申请日2009.11.04
公开(公告)日2011.05.11
IPC分类号C02F9/14; C05F7/00; C05F9/00; C02F9/02
摘要
本发明提供了一种综合处理生活污水和有机垃圾的方法，包括多相分离、堆沤、沼气发生和生物脱氮除磷步骤，可将生活污水和有机垃圾转化成为可以直接排放的清水、沼气、有机肥和砂渣。本发明还提供了一种综合处理生活污水和有机垃圾的设备，包括多相分离装置、堆沤装置、沼气发生装置和生物脱氮除磷装置。可以同时高效、环保地处理生活污水和有机垃圾，从而实现最小污染排放的目标。
权利要求书
1.一种综合处理生活污水和有机垃圾的方法，包括步骤：
a.多相分离：生活污水经多相分离成上清液，上浮液，沉渣液、格栅分离物和废气，上浮液、格栅分离物与有机垃圾进行混合粉碎之后与沉渣液混合成为高浓度污水;
b.堆沤：对经多相分离产生的高浓度污水 进行堆沤消化，产生堆沤熟料并排出基本无污染的沉砂;
c.沼气发生：用生活污水的上清液和堆沤熟料进行沼气发生，生成并排出沼气;和
d.任选的生物脱氮除磷：对来自沼气发生步骤的水和/或步骤a的上清液进行生物脱氮除磷处理，排出清水和有机肥。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，生活污水包括粪便污水和洗涤污水。
3.根据权利要求2所述的方法，其中堆沤步骤包括至少三个并联的堆沤消化单元。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，还包括步骤：
e.回沤：在沼气发生和脱氮除磷过程中难以消化的浮渣和/或污泥重新送回堆沤步骤进行回沤。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，堆沤步骤b反应初期使用a步骤中产生的废气进行增氧搅拌。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，增氧搅拌持续1小时。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，在并联堆沤步骤b和高效沼气发生步骤c过程中产生的热量用于体系的热循环。
8.根据权利要求4所述的方法，其中，并联堆沤步骤b包括步骤：进料，堆沤反应、出料和排砂，每组堆沤设备中正在进行的堆沤步骤状态不受其它堆沤设备的影响。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，堆沤反应初期使用外源加热，然后停止加热，利用堆沤自发热原理反应温度继续升高。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，加热温度达55℃时停止加热。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，堆沤反应时间为2至3天。
12.根据权利要求4所述的方法，其中，沼气发生步骤c的反应温度为35℃，精度为±1℃之内。
13.一种综合处理生活污水和有机垃圾的设备，其特征在于包括串联的多相分离装置、堆沤装置、沼气发生装置和任选的生物脱氮除磷装置。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，堆沤装置包括至少3个并联的堆沤消化罐。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，沼气发生装置还包括一个浮渣回沤出口和一个污泥回沤出口，分别与堆沤装置相连，用于浮渣和污泥的回沤处理。
16.根据权利要求15所述的设备，其中，生物脱氮除磷装置包括一个污泥回沤出口，与堆沤装置相连，用于污泥的回沤处理。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，多相分离装置还包括一个废气出口，与堆沤消化装置相连，用于堆沤初期的增氧搅拌。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述废气出口还与生物脱氮除磷装置相连。
19.根据权利要求17所述的设备，其中，所述多相分离装置的废气出口经格栅分离通道与混合粉碎机内腔连通，使粉碎机喂料口处于负压。
20.根据权利要求13-19中任一项所述的设备，其中，所述并联堆沤罐设有排砂口。
21.根据权利要求13-19中任一项所述的设备，其中，所述并联堆沤罐设有强力气体搅拌器。
22.根据权利要求13-19中任一项所述的设备，其中，并联堆沤装置和高效沼气发生装置之间存在热媒循环系统。
23.根据权利要求13-19中任一项所述的设备，其中，生物脱氮除磷装置包括浮游生物室、生物膜装置室和初淀滗水室。
24.一种用于分离生活污水的多相分离装置，其特征在于包括生活污水进水口、砂石分离室、砂石排出口、由异形格栅和分离耙组成的自动分离格栅机、格栅分离物出口、上浮液室和上清液室。
25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述砂石分离室包括一斜坡。
26.根据权利要求25所述的装置，其中，所述斜坡与水平的夹角不小于30度。
27.根据权利要求24所述的装置，其中，所述上浮液室的中部设置有一气体发生装置。
28.根据权利要求27所述的装置，其中，所述上浮液室和上清液室之间由一垂直隔板将二室分隔，二室底部相通。
29.根据权利要求28所述的装置，其中，上清液室的容积不小于上浮液室的容积。
30.根据权利要求29所述的装置，其中，上清液室是上浮液室容积的2倍。
31.根据权利要求24-30中任一项所述的装置，其中，所述异形格栅包括竖直段、圆弧段和倾斜段。
32.根据权利要求32所述的装置，其中，所述格栅间隙小于4mm。
33.一种多相分离生活污水的方法，包括步骤：
a.利用斜坡法将生活污水中的砂石分离开;
b.经异形格栅分离出格栅分离物;
c.污水垂直下流，利用气体发生装置产生的微小气泡吸附悬浮物质，使之上升，并排出上浮液;
d.污水继续下行，在上浮液室和上清液室之间的垂直隔板下端改变方向向上行，进入上清液室，沉渣物留在底部，排出沉渣液;
e.污水上行形成上清液，排出上清液。
34.根据权利要求33所述的方法，其中，污水上行的行程大于5米。
说明书
综合处理生活污水和有机垃圾的方法及其设备
技术领域
本发明提供了一种综合处理生活污水和有机垃圾的方法以及综合处理生活污水和有机垃圾的设备，可以同时高效、环保地处理生活污水和有机垃圾，从而实现低污染排放的目标。
背景技术
城市垃圾处理以及污水排放问题已经成为当今世界环保领域中的一项重大研究课题。随着世界各地城市的迅猛发展，城市垃圾和污水的数量在全球范围内迅速增长，其中的有害成分对大气、水体、土壤等造成严重危害，影响城市生态环境，危害人民群众身体健康，已成为世界公害。我国大部分城市也已处于垃圾和污水包围之中，垃圾和污水处理成了世界关注的难题。目前，垃圾和污水的处理仍通常采取分开处理的方式。
填埋和焚烧是常规的垃圾处理方法。但由于垃圾填埋不仅占地大、选址难、难以回收其中的有用资源，而且填埋过程中的渗滤液、恶臭和填埋气更会对周围环境造成危害;同时，随着环保标准的不断提高，填埋初期投资和运行费用也越来越高。垃圾焚烧虽可最大程度地实现减量化和无害化，但由于初期投资和运行成本过高、焚烧尾气的二次污染，且其对原料热值和含水率有较高要求，因此也不宜用于处理有机垃圾。
粪便污水的处理主要采用自然排放法直接将粪便污水排放到河道中，或者采用化粪池将沉淀分离后排入下水管道，再有就是采用好氧生物曝气工艺或A2/O污水处理工艺，污水处理厂占地面积大、空气污染严重、污泥排放问题难以解决。此外，垃圾回收利用不当，实际上造成了对资源的浪费。
为了针对上述种种环境污染、垃圾处理不当、资源浪费等问题，人们进行了大量的研究。
中国发明专利公布CN 1314313A公开了一种将粪便污水、有机垃圾综合处理的装置，是将人类粪便污水在粪水分离罐中用浮选法分理出粪便，用溢流法分离出污水，分离出的粪便溢流入储存罐中，有机垃圾经粉碎机粉碎，经输送管入储存罐中，然后储存罐中的粪便和有机垃圾进入消化罐加热发酵，产生沼气。该方法主要是利用了将分离粉碎的粪便垃圾直接进行厌氧消化，反应时间长，效率低，尤其对一些难于在厌氧条件下进行消化的物质，需要更长的消化时间。此外，经沼气发酵之后仍存在一些污染物，不宜直接排出。
中国发明专利公布CN 101191116A公开了一种组合式发酵池，由内部装有热交换器的堆沤池和内循环式沼气反应器构成。将例如秸秆、青草、加工后的果渣、加工后的药材渣等具有固体形态或粘稠状的原料直接倒入堆沤池进行堆沤，发酵产生的酸化液体通过堆沤池底部的格栅经出料管进入沼气反应器中进行厌氧发酵产生沼气。该组合发酵池占地面积大，反应时间长，与外界体系接触，不适用于日常生活垃圾污水的处理。堆沤池与沼气反应器始终相通，不利于沼气反应器发生厌氧消化反应，难于控制，产气效率较低。此外，如上所述，经沼气发酵之后仍存在一些污染物，不宜直接排出。
因此，希望一种更加有效的方法和设备，可以同时高效、环保地处理生活污水和有机垃圾，从而实现低污染、甚至基本无污染排放的目标。
发明内容
本发明提供一种综合处理生活污水和有机垃圾的方法和设备，其可以同时高效、环保地处理生活污水和有机垃圾，从而实现低污染排放、甚至基本无污染排放的目标。
一方面，本发明提供了一种综合处理生活污水和有机垃圾的方法，包括步骤：
a.多相分离：生活污水经多相分离成上清液，上浮液，沉渣液、格栅分离物和废气，上浮液、格栅分离物与有机垃圾进行混合粉碎之后与沉渣液混合成为高浓度污水;
b.堆沤：对经多相分离产生的高浓度污水进行堆沤消化，产生堆沤熟料并排出基本无污染的沉砂;
c.沼气发生：用生活污水的上清液和堆沤熟料进行沼气发生，生成并排出沼气;和
d.任选的生物脱氮除磷：对来自沼气发生步骤的水和/或步骤a的上清液进行生物脱氮除磷处理，排出清水和有机肥。
在本发明的一些实施方式中，堆沤消化为并联堆沤消化，采用至少三个并联的堆沤消化单元。
在本发明的特定的实施方式中，在沼气发生和脱氮除磷过程中难以消化的浮渣和/或污泥重新送回堆沤步骤进行回沤。
另一方面，本发明还提供了用于一种综合处理处理生物污水和有机垃圾的设备，包括串联的多相分离装置、堆沤装置、沼气发生装置和任选的生物脱氮除磷装置。
又另一方面，本发明提供了一种用于分离生活污水的多相分离装置，包括生活污水进水口、砂石分离室、砂石排出口、由异形格栅和分离耙组成的自动分离格栅机、格栅分离物出口、上浮液室和上清液室。
又另一方面，本发明提供了一种多相分离生活污水的方法，包括步骤：
a.利用斜坡法将生活污水中的砂石分离开;
b.经异形格栅分离出格栅分离物;
c.污水垂直下流，利用气体发生装置产生的微小气泡吸附悬浮物质，使之上升，并排出上浮液;
d.污水继续下行，在上浮液室和上清液室之间的垂直隔板下端改变方向向上行，进入上清液室，沉渣物留在底部，排出沉渣液;
e.污水上行形成上清液，排出上清液。
本发明的综合处理生活污水和有机垃圾的方法和设备应用广泛。本发明的方法是全生物技术的工艺，采用工厂化生产的全套设备、全封闭运行、无泄露、无二次污染的创新发明工艺。