专利名称：粪便污水处理回用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种污水处理及回用装置，特别是一种以粪便污水为处理对象的粪便污水处理回用装置。
本实用新型的优点是该装置各功能单元结构的合理改进设计，使各单元处理功能得到强化，采用接触氧化－厌氧脱氮－膜生物反应器(MBR)组合，使有机物降解和脱氮效果更好。采用有效的基于液位信号的自动控制手段使装置的运行更加稳定可靠。增加臭氧杀菌脱色除臭固体消毒剂消毒的辅助设施，提高处理水质，满足回用要求。本实用新型通过物理、化学、生物等手段的有效组合综合处理污染物浓度高，水量分布不均匀的粪便污水，并最终产生符合中水回用标准的再生水，可以循环用于冲厕，节水效果显著，有利于环境保护。可应用于固定厕所、移动厕所以及传统水冲式厕所的改造。
预沉池1，格栅装置2，调节池3组成物理处理器，(该物理处理器也可以是一般预先建设好的的化粪池)(参见
图1)预沉池1的末端与格栅装置2相连，格栅装置2同时与调节池3连通。其目的是将粪便污水中的固体杂物截留在预沉池1内，只允许少量的微小固体污染物和溶解态的有机污染物进入调节池3，在这里水质和水量得到调节，以适应污水产生量的不均衡特性。
接触氧化反应器4、厌氧反应器5和膜生物反应器6构成该装置的主体处理部件。调节池3中汇集的污水经由泵101连续打入接触氧化反应器4，通过气泵102曝气，进行好氧生物膜反应，降解有机污染物，氮物质在这里得到充分的氨化以及部分地硝化。处理后的污水溢流至厌氧反应器5，进行厌氧反硝化脱氮。出水再溢流至膜生物反应器6，经由气泵103曝气，进行好氧活性污泥反应，污水中有机污染物得到较完全地降解，氮物质充分硝化。通过回流泵104，部分泥水混合物回流至厌氧反应器5，使已硝化的氮物质充分反硝化脱氮。
臭氧发生器7、管道混合器8、精密过滤器9、高位水箱10、投药装置11构成辅助处理器。膜生物反应器6处理后的出水，经由泵105在管道混合器8中与臭氧发生器7产生的臭氧混合并反应，其目的是利用臭氧的强氧化性氧化分解水中的色度物质、杀菌并除臭味。少量的残留物通过精密过滤器9去除。处理后的再生水汇流于高位水箱10中，备循环回用。通过投药装置11加入固体消毒剂，以避免高位水箱10中滋生细菌而导致水质污染。
调节池3和高位水箱10是水量调节的承担者，可调节回用水量与处理量之间的平衡。调节池3和膜生物反应器6内分别装有浮球液位开关106，其与可编程控制器PLC12相连控制泵101的操作，调节池3和膜生物反应器6的液位信号，由浮球液位开关106反馈至可编程控制器PLC12，作为反应控制和流量调节的判定条件，实现对泵101的控制操作。
参见图2，预沉池1的末端是格栅装置2，它的前端有一组由悬垂隔板201和溢流隔板202组成的前置拦污隔板，悬垂隔板201的下边缘设于距池底板150mm处，溢流隔板202的上边缘距顶板50mm，两隔板间距为50～100mm。沿水流方向，溢流隔板202的后面依次粗格栅203，细格栅204，细格栅205。粗格栅203是由多根间距5mm的不锈钢筋在不锈钢框架上焊接而成，倾斜安装于池侧壁上设有的插槽206内，其安装倾角为60°，细格栅204、205是孔径2.5mm的不锈钢筛网，为垂直安装于池侧壁上设有的插槽206内。三个格栅均为活络式安装于池侧壁上的插槽206内，以便于需要时可抽出来清理污物。格栅装置的上方设一检查口207。在细格栅205之后是一组后置拦污隔板208、209，其安装与前置拦污隔板相同。这一结构设计的目的是将粪便冲洗水中的杂物拦截在格栅装置之前，并大部分截流于预沉池1中，只允许少量的微小固态污染物和溶解性有机污染物随污水汇流到调节池，待后续处理。
参见如图3，接触氧化反应器4与厌氧反应器5呈一体式结构，厌氧反应器后端通过溢流管301与膜生物反应器6相连。接触氧化反应器4通过其侧上部入口端的管路302与调节池泵101相连接，接触氧化反应器4中设有组合式生物填料303，作为活性污泥微生物的载体，活性污泥在填料的表面上形成生物膜。填料的下方，在反应器底部装有微孔曝气装置304，气泵305产生的压缩空气在这里以微气泡的形式混入污水中，向活性污泥微生物提供其生化反应所需的氧气，并起到搅拌和混合的作用，促进污水与生物膜的接触，同时冲刷掉填料表面的老化的生物膜。接触氧化反应器的末端是一块悬垂隔板306，其后面设置一块溢流隔板307。由前述，接触氧化反应器构成一个完全混合式反应器，总体水流呈下向流趋势，从而避免短流现象的发生，有利于有机污染物在该反应器中得到充分的降解，氮物质充分氨化。接触氧化反应后的处理水，经由悬垂隔板306的下方，通过上向流通道308溢流至厌氧反应器。厌氧反应器5的前端为悬垂隔板309，它与溢流隔板307构成厌氧反应器的下向流进水通道310，使处理水从厌氧反应器5的侧下部流入，在反应器中呈上向流趋势。此水力条件可保持该反应器内污泥呈悬浮状态，以维持厌氧反应的进行。厌氧反应后的出水沿管路301进入膜生物反应器6。膜生物反应器6由活性污泥反应槽311，中空纤维超滤膜组件312，和置于膜组件下方的穿孔曝气管313构成。气泵314生成的压缩空气，通过曝气管313，以中气泡的形式混入泥水混合液。其目的是，除供氧外，主要是利用中气泡曝气的较强的搅动效果，使中空纤维膜充分抖动，避免膜丝表面由于活性污泥的大量附着而堵塞，降低膜的运行压力，减轻膜污染，增加有效使用周期。膜片的两侧设置挡水隔板315，通过曝气在反应器内形成内循环，以利于泥水混合。经接触氧化处理后的污水，通过膜生物反应器内的活性污泥反应，有机污染物得到彻底降解，氮物质完全硝化。清水透过中空纤维超滤膜进入后续的辅助处理单元。为更有效地脱氮，采取回流的方式，混合液通过回流泵316和回流管路317，以处理流量的200％的流量回流至厌氧反应器，进行厌氧反硝化脱氮。采用这一流程的有益之处是，反硝化菌所需的碳源可以由接触氧化反应器4的出水提供，无须外加碳源。接触氧化反应器4，厌氧反应器5和膜生物反应器6均设置排泥阀318，用于定期排放反应器内的剩余污泥。
该实用新型用于粪便污水处理回用，污水的循环次数对水质有一定的影响，下表是一个实施例运行的不同阶段的水质检测结果(单位mg/L)
从表中可以看出，随着运行时间的增加，水质逐渐下降，到第30天时，水质已超出回用标准。因此，该装置的水质更换周期为30天。
权利要求1.一种粪便污水处理回用装置，主要包括物理处理器、接触氧化反应器、厌氧反应器、膜生物反应器、辅助处理器、高位水箱、水泵和气泵，其特征在于所述物理处理器由预沉池、预处理格栅装置和调节池组成，预沉池末端和调节池前端经预处理格栅装置连通，所述接触氧化反应器与厌氧反应器为一体式结构，接触氧化反应器通过其侧上部入口端的管路与调节池泵相连接，厌氧反应器后端通过溢流管与膜生物反应器相连，膜生物反应器通过泵与辅助处理器相连，所述辅助处理器为设有臭氧发生器的管道混合器与精密过滤器和设有投药装置的高位水箱相连。
2.根据权利要求1所述的粪便污水处理回用装置，其特征在于预沉池的末端连有的格栅装置由前置拦污隔板、后置拦污隔板、粗格栅和细格栅组成，前置拦污隔板由悬垂隔板和溢流隔板组成设于粗格栅的前面，细格栅设于粗格栅的后面，由悬垂隔板和溢流隔板组成的后置拦污隔板设于细格栅的后面。
3.根据权利要求1、2所述的粪便污水处理回用装置，其特征在于所述格栅装置的前置拦污隔板、后置拦污隔板的悬垂隔板下边缘设于距池底板150～200mm，溢流隔板的上边缘设于距池顶板50～80mm，该两隔板间距为50～100mm。
4.根据权利要求1、2所述的粪便污水处理回用装置，其特征在于所述粗格栅为多根不锈钢筋与不锈钢框架组成，多根不锈钢筋之间的间距为5～10mm，粗格栅倾斜安装。
5.根据权利要求4所述的粪便污水处理回用装置，其特征在于所述粗格栅倾斜安装于池侧壁上设有的插槽内，其倾角为60°～75°。
6.根据权利要求1、2所述的粪便污水处理回用装置，其特征在于所述细格栅是孔径1.5～3mm的不锈钢筛网，该细格栅为垂直安装于池侧壁上设有的插槽内。
7.根据权利要求1、2所述的粪便污水处理回用装置，其特征在于所述格栅装置的上方设一检查口。
8.根据权利要求1所述的粪便污水处理回用装置，其特征在于所述接触氧化反应器和厌氧反应器采用一体式结构，厌氧反应器置于接触氧化反应器之后，其间以悬垂隔板和溢流格板相间隔，污水在接触氧化反应器中呈下向流状态，而在厌氧反应器中呈上向流状态。
9.根据权利要求1所述的粪便污水处理回用装置，其特征在于所述接触氧化反应器中设有生物填料，填料的下方，在反应器底部装有微孔曝气装置。
10.根据权利要求1所述的粪便污水处理回用装置，其特征在于所述膜生物反应器置于厌氧反应器之后，在膜生物反应器和厌氧反应器之间设有泵和回流管路。
11.根据权利要求1所述的粪便污水处理回用装置，其特征在于所述调节池和膜生物反应器内分别装有浮球液位开关，其与可编程控制器PLC相连控制泵的操作。
12.根据权利要求1所述的粪便污水处理回用装置，其特征在于所述物理处理器还可以是预建的化粪池。
专利摘要粪便污水处理回用装置，包括物理处理器、接触氧化反应器、厌氧反应器、膜生物反应器、辅助处理器、高位水箱、水泵和气泵，所述物理处理器由预沉池、预处理格栅装置和调节池组成并由格栅装置连通，接触氧化反应器与厌氧反应器为一体式结构，经管路与调节池泵相连接，后端通过溢流管与膜生物反应器相连，并通过泵与辅助处理器相连，辅助处理器为设有臭氧发生器的管道混合器与精密过滤器和设有投药装置的高位水箱相连。优点是有效地综合处理污染物浓度高，水量分布不均匀的粪便污水并产生再生水，循环用于冲厕，有利于环境保护。
文档编号C02F3/30GK2603080SQ0322919
公开日2004年2月11日 申请日期2003年3月4日 优先权日2003年3月4日
发明者王彦林, 任航飞, 管宇春 申请人:上海美申环境设施设备有限公司