申请日2016.11.08
公开(公告)日2017.02.01
IPC分类号C02F11/02; C02F11/10; C02F11/12; C02F11/00; C02F3/00
摘要
本发明公开了一种小型粪尿废水处理装置及方法，包括：粪尿分离式便器、粉碎提升泵、水解酸化池、反应池、浸没式膜组件、循环水池、热解池、压榨机、好氧发酵槽、水泵、风机、阀门、补水阀、加药斗、控制系统;所述粪尿分离式便器分离出的尿液直接进入反应池;所述粉碎提升泵将分离后粪便粉碎并送至水解酸化池反应，上清液经水泵送至反应池;所述反应池内设浸没式膜组件，出水于循环水池内待用;所述热解池接收并处理反应池、水解酸化池产生的污泥;所述压榨机设于热解池下部，压榨后污泥于好氧发酵槽内堆肥。所述控制系统可实现系统过程自动化;该装置实现了粪尿废水自动化处理、低废物排放、产品资源化，适合缺水城乡、旅游景点等地粪尿处理。
权利要求书
1.一种小型粪尿废水处理装置，其特征在于，所述处理装置包括：
所述粪尿分离式便器分离出的尿液直接进入反应池;所述粉碎提升泵将粪便进行粉碎后进入水解酸化池内进行生化处理;所述水解酸化池上清液被水泵送至反应池内进行生化处理;所述反应池内设置浸没式膜组件，膜组件出水进入循环水池待冲厕之用;
所述热解池接收反应池、水解酸化池内产生的污泥并对其进行热水解反应，最大化地降解有机物;所述压榨机设置于热解池下部，对系统产生的剩余污泥进行螺旋压榨处理;好氧发酵槽内定期添加发酵辅料，与压榨机产泥进行堆肥化处理，产品可做营养土或肥料使用。
所述人工加药口可进行多种药剂的条件，以确保生化系统pH及营养元素等平衡。
所述配电控制系统通过控制风机、水泵、自动阀门等实现物料输送、过程自动控制。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述粉碎提升泵安装于粪尿分离式便器下部，将大便及入厕的卫生用品等进行快速粉碎成糊状物料，并提升至水解酸化池中;水解酸化池接收及处理粉碎提升泵输送来物料、热解池回流上清液，且该池处于兼氧环境状态下。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应池内设曝气装置、浸没式膜组件、人工加药口;其中，曝气装置通过自动阀门向池内间歇性曝气;液位下的浸没式膜组件负责处理后污水的排放;曝气装置、浸没式膜组件按照“进水、曝气、静置、排水”的步骤进行配合配合运行。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热解池接收水解酸化池、反应池产生的剩余污泥并发生热水解反应，该池在高温水解微生物的作用下快速、彻底的降解有机物;热解池为上大下小楔形，外壁设置电伴热，以此提供热水解反应所需热量;热解池底部安装有压榨机，对热水解反应剩余的不降解物质进行压榨处理;压榨机采用间歇运行，出泥含水率<80%。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述好氧发酵槽内装有秸秆、木屑等发酵辅料，接收压榨机出泥并对其进行好氧发酵处理;好氧发酵槽定期出料及添加发酵辅料，出料产品可做营养土使用，实效粪尿废水的资源化。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述人工加药口设置在反应池上端，加药口可实现粉末、液体等多种药剂的投加，以确保生化系统pH及营养元素等平衡，其药剂的投加量是通过控制系统进行反馈。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制系统通过控制风机、水泵、自动阀门等实现物料输送、过程自动控制，实现粪尿废水自动化处理。
8.根据权利要求1-7所述的装置，其特征在于，所述的粪尿分离式便器、水解酸化池、反应池、循环水池、热解池、好氧发酵槽等主要池体材质为耐高温、耐腐蚀材料制成或经过防腐处理。同时，水解酸化池、热解池、反应池、好氧发酵槽等上部加盖密封，产生的废气通过风机送入反应池内进行除臭处理。
9.根据权利要求1-8所述的装置，其特征在于，所述的粪尿分离式便器、水解酸化池、反应池、循环水池、热解池、好氧发酵槽、配电控制系统等主要设备或池体根据相关关系组装成一个可吊装、运输的整体装置，用于缺水城乡、旅游景点等地方粪尿废水处理。
10.一种小型粪尿废水处理的方法，其特征在于，该方法包括：
采用上述权利要求1～9任一项所述的小型粪尿废水处理装置;
粪尿分离式便器实现了粪尿分离，其中大便在水解酸化池进行初步水解酸化反应，尿液、水解酸化池上清液、热解池上清液同时进入反应池进行降解处理并通过浸没式膜组件出水，出水与循环水池内暂存待用;水解酸化池、反应池剩余污泥在热解池内进行热水解反应最大限度实现有机物降解，剩余污泥通过压榨机脱水后在好氧发酵槽内堆肥化处理，最终产品可实现资源化利用;该装置通过配电控制系统最终实现粪尿废水自动化处理，实现了系统低排放、废水循环利用、产品资源化等功能，较适合缺水城乡、旅游景点等地方粪尿废水处理。
说明书
小型粪尿废水处理装置及方法
技术领域
本发明涉及缺水城乡、旅游景点等地方粪尿废水处理领域，尤其野外作业、旅游景点等环境敏感地区等粪尿处理的一种小型粪尿废水处理装置及方法。
背景技术
当今水资源短缺问题已经成为全球面临的严重问题，如何节约水资源，降低水体污染的程度已经成为环保行业面临的严峻问题。而污水经过处理后回用已经成为全世界的共识，尤其是在严重缺水地区、旅游景点、各种需要长时间进行野外作业的工作领域等，这些方面对水资源的需求十分迫切。所以充分、高效的利用水资源，在这些地区、领域做到污水回用，是解决水资源短缺问题一个有效的途径。
人粪便和尿液的混合污水统称为黑水，黑水占污水总量的比例是非常低的，但黑水中却含有很高的COD，另外其中的营养物质(如氮、磷、钾等)，及水中包含的致病微生物却占有很高的比例。有资料表明：通常生活污水中约50%的COD、90%的氮和78%的磷，以及大部分病原菌来自于粪尿污水。传统集中式污水处理系统在野外作业行业、旅游景点等用水困难、环境敏感地区，很显然是不适合的。所以针对此种情况，开发出一种小型化粪尿废水处理装置系统及方法，在上述领域应用是十分必要的。
黑水经过处理后要达到有关排放标准，必须消除其中病源微生物，有效的控制其对环境的污染。另外，黑水经过一系列处理后，将其中含有的氮、磷、钾营养成分回收利用，转化为肥料或土壤改良剂，这将是一个有效的废物再利用的途径。目前，黑水生物处理，具体可分为好氧处理、厌氧处理、高负荷处理、以及膜处理等几个方面。
发明内容
针对以上现状和情况，本发明提供了一种小型粪尿废水处理装置系统。该装置针对缺水城乡、旅游景点、野外工作单位等。此装置和方法结合了污水厌氧处理、好氧处理、膜处理、污泥热解处理、好氧发酵等工艺技术。对于粪便污水的处理，快速完全、结构紧凑、流程简单、处理后水可循环冲厕使用、残余物可作为肥料或营养土使用，充分的实现了废水循环利用、产物资源化的目的，适合在缺水城乡、旅游景点、野外工作单位等推广使用。
技术方案
本发明将粪尿分离式便器冲洗下来的污水进行分离，尿液进入反应池，粪便经过粉碎泵粉碎后进入水解酸化池处理。水解酸化池中上清液由水泵送入反应池内进行生化反应，池底部污泥送入热解池。尿液和水解池流入的污水在反应池中通过曝气装置进行间歇性曝气反应，生化池中设置了浸没式膜组件，生化池中的污泥定期排放至热解池中。充分处理后的污水，经过膜组件送入循环水池，处理后出水在循环水池中暂存。循环水池中的水，由泵送至分离式便器，用作冲洗便器。热解池内存储来自水解酸化池、反应池的污泥并进行污泥热水解反应，最大程度降解、减少有机物的产生。反应需要的热量由外部电伴热提供。热解池下部的压榨机对系统产生的污泥进行压榨，使剩余的物质出泥含水率<80%，压榨机间歇运行。经过螺旋压榨后的脱水污泥进入好氧发酵槽进行好氧发酵处理，发酵槽内有秸秆、木屑等辅料，好氧发酵槽定期出料定期添加发酵辅料，发酵后产品可做营养土使用，实效粪尿废水的资源化处置。反应池上部设置加药口，通过加药口可进行粉末、液体等药剂的投加，以确保生化系统pH及营养物质的平衡，药剂投加量通过配电控制系统进行反馈控制。装置中水解酸化池、热解池、反应池、好氧发酵槽等上部加盖密封，产生的废气通过风机送入反应池内进行除臭处理。装置配电控制系统通过控制风机、水泵、自动阀门等，实现物料输送、过程自动控制，实现系统的自动化运行。系统中粪尿分离式便器、水解酸化池、反应池、循环水池、热解池、好氧发酵槽、配电控制系统等主要设备和池体，组装成一个可吊装、方便运输的整体装置，可直接送至缺水城乡、旅游景点等地方直接使用。
本发明的有益效果
(1)本发明最终实现了粪尿废水的自动化处理、废水循环利用，有效的解决了缺水城乡、旅游景点、野外工作单位等产生的粪尿废水处理的问题。
(2)本装置通过厌氧—好氧—膜技术的方式，使粪尿废水中有机污染物充分的降解，经处理后的废水回用冲厕，使废水循环再利用，解决了特殊地区和特殊情况下用水紧张的问题。
(3)对于废水处理后产生的污泥进行了资源化处置，将废弃物转化成营养土等资源化产品。
(4)整套装置实现了自动运行、自动控制;同时装置的主要池体和设备设计成便于运输和吊装的整体装置，充分考虑了使用的便捷性。