专利名称：粪便处理方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及环保领域，尤其涉及一种对粪便集中进行无害化处理的方法及系统。
背景技术：
粪便无序排放、消纳难、处理难是我国城市化进程中一大难题。图1所示为现有技术的粪便处理方法及系统，该处理方法步骤为首先对粪便进行固液分离，此步骤在固液分离设备中进行，将分离后的固体杂物送至出渣间，分离后的液体排入粪便调节池，调节池用于缓存分离后的粪液，其出水采用动力排放，由污水输送系统将调节池内粪液排出；然后对调节池输送的粪液进行絮凝脱水，此步骤在絮凝脱水设备中进行，脱水后的粪便干泥进入制肥设备制肥，脱水后获得的滤清液排入市政管网作为污水处理的营养基。
为了防止调节池中泥沙沉淀，目前采用在调节池中安装数台机械搅拌系统，设置在调节池池面下的叶片随电机不断旋转，搅拌调节池内的粪液。该机械搅拌系统叶片易发生缠绕和变形，而且不能有效解决粪液调节池中泥沙沉淀、堆积和粪液表面结痂等问题，且能耗大、成本高、维护费用高。
处理方法中的絮凝脱水步骤，包括注药混合和脱水，现有的注药混合过程是(1)泥泵将泥箱内的粪液抽出送至重锤阀前端；(2)药泵将絮凝药箱的药液抽出送至重锤阀前端；(3)粪液和絮凝药液在重锤阀高压挤压调节下进行混合。该注药混合工艺对泵要求高，泵体压力高达15000-20000kg/m2、能耗大、密封函件很容易损害，泵的使用寿命通常仅为3到6个月。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种粪便处理方法，能够阻止调节池粪液泥沙沉淀，克服粪液表面结痂，保证粪液清运顺畅。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种实现上述方法的粪便处理系统。
本发明所要解决的技术问题是这样实现的一种粪便处理方法，包括如下步骤(1)对粪便进行固液分离处理；(2)将分离后粪液排入具有回流式搅拌系统的调节池；(3)对调节池输送的粪液进行絮凝脱水处理。
所述步骤(1)是将大块重物分捡、漂浮物破碎、固液分离、除砂、分离固体物压榨脱水功能集合在一个密闭装置中完成。
所述的步骤(3)包括注药混合和脱水，设置一个加药环，利用加药环分四点向粪液注射药液，转动进行混合。
所述的方法还包括步骤(4)对絮凝脱水后的滤清液作厌氧/生化处理。
所述的方法还包括步骤(5)除臭处理。
一种粪便处理系统，包括固液分离设备，对粪便进行固液分离处理，分离后粪液排入调节池；调节池，缓存固液分离设备分离后的粪液，并将粪液输送到絮凝脱水设备；絮凝脱水设备，对调节池中的粪液进行絮凝脱水处理，其特征在于，在调节池内设置有回流式搅拌系统。
所述的回流式搅拌系统有互联反冲管路相联且运行时只有一套动力系统工作。
该处理系统还包括厌氧/生化设备，对絮凝脱水后获得的滤清液作进一步处理。该处理系统还包括除臭设备，对粪便处理过程中臭气进行处理。
采用本发明粪便处理方法与系统的有益效果是在调节池内设置回流式搅拌系统，流动的粪液经分管出口在流动过程中形成一定的冲击力，使调节池内液体及飘浮物、沉淀物产生震荡、波动、搅拌，形成一定的旋流使粪液始终处于旋流搅拌运动状态，有效地克服了泥砂的沉淀、堆积及粪液表面结痂问题；回流式搅拌系统有互联反冲管路相联，可定时互相反冲，避免堵塞等故障发生，运行时一套动力系统(排污泵)工作，其他作为备用，能耗低，维护方便。
固液分离处理中对大块重物分捡、漂浮物破碎、固液分离、除砂、对分离后的固体物压榨脱水功能集合在固液分离设备的一个密闭装置中完成，该装置结构紧凑、占地面积小，实现了全自动全封闭运行，不再需要人工分拣，改善了粪便处理站的工作环境，降低了工人劳动强度。
絮凝脱水处理中的注药混合过程，药泵和泥泵的压力减少至1500-2000kg/m2，是现有注药混合过程泵体压力的十分之一，减少对密封函件的损害，延长泵的使用寿命；而且絮凝药液分四点注射到粪液中，注药更均匀，药液和粪液混合更充分。
对絮凝脱水的滤清液进一步厌氧/生化处理，处理后的水液体回用作清洗水和稀释水，实现资源的回收利用。将整个处理过程中的臭气抽入除臭设备进行除臭，臭气清洁无臭后排入大气，不会造成环境二次污染。
下面结合附图及实施例对本发明粪便处理方法及系统作进一步说明图1是现有技术粪便处理方法及系统示意图；图2是本发明粪便处理方法及系统示意图；图3是本发明固液分离间工艺装配及处理过程图；图4是本发明调节池回流式搅拌系统和污水输送系统处理过程图；图5是本发明絮凝脱水间工艺装配及处理过程图；图6是本发明厌氧/生化间工艺装配及处理过程图；图7是本发明除臭间工艺装配及处理过程图；图8是本发明进行厌氧/生化和除臭处理的粪便处理方法及系统示意图。
具体实施例方式
图2给出了本发明粪便处理方法及系统。系统包括固液分离设备、调节池回流式搅拌系统、污水输送系统和絮凝脱水设备。首先由固液分离设备对粪便进行固液分离处理；分离后粪液排入具有回流式搅拌系统的调节池，由污水输送系统将调节池内粪液排出；然后由絮凝脱水设备对调节池输送的粪液进行絮凝脱水处理。
如图3给出了固液分离间工艺装配及处理过程。如图3所示，该工艺间装配包括一套卸粪口对接装置11、一套平衡装置12、一个除臭液箱14、一台无轴螺旋输送机15、一台具有大块重物分拣、漂浮物破碎、除砂、分离物脱水的固液分离机16、二台除臭泵13及一套清水管路17、一套污水管路18、一套除臭管路19组成。其中，除砂破碎固液分离机16由一个箱体161、一台细格栅机162、一台排渣螺杆163、一台传砂螺杆164、一台转鼓式破碎机165组成。
密封运粪车将化粪池、公厕的粪液运至粪便处理站固液分离间卸粪点，经对接装置11、卸粪平衡装置12、污水管道18进入固液分离机密封箱体161。比重大的物体沉入箱体161前端下部沉淀区集料仓，被呈一定倾角安装在底部的排渣螺杆163提升、压榨脱水，固渣经出料口排入密封的螺旋输送机15内，经传输进入出渣间，经密封包装进入垃圾填埋场。比重小的粪液及漂浮物、塑料、破布等流经转鼓式破碎机165，两个转鼓一个呈顺时针转动，一个呈逆时针转动，将漂浮物、塑料、破布等送往中间破碎区有效破碎，进入格栅区，在格栅区，粒径大于某一规格(例如10毫米)的粪液及其他杂物被拦截，经格栅机162螺旋轴提升、压榨、脱水，固渣经出料口排入无轴螺旋输送机15，经传输进入出渣间，经密封包装，进入垃圾填埋场。同时，水平安装在箱体底部的传砂螺杆164将流经密封箱的粪液沉淀物(泥、砂)经传输、挤压进入密封箱前端下部沉淀区集料仓，经排渣螺杆163提升、传输、压榨脱水，固渣经出料口排入无轴螺旋输送机15，进入出渣间，密封包装，进入垃圾填埋场，经处理的粪液经密封箱161溢流口、污水管18进入粪便调节池。
处理过程中，储于除臭液箱14的植物除臭液在两台除臭泵19的作用分别对卸粪点、固液分离机密封箱161内进行喷雾除臭。处理过程中的滤液及清洗水经导流管进入粪便调节池。
图4给出了调节池回流式搅拌系统和污水输送系统处理过程。固液分离粪液27由导流管进入调节池，在回流式搅拌系统的作用下，调节池内粪水始终处于旋流运动状态，污水输送系统的作用是将调节池内粪液输送到絮凝脱水设备。地下泵房里安装有数台排污泵(图4中未全部示出)，是回流式搅拌系统和污水输送系统的动力装置，两套系统同时运行时，只有一台排污泵工作，其他的作备用。现以排污泵241为例说明它们工作原理开动排污泵241，手动调节各调节阀的控制开关，安装在调节池底部污水管路1(抽粪管)将调节池内的粪液抽出，经调节阀251、排污泵241、调节阀252、止流阀26到污水管路21，再经调节阀254、回流管路3的各调节阀25，到调节池各回流主管4，粪液再经各回流分管5的调节阀回流进入调节池。回流主管4管径及回流分管5管径、数量、分布情况根据调节池大小及形状发生变化。流动的粪液经分管5出口在流动过程中形成一定的冲击力，使调节池内液体及飘浮物、沉淀物产生震荡、波动、搅拌，形成一定的旋流。排污泵241连续运行，粪液经回流管路反复循环流动，始终处于运动状态，粪液中泥沙的沉淀条件被破坏、调节池液体始终处于搅动旋流运动状态，形成乱流，池面不会有结痂现象。
定时开动污水泵242，打开调节阀253，粪液经污水管路2、调节阀、污水泵242、止流阀26、污水管路21、调节阀254、256，到互联反冲管路23，再经调节阀257，对污水管路1沉淀的泥沙进行反冲，避免污水管路1发生堵塞。同样，开动污水泵241，打开调节阀255，也可对污水管路2进行定时反冲。
污水输送系统工作时，调节调节阀258开关，在污水泵241的作用下，粪液通过污水管路1将始终处于旋流运动的粪液抽出，经调节阀251、污水泵241、调节阀252、止流阀26、污水管路21、调节阀254、256、258，进入絮凝脱水程序22。对于紧急粪液泄漏事故，污水输送系统还设有强排管路29，打开调节阀259进行强排，以保证工艺设备的快速修复。
污水泵241连续工作，调节池内粪液一方面不断地通过回流式搅拌系统返回调节池，对调节池内的液体产生震荡、波动、搅拌，形成一定的旋流；另一方面通过污水输送系统调节进入絮凝脱水的输送流量。
图5所示为絮凝脱水间工艺装配及处理过程，该工艺间装配包括一台脱水机31、一个泥箱32、一台泥泵33、一台全自动絮凝液制备装置34、一台药泵35、一个加药环36、一个药泵流量计37、一个泥泵流量计38、一台清水泵39、一台反应罐318、一台无轴螺旋输送机311、一个水箱312、数个调节阀314、一套污水管路315、一套清水管路316、一套加药管路317、一套除臭管路310。
粪液319进入脱水间泥箱32，泥泵33从泥箱32下部沉淀区将粪液抽出，经输送管进入泥泵33前端接口，在接口处有一加药环36，由全自动絮凝液制备装置34制备的絮凝药液在药泵35作用下，从储液箱底部出口流出，经药泵流量计37，絮凝药液分四点注射到粪液里。在泥泵33作用下，絮凝药液和粪液充分混匀，变成不规则团状、絮状的混合粪液，从泥泵33出口进入输送管。
全自动絮凝液制备装置34可根据工艺运行情况设置，自动调整干粉投加量时间、用于润湿干粉的水流量、用于搅匀干粉配置溶液的水流量，控制意外情况。水及残余溶液可分别轻松从溢流管、回流管排出，经出口排入地漏，便于检修。
变成团状、絮状的混合粪液经污水输送管、泥泵流量计38、调节阀314进入反应罐310，在反应罐310中混合粪液充分絮凝后进入脱水机31，絮凝的粪液被螺旋轴提升、压榨脱水变成干泥进入密封的无轴螺旋输送机311，经传输进入制肥设备间。冲洗水及滤液经导流管进入市政污水管网30或进一步深化处理。
水箱312通过浮球阀控制水位，经清水泵39向脱水机31提供冲洗水，以满足按设定的程序自动冲洗网筐。
泥箱32上部滤清液从溢流口320溢流返回318至调节池。
对本发明粪便处理方法进一步深化，可对絮凝脱水产生的滤清液作厌氧/生化处理，当无市政污水管网可以利用时，这步处理很有必要。
图6所示为厌氧/生化间工艺装配及处理过程，该工艺间装配有一台UASB反应器51、一个储气系统52、一台膜生物反应器53、一套鼓风机56、一套吸引泵57和一个清水池58，其中膜生物反应器53包括曝气管54和生物膜55。絮凝脱水设备的滤清液59进入UASB反应器51，分解出的沼气可以经储气系统52收集燃烧利用，滤清液经膜生物反应器处理后达到排放标准，可回用作固液分离设备的冲洗水或稀释水。
对本发明进一步完善，是在粪便处理各工艺间内安装有臭气收集管路，在粪便处理过程，将处理过程中产生的臭气抽出集中进行除臭处理。
图7所示为除臭间工艺装配及处理过程，其工艺装配包括一个或数个除臭塔41、一台或数台风机42、数台消声器43、一个配液存储箱44、一套雾化泵45、一个烟筒46、一个烟筒支撑架47、数根高压管48、数个喷头49、一个连接各工序的除臭管路410。
图8给出了进行厌氧/生化和除臭处理的粪便处理方法及系统示意图，除臭间风机42通过连接管路410将固液分离卸粪点臭气收集口和固液分离机密封箱161臭气收集口10、脱水机31臭气收集口310，厌氧/生化处理设备臭气收集口50产生的臭气抽走，进入除臭塔41，雾化泵45将配液存储箱44中配好的植物除臭液经高压管48喷入除臭塔41中。塔内填料上附着生长着微生物膜，填料由经过特殊工艺处理的高分子材料构成，抗酸碱，而且不会被微生物降解，填料内还能储存大量水分，为微生物生长繁殖提供了良好的条件。臭气被除臭液溶解后吸附在生物填料上，被微生物通过新陈代谢作用分解成无臭物质，从而实现除臭的目的。经处理过的气体清洁无臭，达标后由不锈钢烟筒46排入大气。除臭间风机42，用于降噪的消声器43、雾化泵45、储液箱44均采用不锈钢材质。
在本发明中，系统设备会因处理量的大小发生变化，方法过程不会发生改变，所述系统设备全部采用耐腐蚀不锈钢、聚丙烯或尼龙材料制成。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1.一种粪便处理方法，包括如下步骤(1)对粪便进行固液分离处理；(2)将分离后粪液排入具有回流式搅拌系统的调节池；(3)对调节池输送的粪液进行絮凝脱水处理。
2.根据权利要求1所述的粪便处理方法，其特征在于所述步骤(1)是将大块重物分捡、漂浮物破碎、固液分离、除砂、对分离后的固体物压榨脱水功能集合在一个密闭装置中完成。
3.根据权利要求1所述的粪便处理方法，其特征在于所述的步骤(3)包括注药混合和脱水，设置一个加药环，利用加药环分四点向粪液注射药液，转动进行混合。
4.根据权利要求1所述的粪便处理方法，其特征在于，所述的方法还包括步骤(4)对絮凝脱水处理的滤清液作厌氧/生化处理。
5.根据权利要求1至4任一项所述的粪便处理方法，其特征在于，所述的方法还包括步骤(5)除臭处理。
6.一种粪便处理系统，包括固液分离设备，对粪便进行固液分离处理，分离后粪液排入调节池；调节池，缓存固液分离设备分离后的粪液，并将粪液输送到絮凝脱水设备；絮凝脱水设备，对调节池中的粪液进行絮凝脱水处理，其特征在于，在调节池内设置有回流式搅拌系统。
7.根据权利要求6所述的粪便处理系统，其特征在于所述的回流式搅拌系统有互联反冲管路。
8.根据权利要求6所述的粪便处理系统，其特征在于所述的回流式搅拌系统运行时只有一套动力系统工作。
9.根据权利要求6所述的粪便处理系统，其特征在于该处理系统还包括厌氧/生化设备，对絮凝脱水后获得的滤清液作进一步处理。
10.根据权利要求6所述的粪便处理系统，其特征在于该处理系统还包括除臭设备，对粪便处理过程中臭气进行处理。
全文摘要
本发明公开了一种粪便处理方法及系统，首先由固液分离设备对粪便进行固液分离处理；分离后的粪液进入具有回流式搅拌系统的调节池，再通过地下泵房的污水输送系统将调节池内粪液排出，然后由絮凝脱水设备将调节池输送来的粪液进行絮凝脱水处理。在调节池内设置回流式搅拌系统，可对粪液形成多点冲击、震荡和搅动，使粪液始终处于旋流搅拌运动状态，有效地克服了泥砂的沉淀、堆积及粪液表面结痂问题；本发明的絮凝注药混合过程可大大提高泵的使用寿命；对絮凝脱水设备产生的滤清液作厌氧/生化处理，可实现资源的回收利用；对整个工艺过程中的臭气作除臭处理，减少二次污染，真正实现了粪便的无害化处理。
文档编号B01F7/00GK101037284SQ20071007958
公开日2007年9月19日 申请日期2007年3月1日 优先权日2006年3月31日
发明者王绍康 申请人:王绍康