本发明涉及一种垃圾处理系统及垃圾处理方法。
背景技术：
随着经济的发展和城市化的进程，城市生活垃圾和餐饮垃圾的数量日益增加。同时市场厨房垃圾处理器也趋于普及，大量被粉碎过带有漂浮物、悬浮物及油污等物质的高浓度污水进入污水管网，使原本淤塞严重的污水管网更加不堪重负，因此需要能有效防止污水管网淤塞的措施。大量的城市生活垃圾和餐饮垃圾对人们生活环境和城市发展造成了巨大的压力和危害，如何实现城市生活垃圾无害化、减量化和资源化的处理已成为研究的焦点。
目前世界各国处理城市生活垃圾的方法通常有堆肥法、填埋法和焚烧法等方法进行处理，而对于餐饮垃圾却没有很好的处理方法。而我国的生活垃圾中的大部分实施填埋，少部分通过焚烧与堆肥法进行处理，餐饮垃圾中的部分会被送入发酵池用于制沼气，还有部分餐饮垃圾会被直接倒入下水管道中。
填理法处理量大、方便易行、投资少，是我国目前处理城市垃圾的一种主要方法。但此法缺点有四，一是填埋要占用大量土地资源，二是被填埋的垃圾长期发酵会产生甲烷可燃性气体，易引发爆炸，三是环保不易达标，要求填埋技术条件十分严格，投入成本必然增加；四是垃圾中的重金属和化学毒物渗入地下后污染地下水。同时垃圾中有害成分会对大气、土壤及水源造成严重污染。既破坏了生态环境，也严重危害人体健康。
焚烧法具有以下缺点：一是资金消耗巨大，处理垃圾量少；二是严重浪费垃圾内含资源；三是造成严重的环境污染。
堆肥处理需要对垃圾进行分拣、分类、要求垃圾的有机含量要高。目前国内垃圾分类筛选、高温发酵、恶臭排放物控制等工艺水平还不够高，所得肥料质量随着城市垃圾塑料不腐物成分上升而下降，而且处理垃圾量大，劳动强度大，与化肥相比不占优势，全面比较后市场变得越来越小。
单独使用餐饮垃圾制沼气时，餐饮垃圾蛋白质含量过高，易引起酸化过盛而不再产酸，抑制甲烷菌活动，导致产气量下降，所以需要一种能解决这一问题的方法。
将餐饮垃圾倒入下水道之后，含有大量油分的餐饮垃圾更易堵塞下水道。
从以上垃圾处理办法利弊来看，目前我国的垃圾处理率按现行的办法和技术达到了58.2％，但无害化处理只占5％左右，而58.2％的处理率也是花费巨大的投资和消耗巨大能耗及耗费大量土地资源为代价的，所以城市生活垃圾的处理可谓任重道远。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种垃圾处理系统以解决现有技术中难以简单有效、低成本地进行垃圾处理的问题；本发明的目的还在于提供一种使用上述垃圾处理系统进行垃圾处理的垃圾处理方法。
为实现上述目的，本发明的垃圾处理系统采用如下的技术方案：
垃圾处理系统，包括垃圾粉碎模块、垃圾输送模块和垃圾处理模块；垃圾输送模块包括家庭下水管道、小区排污总管、市政干道污水管组成的污水管网及沿污水管网分布设置的间歇虹吸冲淤装置；垃圾处理模块包括用于将由污水管网输送的垃圾配制成cod含量、酸碱度适宜甲烷菌生长要求的污水的配水池，还包括用于快速分解配水池内有机物的快速沼气池和用于充分分解快速沼气池内剩余有机物的慢速沼气池，垃圾处理模块还包括用于处理并收集快速沼气池和慢速沼气池中制出沼气的沼气处理设备。
垃圾处理模块包括用于储存污水以对污水进行分层处理的平流池及用于水解漂浮物和大颗粒悬浮物的漂浮物水解池，平流池的进水口处依次设置有用于阻拦大块物体的拦污栅、具有粉碎功能的粗格栅和用于将污水中的漂浮物及大颗粒悬浮物送入所述漂浮物水解池内的转鼓细格栅；垃圾处理模块还包括缓冲池，缓冲池与平流池进水廊道底部通过弯管连通，弯管的溢水标高与进水口处设定水位齐平且缓冲池内设置有用于将其内污水抽入所述进水口的水泵，缓冲池的设置有利于保证进入平池流中的水流稳定。
垃圾处理模块还包括用于水解农贸垃圾的农贸垃圾水解池，农贸垃圾水解池与配水池连通以将农贸垃圾水解后含大量有机物的水解液送入配水池内，平流池的中部通过连通管与农贸垃圾水解池连通以为农贸垃圾的水解提供水环境。
垃圾处理模块包括用于对制沼后的废水进行处理的厌氧池、生化池、沉淀池和消毒池，垃圾处理模块还包括用于对制沼后的沼渣进行处理的生物活化池；所述厌氧池和沉淀池的池底均设置有与配水池和/或快速沼气池连通以将厌氧池和沉淀池底部集聚大量有机物的底层泥水送往所述配水池和/或快速沼气池并使其参于循环制沼的连通管道。
间歇虹吸冲淤装置与小区排污总管和市政干道污水管的连接处设置有防回流装置，所述防回流装置包括沿着污水的流向向下倾斜设置的斜管；间歇虹吸冲淤装置还包括用于接至附近管道的易堵塞处的远端冲刷处。
本发明的垃圾处理方法采用以下技术方案
垃圾处理方法，包括以下步骤：第一步，各用户将家庭产生的垃圾粉碎并直接排入家庭下水管道中；第二步，通过间歇虹吸冲淤装置依次将家庭下水管道中的垃圾随着水流经小区排污总管及市政干道污水管送至垃圾处理区的配水池中；第三步，向配水池中加入收集到的农贸市场垃圾以在配水池内配制cod含量、酸碱度适宜甲烷菌生长要求的污水；第四步，将配水池中的污水加入快速沼气池中，快速沼气池中的发酵微生物快速分解污水中的部分有机物产生沼气；第五步，将经快速沼气池后的沼液输送到慢速沼气池中，同时向慢速沼气池中加入收集到的餐饮垃圾，慢速沼气池中的发酵微生物充分分解其内的有机物产生沼气；第六步，净化处理沼气池产生的沼气。
由市政干道污水管流入所述垃圾处理区的污水会出现大量浮渣漂浮在上层的情况，在所述第二步中，具体包括以下步骤，步骤201，收集由市政干道污水管流入的污水中的浮渣和大颗粒悬浮物；收集由市政干道污水管流入的下层水，收集到的下层水中大量有机物聚积在下层而形成底层污泥；收集由市政干道污水管流入的污水中的中层水并检测中层水中悬浮物浓度，当悬浮物浓度小于设定值时，对中层水进行厌氧处理，当悬浮物浓度大于设定值时，先将中层水送入快速沼气池处理至悬浮物浓度小于设定值时再对其进行厌氧处理；
步骤202，将下层水中的底层污泥送入所述配水池；将收集到的上层浮渣和大颗粒悬浮物在水环境下进行水解，水解后大量有机物沉积在下层，将水解后的下层水送入所述快速沼气池中；将上层难于水解的物体送入回收处理系统；
步骤203，收集送入所述慢速沼气池中的污水在初步制沼后的上清液，对上清液进行生化处理、沉淀后将聚集有大量有机物的下层水送入所述配水池中。
在第二步中，在步骤201之前还需要对由市政干道污水管流入垃圾处理区的污水进行缓冲处理以均衡稳定市政污水管网向垃圾处理区中平流池的供水流量。
在所述第三步中，农贸市场垃圾先经分拣、粉碎后在水环境下进行水解，水解后含有大量有机物的水解液被送往所述配水池中，由步骤201中的中层水为农贸市场垃圾的水解提供水环境。
所述慢速沼气池包括中温沼气池和高温沼气池，所述快速沼气池中的污泥及餐饮垃圾均输送到中温沼气池中参与制沼，一个制沼周期结束后所述中温沼气池中的沼液被送至所述高温沼气池中参与制沼，中温沼气池与高温沼气池在制沼结束后其内的上清液被送往生化池进行生化处理，产生的沼气被送往沼气处理设备以进行第六步所述的沼气处理。
本发明的有益效果如下：使用本发明的垃圾处理方法处理垃圾时，市民制造的垃圾被粉碎后直接排入城市污水管网中，并经间歇虹吸冲淤装置不断冲刷防止管道淤塞。将粉碎过的垃圾混在原城市污水中经城市污水管网输送到配水池，配合收集的农贸市场垃圾以制成cod含量、酸碱度适宜甲烷菌生长要求的污水，污水再经快速沼气池之后其中的部分有机物被快速分解成沼气，快速沼气池中的未被分解的沼液再被送往慢速沼气池中，与收集到的餐饮垃圾一起在慢速沼气池中被充分分解产生大量沼气。所以使用本发明快速处理各种城市垃圾的同时也实现了对污水的初步处理，充分地回收其内的可回收部分，大大减小了排放垃圾体积及排放污水的水质。间歇虹吸冲淤池的设置更是避免了城市下水管道的堵塞问题，而配水池的设置使得进入快速沼气池的污水能一直满足制沼条件而能持续参与制沼，有利于提高城市垃圾的回收率。
附图说明
图1为本发明的垃圾处理系统的一个实施例中垃圾粉碎模块和垃圾输送模块的结构示意图。
具体实施方式
本发明的垃圾处理系统的实施例：
本发明的垃圾处理系统如图1所述，包括用于将垃圾粉碎的垃圾粉碎模块、用于输送垃圾的垃圾输送模块和用于回收垃圾中可用部分的垃圾处理模块。
垃圾粉碎模块包括设置在厨房的餐厨垃圾粉碎器1、设置在卫生间的卫生间垃圾粉碎器2及设置在街道上的垃圾处理器12。垃圾输送模块包括家庭下水管道、小区排污总管及市政干道污水管组成的污水管网，还包括用于冲刷垃圾以防其堵塞污水管网的间歇虹吸冲淤装置。间歇虹吸冲淤装置包括间歇虹吸冲淤池3、用于抽取污水管网中上清夜并送入所述间歇虹吸冲淤池中的水泵10及用于连通其附近任意污水管网的易堵塞处的远端冲刷处5。远端冲刷处5与间歇虹吸冲淤池3之间连接有用于控制远端冲刷处5是否冲水的电磁阀4，只需要打开电磁阀4即可使用远端冲刷处5冲刷污水管网中的易堵塞处。通常状态下，污水管网中的易堵塞处为管道的转弯处。间歇虹吸冲淤装置中使用小型水泵向间歇虹吸冲淤池内泵水、用大水流冲淤。
为防止间歇冲淤装置破坏污水管网中的管道，间歇虹吸冲淤装置与污水管网的连接处设置有沿着污水的流向向下倾斜设置的管道而形成了冲刷枪头8。冲刷枪头8还能起到防止污水回流的作用而构成了防回流装置。
间歇虹吸冲淤装置即可以在新楼建造的过程中同期构建于新楼的工作层处，也可以通过对老楼排污系统进行改造而成。对老楼排污系统改进时，可能因楼中无安装空间，此时需要在老楼的下水管道到间歇虹吸冲淤池3之间设置化粪池9以防污水管网中的水流倒灌。化粪池9或垃圾粉碎模块与间歇虹吸冲淤装置之间的污水管网上连接有膨胀池6，防止大水流冲淤时污水倒流，膨胀池6上设置有供气体排出的排气阀7。
家庭垃圾通过餐厨垃圾粉碎器1及卫生间垃圾粉碎器2排入家庭下水管道中，间歇虹吸冲淤装置的下水口冲刷家庭下水管道使其通过化粪池而流入小区排污总管内。小区内的家庭下水管道汇集入小区排污总管的位置处设置有用于冲刷小区总水口处淤积垃圾的间歇虹吸冲淤装置，该间歇虹吸冲淤装置积蓄的冲刷水源由水泵10从化粪池9的上清液中提取。清洁工人收集的垃圾通过垃圾处理器12粉碎并被直接排入小区排污总管或市政干道污水管中。由于垃圾处理器12处理垃圾时需要水环境，所以间歇虹吸冲淤池3内的水源与垃圾处理器12之间通过管道连通且管道上接有控制水流通断的电动阀门11。沿着市政干道污水管还设置有用于冲刷市政干道污水管中淤积垃圾的间歇虹吸冲刷装置，由于该装置中的间歇虹吸冲刷池3储量非常大，所以在水流的流来方向于间歇虹吸冲刷池3与市政干道污水管的连接处设置有防溢水装置13，防溢水装置13防止大水流冲淤时因前端管道淤塞造成污水溢出地面，联控相应间歇虹吸冲淤装置中的电磁阀4。市政干道污水管上还连接有储水量较大的集水池16，集水池16中设置有用于将其内的上清液抽送入间歇虹吸冲刷池3的水泵10。
沿途小区14和沿途垃圾处理站15内制造的垃圾均通过以上方法送入市政干道污水管中，并随着市政干道污水管被送入垃圾处理模块以进行后续处理。
垃圾处理模块包括用于供市政干道污水管内的污水流入的平流池21，污水经平流池21自然分成上、中、下三层，上层含有大量颗粒较大的悬浮物而被送往漂浮物水解池22中、下层含有大量有机物的污泥而被送入配水池24中、中层被送往厌氧池32中进行厌氧处理。市政干道污水管内的污水经入水口211流入平流池21中时，在入水口211的前端设置有能滤除污水中的较大垃圾的拦污栅191。拦污栅191之后还设置有用于进一步粉碎垃圾的粉碎格栅192，粉碎格栅192之后设置有用于将进入平流池21之前的污水中的漂浮物、颗粒物送往漂浮物水解池22中的转鼓细格栅193。
为保证市政干道污水管向平流池21的供水流量稳定，垃圾处理模块还包括缓冲池20。缓冲池20与平流池21的进水廊道底部通过弯管连通，弯管的溢水标高与进水口处的设定水位齐平。进水廊道指市政干道污水管流入垃圾处理区的相应管段。缓冲池20内设置有用于将其内污水抽吸供入平流池入水口的水泵。当市政干道污水管中的水流高于设定水位时，超出的那部分水位在连通器的作用下流入缓冲池20中直至市政干道污水管内的水面下降到设定水位为止。当市政干道污水管内的水位低于设定水位时，通过水泵将缓冲池20内的污水反抽入进水口处，并可冲刷粉碎格栅192。
漂浮物于漂浮物水解池22内被水解后，其中不能被水解的杂质被转鼓细格栅221捞出送往塑料处理回收系统，水解后大量有机物聚集于漂浮物水解池22的池底，将漂浮物水解池22中的污水送入usr池25中进行快速制沼。usr池25能快速地分解部分有机物，但其难以将有机物充分分解。所以usr池制沼一周期之后，在制造出部分沼气的同时，其下层依然会有包含大量有机物的底泥。将沼气收集到沼气处理收集设备31中，将usr池25内的上层水送入沉池26中，部分底泥送入中温沼气池28中进行充分分解。表层悬浮物通过布水器251送入usr池25内进行内循环。
进入沉池26内的污水经沉淀后其上层水相对较干净而被送入厌氧池32中进行厌氧处理，下层水中含有大量有机物而被送入配水池24内。
配水池24用于配制cod含量、酸碱度适宜甲烷菌生长要求的污水。为稳定uasb池27和usr池25的污泥床养分需求，且能充分回收各种城市垃圾，垃圾处理模块还包括农贸垃圾水解池23。收集到的农贸垃圾由料斗231倒入，并经传送带232输送到进料口233上端粉碎后被送至农贸垃圾水解池23中。平流池21的送往厌氧池32的中层水中的部分被送往农贸垃圾水解池23中以为农贸垃圾的水解提供水环境。农贸垃圾水解后的水解液被送往配水池24内。
配水池24内配制出的污水部分被送往usr池25中以调节usr池25内污水的有机物含量。同时配水池24内配制出的污水还被送往对污水水质要求更为严格的uasb池27内以进行快速分解制沼，含有机物的污水通过布水器271送入uasb池27内。uasb池27也能快速地分解部分有机物，但也难以将有机物充分分解。所以uasb池制沼一周期之后，在制造出部分沼气的同时，其下层依然会有包含大量有机物的底泥。将沼气收集到沼气处理收集设备31中，将uasb池27内的上层水送入厌氧池32内进行厌氧处理，下层底泥送入中温沼气池28中进行充分分解。
中温沼气池28的一个制沼周期结束后，将中温沼气池28的上清液送往厌氧池32内进行厌氧处理，将大部分沼液送往高温沼气池29中进行进一步地高温水解，将少部分下层沼渣送往活化池37进行活化处理。为充分回收城市垃圾、对中温沼气池28提供足够的有机物，垃圾处理模块还包括餐饮垃圾处理设备30，经餐饮垃圾处理设备30处理后的有机物被送往中温沼气池28内以回收餐饮垃圾中的有机物。
对污水进行处理时，除了厌氧池32外还包括生化池33、沉淀池34和消毒池35，污水经过厌氧池32之后其中的大分子团有机物被分解有小分子团有机物，进入生化池33进行曝气生化处理，再将污水送往沉淀池34中，经沉淀后将聚集有大量有机物的下层水部分送往配水池24中，另一部分送入终沉池36进行最终沉淀。终沉池36沉淀之后的上清液再次被送往厌氧池32进行最终处理，部分活性污泥被送往uasb池27中进行再次分解。当终沉池24内的污水经过一个循环之后，将终沉池36内的底部污泥送往活化池37内进行活化处理。
在本发明的垃圾处理系统的其他实施例中，缓冲池还可省去，只是供入平流池的污水流量不稳定；还可以外接水源以为农贸垃圾的水解提供水环境，只是这样会造成水源的浪费；本发明的垃圾处理系统还可以不包括用于对废水进行处理的厌氧池、生化池、沉淀池和消毒池，而是将废水直接送往污水厂进行污水的后续处理。
本发明的垃圾处理方法的实施例：
使用本发明的垃圾处理系统处理垃圾的方法如下：
第一步，各用户将家庭产生的垃圾粉碎并直接排入家庭下水管道中；
第二步，通过间歇虹吸冲淤装置依次将家庭下水管道中的垃圾随着水流经小区排污总管及市政干道污水管送至垃圾处理区的配水池中；
第二步具体又包括：步骤201，收集由市政干道污水管流入的污水中的浮渣和大颗粒悬浮物；收集由市政干道污水管流入的下层水，收集到的下层水中大量有机物聚积在下层而形成底层污泥；收集由市政干道污水管流入的污水中的中层水并检测中层水中悬浮物浓度，当悬浮物浓度小于设定值时，对中层水进行厌氧处理，当悬浮物浓度大于设定值时，先将中层水送入快速沼气池处理至悬浮物浓度小于设定值时再对其进行厌氧处理；
步骤202，将下层水中的底层污泥送入所述配水池；将收集到的上层浮渣和大颗粒悬浮物在水环境下进行水解，水解后大量有机物沉积在下层，将水解后的下层水送入所述快速沼气池中；将上层难于水解的物体送入回收处理系统；
步骤203，收集送入所述慢速沼气池中的污水在初步制沼后的上清液，对上清液进行生化处理、沉淀后将聚集有大量有机物的下层水送入所述配水池中。
第三步，向配水池中加入收集到的农贸市场垃圾以在配水池内配制cod含量、酸碱度适宜甲烷菌生长要求的污水；
在该步骤中，农贸市场垃圾先经分拣、粉碎后在水环境下进行水解，水解后含有大量有机物的水解液被送往所述配水池中，由步骤201中的中层水为农贸市场垃圾的水解提供水环境。
第四步，将配水池中的污水加入快速沼气池中，快速沼气池中的发酵微生物快速分解污水中的部分有机物产生沼气；
快速沼气池包括usr池25和uasb池27，usr池25中的有机物来源包括漂浮物水解池内22的上层漂浮物、漂浮物水解池22内的底层污泥及配水池24内的污水，usr池25能快速将其中的部分有机物分解成沼气。usab池27的有机物来源为配水池24内的污水及终沉池36内沉淀后的下层污泥。
第五步，将快速沼气池中制沼结束后的沼液输送到慢速沼气池中，同时向慢速沼气池中加入收集到的餐饮垃圾，慢速沼气池中的发酵微生物充分分解其内的有机物产生沼气；
慢速沼气池包括中温沼气池28和高温沼气池29，所述快速沼气池中的底泥及餐饮垃圾均输送到中温沼气池28中参与制沼，一个制沼周期结束后所述中温沼气池28中的中层水被送至所述高温沼气池29中参与高温制沼，中温沼气池28与高温沼气池29在制沼结束后其内的上清液被送往生化池进行生化处理，产生的沼气被送往沼气处理设备以进行第六步所述的沼气处理。
第六步，净化处理沼气池产生的沼气。
在本发明的垃圾处理方法的其他实施例中，还可以直接将污水管网中的污水排入配水池中，再向配水池中添加农贸垃圾及其他药品以配制出满足要求的污水。只是此时不仅生产效率慢，更是需要频繁地清理配水池。