CN105541062A - 一种粪便就地处理系统及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种粪便就地处理系统，所述系统包括螺旋提升机、固液分离装置、叠螺式污泥脱水机、加药装置和好氧发酵装置；所述螺旋提升机、固液分离装置、叠螺式污泥脱水机和好氧发酵装置依次相连，加药装置与叠螺式污泥脱水机相连。本发明通过新的粪便抽吸方式、固液分离、螺压脱水以及小型好氧动态发酵等工序将城市粪便进行分离，大块的废物作为生活垃圾送往垃圾转运站，污水经下水道送往污水处理厂处理，污泥则就地进行无害化处理，使各种污染物得到妥善处置，同时实现了废物再利用生产有机肥料，实现资源的循环利用，真正达到了城市粪便处置的无害化、资源化及减量化等目标。

Description

一种粪便就地处理系统及其处理方法

技术领域

本发明属于环境保护领域，涉及一种粪便处理系统及其处理方法，尤其涉及一种粪便就地处理系统及其处理方法。

背景技术

城市粪便的处理方式主要有堆肥法、厌氧发酵产沼气法和焚烧法等三种处理方式。

堆肥法主要利用多种微生物的作用，将植物有机残体，进行矿质化、腐殖化和无害化，使各种复杂的有机态的养分，转化为可溶性养分和腐殖质，同时利用堆积时所产生的高温(60～70℃)来杀死原材料中所带来的病菌、虫卵和杂草种子，达到无害化的目的。

厌氧发酵产沼气法中厌氧发酵是一个复杂的生物学过程，粪便中碳水化合物、脂肪及蛋白质等，在缺氧的条件及微生物的作用下，有机物可转化为甲烷。在厌氧阶段发酵处理过程中，根据温度的差异可分为：常温厌氧发酵(即低温厌氧发酵)；中温厌氧发酵，一般温度控制在36℃～38℃；高温厌氧发酵其温度一般控制在52℃～55℃。

粪便污泥焚烧法的最大特点是实现了粪便污泥的高效综合利用，其基本原理：干燥-造粒(颗粒化)-焚烧，该方法的工艺中使用发热量较高的氧化法处理污泥。该方法的系统由于采用了较为先进的污泥焚烧装置，在连续运转中，不需任何辅助燃料，从而实现了能源的高效利用。正常运转中，即使是发热量较低的消化污泥，需要的辅助燃料也很少。其流程是：将粪便污泥经高压脱水后，送入干燥机，干燥后的污泥由造粒机制成颗粒状，投入焚烧炉中进行燃烧。颗粒状物质既可作为肥料又可作固体燃料用。干燥时所需要的热风，由焚烧炉中污泥燃烧时所释放出的热量提供；干燥机利用后的热风经热交换器再次反馈给焚烧炉，以实现二次循环。整个系统利用的热风经旋风除尘器除尘，气体冷却器进一步回收余热后由排风机送入排风筒。由于采用了“双闭环”式的热量循环系统，故整个系统的热效率很高。

上述三种粪便处理工艺对比如下表所示：

上述几种粪便处理方法各有其优缺点，如采用焚烧法处理，就我国目前的焚烧处理设施处理能力而言，还不能满足生活垃圾处理的需求，又如何谈处理城市粪便。厌氧发酵产沼气法和传统的堆肥方法则存在占地面积较大，臭气无法得到控制，老百姓投诉较为激烈等问题。目前国内堆肥多采用大型的堆肥仓，占地面积大，恶臭控制难。粪便的源头处理设施设备尚处于空白阶段，如在源头进行处理，必须解决设备的小型化与恶臭治理，因此，不仅要实现粪便处理的无害化，同时也要解决堆肥装置的小型化问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种粪便就地处理系统及其处理方法。本发明通过新的粪便抽吸方式、固液分离、螺压脱水以及小型好氧动态发酵等工序将城市粪便进行分离，大块的废物作为生活垃圾送往垃圾转运站，污水经下水道送往污水处理厂处理，污泥则就地进行无害化处理，使各种污染物得到妥善处置，同时实现了废物再利用生产有机肥料，实现资源的循环利用，真正达到了城市粪便处置的无害化、资源化及减量化等目标。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种粪便就地处理系统，所述系统包括螺旋提升机、固液分离装置、叠螺式污泥脱水机、加药装置和好氧发酵装置；所述螺旋提升机、固液分离装置、叠螺式污泥脱水机和好氧发酵装置依次相连，加药装置与叠螺式污泥脱水机相连。

本发明针对化粪池中泥沙含量较大的特点，借鉴泥沙输送的特性，对设备的进出口进行优化设计，采用了新的粪便抽吸方式-螺旋提升机。传统的粪便抽吸方式是采用真空泵，其易产生堵塞，磨损较大，易产生泄漏，污染周边环境；而本发明采用的螺旋提升机，不会造成缠绕堵塞，提升效率高，特别是针对目前化粪池内非粪便杂物成分复杂，装置具有适应性强等优点，同时还可省去每年1-2次的化粪池清掏工作。

同时，本发明所述系统中采用叠螺式污泥脱水机对经固液分离装置分离的污水进行处理，其解决了因城市粪便中成分复杂，化粪池内存在油脂类物质，普通的脱水机易产生滤网堵塞，滤网清洗耗水量大，且效果不明显的问题。

作为本发明的优选方案，所述固液分离装置为固液分离一体机，用于对粪便中粒径≥20mm的固体漂浮物进行阻隔提取，其中固体漂浮物的粒径颗粒可为20mm、30mm、40mm、50mm、60mm或70mm等，以及粒径更大的颗粒。

本发明采用固液分离一体机，采取物理分离方式，针对粪便中大于20mm的固体漂浮物进行阻隔提取，然后采用压榨脱水的方式，降低漂浮物的含水率，使分离出的废渣含水率降至40％，方便运输。

优选地，所述固液分离装置直接置于化粪池上。

本发明固液分离装置直接置于化粪池上，直接在源头进行处理，解决了恶臭治理问题，实现了粪便的就地资源化利用，使物质和能源循环利用，同时减少了粪便的再次运输，避免了二次污染，节省了运输成本。

优选地，所述系统还包括臭气收集系统，其用于对整个系统进行臭气收集。

作为本发明的优选方案，所述叠螺式污泥脱水机中螺旋轴的转速为2～5r/min，例如2r/min、3r/min、4r/min或5r/min，进一步优选为2～3r/min。

作为本发明的优选方案，所述系统为全封闭式处理系统。

优选地，所述系统直接置于化粪池上。

第二方面，本发明提供了上述粪便就地处理系统的处理方法，所述方法为：

将化粪池中的粪便抽出，进行固液分离，分离出的废渣进行填埋或焚烧处理，分离出的液体进行螺旋挤压脱水处理，螺旋挤压脱水处理得到的滤液外排，螺旋挤压脱水得到的污泥进行好氧发酵处理制得有机肥料，并对整个处理过程中的臭气进行收集并集中处置。

作为本发明的优选方案，所述方法采用螺旋提升机将化粪池中的粪便抽出。

作为本发明的优选方案，螺旋挤压脱水处理过程中投加絮凝剂。

优选地，所述絮凝剂是通过加药装置投加的。

优选地，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。

优选地，所述絮凝剂的投加量为每升液体中含絮凝剂1～2g，例如1g、1.2g、1.4g、1.6g、1.8g或2g等，进一步优选为1.5g。

作为本发明的优选方案，所述螺旋挤压脱水处理在叠螺式污泥脱水机中进行。

优选地，所述螺旋挤压脱水处理得到的污泥含水率＜70wt％，例如65wt％、60wt％、55wt％、50wt％、45wt％、40wt％、35wt％、30wt％、25wt％或20wt％以及其他合理的数值。

作为本发明的优选方案，所述好氧发酵处理在好氧发酵装置中进行。

作为本发明的优选方案，制得的有机肥料中大肠杆菌群数≤100个/g，例如100个/g、90个/g、80个/g、70个/g、60个/g、50个/g、40个/g、30个/g或20个/g等；蛔虫卵死亡率≥95％，例如95％、96％、97％、98％、99％或100％等，含水率≤30wt％，例如30wt％、25wt％、20wt％、15wt％、10wt％或5wt％等。

更为具体的，所述处理方法为：

将螺旋提升机置于化粪池中，利用螺旋提升机将粪便提升至固液分离装置中，分离出废渣和废液，分离出的废渣进行填埋或焚烧处理，分离出的废液经污水泵送至叠螺式污泥脱水机进行螺旋挤压脱水处理，螺旋挤压脱水处理过程中通过加药装置向其中投加絮凝剂，絮凝剂的投加量为每升液体中含絮凝剂1～2g，螺旋挤压脱水处理产生的滤液外排，螺旋挤压脱水得到的污泥送入好氧发酵装置中进行好氧发酵处理制得有机肥料，制得的有机肥料中大肠杆菌群数≤100个/g，蛔虫卵死亡率≥95％，含水率≤30wt％，并对整个处理过程中的臭气进行收集并集中处理。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明采取新的粪便抽吸方式-螺旋提升装置，不会造成缠绕堵塞，提升效率高，特别是针对目前化粪池内非粪便杂物成分复杂，装置适应性强等优点，同时针对化粪池中泥沙含量较大的特点，借鉴泥沙输送的特性，对设备的进出口进行优化设计，不仅满足了化粪池日常的粪便处理，也可省去每年1～2次的化粪池清掏工作。

(2)本发明采用的叠螺式污泥脱水机不会产生堵塞，不需要为防止滤缝堵塞而进行清洗，减少冲洗用水量，减少内循环负担。其出泥的泥饼含水率≤70％。该叠螺式污泥脱水机螺旋轴的转速约2～5rad/min，耗电极低，故障少，噪音震动小，操作安全。通过电控柜与泡药箱、进泥泵、加药泵等进行联动，可实现24小时连续无人运行。

(3)本发明所述系统的工艺设计紧凑，针对性强，根据化粪池处理需求进行技术和设备的匹配，实现了粪便的无害化和无恶臭处理，处理后所得肥料可作为土壤改良剂，增加土壤有机质含量，真正实现了废物的就地循环利用，解决了化粪池堵塞与溢流导致周边环境污染严重的现状。同时，本发明所述系统通过自动检测和自动化调控，可实现处理工艺的远程化操作，实现粪便处理的互联网管理。

附图说明

图1是本发明所述粪便就地处理系统的处理工艺流程图。

具体实施方式

以下结合若干个具体实施例，示例性说明及帮助进一步理解本发明，但实施例具体细节仅是为了说明本发明，并不代表本发明构思下全部技术方案，因此不应理解为对本发明总的技术方案限定，一些在技术人员看来，不偏离实用新型构思的非实质性改动，例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换，均属本发明保护范围。

实施例1：

本实施例提供了一种粪便就地处理系统，所述系统包括螺旋提升机、固液分离装置、叠螺式污泥脱水机、加药装置和好氧发酵装置；所述螺旋提升机、固液分离装置、叠螺式污泥脱水机和好氧发酵装置依次相连，加药装置与叠螺式污泥脱水机相连。

所述固液分离装置为固液分离一体机，其直接置于化粪池上。

所述系统包括臭气收集系统，其用于对整个系统进行臭气收集并集中处理。

所述系统中叠螺式污泥脱水机中螺旋轴的转速为2～5r/min。

所述系统为全封闭式处理系统。

实施例2：

采用实施例1中所述系统进行粪便就地处理，其处理流程如图1所示。

将螺旋提升机置于化粪池中，利用螺旋提升机将粪便提升至固液分离装置中，分离出废渣和废液，分离出的废渣进行填埋或焚烧处理，分离出的废液存入缓存箱中，再经污水泵送至叠螺式污泥脱水机进行螺旋挤压脱水处理，螺旋轴的转速为3r/min，螺旋挤压脱水处理过程中通过加药装置向其中投加絮凝剂聚丙烯酰胺，絮凝剂的投加量为每升液体中含絮凝剂1.5g，螺旋挤压脱水处理产生的滤液外排，螺旋挤压脱水得到污泥，其含水量＜70wt％，将污泥送入好氧发酵装置中进行好氧发酵处理制得有机肥料，对整个处理过程中的臭气进行收集并集中处理。

制得的有机肥料中大肠杆菌群数≤80个/g，蛔虫卵死亡率为98％，含水率≤30wt％。

实施例3：

采用实施例1中所述系统进行粪便就地处理，处理过程中除了螺旋轴的转速为2r/min，絮凝剂的投加量为每升液体中含絮凝剂1g外，其他步骤均与实施例2中相同。

最终制得的有机肥料中大肠杆菌群数≤100个/g，蛔虫卵死亡率为95％，含水率≤30wt％。

实施例4：

采用实施例1中所述系统进行粪便就地处理，处理过程中除了螺旋轴的转速为5r/min，絮凝剂的投加量为每升液体中含絮凝剂2g外，其他步骤均与实施例2中相同。

最终制得的有机肥料中大肠杆菌群数≤100个/g，蛔虫卵死亡率为97％，含水率≤30wt％。

实施例5：

采用实施例1中所述系统进行粪便就地处理，处理过程中除了螺旋轴的转速为2.5r/min外，其他步骤均与实施例2中相同。

最终制得的有机肥料中大肠杆菌群数≤100个/g，蛔虫卵死亡率为95％，含水率≤30wt％。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种粪便就地处理系统，其特征在于，所述系统包括螺旋提升机、固液分离装置、叠螺式污泥脱水机、加药装置和好氧发酵装置；所述螺旋提升机、固液分离装置、叠螺式污泥脱水机和好氧发酵装置依次相连，加药装置与叠螺式污泥脱水机相连。

2.根据权利要求1所述的粪便就地处理系统，其特征在于，所述固液分离装置为固液分离一体机，用于对粪便中粒径≥20mm的固体漂浮物进行阻隔提取；

优选地，所述固液分离装置直接置于化粪池上；

优选地，所述系统还包括臭气收集系统，其用于对整个系统进行臭气收集。

3.根据权利要求1或2所述的粪便就地处理系统，其特征在于，所述叠螺式污泥脱水机中螺旋轴的转速为2～5r/min，进一步优选为2～3r/min。

4.根据权利要求1-3任一项所述的粪便就地处理系统，其特征在于，所述系统为全封闭式处理系统。

5.根据权利要求1-4任一项所述的粪便就地处理系统的处理方法，其特征在于，所述方法为：

将化粪池中的粪便抽出，进行固液分离，分离出的废渣进行填埋或焚烧处理，分离出的液体进行螺旋挤压脱水处理，螺旋挤压脱水处理得到的滤液外排，螺旋挤压脱水得到的污泥进行好氧发酵处理制得有机肥料，并对整个处理过程中的臭气进行收集并集中处理。

6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述方法采用螺旋提升机将化粪池中的粪便抽出。

7.根据权利要求5或6所述的处理方法，其特征在于，螺旋挤压脱水处理过程中投加絮凝剂；

优选地，所述絮凝剂是通过加药装置投加的；

优选地，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺；

优选地，所述絮凝剂的投加量为每升液体中含絮凝剂1～2g，进一步优选为1.5g。

8.根据权利要求5-7任一项所述的处理方法，其特征在于，所述螺旋挤压脱水处理在叠螺式污泥脱水机中进行；

优选地，所述螺旋挤压脱水处理得到的污泥含水率＜70wt％。

9.根据权利要求5-8所述的处理方法，其特征在于，所述好氧发酵处理在好氧发酵装置中进行。

10.根据权利要求5-9所述的处理方法，其特征在于，制得的有机肥料中大肠杆菌群数≤100个/g，蛔虫卵死亡率≥95％，含水率≤30wt％。