[发明专利]一种光热补热的生物降解废水处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及高寒地区生化废水处理领域，特别是涉及一种光热补热的生物降解废水处理系统及方法。

背景技术

随着工业废水和生活污水不断增长，水污染控制是解决水污染问题最重要和最有效的技术措施，如何高效、节能、环保的处理水污染已迫在眉睫，高效生化处理技术应用非常普遍。由于各地区存在地理位置的差异，在高寒地区冬季低温下，水环境温度在4～8℃，微生物无法正常代谢，活性较低，生化处理效果极差，引起活性污泥上浮和老化。废水中微生物在15℃以上保持正常活性是废水生物降解的核心技术。

现有的废水生化处理降解技术较多，主要有好氧处理技术和厌氧处理技术，对于好氧生物处理技术中的好氧菌最佳活性温度是15～25℃，厌氧生物处理技术中的厌氧菌最佳活性温度是30-55℃。在最佳活性温度范围内，温度每提高10℃，微生物繁殖速度可提高一倍。高寒地区冬季水温低于10℃，无论是好氧微生物还是厌氧物生物将失去活性，无法正常降解污染物质，导致生化废水处理无法达标排放，造成水体严重污染。

而对于需要提高温度达到好氧微生物或厌氧物生物的活性温度范围，现有技术一般采用燃烧化石燃料或电加热技术，会加大对化石燃料的需求并且还会引发环境污染问题。因此如何在利用太阳能资源实现废水的生物降解，降低成本，减少污染，日益成为学者和环保部门的关注的焦点。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种光热补热的生物降解废水处理系统及方法，解决现有技术中在高寒地区冬季低温下，需要利用燃烧化石燃料或电加热技术，避免加大对化石燃料的需求，增高成本，以及引发环境污染等问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种光热补热的生物降解废水处理系统，包括：降解处理子系统、光热集热子系统和换热器；

所述降解处理子系统包括：生化废水储存仓和废水升温箱，所述生化废水储存仓与所述废水升温箱连通，所述废水升温箱内穿设有加热管；

所述光热集热子系统包括：低温储水罐、高温储水罐、太阳能集热器和输送装置，所述低温储水罐的输出端与所述高温储水罐的输入端通过太阳能集热器连接，所述输送装置用于给导热介质提供动力；

所述换热器设有热交换的第一换热管和第二换热管，所述加热管与所述换热器的第一换热管连接，所述低温储水罐的输入端与所述高温储水罐的输出端通过所述换热器的第二换热管连接。

其中，所述光热集热子系统还包括伴热器，所述太阳能集热器与所述高温储水罐的输入端之间设有所述伴热器。

其中，所述太阳能集热器为太阳能槽式集热器。

其中，所述加热管为蛇形加热管。

其中，所述降解处理子系统还包括防腐蚀保温管，所述加热管、防腐蚀保温管与换热器依次首尾连接。

其中，所述防腐蚀保温管还连接有第一泵。

其中，所述光热集热子系统还包括PLC控制系统和步进电机，所述PLC控制系统控制所述步进电机，用于太阳能集热器对太阳方位的实时跟踪。

本发明还公开一种光热补热的生物降解废水处理方法，其特征在于，包括：

S1、生化废水储存仓中的废水导入至废水升温箱；

S2、在加热管和低温储水罐中充入导热介质；

S3、太阳能集热器吸收光能并转化为热能，将所述低温储水罐中的低温导热介质加热，输送装置输送加热后的高温导热介质至高温储水罐中；

S4、高温储水罐中的高温导热介质经过换热器的第二换热管，进入到低温储水罐，与换热器的第一换热管连接的加热管中的导热介质换热；

S5、加热管中经过换热的导热介质给废水升温箱中的废水加热。

其中，将所述低温储水罐中的低温导热介质加热后，还通过伴热器处理，用于维持换热器第二换热管中导热介质的温度，防止导热介质凝结。

其中，还包括防腐蚀保温管，所述加热管与所述防腐蚀保温管连接，用于与所述换热器和所述防腐蚀保温管形成闭路循环，导热介质循环流动。

(三)有益效果

本发明提供的一种光热补热的生物降解废水处理系统及方法，其利用太阳能集热器将太阳能转化为热能，并利用换热器将热量传递给加热管中的导热介质，给废水升温箱中的废水加热，使其达到降解所需要的温度。本发明充分利用高原富光地区太阳能资源，既可提高系统加热效率，又可摒弃化石能源补热带来的能源消耗问题，满足系统在不同环境温度下的稳定运行。

附图说明

图1为本发明一种光热补热的生物降解废水处理系统的结构图；