一种基于太阳能加热及温差发电的污水水量水温调节装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种基于太阳能加热及温差发电的低能耗高寒地区污水水量水温装置。
【背景技术】
[0002]当前，伴随工业全球化出现的环境恶化和能源危机正威胁着人类的稳定发展，环保与节能是21世纪人类面临的严重问题。在环境污染方面，由于工业废水和生活污水的排放，我国自然水体受污染严重，使的污水处理行业迅速发展。污水处理行业在得到了大力发展的同时，由于许多处理工艺能耗严重，也逐渐成为能源密集的行业之一。在污水处理厂的绩效考核当中，能耗是主要考核方面。污水处理厂运营费当中能耗占到70%以上，其中电耗约占总能耗的60%?70%，高电耗造成了较高的污水处理成本，进而限制了污水处理行业的发展。
[0003]目前我国投入大量资金建成污水处理设施，但由于技术先进程度不同，不同地域的处理工艺不同，导致很多地区污水处理厂能耗高，运行水平较低。
[0004]在生活污水处理工艺中，普通采用的生物化学法，工艺流程一般为:污水先经过格栅进入调节池，再由提升泵抽至沉砂池、隔油池等，再到初沉池，然后进入生物曝气池，经微生物处理以后进入二沉池进行泥水分离，消毒出水。在这种传统的工艺流程中，提升泵、曝气机、污泥浓缩机械等耗能严重；在处理工业废水时，由于污染物复杂，需要更多的处理环节，耗能更为严重。
[0005]在水处理技术领域，大量的应用表明，经济实用的工艺方法是生物处理方法。但是，在我国高原及北方等高寒地区，采用生物法处理生活污水，必须克服水温低、好氧微生物氧源不足、大量曝气致使水温急剧下降等几个突出难题。为解决这些问题最直接有效的办法是提高污水的温度，想提高污水的温度就要增加大量的能耗，导致我国高原及北方高寒地区污水处理能耗现象严重。
[0006]在国家节能减排方针的指导下，如何实现污水处理设施的节能降耗，减少污水处理成本，让污水处理行业成为绿色低能耗行业，成为环保从业人员共同关注的话题。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的是提供一种基于太阳能加热及温差发电的低能耗高寒地区污水水量水温调节装置。在高寒地区污水处理工艺的预处理设备调节池中，结合太阳能集热和温差发电技术，一方面利用温差发电模块的赛贝克效应，通过太阳能集热加热部分污水在温差发电模块两端形成温度差，引起材料中的载流子运动进行发电，补给污水处理工艺中的能耗，降低了污水处理系统的电能消耗；另一方面经过温差发电的冷热污水进行混合，提高污水整体温度，减弱水温较低的不利条件对污水后续处理效果的影响。
[0008]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是:
[0009]一种基于太阳能加热及温差发电的低能耗高寒地区污水水量水温调节装置，所述装置包括池壁、太阳能集热板、换热器、温差发电模块、导热片、中间池壁、混合池、水管12 ?15 ;
[0010]所述池壁内设有混合池和污水池；所述污水池内部设置有中间池壁，所述中间池壁将污水池分为中间冷水区和四周加热区；所述加热区设置有换热器，所述换热器与太阳能集热板连接；
[0011]所述中间池壁的外侧设置有两层导热片，所述两层导热片中间设有温差发电模块；
[0012]所述水管12连通水源与冷水区，所述水管14连通加热区和冷水区，所述水管13连通冷水区与混合池，所述水管15连通加热区和混合池；
[0013]所述水管13和水管15在位于混合池的一端管口均安装有阀门。
[0014]所述装置还包括保温层，所述保温层设置于加热区的底部，侧壁和顶部。
[0015]所述混合池内设有提升泵。
[0016]所述冷水区、加热区和混合区要用不同高度的水管相互连接，所述水管12?15的相对位置关系为:从上到下依次为注冷水水管12，冷水区和混合池连接水管13，冷水区与加热区连接水管14，加热区与混合池连接水管15 ;利于污水自身不同水位压力作用进行流动，节约能耗。
[0017]所述的加热区，利用太阳能集热板集热，由换热器加热污水。加热区污水和冷水区污水实现温差发电模块两端温差最大化。
[0018]所述的温差发电模块夹于两层导热片中间，加热区和冷水区在其两端形成温差，由赛贝克效应进行发电，发电量用于补给污水后续处理设备(如提升泵)的能耗。
[0019]所述的混合池，冷污水和经过一定停留时间发电的加热区污水在此混合，提高污水整体温度，减弱水温较低的不利条件对污水后续处理效果的影响。
[0020]所述的冷水区和加热区与混合池连接的水管13和15管口安装的阀门为智能调节阀门，根据加热区水量的多少以及混合后整体污水的温度，智能控制冷水区和加热区污水流入混合池的流量，调整污水的最佳停留时间，一方面确保足够的热水源使温差发电量最大化，另一方面确保混合后污水水温的稳定，不影响污水后续处理。
[0021]本实用新型的有益效果为:
[0022]本实用新型提供的一种基于太阳能加热及温差发电的低能耗高寒地区污水水量水温调节装置。在高寒地区污水处理工艺的预处理设备调节池中，结合太阳能集热和温差发电技术，一方面利用温差发电模块的赛贝克效应，通过太阳能集热加热部分污水在温差发电模块两端形成温度差，引起材料中的载流子运动进行发电，补给污水处理工艺中的能耗，降低了污水处理系统的电能消耗；另一方面经过温差发电的冷热污水进行混合，提高污水整体温度，减弱水温较低的不利条件对污水处理效果的影响。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型的结构示意图俯视图。
[0024]图2为本实用新型的结构剖面示意图。
[0025]附图标记说明:1-池壁，2-保温层，3-加热区，4-太阳能集热板，5-换热器，6_温差发电模块，7-导热片，8-中间池壁，9-冷水区，10-混合池，11-提升泵，12?15-水管，16-阀门。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。
[0027]如图1所示，本装置包括池壁1、保温层2、加热区3、太阳能集热板4、换热器5、温差发电模块6、导热片7、中间池壁8、冷水区9、混合池10、提升泵11、水管12?15和阀门16。
[0028]所述池壁I内设有混合池10和污水池；所述污水池内部设置有中间池壁8，中间池壁8将污水池分为中间冷水区9和四周加热区3 ;所述加热区3设置有换热器5，换热器5与太阳能集热板4连接；
[0029]所述中间池壁8的外侧设置有两层导热片7，所述两层导热片7中间设有温差发电模块6 ；
[0030]所述水管12连通水源与冷水区9，所述水管14连通加热区3和冷水区9，所述水管13连通冷水区9与混合池10，所述水管15连通加热区3和混合池10 ;
[0031]所述水管12?15的相对位置关系为:从上到下依次为水管12，水管13，水管14，水管15。
[0032]所述水管13和水管15在位于混合池的一端管口均安装有智能调节阀门16。
[0033]所述加热区的底部，侧壁和顶部均设置有保温层。
[0034]所述混合池10内设有提升泵11。
[0035]本装置工作时，冷源污水由污水管注入冷水区，冷水区蓄积污水因压力作用经水管分流一部分污水进入加热区；加热区污水由太阳能集热板经换热器进行加热；利用赛贝克效应，通过加热过的污水和冷污水经过导热片在温差发电模块两侧形成温差，引起材料中的载流子运动进行发电；污水经过一定停留时间的发电，冷污水和热污水共同流进混合池，完成冷污水的升温，提高整体污水温度，降低污水的处理难度；混合后的污水经提升泵抽至后续污水处理环节。
[0036]本装置利用太阳能集热加热污水，经温差发电后和冷污水混合，提高了整体污水温度，降低污水的处理难度；利用大量原污水作为温差发电冷端，使温差发电稳定；发电量补给提升泵以及污水处理其他设备用电，大大降低了污水处理系统的电能消耗，节约资源。
[0037]所述实施例为本实用新型的优选的实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于太阳能加热及温差发电的污水水量水温调节装置，其特征在于， 所述装置包括池壁(I)、太阳能集热板(4)、换热器(5)、温差发电模块(6)、导热片(7)、中间池壁⑶、混合池(10)、水管I?IV (12?15)； 所述池壁(I)内设有混合池(10)和污水池；所述污水池内部设置有中间池壁(8)，所述中间池壁⑶将污水池分为中间冷水区(9)和四周加热区(3);所述加热区(3)设置有换热器(5)，所述换热器(5)与太阳能集热板(4)连接； 所述中间池壁(8)的外侧设置有两层导热片(7)，所述两层导热片(7)中间设有温差发电模块⑶; 所述水管I (12)连通水源与冷水区(9)，所述水管III (14)连通加热区(3)和冷水区(9)，所述水管II (13)连通冷水区(9)与混合池(10)，所述水管(15) IV连通加热区(3)和混合池(10)； 所述水管II (13)和水管IV (15)在位于混合池的一端管口均安装有阀门(16)。
2.如权利要求1所述的污水水量水温调节装置，其特征在于，还包括保温层(2)，所述保温层(2)设置于加热区(3)的底部，侧壁和顶部。
3.如权利要求1所述的污水水量水温调节装置，其特征在于，所述水管I?IV(12?15)的相对位置关系为:从上到下依次为水管I (12)，水管II (13)，水管III (14)，水管IV (15)。
4.如权利要求1所述的污水水量水温调节装置，其特征在于，所述阀门(16)为智能调节阀门。
5.如权利要求1所述的污水水量水温调节装置，其特征在于，所述混合池(10)内设有提升泵(11)。
【专利摘要】本实用新型属于污水处理技术领域，具体提供一种太阳能及温差发电污水水量水温调节装置，主要技术特点为中间池壁将污水池分为冷水区和热水区，中间池壁外侧设有两层导热片，两层导热片中间设有温差发电模块，加热区污水由太阳能集热板经换热器进行加热，加热过的污水和冷污水经过导热片在温差发电模块两侧形成温差，利用赛贝克效应进行发电，所发电能可供水泵等设备使用，实现节能降耗的目的；同时经过温差发电的冷热污水进行混合，提高污水整体温度，减弱水温较低的不利条件对污水后续处理效果的影响。本实用新型装置大大降低了污水处理系统的电能消耗，节约资源。
【IPC分类】C02F3-00
【公开号】CN204529426
【申请号】CN201420814042
【发明人】杜甫义, 解清杰, 马新华, 陈诗龙, 王志文, 张菲
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2014年12月19日