基于污水处理发电的灌溉系统

张 钊，王 会，王甜甜，孙 哲，胡锦涛

(德州学院机电工程学院,山东 德州 253023)

基于污水处理发电的灌溉系统

张 钊，王 会，王甜甜，孙 哲，胡锦涛

(德州学院机电工程学院,山东 德州 253023)

随着经济的飞速发展以及城市人口的剧增，大量的工业废水以及生活污水排入城市周边河流，导致河流大面积遭受污染。特别是在农作物灌溉时，因污染灌溉常会引发一系列问题。我们为此研制该污水净化灌溉系统，利用当今比较普遍的分散式污水处理法对污水进行处理和改善。

生活污水；污水发电；分散式处理

随着生活水平的提高，我们对食品的要求也逐渐提高。在人们追求绿色无公害食品的今天，对于灌溉水源的要求也随之增加。但由于城市逐渐扩大，生活污水也随之被排入周边河流。所以城市周边河流的灌溉水源大多来自这些生活污水，利用这些污水灌溉生产的食品也遭到污染。对此本文便设计了一套污水处理灌溉农场系统，可解决灌溉水源的污染问题，打造天然无公害的绿色食品。

1 系统设计设计方案

该污水净化灌溉节能系统由污水发电装置和污水处理装置组成，以便达到农作物灌溉的目的。原理图如图1所示。

图1 系统原理图

2 系统的组成

1) 污水处理发电装置：引流河流水进入初级沉淀池过程中利用达里厄型垂直轴式发电装置进行水利发电。

2) 污水处理系统：使用分散式污水处理技术，经过沉淀池，厌氧生化池的水去除有害元素后用于灌溉。

3) 智能系统控制端：利用智能控制系统对发电装置，水流水质，以及灌溉情况进行监测。

2.1 污水处理系统

污水处理系统，采用分散式污水处理方法，污水初期进入初级沉淀池，再进入厌氧生化池，最后再进行沉淀。经过处理水质可去除大部分杂质，CODCr：50%～70%，BOD5：50%～70%，NH3-N：10%～20%，磷酸盐：20%～25%，SS：60%～70%，经处理后的污水达到二级排放标准，便可进行灌溉。

污水处理过程图如图2所示。

图2 污水处理过程图

2.2 控制端原理设计

首先，水流发电机的电能储存在电源中，可用于照明单片机水泵的耗电使用。单片机可检测水质，使在各处理过程中的污水顺利进入下一处理阶段，检测河流水位，控制发电机的运行以及水泵的灌溉。单片机还可根据土壤的状况对农作物进行自动灌溉。系统控制原理图如图3所示。

图3 控制原理图

3 推广价值

1) 低成本水流发电：对于环境利用水能发电，可减少燃煤发电对大气的污染，有利于环境保护。水电站的水库能改善和调节局部小气候，有利于农林作物的生长。

2) 改善灌溉水源：在中国这样一个水资源比较缺乏的国家,保护生态环境具有极其重要的意义。其次分散式污水处理系统的出水可作为绿化灌溉用水回用，能实现污水的资源化利用和处理系统的零排放。这不仅仅解决了农民的灌溉问题，还使得农作物更安全健康。

[1] 中国市政工程中南设计研究院.GB/T18920—2002城市污水再生利用城市杂用水水质[S].北京：中国标准出版社，2002.

[2] 李本高，汪燮卿.污水回用技术进展与发展趋势[J].工业用水与废水， 2006,37(4):1-6.

[3] 陈鹏.分散式污水厌氧与生态组合处理工艺研究[D].济南:山东建筑大学,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

张 钊(1995- )，男，山东济南人，本科生，从事机械电子研究。

1674- 4578(2017)04- 0008- 01

TP273

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