專利名稱：工程勢能自動(dòng)化污水廠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
工程勢能和自動(dòng)化污水處理
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的污水處理廠不管采用什么樣的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，均存在能源消耗大、運(yùn)行費(fèi)用高的致命弱點(diǎn)，投入巨資建成的污水廠均難以維持運(yùn)行，沒有一個(gè)企業(yè)、城鎮(zhèn)、國家能夠長期承擔(dān)巨額的污水處理費(fèi)用。河流幾乎全部成為排污溝排污河，湖泊海洋則成了污水池。面對(duì)污染日益嚴(yán)重的河流、湖泊、海洋，不是人們環(huán)保意識(shí)淡薄視而不見，而是沒有可行有效的污水處理技術(shù)，欲治不能。

發(fā)明內(nèi)容
在人們的經(jīng)驗(yàn)中要獲得水的勢能一是筑壩修水庫抬高水位。二是修建渠道保持水位。本發(fā)明提出第三種地上天河方法修建與沿地面鋪設(shè)的管道連通的高程井提升水位獲得勢能，并利用勢能來處理污水。在建污水廠同時(shí)建水電廠、沼氣電廠和凈化水廠，在發(fā)電的同時(shí)處理污水，回收水資源。把建污水廠社會(huì)效益性投入轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)效益性投入，節(jié)約巨大的能源消耗和節(jié)省巨額的污水處理費(fèi)用，同時(shí)收到社會(huì)效益、環(huán)保效益、資源效益和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1沿城市河流兩岸水位線向下游鋪設(shè)污水管建污水井和高程井示意圖。
圖2高程井工程勢能自動(dòng)化活性污泥法污水廠示意圖。
圖3高程溢流井工程勢能自動(dòng)化活性污泥法污水廠示意圖。
圖4活性污泥法梯級(jí)好氧厭氧池示意圖。
圖5生物凈化法和自然時(shí)效凈化法貯水池示意圖。
圖6污水井、溢流污水井、高程井、溢流高程井、溢流口示意圖。
圖7下游管道中產(chǎn)生的沼氣越過高程井和高程溢流井過氣裝置示意圖。
圖8好氧池噴流曝氣注流充氧裝置示意圖。
圖9厭氧池風(fēng)力攪拌裝置示意圖。
水往低處流，凡河流均有落差，有落差就有勢能；城市的缺口是河流，河流是自然選擇，順應(yīng)自然規(guī)律則可事半功倍。沿城市河流兩岸水位線向下游鋪設(shè)污水管(1)，有排污口處建污水井(2)或溢流污水井(3)，污水井前有沉泥砂池，進(jìn)水口處有柵格。同時(shí)有雨水井連通河道，雨水井低于污水井，爭取實(shí)現(xiàn)雨污分流。污水井修到下游20km，為城市發(fā)展排放污水預(yù)作準(zhǔn)備。20km后隔3km修建一與污水管連通的高程井(4)或溢流高程井(5)，高程全部與溢流口相等，井徑與管徑相同，可以豎直修建在污水管上，也可鋪設(shè)垂直斜管引到高處修建。高程超過100m經(jīng)濟(jì)高程時(shí)把污水管引到岸上選定的污水廠進(jìn)水口修建溢流口(6)。在溢流口后修建兩列或多列10級(jí)梯級(jí)水池，每級(jí)落差1m，隔為前后兩池，為活性污泥法的好氧池(7)和厭氧池(8)，隔墻1/4高程處有連通口(9)。再修建10級(jí)高程水池(10)水池之間1/4和3/4高程處有連通口(9)。高程水池1、2為植物塘種植水生植物。3、4為混合塘種植水生植物和養(yǎng)殖魚類，5、6為生物塘養(yǎng)殖魚類，7、8、9、10為自然時(shí)效凈化貯水池。
城市生活污水和工業(yè)污水從污水井落進(jìn)污水管就開始了污水處理流程，首先是20km曝氣氧化溝，污水在跌落流動(dòng)中與空氣充分接觸，攜帶大量氧氣流淌，好氧微生物分解吸收污水中的營養(yǎng)有機(jī)物大量繁殖凈化污水，氧氣消耗后厭氧微生物又分解吸收污水中的能量有機(jī)物大量繁殖凈化水質(zhì)。氧氣在高程溢流井處得到補(bǔ)充。又開始新的一級(jí)好氧厭氧處理，幾十km污水管，幾十口污水井或溢流污水井和幾十座高程井或溢流高程井構(gòu)成了幾十級(jí)超特大型的污水處理廠，從溢流口流出的水已經(jīng)是經(jīng)過多級(jí)處理和多級(jí)凈化的潔凈水，再到梯級(jí)水池，高程水池中經(jīng)生物凈化和自然凈化，可達(dá)到飲用水水源標(biāo)準(zhǔn)。提升20m，氯氣消毒后即可自流反向城市供水，也可以發(fā)電后向下游城市供水。
整個(gè)污水管和高程井又是一個(gè)巨大的沼氣廠，氣往高處排，每段污水管中產(chǎn)生的沼氣從高程井處排出，不利于集中使用，采用過氣裝置，使下游管道中的沼氣越過高程井集中到第一口高程井發(fā)電或供熱。
本法對(duì)污水主要進(jìn)行厭氧反應(yīng)，酸化反應(yīng)，除處理生活污水外還能夠處理高濃度難降解的有機(jī)工業(yè)廢水和分解消化有機(jī)活性污泥，產(chǎn)生的污泥量很少，基本上全部分解消化，少量污泥利用旱季抽排入污泥池蒸發(fā)水份后，混入磷石膏等吸水劑，水泥固化劑和谷殼，粉碎后的桔桿等拌入珍貴草種或樹種、制成顆粒撒向沙漠石漠、荒山荒原，植樹造林，種草還原，改善生態(tài)環(huán)境。
具體實(shí)施例方式
；實(shí)例一圖1、圖2中國的地勢西高東低，西部高原山區(qū)河流落差較大，可以在建活性污泥法工程勢能自動(dòng)化污水廠的同時(shí)建水力發(fā)電廠、沼氣發(fā)電廠和凈化水廠。沿城市河流兩岸水位線向下游鋪設(shè)污水管，有排污口處建污水井，直到下游20km。20km后隔3km建一與污水管連通的高程井，高程全部與溢流口相等，井徑與管徑相同。高程井可豎直建在污水管上，或鋪設(shè)垂直斜管到高處修建。高程超過100m經(jīng)濟(jì)高程時(shí)，把污水管引到岸上選定的污水廠進(jìn)水口建溢流口，在溢流口后建兩列或多列10級(jí)梯級(jí)水池，每級(jí)落差1m隔為前后兩池，梯級(jí)水池后又建10級(jí)等高程的貯水池。
實(shí)例二圖1、圖3對(duì)于落差較小的平原地區(qū)，河流筑有堤防，即要防洪，又無山坡依托，要利用水的勢能，只能是修建地上天河。污水管可鋪設(shè)在堤內(nèi)，增大管徑埋入地下，有排污口處建溢流污水井，直到城市下游20km。20km后隔3km建一溢流高程井，直到下游城市再建植物塘、動(dòng)物塘、貯水池。發(fā)電后給下游城市供水。整個(gè)污水管、溢流污水井、溢流高程井就是一個(gè)巨大的活性污泥法凈化水廠，氧氣在溢流污水井和溢流高程井處得到補(bǔ)充，經(jīng)漫長的好氧厭氧多級(jí)處理，到下游城市已是充分凈化的水資源。
實(shí)例三對(duì)濱湖城市，居民區(qū)環(huán)繞湖畔，可以鋪設(shè)螺旋型環(huán)湖污水管，第一環(huán)設(shè)污水井，第二環(huán)低于第一環(huán)設(shè)溢流高程井，長度達(dá)20km以上，最后一段伸到湖中，則第一環(huán)相當(dāng)于氧化溝、曝氣池、污水管中進(jìn)行好氧厭氧反應(yīng)，過渡到厭氧反應(yīng)，排入湖中已是凈化水。
實(shí)例四對(duì)海濱城市，沿海岸線鋪設(shè)10km至20km建有溢流污水井溢流高程井的污水管，進(jìn)行多級(jí)好氧厭氧反應(yīng)，可保證污水凈化為凈化水。
權(quán)利要求
1.工程勢能自動(dòng)化污水廠發(fā)明，特征為沿城市河流兩岸水位線向下游鋪設(shè)污水管，有排污口處建污水井或溢流污水井，攔截全部污水進(jìn)污水管，同時(shí)有與河道連通的雨水井，雨水井口低于污水井，爭取實(shí)現(xiàn)雨污分流；污水井修建到下游20km，為城市發(fā)展污水排放預(yù)作準(zhǔn)備；20km后隔3km修建一與污水管連通的高程井或溢流高程井，高程全部與溢流口相等，井徑與管徑相同，豎直修建在污水管上，或鋪設(shè)垂直斜管到高處修建；高程超過100m發(fā)電經(jīng)濟(jì)高程時(shí)，把污水管引到岸上選定的污水廠進(jìn)水口修建溢流口，在溢流口后修建10級(jí)梯級(jí)水池，每級(jí)落差1m，并隔為前池和后池，兩池之間隔墻1/4高程處有連通口；在梯級(jí)水池后又修建10級(jí)等高程水池，水池之間在1/4和3/4高程處有連通口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，特征為沿城市河流兩岸水位線鋪設(shè)污水管，污水管鋪設(shè)高程要求不嚴(yán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，特征為有污水口處建污水井或溢流污水井，井前有沉砂池，入水口處有柵格，并有低于污水井的雨水井連通河道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述，特征為與沿河流地面鋪設(shè)的管道連通的高程井或溢流高程井，高程井豎直修建在管道上，或者鋪設(shè)垂直斜管到高處再修建。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述，特征為溢流口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述，特征為落差1m的梯級(jí)水池，每級(jí)又分隔為前池和后池，前后池隔墻1/4高程處有連通口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述，特征為高程相同的貯水池，水池之間1/4和3/4高程處有連通口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述，特征為高程井下部設(shè)有把沼氣引到上游管道的過氣裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述，特征為促進(jìn)好氧反應(yīng)的噴流曝氣注流充氧裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述，特征為促進(jìn)厭氧消化的風(fēng)力攪拌裝置。
全文摘要
本發(fā)明工程勢能自動(dòng)化污水廠，提出修建地面天河提升水位獲取勢能并利用勢能自動(dòng)化處理污水。沿城市河流兩岸向下游鋪設(shè)污水管，有排污口處建污水井或溢流污水井，修建與污水管連通的高程井或溢流高程井。污水管、污水井和高程井構(gòu)成超大容量、超長時(shí)效的多級(jí)活性污泥法自動(dòng)化污水凈化廠。并獲得可利用的經(jīng)濟(jì)高程，可以采用生物凈化法和自然時(shí)效凈化法等綜合技術(shù)回收水資源。在建污水廠的同時(shí)建水電廠、沼氣電廠和凈化水廠，在發(fā)電的同時(shí)處理污水，回收水資源。把建污水廠的社會(huì)效益性投入轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)效益性投入，節(jié)約巨大能源消耗和節(jié)省巨額污水處理費(fèi)用，同時(shí)收到社會(huì)效益、環(huán)境效益、資源效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)E03F1/00GK1865168SQ20061002058
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2006年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月25日
發(fā)明者王蘇寧, 上官祥 申請(qǐng)人:王蘇寧, 上官祥