一种高寒地区污水处理系统设备的制作方法

本发明涉及高寒地区污水处理设备领域，具体属于一种高寒地区污水处理系统设备。

背景技术：

近年来，随着我国对生态环境保护理念的不断深化推广，人民对美好生活环境的诉求越来越强烈。相关法律政策的逐渐完善与落实助推水环境市场的不断发展，污水处理技术在我国的应用研究亦日趋成熟。污水处理系统中微生物的生存繁殖能力及其处理活性与内部温度、溶解氧等因素有关，随着温度的降低微生物活性下降，特别当温度低于4℃时，微生物的生理活动几乎停止，其最适宜的生长温度在20～35℃之间。我国西藏等高寒缺氧地区常年平均温度为2～9℃，冬季最低可达零下15℃(-15℃)，其特殊的地理气候环境对系统微生物的生长活性及其去污能力造成很大影响。同时由于北方高寒地区地域广阔、人口分散、经济技术相对落后以及自然环境较脆弱等，使得该地区水污染问题日益严重。

针对高寒地区难以处理的水污染问题，业内环保研发人员已经开始专注于工艺优化并结合一些保温辅助措施，以期改善低温气候环境下生活污水的处理效果。为提高污水处理效率，必须保持生化处理系统内微生物最适宜的生存温度以提高微生物的活性。为此，本发明针对上述问题，我们研究开发了一种高寒地区污水处理系统设备。

技术实现要素：

本发明提供一种高寒地区污水处理系统设备，通过对一体化污水处理设备、生态滤池、提升再处理管道、太阳能加热保温系统、热交换器、阳光房和隔寒槽的整体研发设计，解决了上述背景技术中提到的问题。同时本发明占地面积小、御寒性好、能耗低、污染物去除率高、终年稳定运行，能够有效解决高寒地区中小型规模生活污水处理问题，提高污水处理系统的节能水平和处理效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种高寒地区污水处理系统设备，包括一体化污水处理设备、生态滤池、提升再处理管道、太阳能加热保温系统、热交换器、阳光房和隔寒槽，所述热交换器的污水出水端安装有温度传感器和温度控制模块，热交换器有两个为热交换器一和热交换器二，一体化污水处理设备有进水区、前置缺氧区、前置好氧区、后置缺氧区、后置好氧区、斜管沉淀区和清水出水区，所述污水输送管道的外侧壁，整体穿装在热交换器一的内部，热交换器二安装在一体化污水处理设备的进水区内，污水通过污水输送管道经过加热升温后，进入一体化污水处理设备，经过一体化污水处理设备处理后的水体，从清水出水区通过提升再处理管道进入生态滤池，经过生态滤池处理后，从生态滤池的出水端排出。

优选地，所述一体化污水处理设备为地埋式一体化污水处理设备，所述一体化污水处理设备中的进水区、前置缺氧区、前置好氧区、后置缺氧区、后置好氧区、斜管沉淀区和清水出水区依次排列，进水区和前置缺氧区、前置缺氧区和前置好氧区、前置好氧区和后置缺氧区、后置缺氧区和后置好氧区、后置好氧区和斜管沉淀区、斜管沉淀区和清水出水区之间都通过管道连接。

优选地，所述生态滤池中有防冻混凝土浇筑池层、微生物附着基质、植物层和微生物混合物，所述防冻混凝土浇筑池层有入水池、滤池和出水池，入水池通过提升再处理管道与一体化污水处理设备中的清水出水区连接，滤池位于入水池的外侧，出水池位于滤池的外侧，入水池和滤池之间，滤池和出水池之间都通过管道连接，滤池内有微生物附着基质，微生物附着基质上面种植有植物层，微生物混合物附着在微生物附着基质上面，经过提升再处理管道流入入水池的水体，流经滤池，再进入出水池，从出水池排出，所述入水池和出水池上顶面有保温隔热盖体，出水池内安装有出水管，所述出水池内出水管的管口端能够根据外界冻土层深度的不同，调整液位出水管管口端距离出水池池底的高度。

优选地，所述阳光房有墙体、房顶和密封连接组件，墙体深埋入墙体外界的冻土层以下，墙体的上顶部安装有房顶，房顶与墙体的连接处通过密封连接组件相互连接为一体。

优选地，所述阳光房内部安装有照明灯，照明灯与太阳能加热保温系统的蓄电池连接，通过蓄电池供电。

优选地，所述太阳能加热保温系统有光伏太阳能装置、循环连接管道、光伏蓄电池组件和外接电源控制柜，光伏太阳能装置安装在阳光房的房顶上面，循环连接管道的一端与光伏太阳能装置连接，循环连接管道的另一端有四个端头包括两组进入端和两组输出端，一组进入端与热交换器一的入口连接，一组输出端与热交换器一的出口连接，一组进入端与热交换器二的入口连接，一组输出端与热交换器二的出口连接，所述光伏蓄电池组件与光伏太阳能装置相互连接，光伏蓄电池组件能够存储光伏太阳能装置白天多余的太阳能，用于夜间维持设备整体运行，所述外接电源控制柜与外接电源连接，外接电源控制柜通过线束与光伏太阳能装置光伏蓄电池组件连接，所述外接电源控制柜通过线束，与热交换器上面安装的温度传感器和温度控制模块连接，所述光伏太阳能装置、循环连接管道、热交换器一和热交换器二内部通过循环防冻油进行热交换，所述循环防冻油的沸腾温度不低于160℃，循环防冻油的凝固温度不高于零下35℃，所述防冻油由光伏太阳能装置和蓄电供并通过电加热装置加热，加热量由温度传感器和温度控制模块进行调节，所述污水根据温度控制模块的温度控制信号控制换热器2加热后将温度控制在4℃-40℃之间。

优选地，所述隔寒槽位于阳光房的周围，隔寒槽的深度大于外界冻土层。

与已有技术相比，本发明的有益效果如下：

通过对一体化污水处理设备、生态滤池、提升再处理管道、太阳能加热保温系统、热交换器、阳光房和隔寒槽的整体研发设计，制造出一种高寒地区污水处理系统设备。本发明能够解决背景技术中提到的问题，同时兼备以下有益效果：

1，一体化污水处理设备：此一体化污水处理设备主要分为四个部分，分别为进水区、多级厌氧-好氧区(前置缺氧区、前置好氧区、后置缺氧区、后置好氧区)、斜管沉淀区及清水出水区，能够提高污水的整体处理效果，处理效率高；

2，生态滤池：此生态滤池采用水平潜流式处理工艺，由微生物附着基质、植物层和微生物混合物组成复合生态系统，通过三者之间的物理、化学和生物的协同作用达到对污染物进一步去除的目的，优化了污水的整体处理效果。

3，阳光房及太阳能加热保温系统：阳光房房顶光伏太阳能装置的太阳能板在吸收太阳能后，由温度传感器发出加热信号，光伏太阳能装置和蓄电池通过电加热装置加热防冻油，进而防冻油通过换热器即热污水，通过开启温度控制模块对一体化污水处理设备的污水输送管和进水区内水体加热量进行控制，从污水的进水源头加热以确保微生物正常生长繁殖的水温；同时光伏太阳能装置中白天多余的太阳能，经光伏蓄电池组件系统输出存储起来，以备夜间或特殊情况供电不足时使用；当光伏蓄电池组件存储不足时，启用备用外接电源控制柜的外接电源对热交换器中的液体进行加热，通过热交换器对一体化污水处理设备的污水输送管和进水区内的水体进行提温加热；阳光房墙体埋深至冻土层以下，隔绝寒冷，起到保温作用。

4，阳光房四周隔寒槽：在阳光房四周挖隔寒槽，通过空气隔绝寒冷。既能减少阳光房内部温度的变化，起到双重保温的作用，又能降低能耗，契合低碳环保的发展理念。

本发明解决了高寒地区低温气候环境下，生活污水难以处理的问题，保证了污水处理设备内微生物正常生存，提高微生物活性，污水处理效率高。同时本发明占地面积小、御寒性好、能耗低、污染物去除率高、终年稳定运行，能够有效解决高寒地区中小型规模生活污水处理问题，提高污水处理系统的节能水平和处理效率，适合在高寒地区污水处理设备中广泛应用。

附图说明

图1为本发明整体安装位置连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

下面结合实施例和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

参见附图:一种高寒地区污水处理系统设备，包括一体化污水处理设备3、生态滤池7、提升再处理管道4、太阳能加热保温系统8、热交换器2、阳光房6和隔寒槽5，所述热交换器2的污水出水端安装有温度传感器和温度控制模块，热交换器2有两个为热交换器一和热交换器二，一体化污水处理设备3有进水区307、前置缺氧区301、前置好氧区302、后置缺氧区303、后置好氧区304、斜管沉淀区305和清水出水区306，所述污水输送管道1的外侧壁，整体穿装在热交换器一的内部，热交换器二安装在一体化污水处理设备3的进水区307内，污水通过污水输送管道1经过加热升温后，进入一体化污水处理设备3，经过一体化污水处理设备3处理后的水体，从清水出水区306通过提升再处理管道4进入生态滤池7，经过生态滤池7处理后，从生态滤池7的出水端排出。

优选地，所述一体化污水处理设备3为地埋式一体化污水处理设备，所述一体化污水处理设备3中的进水区307、前置缺氧区301、前置好氧区302、后置缺氧区303、后置好氧区304、斜管沉淀区305和清水出水区306依次排列，进水区307和前置缺氧区301、前置缺氧区301和前置好氧区302、前置好氧区302和后置缺氧区303、后置缺氧区303和后置好氧区304、后置好氧区304和斜管沉淀区305、斜管沉淀区305和清水出水区306之间都通过管道连接。

优选地，所述生态滤池7中有防冻混凝土浇筑池层、微生物附着基质701、植物层703和微生物混合物702，所述防冻混凝土浇筑池层有入水池12、滤池和出水池11，入水池12通过提升再处理管道4与一体化污水处理设备3中的清水出水区306连接，滤池位于入水池12的外侧，出水池11位于滤池的外侧，入水池12和滤池之间，滤池和出水池11之间都通过管道连接，滤池内有微生物附着基质701，微生物附着基质701上面种植有植物层703，微生物混合物702附着在微生物附着基质701上面，经过提升再处理管道4流入入水池12的水体，流经滤池，再进入出水池11，从出水池11排出，所述入水池12和出水池11上顶面有保温隔热盖体13，出水池11内安装有出水管10，所述出水池11内出水管10的管口端1001能够根据外界冻土层深度的不同，调整液位出水管10管口端1001距离出水池11池底的高度。

优选地，所述阳光房6有墙体601、房顶603和密封连接组件602，墙体601深埋入墙体601外界的冻土层以下，墙体601的上顶部安装有房顶603，房顶603与墙体601的连接处通过密封连接组件602相互连接为一体。

优选地，所述阳光房6内部安装有照明灯14，照明灯14与太阳能加热保温系统8连接的蓄电池连接，通过蓄电池供电。

优选地，所述太阳能加热保温系统8有光伏太阳能装置801、循环连接管道802、光伏蓄电池组件803和外接电源控制柜9，光伏太阳能装置801安装在阳光房6的房顶603上面，循环连接管道802的一端与光伏太阳能装置801连接，循环连接管道802的另一端有四个端头包括两组进入端和两组输出端，一组进入端与热交换器一的入口连接，一组输出端与热交换器一的出口连接，一组进入端与热交换器二的入口连接，一组输出端与热交换器二的出口连接，所述光伏蓄电池组件803与光伏太阳能装置801相互连接，光伏蓄电池组件803能够存储光伏太阳能装置801白天多余的太阳能，用于夜间维持设备整体运行，所述外接电源控制柜9与外接电源连接，外接电源控制柜9通过线束与光伏太阳能装置801光伏蓄电池组件803连接，所述外接电源控制柜9通过线束，与热交换器2上面安装的温度传感器和温度控制模块连接，所述光伏太阳能装置801、循环连接管道802、热交换器一和热交换器二内部通过循环防冻油进行热交换，所述循环防冻油的沸腾温度不低于160℃，循环防冻油的凝固温度不高于零下35℃，所述防冻油由光伏太阳能装置和蓄电供并通过电加热装置加热，加热量由温度传感器和温度控制模块进行调节，所述污水根据温度控制模块的温度控制信号控制换热器2加热将温度控制在4℃-40℃之间。

优选地，所述隔寒槽5位于阳光房6的周围，隔寒槽5的深度大于外界冻土层。

使用时：待处理的污水原水通过污水输送管道1，进入一体化污水处理设备3的进水区307内，水体依次经过进水区307、前置缺氧区301、前置好氧区302、后置缺氧区303、后置好氧区304、斜管沉淀区305，处理后到达清水出水区306，清水出水区306内的水体，经过提升再处理管道4进入生态滤池7的防冻混凝土浇筑池层中的入水池12内，流入入水池12的水体，流经滤池，再进入出水池11，从出水池11排出；

其中，污水原水通过污水输送管道1，进入一体化污水处理设备3的进水区307内时，污水输送管道1的外侧壁，整体穿装在热交换器一的内部，热交换器二安装在一体化污水处理设备3的进水区307内，热交换器一和热交换器二分别对污水输送管道1内的污水和一体化污水处理设备3进水区307内的污水，进行热交换加热升温；光伏太阳能装置801、循环连接管道802、热交换器一和热交换器二内部通过循环防冻油进行热交换，将热量通过热交换器一和热交换器二传递辐射到，污水输送管道1和一体化污水处理设备3进水区307内的水体上面；

一体化污水处理设备3与生态滤池7垂直错落分布，即便于设备维护检修又可有效节省占地面积；受我国高寒地区常年低温的影响，一体化污水处理设备3串联生态滤池7对污染物去除率较低，因此，对其采取加热保温措施是必须的；阳光房6结合太阳能加热保温系统8，能够胜任该地区本发明所描述系统设备的加热、升温、保温的任务(在西藏部分高寒地区，晴天阳光房6内，能够保持温度在20～38℃的范围内)；

阳光房6房顶603的光伏太阳能装置801，白天吸收太阳能后，通过循环连接管道802及热交换器2上面的温度传感器和和温度控制模块，对污水输送管道1和一体化污水处理设备3进水区307内的水体，进行前端加热，从污水水体的源头加热，以确保一体化污水处理设备3和生态滤池7内，微生物的正常生长繁殖的水温；同时光伏太阳能装置801富余的太阳能，经光伏蓄电池组件803存储起来，以备夜间或供电不足时使用；

当白天或夜间太阳能不足时，启用外接电源控制柜9备用电源，对热交换器一和热交换器二内部通过循环防冻油进行加热，进而将热量通过热交换器一和热交换器二传递辐射到，污水输送管道1和一体化污水处理设备3进水区307内的水体上面进行升温加热。利用太阳能和备用电源的互补性，能够获得比较稳定的输出热交换能量，确保本发明系统设备整体运行的稳定性和可靠性。

此外，阳光房6墙体601部分埋深至冻土层以下，隔绝寒冷，形成一个相对封闭的生态平衡小环境，结合阳光房6四周挖隔寒槽5，能够进行双重保温。同时运用加热系统和保温措施的协同作用，能够有效解决高寒地区污水处理设施非正常运行的问题，提高污水处理系统的节能水平和处理效率，适合在高寒地区污水处理设备中广泛应用。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。