专利名称：城市生活污水源头分离无害化处理设备的制作方法
技术领域：
一种城市生活污水源头分离无害化处理设备，属环境保护设备技术领域。 技术背景生活污水是城市环境污染源之一，主要是城市生活中使用的各种洗涤剂污水、垃 圾污水和粪便污水等组成。其中对人类危害最大的是粪便污水，不单是影响人民生活，并且 直接威胁人体的健康。医学研究表明，人及动物的排泄物是引发传染病、常见病、多发病、寄生虫病等多 种疾病的传播宿主。水源被粪便污水污染后，通过饮水或食物链进入人体的寄生虫或其它 致病菌，会引起多种传染病和寄生虫病。有资料表明，世界上80%的疾病与水有关。伤寒、 霍乱、胃肠炎、痢疾、传染性肝炎是人类五大疾病，均由粪便污水引起。每一吨粪便污水可污 染229吨干净水，中国的淡水资源占有量在世界排121位，人均淡水占有量仅2000立方米， 仅够9吨粪便污水的污染。未经处理的人粪便施于土壤，会造成土壤的生物污染。污染后 土壤中的各种病菌和寄生虫与人接触，可传染多种细菌及虫卵。若食用带有土壤中病原微 生物的瓜果蔬菜，会得多种疾病。如寄生虫类的蛔虫和钩虫，土壤对传播这些蠕虫起着特殊 的作用，因为虫卵一定要在土壤中发育成熟，才具有感染性。人体排泄物还可能被水中和陆 地的多种动物吸收，存在直接和间接的接触而被变异侵染的极大可能性。除了事故性的污 染与破坏可直观其后果外，日常的环境污染对人类的影响，其后果的显现要有一个过程，需 要经过一段时间。但其危害性是始终存在的，一旦爆发，无论从深度和广度都会明显放大。我国现实行的城市污水末端集中处理模式，是200多年前欧州人设计的污水处理 方法。在当时的自然环境允许和人类科技水平局限的条件下，对于早期城市环境保护起过 积极作用。但对于大规模高速城市化和高人口密度为特征的现代城市发展而言，显然是落 后的、不适用的。特别不应该是我国城市建设污水处理唯一的选择。该设计的特征是高耗 水、直肠式、末端混合处理。从理念上把水作为废弃物的载体，污染物经高倍稀释、转移输 送、集中后再固液分离。污水的大水量、长距离输送费用巨大，然后再消耗大量的能量来分 离，同样费用巨大，这是该模式人为造成的浪费。发展中国家在城市人口快速发展的进程中 应避免这种社会财富不合理的巨大投入。城市污水末端集中处理模式对污水处理虽然耗资多，但处理结果并不理想。欧洲 很多案例研究可以证明，即使最现代化的污水处理厂，其出水水质与地表水水质的要求也 相差很远。需要用大量的水进行稀释才可能对环境不造成污染，才有可能作为资源再利用。 即使在各个环节的操作均能达到较高的水平，最后的污泥问题仍是污水处理中的一大难 题。混合的污水成份复杂，复杂的成份最终组成了污泥。从技术和管理上都难以实现成份 复杂的污泥作为肥料返田。对污泥处置的费用已经达到和超过污水处理本身，并且呈上升 趋势。过去的四十年中，世界人口增加了一倍，而化肥产量增加了 10倍。城市拥有的大量 粪便有机肥却在永久流失。不但不能利用，而且需要再花费大笔资金进行处置，处置不当， 如现行的填埋、焚烧等办法，对现在和将来的环境都有严重影响。[0006]由于末端集中处理后排放的水和污泥都不能达到环保要求，在一些省、市把污水 处理厂列入排污大户范畴，并收取排污费。事实证明，传统的污水末端集中处理模式，是早 期人类科技不发达造成的模式，是现代环境治理应该淘汰的模式。人类对环境的影响越来 越复杂和多样化，人类健康及未来对环境的要求则越来越高。这就要求我们按照现在和将 来的环境需要，以合理的形式和最佳的方案重新设计城市污水处理模式。有计划、有步骤地 取代落后的、过时的传统模式。把城市污水处理调节控制到最优化的运行状态，使污水成为 可更新资源得以永续利用，确保城市环境向有利于人类的方向发展。
发明内容本实用新型提供了一种城市生活污水源头分离无害化处理设备，小型规格以1000 人口为处理单元，中型规格以5000人口为处理单元，大型规格以10000人口为处理单元，根 据实际需要来确定具体的处理规模大小。处理方式是粪便污水排放后进入管网前立即进行 分离，把传统模式的末端集中后分离程序提到源头来进行。分离的粪便污泥不进入市政管 网，当即处理成为无菌无卵的有机肥，资源回收，返还农田；分离的污水当即处理成为不含 病原微生物的中性水，一部分设备循环利用，一部分进入管网达标排放。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的城市生活污水源头分离无害化处理设备，它包括第一分离器、第二分离器、灭菌装 置、物料箱、污水处理装置和自动化控制系统。第一分离器的粪便污水入口承接楼房卫生间管道，从最高层到最低层的粪便污水 在地下室收集分离。收集和分离同时进行，在源头就把污泥和污水分成两部分。分离器为 双层结构，内层呈倒置的伞状，上面布满长条形和圆形的筛孔。外层的底部呈斜面状，斜面 的低点处设污水出口。双层结构形成内外两个腔体，内腔体为污泥容器，外腔体为污水容 器。分离是静态进行，以避免粪便与污水搅拌混合，不用动力节约能源，分离速度高且效果 好。分离后的污水通过污水管流入污水处理装置，粪便污泥一号阀门打开进入第二分离器。第二分离器容积比第一分离器大数倍，除具备分离功能外还兼有储存功能。因储 存的时间相应长一些，可起到沉淀分离的作用，使第一次分离后的粪便污泥含水量进一步 减少。由于容量大，可以缓解整栋楼房在同一时间如厕的压力。第二分离器与第一分离器 的设计基本相同，分离后的污水通过污水管流入污水处理装置，粪便污泥二号阀门打开进 入物料箱。灭菌装置由压力泵、干粉喷雾器、高压喷口构成。干粉喷雾器设置三只，根据需要 可以增加或减少。三只喷雾器中分别装入生物灭菌粉、石灰粉和草炭粉，在粪便污泥从第二 分离器中向物料箱落下时，按设计的比例同时喷向粪便污泥进行均勻混合，使粪便污泥发 生无害化的反应变化。一是对粪便进行灭菌杀卵消毒；二是促使粪便熟化干化；三是补充 农作物需要的成分，使粪便污泥成为真正意义上的有机肥料。通过灭菌装置处理后的粪便 污泥可以回收利用，服务于农业生产。污水处理装置内设有一级过滤器、二级过滤器。由第一分离器和第二分离器分离 的污水，经一级、二级双重过滤后，悬浮物含量低于千分之五。装置内还设有水浸式紫外灯、 异味清除器，再经过灭菌处理和对异味的分解，污水最终达到中性水的程度。一部分用来对 第一分离筛、第二分离筛、一级过滤器和二级过滤器进行反冲洗，多余部分通过溢流口排入
4市政管网。排走的中水符合国家排放要求，对环境不造成污染。一级、二级过滤器产生的污 水渣，由污水泵抽出输送到第一分离器再次进行分离。物料箱的入口与第二分离器出口相承接，入口壁上有与高压喷口相对应的灭菌 孔。物料箱下面安装重量感应器，箱外部设有报警器，箱内物料达到预定重量，报警器鸣响。 物料箱装有轮子，箱满后推走，用入口盖将入口和灭菌孔封住，以免异味溢出。然后换上新 箱继续工作。自动化控制系统控制的部位有一号阀门、二号阀门、压力泵、重量感应器、报警 器、水浸式紫外灯、异味清除器、污水泵和高压泵。用电量小、耗能低。本实用新型城市生活污水源头分离无害化处理设备的有益效果是1、从根本上彻底改变了传统城市污水末端集中处理模式，把末端处理变为源头处 理；2、城市的粪便污水不用远距离转移输送到污水处理厂处理，节约大量为此而付出 的建设费用和运行费用；3、对粪便污水单独源头处理，可有效减少其它废水的污染负荷；4、粪便的量与污水处理厂污泥的量几乎相当，解决了污泥处理这一世界性难题；5、粪便有机肥中没有其它有害复杂成份，回收返田，起到改良土壤和提高农作物 品质的作用；6、粪便有机肥可创造经济效益，在世界首次实现污水处理在盈利的轨道上运行；7、设备占地面积小，在地下室就可以操作，节省大量土地和建设资金；8、制造成本低，投资小，实施可以与房地产开发相结合，容易整合多方资金参与污 水治理；9、设备自动化程度高，操作简便，易于推广普及。
图1为本实用新型整体安装示意图；图2为反冲洗器装配示意图；图3为分离器筛孔示意图；图4为物料箱结构示意图；图5为灭菌装置结构示意图；图6为阀门齿条齿轮示意图；图7为图6的俯视图；图8为过滤器剖面示意图；图9为图8的俯视图。对各幅附图中的标示说明如下⑴粪便污水入口、(2)第一分离器内腔体、(3)第 一分离器、(4)第一反冲洗器、(5)第一分离筛、(6) —号阀门、(7)第一分离器外腔体、(8) 第二分离器、(9)第二分离器内腔体、(10)第二分离筛、(11)第二反冲洗器、(12) 二号阀门、 (13)连结扣、(14)第二分离器外腔体、(15)灭菌装置、(16)物料箱、(17)物料箱轮、(18) 污水泵、(19)隔离板、(20)污水处理装置、(21)污水渣输送管、(22) 二级过滤器、(23)高 压水泵、(24)发射头、(25) —级过滤器、(26)水浸式紫外灯、(27)异味清除器、(28)溢流口、(29) 二号除垢器、(30) 一号除垢器、(31)污水管、(32)净水管、(33)筛上框、(34)分离 器筛孔、(35)筛下框、(36)灭菌孔、(37)入口盖密封圈、(38)入口盖、(39)物料箱盖、(40) 箱盖密封条、(41)报警器、(42)重量感应器、(43)支撑架、(44)压力泵、(45)干粉喷雾器、 (46)高压喷口、(47)齿条、(48)齿轮、(49)固定孔、(50)粗过滤网、(51)过滤器外壳、(52) 过滤器反冲洗器、(53)细过滤网、(54)固定销、(55)污水腔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明实施例一如图1、图2、图3所示，粪便污水入口 1上端与楼房卫生间下水管道相接，下端与 第一分离器3相通，第一分离器3中安装第一分离筛5，筛面布满分离器筛孔34，第一分离 筛5由筛上框33和筛下框35固定，在第一分离器3内形成第一分离器内腔体2和第一分 离器外腔体7，第一分离筛5的外面设置第一反冲洗器4，对分离器筛孔34进行反冲洗，第 一分离器3的下端安装一号阀门6。实施例二如图1、图6、图7所示，第一分离器3与第二分离器8连接并相通，第二分离器8 与第一分离器3设计基本相同，只是容积大数倍，第二分离器8中设置第二分离筛10，形成 第二分离器内腔体9和第二分离器外腔体14，在第二分离筛10外面设置第二反冲洗器11， 在第二分离器8的下端安装二号阀门12，二号阀门12的下面与物料箱16连接处设有连接 扣13。二号阀门12由齿条47和齿轮48驱动，齿条47通过固定孔49用螺栓固定。实施例三如图1、图4、图5所示，第二分离器8与物料箱16连接并相通，物料箱16的入料 口壁上开有灭菌孔36，物料箱16上面安装灭菌装置15，灭菌装置15中安装压力泵44、干粉 喷雾器45，灭菌装置15的高压喷口 46与灭菌孔36相通，物料箱16的下面安装重量感应 器42，由支撑架43支撑，箱外安装报警器41，物料箱16的入口上面设有入口盖38，入口盖 38内有入口盖密封圈37，物料箱16上安装物料箱盖39，物料箱盖39内有箱盖密封条40， 物料箱16下部安装物料箱轮17。实施例四如图1、图8、图9所示，污水处理装置20中安装隔离板19，隔离板19的一侧安装 一级过滤器25，另一侧安装二级过滤器22，两个过滤器均由过滤器外壳51、粗过滤网50、细 过滤网53、过滤器反冲洗器52构成，中间为污水腔55，过滤器由固定销54固定，污水管31 连接第一分离器3、第二分离器8和一级过滤器25，污水管31外面安装一号除垢器30和二 号除垢器29，污水处理装置20的上部安装水浸式紫外灯26、异味清除器27，异味清除器27 的发射头24安装在污水处理装置20内的中部，在污水处理装置20上部四分之三处开有溢 流口 28，污水处理装置20的外部安装高压水泵23，净水管32连接高压水泵23和第一反冲 洗器4、第二反冲洗器11，污水处理装置20的外部安装污水泵18，污水渣输送管21连接污 水泵18和第一分离器3。
权利要求一种城市生活污水源头分离无害化处理设备，包括第一分离器(3)、第二分离器(8)、灭菌装置(15)、物料箱(16)、污水处理装置(20)，其特征在于粪便污水入口(1)与楼房下水管道相通，第一分离器(3)在源头将粪便污水分离成粪便污泥和污水，第二分离器(8)连接第一分离器(3)，对粪便污泥进一步沉淀分离，灭菌装置(15)对分离后的粪便污泥进行灭菌干化，物料箱(16)连接第二分离器(8)，粪便有机肥进入物料箱(16)储存，分离后的污水通过污水管(31)进入污水处理装置(20)进行无害化处理。
2.根据权利要求1所述的城市生活污水源头分离无害化处理设备，其特征在于，在第 一分离器(3)中安装布满分离器筛孔(34)的第一分离筛(5)、安装第一反冲洗器(4)，使第 一分离器(3)内形成第一分离器内腔体(2)和第一分离器外腔体(7)。
3.根据权利要求1所述的城市生活污水源头分离无害化处理设备，其特征在于，灭菌 装置(15)由压力泵(44)、干粉喷雾器(45)、高压喷口(46)构成，干粉喷雾器(45)内装有 生物灭菌粉、石灰粉和草炭粉，高压喷口(46)与物料箱(16)的灭菌孔(36)相通。
4.根据权利要求1所述的城市生活污水源头分离无害化处理设备，其特征在于，污 水处理装置(20)中安装隔离板(19)、一级过滤器(25)、二级过滤器(22)、水浸式紫外 灯(26)、异味清除器(27)，过滤器内安装粗过滤网(50)、细过滤网(53)、过滤器反冲洗器 (52)，在污水处理装置(20)的外部装有高压水泵(23)，通过净水管(32)对第一分离筛(5) 和第二分离筛(10)进行反冲洗，装有污水泵(18)，通过污水渣输送管(21)连接第一分离器 (3)，污水管(31)外部安装一号除垢器(30)、二号除垢器(29)。
5.根据权利要求1所述的城市生活污水源头分离无害化处理设备，物料箱(16)入口壁 上开有灭菌孔(36)，物料箱(16)上部装有入口盖(38)、物料箱盖(39)，下部装有重量感应 器(42)，外部装有报警器(41)和物料箱轮(17)。
专利摘要本实用新型涉及一种城市生活污水源头分离无害化处理设备，属环境保护设备技术领域。技术方案包括与楼房下水道相连接的第一分离器、第二分离器、灭菌装置、物料箱、污水处理装置和自动化控制系统。粪便污水从楼房下水道直接进入分离器进行固液分离，然后分别对粪便污泥和污水进行无害化处理，在短时间内粪便污泥成为有机肥，污水达到排放要求。其特征是，把城市粪便污水在源头处理，改变传统污水末端集中处理落后模式，节约建设费用和运行费用，有利于环境保护。粪便有机肥回收利用，创造价值，城市污水治理可以在盈利的轨道上良性运行。达到了国家对污染物“减量化、无害化、资源化”要求。本实用新型适合城镇楼房粪便污水的直接源头处理。
文档编号C05F7/00GK201694918SQ20102000059
公开日2011年1月5日 申请日期2010年1月11日 优先权日2010年1月11日
发明者齐冰 申请人:齐冰