[发明专利]废水发电系统

说明书

背景技术

本发明涉及一种改进的发电系统，该发电系统利用污废水作为运转涡轮的能源，再由该涡轮驱动发电机发电。

使用矿物或非矿物燃料的常规发电系统对环境有不利影响。例如，使用矿物燃料，诸如煤或油的发电系统会产生污染大气的残余物。这些污染物是由于燃烧矿物燃料产热生成水蒸气以运转涡轮来驱动发电机而引起的。使用原子能产生水蒸气的其它发电系统导致辐射问题以及消耗的辐射性燃料处置的问题。水力发电系统需要昂贵且复杂的建筑，诸如拦截江河的水坝、贮水塘或贮水湖，这些建筑不利地影响了环境。需要大量风车的风电系统因为需要大的面积以及持续的风而在许多地方是不切实际的。而且它们也不美观的。总体上，它们局限于具有充足且持续风速和风力的地区。因此，人们已经致力于研发消除或者最小化对环境干扰以及无需或者最小化与常规发电系统相关的高成本和生态问题的发电系统。

在此所述的发明关于使用高污染区域存在的污废液(sewer waste liquid)流持续地提供“燃料”或者能源以运转发电机。通常在大城市或者郊区，排放自住宅、商业楼和其它建筑的污废水(sewage water waste)最初经进给污水管输送。这些进给管最终排出到主要的或者大的污水管线中。这些管线通常将废液输运至处理厂或者其它的处置站。通常，所有这些管子及管线是埋入式的，使之不被看见。

在相对大的城镇以及人口稠密的郊区，废污水的排放流在一天的大多数时间基本上是持续的。因此，每天在大的干线或者拦截污水管线中存在相当恒定的液流。所以，本发明考虑在处理和最终处置污水之前利用废水流来运转涡轮或者水轮。当需要电时那些液力涡轮或者水轮驱动发电机。

使用废水发的电可以用作固有发电系统的辅助的或者补充的电源。因此该补充的电力在固有或者本地发电设施需要额外电力的高峰时间尤其有用。高峰用电时间与污水管线中最高流量大体一致。替代的，污废液流可以给本地发电设施供能，在那里由该种设施发的电足以满足当地需求。

通过利用在已安装的污水管线中存在的流动的污废水或者污废液的能量，可以发电来增加或者补充当地或者固有发电系统而基本不影响当地的环境或者安装该系统所在区域的生态。并且，取用所谓的“燃料”，即在否则将被全部废弃的流动的污废液来提供不影响环境和生态的其它形式燃料的替代物。

发明内容

在此所述的发明考虑用一种经济的方法来发电而不对环境产生不利影响，其不利用矿物燃料，也无需建造诸如水坝或者蓄水湖之类的大型建筑。因此，用于发电的本系统中所包括的方法和设备是基于使用废弃物，也就是污水或者污液，这些废弃物若不加利用则是无用且通常被废弃的。在位于每天会产生大量的污水的繁华区域中或者其附近的已有污水管线中污废水的供应是易于实现的。

通常而言，污废液是从建筑物或者其它建筑或者商业及工业企业收集的，并且经地下污水管线被排放到大的管渠或者管道内。在相对大型的人口非常稠密的区域，当地的污水管线再被送入相继的更大的污水管线中。最终，液体被排进一个或者多个大型主管线，这些主管线将液体输送至废物处理设备或者倾倒场。在多数的居住区，较大的管线或者主管线的直径可以从接近三英尺变化到最大达十英尺或更大。这些管线，例如可能一天的15至20个小时地以每秒8-10英尺的流量输送污液流。虽然液体量可能根据管线的直径和位置以及向较大管线或者主管线进给液体的污水管的网络而有显著变化，但污液量是相当大的并且是基本持续的。

尽管污废液通常包含固体物，但在许多设施中，在流体流经主管线的途中这些固体物会被粉碎或碾碎。因此这些液体可以具有与清洁水相近的稠度或者粘度。

在这里考虑提供一种分水管线，其也被称作“引水管”(penstock)，用于将至少部分流经污水管线的液流从大的主污水管线或拦截污水管线分流。污液的分流给设置在引水管流内的液压操作的涡轮或者水轮提供动力。这些涡轮或者水轮被可工作地连接至常规的发电机并且向其提供所需力。发电机的数量以及由流动的、分流的废水流驱动的涡轮或者水轮的数量是可变的。

在废水或者废液通过涡轮或者水轮之后，其继续经过引水管返回到污水管线。因此，该分流的污废流汇集入管线中的污液流并且继续朝向其最终目的地前进。该目的地通常是通过去除淤泥、固体微粒和杂质来处理污水使得被处理的水足够清洁以供再循环用的污水处理厂。