具有无污物泄漏缓冲箱的智能环保厕所用自动化处理系统的制作方法

本发明涉及粪便无害化处理技术领域，特别涉及具有无污物泄漏缓冲箱的智能环保厕所用自动化处理系统。

背景技术：

人口的增多及高度集中使得城市粪便的产量不断增加,这些粪便在过去大多作为肥料直接运往农村,而目前在能带来显著经济效益的化学肥料的冲击下,粪便在农村的使用量日渐萎缩。因而,采用适宜的技术对粪便进行管理与处理不但对保护环境有着重大的意义,而且对保证人民的健康也有着深远的意义。

粪便废水主要有悬浮颗粒物(ss)高、氨氮(nh3-n)浓度高、有机物(cod)浓度高、感官度差、可生化性好等特点。目前对于粪便废水主要的处理技术有：厌氧发酵处理法、好氧处理法、高温高压处理法、化粪池处理法、物化处理法、高温堆肥法等，但是目前国内在实际工程中应用最为广泛的粪便无害化处理技术主要分为二类：

一类：化粪池处理:在中小城市及农村由于生活污水的处理,粪便收集、处理完全管道化比较困难,小型化粪池就成为单元住宅最普遍且必须配置的设施。化粪池的功能是接收、储存家庭生活污水。池内分为漂浮层、淤泥层和中间清水层3个区域。清水可采用污水灌溉的方式作最终处理。当前由于化工产品的广泛使用,家庭生活污水的成分日趋复杂,污水中有害物质含量增加,化粪池“清水层”的直接排放就成为污水灌溉区域的污染源。对这种污染的控制仅仅是在化粪池内使用大量化学药物分解沉淀有害物质,然而在扩大污水灌溉区域,增加土壤处理功能上是难以有效的。同时化粪池处理还容易出现堵塞、排泥困难、处理不彻底、蚊蝇滋生等问题。

二类：物化处理:在中国专利号为200710079587。x、公开日为2007年9月19日、名称为“粪便处理方法及系统”的专利文件中公开一种物化处理粪便的方法。该方法为通过固液分离设备将粪便进行固液分离，分离出的残渣进行填埋处理，分离出的粪液加入适量化学药剂,使粪液发生絮凝作用后通过脱水设备进行脱水处理,其中脱水所得的干泥制作为肥料、液体送至污水处理厂进行终端处理。以上模式的粪便处理方法存在以下不足：对于高浓度有机粪便污水的受纳，要求污水处理厂的设计能力、工况等条件符合受纳污水的标准，而粪便污水是随机性排入污水管网的，给污水处理厂的建设规划带来极大不便；粪便污水输送到污水处理厂的途中会散发出浓重的臭味且难以对臭味进行处理，不利于环境卫生。

为了解决以上类型的粪便处理方法的以上不足，设计出了对脱水后所产生的粪水进行进一步处理以达到排放标注后再排放的粪便无害化处理方法。在中国专利申请号为201210251613.3、公开日为2012年10月24日、名称为“一种粪便无害化资源化处理方法”的专利文件中开关了一种能将粪便中的废液处理到达标排放的方法。该方法为将脱水后所得的废液依次进行集聚螯合处理、兼氧处理和一级/二级好氧处理到达标后进行排放。该类型的处理方法存在以下不足：直接将废液依次进行集聚螯合处理、兼氧处理和一级/二级好氧处理到达标后进行排放，该处理方法导致粪水中的可作养分的有机物分解为不能当作养分的有机物，不能实现对粪便中的有机物的充分回收利用、且氮化处理不彻底、cod去除效率低；污泥和粪便的脱水处理通过同一离心机一起进行，不便于粪便中的养分的合理利用，因为粪便脱水所得的干泥的养分高、可当作肥料加以利用，而污泥脱水所得的干泥几乎没有什么养分，当作肥料利用不合适。

针对上述技术的不足，中国专利授权公告号cn103073149b公开了一种粪便无害化处理方法，其按照如下步骤对粪便进行处理：

第1步、通过固液分离机对粪便进行固液分离；

第2步、将第1步分离出的液体絮凝后通过离心机进行脱水；

第3步、将第2步中分离出的液体在厌氧消化池中通过厌氧微生物的作用、使废水中的有机物分解转化成为甲烷和二氧化碳后通过沉淀的方法进行泥水分离；

第4步、将第3步中分离出的液体进行脱氮处理；

脱氮处理包括以下步骤：

第4-1步、将第3步中分离出的液体的ph值调节到9.5～12；

第4-2步、将第4-1步中产生的液体通过气吹脱的方法使液体中的游离氨挥发，然后用酸液对挥发出的氨气进行吸收而生成铵盐；

第4-3步、将经第4-2步脱氮后的液体进行中和处理，将ph值调节到7.5～8.5；

第5步、将经第4步脱氮处理后的液体进行降解cod、bod和氨氮；

第5-1步、将第4步脱氮后的液体输送到一级缺氧池中处理后再输送到一级好氧池中进行处理；一级缺氧池中的厌氧细菌使液体中的大分子有机物降解为小分子有机物、反硝化细菌利用液体中的有机物为碳源和一级好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应，将水中的硝态氮转化为氮气；一级好氧池中的好氧细菌在溶解氧作用下将液体中有机物吸收分解，并转化为co2和自身有机物，同时硝化细菌也将水中的氨氮氧化成硝态氮；

第5-2步、经一级好氧池处理后的液体输送到二级缺氧池中处理后再输送到二级好氧池中进行处理；二级缺氧池中的厌氧细菌使液体中的大分子有机物降解为小分子有机物、反硝化细菌利用液体中的有机物为碳源和二级好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应，将水中的硝态氮转化为氮气；二级好氧池中的好氧细菌在溶解氧作用下将液体中有机物吸收分解，并转化为co2和自身有机物，同时硝化细菌也将水中的氨氮氧化成硝态氮；二级好氧池处理后的液体输送到第6步中进行处理。

第6步、将经第5步处理后的液体通过沉淀的方法进行泥水分离；

第7步、将第6步分离出的液体进行消毒处理后排放。

第8步，将第3步和第6步中产生的污泥进行脱水处理，第8步中的污泥脱水和第2步中的将第1步分离出的液体脱水分开进行。

该专利的核心和有点是通过吹脱方法对氨氮进行脱氮处理，脱氮处理效率高，进入进行降解cod、bod和氨氮，使得排放的废水中的codcr≤450mg/l，ss≤350mg/l，bod5≤250mg/l，nh3-n≤28mg/l；排放前进行消毒处理，使其中的病原菌、寄生虫卵以及蝇蛆灭死、达到在卫生上无害；将粪便中分离出甲烷和铵盐在处理，对粪便中的有机物的利用充分。但是该专利的缺点是整个系统的运行需要操作人员控制，另外需要投放一些化学试剂，一旦化学试剂投放过量，给后续处理带来麻烦。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述粪便无害化处理所存在的诸多技术问题而提供一种自动化运行、无需投放化学试剂、无污物泄漏的具有无污物泄漏缓冲箱的智能环保厕所用自动化处理系统。

本发明所要解决的技术问题可以通过如下技术方案来实现：

具有无污物泄漏缓冲箱的智能环保厕所用自动化处理系统，包括：

一与智能环保厕所连接的真空排污系统，所述真空排污系统用以收集智能环保厕所所排出的粪便；

一第一射流器,所述第一射流器上具有一入口和一出口以及一臭氧供给口,所述第一射流器的入口与所述真空排污系统的出口通过连接；

一第一收集箱,所述第一收集箱的入口与所述第一射流器的出口通过管道连接；

一第二收集箱，所述第二收集箱的入口通过管道和第一收集箱排污阀、流量计与所述第一收集箱的排放口连接；

一第二射流器，所述第二射流器上具有一入口和一出口以及一臭氧供给口,所述第二射流器的入口与所述第二收集箱的排放口通过连接；

一固液分离器，所述固液分离器具有一固液混合物入口、一分离液体出口和一分离含水固体出口，所述固液分离器的固液混合物入口通过第二收集箱排污阀与所述第二射流器的出口连接；

一干燥系统，所述干燥系统具有一分离含水固体入口、一干粉出口和一分离水出口，所述干燥系统的分离含水固体入口通过一固液分离器含水固体排放阀与所述固液分离器的分离含水固体出口连接；

一第一缓冲箱，所述第一缓冲箱的入口通过一干燥系统分离水排放阀与所述干燥系统的分离水出口连接；

一第一自吸泵，所述第一自吸泵的入口通过管道及固液分离器分离液体排放阀与所述固液分离器的分离液体出口连接；所述第一自吸泵的出口与一第一三通的入口连接；所述第一自吸泵的入口还通过管道、分离水排放阀与所述第一缓冲箱的分离水出口连接；

一沉淀缓冲箱，所述沉淀缓冲箱包括一箱体、一进液管以及一分流管，所述箱体由前箱体板、后箱体板、左箱体板、右箱体板、上箱体板以及下箱体板密封围合构成，在所述沉淀缓冲箱的上箱体板上开设有一排气口，所述排气口通过管路连接过滤器并经由引风机将所述沉淀缓冲箱内的气体排空，在所述右箱体板的上部开设有一进液口，在所述右箱体板的下部开设有至少一出液口，在所述下箱体板的上板面上沿宽度方向均匀间隔设置有若干导流板，每相邻的两块导流板和下箱体板之间构成一沿所述下箱体板的长度方向延伸的导流缓冲槽，每一导流板的下边缘与所述下箱体板之间不完全封闭，使得相邻的两个导流缓冲槽之间可连通，所述进液管设置在所述箱体内，其一端与所述右箱体板上的进液口连通，其另一端水平朝向所述左箱体板方向延伸至接近所述左箱体板，所述分流管设置在所述箱体内且靠近所述左箱体板的上部，其具有一分流进口和若干分流出口，所述分流管的分流进口与所述进液管的另一端连接；所述沉淀缓冲箱的进液口通过管道与所述第一三通的第一出口连接，所述沉淀缓冲箱的出液口汇集后通过沉淀缓冲箱排污阀连接一计量泵的入口；

一电解装置，所述电解装置具有一液体入口和液体出口，所述电解装置的液体入口通过计量泵控制阀与所述计量泵的出口连接；

一膜池，所述膜池按照水流动方向分为刮渣池、沉淀池、mbp池和清水池，所述刮渣池与沉淀池之间、沉淀池与mbp池之间水的流动均通过溢流方式流动；所述刮渣池上设置有电解液入口、渣出口、排污口、反冲口，所述刮渣池上的电解液入口通过电解液控制阀与所述电解装置中的液体出口连接，所述刮渣池上的渣出口通过出渣控制阀和管道与所述第二收集箱的的入口连接，所述刮渣池上的排污口通过刮渣池排污阀和管道与所述第二收集箱的的入口连接，所述刮渣池上反冲口通过第一反冲阀和管道与所述第一三通中的第二出口连接；所述沉淀池具有一排污口和一反冲口，所述沉淀池的排污口通过沉淀池排污阀和管道与所述第一自吸泵的入口连接，所述沉淀池的反冲口通过管道与所述第一反冲阀连接；所述mbp池具有一排污口、一曝气口、一清水流出口和一反冲口，所述mbp池的排污口通过mbp池排污阀和管道与所述第一自吸泵的入口连接，所述mbp池的曝气口通过管道连接一曝气泵，所述mbp池的清水流出口通过mbp池排水阀连接一第二自吸泵的入口；所述清水池具有一入水口、一冷却水回收口和一排水口，所述清水池的入水口通过清水池进水阀和管道与一第三射流器的出口连接，所述第三射流器的入口通过管道与所述第二自吸泵的出口连接，所述第三射流器上也具有一臭氧供给口；

一臭氧发生器，所述臭氧发生器的空气入口通过管道连接一空压机，所述臭氧发生器的臭氧出口由管道接出后分为三条支路，其中第一条支路通过第一射流器臭氧控制阀与所述第一射流器的臭氧供给口连接，第二条支路通过第二射流器臭氧控制阀与所述第二射流器的臭氧供给口连接，第三条支路通过第三射流器臭氧控制阀与所述第三射流器的臭氧供给口连接；所述臭氧发生器中的冷却循环水泵的入口通过冷却水控制阀和管道与所述清水池中的排水口连接，所述臭氧发生器中的冷却循环水泵的出口通过管道与所述清水池中的冷却水回收口连接；

一高位水箱，所述高位水箱具有一进水口和一出水口，所述高位水箱的进水口通过一增压泵、一进水控制阀与所述清水池的排水口连接，所述高位水箱的出水口通过管道接出后分为四条支路，其中第一支路通过mbr池反冲阀与所述mbr池反冲口连接，用以对mbr池进行反冲；第二支路通过高压排水阀与所述智能环保厕所地面冲洗系统连接，将多余的水高压排出用以冲洗地面，冲洗后的水又回流至所述真空排污系统中；第三支路通过冲厕排水阀与所述智能环保厕所冲厕系统连接，用以便后冲厕；第四支路通过第一洗手水控制阀和一增压泵与一压力水箱的入口连接，所述压力水箱的出口通过一压力开关、第二洗手水控制阀与所述智能环保厕所洗手池系统连接；所述压力水箱的排污口通过一压力水箱排污阀和管道与第一自吸泵连接；

一控制装置，所述控制装置分别对上述真空排污系统、第一射流器、第一收集箱的液位、第二收集箱的液位、第一收集箱排污阀、流量计、第二收集箱排污阀、第二射流器、固液分离器含水固体排放阀、第一缓冲箱的液位、干燥系统分离水排放阀、第一自吸泵、沉淀缓冲箱的液位、沉淀缓冲箱排污阀、计量泵、电解装置、计量泵控制阀、刮渣池的液位、沉淀池的液位、mbp池的液位、清水池的液位、电解液控制阀、出渣控制阀、刮渣池排污阀、第一反冲阀、沉淀池排污阀、mbp池排污阀、曝气泵、mbp池排水阀、第二自吸泵、清水池进水阀、第三射流器、臭氧发生器、空压机、第一射流器臭氧控制阀、第二射流器臭氧控制阀、第三射流器臭氧控制阀、臭氧发生器中的冷却循环水泵、高位水箱的液位、增压泵、进水控制阀、mbr池反冲阀、高压排水阀、冲厕排水阀、第一洗手水控制阀、增压泵、压力水箱的液位、压力开关、第二洗手水控制阀、压力水箱排污阀连接。

由于采用了如上的技术方案，本发明的具有无污物泄漏缓冲箱的智能环保厕所用自动化处理系统自动运行，无需操作人员操作，整个处理过程为物理处理过程，无需化学试剂，处理后的干粉可以作为肥料，处理的水可以作为厕所用水。本发明的具有无污物泄漏缓冲箱的智能环保厕所用自动化处理系统可以用于各种场所，无需另外铺设排水管道，降低了厕所的投资。

附图说明

图1为本发明具有无污物泄漏缓冲箱的智能环保厕所用自动化处理系统的原理示意图。

图2为本发明的沉淀缓冲箱的结构示意图。

图3为本发明的沉淀缓冲箱去除前箱体板和上箱体板后的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，图中给出的具有无污物泄漏缓冲箱的智能环保厕所用自动化处理系统，包括一与智能环保厕所连接的真空排污系统100，该真空排污系统100用以收集智能环保厕所110所排出的粪便。

该真空排污系统100收集的粪便通过一射流器i-15进入到一收集箱120中，射流器i-15上的臭氧供给口通过射流器臭氧控制阀v-146连接至臭氧发生器130，臭氧在射流器i-15中与粪便进行混合，对粪便进行第一次杀菌。

当收集箱120内的粪便达到一定的液位后，开启收集箱排污阀v-1、v-149，收集箱120内的粪便通过收集箱排污阀v-1、v-149以及电磁计量泵140排入收集箱150内。

当收集箱150内的粪便达到一定的液位后，开启射流器i-12和收集箱排污阀v-136，将收集箱150内的粪便通过固液分离器160的固液混合物入口排入固液分离器160中，射流器i-12上的臭氧供给口通过射流器臭氧控制阀v-147连接至臭氧发生器130，臭氧在射流器i-12中与粪便进行混合，对粪便进行第二次杀菌。

固液分离器160对粪便进行固液分离，分离后的液体通过固液分离器160的分离液体出口、固液分离器分离液体排放阀v-139、自吸泵170、三通v-166、沉淀缓冲箱180的进液口进入沉淀缓冲箱180中进行缓冲沉淀。固液分离器160分离后的分离含水固体通过固液分离器160的分离含水固体出口、固液分离器含水固体排放阀v-148和干燥系统190的分离含水固体入口进入干燥系统190中进行干燥。

干燥系统190将分离含水固体干燥后的干粉通过干燥系统190中的干粉出口收集，用作肥料。干燥系统190将分离含水固体干燥后的分离水通过分离水出口、干燥系统分离水排放阀v-144、缓冲箱e-64的入口排入缓冲箱e-64内。

缓冲箱e-64内的分离水液位到达一定液位后，开启分离水排放阀v-142，缓冲箱e-64内的分离水通过缓冲箱的分离水出口、分离水排放阀v-142、自吸泵170、三通v-166、沉淀缓冲箱180的进液口进入沉淀缓冲箱180中进行缓冲沉淀。

参见图2和图3，沉淀缓冲箱180包括一箱体181、一进液管182以及一分流管183，箱体181由前箱体1811、后箱体板1812、左箱体板1813、右箱体板1814、上箱体板1815以及下箱体板1816密封围合构成，在沉淀缓冲箱180的上箱体板1815上开设有一排气口1817，在右箱体板1814的上部开设有一进液口1818，在右箱体板1814的下部开设有至少一出液口1819，在下箱体板1816的上板面上沿宽度方向均匀间隔设置有若干导流板184，每相邻的两块导流板184和下箱体板1816之间构成一沿下箱体板1816的长度方向延伸的导流缓冲槽185，每一导流板184的下边缘与下箱体板1816之间不完全封闭，使得相邻的两个导流缓冲槽185之间可连通，进液管182设置在箱体181内，其一端与右箱体板1814上的进液口1818连通，其另一端水平朝向左箱体板1813方向延伸至接近左箱体板1813，分流管183设置在箱体181内且靠近左箱体板1813的上部，其具有一分流进口和若干分流出口，分流管183的分流进口与进液管182的另一端连接。液体依次经由进液口1818、进液管182、分流管183、分流管183上的若干分流出口均匀地洒在箱体181内，然后在导流缓冲槽185的缓冲作用下从出液口1819流出。

沉淀缓冲箱180中的混合物通过沉淀缓冲箱排污阀v-2、计量泵200、计量泵控制阀v-3定量送入电解装置210中进行电解。电解过程中将混合物中的大分子分解成小分子。电解后的电解液通过电解装置210的液体出口、电解液控制阀v-4进入膜池中的刮渣池220中。

刮渣池220中的刮渣装置将浮在水面上的浮渣刮去，以免流到膜池中的沉淀池230中。刮渣装置刮出来的渣通过渣出口、出渣控制阀v-173、v-168以及管道送到收集箱150内重新进行处理。刮渣池220中的沉淀物通过排污口、刮渣池排污阀v-5、v-134以及管道送到收集箱150内重新进行处理。刮渣池220中的经过处理的水通过溢流方式流入到沉淀池230中进行沉淀。

沉淀池230中的水通过溢流方式流入到mbp池240中进行曝气和膜处理，沉淀池230中的沉淀物通过排污口、mbp池排污阀v-7、v-152、自吸泵170、三通v-166、沉淀缓冲箱180的进液口进入沉淀缓冲箱180中进行缓冲沉淀。

开启曝气泵250，可以对mbp池240内的水进行曝气处理。mbp池240内的沉淀污泥通过排污口、mbp池排污阀v-8、v-151、自吸泵170、三通v-166、沉淀缓冲箱180的进液口进入沉淀缓冲箱180中。mbp池240处理后的清水通过清水流出口、mbp池排水阀v10、v170、自吸泵270、射流器i-16、清水池进水阀v-9、清水池260的入水口进入清水池290。射流器i-16上的臭氧供给口通过射流器臭氧控制阀v-132连接至臭氧发生器130，臭氧在射流器i-16中与水进行混合，对水进行杀菌。

清水池260内的水可以通过冷却水控制阀v-150及管道送至臭氧发生器130中,对臭氧发生器130进行冷却，冷却后的水通过冷却循环水泵131和管道回流到清水池260中。另外清水池260内的清水还可以通过进水控制阀v-125、增压泵280送入一高压水箱e-51存储。臭氧发生器130与空压机310连接。

如果需要对mbp池240进行反冲时，开始mbr池反冲阀v-171，高压水箱e-51内的清水对mbr池240进行反冲。另外高压水箱e-51内的清水可以通过高压排水阀v-133和管道送至智能环保厕所110的地面冲洗系统，将多余的水高压排出用以冲洗地面，冲洗后的水又回流至真空排污系统100中；高压水箱e-51内的清水还可以通过冲厕排水阀v-145送至智能环保厕所110的冲厕系统，用以便后冲厕；高压水箱e-51内的清水也还可以通过洗手水控制阀v-126、增压泵290送入一压力水箱e-60，压力水箱e-60的水通过一压力开关300、洗手水控制阀v-138送至智能环保厕所110的洗手池系统；压力水箱e-60沉积的污泥通过压力水箱排污阀v-137、自吸泵170、三通v-166、沉淀缓冲箱180的进液口进入沉淀缓冲箱180中

收集箱120、沉淀缓冲箱180和膜池上均设置有排气口，收集箱120、沉淀缓冲箱180和膜池上的排气口通过管道汇聚至一过滤器e-50中，然后通过引风机e-49排空。

具有无污物泄漏缓冲箱的智能环保厕所用自动化处理系统中的控制装置(图中未示出)分别对真空排污系统100、射流器i-15、i-12、i-16、收集箱120、150的液位、收集箱排污阀v-1、v-149、v-136、流量计140、固液分离器含水固体排放阀v-148、缓冲箱e-64的液位、干燥系统分离水排放阀v-144、自吸泵170、270、沉淀缓冲箱180的液位、沉淀缓冲箱排污阀v-2、计量泵200、电解装置210、计量泵控制阀v-3、刮渣池220的液位、沉淀池230的液位、mbp池240的液位、清水池260的液位、电解液控制阀v-4、出渣控制阀v-173、v-168、刮渣池排污阀v-5、v-134、反冲阀v-6、沉淀池排污阀v-7、v-152、mbp池排污阀v-8、v-151、曝气泵250、mbp池排水阀v-10、v-170、清水池进水阀v-9、臭氧发生器130、空压机310、射流器臭氧控制阀v-146、v-147、v-132、臭氧发生器130中的冷却循环水泵131、高位水箱e-51的液位、增压泵280、290、进水控制阀v-125、mbr池反冲阀v-171、高压排水阀v-133、冲厕排水阀v-145、洗手水控制阀v126、压力水箱e-60的液位、压力开关300、洗手水控制阀v-138、压力水箱排污阀v-137、引风机e-49连接,对它们进行控制。