公布日：2024.04.09

申請日：2024.02.06

分類號：C02F1/461(2023.01)I;B01D29/01(2006.01)I;B01D29/64(2006.01)I;C25B1/02(2006.01)I

摘要

一種近零碳污水處理系統(tǒng)及方法，有效的解決了現(xiàn)有的污水處理廠的資源利用不足的問題，包括一級污水處理系統(tǒng)、尾水落差發(fā)電系統(tǒng)、二級污水處理系統(tǒng)和污水電解制氫系統(tǒng)，尾水落差發(fā)電系統(tǒng)位于第一污水處理系統(tǒng)的下側(cè)且通過第一污水處理系統(tǒng)落下的水進(jìn)行發(fā)電，尾水落差發(fā)電系統(tǒng)的出水端與二級污水處理系統(tǒng)的進(jìn)水端連通，儲(chǔ)水調(diào)節(jié)池通過送水管與污水電解制氫系統(tǒng)連接；本發(fā)明可以直接利用現(xiàn)有的污水處理廠處理后的中水進(jìn)行發(fā)電，通過二級污水處理系統(tǒng)對傳統(tǒng)污水處理廠排出的水進(jìn)行進(jìn)一步的處理，能夠避免污水電解制氫系統(tǒng)的損壞，并能夠根據(jù)不同實(shí)際的污水流量選擇合適數(shù)量的電解槽進(jìn)行制氫，提高污水的處理效率和制氫的效率。

權(quán)利要求書

1.一種近零碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括一級污水處理系統(tǒng)、尾水落差發(fā)電系統(tǒng)(2)、二級污水處理系統(tǒng)(3)和污水電解制氫系統(tǒng)(4)，尾水落差發(fā)電系統(tǒng)(2)位于第一污水處理系統(tǒng)的下側(cè)且通過第一污水處理系統(tǒng)落下的水進(jìn)行發(fā)電，尾水落差發(fā)電系統(tǒng)(2)的出水端與二級污水處理系統(tǒng)(3)的進(jìn)水端連通，二級污水處理系統(tǒng)(3)內(nèi)還設(shè)有儲(chǔ)水調(diào)節(jié)池(5)，儲(chǔ)水調(diào)節(jié)池(5)通過送水管與污水電解制氫系統(tǒng)(4)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種近零碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的尾水落差發(fā)電系統(tǒng)(2)包括具有高度落差的連接通道(21)，連接通道(21)的上端與一級污水處理系統(tǒng)的出水端連接，連接通道(21)的下端設(shè)有弧形的回水池(22)，回水池(22)的中側(cè)連接有出水管道(23)，出水管道(23)內(nèi)安裝有水輪機(jī)(24)，水輪機(jī)(24)連接有發(fā)電機(jī)(25)，出水管道(23)的出水端與二級污水處理系統(tǒng)(3)的進(jìn)水端連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種近零碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的二級污水處理系統(tǒng)(3)包括支撐架體(31)，支撐架體(31)內(nèi)固定安裝有過濾機(jī)構(gòu)(32)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(33)，過濾機(jī)構(gòu)(32)包括殼體(321)，殼體(321)的內(nèi)腔中轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)件(322)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(33)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)件(322)在殼體(321)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)件(322)內(nèi)設(shè)有通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)件(322)的周側(cè)還均布有多個(gè)與通孔和尾水落差發(fā)電系統(tǒng)(2)出水端連通的分水口(323)，分水口(323)內(nèi)安裝有過濾網(wǎng)(324)，通孔內(nèi)設(shè)有與轉(zhuǎn)動(dòng)件(322)轉(zhuǎn)動(dòng)連接的出水件(325)，出水件(325)內(nèi)設(shè)有通水孔(326)，通水孔(326)的一端與分水口(323)對應(yīng)設(shè)置，通水孔(326)的另一端通過管道與儲(chǔ)水調(diào)節(jié)池(5)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種近零碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的殼體(321)上還設(shè)有與殼體(321)內(nèi)腔連通的排雜通道(327)，排雜通道(327)的出口端還連接有放料閥(328)，支撐架體(31)內(nèi)還設(shè)有位于放料閥(328)出料口下側(cè)的過濾板(34)，過濾板(34)的下側(cè)與儲(chǔ)水調(diào)節(jié)池(5)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種近零碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的過濾板(34)的一端設(shè)有放置槽(341)，支撐架體(31)內(nèi)還設(shè)有經(jīng)過過濾板(34)和放置槽(341)上側(cè)的絲杠(35)和固定軸，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(33)能夠驅(qū)動(dòng)絲杠(35)轉(zhuǎn)動(dòng)，固定軸上滑動(dòng)安裝有連接架(352)，連接架(352)與絲杠(35)螺紋連接，連接架(352)的下端還可拆卸的安裝有伸縮座(351)，伸縮座(351)上滑動(dòng)安裝有刮板(353)，支撐架體(31)的側(cè)面還設(shè)有環(huán)形滑軌(36)，刮板(353)的側(cè)面設(shè)有滑動(dòng)設(shè)置在環(huán)形滑軌(36)內(nèi)的滑塊(361)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種近零碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(33)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)動(dòng)件(322)同軸連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和絲杠(35)上分別設(shè)有第一鏈輪(354)和第二鏈輪(355)，第一鏈輪(354)和第二鏈輪(355)通過齒鏈(356)連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種近零碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的污水電解制氫系統(tǒng)(4)包括底座(41)，底座(41)上設(shè)有多個(gè)安裝座(42)，安裝座(42)內(nèi)可拆卸的安裝有防護(hù)箱體(43)，防護(hù)箱體(43)內(nèi)安裝有電解槽(431)，電解槽(431)上設(shè)有電連接線(432)和管路(433)，電解槽(431)內(nèi)還設(shè)置有陰極室和陽極室，陰極室和陽極室之間設(shè)置有電解隔膜，陰極室和陽極室均由尾水落差發(fā)電系統(tǒng)(2)通過電連接線(432)供電，尾水落差發(fā)電系統(tǒng)(2)還包括氫氣分離罐(434)、氧氣分離罐(435)、干燥器(436)和氫氣膜分離器(437)，陰極室和陽極室分別通過管路(433)與氫氣分離罐(434)的入口和氧氣分離罐(435)的入口連接，氫氣分離罐(434)的氣體出口與干燥器(436)連接，干燥器(436)與氫氣膜分離器(437)連接，氫氣分離罐(434)和氧氣分離罐(435)的液體出口通過管路(433)與電解槽(431)的入口連接，送水管接入氫氣分離罐(434)和氧氣分離罐(435)的液體出口處的管路(433)，氫氣分離罐(434)和氧氣分離罐(435)的液體出口處的管路(433)上還設(shè)有循環(huán)泵(438)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種近零碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的氫氣分離罐(434)和氧氣分離罐(435)內(nèi)均安裝有液位控制器，送水管上還設(shè)有補(bǔ)液控制閥(439)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種近零碳污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的儲(chǔ)水調(diào)節(jié)池(5)上還設(shè)有溶劑罐(51)，溶劑罐(51)通過管道與儲(chǔ)水調(diào)節(jié)池(5)連通，管道上還設(shè)有控制閥。

10.一種近零碳污水處理方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的近零碳污水處理系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種近零碳污水處理系統(tǒng)及方法，有效的解決了現(xiàn)有的污水處理廠的資源利用不足的問題。

其解決的技術(shù)方案是，一種近零碳污水處理系統(tǒng)包括一級污水處理系統(tǒng)、尾水落差發(fā)電系統(tǒng)、二級污水處理系統(tǒng)和污水電解制氫系統(tǒng)，尾水落差發(fā)電系統(tǒng)位于第一污水處理系統(tǒng)的下側(cè)且通過第一污水處理系統(tǒng)落下的水進(jìn)行發(fā)電，尾水落差發(fā)電系統(tǒng)的出水端與二級污水處理系統(tǒng)的進(jìn)水端連通，二級污水處理系統(tǒng)內(nèi)還設(shè)有儲(chǔ)水調(diào)節(jié)池，儲(chǔ)水調(diào)節(jié)池通過送水管與污水電解制氫系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步的，所述的尾水落差發(fā)電系統(tǒng)包括具有落差的連接通道，連接通道的上端與一級污水處理系統(tǒng)的出水端連接，連接通道的下端設(shè)有弧形的回水池，回水池的中側(cè)連接有出水管道，出水管道內(nèi)安裝有水輪機(jī)，水輪機(jī)連接有發(fā)電機(jī)，出水管道的出水端與二級污水處理系統(tǒng)的進(jìn)水端連接。

進(jìn)一步的，所述的二級污水處理系統(tǒng)包括支撐架體，支撐架體內(nèi)固定安裝有過濾機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，過濾機(jī)構(gòu)包括殼體，殼體的內(nèi)腔中轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)件，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)件在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)件內(nèi)設(shè)有通孔，轉(zhuǎn)動(dòng)件的周側(cè)還均布有多個(gè)與通孔和尾水落差發(fā)電系統(tǒng)出水端連通的分水口，分水口內(nèi)安裝有過濾網(wǎng)，通孔內(nèi)設(shè)有與轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)連接的出水件，出水件內(nèi)設(shè)有通水孔，通水孔的一端與分水口對應(yīng)設(shè)置，通水孔的另一端通過管道與儲(chǔ)水調(diào)節(jié)池連接。

進(jìn)一步的，所述的殼體上還設(shè)有與殼體內(nèi)腔連通的排雜通道，排雜通道的出口端還連接有放料閥，支撐架體內(nèi)還設(shè)有位于放料閥出料口下側(cè)的過濾板，過濾板的下側(cè)與儲(chǔ)水調(diào)節(jié)池連接。

進(jìn)一步的，所述的過濾機(jī)構(gòu)還包括固定安裝在殼體內(nèi)的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)套，轉(zhuǎn)動(dòng)件的兩端與轉(zhuǎn)動(dòng)套轉(zhuǎn)動(dòng)連接，殼體的兩端還設(shè)有端蓋，端蓋與轉(zhuǎn)動(dòng)套固定連接并將固定套固定在殼體內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述的過濾板的一端設(shè)有放置槽，支撐架體內(nèi)還設(shè)有經(jīng)過過濾板和放置槽的上側(cè)的絲杠和固定軸，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，固定軸上滑動(dòng)安裝有連接架，連接架與絲杠螺紋連接，連接架的下端還可拆卸的安裝有伸縮座，伸縮座上滑動(dòng)安裝有刮板，刮板的下端與過濾板的上端滑動(dòng)連接，支撐架體的側(cè)面還設(shè)有環(huán)形滑軌，刮板的側(cè)面設(shè)有滑動(dòng)設(shè)置在環(huán)形滑軌內(nèi)的滑塊。

進(jìn)一步的，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)動(dòng)件同軸連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸和絲杠上分別設(shè)有第一鏈輪和第二鏈輪，第一鏈輪和第二鏈輪通過齒鏈連接。

進(jìn)一步的，所述的環(huán)形滑軌的兩端還設(shè)有位置相反的斜滑槽。

進(jìn)一步的，所述的污水電解制氫系統(tǒng)包括底座，底座上設(shè)有多個(gè)安裝座，安裝座內(nèi)可拆卸的安裝有防護(hù)箱體，防護(hù)箱體內(nèi)安裝有電解槽，電解槽上設(shè)有電連接線和管路，電解槽內(nèi)還設(shè)置有一組陰極室和陽極室，陰極室和陽極室之間設(shè)置有電解隔膜，陰極室和陽極室均由尾水落差發(fā)電系統(tǒng)通過電連接線供電，尾水落差發(fā)電系統(tǒng)還包括氫氣分離罐、氧氣分離罐、干燥器和氫氣膜分離器，陰極室和陽極室分別通過管路與氫氣分離罐的入口和氧氣分離罐的入口連接，氫氣分離罐的氣體出口與干燥器連接，干燥器與氫氣膜分離器連接，氫氣分離罐和氧氣分離罐的液體出口通過管路與電解槽的入口連接，送水管接入氫氣分離罐和氧氣分離罐的液體出口處的管路，氫氣分離罐和氧氣分離罐的液體出口處的管路上還設(shè)有循環(huán)泵。

進(jìn)一步的，所述的氫氣分離罐和氧氣分離罐內(nèi)均安裝有液位控制器，送水管上還設(shè)有補(bǔ)液控制閥。

進(jìn)一步的，所述的送水管處還設(shè)有過濾膜。

進(jìn)一步的，所述的儲(chǔ)水調(diào)節(jié)池上還設(shè)有溶劑罐，溶劑罐通過管道與儲(chǔ)水調(diào)節(jié)池連通，管道上還設(shè)有控制閥。

進(jìn)一步的，所述的防護(hù)箱體內(nèi)還設(shè)有氫氣檢測報(bào)警儀。

進(jìn)一步的，所述的尾水落差發(fā)電系統(tǒng)還包括儲(chǔ)能器，儲(chǔ)能器與發(fā)電機(jī)連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明可以直接利用現(xiàn)有的污水處理廠處理后的水資源進(jìn)行發(fā)電，并結(jié)合光伏發(fā)電裝置對污水處理廠進(jìn)行供電，從而能夠減少污水處理過程中的能源耗費(fèi)。

2、本發(fā)明通過二級污水處理系統(tǒng)對傳統(tǒng)污水處理廠排出的水進(jìn)行進(jìn)一步的處理，能夠避免污水電解制氫系統(tǒng)的損壞，提高裝置的使用壽命和制氫的效果。

3、污水電解制氫系統(tǒng)能夠結(jié)合二級污水處理系統(tǒng)處理后的中水進(jìn)行發(fā)電，并能夠根據(jù)不同實(shí)際的污水流量選擇合適數(shù)量的電解槽進(jìn)行制氫，提高污水的處理效率和制氫的效率。

4、結(jié)合補(bǔ)液控制閥和液位控制器，能夠有效的對污水電解制氫系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)液，提高了污水電解制氫系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

（發(fā)明人：鄧明利;杜超;張貫杰;張榮榮;平盈嬌;關(guān)振東;張有清）