李诗涛 刘昱 李宇恒 田中华
青岛黄海学院，山东 青岛 266427
摘要：设计了一种太阳能恒温电解污水处理装置。通过采用合理的设计结构和太阳能恒温自动控制系统相互结合，改善传统污水处理装置的工作效率和性能，增加了废水可利用率，保护了生态环境促进节能减排工作的开展。
关键词：太阳能恒温；高效；稳定
1 引言
水是生命之源，是万物生存之根本保障，随着社会的不断发展造成的水资源短缺，污水处理能源转化及循环利用是当今世界上亟需解决的问题之一。但污水处理结构复杂且自动化程度相对较高，针对目前市场情况来看污水处理的主要问题是污水处理装置管道的拥堵和污水进行有效处理后的排放。
针对污水处理的目前问题，拟设计了一种太阳能恒温电解污水处理装置。利用太阳能板所产生的一小部分微小电流并基于电化学，氧化还原，物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用下对于废水进行处理。采用吸附式过滤网和自动投放填料技术大大减少人力的劳动，处理后的水由太阳能装置进行加热，并通过远程操控来针对工厂、住宅区等不同地方的废水进行处理和循环利用，做到节能减排，提高了水资源的利用率。
2发展水平与现状
目前国外一些发达国家，在研究水处理新方式和工艺的同时，也注重污水处理的自动化的研究。先后投资研究高效型、智能型、集约型污水处理设备和自动化控制仪表，一些发达国家经过多年的努力，污水处理率已经达到80%～90%，目前国内外许多研究者为提高污水处理厂的处理效率和降低能耗。开展了许多实时控制研究，如采用氧化还原电位（ORP）、溶解氧（DO）和PH值作为控制参数来控制出水水质和减小曝气量。但这些方法也存在一些问题，例如，管道污泥的清理和污水处理所产生的能源消耗。因此，在污水处理的能耗和效率方面也一直是所面临的难题之一
3功能路线
本产品是将生活中的废水经过沉淀后经吸附式过滤网引入到水质检测装置，由水质传感器进行水质的检测和分析，分析完成后将传感器检测的数据由单片机整合后并上传至检测平台由工作人员进行审核，当审核通过后打开传输装置将水引入污水处理池中。当污水全部流进处理池后由后台工作人员通过远程操控来对污水进行微电解处理，当污水经过一次微电解转化后注入生化反应装置；由生化反应装置再将废水进行二次处理，当传感器检测水质满足水质的要求后一部分水转入到水域升温装置；另一部分可直接作为农田灌溉使用。水域升温装置是将太阳能板所收集的电能转化为热能将水质进行升温处理。
因此，可以进一步解决了工厂污水、生活污水的排放，同时也将处理后的水及升温装置里的热水，应用于工厂、住宅区暖气供应、材料及其他用品的洗涤与非直接饮用等方面。
4整体设计
4.1管道清理设计[1]
针对污水处理的装置其管道内污泥是不会随着水的流进而流动的，大多数管道污泥的清理都需要进行压力推送才可以将管道内的污泥进行清理。以往的污水管道清理是通过人工清理和市政府专门清理车进行管道疏通和清理，这大大增加了劳动时间降低了工作效率。太阳能恒温电解污水处理装置采用在管道内设置相对应的360°可旋转的高压喷头。管内的高压喷头由AT89C51单片机进行集中控制，当污水处理达到3-5次时，所有的高压喷头自行开启进行管内污泥的清理，将所有的污泥清理到相对应的污泥沉淀池中，完成最后的降解。为了使高压喷头能够更好地适应工作环境我们采用电机来控制喷头在管内的旋转。采用伸缩臂来控制高压喷头清洁的范围和区域，伸缩臂主要由稳定架和伸缩管组成，两者采用了双摇杆机构相互配合以达到快速高效率清洁效果。
4.2太阳能恒温设计
主要利用太阳能板进行发电将处理好的水质进行加温和保温，以单片机为控制核心，利用温度检测装置来进行水温的检测，当水温低于所调节的阈值时太阳能板开始通电进行水温的加热处理，当水温高于所调节的阈值时加热装置停止加热。为了保证太阳能板存放和能量的收集，我们采用了折叠式太阳能板，设计了专门的摇杆机构用于太阳能板的自动折合。
5结束语
现阶段的污水处理装置占地面积较广能耗、处理费用相对较高而且相互之间的调控性能差，污泥的在管内的拥堵问题没有得到很好的解决方案。本文主要提出了一些针对现阶段污水处理问题的设计方案及设计流程。在原料方面可采用铝碳电解法处理废水方法，主要使用的铝屑系工业废料制成，原料易得，处理成本在0.6～0.8元/t，较常用的混凝法（2～5元/t）和生物法（1-2元/t）都更便宜，具有价格优势。与其他工艺联用不仅能够提高对污染物的去除率，而且相对降低了运行的成本，有望在废水的深度处理中得以实现。针对管道和能耗方面采用高压喷头可以在管道内将污泥通过定期的高压冲洗将污泥清理出来，而能耗上因为太阳能是可再生资源因此采用太阳能板进行发电在一定程度减少了资源的消耗，也积极响应了国家节能减排的政策方针。
参考文献：
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基金项目:2020年青岛黄海学院科技创新活动项目
项目编号：HHJCX2013