公布日：2022.11.25
申请日：2022.07.25
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F1/00(2006.01)N;C02F1/38(2006.01)N;C02F3/00(2006.01)N;C02F3/32(2006.01)N;C02F3/12(2006.01)N;
C05F7/00(2006.01)N
摘要
一种农村生活污水处理系统及其使用方法，涉及污水处理系统及其使用方法。本发明要解决现有农村污水处理不佳，资源浪费，固液分离技术对于固含量较低的稀释生活污水很难实现良好的固液分离，而且无法有效控制固体废弃物含水率的问题。一种农村生活污水处理系统包括污水分离装置、腐熟反应器及排水装置；使用方法：静置分离、旋转分离、腐熟。本发明用于农村生活污水处理系统及其使用。
权利要求书
1.一种农村生活污水处理系统，其特征在于它包括污水分离装置(1)、腐熟反应器(2)及排水装置(3)；所述的污水分离装置(1)由外壳(1-1)、旋转腔体(1-2)、分隔板(1-3)、集水腔(1-4)、转杆(1-5)、连接杆(1-6)及第一电机(1-7)组成；外壳(1-1)内设置旋转腔体(1-2)，旋转腔体(1-2)内设置集水腔(1-4)，旋转腔体(1-2)与集水腔(1-4)之间通过一个分隔板(1-3)连接，且分隔板(1-3)将旋转腔体(1-2)与集水腔(1-4)之间分隔成两个腔室；集水腔(1-4)上设置通孔，集水腔(1-4)内设置转杆(1-5)，转杆(1-5)底部与集水腔(1-4)底部连接，转杆(1-5)中部与集水腔(1-4)中部之间通过多个连接杆(1-6)连接；所述的转杆(1-5)与第一电机(1-7)的电机轴连接；所述的集水腔(1-4)内设置吸水管(4-3-1)，所述的外壳(1-1)内设置浮力吸水装置(4-3-2)且位于旋转腔体(1-2)与集水腔(1-4)之间；所述的浮力吸水装置(4-3-2)由伸缩管(4-3-2-1)及环形浮板(4-3-2-2)组成，所述的伸缩管(4-3-2-1)的底部设置环形浮板(4-3-2-2)，且环形浮板(4-3-2-2)沿圆周为向上弯曲的弧形外沿，环形浮板(4-3-2-2)外沿直径小于旋转腔体(1-2)与集水腔(1-4)之间的间距；外壳(1-1)顶部设置进水口(1-1-1)，且进水口(1-1-1)位于旋转腔体(1-2)上方，进水口(1-1-1)通过第一管路(4-1)与生活污水排放装置(5)的排水口(5-1)相连通；外壳(1-1)底部设置第一出料口(1-1-2)，旋转腔体(1-2)的底部设置第二出料口(1-2-1)，且第一出料口(1-1-2)与第二出料口(1-2-1)位置相对应，第一出料口(1-1-2)通过第二管路(4-2)与腐熟反应器(2)的进料口相连通；所述的第一管路(4-1)上设置第一电磁阀门(8-1)；所述的第二管路(4-2)上设置第一抽吸装置(7-1)，且第一抽吸装置(7-1)两端的第二管路(4-2)上分别设置第二电磁阀门(8-2)及第三电磁阀门(8-3)；所述的伸缩管(4-3-2-1)与第三管路(4-3)相连通，环形浮板(4-3-2-2)上设置牵引绳(4-3-2-3)，第三管路(4-3)外部设置第三电机(4-3-2-4)，牵引绳(4-3-2-3)卷在第三电机(4-3-2-4)的电机轴上，所述的第三管路(4-3)上设置第二抽吸装置(7-2)，且第二抽吸装置(7-2)两端的第三管路(4-3)上分别设置第四电磁阀门(8-4)及第五电磁阀门(8-5)，且第五电磁阀门(8-5)靠近浮力吸水装置(4-3-2)；所述的吸水管(4-3-1)与位于第二抽吸装置(7-2)与第五电磁阀门(8-5)之间的第三管路(4-3)相连通；所述的吸水管(4-3-1)上设置第六电磁阀门(8-6)；第三管路(4-3)内设置密度计。
2.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理系统，其特征在于所述的外壳(1-1)、旋转腔体(1-2)及集水腔(1-4)的下部均为锥形或者倒置梯形。
3.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理系统，其特征在于所述的第一管路(4-1)上设置污水暂存装置(6)；所述的第三管路(4-3)内设置流量计。
4.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理系统，其特征在于所述的第一抽吸装置(7-1)及第二抽吸装置(7-2)均由真空罐(7-1-1)、泵(7-1-2)及第二电机(7-1-3)组成，真空罐(7-1-1)与泵(7-1-2)通过管道相连通，泵(7-1-2)的转轴与第二电机(7-1-3)的电机轴相连接。
5.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理系统，其特征在于所述的排水装置(3)连接水处理系统；所述的腐熟反应器(2)内设置搅拌装置(2-1)。
6.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理系统，其特征在于所述的旋转腔体(1-2)上方的外壳(1-1)内壁设置环形浮板(4-3-2-2)的位置信号器；所述的旋转腔体(1-2)内设置液位计。
7.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理系统，其特征在于所述的第三电机(4-3-2-4)为伺服电机。
8.如权利要求1所述的一种农村生活污水处理系统的使用方法，其特征在于它是按以下步骤进行：一、打开第一电磁阀门(8-1)，关闭第二电磁阀门(8-2)、第三电磁阀门(8-3)、第四电磁阀门(8-4)、第五电磁阀门(8-5)及第六电磁阀门(8-6)，生活污水通过第一管路(4-1)由进水口(1-1-1)进入到污水分离装置(1)内，当生活污水页面超过液位计上限时，自动关闭第一电磁阀门(8-1)，静置12h-24h，打开第三电机(4-3-2-4)调整电机轴旋转方向，松开牵引绳(4-3-2-3)，然后关闭第三电机(4-3-2-4)，环形浮板(4-3-2-2)通过浮力漂浮于生活污水表面；二、打开第二抽吸装置(7-2)使得真空罐(7-1-1)内形成负压，关闭第二抽吸装置(7-2)，然后打开第四电磁阀门(8-4)及第五电磁阀门(8-5)，利用浮力吸水装置(4-3-2)抽出静置后的生活污水上方水分，当第三管路(4-3)内密度计测量抽取的水分密度发生明显变化时，关闭第四电磁阀门(8-4)及第五电磁阀门(8-5)，打开第三电机(4-3-2-4)调整电机轴旋转方向，将牵引绳(4-3-2-3)卷在电机轴上，牵引绳(4-3-2-3)拉动环形浮板(4-3-2-2)向上，当达到旋转腔体(1-2)上方时，停止第三电机(4-3-2-4)；三、打开第一电机(1-7)，在转速为500r/min-2000r/min的条件下，转杆(1-5)带动旋转腔体(1-2)及集水腔(1-4)旋转，分离的水分通过通孔进入到集水腔(1-4)内，在保持转速不变的条件下，打开第二抽吸装置(7-2)使得真空罐(7-1-1)内形成负压，关闭第二抽吸装置(7-2)，然后打开第四电磁阀门(8-4)及第六电磁阀门(8-6)，利用吸水管(4-3-1)抽出集水腔(1-4)内分离的水分并输送至排水装置(3)中，关闭第一电机(1-7)、第四电磁阀门(8-4)及第六电磁阀门(8-6)；四、打开第一抽吸装置(7-1)使得真空罐(7-1-1)内形成负压，关闭第一抽吸装置(7-1)，然后打开第二电磁阀门(8-2)及第三电磁阀门(8-3)，利用第二管路(4-2)抽出旋转腔体(1-2)内分离的固体粪便并输送至腐熟反应器(2)内；五、向腐熟反应器(2)内加入腐熟剂及填料，经过腐熟反应，得到固体有机肥颗粒。
9.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理系统的使用方法，其特征在于步骤五中所述的填料为稻壳和秸秆中的一种或两种的混合。
10.根据权利要求1所述的一种农村生活污水处理系统的使用方法，其特征在于步骤二至步骤四中所述的负压为2000Pa-4000Pa。
发明内容
本发明要解决现有农村污水处理不佳，资源浪费，固液分离技术对于固含量较低的稀释生活污水很难实现良好的固液分离，而且无法有效控制固体废弃物含水率的问题。进而提供一种农村生活污水处理系统及其使用方法。
一种农村生活污水处理系统，它包括污水分离装置、腐熟反应器及排水装置；
所述的污水分离装置由外壳、旋转腔体、分隔板、集水腔、转杆、连接杆及第一电机组成；外壳内设置旋转腔体，旋转腔体内设置集水腔，旋转腔体与集水腔之间通过一个分隔板连接，且分隔板将旋转腔体与集水腔之间分隔成两个腔室；
集水腔上设置通孔，集水腔内设置转杆，转杆底部与集水腔底部连接，转杆中部与集水腔中部之间通过多个连接杆连接；所述的转杆与第一电机的电机轴连接；
所述的集水腔内设置吸水管，所述的外壳内设置浮力吸水装置且位于旋转腔体与集水腔之间；
所述的浮力吸水装置由伸缩管及环形浮板组成，所述的伸缩管的底部设置环形浮板，且环形浮板沿圆周为向上弯曲的弧形外沿，环形浮板外沿直径小于旋转腔体与集水腔之间的间距；
外壳顶部设置进水口，且进水口位于旋转腔体上方，进水口通过第一管路与生活污水排放装置的排水口相连通；
外壳底部设置第一出料口，旋转腔体的底部设置第二出料口，且第一出料口与第二出料口位置相对应，第一出料口通过第二管路与腐熟反应器的进料口相连通；
所述的第一管路上设置第一电磁阀门；所述的第二管路上设置第一抽吸装置，且第一抽吸装置两端的第二管路上分别设置第二电磁阀门及第三电磁阀门；
所述的伸缩管与第三管路相连通，环形浮板上设置牵引绳，第三管路外部设置第三电机，牵引绳卷在第三电机的电机轴上，所述的第三管路上设置第二抽吸装置，且第二抽吸装置两端的第三管路上分别设置第四电磁阀门及第五电磁阀门，且第五电磁阀门靠近浮力吸水装置；所述的吸水管与位于第二抽吸装置与第五电磁阀门之间的第三管路相连通；所述的吸水管上设置第六电磁阀门；第三管路内设置密度计。
一种农村生活污水处理系统的使用方法，它是按以下步骤进行：
一、打开第一电磁阀门，关闭第二电磁阀门、第三电磁阀门、第四电磁阀门、第五电磁阀门及第六电磁阀门，生活污水通过第一管路由进水口进入到污水分离装置内，当生活污水页面超过液位计上限时，自动关闭第一电磁阀门，静置12h-24h，打开第三电机调整电机轴旋转方向，松开牵引绳，然后关闭第三电机，环形浮板通过浮力漂浮于生活污水表面；
二、打开第二抽吸装置使得真空罐内形成负压，关闭第二抽吸装置，然后打开第四电磁阀门及第五电磁阀门，利用浮力吸水装置抽出静置后的生活污水上方水分，当第三管路内密度计测量抽取的水分密度发生明显变化时，关闭第四电磁阀门及第五电磁阀门，打开第三电机调整电机轴旋转方向，将牵引绳卷在电机轴上，牵引绳拉动环形浮板向上，当达到旋转腔体上方时，停止第三电机；
三、打开第一电机，在转速为500r/min-2000r/min的条件下，转杆带动旋转腔体及集水腔旋转，分离的水分通过通孔进入到集水腔内，在保持转速不变的条件下，打开第二抽吸装置使得真空罐内形成负压，关闭第二抽吸装置，然后打开第四电磁阀门及第六电磁阀门，利用吸水管抽出集水腔内分离的水分并输送至排水装置中，关闭第一电机、第四电磁阀门及第六电磁阀门；
四、打开第一抽吸装置使得真空罐内形成负压，关闭第一抽吸装置，然后打开第二电磁阀门及第三电磁阀门，利用第二管路抽出旋转腔体内分离的固体粪便并输送至腐熟反应器内；
五、向腐熟反应器内加入腐熟剂及填料，经过腐熟反应，得到固体有机肥颗粒。
本发明的有益效果是：
1、本发明提出一种农村生活污水处理系统，可在传统马桶厕所(生活污水排放装置)进行改装，通过污水分离装置，使得粪便与水体分离，粪便含水率为控制在30％-80％，粪便经过腐熟处理后，随同农用秸秆等制备成有机肥料。水体分离后，进入水处理系统，主要以氧化塘、生态湿地和漂浮水稻种植技术，能够满足灌溉要求或者水分资源化利用。
2、本发明实现农村生活污水的干湿分离，并实现高效资源化利用。粪便秸秆等能够直接制备成农用有机肥，能够还田种植。水体经过自然净化，生态降解等过程能够用于灌溉与景观，做到物尽其用，节约用水需求。该种方法投资成本低，每年每户可以实现节约用水达200t水以上，产生400kg以上农用肥，应用前景广阔。
3、本发明系统使用过程中，先对污水分离装置内的生活污水进行静置，使得污水中固体沉淀，进而实现静置分层，然后打开第三电机调整电机轴旋转方向，松开牵引绳，浮力吸水装置向下运动到并拉伸伸缩管，直至环形浮板漂浮于生活污水表面，然后浮力吸水装置对分层后的水体进行抽取，随着水位下降，浮力吸水装置随水面下降，保持水体抽取效果，通过此过程可实现大量水体的初步分离，进而解决生活污水中固含量较少时，吸水装置位置固定，无法实现良好的水体分离的问题。
4、当大量水体初步分离后，旋转旋转腔体及集水腔，剩余固体随旋转腔体进行旋转，由于固体与水体密度不同，固体在旋转过程中贴于旋转腔体侧壁及分隔板上，而液体旋出并甩向中心集水腔，由集水腔表面通孔进入集水腔内，最终由吸水管吸出实现分离，本发明通过静置及转速的调整可实现固体含水率的控制。且分隔板给予固体阻挡力，避免固体旋转过程中与旋转腔体侧壁分离，无法达到良好的分离效果。
（发明人：马军;张瑛洁;程喜全;王凯;宋丹;隋潇;徐美庆;张楠楠;朱彦磊;刘鹏程）