[发明专利]一种适合高原地区的太阳能热电联供污水处理装置

说明书

本发明公开了一种适合高原地区的太阳能热电联供污水处理装置，包括太阳能光热发电系统及污水处理系统。该装置适用于高原地区低温、低压、低氧环境下的污水处理系统。太阳能光热发电系统由槽式集热系统和有机朗肯循环发电系统组成，投资低、易于自动化控制。日照较强时，集热系统所集热量用来推动有机朗肯循环发电系统发电，多余的存储在储热系统内；没有日照或日照强度不足时，储热系统内存储的热量为发电系统提供热量。发电系统发出的电量用于推动设备运转，采用反应池内污水作为冷凝器的冷源，污水吸收冷凝热量用于调整反应池温度使之达到最佳反应温度。该装置具有结构简单、投资少、节能环保优点，充分利用了冷凝散热，具有极高的能源利用率。

技术领域

本发明设计了一种适合高原地区的太阳能热电联供污水处理装置，属于能源与环境技术领域。

背景技术

中低温太阳能有机朗肯循环光热发电具有结构简单，运行稳定安全，易于实现自动化运行的特点，近年来受到研究者的关注；但是中低温光热发电由于发电效率较低的缺点，使其实际应用受到限制，发电系统的热量损失主要为冷源损失，即冷凝器散热损失，如能对冷凝器散热进行合理利用，将具有极高的经济价值。

污水处理厂多采用生物脱氮除磷工艺，以A²O生物脱氮除磷工艺为例，温度是影响微生物生长活动的重要因素，主要体现在细菌增殖速度和生物活性两个方面，在最佳温度区域，微生物活性较强，处理效果好，而在温度过低时微生物难以增殖，处理效果差。因此在温度较低区域尤其是高原高寒地区，往往需要引入外界热源对反应池进行加热。

西藏自治区高海拔、低温、低压、低氧、昼夜温差大的自然环境条件使常规污水处理厂运行效果差。同时，西藏地区太阳能资源居全国首位，是世界上太阳能最丰富的地区之一。这里阳光直射比例大，年际变化小，大部分地区年日照时间达3100～3400小时，平均每天9小时左右。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有高海拔区域污水处理技术的不足，提供一种适合高原地区的太阳能热电联供污水处理装置，可充分利用太阳能，同时满足对污水处理厂设备用电与处理单元用热的需求，易于自动化控制，安全节能。

本发明具体采用以下技术方案解决问题：

一种适合高原地区的太阳能热电联供污水处理装置，包括太阳能光热发电系统和污水处理系统。太阳能光热发电系统包括槽式太阳能集热系统和有机朗肯循环发电系统。集热系统依次由槽式集光镜、一号控制器、三号控制器、蒸发器、四号控制器、二号控制器、一号循环泵、储热系统、二号循环泵组成；有机朗肯循环发电系统依次由蒸发器、膨胀机、冷凝器、工质泵、发电机、冷凝循环泵组成。污水处理系统由污水处理工艺包括的各污水处理单元及附属设备及管路组成。该装置采用若干控制器实现当外部日照强时，集热系统所集热量一部分供有机朗肯循环发电系统发电，另一部分存储在储热罐内。当无日照或日照较弱时，储热系统作为热源对发电系统供热。发电系统采用反应池内污水作为冷源，使污水吸收冷凝散热温度升高，保证反应池处于最佳反应温度范围内，同时发电系统发出的电量供污水处理厂设备用电使用。

当白天日照强时，打开一号循环泵，关闭二号循环泵，调节三号、四号控制器所连接管路开度使与储热系统连接的管路关闭而其余两个管路之间处于连通状态，根据污水处理厂设备用电及反应池用热需求，调节一号、二号控制器所连接管路开度，分配进入储热系统及蒸发器的导热介质流量，以满足工艺需求的情况下将多余的热量存储到储热系统内。

当无日照时，一号、二号控制器关闭所连接管路的连通，三号、四号控制器调节所连接管路的开度，同时关闭一号循环泵，打开二号循环泵，由储热系统对发电系统进行供热；