本实用新型属于保护环境节约能源技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种污水热能自循环系统。
背景技术：
在市政污水常规的处理流程中，通常包括污水的预处理，生物处理及后续的深度处理流程。其中生化处理是市政污水主要的污染物降解过程，其处理效果除了受污水本身的可生化性能影响外，外界条件如温度等也对其有着重要的影响。尤其是在我国北方，冬季气温低，持续时间长，直接导致污水温度低于15摄氏度，从而活性污泥的活性大大降低，甚至丧失降解污染物的功能。本实用新型采用换热器及热泵组合的方式，结合时间顺序上的相应转换控制，达到维持水处理温度的目的，解决北方污水处理厂冬季生化处理失败，出水水质不达标的难题。
技术实现要素：
本实用新型的目的是克服或改善现有技术的缺点，提供一种污水热能自循环系统，通过采用换热器及热泵组合的方式，结合时间顺序上的相应转换控制，达到维持水处理温度的目的，解决北方污水处理厂冬季生化处理失败，出水水质不达标的难题。
本实用新型的一种污水热能自循环系统，包括调节池、变频提升泵、毛发聚集器、生化池、清水池、产水增压泵、一级换热器、二级换热器、热泵、循环水泵；所述调节池入水口连接经过预处理后的原污水，调节池内有变频提升泵，变频提升泵的出水口连接毛发聚集器的入水口，所述毛发聚集器的产水口分成两路，一路连接一级换热器的冷水进口，另一路连接生化池的1#入水口；所述一级换热器的冷水出口分成两路，一路直接与生化池2号入口连接，另一路与二级换热器的冷水入口连接；二级换热器的冷水出口连接生化池的1#入水口，生化池的出水口连接清水池的入水口； 所述清水池的产水口分成两路，一路与排放口相连接，另一路通过产水增压泵与所述一级换热器的热源水入口相连；所述一级换热器的热源水出口分成两路，一路与产水排放口相连，另一路与热泵原水入口相连；所述热泵原水出口与产水排放口相连，热泵循环水入口通过循环水泵与二级换热器的循环水出口连接，热泵循环水出口与二级换热器的循环水入口相连。
所述污水热能自循环系统的各管路中均设有自动控制阀门。所述一级换热器可以是多台并联，根据温度、水质调节各台一级换热器的启停，所述生化池的入水口可以分成1#、2#，也可以是同一个入水口或多个入水口。
本系统以进水温度随时间的变化为调节依据，分别采取不同的热量循环方式，达到稳定系统水温的目的。（1）当原污水水温大于20℃时，污水处于生化性能良好的温度范围，其经过提升泵直接送入到后续的生化处理池，进行生物处理。（2）当原污水水温处于15℃~20℃时，污水的生化性能变差，需要启动一级换热器进行换热。由于处理后的污水温度还处于较高的温度，而原污水温度低，利用两者之间的温差，采用对流换热技术，提高污水进水温度。这样可以有效减缓进水水温变低的时间，延长一年当中的可生化处理时间比例，同时拖后热泵的启动时间，降低用电能耗。（3）当原污水水温低于15℃时，污水基本上丧失了可生化降解性能，并且伴随着温度推动力减少，通过污水之间的换热器换热也不能达到进一步提升污水温度的目的，所以此时启动热泵。热泵的热量来源为生化处理后又经过一级换热器的出水，热泵吸取生化产水热量加热循环水，循环水的热量通过二级换热器传递给经过一级换热器的污水。利用热泵的高效热量提升作用，将处理后的产水中的热量传递到原污水中，达到提升水温的目的。
本实用新型的污水热能自循环系统，采用换热器及热泵组合的方式，结合时间顺序上的相应转换控制，达到维持水处理温度的目的，解决北方污水处理厂冬季生化处理失败，出水水质不达标的难题。
附图说明
图1、图2为本实用新型的两种实施方案的污水热能自循环系统的示意图。
其中：1－调节池，2－变频提升泵，3－毛发聚集器，4、4A、4B、4C－一级换热器，5－二级换热器，6－热泵，7－循环水泵，8－生化池，9－清水池，10－产水增压泵，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R1A、R1B、R1C、 R2A、R2B、R2C为自动控制阀门。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步说明。
实施例一：
如图1所示，一种污水热能自循环系统，包括调节池1，变频提升泵2，毛发聚集器3，一级换热器4，二级换热器5，热泵6，循环水泵7，生化池8，清水池9，产水增压泵10和自动控制阀门R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9。其连接关系如图1所示。
本系统以进水温度随时间的变化为调节依据，（1）当原污水水温大于20℃时，污水处于生化性能良好的温度范围，阀门R3、R4打开，阀门R1、R2、R5、R6、R7、R8、R9关闭，源污水经过提升泵直接送入到后续的生化处理池8，进行生物处理。产水经过R4直接排放（2）当原污水水温处于15℃~20℃时，污水的生化性能变差，需要启动一级换热器进行换热。这时打开阀门R1、R2、R7、R5，关闭阀门R3、R4、R6、R8、R9，启动产水增压泵10，经过生化池8和清水池9的产水经产水增压泵10增压，再通过一级换热器4换热后排放，原水通过阀门R1经过换热器后从2#入水口给入生化池8。（3）当原污水水温低于15℃时，通过一级换热器换热后不能够满足水温要求，这时需要启动热泵6和二级换热器5。这时打开阀门R1、R2、R6、R8、R9，关闭阀门R3、R4、R5、R7，启动热泵6、产水增压泵10和循环水泵7，原污水经过一级换热器4、二级换热器5加温后给入生化池8，清水池产水经过一级换热器4和热泵6后排放，热泵6从产水中提取热量并加热循环水，为二级换热器5提供热水。利用热泵的高效热量提升作用，将处理后的产水中的热量传递到原污水中，达到提升水温的目的。
实施例二：
如图2所示，一种污水热能自循环系统，包括调节池1，变频提升泵2，毛发聚集器3，一级换热器有三台，分别标为4A、4B和4C，二级换热器5，热泵6，循环水泵7，生化池8，清水池9，产水增压泵10和自动控制阀门R1A、R1B、R1C、R2A、R2B、R2C、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9。其连接关系如图2所示。
本系统以进水温度随时间的变化为调节依据，（1）当原污水水温大于20℃时，污水处于生化性能良好的温度范围，打开阀门R3、R4，关闭阀门R1A、R1B、R1C、R2A、R2B、R2C、R5、R6、R7、R8、R9，原污水经过提升泵2直接送入到后续的生化处理池8，进行生物处理。产水经过R4直接排放（2）当原污水水温处于15℃~20℃时，污水的生化性能变差，需要启动一级换热器进行换热。并且可以随着温度的变化启动一台、两台、三台一级换热器，当三台换热器需要全部打开时，打开阀门R1A、R1B、R1C、R2A、R2B、R2C、R7、R5，关闭阀门R3、R4、R6、R8、R9，启动产水增压泵10，经过生化池8和清水池9的产水经产水增压泵10增压，再通过一级换热器4A、4B、4C换热后排放，原水通过阀门R1A经过换热器4A后，通过阀门R1B经过换热器4B后，通过阀门R1C经过换热器4C后，从2#入水口给入生化池8。（3）当原污水水温低于15℃时，通过一级换热器换热后不能够满足水温要求，这时需要启动热泵6和二级换热器5。这时打开阀门R1A、R1B、R1C、R2A、R2B、R2C、R6、R8、R9，关闭阀门R3、R4、R5、R7，启动热泵6、产水增压泵10和循环水泵7，原污水经过一级换热器4A、4B、4C和二级换热器5加温后给入生化池8，清水池产水经过一级换热器4A、4B、4C和热泵6后排放，热泵6从产水中提取热量并加热循环水，为二级换热器5提供热水。利用热泵的高效热量提升作用，将处理后的产水中的热量传递到原污水中，达到提升水温的目的。
本实用新型的污水热能自循环系统，采用换热器及热泵组合的方式，随着温度变化，不直接启动热泵，而是设置一级换热器作为过渡，降低能源消耗，既解决出水水质不达标的问题，又节约了能源。