CN102603121A - 一种生活污水的综合利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生活污水的综合利用方法，其主要流程为：对生活污水进行沉降处理后分离出的准污水和泥沙进行厌氧池厌氧微生物发酵处理和浓缩池干燥处理；对厌氧池内的厌氧微生物发酵处理后产生的污泥渣、准中水和沼气分别进行浓缩池内的处理作肥料供用、有氧池的曝气分解处理和转压泵的抽吸加压供用；对有氧池中曝气微生物分解产生的泥浆回流到厌氧池，污泥渣被抽排到浓缩池，中水流入固液分离器；中水在固液分离器中被过滤分离，产生的污泥渣被抽排到浓缩池，准清洁水被提升泵抽吸加压，经消毒处理，净化为清洁水供用。净化的清洁水供各种生活应用、由太阳能热水器和燃气锅炉加热用于供热；加热的热水并被控制阀通过温度控制装置，控制、调节厌氧池温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种生活污水综合利用方法，具体地说是一种利用微生物处理生活污水并将其产物进行综合利用的方法。
背景技术
住宅小区、村、屯的生活污水随意排放，一方面造成了污染环境，另一方面也是一种资源浪费。所排放的污水中除可利用的中水外，还有大量的有机物等富营养物质、矿物质等泥、沙、渣土形态物质。如能经过生化反应、分离、沉淀等处理，完全可以以沼气、中水、肥料形式回收，形成资源的循环利用过程。现阶段我国生活污水方法几乎全是单一产物，即只是处理成中水和污泥排放，没有触及综合利用。而其中污泥又是大量有害有机物、毒物、无机泥渣等的混合体，不仅需要空间堆放、运输处理，而且还会造成二次污染。另外，现行的处理方法的产气过程也会同时造成空气污染。因此，有必要研发一种变害为利、变废为宝的生活污水综合利用方法，从根本上提高污水处理的综合效率。
发明内容
为减少资源浪费，形成水资源的循环利用过程，本发明提供一种生活污水综合利用方法，其主要流程为：对生活污水进行沉降处理后分离出的准污水和泥沙进行厌氧池厌氧微生物发酵处理和浓缩池干燥处理；对厌氧池内的厌氧微生物发酵处理后产生的污泥渣、准中水和沼气分别进行浓缩池内的处理作肥料供用、有氧池的曝气分解处理和转压泵的抽吸加压供用；对有氧池中曝气微生物分解产生的泥浆回流到厌氧池，污泥渣被抽排到浓缩池，中水流入固液分离器；中水在固液分离器中被过滤分离，产生的污泥渣被抽排到浓缩池，准清洁水被提升泵抽吸加压，经消毒处理，净化为清洁水供用。净化的清洁水供各种生活应用、由太阳能热水器和燃气锅炉加热用于供热；加热的热水并被控制阀通过温度控制装置，控制、调节厌氧池温度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
采用以下主要工艺流程：
1)各种生活污水在沉降池内进行沉降处理，分离出准污水和泥沙；准污水和泥沙分别流入厌氧池和浓缩池；
2)对准污水在厌氧池内进行厌氧微生物发酵处理，产生污泥渣、准中水和沼气；污泥渣沉落并被泥浆泵抽排，准中水流转到有氧池并被曝气分解处理，沼气充压溢出并被转压泵抽吸加压；
3)污泥渣经泥浆泵以高压送入浓缩池；
4)泥沙和污泥渣在浓缩池内被混合、浓缩和干燥处理，作为肥料供用；
5)准中水在有氧池中进行曝气微生物分解，产生的泥浆回流到厌氧池，沉淀的污泥渣流落并被泥浆泵抽排到浓缩池，分离出中水流入固液分离器被进一步分离；
6)中水在固液分离器中被过滤分离，产生固体颗粒的污泥渣流落并被泥浆泵抽排到浓缩池，滤出准清洁水流出并被提升泵抽吸加压；
7)准清洁水经提升泵抽吸加压推举，进入高塔消毒池；
8)准清洁水在消毒池中经消毒处理，净化为清洁水输出；
9)清洁水进入用户可供各种生活应用，进入太阳能热水器和燃气锅炉用于供热；
10)太阳能热水器和燃气锅炉以热水形式传送的热量输出并被控制阀控制、调配；
11)控制阀通过温度控制装置，在太阳能热水器和燃气锅炉之间控制、调配热水的输出流量，在厌氧池和用户之间，控制、调配、调节热水的输入流量；同时，调节进入燃气锅炉的沼气输入量；最终，控制厌氧池底部空间的温度保持在35±5℃范围内；
12)储气罐中的沼气以一定压力输出到用户和控制阀；
13)厌氧池产生的沼气通过转压泵将沼气压力转移到储气罐。
其中厌氧池由反应室、沼气管、密封罩、出水管、池温传感器、温度信号线、暖器回水管、暖器管排阵板、链带式副产物转载传送机、暖器进水管、泥浆抽排口、泥浆沉落池、回流管、进水管组成。
在厌氧池的池底面与密封罩的分隔壁底端之间的空间上部和厌氧池的池左侧壁与密封罩左侧壁之间的空间内，装设有链带式副产物转载传送机，机体由转载从动轮、传送链带、传送链托导轮、传送承重轮、转载转向托导轮、转载主动轮和转载转向承重轮构成。
本发明的有益效果是：通过本发明的工艺过程，实现了污水净化、沼气生成、肥料产出，大大提高了生活污水的循环利用率，解决生活污水的局部处理效果不佳的问题，使出水稳定达到国家污水处理厂污染物排放标准；运行费用和投资成本均较低廉；自动化程度高。涉及的处理池、转载传送机可进行工厂预生产，现场安装。
附图说明
下面结合附图所示的实施例对本发明进一步说明。
附图1为生活污水综合利用方法的工艺流程示意图。
1.沉降池，2.厌氧池，3.浓缩池，4.泥浆泵，5.有氧池，6.固液分离器，7.提升泵，8.消毒池，9.太阳能热水器，10.燃气锅炉，11.用户，12.控制阀，13.储气罐，14.转压泵；sew为污水，ms为泥沙，qsew为准污水，qtw为准中水，m为泥浆，tw为中水，qcw为准清洁水，cw为清洁水，hw为热水，ts为池温信号，wp为气压信号，weth为沼气，smd为污泥渣，loam为肥料。
附图2为厌氧池结构示意图。
2.1.反应室，2.2沼气管，2.3.密封罩，2.4.出水管，2.5.池温传感器，2.6.温度信号线，2.7.转载从动轮，2.8.暖器回水管，2.9.暖器管排阵板，2.10.传送链带，2.11.传送链托导轮，2.12.传送承重轮，2.13.暖器进水管，2.14.泥浆抽排口，2.15.泥浆沉落池，2.16.转载转向托导轮，2.17.转载主动轮，2.18.转载转向承重轮，2.19.回流管，2.20.进水管。
附图3为控制阀控制系统框图。
12.1.温度控制装置，ts0为池温给定信号，es为池温偏差信号，C为控制、放大、驱动环节，电气伺服阀驱动信号，mvt为电气伺服阀驱动信号，wvt为电液伺服阀驱动信号，V为气、液伺服阀执行环节。
附图4为副产物转载传送链带结构(局部)主视图。
2.10.1.生化工作面，2.10.2.带板结构，2.10.3.铰链轴结构。
附图5为副产物转载传送链带结构(局部)左视图。
2.10.1.生化工作面，2.10.2.带板结构，2.10.3.铰链轴结构。
具体实施方式
在附图1所示的生活污水综合利用方法工艺流程示意图和附图3所示的控制阀控制系统框图中，生活污水综合利用方法的主要工艺流程为：
1)各种生活污水sew在沉降池1内进行沉降处理，分离出准污水qsew和泥沙ms；准污水qsew和泥沙ms分别流入厌氧池2和浓缩池3；
2)对准污水qsew在厌氧池2内进行厌氧微生物发酵处理，产生污泥渣smd、准中水qtw和沼气weth；污泥渣smd沉落并被泥浆泵4抽排，准中水qtw流转到有氧池5并被曝气分解处理，沼气weth充压溢出并被转压泵14抽吸加压；
3)污泥渣smd经泥浆泵4以高压送入浓缩池3；
4)泥沙ms和污泥渣smd在浓缩池3内被混合、浓缩和干燥处理，作为肥料loam供用；
5)准中水qtw在有氧池5中进行曝气微生物分解，产生的泥浆m回流到厌氧池2，沉淀的污泥渣smd流落并被泥浆泵4抽排到浓缩池3，分离出中水tw流入固液分离器6被进一步分离；
6)中水tw在固液分离器6中被过滤分离，产生固体颗粒的污泥渣smd流落并被泥浆泵4抽排到浓缩池3，滤出准清洁水qcw流出并被提升泵7抽吸加压；
7)准清洁水qcw经提升泵7抽吸加压推举，进入高塔消毒池8；
8)准清洁水qcw在消毒池8中经消毒处理，净化为清洁水cw输出；
9)清洁水cw进入用户11可供各种生活应用，进入太阳能热水器9和燃气锅炉10用于供热；
10)太阳能热水器9和燃气锅炉10以热水hw形式传送的热量输出并被控制阀12控制、调配；
11)控制阀12通过温度控制装置12.1，控制电液伺服阀，在太阳能热水器9和燃气锅炉10之间控制、调配热水hw的输出流量，在厌氧池2和用户11之间，控制、调配、调节热水hw的输入流量；同时，控制电气伺服阀，调节进入燃气锅炉10的沼气weth输入量；最终，控制厌氧池2底部空间的温度保持在35±5℃范围内；
12)储气罐13中的沼气weth以一定压力输出到用户11和控制阀12；
13)厌氧池2产生的沼气weth通过转压泵14将沼气weth压力转移到储气罐13。
在附图1所示的生活污水综合利用方法工艺流程示意图、附图2所示的厌氧池结构示意图和附图3所示的控制阀控制系统框图中：
厌氧池2由反应室2.1、沼气管2.2、密封罩2.3、出水管2.4、池温传感器2.5、温度信号线2.6、转载从动轮2.7、暖器回水管2.8、暖器管排阵板2.9、传送链带2.10、传送链托导轮2.11、传送承重轮2.12、暖器进水管2.13、泥浆抽排口2.14、泥浆沉落池2.15、转载转向托导轮2.16、转载主动轮2.17、转载转向承重轮2.18、回流管2.19、进水管2.20组成。
反应室2.1为由带有沼气管2.2的密封罩2.3来密封、分隔的发酵反应工作空间；用以导出沼气weth的沼气管2.2密封安装在密封罩2.3的顶壁；密封罩2.3嵌套坐落在下嵌式厌氧池2池壁内侧，借助池内水面实现一气密腔室结构，以以一定压力承容沼气weth；在密封罩2.3的右侧壁，装配有穿过池壁的出水管2.4，用以流出准中水qtw；在密封罩2.3中段分隔壁的底端，安装有池温传感器2.5，池温传感器2.5通过温度信号线2.6将反应室2.1的池温信号ts引出，以反馈到控制阀12的温度控制装置12.1。在厌氧池2的池底面与密封罩2.3的分隔壁底端之间的空间上部和厌氧池2的池左侧壁与密封罩2.3左侧壁之间的空间内，装设有链带式副产物转载传送机，机体由转载从动轮2.7、传送链带2.10、传送链托导轮2.11、传送承重轮2.12、转载转向托导轮2.16、转载主动轮2.17和转载转向承重轮2.18构成。转载从动轮2.7装配于机体的右端，承拉并定位导引着传送链带2.10；传送链带2.10的回程由传送链托导轮2.11队列承托并定位导引；传送链带2.10的进程由传送承重轮2.12队列承托并定位导引；在泥浆沉落池2.15口上方，机体的左上端部，装设有承托并定位导引传送链带2.10回程的转载转向托导轮2.16和承托并导引传送链带2.10进程的转载转向承重轮2.18，转载转向承重轮2.18在最上位，转载转向托导轮2.16在下位；在机体的最左端，装设有步进带动传送链带2.10运转的转载主动轮2.17。在池底面与传送链带2.10回程之间的空间，敷设有通过暖器回水管2.8回水的平板型暖器管排阵板2.9；暖器管排阵板2.9通过暖器进水管2.13实现进入热水的流量，以进而调节反应室2.1底部空间的温度，使其保持在35±5℃的产沼气微生物发酵最适温度范围内。在反应室2.1的左侧壁下位，装配有回流管2.19用以回流泥浆m；在反应室2.1的左侧壁上位，装配有进水管2.20用以流入污水sew。
在附图2所示的厌氧池结构示意图、附图4所示的副产物转载传送链带结构(局部)主视图和附图5所示的副产物转载传送链带结构(局部)左视图中：传送链带2.10的外表面由一片片生化工作面2.10.1组合构成。每片生化工作面2.10.1为带有糙麻附着结构的板面，用以刷附沼气发酵微生物，沉载发酵副产物。生化工作面2.10.1与带板结构2.10.2合为一体，作为传送链带2.10的链节，通过铰链轴结构2.10.3两两连接而成为履带结构。
工作中，链带式副产物转载传送机主动轮2.1，由步进电动机带动运转。步进电动机的步长由带板结构2.10.2，即链节的纵向尺寸确定；步进电动机的转速由控制装置根据副产物沉积厚度与微生物刷附+副产物刮除速度而自动调节。
带板结构2.10.2的生化工作面2.10.1上副产物沉积厚度达到设定值时，启动副产物刮除和微生物刷附工艺程序：
1.在链带式副产物转载传送机一个步进的停顿时间段，对运转到主动轮2.1外侧的带板结构2.10.2，将生化工作面2.10.1上的发酵副产物刮除，使其脱落到泥浆沉落池2.15内；
2.清洗该副产物刮除后的生化工作面2.10.1；
3.向清洗后的该生化工作面2.10.1刷附发酵微生物；
4.链带式副产物转载传送机一个步进；
5.如果链带的所有生化工作面2.10.1处理完毕，则等待下一次带板结构2.10.2的生化工作面2.10.1上副产物沉积厚度达到设定值；否则，重复1.到4.的工艺过程。
在附图3所示的控制阀控制系统框图中：
控制阀控制系统由比较环节、控制、放大、驱动环节C和气、液伺服阀执行环节V构成。
厌氧池2底部空间的温度通过池温传感器2.5检测，以池温信号ts反馈到温度控制装置12.1的比较环节。在温度控制装置12.1的比较环节中，反馈的池温信号ts与按需要设置(如对应35℃)的池温给定信号ts0比较，产生池温偏差信号es。池温偏差信号es进入控制、放大、驱动环节C，参与控制和放大、驱动处理。
在控制、放大、驱动环节C内：当池温信号ts与池温给定信号ts0比较得到的偏差信号es，即ts0-ts＝es正向增大时，经放大、驱动处理输出一组增大的电液伺服阀驱动信号wvt和增大的电气伺服阀驱动信号mvt；反之，当ts0-ts＝es反向增大时，输出一组减小的电液伺服阀驱动信号wvt和减小的电气伺服阀驱动信号mvt；如果ts0＝ts，即es＝0，则电液伺服阀驱动信号wvt和电气伺服阀驱动信号mvt保持不变。
在气、液伺服阀执行环节V中：当电液伺服阀驱动信号wvt增大时，驱动相应电液伺服阀，使向厌氧池2输送的热水hw流量增大；当电气伺服阀驱动信号mvt增大时，驱动相应电气伺服阀，使向燃气锅炉10输送的沼气weth流量增大。反之，当电液伺服阀驱动信号wvt减小时，驱动相应电液伺服阀，使向厌氧池2输送的热水hw流量减小；当电气伺服阀驱动信号mvt减小时，驱动相应电气伺服阀，使向燃气锅炉10输送的沼气weth流量减小。当电液伺服阀驱动信号wvt保持不变时，电液伺服阀使向厌氧池2输送的热水hw流量不变；当电气伺服阀驱动信号mvt为保持不变时，电气伺服阀使向燃气锅炉10输送的沼气weth流量不变。
Claims (5)
1.一种生活污水的综合利用方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)生活污水在沉降池内进行自然沉降处理，分离出准污水和泥沙；准污水和泥沙分别流入厌氧池和浓缩池；
(2)对准污水在厌氧池内进行厌氧发酵处理，产生污泥渣、准中水和沼气；污泥渣沉落并被泥浆泵抽排，准中水流转到有氧池并被曝气分解处理，沼气充压溢出并被转压泵抽吸加压；
(3)污泥渣经泥浆泵以高压送入浓缩池；
(4)泥沙和污泥渣在浓缩池内被混合、浓缩和干燥处理，作为肥料供用；
(5)准中水在有氧池中进行曝气微生物分解，产生的泥浆回流到厌氧池，沉淀的污泥渣流落并被泥浆泵抽排到浓缩池，分离出中水流入固液分离器被进一步分离；
(6)中水在固液分离器中被过滤分离，产生固体颗粒的污泥渣流落并被泥浆泵抽排到浓缩池，滤出准清洁水流出并被提升泵抽吸加压；
(7)准清洁水经提升泵抽吸加压推举，进入高塔消毒池；
(8)准清洁水在消毒池中经消毒处理，净化为清洁水输出；
(9)清洁水进入用户可供各种生活应用，进入太阳能热水器和燃气锅炉用于供热；
(10)太阳能热水器和燃气锅炉以热水形式传送的热量输出并被控制阀控制、调配；
(11)控制阀通过温度控制装置，在太阳能热水器和燃气锅炉之间控制、调配热水的输出流量，在厌氧池和用户之间，控制、调配、调节热水的输入流量；同时，调节进入燃气锅炉的沼气输入量；最终，控制厌氧池底部空间的温度保持在35±5℃范围内；
(12)储气罐中的沼气以一定压力输出到用户和控制阀；
(13)厌氧池产生的沼气通过转压泵将沼气压力转移到储气罐；
其中厌氧池由反应室、沼气管、密封罩、出水管、池温传感器、温度信号线、暖器回水管、暖器管排阵板、链带式副产物转载传送机、暖器进水管、泥浆抽排口、泥浆沉落池、回流管、进水管组成；
在厌氧池的池底面与密封罩的分隔壁底端之间的空间上部和厌氧池的池左侧壁与密封罩左侧壁之间的空间内，装设有链带式副产物转载传送机，机体由转载从动轮、传送链带、传送链托导轮、传送承重轮、转载转向托导轮、转载主动轮和转载转向承重轮构成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：反应室为由带有沼气管的密封罩来密封、分隔的发酵反应工作空间；用以导出沼气weth的沼气管密封安装在密封罩的顶壁；密封罩嵌套坐落在下嵌式厌氧池池壁内侧，借助池内水面实现一气密腔室结构，以以一定压力承容沼气weth；在密封罩的右侧壁，装配有穿过池壁的出水管，用以流出准中水qtw；在密封罩中段分隔壁的底端，安装有池温传感器，池温传感器通过温度信号线将反应室的池温信号ts引出，以反馈到控制阀的温度控制装置；在厌氧池的池底面与密封罩的分隔壁底端之间的空间上部和厌氧池的池左侧壁与密封罩左侧壁之间的空间内，装设有链带式副产物转载传送机，机体由转载从动轮、传送链带、传送链托导轮、传送承重轮、转载转向托导轮、转载主动轮和转载转向承重轮构成。转载从动轮装配于机体的右端，承拉并定位导引着传送链带；传送链带的回程由传送链托导轮队列承托并定位导引；传送链带的进程由传送承重轮队列承托并定位导引；在泥浆沉落池口上方，机体的左上端部，装设有承托并定位导引传送链带回程的转载转向托导轮和承托并导引传送链带进程的转载转向承重轮，转载转向承重轮在最上位，转载转向托导轮在下位；在机体的最左端，装设有步进带动传送链带运转的转载主动轮；在池底面与传送链带回程之间的空间，敷设有通过暖器回水管回水的平板型暖器管排阵板；暖器管排阵板通过暖器进水管实现进入热水的流量，以进而调节反应室底部空间的温度，使其保持在35±5℃的产沼气微生物发酵最适温度范围内；在反应室的左侧壁下位，装配有回流管用以回流泥浆m；在反应室的左侧壁上位，装配有进水管用以流入污水sew。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述传送链带的外表面由一片片生化工作面组合构成，每片生化工作面为带有糙麻附着结构的板面，用以刷附沼气发酵微生物，沉载发酵副产物；生化工作面与带板结构合为一体，作为传送链带的链节，通过铰链轴结构两两连接而成为履带结构。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于工作中，链带式副产物转载传送机主动轮，由步进电动机带动运转；步进电动机的步长由带板结构，即链节的纵向尺寸确定；步进电动机的转速由控制装置根据副产物沉积厚度与微生物刷附及副产物刮除速度而自动调节；带板结构的生化工作面上副产物沉积厚度达到设定值时，启动副产物刮除和微生物刷附工艺程序：
1)在链带式副产物转载传送机一个步进的停顿时间段，对运转到主动轮外侧的带板结构，将生化工作面上的发酵副产物刮除，使其脱落到泥浆沉落池内；
2)清洗该副产物刮除后的生化工作面；
3)向清洗后的该生化工作面刷附发酵微生物；
4)链带式副产物转载传送机一个步进；
5)如果链带的所有生化工作面处理完毕，则等待下一次带板结构的生化工作面上副产物沉积厚度达到设定值；否则，重复St1.到St4.的工艺过程。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于控制阀控制系统由比较环节、控制、放大、驱动环节C和气、液伺服阀执行环节V构成；厌氧池底部空间的温度通过池温传感器检测，以池温信号ts反馈到温度控制装置的比较环节。在温度控制装置的比较环节中，反馈的池温信号ts与按需要设置(如对应35℃)的池温给定信号ts0比较，产生池温偏差信号es；池温偏差信号es进入控制、放大、驱动环节C，参与控制和放大、驱动处理；
在控制、放大、驱动环节C内：当池温信号ts与池温给定信号ts0比较得到的偏差信号es，即ts0-ts＝es正向增大时，经放大、驱动处理输出一组增大的电液伺服阀驱动信号wvt和增大的电气伺服阀驱动信号mvt；反之，当ts0-ts＝es反向增大时，输出一组减小的电液伺服阀驱动信号wvt和减小的电气伺服阀驱动信号mvt；如果ts0＝ts，即es＝0，则电液伺服阀驱动信号wvt和电气伺服阀驱动信号mvt保持不变；
在气、液伺服阀执行环节V中：当电液伺服阀驱动信号wvt增大时，驱动相应电液伺服阀，使向厌氧池输送的热水hw流量增大；当电气伺服阀驱动信号mvt增大时，驱动相应电气伺服阀，使向燃气锅炉输送的沼气weth流量增大；反之，当电液伺服阀驱动信号wvt减小时，驱动相应电液伺服阀，使向厌氧池输送的热水hw流量减小；当电气伺服阀驱动信号mvt减小时，驱动相应电气伺服阀，使向燃气锅炉输送的沼气weth流量减小；当电液伺服阀驱动信号wvt保持不变时，电液伺服阀使向厌氧池输送的热水hw流量不变；当电气伺服阀驱动信号mvt为保持不变时，电气伺服阀使向燃气锅炉输送的沼气weth流量不变。
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