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及方法，有效的解決了現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、尾水落差發電系統、二級污水處理系統和污水電解制氫系統，尾水落差發電系統位于第一污水處理系統的下側且通過第一污水處理系統落下的水進行發電，尾水落差發電系統的出水端與二級污水處理系統的進水端連通，儲水調節池通過送水管與污水電解制氫系統連接；本發明可以直接利用現有的污水處理廠處理后的中水進行發電，通過二級污水處理系統對傳統污水處理廠排出的水進行進一步的處理，能夠避免污水電解制氫系統的損壞，并能夠根據不同實際的污水流量選擇合適數量的電解槽進行制氫，提高污水的處理效率和制氫的效率。
權利要求書
1.一種近零碳污水處理系統，其特征在于，包括一級污水處理系統、尾水落差發電系統(2)、二級污水處理系統(3)和污水電解制氫系統(4)，尾水落差發電系統(2)位于第一污水處理系統的下側且通過第一污水處理系統落下的水進行發電，尾水落差發電系統(2)的出水端與二級污水處理系統(3)的進水端連通，二級污水處理系統(3)內還設有儲水調節池(5)，儲水調節池(5)通過送水管與污水電解制氫系統(4)連接。
2.根據權利要求1所述的一種近零碳污水處理系統，其特征在于，所述的尾水落差發電系統(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的出水端連接，連接通道(21)的下端設有弧形的回水池(22)，回水池(22)的中側連接有出水管道(23)，出水管道(23)內安裝有水輪機(24)，水輪機(24)連接有發電機(25)，出水管道(23)的出水端與二級污水處理系統(3)的進水端連接。
3.根據權利要求1所述的一種近零碳污水處理系統，其特征在于，所述的二級污水處理系統(3)包括支撐架體(31)，支撐架體(31)內固定安裝有過濾機構(32)和驅動機構(33)，過濾機構(32)包括殼體(321)，殼體(321)的內腔中轉動安裝有轉動件(322)，驅動機構(33)驅動轉動件(322)在殼體(321)內轉動，轉動件(322)內設有通孔，轉動件(322)的周側還均布有多個與通孔和尾水落差發電系統(2)出水端連通的分水口(323)，分水口(323)內安裝有過濾網(324)，通孔內設有與轉動件(322)轉動連接的出水件(325)，出水件(325)內設有通水孔(326)，通水孔(326)的一端與分水口(323)對應設置，通水孔(326)的另一端通過管道與儲水調節池(5)連接。
4.根據權利要求3所述的一種近零碳污水處理系統，其特征在于，所述的殼體(321)上還設有與殼體(321)內腔連通的排雜通道(327)，排雜通道(327)的出口端還連接有放料閥(328)，支撐架體(31)內還設有位于放料閥(328)出料口下側的過濾板(34)，過濾板(34)的下側與儲水調節池(5)連接。
5.根據權利要求4所述的一種近零碳污水處理系統，其特征在于，所述的過濾板(34)的一端設有放置槽(341)，支撐架體(31)內還設有經過過濾板(34)和放置槽(341)上側的絲杠(35)和固定軸，驅動機構(33)能夠驅動絲杠(35)轉動，固定軸上滑動安裝有連接架(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)上滑動安裝有刮板(353)，支撐架體(31)的側面還設有環形滑軌(36)，刮板(353)的側面設有滑動設置在環形滑軌(36)內的滑塊(361)。
6.根據權利要求5所述的一種近零碳污水處理系統，其特征在于，所述的驅動機構(33)為驅動電機，驅動電機的轉軸通過聯軸器與轉動件(322)同軸連接，驅動電機的轉軸和絲杠(35)上分別設有第一鏈輪(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.根據權利要求1-3任一項所述的一種近零碳污水處理系統，其特征在于，所述的污水電解制氫系統(4)包括底座(41)，底座(41)上設有多個安裝座(42)，安裝座(42)內可拆卸的安裝有防護箱體(43)，防護箱體(43)內安裝有電解槽(431)，電解槽(431)上設有電連接線(432)和管路(433)，電解槽(431)內還設置有陰極室和陽極室，陰極室和陽極室之間設置有電解隔膜，陰極室和陽極室均由尾水落差發電系統(2)通過電連接線(432)供電，尾水落差發電系統(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)上還設有循環泵(438)。
8.根據權利要求7所述的一種近零碳污水處理系統，其特征在于，所述的氫氣分離罐(434)和氧氣分離罐(435)內均安裝有液位控制器，送水管上還設有補液控制閥(439)。
9.根據權利要求7所述的一種近零碳污水處理系統，其特征在于，所述的儲水調節池(5)上還設有溶劑罐(51)，溶劑罐(51)通過管道與儲水調節池(5)連通，管道上還設有控制閥。
10.一種近零碳污水處理方法，其特征在于，利用權利要求1-9任一項所述的近零碳污水處理系統。
發明內容
針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本發明之目的就是提供一種近零碳污水處理系統及方法，有效的解決了現有的污水處理廠的資源利用不足的問題。
其解決的技術方案是，一種近零碳污水處理系統包括一級污水處理系統、尾水落差發電系統、二級污水處理系統和污水電解制氫系統，尾水落差發電系統位于第一污水處理系統的下側且通過第一污水處理系統落下的水進行發電，尾水落差發電系統的出水端與二級污水處理系統的進水端連通，二級污水處理系統內還設有儲水調節池，儲水調節池通過送水管與污水電解制氫系統連接。
進一步的，所述的尾水落差發電系統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的出水端連接，連接通道的下端設有弧形的回水池，回水池的中側連接有出水管道，出水管道內安裝有水輪機，水輪機連接有發電機，出水管道的出水端與二級污水處理系統的進水端連接。
進一步的，所述的二級污水處理系統包括支撐架體，支撐架體內固定安裝有過濾機構和驅動機構，過濾機構包括殼體，殼體的內腔中轉動安裝有轉動件，驅動機構驅動轉動件在殼體內轉動，轉動件內設有通孔，轉動件的周側還均布有多個與通孔和尾水落差發電系統出水端連通的分水口，分水口內安裝有過濾網，通孔內設有與轉動件轉動連接的出水件，出水件內設有通水孔，通水孔的一端與分水口對應設置，通水孔的另一端通過管道與儲水調節池連接。
進一步的，所述的殼體上還設有與殼體內腔連通的排雜通道，排雜通道的出口端還連接有放料閥，支撐架體內還設有位于放料閥出料口下側的過濾板，過濾板的下側與儲水調節池連接。
進一步的，所述的過濾機構還包括固定安裝在殼體內的兩個轉動套，轉動件的兩端與轉動套轉動連接，殼體的兩端還設有端蓋，端蓋與轉動套固定連接并將固定套固定在殼體內。
進一步的，所述的過濾板的一端設有放置槽，支撐架體內還設有經過過濾板和放置槽的上側的絲杠和固定軸，驅動機構能夠驅動絲杠轉動，固定軸上滑動安裝有連接架，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，伸縮座上滑動安裝有刮板，刮板的下端與過濾板的上端滑動連接，支撐架體的側面還設有環形滑軌，刮板的側面設有滑動設置在環形滑軌內的滑塊。
進一步的，所述的驅動機構為驅動電機，驅動電機的轉軸通過聯軸器與轉動件同軸連接，驅動電機的轉軸和絲杠上分別設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。
進一步的，所述的環形滑軌的兩端還設有位置相反的斜滑槽。
進一步的，所述的污水電解制氫系統包括底座，底座上設有多個安裝座，安裝座內可拆卸的安裝有防護箱體，防護箱體內安裝有電解槽，電解槽上設有電連接線和管路，電解槽內還設置有一組陰極室和陽極室，陰極室和陽極室之間設置有電解隔膜，陰極室和陽極室均由尾水落差發電系統通過電連接線供電，尾水落差發電系統還包括氫氣分離罐、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有循環泵。
進一步的，所述的氫氣分離罐和氧氣分離罐內均安裝有液位控制器，送水管上還設有補液控制閥。
進一步的，所述的送水管處還設有過濾膜。
進一步的，所述的儲水調節池上還設有溶劑罐，溶劑罐通過管道與儲水調節池連通，管道上還設有控制閥。
進一步的，所述的防護箱體內還設有氫氣檢測報警儀。
進一步的，所述的尾水落差發電系統還包括儲能器，儲能器與發電機連接。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
1、本發明可以直接利用現有的污水處理廠處理后的水資源進行發電，并結合光伏發電裝置對污水處理廠進行供電，從而能夠減少污水處理過程中的能源耗費。
2、本發明通過二級污水處理系統對傳統污水處理廠排出的水進行進一步的處理，能夠避免污水電解制氫系統的損壞，提高裝置的使用壽命和制氫的效果。
3、污水電解制氫系統能夠結合二級污水處理系統處理后的中水進行發電，并能夠根據不同實際的污水流量選擇合適數量的電解槽進行制氫，提高污水的處理效率和制氫的效率。
4、結合補液控制閥和液位控制器，能夠有效的對污水電解制氫系統進行補液，提高了污水電解制氫系統的運行效率。
（發明人：鄧明利;杜超;張貫杰;張榮榮;平盈嬌;關振東;張有清）
