本實(shí)用新型涉及缺水城鄉(xiāng)、旅游景點(diǎn)等地方糞尿廢水處理領(lǐng)域，尤其野外作業(yè)、旅游景點(diǎn)等環(huán)境敏感地區(qū)等糞尿處理的一種小型糞尿廢水處理裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)今水資源短缺問題已經(jīng)成為全球面臨的嚴(yán)重問題，如何節(jié)約水資源，降低水體污染的程度已經(jīng)成為環(huán)保行業(yè)面臨的嚴(yán)峻問題。而污水經(jīng)過處理后回用已經(jīng)成為全世界的共識(shí)，尤其是在嚴(yán)重缺水地區(qū)、旅游景點(diǎn)、各種需要長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行野外作業(yè)的工作領(lǐng)域等，這些方面對(duì)水資源的需求十分迫切。所以充分、高效的利用水資源，在這些地區(qū)、領(lǐng)域做到污水回用，是解決水資源短缺問題一個(gè)有效的途徑。
人糞便和尿液的混合污水統(tǒng)稱為黑水，黑水占污水總量的比例是非常低的，但黑水中卻含有很高的COD，另外其中的營養(yǎng)物質(zhì)(如氮、磷、鉀等)，及水中包含的致病微生物卻占有很高的比例。有資料表明：通常生活污水中約50％的COD、90％的氮和78％的磷，以及大部分病原菌來自于糞尿污水。傳統(tǒng)集中式污水處理系統(tǒng)在野外作業(yè)行業(yè)、旅游景點(diǎn)等用水困難、環(huán)境敏感地區(qū)，很顯然是不適合的。所以針對(duì)此種情況，開發(fā)出一種小型化糞尿廢水處理裝置系統(tǒng)及方法，在上述領(lǐng)域應(yīng)用是十分必要的。
黑水經(jīng)過處理后要達(dá)到有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，必須消除其中病源微生物，有效的控制其對(duì)環(huán)境的污染。另外，黑水經(jīng)過一系列處理后，將其中含有的氮、磷、鉀營養(yǎng)成分回收利用，轉(zhuǎn)化為肥料或土壤改良劑，這將是一個(gè)有效的廢物再利用的途徑。目前，黑水生物處理，具體可分為好氧處理、厭氧處理、高負(fù)荷處理、以及膜處理等幾個(gè)方面。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)以上現(xiàn)狀和情況，本發(fā)明提供了一種小型糞尿廢水處理裝置系統(tǒng)。該裝置針對(duì)缺水城鄉(xiāng)、旅游景點(diǎn)、野外工作單位等。此裝置和方法結(jié)合了污水厭氧處理、好氧處理、膜處理、污泥熱解處理、好氧發(fā)酵等工藝技術(shù)。對(duì)于糞便污水的處理，快速完全、結(jié)構(gòu)緊湊、流程簡(jiǎn)單、處理后水可循環(huán)沖廁使用、殘余物可作為肥料或營養(yǎng)土使用，充分的實(shí)現(xiàn)了廢水循環(huán)利用、產(chǎn)物資源化的目的，適合在缺水城鄉(xiāng)、旅游景點(diǎn)、野外工作單位等推廣使用。
技術(shù)方案
本實(shí)用新型將糞尿分離式便器沖洗下來的污水進(jìn)行分離，尿液進(jìn)入反應(yīng)池，糞便經(jīng)過粉碎泵粉碎后進(jìn)入水解酸化池處理。水解酸化池中上清液由水泵送入反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行生化反應(yīng)，池底部污泥送入熱解池。尿液和水解池流入的污水在反應(yīng)池中通過曝氣裝置進(jìn)行間歇性曝氣反應(yīng)，生化池中設(shè)置了浸沒式膜組件，生化池中的污泥定期排放至熱解池中。充分處理后的污水，經(jīng)過膜組件送入循環(huán)水池，處理后出水在循環(huán)水池中暫存。循環(huán)水池中的水，由泵送至分離式便器，用作沖洗便器。熱解池內(nèi)存儲(chǔ)來自水解酸化池、反應(yīng)池的污泥并進(jìn)行污泥熱水解反應(yīng)，最大程度降解、減少有機(jī)物的產(chǎn)生。反應(yīng)需要的熱量由外部電伴熱提供。熱解池下部的壓榨機(jī)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥進(jìn)行壓榨，使剩余的物質(zhì)出泥含水率<80％，壓榨機(jī)間歇運(yùn)行。經(jīng)過螺旋壓榨后的脫水污泥進(jìn)入好氧發(fā)酵槽進(jìn)行好氧發(fā)酵處理，發(fā)酵槽內(nèi)有秸稈、木屑等輔料，好氧發(fā)酵槽定期出料定期添加發(fā)酵輔料，發(fā)酵后產(chǎn)品可做營養(yǎng)土使用，實(shí)效糞尿廢水的資源化處置。反應(yīng)池上部設(shè)置加藥口，通過加藥口可進(jìn)行粉末、液體等藥劑的投加，以確保生化系統(tǒng)pH及營養(yǎng)物質(zhì)的平衡，藥劑投加量通過配電控制系統(tǒng)進(jìn)行反饋控制。裝置中水解酸化池、熱解池、反應(yīng)池、好氧發(fā)酵槽等上部加蓋密封，產(chǎn)生的廢氣通過風(fēng)機(jī)送入反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行除臭處理。裝置配電控制系統(tǒng)通過控制風(fēng)機(jī)、水泵、自動(dòng)閥門等，實(shí)現(xiàn)物料輸送、過程自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行。系統(tǒng)中糞尿分離式便器、水解酸化池、反應(yīng)池、循環(huán)水池、熱解池、好氧發(fā)酵槽、配電控制系統(tǒng)等主要設(shè)備和池體，組裝成一個(gè)可吊裝、方便運(yùn)輸?shù)恼w裝置，可直接送至缺水城鄉(xiāng)、旅游景點(diǎn)等地方直接使用。
本實(shí)用新型的有益效果
(1)本實(shí)用新型最終實(shí)現(xiàn)了糞尿廢水的自動(dòng)化處理、廢水循環(huán)利用，有效的解決了缺水城鄉(xiāng)、旅游景點(diǎn)、野外工作單位等產(chǎn)生的糞尿廢水處理的問題。
(2)本裝置通過厭氧—好氧—膜技術(shù)的方式，使糞尿廢水中有機(jī)污染物充分的降解，經(jīng)處理后的廢水回用沖廁，使廢水循環(huán)再利用，解決了特殊地區(qū)和特殊情況下用水緊張的問題。
(3)對(duì)于廢水處理后產(chǎn)生的污泥進(jìn)行了資源化處置，將廢棄物轉(zhuǎn)化成營養(yǎng)土等資源化產(chǎn)品。
(4)整套裝置實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)控制；同時(shí)裝置的主要池體和設(shè)備設(shè)計(jì)成便于運(yùn)輸和吊裝的整體裝置，充分考慮了使用的便捷性。
附圖說明：下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明。
圖1：小型糞尿廢水處理裝置的流程示意圖。
圖1中標(biāo)記說明：1-糞尿分離式便器；2-粉碎提升泵；3-水解酸化池；4-反應(yīng)池；5-浸沒式膜組件；6-循環(huán)水池；7-熱解池；8-壓榨機(jī)；9-好氧發(fā)酵槽；10-水泵；11-風(fēng)機(jī)；12-自動(dòng)閥門；13-補(bǔ)水閥；14-人工加藥斗；15-配電控制系統(tǒng)；
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1詳細(xì)說明裝置的結(jié)構(gòu)及工作方式：
產(chǎn)生的糞便排泄物，由分離式便器1進(jìn)行分離，其中尿液直接進(jìn)入反應(yīng)池3，糞便和入廁的衛(wèi)生用品等由安裝在分離式便器下部的粉碎提升泵2快速粉碎成破碎糊狀物料，提升送至水解酸化池。粉碎后的物料和熱解池回流進(jìn)來的上清液，在水解酸化池3中通過兼氧菌，在厭氧和缺氧的情況下進(jìn)行降解反應(yīng)。
分離式便器1中分離出來的尿液直接進(jìn)入反應(yīng)池4中，水解酸化池3中的上清液，通過水泵10送至反應(yīng)池4中進(jìn)行好氧生化處理。反應(yīng)池4進(jìn)行生化反應(yīng)所需的空氣，由風(fēng)機(jī)11提供?？諝庠陲L(fēng)機(jī)11的作用下通過池底部曝氣裝置向池內(nèi)間歇性曝氣，空氣量可以通過閥門進(jìn)行調(diào)配。反應(yīng)池4根據(jù)需要，按照“進(jìn)水、曝氣、靜置、排水”四個(gè)步驟進(jìn)行運(yùn)行。在反應(yīng)池4中設(shè)置浸沒式膜組件5，浸沒式膜組件5主要負(fù)責(zé)反應(yīng)池4處理后的出水排放，浸沒式膜組件5始終放置在反應(yīng)池4中液面以下，膜組件通過管線與水泵10相連接，在水泵10的抽吸作用下產(chǎn)水，經(jīng)過浸沒式膜組件5后能夠充分保證出水水質(zhì)質(zhì)量。
反應(yīng)池4經(jīng)過浸沒式膜組件5的出水送至循環(huán)水池6，處理后的水在循環(huán)水池6中暫存。循環(huán)水池6通過水泵10與分離式便器1相連，分離式便器1沖水時(shí)，水泵10會(huì)吸取循環(huán)水池6中的水來沖洗分離式便器1。在循環(huán)水池6上部設(shè)置補(bǔ)水閥13，在循環(huán)水池水位較低時(shí)通過補(bǔ)水閥13進(jìn)行補(bǔ)水。
水解酸化池3和反應(yīng)池4產(chǎn)生的剩余污泥，由水泵10送至熱解池7，每個(gè)池污泥排出管線設(shè)置自動(dòng)閥門12。污泥在熱解池7中進(jìn)行熱水解反應(yīng)降解有機(jī)物。熱解池7池體呈楔形，池壁設(shè)置電伴熱，為熱水解反應(yīng)提供熱量。熱解池7底部安裝壓榨機(jī)8，熱水解反應(yīng)后剩余的未降解物質(zhì)，利用壓榨機(jī)8進(jìn)行壓榨處理，使出泥含水率<80％，間歇運(yùn)行。
壓榨機(jī)出泥進(jìn)入到好氧發(fā)酵槽9中，槽內(nèi)裝有秸稈、木屑等發(fā)酵輔料，進(jìn)行好氧發(fā)酵處理；發(fā)酵槽9定期出料、定期添加發(fā)酵輔料；出料產(chǎn)品可用作營養(yǎng)土使用，最終實(shí)現(xiàn)糞便的資源化處理；
水解酸化池3、熱解池7、好氧發(fā)酵槽9等池體上部加蓋密封，池內(nèi)產(chǎn)生的廢氣通過風(fēng)機(jī)11送入反應(yīng)池4內(nèi)進(jìn)行除臭處理；反應(yīng)池4上端設(shè)置人工加藥斗14，其可實(shí)現(xiàn)粉末、液體等多種藥劑的投加，確保反應(yīng)池內(nèi)pH及營養(yǎng)物質(zhì)的平衡，藥劑的投加量通過配電控制系統(tǒng)進(jìn)行反饋、控制；整套處理系統(tǒng)通過配電控制系統(tǒng)15來控制風(fēng)機(jī)、水泵、自動(dòng)閥門等的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)物料輸送、系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)控制，最終實(shí)現(xiàn)廢水、污泥裝置的自動(dòng)化處理；
實(shí)施例1某野外勘探隊(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用
勘探項(xiàng)目由于工作性質(zhì)和環(huán)境所限，需要在野外或遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的地點(diǎn)長(zhǎng)期駐扎和工作?，F(xiàn)場(chǎng)人員使用廁所問題不好解決，冬季此問題比較突出。根據(jù)要求，制作了一套小型糞尿廢水處理裝置供勘探項(xiàng)目長(zhǎng)期使用。廢水裝置放在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)使用，由于項(xiàng)目處在野外，根據(jù)實(shí)際情況廢水處理裝置供電電源使用柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電。相應(yīng)裝置設(shè)備池體等，做保溫處理。循環(huán)水池后增加消毒殺菌設(shè)備，保證回用沖廁水中致病菌滿足使用要求。
基本情況：
糞尿污水產(chǎn)生量：2000L/天
污水水質(zhì)數(shù)據(jù)：CODCr＝9100mg/L，BOD＝5060mg/L，NH3-N＝1610mg/L，SS＝890mg/L，TN＝3830mg/L，TP＝72mg/L，動(dòng)植物油＝210mg/L。
運(yùn)行情況：
經(jīng)過廢水裝置處理后的水，出水符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。裝置經(jīng)過大約3個(gè)月的使用，由于循環(huán)沖廁的次數(shù)較多，污染物持續(xù)進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，水質(zhì)下降明顯，此時(shí)需要對(duì)裝置中的水進(jìn)行抽排換新。
野外作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用此種小型糞尿廢水處理裝置，極大的改善了現(xiàn)場(chǎng)居住生活條件，同時(shí)也節(jié)省了可觀的人工和處理運(yùn)輸費(fèi)用。
實(shí)施例2南方某旅游景區(qū)使用
旅游景區(qū)屬于特殊使用環(huán)境。景區(qū)所處地理?xiàng)l件限制了自來水的接入，同時(shí)觀光旅游人員較多，造成使用廁所存在一定困難。根據(jù)要求，在景區(qū)內(nèi)設(shè)置了小型糞尿廢水處理裝置6套供使用。此廢水處理裝置與例1中的廢水處理裝置基本一致。因景區(qū)處在南方，光照充足，根據(jù)此特點(diǎn)，廢水處理裝置的電源使用太陽能電源進(jìn)行供電。同樣在循環(huán)水池后設(shè)置消毒殺菌設(shè)備，保證回用沖廁水中致病菌指標(biāo)滿足使用要求。
基本情況：
每套裝置糞尿污水處理量：3.5m3/天
污水水質(zhì)數(shù)據(jù)：CODCr＝8390mg/L，BOD＝4320mg/L，NH3-N＝1470mg/L，SS＝850mg/L，TN＝3200mg/L，TP＝66mg/L，動(dòng)植物油＝186mg/L。
運(yùn)行情況：
經(jīng)過廢水裝置處理后的水，出水符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。每套裝置經(jīng)過大約2個(gè)月的使用，由于每天使用人數(shù)相對(duì)較多，污染物持續(xù)進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)，水質(zhì)下降，此時(shí)需要對(duì)裝置中的水進(jìn)行抽排換新處理。
旅游景區(qū)使用此種小型糞尿廢水處理裝置，主要是解決了景區(qū)廁所無法接入供水管線和廁所污水無法排入污水管網(wǎng)的問題，同時(shí)大幅減少了沖廁水的使用量，節(jié)約了水資源。