糞便汙水源頭處理為中水設備的製作方法

2023-08-06 18:19:06

專利名稱：糞便汙水源頭處理為中水設備的製作方法
技術領域：
一種糞便汙水源頭處理為中水設備，屬環境保護設備技術領域。
背景技術：
生活汙水是環境汙染源之一，主要是日常生活中人們使用的各種洗滌劑汙水、垃 圾汙水和糞便汙水等組成。其中對人類危害最大的是糞便汙水，環保術語稱之為黑水，其它 汙水稱之為灰水。黑水汙染不單是影響正常生活，並且直接威脅人體的健康。醫學研究表明，人及動物的排洩物是引發傳染病、常見病、多發病、寄生蟲病等多 種疾病的傳播宿主。水源被黑水汙染後，通過飲水或食物鏈進入人體的寄生蟲或其它致病 菌，會引起多種傳染病和寄生蟲病。有資料表明，世界上80%的疾病與水有關。傷寒、霍亂、 胃腸炎、痢疾、傳染性肝炎是人類五大疾病，均由黑水汙染引起。每一噸黑水可汙染229噸 乾淨水，中國的淡水資源佔有量在世界排121位，人均佔有量僅2300立方米，僅為10噸黑 水的汙染量。未經處理的黑水施於土壤，會造成土壤的生物汙染，汙染后土壤也可傳播多種 細菌及蟲卵。若食用帶有土壤中病原微生物的瓜果蔬菜，會得多種疾病。如寄生蟲類的蛔 蟲和鉤蟲，土壤對傳播這些蠕蟲起著特殊的作用，因為蟲卵一定要在土壤中發育成熟，才具 有感染性。黑水還可能被水中和陸地的多種動物吸收，存在直接和間接的人體接觸而被變 異侵染的極大可能性。除了事故性的汙染與破壞可直觀其後果外，日常的環境汙染對人類 的影響，其後果的顯現要有一個過程，需要經過一段時間。但其危害性是始終存在的，一旦 爆發，無論從深度和廣度都會明顯放大。我國現實行的汙水末端集中處理模式，是100多年前歐洲人設計的汙水處理方 法。在當時的自然環境淨化空間允許和人類科技水平局限的條件下，對於早期城市環境保 護起過積極作用。但對於大規模高速城市化和高人口密度為特徵的現代城市發展而言，顯 然是落後的、不適用的。特別不應該是我國城市建設汙水處理唯一的選擇。該設計的特徵 是高耗水、直腸式、末端混合處理。從理念上把水作為廢棄物的載體，汙染物經高倍水的稀 釋、轉移輸送、集中後再固液分離。汙水的大水量、長距離輸送費用巨大，然後再消耗大量的 能量來分離，同樣費用巨大，這是該模式人為造成的浪費。發展中國家在城市人口快速發展 的進程中應避免這種社會財富不合理的巨大投入。汙水末端集中處理模式對汙水處理雖然耗資多，建設量大，但處理結果並不理想。 歐洲很多案例研究可以證明，即使最現代化的汙水處理廠，其出水水質與地表水水質的要 求也相差很遠。需要用大量的水進行稀釋才可能對環境不造成汙染，才有可能作為資源再 利用。即使在各個環節的操作均能達到較高的水平，最後的汙泥問題仍是汙水處理中的一 大難題。混合的汙水成份複雜，複雜的成份最終組成了汙泥。從技術和管理上都難以實現 成份複雜的汙泥作為肥料返田。對汙泥處置的費用已經達到和超過汙水處理本身，並且呈 上升趨勢。過去的四十年中，世界人口增加了一倍，而化肥產量增加了 10倍。城市擁有的 大量糞便有機肥卻在永久流失。不但不能利用，而且需要再花費大筆資金進行處置，處置不 當，如現行的填埋、焚燒等，對現在和將來的環境都有嚴重影響。
由於末端集中處理後排放的水和汙泥都不能達到環保要求，在一些省、市把汙水 處理廠列入排汙大戶範疇，並收取排汙費。事實證明，傳統的汙水末端集中處理模式，是早 期人類科技不發達造成的模式，是現代環境治理應該淘汰的模式。人類對環境的影響越來 越複雜和多樣化，人類健康及未來對環境的要求則越來越高，這就形成了很大的矛盾。現實 要求我們按照現在和將來的環境需要，以合理的形式和最佳的方案重新設計城市汙水處理 模式。有計劃、有步驟地取代落後的、過時的傳統模式。把城市汙水處理調節控制到最優化 的運行狀態，使汙水成為可更新資源得以永續利用，確保城市環境向有利於人類的方向發 展。

發明內容
本發明提供了一種糞便汙水源頭處理為中水設備，處理方式是黑水排放後進入管 網前進行收集、分離、處理，把傳統模式的末端集中後處理程序提到源頭來進行。分離的糞 便汙泥不進入市政管網，當即處理成為無菌無卵的有機肥，資源回收，返還農田；分離的汙 水當即處理成為不含病原微生物的中性水，一部分循環利用，多餘部分進入管網或直接排 入地下，沒有任何汙染隱患。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的糞便汙水源頭處理為中水設備，它包括收集絮凝裝置、固液分離裝置、汙泥滅菌裝 置、汙水過濾裝置、中水回用裝置、有機肥發酵裝置和自動化控制系統。收集絮凝裝置的黑水入口承接樓房衛生間管道，從最高層到最低層的黑水在地下 室收集。收集的同時按配比要求自動噴灑混合絮凝劑，在源頭使汙泥和汙水呈脫離狀態。收 集絮凝裝置內設有容量感應器，達到設定的容量標準，設在裝置下部物料出口的控制閥門 自動打開，混合絮凝劑的黑水進入固液分離裝置。固液分離裝置為上、下相通的雙層結構，下層為沉澱釜，上層為分離器。分離器分 內外兩個腔體，內腔體呈倒置的傘狀，腔體壁上布滿長條形和圓形的篩孔。外腔體的底部呈 斜面狀，斜面的低點處設汙水出口。內腔體為汙泥容器，外腔體為汙水容器。分離在靜態下 進行，絮凝後的黑水中的懸浮物經沉澱在沉澱釜形成汙泥，汙水經分離器篩孔進入外腔體。 分離的汙水由外腔體汙水出口通過汙水管流入汙水過濾裝置；汙泥達到標定數量，裝置控 制閥門打開進入汙泥滅菌裝置。汙泥滅菌裝置外側安裝乾粉噴霧器，乾粉噴霧器的高壓噴口插入汙泥滅菌裝置 內。特製的乾粉噴霧器分上中下三個腔體，對應設置三個高壓噴口，腔體和噴口按需要可增 加或減少，由壓力泵提供壓力。腔體中分別裝入生物滅菌劑、石灰粉和有機肥元素，在汙泥 從固液分離裝置落下時，按設計的比例同時高壓噴向汙泥進行均勻混合。有機肥發酵裝置促使汙泥發生無害化的反應變化。一是對汙泥進行滅菌、殺卵、除 臭；二是使汙泥熟化、幹化、膨鬆；三是補充農作物需要的元素，最終使粘稠的汙泥成為疏 松的有機肥料。汙泥發酵時產生的氣體經輸氣管到達固液分離裝置冷卻。通過發酵裝置處 理後的汙泥可以回收利用，服務於農業生產。發酵裝置同時為周轉箱，箱底設有重量感應 器，箱內重量達到預定標準即報警。周轉箱設置輪子，拖出滿箱封好上口，換上空箱繼續工 作。汙水過濾裝置設有汙水入口、排渣出口和清水出口。汙水入口與固液分離裝置的
4分離水出口相通，分離的汙水經過濾裝置過濾後基本澄清，清水由清水出口通過清水管進 入中水回用裝置；過濾的渣滓通過排渣管進入固液分離裝置，進行二次絮凝分離。中水回用裝置由多級沙慮器和中水箱組成。多級沙慮器的上層放置鵝卵石，沒有 鵝卵石砸小石塊代替；中層放置石米，沒有石米砸石顆粒代替；下層放置細沙，包括河沙、 海沙、山砂、沙漠沙，過濾效果相同。細沙須過篩，清除沙中細面，放置的全部材料都要清洗 乾淨方能使用。中水箱安裝在多級沙慮器的下面，箱內設有水浸式紫外燈、異味清除器，經 過滅菌處理和對異味的分解，清水可循環利用。中水箱外安裝高壓水泵，抽出的清水一部分 用來對分離器篩孔進行反衝洗，一部分用來循環衝廁，多餘部分開啟溢流口閥門排入市政 管網，沒有管網地區直接排入地下。排走的水符合國家排放要求，對環境不造成汙染。自動化控制系統控制的部位有一號閥門、二號閥門、溢流口閥門、壓力泵、重量感 應器、報警器、水浸式紫外燈、異味清除器、汙水過濾裝置和高壓水泵。用電量小、耗能低。本發明糞便汙水源頭處理為中水設備的有益效果是1、從根本上徹底改變了傳統城市汙水末端集中處理模式，把末端處理變為源頭處 理；2、城市的黑水不用遠距離轉移輸送到汙水處理廠處理，節約大量為此而付出的建 設費用和運行費用；3、對黑水單獨源頭處理，可有效減少其它廢水的汙染負荷；4、糞便的量與汙水處理廠汙泥的量幾乎相當，解決了汙泥處理這一世界性難題；5、糞便有機肥中沒有其它有害複雜成份，回收返田，起到改良土壤和提高農作物 品質的作用；6、糞便有機肥可創造經濟效益，在世界首次實現汙水處理在盈利的軌道上運行；7、設備佔地面積小，在地下室就可以操作，節省大量土地和建設資金；8、設備製造成本低，投資小，實施可以與房地產開發相結合，容易整合多方資金參 與汙水治理；9、設備自動化程度高，操作簡便，易於推廣普及。


圖1為本發明整體安裝示意圖；圖2為多級沙慮器慮板示意圖；圖3為分離器內腔體示意圖；圖4為圖3的展開篩孔示意圖；圖5為分離器結構示意圖；圖6為乾粉噴霧器示意圖。對各幅附圖中的標示說明如下⑴糞便汙水入口、(2)設備外殼體、(3)收集絮凝 裝置、(4)過濾渣入口、(5)排渣管、(6)絮凝劑罐、(7)清水管、(8) 一級沙慮層、(9) 二級沙 慮層、(10)三級沙慮層、(11)反衝洗水管、(12)高壓水泵、(13)衝廁水管、(14)溢流口閥 門、(15)中水回用出口、(16)水浸式紫外燈、(17)異味清除器、(18)氣體入口、(19) 一號閥 門、(20)分離器內腔體、(21)反衝洗器、(22)固液分離裝置、(23)汙水出口、(24)汙水過濾 裝置、(25)絮凝劑罐加壓管、(26)噴霧器加壓管、(27)加壓備用管、(28)壓力泵、(29)清水出口、(30)沉澱釜、(31) 二號閥門、(32)輸氣管、(33)汙泥滅菌裝置、(34)乾粉噴霧器、 (35)有機肥發酵裝置、(36)重量感應器、(37)箱輪、(38)多級沙慮器、(39)發射頭、(40) 一級慮板、(41) 二級慮板、(42)三級慮板、(43)分離器篩孔、(44)衝洗水入口、(45)高壓 噴口、(46)第二無料報警器、(47)加料口、(48)儲壓箱、(49)分離器外腔體、(50)第一無 料報警器、(51)除垢器、(52)分離器、(53)備用噴霧器、(54)上腔體、(55)中腔體、(56)下 腔體、(57)中水箱、(58)中水回用裝置。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例作進一步說明實施例一如圖1所示，糞便汙水入口 1的上端與樓房衛生間下水管道相接，下端安裝除垢器 51後與收集絮凝裝置3相通，收集絮凝裝置3的上部設有過濾渣入口 4與排渣管5相通，下 部設有一號閥門19與固液分離裝置22相通，外側安裝絮凝劑罐6與收集絮凝裝置3相通， 絮凝劑罐6通過絮凝劑罐加壓管25與壓力泵28連接，絮凝劑罐6中裝有第一無料報警器 50。實施例二在實施例一的基礎上，如圖1、圖3、圖4、圖5所示，固液分離裝置22安裝在收集絮 凝裝置3的下面，固液分離裝置22由分離器52和沉澱釜30構成，分離器52由分離器內腔 體20和分離器外腔體49構成。分離器內腔體20的腔壁上設有分離器篩孔43，在分離器 52中安裝反衝洗器21，反衝洗器21的衝洗水入口 44連接反衝洗水管11，由高壓水泵12抽 出中水對分離器篩孔43進行定時清洗。分離器外腔體49設有汙水出口 23與汙水過濾裝 置24相通。沉澱釜30的底處安裝二號閥門31。實施例三在實施例一、例二的基礎上，如圖1、圖6所示，二號閥門31的下面安裝汙泥滅菌 裝置33，汙泥滅菌裝置33的外側安裝乾粉噴霧器34，外側反方向安裝備用噴霧器53，備用 噴霧器53與乾粉噴霧器34的結構相同，高壓噴口 45插入汙泥滅菌裝置33內。乾粉噴霧 器34中設有上腔體54、中腔體55、下腔體56，通過加料口 47添加物料，外側安裝第二無料 報警器46。儲壓箱48連接噴霧器加壓管26，提供乾粉噴霧器34噴霧壓力，加壓備用管27 提供備用噴霧器53噴霧壓力，噴霧器加壓管26和加壓備用管27同時與壓力泵28連接。實施例四在實施例一、例二、例三的基礎上，如圖1所示，汙泥滅菌裝置33的下面安裝有機 肥發酵裝置35，有機肥發酵裝置35的上部設有輸氣管32連接氣體入口 18，發酵產生的氣 體由氣體入口 18進入固液分離裝置22，有機肥發酵裝置35的下面安裝重量感應器36，安 裝箱輪37。實施例五在實施例一、例二的基礎上，如圖1、圖2所示，中水回用裝置58的上部安裝多級 沙慮器38，下部安裝中水箱57。汙水過濾裝置24的清水出口 29與清水管7相接，清水管 7與多級沙慮器38相通。多級沙慮器38中安裝一級慮板40，形成一級沙慮層8，安裝二級 慮板41，形成二級沙慮層9，安裝三級慮板42，形成三級沙慮層10。中水箱57內安裝水浸
6式紫外燈16、箱外安裝異味清除器17，異味清除器17的發射頭39安裝在中水箱57內的中 部。在中水箱57的上部安裝溢流口閥門14，溢流口閥門14的下面設有中水回用出口 15與 高壓水泵12相通，衝廁水管13連接高壓水泵12。實施例六在實施例一、例二、例三、例四、例五的基礎上，如圖1所示，全部裝置安裝在設備 外殼體2中。
權利要求
一種糞便汙水源頭處理為中水設備，包括收集絮凝裝置(3)、固液分離裝置(22)、汙泥滅菌裝置(33)、汙水過濾裝置(24)、中水回用裝置(58)、有機肥發酵裝置(35)，其特徵在於糞便汙水入口(1)與樓房衛生間下水管道相通，收集絮凝裝置(3)的外側安裝絮凝劑罐(6)，在源頭把絮凝劑與糞便汙水充分混合，固液分離裝置(22)與收集絮凝裝置(3)相通，對絮凝後的糞便汙水進行沉澱分離，汙泥滅菌裝置(33)對分離後的糞便汙泥高壓噴射生物滅菌劑、石灰粉和有機肥元素，有機肥發酵裝置(35)與汙泥滅菌裝置(33)相通，在有機肥發酵裝置(35)中使糞便汙泥發生無害化反應滅菌、殺卵、除臭、熟化、幹化、膨鬆，使粘稠狀的糞便汙泥成為疏鬆的有機肥，回收返田，分離後的汙水通過汙水過濾裝置(24)過濾後進入中水回用裝置(58)進行沙慮、滅菌、清除異味處理，最終成為中水，循環利用或排放。
2.根據權利要求1所述的糞便汙水源頭處理為中水設備，其特徵在於，固液分離裝置 (22)由分離器(52)和沉澱釜(30)構成，分離器(52)由分離器內腔體(20)和分離器外腔 體(49)構成，分離器內腔體(20)的腔壁布滿分離器篩孔(43)，在分離器(52)中安裝反衝 洗器(21)，分離器外腔體(49)設有汙水出口(23)與汙水過濾裝置(24)相通，沉澱釜(30) 的底部安裝二號閥門(31)。
3.根據權利要求1所述的糞便汙水源頭處理為中水設備，其特徵在於，汙泥滅菌裝置 (33)的外側安裝乾粉噴霧器(34)和備用噴霧器(53)，高壓噴口(45)插入汙泥滅菌裝置 (33)內，乾粉噴霧器(34)內設有上腔體(54)、中腔體(55)、下腔體(56)，分別裝入生物滅 菌劑、石灰粉和有機肥元素，噴霧器加壓管(26)和加壓備用管(27)同與壓力泵(28)連接， 乾粉噴霧器(34)和備用噴霧器(53)結構相同。
4.根據權利要求1所述的糞便汙水源頭處理為中水設備，其特徵在於，中水回用裝置 (58)的上部安裝多級沙慮器(38)，下部安裝中水箱(57)，多級沙慮器(38)中安裝一級慮板 (40)，形成一級沙慮層(8)，安裝二級慮板(41)，形成二級沙慮層(9)，安裝三級慮板(42)， 形成三級沙慮層(10)，中水箱(57)內安裝水浸式紫外燈(16)，箱外安裝異味清除器(17)， 發射頭(39)安裝在中水箱(57)內的中部，溢流口閥門(14)安裝在中水箱(57)的上部，溢 流口閥門(14)的下面設有中水回用出口(15)與高壓水泵(12)相通，反衝洗水管(11)和 衝廁水管(13)連接高壓水泵(12)。
5.根據權利要求1所述的糞便汙水源頭處理為中水設備，有機肥發酵裝置(35)的上部 設有輸氣管(32)連接氣體入口(18)，發酵產生的氣體由氣體入口(18)進入固液分離裝置 (22)，有機肥發酵裝置(35)的下面裝有重量感應器(36)和箱輪(37)。
全文摘要
本發明涉及一種糞便汙水源頭處理為中水設備，屬環境保護技術領域。技術方案包括與樓房下水道相連接的收集絮凝裝置、固液分離裝置、汙泥滅菌裝置、汙水過濾裝置、中水回用裝置、有機肥發酵裝置。糞便汙水在進入管網前直接應用本設備進行處理。其特徵是，把糞便汙水在源頭固液分離，粘稠的汙泥當即處理成為疏鬆的有機肥，渾濁的汙水當即處理成為不含病原微生物的中水。改變了傳統汙水末端集中處理落後模式，節約建設費用和運行費用，有利於環境保護。糞便有機肥回收返田，創造經濟價值，中水回用節約水資源，汙水治理可在盈利的軌道上良性運行。達到了國家對汙染物「減量化、無害化、資源化」處理要求。本發明適合城鎮樓房糞便汙水的源頭處理。
文檔編號C02F9/08GK101817604SQ20101015886
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月24日 優先權日2010年3月24日
發明者齊冰 申請人:齊冰