具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种分散式污水站出水余温回用加热节能系统，应用于高寒或北方地区的污水处理，将污水设施排出的较高温度的出水，通过循环水泵循环回用至前端换热装置进行换热，使污水进水温度升高，利用余温回用技术大大降低能耗，达到实用节能目的。

参考图1和图2，本发明提供一种分散式污水站出水余温回用加热节能系统，按从前向后方向，依次设置预热水池、加热水池、生化处理池、中间水池和排水池；

在预热水池设置换热装置1，在中间水池设置液位计2和循环水泵3；循环水泵3通过第一输水管道4连通到换热装置1的进水口；换热装置1的排水口通过第二输水管道5连通到排水池；

其中，液位计2和循环水泵3均连接到控制器，通过液位计2测量到的中间水池的液位，控制循环水泵3的启停动作。

具体的，液位计2主要用于控制循环水泵3的启停动作，液位达到预设高液位时，循环水泵3动作，将中间水池温水均匀连续泵出，循环水泵3的排量根据平均进水量选择，控制在一个进水周期实现均匀泵水，这样可以使换热装置1达到最佳换热效果。当为预设低液位时，循环水泵3停止，待水位再次达到高液位时再次启动。如此反复，实现换热循环。

本发明主要思路为：

一般污水通过调节池进入预处理池，然后再进入生化处理池，本发明将原预处理池分为预热水池和加热水池两部分，预热水池的作用是给换热装置提供换热空间，使低温进水有足够换热时间达到余温充分利用的目的，同时，给后端加热水池提供预热，减少后端加热能耗。换热装置采用的型式和材料满足换热效率高、寿命长、不易腐蚀泄漏和堵塞的要求，同时方便安装拆卸。换热装置换热后的循环出水经余温回用回水管输送到排水池排放或其它用途。

实际应用中，还具有以下创新：

(1)第一输水管道4和第二输水管道5的外面均包覆有保温材料6。

具体的，第一输水管道4和第二输水管道5材质可采用PVC材质，主要考虑其散热慢，外面包覆保温材料6，可实现外露部分冬季保温，其它材质只要保温做好亦可。

(2)第一输水管道4和第二输水管道5均具有一定的坡度；第一输水管道4和第二输水管道5的低位置侧均安装有电磁排空阀7，高位置侧均安装有安全阀8。

具体的，为避免第一输水管道4和第二输水管道5存水引起冰冻，需要使第一输水管道4和第二输水管道5各自具有坡度，例如0.03％，每个输水管道配合使用电磁排空阀7与安全阀8，在停泵或故障期间需要放空存水，需要位于管道顶部的安全阀8通气，位于管道底部的电磁排空阀7放水。

(3)第一输水管道4安装有进水水温温度计9；第二输水管道5安装有出水水温温度计10。

通过进水水温温度计9和出水水温温度计10，可查看进出水温度和温差，进而获得换热效果，根据换热效果可以适当调整循环水泵3的启停周期，达到最优换热效果，当温差小到一定程度，比如2、3度时，可以认为换热意义不大，可以停止换热。

(4)换热装置1的进水口安装第一法兰接头11，用于与第一输水管道4连通安装；换热装置1的排水口安装第二法兰接头12，用于与第二输水管道5连通安装。

具体的，换热装置1采用不锈钢管材，散热效果好，不易腐蚀，造价低，其它材质在满足换热效果的前提下均可。换热装置1可在工厂内预制好或分组加工，便于池内组装和安装，换热装置1的进水口和排水口各安装法兰接头，便于连接外部的输水管道的进出水接头。具有安装方便的优点。

(5)预热水池、加热水池、生化处理池和中间水池串联连接；

中间水池和排水池之间的连通孔水位，高于液位计设置的高液位；中间水池和排水池在正常情况下不连通；只有当循环水泵3出现故障无法排水或临时需要直接排水(比如夏季不需要加温时直接排水)时，通过连通孔排水。

本发明还提供一种分散式污水站出水余温回用加热节能系统的方法，包括以下步骤：

液位计2实时检测中间水池的液位，并通过中间水池液位控制循环水泵3的启停动作，具体的：

当检测到中间水池液位达到预设高液位时，循环水泵3动作，将中间水池的温水，通过第一输水管道4连续泵送进预热水池的换热装置1，与进入到预热水池的污水进行换热；

预热水池内污水经换热后，温度升高，再进入加热水池加热到设定温度，再进入到生化处理池进行污水生化处理，处理后的温水排放到中间水池；

换热装置1内的水经换热后，温度降低，再通过第二输水管道5排放到排水池；

其中，循环水泵3的排量根据中间水池的平均进水量确定，控制一个进水周期实现均匀泵水，使换热装置1达到最佳换热效果；

当检测到中间水池液位达到预设低液位时，循环水泵3停止，待中间水池液位达到预设高液位时，再次启动，如此反复，实现将生化处理池排出的较高温度的出水，通过循环水泵3泵送到前端的换热装置1，使进入到预热水池的进水温度升高，利用余温回用升高进水温度，降低能耗。

下面介绍一个实施例：

结合图3，将本发明提供的分散式污水站出水余温回用加热节能系统用于冬季青海某镇农村污水处理项目，一体化设备为地埋式，生化处理池两套并行，生化处理池出水分别由对应的自吸泵打入热回用储水罐(即中间池)，热回用储水罐的容积与自吸泵每小时出水相匹配，保证循环泵将约20度较高温度出水均匀连续打至前端预处理池换热盘管中，将预处理池中约4度低温进水换热至12度左右，自流进后端加热池中，再加热至所需生物处理适宜水温，如20度。预处理池换热盘管内换热后的12度出水流入景观池(相当于排水池)排掉。

其中，热回用储水罐内安装有液位计、高位溢流管和低位排水管，液位计如前述控制循环泵启停，高位溢流管在故障或水量大时溢流到清水池，低位排水管用于检修或故障排水。

在夏季不需要余温回用时，两台自吸泵通过分流阀将生化处理池的出水直接排入景观池。

其它电磁排空阀和安全阀如前所述，在停止使用时排空回用管道积水防冻。

该项目经一个冬天的使用(11月至次年4月，近六个月，最低气温零下20度)，效果显著，加热能耗减少近一半，大大减轻当地镇政府和村民经济负担，由于温度适宜微生物生长，水质在冬季一直稳定达标排放，受到当地主管部门一致认可，成为一处青海农污处理典型示范点，在青海及北方地区有极大推广价值。

本发明提供的一种分散式污水站出水余温回用加热节能系统及方法具有以下优点：

1.提出并解决高寒地区污水加热能耗高的难点问题，可利用热能的30％～50％。

通过冬季一个月的实测，自余温回用开始运行每天统计的数据来看，预热水池进水平均温度为8℃，经过余温回用温度提升4℃，达到12℃，再经过热源泵加热温度提升8℃，到达20℃。

而在余温回用启用之前，热源泵平均每天耗电量在200度左右。自余温回用显现效果开始，热源泵耗电量显著下降，其15日平均日耗电量为135.7度，因此，每日节省能耗64.3度，节能32.1％。

2.因为能耗降低幅度大，其可应用推广价值较高。

过去因耗电高，运维费用高，政府或居民负担重，很多污水处理方案因低温不能实施，导致北方多数地区冬季出水无法达标。

3.该技术不受工艺限制，任何工艺均可添加进去，不需要做工艺或结构变更，结构简单，技术要求低，改造或投入成本极低，基本不需要维护，效果显著。

4.主要组成为：循环泵、循环管道和换热装置，加工方便，材料一般市场均可采购配置，施工简单，施工人员不需要较高资质。

5.技术流程简单，便于安装操作，无需建立单独设备间或深埋于冻土层之下，工程量小。

6.控制逻辑简单，仅由上下液位参与控制泵的启停，用简单控制器或接入就地PLC控制器即可。

7.本发明巧妙将生化处理池排出的废水循环至前端换热，实现生化处理池排出废水的热能利用，循环所耗能极少，节能效果非常显著，绿色环保，符合低碳理念，实用性强，社会经济效益巨大，非常适合高寒地区生物技术污水处理推广应用，极大改变北方地区分散污水治理面貌。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。