CN100556832C - 燃气、养殖、水质净化综合运行系统 - Google Patents

燃气、养殖、水质净化综合运行系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及环境治理领域的一种燃气、养殖、水质净化综合运行系统，系统流程为将生产、生活中产生的碳水有机污水送入物化杀菌消毒处理池进行杀菌消毒后，再进入水污分离工序处理分离出80%～90%的有机清水流入生物养殖净化池或直接用作植物灌溉用水，通过水污分离工序后得到10%～20%的浓缩有机渣液与其它生产、生活中的有机废弃物进入快速腐化池，停留2-3天后分离出的腐化气体送入物化杀菌消毒处理池，腐化后的有机浓料引入反应仓进行厌氧反应产出甲烷燃气，反应完成后剩余的有机渣液进入渣水分离工序，分离出的固体有机渣肥另行利用，渣液流向生物养殖净化池或直接用作植物灌溉用水，该系统特别适宜城乡、旅游地废物、污水处理和环境保护。

Description

燃气、养殖、水质净化综合运行系统
技术领域：
本发明属于环境治理领域，具体涉及对生产、生活中所产生的碳水有机垃圾与有机污水进行处理的一种燃气、养殖、水质净化综合运行系统。
背景技术：
目前各地对生产、生活中所产生的碳水有机垃圾与有机污水的处理能力远远落后于垃圾和污水的增长速度和社会经济发展的需求，而在目前的垃圾和污水污泥处理过程中，其本身又存在着对环境的二次污染及处理中运输能源消耗和大量的可再生有机物质的损失。而在可再生能源中，生物能是自然界多种植物通过光合作用，将太阳能转化成生物质能而固定下来的可综合循环利用的自然资源，不论是作物秸秆、树木茎叶、人畜粪便、屠宰下水料，或其它在工农业生产、生活中所产生的碳水有机废弃物，其本身都蕴藏着极大的制产燃气(甲烷)的潜力。而国内外已有污水处理或垃圾处理的系统其功能单一，二者不能兼治，其系统设备大都比较复杂，投资成本较高，设计上没有将各种资源有效地综合利用起来，且存在二次污染，需要进行进一步的研究和提高。
发明内容：
本发明的目的在于为人们提供一种燃气、养殖、水质净化综合运行系统，对生产、生活中所产生的碳水有机垃圾与有机污水进行处理，克服现有污水处理或垃圾处理的系统功能单一，二者不能兼治，系统设备复杂，投资成本较高，设计上没有将各种资源有效地综合利用起来，且存在二次污染的技术难题。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
本发明的燃气、养殖、水质净化综合运行系统，其系统流程为将生产、生活碳水有机污水(1)送入物化杀菌消毒处理池(2)进行杀菌消毒后再进入水污分离工序(3)处理分离出80％～90％的有机清水流入生物养殖净化池(5)或直接用作植物灌溉用水，通过水污分离工序(3)后得到10％～20％的有机浓缩渣液与其它生产、生活有机废弃物(4)进入快速腐化池(8)，停留2-3天后分离出大量的硫化氢、二氧化碳等腐化气体通过腐化气体通道(13)送入物化杀菌消毒处理池(2)进行强氧化处理，腐化后的有机浓料引入生物厌氧燃气反应仓(7)进行厌氧反应，产出甲烷燃气(9)，生物厌氧燃气反应仓(7)内的有机质反应完成后，剩余的有机渣液进入反应后渣水分离工序(11)，可得到固体有机渣肥(10)另行利用，渣水分离工序(11)分离出的有机渣液(12)流向生物养殖净化池(5)或直接用作植物灌溉用水(14)。
上述方案中，所述生物厌氧燃气反应仓(7)配置有太阳能装置(6)。太阳能集热器提供的热能可使生物厌氧燃气反应仓(7)保持在25～60℃之间的相对恒温条件下工作。
上述方案中，所述生物厌氧燃气反应仓(7)配置有加热装置。
上述方案中，所述密闭的快速腐化池(8)内可加入各种腐化剂，但较好是采用秸杆腐化剂。秸杆腐化剂又名腐杆灵。
上述方案中，所述物化杀菌及消毒处理池(2)可以采用各种方法进行杀菌及消毒，较好是采用臭氧进行杀菌及消毒。还可以采用超声波技术等对废液进行杀菌及消毒处理。
上述方案中，所述水污分离工序(3)可以是直接采用离心机对废液进行渣水分离或采用沉淀法对废液进行渣水分离。沉淀法可以是自然沉淀，或在沉淀池的废液中用碱调节废液PH值至8-9的范围内加速沉淀。
上述方案中，所述生物养殖净化池(5)内投放有可将水体中富余的有机物大量吸收、利用，转化形成生物饵料的微生物菌，如沼泽红假单细胞菌。
本发明是发明人通过长期实践总结出来的科学实用的技术方案，本发明的系统在当前能源资源紧张、碳水有机垃圾和有机污水激增的情况下，把能源问题和人们生存环境问题结合起来，对生产、生活中所产生的碳水有机垃圾与有机污水进行处理，解决了现有污水处理或垃圾处理的系统功能单一，二者不能兼治，系统设备大都比较复杂，投资成本较高，设计上没有将各种资源有效地综合利用起来，且存在二次污染的技术难题。
从流程图1可见，本发明的系统可处理作物秸秆、树木茎叶、人畜粪便、屠宰下水料、瓜果菜叶等各种生产、生活中的废物、污水，流程简单合理，设备投资少，充分利用了太阳能技术和生物技术，反应仓内的厌氧分解产出大量甲烷燃气可供用户使用，渣水分离得到的固体有机渣肥可用作农作物或绿化的肥料，生物养殖净化池可以用于养殖鱼虾等水产品，达标的生态余水可排放或回收再利用。本发明的系统不仅可用于城乡废物、污水处理和环境保护，更适应于旅游地的废物、污水处理和环境保护。
下面通过实施例进一步描述本发明，本发明不仅限于所述实施例。
附图说明：
图1为本发明的系统流程示意图。
图中：1.生产、生活(产生的)碳水有机污水；2.物化杀菌消毒处理池；3.水污分离工序；4.生产、生活(产生的)碳水有机废弃物；5.生物养殖净化池；6.太阳能装置；7.生物厌氧燃气反应仓简称反应仓；8.快速腐化池；9.甲烷燃气；10.固体有机渣肥；11.渣水分离工序；12.有机渣液；13.腐化气体通道；14.植物灌溉用水。
具体实施方式：
如图1所示：本发明的燃气、养殖、水质净化综合运行系统，其系统流程为将生产、生活中产生的碳水有机污水(1)送入物化杀菌消毒处理池(2)消毒杀菌后进入水污分离工序(3)处理分离出80％～90％的有机清水流入生物养殖净化池(5)或直接用作植物灌溉用水，通过水污分离工序(3)后得到10％～20％的有机浓缩渣液和生产、生活中产生的有机废弃物(4)进入快速腐化池(8)，密闭的快速腐化池(8)内加有腐化剂，停留2-3天分离出大量的硫化氢、二氧化碳等腐化气体通过腐化气体通道(13)送入物化杀菌消毒处理池(2)进行强氧化处理，腐化后的有机浓料引入生物厌氧燃气反应仓(7)进行厌氧反应，产出甲烷燃气(9)，反应仓(7)内的有机质反应完成后，剩余的有机渣液进入反应后渣水分离工序(11)，可得到固体有机渣肥(10)另行利用，渣水分离工序(11)分离出的有机渣液(12)流向生物养殖净化池(5)或直接用作植物灌溉用水(14)。
本系统的生产、生活中产生的碳水有机污水(1)和生产、生活中产生的有机废弃物(4)一起投入密闭的生物快速腐化池(8)进行快速腐化，完成厌氧反应的前级水解、酸化过程，同时分离出大量二氧化碳和硫化氢等杂质气体，得到浆状能高产甲烷燃气的有机质后再送入反应仓(7)。
本例所述物化杀菌及消毒处理池(2)是采用臭氧进行杀菌及消毒，利用压力风机将臭氧曝气污水体内，以每小时处理5吨废液计，每小时所耗臭氧为7.5g左右。还可以采用超声波技术对废液进行杀菌及消毒。
本例所述水污分离工序(3)可以是直接采用离心机对废液进行渣水分离或采用沉淀法对废液进行渣水分离。沉淀法可以是自然沉淀，或在沉淀池的废液中用碱调节废液PH值至8-9的范围内加速沉淀。所述碱如氢氧化钙等。上述方法的选择视污水处理量的大小及处理环境条件而定。渣水分离工序(11)的方法可同水污分离工序(3)。
本例所述生物快速腐化池(8)内加有腐化剂。腐化剂较好是秸杆腐化剂。秸杆腐化剂又名腐杆灵，其中的腐化菌可在腐化池内自身繁殖，因而投入一次即可。
如图所示：本发明中所述反应仓(7)配置有太阳能装置(6)。本例太阳能装置为太阳能集热器。太阳能集热器将太阳光转换为热能在反应仓中起着可保持相对25～60℃之间的相对恒温环境的作用。从而克服了目前太阳能热水器用途单一(仅能提供低温热水)，并受天气变化的严重制约，能量储存难的不足。本例采用平面多维角太阳能集热器，将仓内温度相对恒温在35-45℃之间，是产气量较理想的范围，也是产气率和缩短反应时间的较佳范围，可缩小反应仓容积，减少投资成本。例如，按日处理100吨人蓄有机污水(1)和5吨秸杆、果皮、菜叶等有机废弃物(4)计，燃气利用系统按100立方米容量(中温运行)可日产燃气(甲烷)110-120立方米标准燃气可供100-120户居民使用，按日产燃气110立方米计，若101元/立方米，年收益4.41万元，而100立方米的厌氧反应仓投资为3.8万元。
本例的反应仓(7)可外配燃气加热装置，在太阳能不足的条件下(如长期阴雨、气温很低)可利用其本身产出的燃气和外配的燃气加热装置对反应仓(7)进行加热保温，使反应仓(7)恒温在35-45℃之间工作。加热装置的加热介质可以是自来水或是反应液本身。
本例所述生物养殖净化池(5)内投放有可将水体中富余的有机物大量吸收、利用，转化形成生物饵料的微生物菌，如沼泽红假单细胞菌，或其它菌种。该菌投入一次即可自身繁殖。用沼泽红假单细胞菌实现生物快速繁殖，将水体中富余的有机物大量降解，转化成红假单细胞菌自身的营养物质，形成生物饵料，被水生动物鱼、虾类消耗，实现自然生态养殖，使修复后的水体能达标排放或回收再利用。
上述生产、生活中产生的碳水有机污水或生产、生活中的碳水有机废弃物是指通过厌氧反应可基本腐化且产甲烷的天然产物。

Claims (6)

1.一种燃气、养殖、水质净化综合运行方法，其特征在于系统流程为将生产、生活碳水有机污水(1)送入物化杀菌消毒处理池(2)进行杀菌消毒后，再进入水污分离工序(3)处理分离出80％～90％的有机清水流入生物养殖净化池(5)或直接用作植物灌溉用水，通过水污分离工序(3)后得到10％～20％的浓缩有机渣液与其它生产、生活有机废弃物(4)进入快速腐化池(8)，停留2-3天后分离出大量的硫化氢、二氧化碳腐化气体通过腐化气体通道(13)送入物化杀菌消毒处理池(2)进行强氧化处理，腐化后的有机浓料引入生物厌氧燃气反应仓(7)进行厌氧反应，产出甲烷燃气(9)，生物厌氧燃气反应仓(7)内的有机质反应完成后，剩余的有机渣液进入反应后渣水分离工序(11)，可得到固体有机渣肥(10)另行利用，渣水分离工序(11)分离出的渣液(12)流向生物养殖净化池(5)或直接用作植物灌溉用水(14)。
2.根据权利要求1所述的燃气、养殖、水质净化综合运行方法，其特征在于所述的生物厌氧燃气反应仓(7)配置有加热装置。
3.根据权利要求1所述的燃气、养殖、水质净化综合运行方法，其特征在于所述的快速腐化池(8)内加有秸杆腐化剂。
4.根据权利要求1所述的燃气、养殖、水质净化综合运行方法，其特征在于所述的物化杀菌消毒处理池(2)是采用臭氧进行杀菌及消毒。
5根据权利要求1所述的燃气、养殖、水质净化综合运行方法，其特征在于所述的水污分离工序(3)是直接采用离心机对废液进行渣水分离或采用沉淀法对废液进行渣水分离。
6.根据权利要求1所述的燃气、养殖、水质净化综合运行方法，其特征在于所述的生物养殖净化池(5)内投放有沼泽红假单细胞菌。
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