一种粪便生态化处理工艺的制作方法

1.本技术涉及环境治理技术领域，具体涉及一种粪便生态化处理工艺。


背景技术：

2.人口的增多及高度集中使得农村粪便的产量不断增加，粪便在过去大多作为肥料直接用在农业生产链上，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，那么若不统一管理和处置，会造成严重的环境污染，而且会严重威胁人民的身体健康与生命安全。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本技术旨在提供一种粪便生态处理工艺，包括以下步骤：
4.获取粪污混合液；
5.发酵所述粪污混合液；得到第一粪污混合液；
6.搅拌所述第一粪污混合液，获得密度均匀的第二粪污混合液；
7.脱水处理述第二粪污混合液进行脱水处理，得到粪污原液；
8.累积所述粪污原液，得到预设容积的第一粪污液；
9.搅拌所述第一粪污液，获得密度均匀的所述第二粪污液；
10.调节所述第二粪污液的ph值，使其ph值控制在10以下；
11.固液分离所述第二粪污液，得到一级清液；
12.水解酸化所述一级清液，得到二级清液；
13.反硝化所述二级清液，得到三级清液；
14.硝化所述三级清液，得到四级清液。
15.固液分离所述四级清液，得到清水。
16.据本技术实施例提供的技术方案，在所述第三粪污液中添加絮凝剂(pac)和助凝剂(pam)对其进行固液分离。
17.根据本技术实施例提供的技术方案，在所述第二粪污液中通过添加hcl、naoh来调节所述第二粪污液的ph值。
18.根据本技术实施例提供的技术方案，所述pac的浓度为10％，所述pam的浓度为0.1％-0.3％。
19.根据本技术实施例提供的技术方案，所述二级清液中的nh3浓度接近600mg/l时，通过两次反硝化和两次所述硝化得到所述四级清液。
20.根据本技术实施例提供的技术方案，所述二级清液中的nh3浓度接近600mg/l时，通过三次反硝化和三次所述硝化得到所述四级清液。
21.根据本技术实施例提供的技术方案，第三次所述硝化时，需向添加碳源保持碳氮平衡。
22.根据本技术实施例提供的技术方案，在所述清水内添加次氯酸钠进行消毒。
23.综上所述，本技术提出一种粪便生态化处理工艺，通过获取的粪污进行发酵，脱水，并调节其ph值后进行固液分离，在对其进行水解酸化，反硝化、硝化，最终得到清水，一方面防止了粪污对环境的污染，另一方面把粪污处理得到清水，使得资源得以再利用。
附图说明
24.图1为本技术实施例提供的粪便生态化处理工艺的流程图；
25.图2为本技术实施例提供的一种实施例结构示意图；
26.图3为本技术实施例提供的一种实施例结构示意图。
27.图中所述文字标注表示为：
28.1、第一调节池；2、第二调节池；3、絮凝池；4、沉淀池；5、厌氧池；61、第一缺氧池；71、第一好氧池；62、第二缺氧池；72、第二好氧池；8、膜沉淀设备；9、消毒池；10、清水池；11、生态池塘；63、第三缺氧池；64、第三好氧池；12、乙酸钠投放装置。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
31.诚如背景技术中提到的，针对现有农村粪污污染环境的问题，本技术提出了一种粪便生态化处理工艺，包括以下步骤，如图1所示：
32.获取粪污混合液；通过吸污车将农村粪污收集并运输至粪污生态处理站，所述粪污生态处理站内设有第一调节池1，将所述农村粪污排至所述第一调节池1内暂储。
33.发酵粪污混合液，得到第一粪污混合液；主要目的是截留含虫卵较多的所述粪污：所述粪污进入粪池后，通过发酵分解，松散的粪块因发酵膨胀而浮升，比重达的下沉，因而形成上浮的粪皮、中层的粪液及下沉的粪渣。由于所述粪污中的寄生虫的比重大于粪尿混合液，故所述寄生虫将自然沉降于最底层的粪渣中。截留所述粪渣，只收集中层的所述粪液和上浮的所述粪皮，将所述粪液和所述粪皮的混合物称为所述第一粪污混合液。
34.搅拌所述第一粪污混合液，得到密度均匀的第二粪污混合液；通过搅拌，将所述第一粪污混合液充分液化。
35.对所述第二粪污混合液进行脱水处理，得到粪污原液；可选地，采用叠螺脱水设备将所述第二粪污混合液进行脱水处理，使用所述叠螺脱水设备，一方面由于此设备包括浓缩段和脱水段两部分，脱水效果更强，另一方面，所述叠螺脱水设备具有车载形式，不需要建房等配套设施，方便且节约占地。
36.累积所述粪污原液，得到预设容积的第一粪污液；由于所述吸污车的容积有限，故所述第一粪污液的容量如法满足所述预设容积，所述吸污车多次收集的所述粪污经过以上过程形成所述粪污原液，收集多次形成的所述粪污原液到所述预设容积，得到所述第一粪污液。
37.搅拌所述第一粪污液，获得密度均匀的所述第二粪污液；由于所述第一粪污液包含多次收集的所述粪污原液，而每次所述粪污原液是通过所述吸污车在不同地理位置，不同时间收集获得，由于不同地理位置的人的饮食习惯不同、发酵时间不同，会使得所述粪污中污染物的浓度不同，故将不同溶度的第一粪污液混合均匀，得到所述第二粪污液。
38.通过建立第二调节池2，将所述第一粪污液抽取到所述第二调节池2内，在所述第二条调节池内获得密度均匀的所述第二粪污液。
39.调节所述第二粪污液的ph值，使其ph值控制在10以下，得到第三粪污液；优选地，可通过添加hcl、naoh来调节所述第二粪污液的ph值，使得所述第二粪污液的酸碱性可满足后续的生化反应，6.5-7以内为反硝化细菌最适的ph值范围，此阶段在所述第二调节池2内进行。
40.固液分离所述第三粪污液，得到一级清液；优选地，在所述第三粪污液中，添加絮凝剂(pac)和助凝剂(pam)对其进行固化分离，所述第三粪污液与投加的所述pac和所述pam发生反应后，生成较大颗粒的絮状沉淀，大的絮状物、沉淀物在自身重力作用下得以分离，获得上层清液称为一级清夜；优选地，所述pac的浓度为10％，所述pam的浓度为0.1％-0.3％。
41.本实施例中，建立絮凝池3和沉淀池4，在所述絮凝池3固液分离所述第三粪污液，得到所述一级清液，在所述絮凝池后建立所述沉淀池4，沉淀物直接从所述沉淀池排出，所述絮凝池3上设有pac加药装置和pam加药装置，且每个装置都设有计量泵，所述计量泵的参数为q＝5l/h，p＝0.5mpa，n＝0.37kw。
42.水解酸化所述一级清液，得到二级清液；本实施例采用生化污泥去除所述一级清夜中的有机物，优选地，所述生化污泥可选用生活污水或者市政废水，但由于sio2、无机物、油类等可能超标，不能使用工业废水，所述生化污泥中含有微生物菌种，通过所述微生物菌种来去除所述一级清夜中的有机物，由于所述一级清夜中的大分子有机物无法进入所述微生物菌种的细胞内，所以首先在厌氧环境下，对所述大分子有机物进行水解，通过所述生化污泥中的水解细菌将难降解的所述大分子有机物转化为易降解的可进入所述微生物菌种的细胞内的小分子物质；所述小分子物质进入所述微生物菌种的细胞内转化为更为简单的化合物被分泌到细胞外，主要产物为挥发性脂肪酸，同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氨等物质产生。另外，所述微生物菌种中的聚磷菌也将其体内存储的多聚磷酸盐释放出来，同时释放能量，其中一部分能量供好氧的所述聚磷菌在所述厌氧环境中生存，另一部分能量使得所述聚磷菌吸收所述一级清夜中的发酵产物，并以聚-β-羟基烷酸(pha)的形式在所述聚磷菌体内贮存起来。
43.这一阶段，所述微生物菌种吸收溶解性有机物而使所述一级清夜中的cod浓度下降，另外nh
3-n因细胞的合成而被去除一部分，是所述一级清夜中的nh
3-n浓度下降，但no
3-n的含量并没有变化；其中，所述cod是指水中所含的有机物被微生物降解时所消耗的氧气量；nh
3-n为所述一级清夜中氨氮含量指标，所述no
3-n为硝态氮，有机物分解生成铵盐，被氧化后变为硝态氮。
44.本实施例中，通过建立厌氧池5来完成厌氧工艺，所述厌氧池5中的溶解氧的含量控制在0.2mg/l以下，池内具有所述生化污泥，所述生化污泥内包括厌氧菌，在所述厌氧菌的作用下，去除所述一级清夜中的有机物，提高所述一级清夜的可生化性。所述厌氧池5内
为密闭空间，内部设有潜水搅拌机，选型为qjb0.85/8-260/3-740/c/s。优选地，所述生化污泥的混合液悬浮固体度(mlss)为3000～4000mg/l，sv
30
在35-50％内，其中sv
30
表示在曝气情况下，所述生化污泥在量筒静止，沉降30min后污泥所占的体积百分比。
45.反硝化所述二级清夜，得到三级清夜；
46.在缺氧环境中，对所述二级清夜进行反硝化，所述缺氧环境中，溶解氧的含量一般控制在0.5mg/l，所述反硝化是所述生化污泥中的反硝化菌利用所述二级清夜中的有机物作为碳源，将大量的no3-n和no2-n还原为氮气并释放到空气，因此所述二级清夜中的cod5和cod的浓度下降，所述no3-n的浓度也大幅度下降，但所述二级清夜中的磷的变化很小；其中所述cod为化学含氧量，可反映水体受到还原性物质污染的程度，而有机物是水体中最常见的还原性物质，因此，所述cod在一定程度上反映了水体收到有机物污染的程度，cod越高，污染越严重。这一阶段，对所述二级清夜进行反硝化作用，达到了同时去碳和脱氮的目的，使得所述二级清夜中的cod5和cod的浓度大幅度降低，得到了含有较低浓度碳氮和较高浓度磷的所述三级清夜。本实施例中，通过建立第一缺氧池61来进行反硝化作用，所述第一缺氧池61内同样含有所述生化污泥，所述生化污泥的浓度为3000mg/l，所述二级清夜在所述第一缺氧池61内停留的时间为14.4小时。
47.硝化所述三级清夜，得到四级清夜；在好氧的环境中，对所述三级清夜进行硝化，所述好氧环境中，所述溶解氧的含量一般在2mg/l，所述nh3进一步在所述生化污泥中的亚硝化菌和硝化菌的作用下，转化为亚硝酸盐和硝酸盐，即为所述的硝化。故在所述硝化作用下，所述三级清夜中的nh3的浓度显著下降，no3的浓度增加；另外，所述聚磷菌在所述好氧的环境下，将其体内的所述pha分解，并释放能量，用于为所述聚磷菌生长提供能量，所述聚磷菌生产需要吸收环境中的溶解性磷，这些被吸收的所述溶解性磷在所述聚磷菌体内以聚磷盐形式存在，使得所述三级清夜中的磷的浓度大大降低。经过这一阶段，形成了亚硝酸盐和硝酸盐浓度较大的，磷浓度较低的四级清夜。
48.本实施例中，通过建立第一好氧池71来进行硝化作用，所述第一好氧池71内同样含有所述生化污泥，所述生化污泥的浓度为3000mg/l，所述三级清夜在所述好氧池内停留的时间为21.6小时，将所述好氧池内形成的部分亚硝酸盐和硝酸盐通过回流泵回流至缺氧阶段，进行反硝化作用，提高所述反硝化作用的硝化率。所述回流泵的选型为q＝30m3/h，h＝10m，n＝2.2kw。
49.本实施例中，所述一级清夜通过厌氧池5、第一缺氧池61、第一好氧池71完成了有机物的去除、硝化脱氮以及磷的去除，所述脱氮的前提是nh3-n能完全硝化，而所述第一好氧池71的流回可提高其硝化率。所述第一缺氧池61和所述第一好氧池71联合可完成除磷功能；为了提高所述粪污中的有机物的消除，可使得所述一级清夜多次硝化脱氮和去磷，故可建立多组缺氧池和好氧池，其数量可根据所述一级清夜中nh
3-n浓度来定，优选地，所述一级清液中的nh
3-n浓度接近600mg/l时，通过两次反硝化和两次所述硝化得到所述四级清液，本实施所述一级清液中的nh
3-n浓度接近600mg/l故建立两组缺氧池和好氧池，如图1所示，包括所述第一缺氧池61和所述第一好氧池71，以及第二缺氧池62和第二好氧池72。
50.固液分离所述四级清夜，得到清水；所述一级清夜经过厌氧池5、两组缺氧池和好氧池后，得到了不含有机物的清水，但所述清水中夹杂有所述生化污泥，故需通过泥水分离，将所述清水取出。本实施例中通过设置膜沉淀设备8进行泥水分离，所述膜沉淀设备8中
包括由多根丝组成的多层丝，并由多层丝组成的膜，每根丝为外径为1-2毫米的中空管，没根所述管壁上设有多个小孔，所述小孔的孔径很小，只允许清水流入，通过真空泵从所述中空管内将水抽出，从而得到清水。
51.优选地，所述丝材质为pvdf纤维，其标称尺寸为0.05微米，具有良好的抗氧化性，在所述粪污处理中，微生物和有机物污染往往会造成所述丝的孔堵塞，而通过氧化剂化学清洗是恢复其通畅的最有效的手段，故选用抗氧化性较强的pvdf。在对膜进行冲刷时，可通过高压水枪对其进行清理，而pvdf具有较强的抗拉伸强度和抗压强度，能提高所述膜的使用寿命。
52.进一步地，在所述清水内添加次氯酸钠对其进行消毒，所述四级清夜经过泥水分离后，形成所述清水，不过所述清水中可能存在所述生态污泥中微生物，所述次氯酸钠投入到水中收，瞬间分解为氯酸和次氯酸根，所述氯酸是很小的中性分子，能迅速扩散到带负电的所述微生物病毒体的表面，并通过细胞壁穿透到病毒体内，次氯酸极强氧化性破坏了病毒上的蛋白质等酶系统，从而杀死所述微生物中的病毒，完成了对所述清水的消毒。本实施例中，通过建立消毒池9对所述清水进行消毒，在所述消毒池9上方设置次氯酸钠加药装置，并设置次氯酸钠计量泵，其选型为q＝5l/h，p＝0.5mpa，n＝0.37kw。
53.进一步地，将消毒后的所述清水抽入清水池10，检测水质达标后，将所述清水抽入生态池塘11，所述生态池塘11内设有生态浮岛和生水生植物，所述水生植物具有净化水质、抑制藻类、提供水生动物食物及繁殖栖息场所等重要的生态功能。水生植物靠根系吸收水和部分底泥中的营养物质，有利于水体底质的长效改善，且水生植物可提升水生生态池塘11的景观效果。本实施例中，采用生态浮岛的方式进行水生植物治理。水生生态浮岛针对富营养化的水质，利用生态工学原理，降解水中的cod、氮和磷；同时在所述生态池塘11内加入鱼、虾等动物，形成了微生物-水生植物-动物-微生物的生态链，水生生态浮岛以水生水生植物为主体，运用无土栽培原理，应用物种间共生关系，充分利用水体空间生态位和营养生态位，从而建立高效人工生态系统，用以削减水体中的污染负荷。通过所述生态浮岛，在改善水质指标的同时，可对水体透明度有大幅度提升，减轻了水体由于封闭或自循环不足带来的水体腥臭、富营养化现象。
54.实施例2
55.本实施例中，与实施例1相同之处不在赘述，不同之处在于：所述一级清液中的nh
3-n浓度接近800mg/l时时，通过三次反硝化和三次所述硝化得到所述四级清液。本实施例中，在所述厌氧池5后建立三组缺氧池和好氧池，所述一级清夜经过三次反硝化和硝化作用，达到去除有机物，去氮去磷的目的。如图2所示，所述缺氧池和所述好氧池还包括第三缺氧池63和第三好氧池64。优选地，第三次所述硝化时，需向添加碳源保持碳氮平衡，由于经过前两次的所述反硝化和所述硝化作用，使得所述生化污泥中的c源量减小，为了保持所述生化污泥中的微生物存活率，需要在第三组的所述好氧池内添加c源，来保持c、n平衡。本实施例中通过在所述第三好氧池73上设置乙酸钠投放装置12投加乙酸钠来增加c源。
56.实施例3
57.在实施例1和实施例2的基础上，添加氨吸收塔，在所述粪污发酵阶段一级后续的厌氧、缺氧和好氧阶段，会产生较大的氨，氨在反硝化作用下会产生大量氮，所述氮会导致所述生化污泥中的微生物中毒，故添加氨吸收塔用来减少整个工艺中的氨，保持所述生化
污泥中的碳氮平衡，保持所述生化污泥中的微生物有机物的消除率，提高所述粪污处理工艺的稳定性。
58.本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本技术的保护范围。