基于污水處理發(fā)電的灌溉系統(tǒng)

張 釗，王 會，王甜甜，孫 哲，胡錦濤

(德州學院機電工程學院,山東 德州 253023)

基于污水處理發(fā)電的灌溉系統(tǒng)

張 釗，王 會，王甜甜，孫 哲，胡錦濤

(德州學院機電工程學院,山東 德州 253023)

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展以及城市人口的劇增，大量的工業(yè)廢水以及生活污水排入城市周邊河流，導致河流大面積遭受污染。特別是在農(nóng)作物灌溉時，因污染灌溉常會引發(fā)一系列問題。我們?yōu)榇搜兄圃撐鬯畠艋喔认到y(tǒng)，利用當今比較普遍的分散式污水處理法對污水進行處理和改善。

生活污水；污水發(fā)電；分散式處理

隨著生活水平的提高，我們對食品的要求也逐漸提高。在人們追求綠色無公害食品的今天，對于灌溉水源的要求也隨之增加。但由于城市逐漸擴大，生活污水也隨之被排入周邊河流。所以城市周邊河流的灌溉水源大多來自這些生活污水，利用這些污水灌溉生產(chǎn)的食品也遭到污染。對此本文便設計了一套污水處理灌溉農(nóng)場系統(tǒng)，可解決灌溉水源的污染問題，打造天然無公害的綠色食品。

1 系統(tǒng)設計設計方案

該污水凈化灌溉節(jié)能系統(tǒng)由污水發(fā)電裝置和污水處理裝置組成，以便達到農(nóng)作物灌溉的目的。原理圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)原理圖

2 系統(tǒng)的組成

1) 污水處理發(fā)電裝置：引流河流水進入初級沉淀池過程中利用達里厄型垂直軸式發(fā)電裝置進行水利發(fā)電。

2) 污水處理系統(tǒng)：使用分散式污水處理技術，經(jīng)過沉淀池，厭氧生化池的水去除有害元素后用于灌溉。

3) 智能系統(tǒng)控制端：利用智能控制系統(tǒng)對發(fā)電裝置，水流水質，以及灌溉情況進行監(jiān)測。

2.1 污水處理系統(tǒng)

污水處理系統(tǒng)，采用分散式污水處理方法，污水初期進入初級沉淀池，再進入?yún)捬跎?，最后再進行沉淀。經(jīng)過處理水質可去除大部分雜質，CODCr：50%～70%，BOD5：50%～70%，NH3-N：10%～20%，磷酸鹽：20%～25%，SS：60%～70%，經(jīng)處理后的污水達到二級排放標準，便可進行灌溉。

污水處理過程圖如圖2所示。

圖2 污水處理過程圖

2.2 控制端原理設計

首先，水流發(fā)電機的電能儲存在電源中，可用于照明單片機水泵的耗電使用。單片機可檢測水質，使在各處理過程中的污水順利進入下一處理階段，檢測河流水位，控制發(fā)電機的運行以及水泵的灌溉。單片機還可根據(jù)土壤的狀況對農(nóng)作物進行自動灌溉。系統(tǒng)控制原理圖如圖3所示。

圖3 控制原理圖

3 推廣價值

1) 低成本水流發(fā)電：對于環(huán)境利用水能發(fā)電，可減少燃煤發(fā)電對大氣的污染，有利于環(huán)境保護。水電站的水庫能改善和調節(jié)局部小氣候，有利于農(nóng)林作物的生長。

2) 改善灌溉水源：在中國這樣一個水資源比較缺乏的國家,保護生態(tài)環(huán)境具有極其重要的意義。其次分散式污水處理系統(tǒng)的出水可作為綠化灌溉用水回用，能實現(xiàn)污水的資源化利用和處理系統(tǒng)的零排放。這不僅僅解決了農(nóng)民的灌溉問題，還使得農(nóng)作物更安全健康。

[1] 中國市政工程中南設計研究院.GB/T18920—2002城市污水再生利用城市雜用水水質[S].北京：中國標準出版社，2002.

[2] 李本高，汪燮卿.污水回用技術進展與發(fā)展趨勢[J].工業(yè)用水與廢水， 2006,37(4):1-6.

[3] 陳鵬.分散式污水厭氧與生態(tài)組合處理工藝研究[D].濟南:山東建筑大學,2009.

Irrigation System Based on Sewage Processing Power

Zhang Zhao, Wang Hui, Wang Tiantian, Sun Zhe, Hu Jintao

(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，DezhouUniversity，DezhouShandong253023,China)

With the rapid development of economy and the dramatic increase in urban population, a large number of industrial wastewater and domestic sewage are discharged into the rivers surrounding the cities that leading to large areas polluted rivers. Especially when making the crop irrigation, the irrigation often causes a series of problems because of pollution. So the paper develops the sewage purification irrigation system which using the common method of decentralized wastewater treatment today for sewage treatment and improvement.

domestic sewage; wastewater power; decentralized processing

2017-04-18

張 釗(1995- )，男，山東濟南人，本科生，從事機械電子研究。

1674- 4578(2017)04- 0008- 01

TP273

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