厕所粪尿处理的工艺方法

专利名称：厕所粪尿处理的工艺方法
技术领域：
本发明属于人粪尿的处理技术领域，具体是一种厕所粪尿处理的工艺方法。
现有技术中，国内外均有许多关于粪尿的处理方法及装置的报导。有处理猪粪、鸡粪、人粪尿的各种技术。其或者单采用曝气的方法，大多加入人工培养的微生物，但或其菌种单一，或其菌种复杂，工艺条件控制不当，从而导至粪尿处理不彻底，并产生大量污泥而最终无法推广使用。如公开号为CN1309098A中国专利申请文件报导用自行人工组配的共计5科122种类22株复合微生物，经培养定株、好氧、兼气和厌氧发酵分解、沉淀、过滤脱色、灭菌消毒的方法，该方法以好氧降解气化和过滤、脱色为去除有机物的主体和关键，包括初级分解池、发酵分解池、二级发酵分解池为主反应池均以曝气微生物氧化为主体，三个主反应段(曝气)，因日曝气，夜停曝，其中的微生物群处于间歇消胀状态，功能不稳和削减，且该法形成的剩余污泥也较多，可以导致后续过滤及脱色多级工段的阻塞故障。
本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，为人们提供一种便于操作、高效节能、节水、可因地、因时制宜、清洁卫生、有利于保护环境、适用于活动和固定厕所的厕所粪尿处理的工艺方法。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
本发明的厕所粪尿处理的工艺方法，是首先将粪尿在置有优质厌氧种泥的厌氧间进行厌氧处理，并通过置有附着有厌氧微生物膜的组合填料层的过滤间进行过滤，然后进入置有附着有好氧微生物膜的组合填料层和曝器设备的接触氧化间进行好氧处理，在消毒间用UV或O3消毒后最后进入消毒水贮存间，其中，厌氧处理和过滤在封闭系统中进行，发酵温度根据实际使用人次不同的季节可控制在15～30的范围内。
上述封闭系统即厌氧段产生的沼气，由导气管集中导出，再经与导气管联接的气体洗涤阻燃器，洗涤脱臭后排出或洗涤脱臭后进一步导向自动燃烧器，燃烧后排出。
上述厌氧处理可为二级或三级厌氧处理即将粪污随冲洗水进入置有优质厌氧种泥的初级厌氧间(1)，使其被厌氧微生物水解液化、发酵分解；粗筛过滤后进入置有同样种泥的二级厌氧间即主发酵间(2)进一步发酵分解和气化；通过过滤筛网后进入三级厌氧间(3)使厌氧消化泥沉降，发酵液继续气化；上述初级厌氧间(1)和二级厌氧间(2)或二级厌氧间(2)和三级厌氧间(3)也可合并为一个厌氧间。
上述三级厌氧消化液可再进入液固分离间(4)，使消化泥固形物进一步沉降分离。
上述过滤可以设计为二级厌氧过滤，即经沉降分离的厌氧消化液进入二级厌氧过滤间(5)、(6)，通过附着厌氧微生物膜的组合填料层使可溶性有机物进一步迅速降解气化；上述好氧处理可以设计为二级好氧处理，即经二级厌氧过滤间后的含有残余的可溶性有机物随厌氧出水通过布水管进入设置附着有好氧微生物膜的组合填料层的二级接触氧化间(7)、(8)，并经曝气处理，使残余的可溶性有机物进一步好氧降解，气化；上述经二级接触氧化间好氧处理的水可经筛网过滤后再进入消毒间，经UV或O3消毒后进入消毒水贮存间，再由水泵提升到高位水箱备用冲厕。
上述优质厌氧种泥，是指将厌氧污泥在人类尿上培养，驯化富集而成的适用人类尿处理的菌泥，可以制备或购买而得。
上述优质厌氧种泥使用时其启动过程是1、在系统试水试气的条件下，先加足水，同时加热到28℃左右，恒温在25℃～28℃。
2、在初级厌氧发酵间1和二级厌氧发酵间2，投入配套的优质厌氧种泥20％～25％W/W(菌泥TS含量即固含量以约30％计)。
3、在菌泥入池后恒温培养3～5天，启动少量循环水冲洗，可进少量人粪尿。培养3～5天后，可低负荷运行。
本发明的技术方案中，菌泥(接种用)来自多源的优质厌氧污泥，在人类尿为唯一培养底物上，驯化富集出专用的微生物混合培养物。它是嗜人粪尿的庞大微生物群体，以四大类厌氧消化功能菌群为主，也包含有兼氧微生物和好氧微生物。本菌泥，一般只在启动系统时一次加足，以后不需续加。
本发明的技术方案中，微生物处理的菌况分厌氧和好氧两部分。其中厌氧段微生物全部来自接种菌泥，也来自人粪尿(携带大量微生物)；好氧段微生物来自厌氧段菌泥，但在曝气条件下，适者生存，强胜弱汰，严格厌氧的微生物被淘汰，兼性和好氧的微生物被富集附着在悬挂的填料上，形成生物膜。好氧微生物是与厌氧微生物根本不同的微生物群，前者嗜氧，终产物是氧化的CO2、NO2、NO3、N2、SO3、SO4，每去除1KgBOD(有机物)，活性污泥法产泥约40％～60％，而后者不仅不需氧而且厌恶氧，终产物是还原和发酵的CH4、CO2、NH3、H2S等，每去除1KGgBOD，产泥约5％～10％。
本发明的技术方案中，是以厌氧为主体，包括初级厌氧间1、二级厌氧间2、三级厌氧间3、辅以液固分离间，大量毁解和截留粪污固形物，接厌氧过滤间4、二级厌氧过滤间5，以充分降解气化可溶性有机物。厌氧段可去除粪污有机物90％以上。后续好氧段，包括接触氧化间7和二级氧化间8，利用好氧微生物将厌氧出水中残存的有机物进一步氧化耗尽。在厌氧段各级和好氧段各级分别培养和存留不同的优势微生物群，在相对稳定的条件下，持续、高效地协同作用，将粪污几近耗尽。
运行中，三个月以上定期按实际运行状况，抽出少量厌氧消化的剩余污泥。后者已稳定化，不孳生蝇蛆，富含植物营养，经简单灭杀寄生虫卵等处理，即为卫生的优质有机肥，就地消化回归自然。
产生的沼气，经洗涤后除去异味，并隔断与大气的直接连通，一则维护厌氧段的厌氧环境，二则阻断外界火源导致的回火隐患。为此，使系统无异味外泄，加之厕所采用冲洗法，便器下设水封，又设简易通风设施，整个厕所卫生难有异味。导出的沼气进沼气自动燃烧器燃烧后成CO2和H2O无害排出。
本发明可采用O3，也可以用UV法(紫外灯照射)消毒灭菌。
与已有技术比本发明具有以下特点(1)本发明以多级厌氧为主体，毁解粪污有机物，气化脱臭，运行过程按液位落差进行，无须外加能量；为维护恒温条件，需加热弥补散失的热能，但有良好的保温设施，运行时补热量不多，且气温较高时无须补能或只补极少热能。本法中好氧仅是辅助处理厌氧出水中残余的不足10％的污物。因此，本法能耗低节能效益高。
(2)本发明的厌氧和好氧各级均置于相对稳定的优化条件，有利于不同的优势微生物群体，在各自的岗位上高效工作，相互的协调作用不仅在各反应器内，且在各反应器之间得到强化和维护。系统不仅高效，且稳定。
(3)本发明可从自然界中到处获得不同的厌氧污泥和好氧污泥，原料丰富、成本低，这些种类繁杂的微生物，在不同的发酵原料〔例如粪污)和不同的环境条件下，会自然地协同作用，逐渐造就优势互补的各种微生物的联合体——菌泥，净化环境。我们培育菌泥协同作用，并令其在优化的各个环境条件下工作，仅仅是为了强化自然界早就有了的过程的效率和稳定性。
(4)本发明根据厌氧消化和好氧处理的规律，可利用筛网、折流、斜板和组合填料等法滞留固形物，不易发生运行阻塞，故障极少。
(5)本发明净化水可达国家相关标准，最后用于冲厕所循环。
总之，上述技术方案为人们提供了一种便于操作、高效节能、节水、可因地、因时制宜、清洁卫生、有利于保护环境、适用于各种活动和固定厕所的厕所粪尿处理的工艺方法。
下面通过实施例及附图进一步描述本发明，本发明不仅限于所述实施例。
附

图1为本发明工艺的装置结构示意图之一例，A、为厌氧段；B、为好氧段。
附图2为附图1的箱体和顶盖结构示意图，A、为厌氧段；B、为好氧段。
附图3为附图1液固分离间的L形薄板和斜板位置示意图。
图中1、厌氧间；2、厌氧间；3、厌氧间；4、液固分离间；5、厌氧过滤间；6、厌氧过滤间；7、接触氧化间；8、接触氧化间；9、消毒间；10、箱体；11、隔板；12、斜板；13、缺口；14、凸沿；15、消毒水贮存间；16、细筛网；17、布水槽；18、布水槽溢出流向斜板；19、曝气器；20、UV灯管；21、过滤网；22、过滤网；23、L形薄板；24、溢流堰；25、附着厌氧微生物膜的组合填料层；26、布水板；27、布水板；28、多孔集水管；29、顶盖；30、水封槽；31、导气管；32、气体洗涤阻燃器；33、多孔集水管；34、附着好氧微生物膜的组合填料层；35、多孔布水板；36、多孔布水板。
实施例一如图1～2所示首先，在系统(厌氧)试水试气的条件下，先加足水，同时加热到28℃，恒温在25℃～28℃；然后，在初级厌氧发酵间1和二级厌氧发酵间2，投入配套的优质厌氧种泥20％～25％W/W(菌泥TS含量即固含量以约30％计)；在菌泥入池后恒温培养3～5天，启动少量循环水冲洗，可进少量人粪尿，再培养3～5天。
将优质厌氧种泥在初级厌氧间(1)、〔2〕内启动后，将上方厕所粪污随冲洗水进入初级厌氧间(1)，在(1)中，粪污被厌氧微生物水解液化，发酵分解，固形物变小。发酵液通过粗筛网(21)进二级厌氧间(2)，此为主发酵间，在(2)中，细小固形物和丰富的可溶性有机物被迅速发酵分解和气化。仅带有少量消化污泥和少量可溶性有机物的发酵液通过筛网(22)进三级厌氧间(3)。在(3)中，厌氧消化泥沉降，发酵液继续气化。消化液再由下向上，进入由一块L形薄板(23)和一块斜板(12)构成的液固分离间(4)。在(4)中，消化泥固形物被进一步沉降分离。较清的厌氧消化液通过溢流堰(24)进入厌氧过滤间(5)的上方，下流通过附着有厌氧微生物膜的组合填料层(25)，再通过多孔的布水板(26)流向二级厌氧过滤间(6)的底部布水板(27)下；再通过(6)的布水板(多孔)(27)，上流经过与(5)中同样的组合填料层，进入上方的多孔集水管(28)。在厌氧过滤间(5)和(6)中，可溶性有机物被进一步迅速降解气化。厌氧段产生的沼气，被关闭在有下沿的顶盖(29)和箱体上沿的水封槽(30)之间。沼气籍借形成的压力，由顶盖上的导气管(31)集中导出。再经与导气管联接的气体洗涤阻燃器(32)，洗涤脱臭后排出。或进一步导向沼气自动燃烧器，燃烧后排放，热能用于水箱加热。
二级厌氧过滤间(6)上方的集水管(28)与接触氧化间(7)上方的布水管(多孔)(33)相通，残余的可溶性有机物随厌氧出水通过布水管下流，经过附着好氧微生物膜的组合填料层(34)，通过底部的布水板(多孔)(35)，进入二级接触氧化间(8)底部的布水板(多孔)(36)下，再上流通过与(7)相同的组合填料层，透过上方的细筛网(16)经缺口(13)进入消毒间(9)上部靠壁的布水槽(17)。接触氧化间(7)、(8)中，残余的可溶性有机物被进一步好氧降解，气化，几近耗尽。
净化水从布水槽溢出流向斜板(18)，形成薄层水流。在斜板的上方设置UV灯管(20)照射，强力杀菌消毒。消毒水顺斜板下端流入下部的消毒水贮存间(15)。再由受液压自控的水泵，提升到上方厕所的高位水箱备用冲厕。净化水可达国家相关标准。
权利要求
1.一种厕所粪尿处理的工艺方法，其特征在于首先将粪尿在置有优质厌氧种泥的厌氧间进行厌氧处理；并通过置有附着有厌氧微生物膜的组合填料层的过滤间进行过滤；然后进入置有附着有好氧微生物膜的组合填料层和曝器设备的接触氧化间进行好氧处理；在消毒间用UV或O3消毒后最后进入消毒水贮存间，其中，厌氧处理和过滤在封闭系统中进行，发酵温度控制在15～30的范围内。
2.根据权利要求1所述的厕所粪尿处理的工艺方法，其特征在于所述经好氧处理后的水经筛网过滤后再进入消毒间，再用水泵将消毒水贮存间的水提升到高位水箱备用冲厕。
3.根据权利要求1所述的厕所粪尿处理的工艺方法，其特征在于所述封闭系统即厌氧段产生的沼气，由导气管集中导出，再经与导气管联接的气体洗涤阻燃器，洗涤脱臭后排出或洗涤脱臭后进一步导向自动燃烧器，燃烧后排出。
4.根据权利要求1所述的厕所粪尿处理的工艺方法，其特征在于所述厌氧处理可为二级或三级厌氧处理将粪污随冲洗水进入置有优质厌氧种泥的初级厌氧间(1)，使其被厌氧微生物水解液化、发酵分解；粗筛过滤后进入置有同样种泥的二级厌氧间即主发酵间(2)进一步发酵分解和气化；通过过滤筛网后进入三级厌氧间(3)使厌氧消化泥沉降，发酵液继续气化。
5.根据权利要求1或4所述的厕所粪尿处理的工艺方法，其特征在于所述经厌氧间进行厌氧处理后的消化液经液固分离间(4)使消化泥固形物进一步沉降分离后再进入过滤间进行过滤。
6.根据权利要求1或5所述的厕所粪尿处理的工艺方法，其特征在于所述过滤设计为二级厌氧过滤经沉降分离的厌氧消化液进入二级厌氧过滤间(5)、(6)，通过附着厌氧微生物膜的组合填料层使可溶性有机物进一步迅速降解气化。
7.根据权利要求1或5所述的厕所粪尿处理的工艺方法，其特征在于所述好氧处理设计为二级好氧处理即经二级厌氧过滤间后的含有残余的可溶性有机物随厌氧出水通过布水管进入设置附着有好氧微生物膜的组合填料层的二级接触氧化间(7)、(8)，并经曝气处理，使残余的可溶性有机物进一步好氧降解，气化。
8.根据权利要求1或5所述的厕所粪尿处理的工艺方法，其特征在于所述优质厌氧种泥使用时其启动过程是1)、在系统试水试气的条件下，先加足水，同时加热到28℃左右，恒温在25℃～28℃。2)、在初级厌氧发酵间1和二级厌氧发酵间2，投入配套的优质厌氧种泥20％～25％W/W(菌泥TS含量即固含量以约30％计)。3)、在菌泥入池后恒温培养3～5天，启动少量循环水冲洗，可进少量人粪尿。培养3～5天后，可低负荷运行。
全文摘要
本发明是一种厕所粪尿处理的工艺方法,首先将粪尿在置有优质厌氧种泥的厌氧间进行厌氧处理;并通过置有附着有厌氧微生物膜的组合填料层的过滤间进行过滤;然后进入置有附着有好氧微生物膜的组合填料层和曝器设备的接触氧化间进行好氧处理;在消毒间用UV或O
文档编号C02F1/32GK1349939SQ0112916
公开日2002年5月22日 申请日期2001年12月10日 优先权日2001年12月10日
发明者裴锡理 申请人:裴锡理