专利名称：循环水冲洗环保厕所及厕所污水处理方法
技术领域：
本发明属于污水处理领域，涉及污水处理方法及污水回收利用装置，尤其涉及厕所粪便污水的处理净化方法以及应用此方法的循环水冲洗环保厕所。
背景技术：
传统的处理出水循环冲洗水厕所是用水冲洗用厕后的污物，再依靠生物工程手段处理从便器排出的污物及冲洗水，处理后的出水作为厕所冲洗水进行再利用。专利号为 200410041059. 1的发明专利公开了一种《循环水冲洗生态厕所及其污水处理方法》，包括依次连接在一起的高位水箱、座便器、搅拌粉碎装置、固液分离装置、厌氧反应装置、兼氧反应装置、好氧反应装置和臭氧消毒装置，臭氧消毒装置再通过水泵与高位水箱连接在一起。该发明以复合生物污水处理为核心，对粪便进行无害化处理，对尿液进行转化、分解、净化、消毒处理，达到中水循环回用标准，实现循环冲洗的目的。但上述技术方案存在以下缺点因为厕所排水直接流入生物处理槽，在厕所被频繁地集中使用的短暂时间中，生物处理槽的负荷超过处理能力，有机性污物不能充分分解，会发生厕所冲洗用水的水量不足，或冲洗用水中留有恶臭的现象，另外为去除处理出水的色度及消毒，采用臭氧处理法去除，为了厕所冲洗用水的目的而使用上述的污水高度处理方法不但成本高，处理设备大，占用空间大，而且维护管理复杂。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明提供了一种循环水冲洗环保厕所及厕所污水处理方法，在不加大原水池容量的前提下，在厕所集中利用时也能进行合理的生物处理，并能充分确保厕所冲洗用水的水量。本发明所述循环水冲洗环保厕所包括依次连接的接收厕所排水的原水池，对从原水池流出的厕所排水作生物脱氮处理的生物处理槽，积存从生物处理槽流出的处理出水的处理出水贮池，将处理出水贮池中的处理出水作为厕所冲洗用水供应的处理出水供应系统，将处理出水贮池中的处理出水循环到生物处理槽的出水循环系统，所述生物处理槽是由接受从原水池流出的厕所排水的脱氮槽，接受从脱氮槽流出的槽内混合液的硝化槽，设置在硝化槽中，将槽内混合液分离后取出处理出水的浸没式膜分离装置以及从硝化槽将槽内混合液的一部分供应到脱氮槽的硝化液循环系统所构成；在所述生物处理槽的脱氮槽和硝化槽之间，连接双方的连通口设定在浸没式膜分离装置的顶部的上方，生物处理槽具有对应1天的设计处理量生物处理时所需的容量加上预备容量；所述循环水冲洗环保厕所原水池的容量和所述生物处理槽的预备容量均设定为相当于厕所排水1天的设计处理量一半的积存量；所述的浸没式膜分离装置带有膜框架部以及设置在膜框架部下方的散气管，向散气管供应空气的鼓风机，向膜框架部提供吸引压力的吸引水泵；所述硝化液循环系统中设置的水泵，对所述散气管供应空气的鼓风机及所述浸没式膜分离装置的吸引水泵，这些动力机器均使用潜水式设备，并将这些机器安放在所述处理出水贮池中；所述处理出水供应系统中设有冷却塔。本发明所述厕所污水处理方法步骤如下厕所排水(洗手排水、清扫排水及便器冲洗水)流入原水池，原水池中的厕所排水的积存量不超过原水池容量的情况下，从原水池以平均小时流量，即以1天的设计处理量除以M小时所得结果，向生物处理槽均勻地供应厕所排水；从原水池流入的厕所排水以及包含槽内活性污泥的槽内混合液在生物处理槽中停留，槽内混合液从脱氮槽通过连通口流到硝化槽，槽内混合液再从硝化槽通过硝化液循环系统循环到脱氮槽，在这样的循环状态下进行生物脱氮处理，硝化槽内的浸没式膜分离装置分离槽内混合液，将处理出水取出，处理出水流向处理出水贮池；处理出水贮池中积存的处理出水通过处理出水供应系统供应厕所的冲洗用水。在上述的厕所污水处理方法中，脱氮槽以及硝化槽的水位到达连通口附近所设定的低水位的时候，处理出水贮池中的处理出水，通过处理出水循环系统将处理出水贮池中的处理出水循环到脱氮槽，直至脱氮槽以及硝化槽的水位到达设定于连通口上方的中水位时，才停止处理出水的循环；在上述的厕所污水处理方法中，原水池中的厕所排水的积存量超过原水池容量的情况下，除以平均小时流量从原水池向生物处理槽均勻地供应的厕所排水外，超过了原水池容量的厕所排水直接溢流供应到生物处理槽，同时进行生物脱氮处理。如上所述，根据本发明，超过原水池容量的厕所排水由生物处理槽的预备容量吸收。由脱氮槽以及硝化槽所构成的生物处理槽对厕所排水进行生物脱氮处理，并通过调整硝化液循环量可防止因积累了亚硝酸盐和硝酸盐引起PH值下降使生物处理受到影响。另外，由浸没式膜分离装置分离了的处理出水从处理出水贮池向脱氮槽循环，使得流入生物处理槽的厕所排水量即使有所变动，也能对厕所所排水进行充分的生物脱氮处理，可防止处理出水作为厕所冲洗用水使用时恶臭的残留。由于采用浸没式膜分离装置，大肠杆菌无法通过分离膜材，可直接得到无菌水，故本发明占用空间小，又节省能耗，还实现了高度废水处理的功能。
图1是本发明的结构及工艺流程示意2是本发明的生物处理槽示意图各附图标记含义如下51循环水冲洗环保厕所、52便器、53原水池54生物处理槽、55水泵、56脱氮槽、 57硝化槽、58浸没式膜分离装置、58a膜框架部分、58b散气管、58c鼓风机、58d吸引水泵、 59硝化液循环系统、59a水泵、60隔墙、61连通口、62处理出水贮池、63出水循环系统、64处理出水供应系统、65冷却塔最佳实施方式下面结合附图对本发明的厕所污水处理方法及循环水冲洗环保厕所加以详细说明。如图1所示循环水冲洗环保厕所51，设有积存从便器52等流出的厕所排水的原水池53，除便器冲洗水以外，洗手使用后的洗手排水以及清扫厕所时使用的清扫排水也流入原水池53。设定相当于厕所排水1天设计处理量一半的积存量作为原水池53的容量。在原水池53的下游，设置对从原水池53流出的厕所排水进行生物脱氮处理的生物处理槽54。原水池53使用水泵55对生物处理槽M供应一定流量的厕所排水，当循环水冲洗环保厕所51在短时间被频繁使用时，超过原水池53容量的厕所排水直接溢流排入到生物处理槽M。如图2所示生物处理槽M，包括接受从原水池53流入厕所排水的脱氮槽56，接受从脱氮槽56流入槽内混合液的硝化槽57，以及设置在硝化槽57中的浸没式膜分离装置 58。浸没式膜分离装置58将槽内混合液分离后取出处理出水，硝化槽57中通过硝化液循环系统59将槽内混合液的一部分供应到脱氮槽56。原水池53、脱氮槽56和硝化槽57也可分别设置，但本实施方式具有图2所示的构造。脱氮槽56和硝化槽57是在一个槽体的内部由隔墙60分隔形成脱氮槽56和硝化槽 57，以槽底部为基准的特定高度上的连通口 61将脱氮槽56和硝化槽57连通，脱氮槽56和硝化槽57的总容量等于1天的设计处理量对应的生物处理所需要的容量加上预备容量，即 1天的设计处理量一半积存量作为预备容量。以原水池53的容量加上脱氮槽56以及硝化槽57的预备容量，可以确保当循环水冲洗环保厕所51在短时间被频繁使用时，有足够的接受厕所排水的能力。连通口 61处于浸没式膜分离装置58的顶部的上方，连通口 61的下端边缘作为所应设定的低水位。浸没式膜分离装置58带有膜框架部58a，设置在膜框架部58a下方的散气管 58b,向散气管58b供应空气的鼓风机58c，向膜框架部58a提供吸引压力的吸引水泵58d。 依靠强制吸引力或者重力作为驱动力使膜框架部58a进行膜分离，从散气管58b喷出的空气除了对硝化槽内供应氧气，还利用气泡的上升所产生的固气液混合流冲洗膜框架部58a 中的膜面。硝化液循环系统59中设置的水泵59a，对散气管58b供应空气的鼓风机58c，浸没式膜分离装置58的吸引水泵58d，这些动力机器均使用潜水式设备，将这些机器安放在处理出水贮池62中，易于进行维护管理。生物处理槽M的下游设有积存从浸没式膜分离装置58供应处理出水的处理出水贮池62，处理出水贮池62中的处理出水经处理出水循环系统63循环到生物处理槽M中的脱氮槽56，或者经处理出水供应系统64作为厕所冲洗用水供应到便器52，也可用作厕所的清扫用水。和洗手用水一样，厕所的清扫用水也可用自来水。处理出水供应系统64的中间设有冷却塔65。下面，说明上述构成的作用。厕所有白天使用多，夜间使用少的倾向，经过夜间的使用频度少的期间后到了清晨时，原水池53中积存的厕所排水量为零或为最低积存量，生物处理槽M处于设定的中水位状态。夜间或者白天厕所使用的状态下，原水池53中的厕所排水的积存量未超过原水池53的容量时，从原水池53向生物处理槽M以平均小时流量均勻地供应厕所排水。在生物处理槽M中，从原水池53流入的厕所排水以及包含槽内的活性污泥的混合液在槽内停留，槽内混合液从脱氮槽56通过连通口 61流到硝化槽57，槽内混合液再从硝化槽57通过硝化液循环系统59流到脱氮槽56，在这样的循环状态下进行生物脱氮处理。 硝化槽内的浸没式膜分离装置58分离槽内混合液.将处理出水取出。处理出水流向处理出水贮池62。夜间时间段中厕所的使用最少，从原水池53流向生物处理槽M的厕所排水断水时，随着浸没式膜分离装置58不断将处理出水取出，脱氮槽56以及硝化槽57的水位下降。脱氮槽56以及硝化槽57的水位到达所设定的低水位的时候，处理出水贮池62中的处理出水通过处理出水循环系统63循环到脱氮槽56。循环量超过浸没式膜分离装置58 所取出的处理出水量。脱氮槽56以及硝化槽57的水位到达在连通口 61上方所设定的中水位的时候停止处理出水的循环。处理出水贮池62中积存的处理出水通过处理出水供应系统64提供厕所冲洗水。供应厕所冲洗水时，夏季通过冷却塔65供应，使低温的厕所排水流入生物处理槽 54抑制生物处理槽M的水温上升。白天时间段中厕所的使用频度增加，原水池53中的厕所排水的积存量逐渐上升。 短时间内厕所集中使用后原水池53中的厕所排水的积存量超过原水池53容量的情况下， 从原水池53流向生物处理槽M的，除以平均小时流量均勻供应的厕所排水外，还加上超过了原水池53容量直接溢流供应到生物处理槽M的厕所排水。这时，生物处理槽M中，因浸没式膜分离装置58定量取出处理出水，从原水池53均勻流入的厕所排水以及溢流而来的超过原水池容量的厕所排水，导致水位在生物处理槽M预备容量的范围内逐渐上升，生物处理槽M吸收了超过原水池53容量的厕所排水流量并进行生物脱氮处理。这时，由于相当于1天的设计处理的贮水容量已被设定，原水池53的容量和生物处理槽M的预备容量确保了相当于1天的设计处理量所需要的容量，脱氮槽56以及硝化槽57的水位不会超过所设定的高水位。异常情况下，生物处理槽的水位到达所设定的高水位时报警器动作，暂时停止厕所的使用。通常情况下，中水位到高水位之间的容量，设定为1天设计处理量一半的容量。通过这样的运行，在厕所使用频度非常少的情况下，白天也让处理出水循环，处理出水在生物处理槽M中经过再处理，可提高冲洗水的水质。而且，这时流入生物处理槽M 的厕所排水的负荷量少，引起污泥的自身消化使剩余污泥减少。因此剩余污泥的抽排量减少，可节省污泥的处理费用。
权利要求
1.一种循环水冲洗环保厕所，包括依次连接的接收厕所排水的原水池，对从原水池流出的厕所排水作生物脱氮处理的生物处理槽，积存从生物处理槽流出的处理出水的处理出水贮池，将处理出水贮池中的处理出水作为厕所冲洗水供应的处理出水供应系统，将处理出水贮池中的处理出水循环到生物处理槽的出水循环系统，其特征在于所述生物处理槽是由接受从原水池流出的厕所排水的脱氮槽，接受从脱氮槽流出的槽内混合液的硝化槽，设置在硝化槽中，将槽内混合液分离后取出处理出水的浸没式膜分离装置以及从硝化槽将槽内混合液的一部分供应到脱氮槽的硝化液循环系统所构成；在所述生物处理槽的脱氮槽和硝化槽之间，连接双方的连通口设定在浸没式膜分离装置的顶部的上方，生物处理槽具有对应1天的设计处理量生物处理所需的容量加上预备容量。
2.根据权利要求1所述循环水冲洗环保厕所，其特征在于所述原水池的容量设定为相当于厕所排水1天的设计处理量一半的容积存量，所述生物处理槽的预备容量设定为相当于厕所排水1天的设计处理量一半的积存量。
3.根据权利要求1所述循环水冲洗环保厕所，其特征在于所述的浸没式膜分离装置带有膜框架部以及设置在膜框架部下方的散气管，向散气管供应空气的鼓风机，向膜框架部提供吸引压力的吸引水泵，所述硝化液循环系统设置水泵，所述处理出水供应系统中设置冷却塔。
4.根据权利要求3所述循环水冲洗环保厕所，其特征在于对所述散气管供应空气的鼓风机及所述浸没式膜分离装置的吸引水泵及所述硝化液循环系统中设置的水泵，这些动力机器均使用潜水式设备，并将这些机器安放在所述处理出水贮池中。
5.根据权利要求4所述循环水冲洗环保厕所的污水处理方法，步骤如下厕所的洗手排水，厕所清扫用水及便器的冲洗水流入原水池，原水池中的厕所排水的积存量不超过原水池的容量的情况下，从原水池以平均小时流量，即以1天的设计处理量除以M小时所得的结果，向生物处理槽均勻地供应厕所排水；从原水池流入的厕所排水以及包含活性污泥的槽内混合液在生物处理槽中停留，槽内混合液从脱氮槽通过连通口流到硝化槽，槽内混合液再从硝化槽通过硝化液循环系统循环到脱氮槽，在这样的循环状态下进行生物脱氮处理，硝化槽内的浸没式膜分离装置分离槽内混合液，将处理出水取出，处理出水流向处理出水贮池；处理出水贮池中积存的处理出水通过处理出水供应系统供应厕所的冲洗水。
6.根据权利要求5所述循环水冲洗环保厕所污水处理方法，其特征在于在上述的厕所污水处理方法中，脱氮槽以及硝化槽的水位到达连通口附近所设定的低水位的时候，以大于浸没式膜分离装置取出的处理出水量的流量，通过处理出水循环系统将处理出水贮池中的处理出水循环到脱氮槽，直至脱氮槽以及硝化槽的水位到达设定于连通口上方的中水位时，才停止处理出水的循环。
7.根据权利要求5所述循环水冲洗环保厕所污水处理方法，其特征在于在上述的厕所污水处理方法中，原水池中的厕所排水的积存量超过原水池容量的情况下，除以平均小时流量从原水池向生物处理槽流入均勻地供应的厕所排水外，超过了原水池容量的厕所排水将直接溢流供应到生物处理槽，同时进行生物脱氮处理。当生物处理槽液位到达设定的高水位时，厕所停止使用。
全文摘要
本发明公开了一种循环水冲洗环保厕所及厕所污水处理方法，属于污水处理领域，本发明所述循环水冲洗环保厕所包括依次连接的接收厕所冲洗水的原水池，对厕所冲洗水作生物脱氮处理的生物处理槽，积存处理出水的处理出水贮池，将处理出水作为厕所冲洗用水供应的处理出水供应系统，将处理出水贮池中的处理出水循环到生物处理槽的出水循环系统。所述生物处理槽包括依次连接的脱氮槽、硝化槽和沉浸式膜分离装置及硝化液循环系统所构成；生物处理槽具有预备容量；厕所冲洗水通过原水池进入生物处理槽，在生物处理槽中通过对厕所冲洗水的生物脱氮处理和膜分离处理，阻止了大肠杆菌的通过，使其出水可直接作为厕所冲洗水，本发明占地小，低能耗，易于维护。
文档编号C02F9/14GK102351373SQ201110187458
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月6日 优先权日2011年7月6日
发明者何然, 刘寅, 曹建平, 杜兵, 王珊 申请人:北京市环境保护科学研究院