进水泵三，从而实现水力停留时间，日处理量，运行时长的控制。
本发明具有以下优势：
本发明采用风光互补发电，通过自控系统，控制非冰冻期、冰冻期特殊的运行处理模式，结合保温设置，实现了设施的低能耗运行和无人值守运维模式，且可实现不同气候特征、不同产排特征的能源有效分配，优化了用能效率及结构。
（发明人：郑天龙;马尚彬;李鹏宇;韩云平;刘俊新）
