CN102285818A - 一种基于减压排放技术的生活污水与垃圾收集处理的方法 - Google Patents

Abstract

一种基于减压排放技术的生活污水与垃圾收集处理的方法，包括灰水收集前端、灰水处理单元、减压黑水收集前端、减压黑水收集管道系统、减压黑水收集终端、黑水转运单元和有机肥厂，灰水经收集前端进入灰水处理单元，按照出水水质要求进行处理后排放或回用，粪便、厨余垃圾等污染物质和少量冲洗水一起经减压黑水收集前段、减压黑水收集管道系统进入减压黑水收集终端，经黑水转运单元进入有机肥厂，通过有机肥厂的处理成为有机肥，供种植行业使用。

Description

一种基于减压排放技术的生活污水与垃圾收集处理的方法

一、技术领域

本发明属于污水垃圾收集处理的技术范畴，特别涉及一种利用减压排放技术将日常生活中产生的洗衣、洗浴等污水与粪便、厨余垃圾污水等分别收集处理的方法。 

二、技术背景

常见的生活污水垃圾通常是分开收集与处理。生活污水收集基于重力排放的原理，各种污水混合在一起进入下水道系统，经过化粪池的预处理后，通过泵站提升等进入污水处理厂进行处理，化粪池沉渣需要定期清掏处理。生活垃圾基本上是人工收集、转运，然后通过填埋、焚烧等无害化手段进行处理处置。上述污水垃圾收集处理方法的主要缺点包括：(1)用水量较大；由于依赖重力排放，污染物需要用大量水冲洗，以厕所为例，目前水冲厕所一次用水量约为6升；(2)污水处理的成本高，有用物质难以循环利用；各种污水混合在一起排放，为满足排放标准要求，通常都需要通过二级生化等污水处理工艺进行处理，污水处理成本高，同时由于大量的洗衣、洗浴污水将粪便、厨余污水等稀释，使得其中易降解有机物、氮、磷等有用物质难以循环利用；(3)垃圾收集、转运和处理的成本高；生活垃圾中包含大量生垃圾(主要是厨余垃圾和植物残体等)，这些垃圾含水量高、易于腐败，大大增加了收集处理的工作量、工作的难度及成本。上述生活污水和垃圾收集处理的方式尤其不适合村庄和小城镇使用。一方面，村庄和小城镇通常居住密度和人口规模低于城市，不利于通过常规方式对污水和废物进行收集处理；另一方面，村庄和小城镇周边通常有大量农田，可用于污染物消纳的土地等资源也比较丰富，既为粪便等有用物质的循环利用提供可能，也为实现污水的低成本处理提供有利条件。随着我国环境污染治理和公共服务向农村和小城镇延伸，迫切需要开发一种适用于村镇的低成本污水垃圾治理的方法。为此本发 明提出一种基于减压排放技术的生活污水垃圾等收集处理的方法。 

用于生活污水、垃圾等的负压收集或减压排放的技术有很多，在国内外很多专利中都有记载，CN90101768.x，CN00816743.5，市场上也可以提供各类产品。 

申请号为200410082966.0的专利文件“城市污水源头分离装置及其方法”公开了一种粪便污水与其它污水分开收集的方式及其装置，其基本原理是基于重力式排水，并且未涉及粪便和污水处理的方式，也不包括生活垃圾的收集和处理处置。 

专利申请号为200620118364.0的专利文件“村镇生态排水处理系统”公开了一种通过有前后孔的便器对粪便、尿液进行分离并与其它生活污水分开收集处理的方法。该公开文件声称粪便通过便器后孔落入储粪箱内，尿液通过便器前孔流入储尿桶，这种缺乏卫生、除臭等功能的简易便器无视人民群众日益提高的卫生生活需求，其所说的粪便和尿液利用方式也非常原始，实用性收到限制。 

专利申请号为200410061312.X的专利文件“有机垃圾和粪便收集处理方法”公开了一种利用真空技术收集处理有机垃圾和粪便的方法，其中包括厌氧发酵和有机肥生产。 

三、发明内容

1、本发明的方法基于减压排放技术。所说的减压排放技术是指通过减压收集前端、减压管道、真空泵、减压罐等组成污水或污物收集排放的技术系统，该系统通过真空泵抽吸所产生的吸力将进入减压收集前端的污水或污染物吸入减压管道系统并输送到减压收集终端。根据实际需要，不同的减压排放技术可能还包括物料切碎、分离或安全性等方面的特殊设计。用于生活污染收集的减压收集前端主要有两种形式，一种是减压集便器，主要安装在厕所，用来收集粪便、尿液等，另一种减压集废器，主要安装在厨房或者盥洗室，用来收集厨余垃圾等。理论上不可降解的塑料、金属、玻璃以及其它有毒有害物质物质不允许进入减压排放系统，实际操作中请按照具体的减压排放技术系统的操作规范执行。减压收集前段一次操作所需要的水量通常在0.1～1升，约为普通重力式水冲收集终端用水量的1/10。一套真空收集系统可以将某一区域范围内的多个减压收集前端接入系统。本 发明是基于减压排放技术，但发明内容中不包括减压排放技术。 

2、本发明所指的污水和垃圾，特指不包含有毒有害物质，并且主要污染物为易降解的有机物和氮、磷、悬浮物等，来源可以是社区综合生活污水和垃圾，也可以是种植业、养殖业、食品加工业所产生的有机废物和有机废水等。 

3、为叙述方便，本发明使用黑水、灰水两个名词。如果不特别指出，本发明所指的黑水是指通过减压收集前端收集并进入减压排放系统的含有粪便和厨余垃圾等的污水，由于冲洗水用量少，这部分污水的污染物浓度一般是普通市政污水浓度的10倍以上。本发明所指的灰水是指除黑水以外的生活污水，主要来自洗衣、洗浴等洗涤过程，其中含有少量的洗涤剂、有机物、悬浮物等污染物质。本发明所说的灰水排放系统，既可以是常见的重力式排放系统，也可以采用减压排放的系统。如果黑水和灰水排放都采用减压排放系统，则两个系统须相互独立。 

4、本发明的技术系统包括：灰水收集前端、灰水处理单元、减压黑水收集前端、减压黑水收集管道系统、减压黑水收集终端、黑水转运单元和有机肥厂。 

5、来自灰水收集前端的灰水通过重力排放等方式进入灰水处理单元。灰水处理单元的主要功能是通过物理、化学、生物等作用，使灰水经处理后满足有关出水水质要求。如果当地对灰水排放或者回用没有特别的水质要求，则可以不设灰水处理单元。当灰水必须进行强化处理排放时，推荐采用人工湿地、土壤渗滤和氧化塘等技术形式。当灰水需要再生处理回用时，可以采用曝气生物滤池、膜生物反应器等技术形式，也可以在人工湿地、土壤渗滤等的基础上增加深度处理。 

6、来自减压黑水收集前端的黑水，经过减压黑水收集管道系统进入减压黑水收集终端。减压黑水收集终端可以根据具体的功能需求，设计成不同的形式。第一种形式的减压黑水收集终端主要功能是对黑水进行贮存和中转，其中的黑水通过吸粪车等黑水转运单元运送至有机肥厂做进一步处理。第二种形式的减压黑水收集终端除了具备贮存和中转功能外，还具有对黑水进行厌氧沼气发酵的功能，黑水经过厌氧沼气发酵后，其中的沼气、沼渣、 沼液既可以就地利用，也可以被转运至有机肥厂等进行进一步处理利用。第三种形式的减压黑水收集终端具有贮存和沼气发酵功能，所产生的沼气就地做燃料使用，沼渣和沼液则就地用作有机肥。 

7、通常在一个较大的区域内设施一座有机肥厂。一个有机肥厂可以收集处理多个减压黑水收集终端的物料，同时还可以将附近种植业和养殖业所产生的有机废物收集，与来自减压黑水收集终端的物料一起进行加工处理，所生产的有机肥供有机农业使用。 

附图说明：

本发明的方法的技术流程如附图1所示。图中矩形方框表示工艺单元，方框中的文字用于对工艺单元进行说明。图中的其它文字是对有关物料的来源、去向以及运输做简单说明。图中各种箭头及线条的含义是：(1)细的虚线及箭头表示供水管道及流动方向；(2)粗的实线及箭头表示污水管道及流动方向。(3)粗的虚线及箭头表示沼气管道及流动方向；(4)细的空心箭号表示粪便、尿液与生垃圾进入相应减压黑水收集终端；粗的空心箭号表示物料转运单元。 

本发明中所说的各技术单元，均有可能包括一个或多个设备或设施，也有可能是多项技术的组合，这些设备、设施或技术为本领域的普通专业人员所熟知，因此在本发明的方法说明中无须做详细解释。 

本发明的主要优点在于： 

1、通过减压收集系统可以实现黑水与灰水分离收集和分别处理，一方面降低污水处理的成本，另一方面使黑水中的有用物质得到回收利用，变废为宝； 

2、利用用减压收集技术收集粪便和厨余垃圾，较之现有常规方法减少用水量约90％，在节约用水的同时，大幅度提高了黑水浓度，有利于后续处理利用。 

3、将有机垃圾收集处理与污水收集处理融合在一起，大幅度减少垃圾处理的费用。

4、真空管道布置容易，特别适合在老居住区改造中使用。 

四、实施例

实施例一：某村庄共有居民30户，安装减压集便器50个、减压集废器30个，所有减压前端由一个真空泵站(其中真空泵一用一备)带动，减压黑水收集终端的形式为沼气发酵式，兼有贮存和沼气发酵的功能。该村庄推选一名种田大户对系统进行运行管理，真空泵站的电费也由该种田大户负担，所产生的沼液和沼渣定期从沼气罐中排出用于该种田大户农田施肥，所产生的沼气亦供其家庭使用。每户对灰水进行单独收集处理，灰水处理的方式为在居民房前屋后的自留地内建设人工湿地。采用本发明的方法解决了该村排水和达标处理的问题，污水处理达到GB18918-2002规定的一级B标准。全村排水及污水处理设施投资费与常规重力式排水及污水处理方法的投资相当，但运行费用节约近90％。由于生垃圾全部进入黑水处理系统，全村的垃圾处理处置费用节约近95％。另外，由于采用减压黑水收集前端技术，全村每年可节约自来水约1000吨。 

实施例二：某集镇有居民5000人，另有办公楼、学校、医院、饭店及其它服务性设施若干，无其它工业废水。该集镇共设立减压黑水收集泵站与终端30座，同时配套建设有机肥厂一座。各减压黑水收集终端的黑水定期用槽车运至有机肥厂进行加工处理。该有机肥厂同时收集附近养猪场、养鸡场粪便，并收集处理部分秸秆等有机废物。有机肥厂以沼气发酵和堆肥工艺为主。所生产沼气供一座公共浴室使用，所生产的液态有机肥和固体有机肥供邻近万亩有机农业生产基地使用。根据国家有关政策，有机肥厂每生产一吨有机肥获补贴200元。该集镇所有灰水及雨污水进入排水暗渠，并通过亚表层土壤渗滤的方法对灰水进行处理，处理后出水完全达到GB18918-2002规定的一级A标准。全镇黑水收集处理系统(不包括有机肥厂)以及新建灰水处理系统由政府投资，并由企业负责设计、建设和运行，该企业同时投资建设和经营有机肥厂。由于采用本发明的方法，该集镇节约了大量自来水，污水和垃圾处理的成本大幅下降，取得了良好的社会效益、环保效益和经济效益。 

Claims (5)

1.一种基于减压排放技术的生活污水与垃圾收集处理的方法，其特征是：

包括灰水收集前端、灰水处理单元、减压黑水收集前端、减压黑水收集管道系统、减压黑水收集终端、黑水转运单元和有机肥厂，

灰水经收集前端进入灰水处理单元，按照出水水质要求进行处理后排放或回用，

粪便、厨余垃圾等污染物质和少量冲洗水一起经减压黑水收集前段、减压黑水收集管道系统进入减压黑水收集终端，经黑水转运单元进入有机肥厂，通过有机肥厂的处理成为有机肥，供种植行业使用。

2.如权利要求1所说的一种基于减压排放技术的生活污水与垃圾收集处理的方法，其特征是：当灰水处理单元的出水用于达标排放时，灰水处理单元选用人工湿地技术，或者选用土壤渗滤技术，或者选用氧化塘技术。

3.如权利要求1所说的一种基于减压排放技术的生活污水与垃圾收集处理的方法，其特征是：在灰水处理单元的出水用于再生回用时，灰水处理单元可以选择在人工湿地或者土壤渗滤或者氧化塘之后增加深度处理，也可以直接通过曝气生物滤池或膜-生物反应器技术进行处理。

4.如权利要求1所说的一种基于减压排放技术的生活污水与垃圾收集处理的方法，其特征是：黑水减压收集终端具有沼气发酵功能，所产生的沼气、沼渣、沼液可以就地利用，也可以通过黑水转运单元进入有机肥厂。

5.如权利要求1所说的一种基于减压排放技术的生活污水与垃圾收集处理的方法，其特征是：有机肥厂收集处理种植业、养殖业和食品加工业的有机废物。

Images