1.本发明涉及生化废水处理技术领域，具体涉及一种盐梯度太阳池储热的生物降解废水处理系统及方法。
背景技术：
2.随着工业废水和生活污水不断增长，水污染控制是解决水污染问题最重要和最有效的技术措施，如何高效、节能和环保的处理水污染已迫在眉睫，高效生化处理技术应用非常普遍。由于各地区存在地理位置的差异，在高寒地区冬季低温下，水环境温度在4～8℃，微生物无法正常代谢，活性较低，生化处理效果极差，引起活性污泥上浮和老化。废水中微生物在15℃以上保持正常活性是废水生物降解的核心技术。
3.现有的废水生化处理降解技术较多，主要有好氧处理技术和厌氧处理技术，对于好氧生物处理技术中的好氧菌最佳活性温度是15～25℃，厌氧生物处理技术中的厌氧菌最佳活性温度是30～55℃。在最佳活性温度范围内，温度每提高10℃，微生物繁殖速度可提高一倍。高寒地区冬季水温低于10℃，无论是好氧微生物还是厌氧物生物将失去活性，无法正常降解污染物质，导致生化废水处理无法达标排放，造成水体严重污染。
4.在高寒地区冬季低温下需要提高环境温度，以达到好氧微生物或厌氧物生物的活性温度范围。现有技术中，采用燃烧化石燃料加热或电加热，不仅会加大对化石燃料的消耗，还会引发环境污染问题，不够节能环保。而利用普通太阳池进行生化废水加热，存在热交换效率不高的问题。
技术实现要素：
5.本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种盐梯度太阳池储热的生物降解废水处理系统及方法。
6.本发明不仅提供了一种盐梯度太阳池储热的生物降解废水处理系统，包括：
7.降解处理子系统，包括生化废水储存仓、第一连接管和废水处理箱，所述生化废水储存仓通过所述第一连接管与所述废水处理箱连通，所述废水处理箱内设有蛇形换热管，所述蛇形换热管能与废水处理箱内生化废水充分接触，蛇形换热管用于加热废水处理箱内的生化废水；
8.盐梯度太阳池储热子系统，包括太阳池和第二连接管，所述太阳池内含有具有盐度梯度的盐水，所述盐水包含上对流层ucz、非对流层ncz和下对流层lcz，所述上对流层ucz与所述蛇形换热管的一端连通，所述下对流层lcz通过第二连接管与所述蛇形换热管的另一端连通，所述第二连接管上还设有输液泵，所述输液泵与电源模块电连接。
9.较佳的，所述盐梯度太阳池储热子系统还包括光热涂层，设于所述太阳池底部，光热涂层能将太阳能高效地转化为热能并为所述下对流层lcz内的盐水加热。
10.较佳的，所述盐梯度太阳池储热子系统还包括聚光罩，覆盖在所述太阳池顶端，所述聚光罩内表面有一定曲率能防止水汽凝结成冰，聚光罩具有高透光性和聚光性。
11.较佳的，所述盐梯度太阳池储热子系统还包括温度传感器，与电源模块电连接，所述温度传感器用于测量太阳池内盐水的温度场的温度。
12.较佳的，所述输液泵为耐高温和耐盐腐蚀的热盐水泵，所述第二连接管为耐盐腐蚀连接管。
13.较佳的，所述蛇形换热管为蛇形换热管。
14.本发明还提供了一种废水处理方法：一种盐梯度太阳池储热的生物降解废水处理系统进行废水处理方法，包括以下步骤：
15.s01、将生化废水储存仓中的生化废水导入至废水处理箱；
16.s02、盐梯度太阳池储热子系统的太阳池内的盐水吸收光能并转化为热能，盐水的下对流层lcz受热升温；
17.s03、输液泵将下对流层lcz内高温的盐水输送至蛇形换热管中；
18.s04、蛇形换热管中高温的盐水给废水处理箱中的生化废水加热，冷却后的盐水回流至太阳池内的上对流层ucz；
19.s05、回流至太阳池内上对流层ucz的盐水含盐量高，被上对流层ucz稀释，上对流层ucz内含盐量升高，上对流层ucz内含盐量高的盐水由于密度高会沉降至下对流层lcz，从而形成一个完整的循环。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种盐梯度太阳池储热的生物降解废水处理系统，利用盐梯度太阳池将太阳能转化为热能来为废水处理箱中的生化废水加热，以达到生化废水处理所需要的温度范围，而且本发明利用蛇形换热管进行换热，解决了普通太阳池热交换效率不高的问题。本发明的聚光罩不仅能防止太阳池内的盐水结冰对整体透光性的影响，还能防止太阳池内的水蒸发，造成盐分在池底处凝结析出。本发明的废水处理方法能随时监控整个系统的热效率，可广泛用于高寒地区生化废水处理。避免了采用燃烧化石燃料或电加热时对环境造成污染和过度的能源消耗，节能环保。
附图说明
21.图1为本发明的结构示意图；
22.附图标记说明：
23.1.生化废水储存仓，2.第一连接管，3.输液泵，4.聚光罩，5.废水处理箱，6.光热涂层，7.蛇形换热管，8.第二连接管，9.太阳池，10.降解处理子系统，20.盐梯度太阳池储热子系统，21.上对流层ucz，22.非对流层ncz，23.下对流层lcz。
具体实施方式
24.下面结合附图1，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.实施例1：
26.如图1所示，本发明提供了一种盐梯度太阳池储热的生物降解废水处理系统，包括：降解处理子系统10和盐梯度太阳池储热子系统20，降解处理子系统10包括生化废水储存仓1、第一连接管2和废水处理箱5，所述生化废水储存仓1通过所述第一连接管2与所述废
水处理箱5连通，所述废水处理箱5内设有蛇形换热管7，所述蛇形换热管7能与废水处理箱5内生化废水充分接触，蛇形换热管7用于加热废水处理箱5内的生化废水；盐梯度太阳池储热子系统20包括太阳池9和第二连接管8，所述太阳池9内含有具有盐度梯度的盐水，所述盐水包含上对流层ucz21、非对流层ncz22和下对流层lcz23，所述上对流层ucz21与所述蛇形换热管7的一端连通，所述下对流层lcz23通过第二连接管8与所述蛇形换热管7的另一端连通，所述第二连接管8上还设有输液泵3，所述输液泵3与电源模块电连接。
27.现简述实施例1的工作原理：
28.太阳池内的盐水一般分为三层：上对流层(upper convective zone，ucz)21、非对流层(non-convective zone，ncz)22和下对流层(lower convective zone，lcz)23。阳光照射盐梯度太阳池储热子系统20的太阳池9内的盐水，盐水吸收光能并转化为热能。太阳池9内盐水升温，由于盐水中含有盐分，当盐水所含盐分的浓度较大且具有盐度梯度时，会造成上对流层ucz21的盐分含量低，下对流层lcz23的盐分含量高，非对流层ncz22盐分含量介于二者之间。从而造成上对流层ucz21的盐水密度低，下对流层lcz23的盐水密度高，从而导致太阳池9内的盐水无法形成对流。当盐水无法形成对流时，热量便在下对流层lcz23蓄积起来，而上对流层ucz21重量较轻，将下对流层lcz23蓄积的热能封盖住。因此，下对流层lcz23的温度越来越高。输液泵3将下对流层lcz23内高温的盐水输送至蛇形换热管7中。蛇形换热管7中高温的盐水给废水处理箱5中的生化废水加热，冷却后的盐水回流至太阳池9内的上对流层ucz21。将生化废水储存仓1中的生化废水导入至废水处理箱5，本发明利用盐梯度太阳池将太阳能转化为热能来为废水处理箱5中的生化废水加热，以达到生化废水处理所需要的温度范围，可广泛用于高寒地区生化废水处理，避免了采用燃烧化石燃料或电加热时对环境造成污染和过度的能源消耗，节能环保。
29.实施例2：
30.在实施例1的基础上，为了更高效的吸收太阳能。
31.如图1所示，其中，所述盐梯度太阳池储热子系统20还包括光热涂层6，设于所述太阳池9底部，光热涂层6能将太阳能高效地转化为热能并为所述下对流层lcz23内的盐水加热。
32.位于太阳池9底部的光热涂层6能将太阳能高效地转化为热能，并为下对流层lcz23内的盐水加热，大大提高了太阳能的利用效率。
33.实施例3：
34.在实施例1的基础上，为了更高效的吸收太阳能。
35.如图1所示，其中，所述盐梯度太阳池储热子系统20还包括聚光罩4，覆盖在所述太阳池9顶端，所述聚光罩4内表面有一定曲率能防止水汽凝结成冰，聚光罩4具有高透光性和聚光性。
36.聚光罩4具有保温功能，不仅能够防止上对流层ucz21在极寒天气条件下表面结冰，以及防止大风直吹上对流层ucz21，造成上对流层ucz21上表面波纹波动，对盐水整体透光性的影响。还能防止盐水内的水蒸发，造成盐分在池底处凝结析出。
37.如图1所示，作为一种优选方式，其中，所述盐梯度太阳池储热子系统20还包括温度传感器，与电源模块电连接，所述温度传感器用于测量太阳池9内盐水的温度场的温度。可以随时监控整个盐梯度太阳池储热子系统20的热效率。
38.如图1所示，作为一种优选方式，其中，所述输液泵3为耐高温和耐盐腐蚀的热盐水泵，所述第二连接管8为耐盐腐蚀连接管。防止第二连接管8受腐蚀损坏。
39.本发明还提供了一种采用权利要求1所述的一种盐梯度太阳池储热的生物降解废水处理系统进行废水处理方法，包括以下步骤：
40.s01、将生化废水储存仓1中的生化废水导入至废水处理箱5；
41.s02、盐梯度太阳池储热子系统20的太阳池9内的盐水吸收光能并转化为热能，盐水的下对流层lcz23受热升温；
42.s03、输液泵3将下对流层lcz23内高温的盐水输送至蛇形换热管7中；
43.s04、蛇形换热管7中高温的盐水给废水处理箱5中的生化废水加热，冷却后的盐水回流至太阳池9内的上对流层ucz21；
44.s05、回流至太阳池9内上对流层ucz21的盐水含盐量高，被上对流层ucz21稀释，上对流层ucz21内含盐量升高，上对流层ucz21内含盐量高的盐水由于密度高会沉降至下对流层lcz23，从而形成一个完整的循环。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：
1.一种盐梯度太阳池储热的生物降解废水处理系统，其特征在于，包括：降解处理子系统(10)，包括生化废水储存仓(1)、第一连接管(2)和废水处理箱(5)，所述生化废水储存仓(1)通过所述第一连接管(2)与所述废水处理箱(5)连通，所述废水处理箱(5)内设有蛇形换热管(7)，所述蛇形换热管(7)能与废水处理箱(5)内生化废水充分接触，蛇形换热管(7)用于加热废水处理箱(5)内的生化废水；盐梯度太阳池储热子系统(20)，包括太阳池(9)和第二连接管(8)，所述太阳池(9)内含有具有盐度梯度的盐水，所述盐水包含上对流层ucz(21)、非对流层ncz(22)和下对流层lcz(23)，所述上对流层ucz(21)与所述蛇形换热管(7)的一端连通，所述下对流层lcz(23)通过第二连接管(8)与所述蛇形换热管(7)的另一端连通，所述第二连接管(8)上还设有输液泵(3)，所述输液泵(3)与电源模块电连接。2.如权利要求1所述的一种盐梯度太阳池储热的生物降解废水处理系统，其特征在于，所述盐梯度太阳池储热子系统(20)还包括光热涂层(6)，设于所述太阳池(9)底部，光热涂层(6)能将太阳能高效地转化为热能并为所述下对流层lcz(23)内的盐水加热。3.如权利要求1所述的一种盐梯度太阳池储热的生物降解废水处理系统，其特征在于，所述盐梯度太阳池储热子系统(20)还包括聚光罩(4)，覆盖在所述太阳池(9)顶端，所述聚光罩(4)内表面有曲率能防止水汽凝结成冰，聚光罩(4)具有高透光性和聚光性。4.如权利要求1所述的一种盐梯度太阳池储热的生物降解废水处理系统，其特征在于，所述盐梯度太阳池储热子系统(20)还包括温度传感器，与电源模块电连接，所述温度传感器用于测量太阳池(9)内盐水的温度场的温度。5.如权利要求1所述的一种盐梯度太阳池储热的生物降解废水处理系统，其特征在于，所述输液泵(3)为耐高温和耐盐腐蚀的热盐水泵，所述第二连接管(8)为耐盐腐蚀连接管。6.采用权利要求1所述的一种盐梯度太阳池储热的生物降解废水处理系统进行废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：s01、将生化废水储存仓(1)中的生化废水导入至废水处理箱(5)；s02、盐梯度太阳池储热子系统(20)的太阳池(9)内的盐水吸收光能并转化为热能，盐水的下对流层lcz(23)受热升温；s03、输液泵(3)将下对流层lcz(23)内高温的盐水输送至蛇形换热管(7)中；s04、蛇形换热管(7)中高温的盐水给废水处理箱(5)中的生化废水加热，冷却后的盐水回流至太阳池(9)内的上对流层ucz(21)；s05、回流至太阳池(9)内上对流层ucz(21)的盐水含盐量高，被上对流层ucz(21)稀释，上对流层ucz(21)内含盐量升高，上对流层ucz(21)内含盐量高的盐水由于密度高会沉降至下对流层lcz(23)，从而形成一个完整的循环。
技术总结
本发明公开了一种盐梯度太阳池储热的生物降解废水处理系统及方法，属于生化废水处理技术领域。该一种盐梯度太阳池储热的生物降解废水处理系统包括：降解处理子系统，包括生化废水储存仓、第一连接管和废水处理箱，生化废水储存仓与废水处理箱连通，蛇形换热管用于加热生化废水；盐梯度太阳池储热子系统，包括太阳池和第二连接管，太阳池包含上对流层UCZ与蛇形换热管连通，下对流层LCZ通过与蛇形换热管连通，第二连接管上设有输液泵。本发明的一种盐梯度太阳池储热的生物降解废水处理系统及方法利用太阳能来为生化废水加热，且蛇形换热管能充分与生化废水接触，以达到生化废水处理所需要的温度范围，节能环保，可广泛用于高寒地区生化废水处理。寒地区生化废水处理。寒地区生化废水处理。
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