专利名称：生物净化系统及其射流控制方法
技术领域：
本发明涉及环保技术，适用于生活污水、人粪尿及饲养场禽畜粪便等就地处理的净化系统。
由于人口膨胀和旅游行业的发展，地球压力增加，环境恶化。尤其在发展中国家，随着城市化的步骤加快，城郊饲养场、农家小院、居民点、城镇楼房等处的生活污水粪便到了非治理不可的地步。臭气熏天、地下水源受污染，以及难以重负的集总处理的滚滚黑臭污流浊水，既不能放任自流随意排放，也不能再走先污染后处理，或者分散排放与长途流运尔后集中处理的老路了。在旅游名胜风景地及自然保护区更不能长途流运和集中处理，因为流运管路和集中处理场会破坏植波和地貌及其渗漏污染地下洁净的水源。过去农村那种粪便不经充分消毒，就作农家肥而施放粮田菜地的作法，使肝炎、血吸虫之粪传染病寄生虫病漫延，这严重威胁全社会的健康水平，尤其对下一代的遗害深远。另外，经过净化处理后的人畜粪便是宝贵资源，给粮田果树等种植业灌溉，既消除了污染，又可增加土粮肥力，给人类社会持续发展铺设康庄大道。因此，社会上急需技术含量高、净化效果好、成本低及不需要维护，在污染源就地处理的生活污水与人畜粪便的净化系统。
本发明目的在于采用细菌菌解的方式对生活污水与人畜粪便就地处理，既处理臭水又处理臭气的生物净化系统及其射流控制方法；射流控制方法就是厌氧菌罐的避氧方法，厌氧菌罐的搅拌方法，需氧菌罐菌解液面的扩展方法及需氧菌罐的续氧方法。
本发明是这样实现的一种生物净化系统包括顺序连通的厌氧菌罐、需氧菌罐、附属于厌氧菌罐的缓冲罐及附属于需氧菌罐的呼吸装置。
所述厌氧菌罐包括清渣盖、壳体、浮球、进液管、出液口、投菌管、及出液管，其中缓冲罐既可在厌氧菌罐之前单独设置，也可以由壳体来充当；清渣盖位于壳体顶部，数个浮球浮在液面上，进液管由壳体腰部的下方与罐围成切线插入，出液口背离搅拌涡流方向在壳体肩臂部引出，而出液管是引向需氧菌罐进液椎状管的连通管。
所述需氧菌罐包括放气盖、壳体、进液椎状管、喷雾头、填料筛、填料、接雾反应面体、去臭菌基包、单向阀供氧管、抽液管及排放管，其中呼吸装置由吸入氧气的单向阀供氧管和呼出二氧化碳的去臭菌基包构成；放气盖安装于壳体顶部，椎状管由壳体底部的轴心插入，单个或多个喷雾头安装在推状管顶端及其高度低于厌氧菌罐的出液口，在喷雾头下的椎状管上套装填料筛，填料散布于填料筛上，在喷雾头上方空间安装伞状或多伞群体的反应面体，在反应面体上放置去臭菌基包，菌基包之上是放气盖，从壳体肩部向壳体底部插入抽液管及向喷雾空间插入单向阀供氧管。
所述厌氧菌罐与需氧菌罐的壳体采用仿生卵球体、椭球体、球体、椭球端头柱体的薄壳或其它厚壁箱体。
一种生物净化系统的射流控制方法中的避氧方法在于厌氧菌罐的避氧是其进液管和出液管的水封。
一种生物净化系统射流控制方法中的搅拌方法在于厌氧菌罐的搅拌是由壳体腰部的下方与罐围成切线方向插入的进液管及起折射作用的壳体体壁所形成的搅拌涡流和浮在液面上的浮球，涡流动力是污水落差。
一种生物净化系统射流控制方法中菌解液面的扩展方法在于需氧菌罐的菌解液面的扩展是带有电离产氧功能的喷雾、接雾反应面体及暂存雾化液滴的填料筛及其填料，喷雾动力是接受脉冲式进液的缓冲罐的宽阔液面对需氧菌罐喷雾头出口极小面积之比和这二液面落差所形成的巨大液压。
一种生物净化系统射流控制方法的续氧方法在于需氧菌罐的续氧是喷雾电离产氧和过滤臭气而呼出二氧化碳的去臭菌基包与吸入氧气的单向阀供氧管所构成的呼吸装置的呼吸，呼吸动力是需氧菌罐的出液与喷雾进液所成需氧菌罐内无液空间与有液空间的波动。
一种生物净化系统净化量的扩展方法在于多组生物净化子系统的并联；排放水的使用方法在于直排、厕所二次水源及作天然有机液肥。
本发明优点是1、结构简单、生物净化效果好、成本低、以及基本上不需要维护。
2、保护生态，因其不需要大面积开挖长途流运的深沟，也不用大面积集总污水处理场，而是在污染地就地深埋地下的生物净化设备进行处理，从而保护了植被与地貌。
3、人与大自然和谐相处，因其先就地净化后再排放或作农家肥，净化后的排放水不再污染环境与地下水源。
4、排放水可作为冲厕的二次水源，而使厕所封闭运行；若按一定比例掺入新水，则可持续运转，若封闭运行，则冲厕水几年才需要换一次。
5、变废为宝，提供了增加土壤肥力的天然液肥，这适应于人类社会持续发展。
下面结合附图进一步说明。
图1本发明原理图；图2本发明实施方式之一；
图3本发明实施方式之二；图4本发明实施方式之三；图5本发明实施方式之四；图6显示图5厌氧菌罐涡流搅拌方式的C-C剖面图。
图中标志符对照表1、密封清渣盖 2、浮球 3、厌氧菌罐壳体 4、进液管5、出液口 6、出液管7、需氧菌罐壳体 8、抽液管9、椎状管 10、喷雾头 11、填料筛 12、填料13、排放管 14、反应面体 15、去臭菌基包 16、单向阀供氧管17、放气盖 18、投菌管 F、缓冲罐A、厌氧菌罐B、需氧菌罐 Brth、呼吸装置图1本发明原理图。一种生物净化系统包括顺序连通的属于厌氧菌罐A的缓冲罐F、厌氧菌罐A、需氧菌罐B、以及属于需氧菌罐B的呼吸装置Brth。它们之间用管道连通，U型管表示水封，箭头表示流向，左面的箭头表示污水流入，右面箭头表示净化水流出。
在夹杂着人畜粪便的生活污水中，存在着的固体不外乎食物残渣，人畜排泄物，和作为食物原料的水果、蔬菜、谷物、肉蛋及可降解手纸的细块。这些固体经过厌氧菌罐A内细菌的作用，菌解成短链的脂肪酸与氨基酸等碎片而溶于水和放出甲烷(CH4)、硫化氢(H2S)、氨(NH4)及二氧化碳(CO2)，前三者是臭气，后者无味无毒。
在需氧菌罐B内，有机物溶质进一步菌解成水和氮、磷、钾之类液肥及进一步产气。所产气体中的臭气经过呼吸装置Brth内的去臭细菌的作用，主要变成无毒无味的CO2，其次是氢气(H2)及氮气(N2)等而施放于大气中。与此同时，氧气(O2)通过呼吸装置Brth吸入和需氧菌罐喷雾电离自产。
缓冲罐F属于厌氧菌罐，以缓存脉冲式流入的生活污水与粪便。GND代表地面，表示生物净化系统深埋地下。病毒、致病菌和寄生虫卵在厌氧菌罐内被杀灭。厌氧菌在需氧菌罐内受抑制和湮灭。
本发明可以作为子系统进行多个并联，以扩展污水净化量。
图2本发明实施方式之一。一种生物净化系统包括顺序连通的属于厌氧菌罐A的缓冲罐F、厌氧菌罐A、需氧菌罐B、及属于需氧菌罐B的呼吸装置Brth；呼吸装置由单向阀供氧管16和呼出CO2的去臭菌基包15组成。
缓冲罐F只是缓存由地面脉冲式流入的生活污水与人畜粪便。所述厌氧菌罐A包括清渣盖1、浮球2、壳体3、水封进液管4、出液口5、水封出液管6、及投菌管18；清渣盖1装在壳体3的顶部并且密封，进液管4由圆柱状壳体3的腰部的下方与罐围成切线方向插入，而水流再经壳体体壁折转而形成搅拌涡流，出液口采取背离涡流方向引出，出液管6与下一级需氧菌罐B的进液椎状管9连通后构成水封，浮球2浮在液面上，以增强搅拌和盛装菌种以及当液面处于出液口高度时可阻止飘浮物进入出液口5，带有密封盖的投菌管18直插壳体3内，以便后期投放菌种。
所述需氧菌罐B包括壳体7、椎状管9、喷雾头10、填料筛11、填料12、接雾反应面体14、去臭菌基包15、单向阀供氧管16及放气盖17；放气盖17装在壳体7的顶部，不必密封，而下大上小的椎状管9由壳体7的底部轴心穿入并作为进液之用，椎状管9顶部安装多个或单个喷雾头10，其高度低于厌氧菌罐的出口5，在喷雾头10之下的椎状管9上，套装数个多孔的填料筛11，在填料筛11上散布填料，在喷雾头10的上部空间安装多孔多皱折伞状或多伞集成的接雾反应面体14，在反应面体14上放置去臭菌基色15，臭气必经过去臭菌基包15过滤而变成CO2再由放气盖17放向大气，单向阀供氧管16由壳体7的肩部插向喷雾空间及填料筛之间的空间，以吸入氧气，呼吸动力是需氧菌罐B内有液与无液空间之间大小的波动，排放口13在填料筛11之下由壳体7穿出，它也是抽查净化水的抽液管。单向阀供氧管16还可以后续投放菌种。喷雾电离也可以续氧。
图3本发明实施方式之二。一种生物净化系统包括前者在内后者在外的互相嵌套的圆桶状厌氧菌罐A和需氧菌罐B以及属于需氧菌罐B由单向阀供氧管16与去臭菌基包15组成的呼吸装置Brth；A罐自身也充当缓冲罐F。
厌氧菌罐A，需氧菌罐B及呼吸装置Brth均与图2相同，所不同的只是厌氧菌罐自身充当了缓冲罐F和在需氧菌罐B内增加了由肩至底部的抽液管8，以提灌和抽查净化液体。罐A中流线表示搅拌涡流，向下的箭头及其堆积物表示不能被菌解数量极少的残渣。
图4本发明实施方式之三，它是图3的变体，二者结构基本相同。厌氧菌罐A改在外，而需氧菌罐B在内而且处于中轴位置，二者匀称嵌套，A的出液管6在B内，其开口在B罐的肩臂部并顺沿罐壁至底，再与B内的椎状管9相连通；B罐的排放管B横穿A罐至罐外；A罐的壳体3也充当缓冲罐F。
图5本发明实施方式之四。一种生物净化系统包括顺序连通的厌氧菌罐A、需氧菌罐B及属于需氧菌罐B的呼吸装置Brth，A罐的壳体3充当了缓冲罐F，其部件的标志符及其连通关系与上述几种实施方式基本相同，只是做了如下改进1、厌氧菌罐A和需氧菌罐B二罐分立，既降低了生产工艺难度，又改善了细菌菌生条件；2、壳体都是卵球体薄壳，节省材料和提高强度；3、厌氧菌罐的壳体3自身做了缓冲罐，这有利于污水中固体残渣的菌解率提高；4、取消了投菌管18，取而代之由地面便盆投放后续菌种，从而降低厌氧菌罐的漏气几率。
经过改进后，罐A每20年清渣一次，去臭菌基包每2年更新一次，而后续菌种投放至多每半年来一次，也可以不投；后续投放菌种有利于排放水净化等级提高。即使不后续投放菌种，排放水的净化指标至少符合《GB8978-1996污水综合排放标准》的二级排放指标。
图6显示图5中厌氧菌罐涡流搅拌方式的C-C剖视图。这是阶梯剖视图，右半部分表示搅拌涡流的流线，左半部分表示出液口背离搅拌涡流而形成局部众多小涡流的情况，这些小涡流可以阻止飘浮物冲入出液口。
显然，本领域技术人员在本发明构思产品及方法保护范围之内所做的各种变体，都不超出本申请案的保护范围。
权利要求
1.一种生物净化系统包括顺序连通的厌氧菌罐、需氧菌罐、附属于厌氧菌罐的缓冲罐及附属于需氧菌罐的呼吸装置。
2.根据权利要求1所述的净化系统，其特征在于所述厌氧菌罐包括清渣盖、壳体、浮球、进液管、出液口、投菌管、及出液管，其中缓冲罐既可在厌氧菌罐之前单独设置，也可以由壳体来充当；清渣盖位于壳体顶部，数个浮球浮在液面上，进液管由壳体腰部的下方与罐围成切线插入，出液口背离搅拌涡流方向在壳体肩臂部引出，而出液管是引向需氧菌罐进液椎状管的连通管。
3.根据权利要求1所述的净化系统，其特征在于所述需氧菌罐包括放气盖、壳体、进液推状管、喷雾头、填料筛、填料、接雾反应面体、去臭菌基包、单向阀供氧管、抽液管及排放管，其中呼吸装置由吸入氧气的单向阀供氧管和呼出二氧化碳的去臭菌基包构成；放气盖安装于壳体顶部，椎状管由壳体底部的轴心插入，单个或多个喷雾头安装在推状管顶端及其高度低于厌氧菌罐的出液口，在喷雾头下的椎状管上套装填料筛，填料散布于填料筛上，在喷雾头上方空间安装伞状或多伞群体的反应面体，在反应面体上放置去臭菌基包，菌基包之上是放气盖，从壳体肩部向壳体底部插入抽液管及向喷雾空间插入单向阀供氧管。
4.根据权利要求1、2、3所述的净化系统，其特征在于所述厌氧菌罐与需氧菌罐的壳体采用仿生卵球体、椭球体、球体、椭球端头柱体的薄壳或其它厚壁箱体。
5.一种生物净化系统的射流控制方法中的避氧方法在于厌氧菌罐的避氧是其进液管和出液管的水封。
6.一种生物净化系统射流控制方法中的搅拌方法在于厌氧菌罐的搅拌是由壳体腰部的下方与罐围成切线方向插入的进液管及起折射作用的壳体体壁所形成的搅拌涡流和浮在液面上的浮球，涡流动力是污水落差。
7.一种生物净化系统射流控制方法中菌解液面的扩展方法在于需氧菌罐的菌解液面的扩展是带有电离产氧功能的喷雾、接雾反应面体及暂存雾化液滴的填料筛及其填料，喷雾动力是接受脉冲式进液的缓冲罐的宽阔液面对需氧菌罐喷雾头出口极小面积之比和这二液面落差所形成的巨大液压。
8.一种生物净化系统射流控制方法的续氧方法在于需氧菌罐的续氧是喷雾电离产氧和过滤臭气而呼出二氧化碳的去臭菌基包与吸入氧气的单向阀供氧管所构成的呼吸装置的呼吸，呼吸动力是需氧菌罐的出液与喷雾进液所成需氧菌罐内无液空间与有液空间的波动。
9.一种生物净化系统净化量的扩展方法在于多组生物净化子系统的并联；排放水的使用方法在于直排、厕所二次水源及作天然有机液肥。
全文摘要
生物净化系统及其射流控制方法涉及环保技术,适用于生活污水、人粪尿及饲养场禽畜粪便等就地处理的净化系统。目的在于采用细菌菌解的方式对生活污水与人畜粪便就地处理。一种生物净化系统包括顺序连通的属于厌氧菌罐A的缓冲罐F、厌氧菌罐A、需氧菌罐B、以及属于需氧菌罐B的呼吸装置Brth。它们之间用管道连通,射流控制方法就是厌氧菌罐的避氧方法,厌氧菌罐的搅拌方法,需氧菌罐菌解液面的扩展方法及需氧菌罐的续氧方法。结构简单、生物净化效果好、成本低、以及基本上不需要维护。保护生态;人与大自然和谐相处;排放水可作为冲厕的二次水源;变废为宝。
文档编号B01F5/20GK1277157SQ99109039
公开日2000年12月20日 申请日期1999年6月15日 优先权日1999年6月15日
发明者刘永来, 刘永昌 申请人:刘永来