專利名稱：一種農(nóng)村生活廢物生態(tài)化處理技術(shù)及反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)村環(huán)境污染治理領(lǐng)域，具體是指一種農(nóng)村生活廢物生態(tài)化處理技術(shù)及反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
常規(guī)的農(nóng)村生物垃圾堆肥裝置和生活污水處理裝置在各自單獨(dú)進(jìn)行污染物處理時(shí)往往產(chǎn)生一些終產(chǎn)物，需要裝置使用者對其進(jìn)行最終處置，如生活垃圾堆肥裝置在堆肥過程中產(chǎn)生的大量滲濾液，生活污水處理裝置產(chǎn)生的剩余污泥等。而隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，越來越多的農(nóng)田被征用，使得城市近郊區(qū)產(chǎn)生的這類廢物無法作為農(nóng)田肥料進(jìn)行充分利用。專利ZL 200710070822. 7公開了一種具有原位脫氮功能的生活垃圾填埋生物反應(yīng)器，通過新鮮垃圾填埋場、產(chǎn)甲烷反應(yīng)器和消化反應(yīng)器三級系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對滲濾液的原位·脫氮。但整個(gè)反應(yīng)器由三大部分組成,體積龐大,操作復(fù)雜,造價(jià)成本高,并不適合農(nóng)村實(shí)用。而專利ZL 200710156530. 5公開了一種生活垃圾資源化處理技術(shù)及其裝置，雖然該裝置通過產(chǎn)甲烷反應(yīng)器的設(shè)置解決了一部分的滲濾液直接回灌對填埋垃圾的中微生物毒性抑制問題，但仍然存在高濃度的滲濾液對產(chǎn)甲烷反應(yīng)器中微生物的毒害作用。且這兩個(gè)專利公開的裝置都只針對生活垃圾，沒有綜合考慮兩種農(nóng)村廢物(生活污水和生活廢物)處理與利用。因此，本專利基于生態(tài)循環(huán)利用原理，設(shè)計(jì)一套針對農(nóng)村生活污水和生活垃圾協(xié)同處理裝置，使這兩類污染物得到適當(dāng)?shù)奶幹?，并?shí)現(xiàn)廢物資源化利用的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種農(nóng)村生活廢物生態(tài)化處理技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)村生活垃圾快速、高效降解。本發(fā)明還提供了一種農(nóng)村生活廢物生態(tài)化反應(yīng)器，能夠?qū)r(nóng)村生活垃圾和生活廢水進(jìn)行生態(tài)化處理，不產(chǎn)生二次廢物。一種農(nóng)村生活廢物生態(tài)化處理技術(shù)，包括以下幾個(gè)步驟(I)控制污水處理單元中活性污泥曝氣區(qū)的活性污泥濃度(揮發(fā)性懸浮固體濃度)為2g/L 4g/L，設(shè)置定時(shí)裝置每隔I 3h將活性污泥泥水混合物泵入陳垃圾堆肥區(qū)，每次泵入泥水混合物的體積為廢水處理裝置總?cè)莘e的3-5%?；钚晕勰嗄嗨旌衔锿ㄟ^垃圾堆肥區(qū)上端活性污泥布泥管路均勻分布于垃圾表面，其中的硝態(tài)氮在中部厭氧堆肥區(qū)通過反硝化作用生成氮?dú)?，得到徹底降解。反硝化得到的堿度進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池，能夠較好地調(diào)節(jié)生活污水的pH值，使其穩(wěn)定在7. O 7. 5左右，改善污水處理單元的處理效果。(2)收集新鮮的農(nóng)村生活垃圾經(jīng)過初步分選，挑選出其中的塑料、石塊和玻璃片等后將剩余的有機(jī)垃圾填入布滿活性污泥泥水混合物的垃圾堆肥區(qū)。每層堆肥區(qū)可填新鮮垃圾 IOOOkg0(3)垃圾堆肥產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)收集后進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池，控制滲濾液和生活污水的稀釋比為I : 30 I : 50?；旌衔鬯械陌钡诨钚晕勰嗥貧鈪^(qū)通過微生物的好氧消化作用轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮，好氧降解后上清液經(jīng)泥水分離器排出。一種農(nóng)村生活廢物生態(tài)化反應(yīng)器包括生活垃圾處理單元、污水處理單元和泥水循環(huán)單元三個(gè)部分。生活垃圾處理單元包括圓筒形的垃圾罐，垃圾罐底部為斗型，由碎石堆砌隔開，碎石堆砌層下方為曝氣和滲濾液導(dǎo)排區(qū)，曝氣和滲濾液導(dǎo)排區(qū)以碎石堆砌，既保證良好的曝氣效果也使得滲濾液能順利通過，這個(gè)過程是通過控制曝氣閥和滲濾液閥來實(shí)現(xiàn)的。碎石 堆砌層上方則為垃圾堆肥區(qū)和活性污泥布泥區(qū)，垃圾堆肥區(qū)由2組以上的反應(yīng)區(qū)構(gòu)成，采用交替序批式填裝生活垃圾，每組反應(yīng)區(qū)按照30天垃圾量進(jìn)行設(shè)計(jì)。一組生活垃圾處理單元填滿后靜置15天后，用鼓氣泵通過滲濾液收集管道鼓氣，對垃圾體進(jìn)行好氧堆肥，實(shí)現(xiàn)垃圾的腐熟化，經(jīng)過15天好氧堆肥后，垃圾物化性質(zhì)趨于穩(wěn)定，腐熟的垃圾體由人工掏空，可作為農(nóng)家肥使用，空置的垃圾罐作為下一循環(huán)重新堆填垃圾。在垃圾罐的頂部設(shè)置活性污泥布泥管路和廢氣收集區(qū)?；钚晕勰嗖寄喙苈钒? 16根呈輻射狀的布泥管，它們通過集泥區(qū)相互連接，每根布泥管上安裝4 7個(gè)布泥噴頭。布泥管與水平之間具有一定的角度(10° 30° )，活性污泥在布泥間歇期隨重力作用流入集泥區(qū)，集泥區(qū)設(shè)有清水閥，操作人員可定時(shí)、定量以及實(shí)時(shí)控制等方法控制排泥，使生活污水處理單元中活性污泥曝氣區(qū)的污泥濃度控制在2g/L 4g/L。污水處理單元包括污水調(diào)節(jié)池和活性污泥曝氣區(qū)。污水調(diào)節(jié)池起到滲濾液和生活污水充分混合效果。在活性污泥曝氣區(qū)的底部設(shè)置曝氣裝置，平均每平方安裝有2 4個(gè)微孔曝氣器，以達(dá)到良好的曝氣效果。并利用內(nèi)設(shè)的泥水分離器出水，泥水分離器包含有兩個(gè)重疊的三相分離裝置組成，用來提高反應(yīng)器中固液分離效果以達(dá)到出水直接排放的目的。垃圾罐側(cè)壁上連接出水導(dǎo)管，頂部設(shè)導(dǎo)氣管。所述泥水循環(huán)單元包括污泥提升泵、排泥管和時(shí)控裝置。本發(fā)明的有益效果是將生活垃圾處理單元產(chǎn)生的滲濾液和污水處理單元產(chǎn)生的污泥作為兩種對提高本裝置處理效率有益的改良劑使用。高濃度滲濾液和生活污水混合后污染物質(zhì)得到稀釋，改善了滲濾液的可生化降解性，有利于滲濾液中污染物質(zhì)的達(dá)標(biāo)排放；污水處理單元產(chǎn)生的污泥均勻接種到新鮮垃圾中能夠?yàn)樾迈r垃圾提供充足的微生物，從而促進(jìn)新鮮垃圾的快速降解。本裝置達(dá)到了生物質(zhì)垃圾產(chǎn)生的滲濾液和生活污水處理過程中產(chǎn)生的活性污泥生態(tài)化利用的目的，無需單獨(dú)對滲濾液和污泥進(jìn)行處理，降低了農(nóng)村廢物處理的成本，提聞了效率。


圖I為本發(fā)明一種農(nóng)村生活污水和生物質(zhì)垃圾循環(huán)處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一種污泥布泥管結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明圖2所示污泥布泥管路的分布俯視圖；附圖標(biāo)記說明I-排氣管；2_廢氣收集區(qū)；3_活性污泥布泥管路；4_集泥區(qū)；5_活性污泥布泥區(qū)；6_垃圾堆肥區(qū)；7_碎石層；8_曝氣和滲濾液導(dǎo)排區(qū)；9_污水調(diào)節(jié)池；10-廢氣收集區(qū)；11-生活垃圾處理單元；12_活性污泥曝氣區(qū)；13_污水處理單元；14_曝氣裝置；15_泥水分離器；16-出水收集區(qū)；17-污泥收集區(qū)；18_鼓氣泵；19_污水泵；20_時(shí)控裝置；21_曝氣閥；22_滲濾液閥；23_出水導(dǎo)管；24_滲濾液管；25_生活污水進(jìn)水管；26_混合污水進(jìn)水管；27_排泥管；28_擋泥板；29_布泥管；30_放泥閥；31_清水閥；32_導(dǎo)氣管；33_微孔曝氣裝置；34_布泥噴頭；35_螺旋攪拌裝置；36_污泥提升泵。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。如圖I圖2圖3所示，一種農(nóng)村生活廢物生態(tài)化反應(yīng)器是由生活垃圾處理單元11、污水處理單元13、泥水循環(huán)利用單元組成。各單元之間均有污泥管、污水管、導(dǎo)氣管和水泵連接，以保證污泥和污水的合理供給和反應(yīng)器的排水、排氣。生活垃圾處理單元11由排氣管I、廢氣收集區(qū)2、活性污泥布泥管路3、活性污泥布泥區(qū)5、垃圾堆肥區(qū)6、曝氣和滲濾液導(dǎo)排區(qū)8組成、滲濾液管24和螺旋攪拌裝置35。其中的活性污泥布泥管路3由集泥區(qū)4、擋泥板28、布泥管29、放泥閥30、清水閥31、布泥噴頭34組成；曝氣和滲濾液導(dǎo)排區(qū)8由微孔曝氣器33、碎石層7、鼓氣泵18、曝氣閥21和滲濾液閥22組成。生活污水處理單元13包括·污水調(diào)節(jié)池9、廢氣收集區(qū)10、活性污泥曝氣區(qū)12、曝氣裝置14、泥水分離器15、出水收集區(qū)16、污泥收集區(qū)17、污水泵19、出水導(dǎo)管23、生活污水進(jìn)水管25、混合污水進(jìn)水管26、導(dǎo)氣管32組成。泥水循環(huán)單元包括時(shí)控裝置20、排泥管27、污泥提升泵36。一種農(nóng)村生活廢物生態(tài)化反應(yīng)器，其具體運(yùn)行過程如下首先，在排泥管27和時(shí)控裝置20、污泥提升泵36共同作用下，從污水處理單元的活性污泥曝氣區(qū)定時(shí)向生活垃圾處理單元的垃圾罐輸入活性污泥泥水混合物，活性污泥泥水混合物在活性污泥布泥管路3的作用下均勻分布在陳垃圾表面，再把農(nóng)村生產(chǎn)生活產(chǎn)生的新鮮生活垃圾填入垃圾堆肥區(qū)6，與活性污泥泥水混合物充分接觸。在曝氣和滲濾液導(dǎo)排區(qū)8營造的好氧/厭氧條件作用下，新鮮垃圾迅速降解，產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)過碎石層7的過濾作用通過滲濾液管24進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池9。通過生活污水進(jìn)水管25輸入的生活污水和滲濾液在污水調(diào)節(jié)池9處充分混合，混合污水經(jīng)過污水泵19和混合污水進(jìn)水管26進(jìn)入污水處理單元13的活性污泥曝氣區(qū)12?；旌衔鬯?jīng)過其中的微生物好氧降解后，在泥水分離器15的作用下完成固液分離，其中活性污泥回到活性污泥曝氣區(qū)12，廢氣經(jīng)過導(dǎo)氣管32外排，處理后的廢水在出水收集區(qū)16收集后通過出水導(dǎo)管23排出。增殖的活性污泥再次通過時(shí)控裝置20、污泥提升泵36和排泥管27為生活垃圾處理單元11提供充足的活性污泥泥水混合物。污泥接種比例的確定接種進(jìn)入新鮮垃圾中的微生物降解有機(jī)質(zhì)具有一定的質(zhì)量負(fù)荷，過高的質(zhì)量負(fù)荷不利于新鮮垃圾的高效降解。通過一系列試驗(yàn)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，得到污泥(干重)和新鮮垃圾中的有機(jī)質(zhì)比例應(yīng)控制在I : 100 I : 200左右。使用例(I) 一個(gè)規(guī)模為1000人村莊，設(shè)置2套生活垃圾處理單元(每套垃圾罐約20m3)和一套污水處理單元(處理規(guī)模為100t/d，廢水處理裝置總?cè)莘e約30m3)，每天將去除碎石、玻璃等無機(jī)物后的生活垃圾填入生活垃圾處理單元11的垃圾堆肥區(qū)6。(2)每天通過排泥管27從污水處理單元中抽取I I. 5m3 (冬季取小值，夏季取大值)的泥水混合物，并通過活性污泥布泥管均勻撒布在填埋垃圾表面。設(shè)置活性污泥布泥管路的布泥管數(shù)量為10,每根布泥管29上安裝5個(gè)布泥噴頭34。(3)堆置I個(gè)月后的I套生活垃圾處理單元經(jīng)過靜置15天后在微孔曝氣頭33的曝氣作用下進(jìn)行好氧堆肥，時(shí)間為15天，產(chǎn)生的滲濾液通過碎石層7進(jìn)入曝氣和滲濾液導(dǎo)排區(qū)8。(4)滲濾液在重力作用下通過滲濾液管24進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池9，和生活污水進(jìn)水管25輸入的生活污水在污水調(diào)節(jié)池9中充分混合后。污水中的氨氮通過微生物的硝化作用轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮，稀釋后進(jìn)入生活污水處理單元13。(5)混合污水在活性污泥曝氣區(qū)12經(jīng)過其中的微生物好氧降解后，在泥水分離器15的作用下完成氣液固分離，其中活性污泥回到活性污泥曝氣區(qū)12，控制其中污泥濃度(揮發(fā)性懸浮固體濃度)為2 4g/L。·(6)好氧降解廢氣經(jīng)過導(dǎo)氣管32外排，產(chǎn)生的廢水在出水收集區(qū)16收集后通過出水導(dǎo)管23排出。增殖的活性污泥通過污泥提升泵36和排泥管27為生活垃圾處理單元11提供充足的活性污泥泥水混合物。同時(shí)泥水混合物中含有的硝態(tài)氮在厭氧條件下進(jìn)行反硝化反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)猓沟玫氐玫綇氐捉到狻?7) 一套生活垃圾處理單元滿負(fù)荷后啟用另一套生活垃圾處理單元，滿負(fù)荷的生活垃圾處理單元11靜置15d后，開啟鼓氣泵18進(jìn)行曝氣，經(jīng)過15天好氧堆肥后，成熟的垃圾體由人工掏空，空置的垃圾罐作為下一循環(huán)重新堆填垃圾。
權(quán)利要求
1.一種農(nóng)村生活廢物生態(tài)化處理技術(shù)，其特征在于包括以下幾個(gè)步驟 (1)調(diào)節(jié)污水處理單元中活性污泥曝氣區(qū)的活性污泥濃度，根據(jù)實(shí)際裝置情況可定吋、定量以及實(shí)時(shí)控制等幾種方式，將活性污泥濃度(揮發(fā)性懸浮固體濃度)控制在2g/L 4g/L，抽吸出來的活性污泥泥水混合物通過污泥布泥管均勻散布在垃圾堆肥區(qū)的陳垃圾體表面，剰余的液體和垃圾體產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)收集后進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池。
(2)收集的新鮮農(nóng)村生活垃圾經(jīng)過初步分選，挑選出其中的塑料、石塊和玻璃片后剩下的分層填入布滿活性污泥泥水混合物的垃圾堆肥區(qū)； (3)生活垃圾堆置產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)收集后進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池，控制滲濾液和生活污水的容積稀釋比為I : 30 I : 50。
2.權(quán)利要求I所述的農(nóng)村生活廢物生態(tài)化處理技術(shù)，其特征在于生活污水和生活垃圾處理単元排出的滲濾液混合污水中的有機(jī)物在異養(yǎng)微生物作用下轉(zhuǎn)化為CO2和H2O,氨氮通過硝化微生物的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮，經(jīng)過處理后的廢水經(jīng)泥水分離器分離后排出。
3.權(quán)利要求I所述的農(nóng)村生活廢物生態(tài)化處理技術(shù)，其特征在于活性污泥泥水混合物通過堆肥區(qū)上端布泥管路均勻分布于新鮮垃圾底部，其中的硝態(tài)氮在生活垃圾堆置區(qū)中的反硝化微生物作用下生成氮?dú)?，得到徹底降解；反硝化得到的堿度進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池，能夠較好地調(diào)節(jié)生活污水的PH值，使其穩(wěn)定在7. 0 7. 5，保證污水處理單元的硝化處理效果。
4.權(quán)利要求I所述的農(nóng)村生活廢物生態(tài)化處理技術(shù)，其特征在于ー組生活垃圾處理単元填滿后靜置15天后，用鼓氣泵通過滲濾液收集管道鼓氣，對垃圾體進(jìn)行好氧堆肥，實(shí)現(xiàn)垃圾的腐熟化，經(jīng)過15天好氧堆肥后，成熟的垃圾體由人工掏空，空置的垃圾罐作為下一循環(huán)重新堆填垃圾。
5.ー種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求I所述農(nóng)村生活廢物生態(tài)化處理的農(nóng)村生活廢物生態(tài)化反應(yīng)器，其特征在于包括生活垃圾處理單元、污水處理單元和泥水循環(huán)單元三個(gè)部分 所述的生活垃圾處理單元包括圓筒形的垃圾罐，垃圾罐底部為斗型，由碎石堆砌隔開，碎石堆砌層下方為曝氣和滲濾液導(dǎo)排區(qū)，碎石堆砌層上方則為垃圾堆肥區(qū)和活性污泥布泥區(qū)，在垃圾罐的頂部設(shè)置活性污泥布泥管路和廢氣收集區(qū)； 污水處理單元包括污水調(diào)節(jié)池和活性污泥曝氣區(qū)，在活性污泥曝氣區(qū)的底部設(shè)置曝氣裝置，并利用內(nèi)設(shè)的泥水分離器出水，側(cè)壁上連接出水導(dǎo)管，頂部設(shè)導(dǎo)氣管； 泥水循環(huán)單元包括污泥提升泵、排泥管和時(shí)控裝置。
6.權(quán)利要求5所述的農(nóng)村生活廢物生態(tài)化反應(yīng)器，其特征在于所述的垃圾堆肥區(qū)由2組以上的反應(yīng)區(qū)構(gòu)成，采用交替序批式填裝生活垃圾，每組反應(yīng)區(qū)按照30天垃圾產(chǎn)生量進(jìn)行設(shè)計(jì)。
7.權(quán)利要求5所述的農(nóng)村生活廢物生態(tài)化反應(yīng)器，其特征在于所述的活性污泥布泥管路包括4 16根呈輻射狀的布泥管，它們通過集泥區(qū)相互連接，每根布泥管上安裝4 7個(gè)布泥噴頭；布泥管與水平面之間的銳角為10° 30°，活性污泥在布泥間歇期隨重力作用流入集泥區(qū)，集泥區(qū)設(shè)有清水閥，操作人員可定時(shí)對其進(jìn)行排泥。
8.權(quán)利要求5所述的農(nóng)村生活廢物生態(tài)化反應(yīng)器，其特征在于所述的活性污泥曝氣區(qū)每平方安裝2 4個(gè)微孔曝氣器，以達(dá)到良好的曝氣效果；泥水分離器包含有兩個(gè)重疊的三相分離裝置，用來提高反應(yīng)器中固液分離效果，實(shí)現(xiàn)處理后廢水的直接排放。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能實(shí)現(xiàn)農(nóng)村生活污水和生活垃圾生態(tài)化處理的處理技術(shù)及裝置，主要包括生活垃圾處理單元、污水處理單元和泥水循環(huán)單元。首先從污水處理單元中抽取一定量的活性污泥泥水混合物均勻撒布在陳垃圾表層，然后將經(jīng)過挑揀石塊等無機(jī)物后的生活垃圾分層填入生活垃圾處理單元，新鮮垃圾在微生物作用下迅速降解，泥水混合物中的液體與垃圾體產(chǎn)生的滲濾液，通過收集管道與生活污水最終進(jìn)入生活污水處理單元調(diào)節(jié)池，并在好氧微生物作用下達(dá)標(biāo)處理。生活污水處理單元中產(chǎn)生的剩余污泥每日被抽至垃圾處理單元，因此不外排。生活垃圾處理單元填埋后由滲濾液收集管路中通入空氣，實(shí)現(xiàn)有機(jī)垃圾的好氧堆肥化處理，清掏后生活垃圾處理單元進(jìn)行循環(huán)使用。
文檔編號C02F3/12GK102786139SQ20121031222
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者余佩佩, 馮華軍, 沈東升, 沈霞娟, 洪瑜潞, 陳應(yīng)強(qiáng), 韓競一 申請人:杭州凈洋環(huán)?？萍加邢薰?br>