[发明专利]热电联供的城市社区污水处理站

说明书

本发明涉及城市污水处理技术领域，具体涉及热电联供的城市社区污水处理站，其包括污水处理模块、粪便处理模块和热电控制模块，污水处理模块包括格栅池、MBR生物膜反应器和清水收集罐，粪便处理模块包括CSTR厌氧发酵罐、甲烷提取装置、甲醇合成装置，热电控制模块包括甲醇水制氢重整器、换热器、燃料电池、高温余气收集装置和控制装置。本发明集供电、供热以及社区内的污水处理于一体，污水在社区内就近处理并实现电能、热能的高效转化和利用，可降低运输成本和城市污水集中处理的负担，并且不受场地限制。

技术领域

本发明涉及城市污水处理技术领域，具体涉及热电联供的城市社区污水处理站。

背景技术

人类生活过程中产生的污水，主要是粪便和洗涤污水，是水体的主要污染源之一。随着城市化的发展以及城市污水管网的普及，越来越多的城市采用粪便处理站对粪便经预处理后，再与城市污水处理厂或垃圾卫生填埋场合并处理的方式，即处理后的上清液进入污水处理系统，粪渣进入污泥处置系统或与垃圾一起填埋。 但现有的城市生活污水集中处理方式仍存在以下亟待解决的问题：（1）需要运粪车定期将城市内各个化粪池内的粪便进行清理并运输至粪便处理站进行预处理，然后再将预处理后的粪渣运输至污泥处理厂或者垃圾填埋场处理，该过程中，粪便的收集、清理和运输成本非常高，而且化粪池和粪便处理站产生大量对人体有害的臭气，工作环境差；（2）虽然地级以上城市建有污水处理厂，但覆盖率不足，导致城市污水处理率较低，随着生活污水的逐年增长，绝大多数城市的污水处理能力满足不了实际需求，运行负荷重；（3）现有的粪便、污水处理设备的运行主要依靠电能，其能耗非常高，而且目前供电方式为接入城市电网的集中式高压输电，因而污水处理厂和粪便预处理站的分布位置受到地域的限制；（4）经过处理后的粪渣与垃圾填埋的方式对地下水源等生活环境也会造成污染，不利于可持续发展。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明的目的在于提供一种热电联供的城市社区污水处理站，该系统集供电、供热以及社区内的污水处理于一体，社区内就近处理，降低运输成本和城市污水集中处理的负担，并且不受场地限制。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

提供热电联供的城市社区污水处理站，包括分布于社区内的若干个化粪池，化粪池的污水出口连接污水管道，还包括污水处理模块、粪便处理模块、热电控制模块，其中：

所述污水处理模块包括依次连通的带有盖板的格栅池、MBR生物膜反应器和清水收集罐，所述格栅池通过所述污水管道与化粪池的污水出口连通，所述MBR生物膜反应器的底部设置有曝气装置；

所述粪便处理模块包括依次连接的CSTR厌氧发酵罐、甲烷提取装置、甲醇合成装置、甲醇水溶液储罐，所述化粪池内的粪便通过污水泵与CSTR厌氧发酵罐的进料口连接，所述MBR生物膜反应器的污泥出口通过污泥泵与所述CSTR厌氧发酵罐的进料口连接，所述CSTR厌氧发酵罐内设置有搅拌装置；

所述热电控制模块包括甲醇水制氢重整器、换热器、燃料电池、高温余气收集装置和控制装置，所述甲醇水制氢重整器设置有重整室、分离室和供甲醇水重整制氢反应所需温度的电加热器，所述控制装置包括控制器和用于向外输出电能的电力输出端口，其中：所述甲醇水溶液储罐内的甲醇与水的混合溶液通过输送泵输送至所述重整室内发生甲醇和水的重整制氢反应制得氢气和高温余气的混合气，然后混合气经分离室分离出的氢气经所述换热器降温后输送至燃料电池产生电能，该电能通过电力输出端口为系统中所有用电设备供电；经分离室分离出的高温余气收集至高温余气收集装置并通过管路为所述MBR生物膜反应器、CSTR厌氧发酵罐以及甲醇合成装置供热。

其中，所述MBR生物膜反应器的侧壁设置有加热盘管，所述加热盘管通过第一加热管路与所述高温余气收集装置连接，所述第一加热管路设置有与控制器连接的调节阀，所述MBR生物膜反应器内设置有与控制器连接的温度传感器。