一种列车卫生间污水的处理装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种列车卫生间污水的处理装置及方法，特别涉及一种与旅客列车卫生间相匹配的处理方法及装置，可实现随车对卫生间收集的污水进行净化并排放。装置包括壳体，在壳体的顶部设有污水进口，在其内部由上到下依次设有纤维球过滤床、活性炭固定床和好氧生物氧化区，在好氧生物氧化区内通过压缩空气鼓气，在好氧生物氧化区一侧安装有与其连通的紫外线消毒器，紫外线消毒器连接排水口。本方法改变了传统列车卫生间污水的排水模式，较第一代产品和第二代产品更具优势。其既避免了未经处理直排路轨的环境污染，又避免了真空密闭收集中，污物箱容积有限，需配套移动或固定式卸污单元的维护和使用费用高等问题。
【专利说明】—种列车卫生间污水的处理装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对列车卫生间收集污水的处理新方法，特别涉及一种与旅客列车卫生间相匹配的处理方法及装置，可实现随车对卫生间收集的污水进行净化并排放。
【背景技术】
[0002]随着我国铁路的飞速发展，对于旅客列车的相关环保要求也愈来愈高。以旅客列车卫生间系统为例，第一代产品形式为:车载直排卫生间，列车上产生的粪尿污水沿铁道路轨任意排放，存在严重的卫生和环境污染问题。
[0003]当前，大线车的直排卫生间已大量被第二代产品——真空密闭式集便系统替代，高速旅客列车则完全列装真空密闭式卫生间。大大克服了第一代卫生间的卫生和环保方面的缺陷，成为当前旅客列车列装卫生系统的主流产品。真空密闭式卫生间的工作方式是:依靠真空方式将卫生间污水收集至污物箱，待列车到达站段或入库后由移动吸污车或固定式真空卸污单元对污物箱污水进行抽吸，在化粪池中贮存，然后统一进行处理后排放。然而真空密闭式卫生间也存在自身的缺陷:污物箱容积有限，需在较短时间内进行卸污并排空，且站段必须配套建设对应的卸污单元或配备真空吸污车，导致维护和使用成本较高。
[0004]因此，对列车卫生间产品来说，未来新一代的产品必须具备对收集污水进行随车净化处理并达标排放的技术特点。这既要满足环境卫生要求又要不至于维护和使用成本高，这无疑是当前该领域内尚未解决好的难题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为克服上述【技术领域】内尚未解决好的难题，提供一种列车卫生间收集污水的处理装置及方法，该方法改变了传统列车的排水方式，是未来列车卫生间排水系统的新产品模式。通过随车运行并净化处理列车卫生间收集的污水，使其处理后的水以一定的速度随车排放路轨，实现列车上黑水处理达标后卫生排放，整个过程自动运行控制。
[0006]为实现上述目的，本发明采用下述技术方案:
[0007]列车卫生间收集污水的处理装置，包括一个随车运行的污水处理装置，所述的污水处理装置包括壳体，在所述的壳体的顶部设有与列车卫生间污水收集装置相连通的污水进口，在其内部由上到下依次设有纤维球过滤床、活性炭固定床和好氧生物氧化区，在所述的好氧生物氧化区内通过压缩空气鼓气，在所述的好氧生物氧化区一侧安装有与其连通的紫外线消毒器，所述的紫外线消毒器连接排水口 ；列车卫生间污水收集后进入与之匹配的污水处理装置进行净化处理，实行列车卫生间污水随车处理达标排放路轨。
[0008]所述纤维球过滤床由直径为30mm-50mm的纤维球填充而成,且纤维球过滤床上下两面设有5目的不锈钢丝网作为撑衬。
[0009]所述活性炭固定床设置于纤维球过滤床下部，中间由5目不锈钢丝网相隔，其设有一根反清洗水水管，水管分别在向上和向下45度方向开设一排直径为5mm的喷水孔。
[0010]所述活性炭固定床由吸附能力强的3-6_活性碳组成，其在壳体内散装堆积或将活性碳装入若干个尼龙袋子内，然后由成袋活性炭堆积。
[0011]所述活性炭固定床底部设有5目的不锈钢丝网作为撑衬，且丝网上部设有一根压缩空气管，气管分别在向上和向下45度方向开设一排直径为4mm的气孔。
[0012]所述好氧生物氧化区设置于活性炭固定床下部，内置装有体积为50%的悬浮球填料，用于提供给好氧微生物附着挂膜的载体。区内底部设置曝气扩散器，可与外部压缩空气源连通，用于给区内污水进行曝气充氧。区内设置一个60度倾角的隔板，将来水与出水分隔，保证污水在该区域内的停留时间，避免短流的发生。
[0013]所述紫外线消毒器进水口与好氧生物氧化区出水口连通，污水经过管道过流时紫外线的照射进行杀菌消毒后，从排水口排放。
[0014]所述纤维球过滤床顶部装有通气管与列车外部空气连通。
[0015]所述纤维球过滤床顶部装有吸污管口，当纤维球过滤床需要清洗时，启动反清洗水及清洗压缩空气，扰动固定床并反清洗，并由设置的洗污管口连接外部洗污装置将气水联合反洗的杂质抽取外排。
[0016]所述好氧生物氧化区底部设一个排空阀门，其目的为整个设备的防冻排空口。
[0017]所述装置对污水处理的方法如下:
[0018]卫生间收集粪尿污水经提升经进水口进入处理装置，经纤维球过滤床首先对来水进行固液分离，对其中直径大于3_的大颗粒物质、毛发、固体颗粒或长纤维物质等进行截留后进入厌氧活性炭固定床；
[0019]在活性炭固定床上发生两个净化过程协同作用:一是对污水中污物进行物理吸附，二是在附着在活性炭表面的生物膜，对污水中污染物及吸附在活性碳中的污物进行降解净化。
[0020]经过活性碳床处理后的污水自流进入好氧生物氧化区，在该区内装有悬浮填料球，同时通过列车上压缩空气对该区进行曝气，通过曝气扩散器将空气均匀扩散到好氧生物氧化区，通过曝气充氧使悬浮填料球表面形成好氧微生物组成的生物膜，污水与悬浮球接触，增大了好氧微生物与污水的接触，在好氧微生物作用下对污水进行好氧降解。
[0021]经过好氧净化后的污水经斜隔板折返，从好氧生物氧化区出水口流入紫外线消毒器，在紫外线照射下，对污水进行杀菌消毒，终端产水经过排水口排放至路轨。
[0022]若设备停运长期不运行，可打开防冻排空阀，将装置中的污水排空。装置在运行2-6个月(视实际使用情况)后，需对纤维球过滤床进行反冲清洗，将外部水源接入反冲洗水接头阀21，同时将外部压缩空气源接入压缩空气接头阀，对纤维球过滤床进行气水联合反洗，反洗污物由反洗排污口排出。反洗排污口可与专用真空抽吸设备连接，靠真空抽吸方式将反洗污物抽走转移。
[0023]本发明的有益效果是:
[0024]1、本方法改变了传统列车卫生间污水的排水模式，较第一代产品和第二代产品更环保，运行费用更低。
[0025]2、本方法采用物理及生化法水处理技术处理列车卫生间收集的污水，将处理后随车运行时排放至路轨，避免了第一代列车卫生间排水系统产品直排路轨的环境污染。
[0026]3、本方法采用物理及生化法水处理技术处理列车卫生间收集的污水，将处理后随车运行时排放至路轨，避免了第二代列车卫生间排水系统产品真空密闭收集时，污物箱容积有限，且需配套移动或固定式卸污单元的维护和使用费用高。
[0027]4、本方法及装置结构简单、安装方便，占用空间小，运行及维护成本低，有利于推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是一个具体实施例结构正面示意图；
[0029]图2是一个具体实施例结构侧面示意图；
[0030]图中1、污水进口，2、排气口，3、反洗排污口，4、纤维球过滤床上层不锈钢丝网撑衬，5、纤维球过滤床，6、反冲洗水管，7、纤维球过滤床下层不锈钢丝网撑衬，8、活性炭固定床，9、压缩空气管，10、不锈钢网孔撑衬，11、曝气管路接头，12,60度倾斜的隔板，13、好氧生物氧化区，14、悬浮填料，15曝气扩散器，16、好氧生物氧化区出水口，17、紫外线消毒器，18、防冻排空阀，19、排水口，20、压缩空气接头阀，21、反冲洗水接头阀。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0032]图1中，卫生间收集到的污水通纤维球过滤床，去除水中大颗粒或长纤维状的物质，经过固液分离作用的污水流入处于无氧状态的活性炭固定床8，厌氧微生物在活性碳表面形成厌氧生物膜，通过厌氧微生物降解污水中污染物与活性碳的强吸附物理能力协同作用净化污水。经过固定式厌氧活性碳床的净化后的污水自流入好氧生物氧化区，该区内通过压缩空气对其鼓气，使好氧微生物附着挂膜在区内的悬浮填料14上，对来水好氧降解净化。好氧净化后的污水流入紫外线消毒器，对污水进行杀菌消毒，最终形成产水，随车运行排放至轨道上；具体设备如下:
[0033]列车卫生间污水处理装置，包括壳体，在所述的壳体的顶部设有污水进口 1、反洗排污口 3和排气口 2，在其内部由上到下依次设有纤维球过滤床5、活性炭固定床8和好氧生物氧化区13，在所述的好氧生物氧化区13内通过压缩空气鼓气，在所述的好氧生物氧化区13 —侧安装有与其连通的紫外线消毒器17，所述的紫外线消毒器17连接排水口 19。
[0034]纤维球过滤床由直径为30mm-50mm的纤维球填充而成，且纤维球过滤床上、下两面设有5目的纤维球过滤床上层不锈钢丝网撑衬4和纤维球过滤床下层不锈钢丝网撑衬7。
[0035]活性炭固定床8设置于纤维球过滤床下部，中间由5目不锈钢丝网10相隔，其设有一根反清洗水管6，水管分别在向上和向下45度方向开设一排直径为5mm的喷水孔。
[0036]活性炭固定床8由吸附能力强的3-6_活性碳组成，其在壳体内散装堆积或将活性碳装入若干个尼龙袋子内，然后由成袋活性炭堆积。
[0037]活性炭固定床8底部设有5目的不锈钢丝网作为撑衬，且丝网上部设有一根压缩空气管9，气管分别在向上和向下45度方向开设一排直径为4mm的气孔。
[0038]好氧生物氧化区设置于活性炭固定床8下部，内置装有体积为50%的悬浮球填料，用于提供给好氧微生物附着挂膜的载体。区内底部设置曝气扩散器15，可与外部压缩空气源连通，用于给区内污水进行曝气充氧；曝气扩散器15与曝气管路接头11相连。区内设置一个60度倾角的隔板12，将来水与出水分隔，保证污水在该区域内的停留时间，避免短流的发生。
[0039]紫外线消毒器进水口与好氧生物氧化区出水口 16连通，污水经过管道过流时紫外线的照射进行杀菌消毒后，从出口排放。
[0040]纤维球过滤床顶部装有通气管与列车外部空气连通。
[0041]纤维球过滤床顶部装有吸污管口，当纤维球过滤床需要清洗时，启动反清洗水及清洗压缩空气，扰动固定床并反清洗，并由设置的洗污管口连接外部洗污装置将气水联合反洗的杂质抽取外排。
[0042]好氧生物氧化区底部设一个排空阀门，其目的为整个设备的防冻排空口。
[0043]本发明，包括纤维球过滤床5、厌氧活性炭床8、好氧生物氧化区13、紫外线消毒器17，加之列车卫生间既有冲厕水收集及提升管道的辅助配合，实现列车卫生间收集污水净化处理。它们之间经管、泵阀依次连接组成。
[0044]具体的处理方法如下:
[0045]如图1，卫生间收集污水经提升经进水口 I进入处理装置，经纤维球过滤床5首先对来水进行固液分离，对其中直径大于3mm的大颗粒物质、毛发、固体颗粒或长纤维物质等进行截留后进入厌氧活性碳床8，在活性炭床上发生两个净化过程协同作用:一是对污水中污物进行物理吸附，二是在附着在活性炭表面的生物膜，对污水中污染物及吸附在活性碳中的污物进行降解净化。经过活性碳床处理后的污水自流进入好氧生物氧化区13，在该区内装有悬浮填料球，同时可通过列车上压缩空气对该区进行曝气，通过曝气扩散器15将空气均匀扩散到好氧生物氧化区13，通过曝气充氧使悬浮填料球表面形成好氧微生物组成的生物膜，污水与悬浮球接触，增大了好氧微生物与污水的接触，在好氧微生物作用下对污水进行好氧降解。经过好氧净化后的污水经60度斜隔板12折返，经好氧生物氧化区出水口 16流入紫外线消毒器17，在紫外线照射下，对污水进行杀菌消毒，终端产水经过排水口19排放至路轨。若设备停运长期不运行，可打开防冻排空阀18，将装置中的污水排空。装置在运行2-6个月(视实际使用情况)后，需对纤维球过滤床进行反冲清洗，将外部水源接入反冲洗水接头阀21，同时将外部压缩空气源接入压缩空气接头阀20，对纤维球过滤床进行气水联合反洗，反洗污物由反洗排污口 3排出。反洗排污口 3可与专用真空抽吸设备连接，靠真空抽吸方式将反洗污物抽走转移。
[0046]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【权利要求】
1.一种列车卫生间污水的处理装置，其特征在于:包括壳体，在所述的壳体的顶部设有与列车卫生间污水收集装置相连通的污水进口，在其内部由上到下依次设有纤维球过滤床、活性炭固定床和好氧生物氧化区，在所述的好氧生物氧化区内通过压缩空气鼓气，在所述的好氧生物氧化区一侧安装有与其连通的紫外线消毒器，所述的紫外线消毒器连接排水口 ；列车卫生间污水收集后进入与之匹配的污水处理装置进行净化处理，实行列车卫生间污水随车处理达标排放路轨。
2.如权利要求1所述的列车卫生间污水的处理装置，其特征在于:所述纤维球过滤床由纤维球填充而成，纤维球过滤床上下两面设有不锈钢丝网作为撑衬；且纤维球过滤床顶部装有吸污管口，当纤维球过滤床需要清洗时，启动反清洗水及清洗压缩空气，扰动固定床并反清洗，并由设置的洗污管口连接外部洗污装置将气水联合反洗的杂质抽取外排。
3.如权利要求1所述的列车卫生间污水的处理装置，其特征在于:所述活性炭固定床设置于纤维球过滤床下部，中间由不锈钢丝网相隔，且活性炭固定床与一根反清洗水水管连通，所述的水管分别在向上和向下45度方向开设一排喷水孔。
4.如权利要求1所述的列车卫生间污水的处理装置，其特征在于:所述活性炭固定床由吸附能力强的活性碳组成，其在壳体内散装堆积或将活性碳装入若干个尼龙袋子内，然后由成袋活性炭堆积。
5.如权利要求1所述的列车卫生间污水的处理装置，其特征在于:所述活性炭固定床底部设有不锈钢丝网作为撑衬，且丝网上部设有一根压缩空气管，气管分别在向上和向下45度方向开设一排气孔。
6.如权利要求1所述的列车卫生间污水的处理装置，其特征在于:所述好氧生物氧化区设置于活性炭固定床下部，内置装有体积为50%的悬浮球填料；区内底部设置曝气扩散器，与外部压缩空气源连通，用于给区内污水进行曝气充氧。区内设置一个60度倾角的隔板，将来水与出水分隔，保证污水在该区域内的停留时间，避免短流的发生。
7.如权利要求1所述的列车卫生间污水的处理装置，其特征在于:所述紫外线消毒器进水口与好氧生物氧化区出水口连通，污水经过管道过流时紫外线的照射进行杀菌消毒后，从出口排放。
8.如权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于:所述好氧生物氧化区底部设一个排空阀门，其目的为整个设备的防冻排空口。
9.如权利要求1所述的列车卫生间污水的处理装置的处理方法，其特征在于，如下， 卫生间污水收集后经提升至处理装置的进水口，经纤维球过滤床首先对来水进行固液分离，对其中直径大于3mm的大颗粒物质、毛发、固体颗粒或长纤维物质等进行截留后进入厌氧活性炭固定床； 在活性炭固定床上发生两个净化过程协同作用:一是对污水中污物进行物理吸附，二是在附着在活性炭表面的生物膜，对污水中污染物及吸附在活性碳中的污物进行降解净化； 经过活性碳床处理后的污水自流进入好氧生物氧化区，在该区内装有悬浮填料球，同时通过列车上压缩空气对该区进行曝气，通过曝气扩散器将空气均匀扩散到好氧生物氧化区，通过曝气充氧使悬浮填料球表面形成好氧微生物组成的生物膜，污水与悬浮球接触，增大了好氧微生物与污水的接触，在好氧微生物作用下对污水进行好氧降解； 经过好氧净化后的污水经斜隔板折返，从好氧生物氧化区出水口流入紫外线消毒器，在紫外线照射下，对污水进行杀菌消毒，终端产水经过排水口排放至路轨。
10.如权利要求9所述的污水处理装置的处理方法，其特征在于:如下， 若设备停运长期不运行，打开防冻排空阀，将装置中的污水排空；装置在运行2-6个月后，需对纤维球过滤床进行反冲清洗，将外部水源接入反冲洗水接头阀，同时将外部压缩空气源接入压缩空气接头阀，对纤维球过滤床进行气水联合反洗，反洗污物由反洗排污口排出，反洗排污口与专用真空抽吸设备连接，靠真空抽吸方式将反洗污物抽走转移。
【文档编号】C02F9/14GK104386884SQ201410723807
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】胡家业, 葛会超, 郑金霞, 马琳, 刘晓龙 申请人:山东华腾环保科技有限公司