專利名稱：處理糞尿、廚房污水及生活污水的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及污水處理裝置及處理方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及通過(guò)兩次發(fā)酵和吸附來(lái)處理糞尿、廚房污水以及生活污水的裝置以及用該裝置處理糞尿、廚房污水和生活污水的方法。
傳統(tǒng)家庭用污水處理系統(tǒng)為沉淀、過(guò)濾、氧化過(guò)程，大部分注入的糞尿和污水經(jīng)一定時(shí)間的沉淀后，固體成分一年清理一次，液體成分在厭氧狀態(tài)下把有機(jī)物去除后再輸入廢水處理系統(tǒng)。
傳統(tǒng)的處理方法效率低，處理后的污水排入下水系統(tǒng)，因此污染環(huán)境并且下水的處理費(fèi)用昂貴，固體殘留物須經(jīng)封閉運(yùn)輸，發(fā)生二次環(huán)境污染并需處理費(fèi)用。
日本公開(kāi)的專利公告第10-72858公開(kāi)了一種不需水的循環(huán)式糞便處理裝置，其中對(duì)便器排出的大便進(jìn)行發(fā)酵處理，大便池和小便池出來(lái)的液體經(jīng)消毒槽貯存，經(jīng)消毒后的液體再供便池的沖洗用水。
但是，這樣的循環(huán)式糞尿裝置對(duì)固體和液體分別處理十分麻煩。
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供對(duì)家庭用廁所、廚房洗滌污水以及生活污水進(jìn)行處理的裝置和方法，它能使家庭用廁所、廚房洗滌污水以及生活污水完全分解，不形成固體殘留物，因此無(wú)需對(duì)液體和固體分別進(jìn)行處理，而凈化后的液體可供便池沖洗用。
下面將詳細(xì)描述為實(shí)現(xiàn)這些目的的本發(fā)明技術(shù)方案。
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種糞尿、廚房污水以及生活污水的處理裝置，該裝置包括與糞尿、廚房污水以及生活污水相連的一次發(fā)酵槽(2)，將空氣通入一次發(fā)酵槽(2)的通氣設(shè)備(8)，與一次發(fā)酵槽(2)相連的二次發(fā)酵槽(4)，與二次發(fā)酵槽(4)相連的吸附槽(5)，與吸附槽(5)相連的儲(chǔ)水槽(6)，其特征在于，一次發(fā)酵槽(2)和二次發(fā)酵槽(4)中包含有木質(zhì)菌床，二次發(fā)酵槽(4)側(cè)面有微孔(17)且上部與空氣接觸。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施方案中，所述木質(zhì)菌床是完全脫水的，其直徑為4至20毫米。更佳的，該木質(zhì)菌床可通過(guò)在加熱爐中80-100℃下加熱35-40小時(shí)脫水制得。一次發(fā)酵槽中的木質(zhì)菌床加入量為一次發(fā)酵槽體積的1-20％，二次發(fā)酵槽中的木質(zhì)菌床加入量為二次發(fā)酵槽體積的80-100％。在一次發(fā)酵槽中通入的空氣量宜為一次發(fā)酵槽體積的0.3-3.0％。所述木質(zhì)菌床的材料宜選自松木或柞木。另外，二次發(fā)酵槽(4)頂部還包含有分散管(3)，從而使來(lái)自一次發(fā)酵槽(2)的一次發(fā)酵液可通過(guò)分散管(3)依靠重力作用通過(guò)二次發(fā)酵槽(4)中的木質(zhì)菌床。儲(chǔ)水槽(6)可通過(guò)管道(15，16)與便器清洗器(7)相連，從而實(shí)現(xiàn)凈化水的循環(huán)使用。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種處理糞尿、廚房污水以及生活污水的方法，該方法包括將糞尿、廚房污水以及生活污水輸送至具有木質(zhì)菌床的一次發(fā)酵槽(2)中；向糞尿、廚房污水以及生活污水中通氣，使糞尿、廚房污水以及生活污水在一次發(fā)酵槽(2)中在厭氧和部分好氧條件下進(jìn)行第一次發(fā)酵；將一次發(fā)酵槽(2)輸出的一次發(fā)酵液輸送至二次發(fā)酵槽(4)內(nèi)并在其中進(jìn)行二次發(fā)酵，其中二次發(fā)酵槽(4)側(cè)面有微孔(17)，其上部與空氣接觸，且其內(nèi)部有木質(zhì)菌床；用吸附槽(5)對(duì)二次發(fā)酵槽輸出的發(fā)酵液殘余物進(jìn)行吸附處理；將吸附槽輸出的水輸送至儲(chǔ)水槽(6)。
在較佳的實(shí)施方案中，所述通氣是連續(xù)的，每分鐘通氣量宜為發(fā)酵槽(2)體積的0.3～3.0％。
本發(fā)明的糞尿、洗滌污水及生活污水處理裝置和方法有如下優(yōu)點(diǎn)第一，糞尿、洗滌污水、生活污水中的固體成分和液體成分全部分解成凈水和氣體，同時(shí)實(shí)現(xiàn)凈化水再利用，因此不需要處理固體成分，是衛(wèi)生的無(wú)公害的；第二，安裝方便簡(jiǎn)單，工期短；第三，不需要對(duì)便器進(jìn)行上水供應(yīng)，節(jié)約大量費(fèi)用，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用少；第四，本發(fā)明裝置和方法不僅適用于一般家庭，同時(shí)也適用于野外供水和排水困難的地方；第五，除發(fā)酵槽內(nèi)微生物生長(zhǎng)的菌床每年5～10％的充填以外，本發(fā)明裝置是一種半永久性的裝置；第六，本發(fā)明的裝置和方法可對(duì)糞尿、洗滌污水、生活污水同時(shí)進(jìn)行處理。
下面將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明的糞尿、廚房洗滌下水及生活污水的處理裝置的示意圖，其中各標(biāo)號(hào)的含義如下1)便器；1′)廚房洗滌盤；2′)粉碎機(jī)；1″)生活污水管；2)一次發(fā)酵槽；3)一次發(fā)酵槽分散管道；4)二次發(fā)酵槽；5)吸附槽；6)儲(chǔ)水槽；7)二次儲(chǔ)水槽；8)、9)、10)泵；11)、12)、13)、14)、15)、16)管道；17)氣孔。
圖2是本發(fā)明二次發(fā)酵槽的示意圖，其中各標(biāo)號(hào)的含義如上所述。
如圖1和圖2所示，粉碎機(jī)2′設(shè)置在廚房洗滌盤1′的下部，它對(duì)廚房洗滌水中的固體起粉碎作用。經(jīng)粉碎后的洗滌水中的固體與洗滌水、生活污水一起進(jìn)入一次發(fā)酵槽2。因此，利用本發(fā)明的設(shè)備，不僅能處理糞尿，同時(shí)亦能對(duì)廚房污水和生活污水(包括洗澡、洗滌等污水)進(jìn)行處理。
來(lái)自便池1、廚房洗滌盤1′(如果需要可附有粉碎機(jī)2′)以及生活污水管1″的糞尿、廚房污水、生活污水經(jīng)壓力由管道11輸送到一次發(fā)酵槽2(即曝氣槽)中，并在該槽中完成第一次發(fā)酵。為了達(dá)到爆氣的目的，可采用通氣設(shè)備8來(lái)注入空氣。常用的通氣設(shè)備包括但不局限于空氣泵。糞尿里有機(jī)物的分解是利用糞尿自身的微生物以及自然界中的微生物。厭氧和好氧性微生物的載體是外部供應(yīng)的鋸木、木屑等多孔材料。該微生物菌床是完全脫水的，其直徑為4～20毫米，最好是采用在加熱爐中經(jīng)過(guò)80～100℃加熱35～40小時(shí)后完全脫水的木質(zhì)菌床。這樣的木質(zhì)菌床不僅是微生物的供應(yīng)源，同時(shí)，木質(zhì)菌床內(nèi)部還存在非常多的空隙。在菌床空隙內(nèi)部深處生長(zhǎng)的是厭氧微生物，而在菌床表面附近生長(zhǎng)的是好氧微生物。因此，該木質(zhì)菌床起到了供應(yīng)豐富微生物的作用。一次發(fā)酵投入的木質(zhì)菌床是一次發(fā)酵槽體積的1～20％(體積)。為了促進(jìn)微生物發(fā)酵的進(jìn)程，必須調(diào)節(jié)好注入空氣的條件、環(huán)境，同時(shí)空氣注入的方式宜為連續(xù)的，注入空氣量宜為一次發(fā)酵槽體積的0.3～3.0％(體積)。
從一次發(fā)酵槽2輸出的一次發(fā)酵液經(jīng)管道12由泵10輸入二次發(fā)酵槽4中，并在好氧條件下在二次發(fā)酵槽4中進(jìn)行二次發(fā)酵。為了創(chuàng)造好氧條件，二次發(fā)酵槽4采用外部能與空氣充分接觸的特殊結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)，該二次發(fā)酵槽的上部是與空氣接觸的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，其側(cè)面有微細(xì)的透氣孔17。細(xì)微透氣孔的孔徑宜為1-5毫米，較佳的為3毫米。若孔徑太大，則制成木質(zhì)菌床的木屑很可能會(huì)從孔中掉落出來(lái)；若孔徑太小，則通氣效果又不十分理想。理論上來(lái)說(shuō)，細(xì)微透氣孔的數(shù)目應(yīng)越多越好，但考慮到發(fā)酵槽需要有一定強(qiáng)度且發(fā)酵槽側(cè)面積有限，該數(shù)量通常為數(shù)萬(wàn)個(gè)，這樣就能給二次發(fā)酵槽供應(yīng)充分的空氣。一次發(fā)酵槽2在封閉的環(huán)境下，厭氧微生物比好氧微生物更為活躍。糞尿經(jīng)一次發(fā)酵槽2和二次發(fā)酵槽4后，在厭氧微生物和好氧微生物的作用下進(jìn)行了充分的反應(yīng)，從而使固體有機(jī)物完全分解。因此，二次發(fā)酵槽與一次發(fā)酵槽一樣，使用4～20毫米的木質(zhì)菌床。二次發(fā)酵槽的木質(zhì)菌床的填充體積為二次發(fā)酵槽體積的80～100％(體積)。從一次發(fā)酵槽供應(yīng)的發(fā)酵液經(jīng)分散管道3進(jìn)行分散，并利用重力的自由落體作用通過(guò)木質(zhì)菌床，從而使有機(jī)物和固體物質(zhì)達(dá)到完全分解。
作為微生物的供應(yīng)源并起調(diào)節(jié)作用的木質(zhì)菌床幾乎是半永久性的。因此，在野外廁所使用時(shí)，隨著糞尿的減少和有機(jī)物的不足，木質(zhì)菌床本身也可能會(huì)分解。因此，每年需作5～10％的填充。
二次發(fā)酵槽4中生成的水經(jīng)管道13輸送到吸附槽5。該吸附槽內(nèi)置有充足的吸附劑，因此，二次發(fā)酵槽輸出的水中的有機(jī)物及無(wú)機(jī)物成分可被充分吸附。吸附劑一般以活性碳為主，但是也可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它常規(guī)吸附劑。通過(guò)吸附槽后，水中的惡臭和色質(zhì)被全部吸收。
通過(guò)吸附槽后完全凈化的水經(jīng)管道14由泵9輸送到儲(chǔ)水槽6。該儲(chǔ)水槽通過(guò)管道15和16與便器相連。因此，當(dāng)使用者按動(dòng)按鈕時(shí)可以用該儲(chǔ)水槽中的水進(jìn)行沖洗從而達(dá)到循環(huán)使用的目的。
該生活污水(即為飲食用水之外的污水，含洗澡、澆溉、洗車等污水)在供水不足時(shí)經(jīng)處理后可以再利用，多余時(shí)可排入下水道。
本發(fā)明的另一形成凈水再循環(huán)使用的處理方法是，向從便器1輸出的糞尿、廚房洗滌污水、粉碎后的飲食垃圾及生活污水中以每分鐘體積為發(fā)酵槽2體積的0.3～3.0％的速度連續(xù)注入空氣。在一次發(fā)酵槽2內(nèi)厭氧及部分好氧的條件下進(jìn)行一次發(fā)酵。一次發(fā)酵槽2輸送出的一次發(fā)酵液經(jīng)二次發(fā)酵槽內(nèi)自由落體的方法，經(jīng)過(guò)二次發(fā)酵槽的菌床，生成的水經(jīng)過(guò)吸附槽以吸附水中的殘留物，得到的水儲(chǔ)存在儲(chǔ)水槽6中。當(dāng)使用者按動(dòng)按鈕時(shí)，在水槽中儲(chǔ)存的水進(jìn)行沖洗，從而達(dá)到再循環(huán)。這樣，就把糞尿及洗滌、生活污水完全分解成液體和氣體。
在本發(fā)明中提出的糞尿、洗滌污水、生活污水處理裝置和方法中使用的一次發(fā)酵槽2，二次發(fā)酵槽4及一次發(fā)酵槽2和二次發(fā)酵槽4內(nèi)的微生物的供應(yīng)和調(diào)節(jié)的外部提供的材料如上所述。
根據(jù)本發(fā)明制造的家用型糞尿、洗滌污水、生活污水處理裝置，安裝并經(jīng)6個(gè)月運(yùn)行后每周對(duì)水質(zhì)進(jìn)行BOD、COD測(cè)定，其結(jié)果的平均值如下
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用本發(fā)明的糞尿、洗滌污水及生活污水處理裝置在處理糞尿及污水時(shí)，原水中的各種物質(zhì)幾乎全部分解，并且同時(shí)原水可回收再利用。
盡管出于清楚和明了的目的對(duì)本發(fā)明作了一些具體描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀了本文公開(kāi)的內(nèi)容后顯然能作出不脫離本發(fā)明真實(shí)范圍的形式上和細(xì)節(jié)上的各種變化。所有這些變化均包括在下列權(quán)利要求所涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種糞尿、廚房污水以及生活污水的處理裝置，該裝置包括與糞尿、廚房污水以及生活污水相連的一次發(fā)酵槽(2)，將空氣通入一次發(fā)酵槽(2)的通氣設(shè)備(8)，與一次發(fā)酵槽(2)相連的二次發(fā)酵槽(4)，與二次發(fā)酵槽(4)相連的吸附槽(5)，與吸附槽(5)相連的儲(chǔ)水槽(6)，其特征在于，一次發(fā)酵槽(2)和二次發(fā)酵槽(4)中包含有木質(zhì)菌床，二次發(fā)酵槽(4)側(cè)面有微孔(17)且上部與空氣接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述木質(zhì)菌床是完全脫水的，其直徑為4至20毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，該木質(zhì)菌床可通過(guò)在加熱爐中80-100℃下加熱35-40小時(shí)脫水制得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，一次發(fā)酵槽中的木質(zhì)菌床加入量為一次發(fā)酵槽體積的1-20％，二次發(fā)酵槽中的木質(zhì)菌床加入量為二次發(fā)酵槽體積的80-100％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述木質(zhì)菌床的材料選自松木和柞木。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，二次發(fā)酵槽(4)頂部還包含有分散管(3)。
7.一種處理糞尿、廚房污水以及生活污水的方法，該方法包括將糞尿、廚房污水以及生活污水輸送至具有木質(zhì)菌床的一次發(fā)酵槽(2)中；向糞尿、廚房污水以及生活污水中通氣，使糞尿、廚房污水以及生活污水在一次發(fā)酵槽(2)中在厭氧和部分好氧條件下進(jìn)行第一次發(fā)酵；將一次發(fā)酵槽(2)輸出的一次發(fā)酵液輸送至二次發(fā)酵槽(4)內(nèi)并在其中進(jìn)行二次發(fā)酵，其中二次發(fā)酵槽(4)側(cè)面有微孔(17)，上部與空氣接觸，且內(nèi)部有木質(zhì)菌床；用吸附槽(5)對(duì)二次發(fā)酵槽輸出的發(fā)酵液殘余物進(jìn)行吸附處理；將吸附槽輸出的水輸送至儲(chǔ)水槽(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述通氣是連續(xù)的，每分鐘通氣量為發(fā)酵槽(2)體積的0.3～3.0％。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種糞尿、廚房污水以及生活污水的處理裝置,該裝置包括:一次發(fā)酵槽(2),將空氣通入一次發(fā)酵槽(2)的通氣設(shè)備(8),二次發(fā)酵槽(4),吸附槽(5),儲(chǔ)水槽(6),其中一次發(fā)酵槽(2)和二次發(fā)酵槽(4)中包含有木質(zhì)菌床,二次發(fā)酵槽(4)側(cè)面有微孔(17)且上部與空氣接觸。本發(fā)明還提供了處理糞尿、廚房污水以及生活污水的方法。本發(fā)明的裝置和方法能將污水全部分解成凈水和氣體,且能循環(huán)使用凈化水。
文檔編號(hào)C02F3/30GK1328974SQ01121119
公開(kāi)日2002年1月2日 申請(qǐng)日期2001年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月13日
發(fā)明者徐正燁 申請(qǐng)人:徐正燁