CN105948244A - 一种多用式生活污水净化系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多用式生活污水净化系统及其使用方法，系统包括厌氧发酵间、后续处理间和连接厌氧发酵间与后续处理间的中层水过流管和污泥管；所述厌氧发酵间包括人孔、沼气导管和进料管；所述后续处理间包括前端的污泥收集区和后端的填料区，污泥收集区顶部设有排污管，所述污泥收集区与填料区之间设有隔板，所述隔板下端设有开水孔；所述后续处理间末端设有排水管。本系统既能在用户发酵原料充足时作为高效的沼气池使用，为用户提供能源，也能在发酵物料不足时作为生活污水净化池使用，用以净化低浓度的污水，使用灵活方便，实用性强，可满足不同用户的不同要求。

Description

一种多用式生活污水净化系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种生活污水净化系统，主要涉及在农村地区单户使用的多用式生活污水净化系统及其使用方法。

背景技术

沼气池和生活污水净化池是我国农村处理净化污水常用的技术。沼气池主要针对高浓度的废水，在一定条件下，让其发酵并产生沼气，供农村能源的使用。综合利用好沼气池不仅可以节约能源、改善和保护环境，还有节约化肥和农药，提高农作物的产量和质量，促进和带动饲养业的发展等诸多好处。对于一些养殖数量较少的农户而言，它们的废水浓度较低，主要是生活污水，生活污水净化池主要用于处理这些生活污水，其进水污染物浓度相对较低，经过净化池处理后，可大量减少有机污染物和有害病菌，有效地保护了环境。

近年来，我国在这方面也取得了不少的研究进展,如中国专利“CN105036327A”公布了户用生活污水净化装置，由黑水进水单元、灰水进水单元和沼气池组成，其特征在于黑水进水单元与沼气池发酵间连接，灰水进水单元与沼气池出水间3连接。该发明克服了现有生活污水中黑水与灰水一起排入沼气池的发酵间，污水停留时间短，净化效果差的技术缺陷，提供的户用生活污水净化装置将黑水和灰水分段进入沼气池处理系统，提高净化效果，减少投资。又如中国专利“CN105174619A”公开了一种处理农村生活污水的方法，污水先经过渠宽为格栅渠；污水经格栅渠之后排入化粪池或者沼气池，分格沉淀，对污水进行厌氧消化；处理后的水体进入调节池；处理后的水体，通入生物膜滤池，污水与滤料表面上生长的微生物膜接触，使污水得到净化。

然而，对于单个用户使用来说，如果既修建沼气池又修建生活污水净化池会大大加大成本的投资，好多农村用户承担不起。但是，单个用户的养殖情况又会随着市场的变化而有较大的改变，单一的只是针对养殖高浓度的废水沼气池或者单独针对低浓度生活污水处理的生活污水净化池很难满足不同用户对不同养殖情况的需要。另一方面，按照传统单个用户修建8m³(或者以上)的沼气池需要的保温设施或者冬季的保温成本都比较高，并且沼气池在农村的应用局限性较大，难以适应农村的实际需要。如果根据不同用户的不同养殖情况对单个用户进行沼气池或者生活污水净化池的建设，既费时又费力，还浪费成本。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明在于提出一种多用式生活污水净化系统及其使用方法，该系统既能在用户发酵原料充足时作为高效的沼气池使用，为用户提供资源，也可以在发酵原料不足时作为生活污水净化池使用，以处理低浓度的污水，达到净化的目的，该系统使用灵活方便，可以适应各个用户不同条件的要求，较为方便。

为了实现上述的目的，本发明采用的技术方案如下：

一种多用式生活污水净化处理系统，该系统包括厌氧发酵间、后续处理间和连接厌氧发酵间与后续处理间的中层水过流管和污泥管；所述厌氧发酵间包括位于顶部的人孔、人孔上的沼气导管和顶部边缘位置的进料管，所述人孔内径优选为0.7-0.9m；所述后续处理间包括前端的污泥收集区和后端的填料区，填料区内设有供污水进行兼氧/好氧反应的填料，所述污泥收集区与填料区之间设有隔板，所述隔板下端设有开水孔；所述后续处理间末端设有排水管。

进一步，所述中层水过流管与厌氧发酵间连接处的垂直高度为厌氧发酵间总高的1/3-2/3，同时向下有5°-15°的倾角连至后续发酵间，并且中层水过流管在后续发酵间的出口处设有阀门；在发酵原料充足或不足时，沼液和废水均从厌氧发酵间由中层水过流管进入到后续处理间中，中层水过流管合适的高度不仅使得发酵原料在厌氧发酵间内充分发酵或沉淀，也方便让处理后的液体进入；所述中层水过流管的管径大于等于40mm，保证了料液和废水的流通量，若管径过小，容易导致厌氧发酵间内部料液和废水过多影响整个系统正常运行。

进一步，所述污泥管从厌氧发酵间底部连至后续处理间，并且污泥管在后续发酵间的出口处设有有阀门；在发酵原料充足或不足时，都可通过所述污泥管将污泥从厌氧发酵间排至后续处理间的污泥收集区再排出；所述污泥管的管径大于等于120mm，保证了污泥的流通量，若管径过小，容易导致厌氧发酵间内部的污泥过多造成堵塞影响整个系统的正常运行。

进一步，所述厌氧发酵间密封且内壁敷设有电热膜，在外界温度较低时，可通过电热膜对厌氧发酵间进行加热，提高了厌氧发酵间内部的处理效率。

进一步，所述电热膜外包裹有保温材料，所述保温材料维持了厌氧发酵间内部的反应温度。

进一步，所述保温材料外部设有保护层，所述保护层有效提高保温材料的使用年限。

进一步，所述后续处理间顶部设有活动盖板，设有活动盖板可对后续处理间内部的填料进行定期更换，且保证后续处理间内充足的氧气。

进一步，所述后续处理间的底面倾斜且有向上3°-5°的倾角，在污泥收集区有污泥时，倾斜的底面可将污泥聚集在污泥收集区。

进一步，所述后续处理间的污泥收集区底部设有排污管，污泥收集区内的污泥通过排污管排出系统外。

进一步，所述进料管管径大于等于120mm，其下端出口应在最低的设计水位之下30mm以上，不管发酵原料的浓度如何，发酵原料均是从所述进料管进入系统中，需保证进料管足够的进料量，不会让系统因为进料不足而产生停滞，进料管的下端出口低于最低设计水位，保证了整个系统的密封性。

进一步，所述排水管的管径大于等于80mm，排水管上设有阀门，已经在系统中净化了的污水从所述排水管中排出，排水管不能太小，若排水管过小造成水迟迟不能排出系统，会影响系统的净化效果。

进一步，所述厌氧发酵间的有效容积为4-7m³，该容积约占整个系统总容积的1/3。

一种多用式生活污水净化处理系统的使用方法，具体如下：

A.当发酵原料较充足时，该系统作为沼气池使用。关闭污泥管和排水管的阀门，打开中层水过流管的阀门。发酵原料在厌氧发酵间内发酵并产生沼气，沼气由沼气导管排出，发酵间内发酵后的沼液通过中层水过流管流入后续处理间，后续处理间作为收集池收集沼液。当需要排渣时，可打开污泥管的阀门，所产生的沼气气压会将厌氧发酵间底部污泥通过污泥管压到后续处理间内，并堆积在污泥收集区，可在此收集并通过底部的排污管排出污泥。

B.当发酵原料浓度较低时，该系统作为生活污水净化池来使用。关闭污泥管和排水管的阀门，打开中层水过流管的阀门。污水在厌氧发酵间内沉淀掉污水内的固体悬浮物，并与厌氧发酵间内的微生物接触去除掉部分的溶解性有机物；随后厌氧发酵间内的污水从中层水过流管流入后续处理间，通过过水孔进入填料区与附着的微生物进行兼氧/好氧反应，然后通过排水管排出。当厌氧发酵间累积污泥较多时，通过抽渣方式进行排泥，以保证系统的正常运行。

本发明采用本方案的有益效果是：

(1)在本发明中，采用了厌氧处理跟兼性厌氧处理结合的方式，在沼气发酵原料充足的情况下，该系统可以作为沼气池使用，在沼气发酵原料不足的情况下，该系统可以作为生活污水净化池使用，可以很好地适应农村生产生活的变化，且满足了不同用户的不同养殖育种情况。

(2)在本发明中，厌氧发酵间的容积较小，产生沼气时，沼液通过中层水过流管流至后续处理间，使得厌氧发酵间保留部分高浓度的固体沉淀物及悬浮物，使微生物浓度较高，在此条件下通过电热膜再对厌氧发酵间进行加热(加温)，可以明显的促进生物反应的进行，增加了沼气的含量，从而提高了整个系统的处理效率；并且在外界温度不高时，也可通过电热膜进行加热，保证厌氧发酵间内部的温度，提高整个系统的处理效率。

(3)在本发明中，因为厌氧发酵间的容积不是很大，所需的保温材料用量少，加热的能耗低，系统所需要的热能消耗也低，很好的降低的成本并节约了能源。

(4)在本发明中，所述后续处理间既可以作为沼渣沼液的收集池使用，也可以在填料区添加填料对污水进行后续处理，使用灵活方便。

附图说明

图1是本发明的整体剖面结构示意图：

图2是本发明的俯视图。

图中:1、厌氧发酵间；2、后续处理间；3、进料管；4、人孔；5、污泥管；6、中层水过流管；7、排水管；8、沼气导管；9、隔板；10、发酵间内壁；11、电热膜；12、保温材料；13、保护层；14、污泥收集区；15、过水孔；16、填料区；17、活动盖板；18、设计水位；19、排污管。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

一种多用式生活污水净化处理系统，该系统包括厌氧发酵间1、后续处理间2和连接厌氧发酵间1与后续处理间2的中层水过流管6和污泥管5；所述厌氧发酵间1包括位于顶部的人孔4、人孔4上的沼气导管8和顶部边缘位置的进料管3，所述人孔4内径为0.7-0.9m；所述后续处理间2包括前端的污泥收集区14和后端的填料区16，填料区16内设有供污水进行兼氧/好氧反应的填料，所述污泥收集区14与填料区16之间设有隔板9，所述隔板9下端设有开水孔15；所述后续处理间2末端设有排水管7。

本发明的一种优化方案，所述中层水过流管6与厌氧发酵间1连接处的垂直高度为厌氧发酵间1总高的1/3-2/3，同时以向下5°-15°的倾角连至后续处理间2，并且中层水过流管6在后续处理间2的出口处设有阀门，在发酵原料充足或不足时，料液和废水均从厌氧发酵间1由中层水过流管6进入到后续处理间2中，中层水过流管6合适的高度不仅使得发酵原料在厌氧发酵间1内充分发酵或沉淀，也方便让处理后的液体进入其中；所述中层水过流管6的管径大于等于40mm，保证了料液和废水的流通量，若管径过小，容易导致厌氧发酵间1内部料液和废水过多影响整个系统正常运行。

本发明的一种优化方案，所述污泥管5从厌氧发酵间1底部连至后续处理间2，并且污泥管5在后续处理间2的出口处设有阀门，优选污泥管5在后续处理间2内设置为三通式出口，阀门位于三通式出口之前；在发酵原料充足或不足时，都可通过所述污泥管5将污泥从厌氧发酵间1排至后续处理间2的污泥收集区14再排出；所述污泥管5的管径大于等于120mm，保证了污泥的流通量，若管径过小，容易导致厌氧发酵间1内部的污泥过多造成堵塞影响整个系统的正常运行。

本发明的一种优化方案，所述厌氧发酵间1需密封且内壁敷设有电热膜11；在外界温度较低时，可通过电热膜11对其加热，提高了厌氧发酵间1内部的处理效率。

本发明的一种优化方案，所述电热膜11外包裹有保温材料12，所述保温材料12维持了厌氧发酵间1内部的反应温度。

本发明的一种优化方案，所述保温材料12外部设有保护层13，所述保护层13有效提高保温材料12的使用年限。

本发明的一种优化方案，所述后续处理区2无需密封且顶部设有活动盖板17，设有活动盖板17可对后续处理间2内部的填料进行定期更换，且保证后续处理间2内充足的氧气。

本发明的一种优化方案，所述后续处理间2的底面倾斜且有向上3°-5°的倾角，在污泥收集区14有污泥时，倾斜的底面可将污泥聚集在污泥收集区14。

本发明的一种优化方案，所述后续处理间2的污泥收集区14底部设有排污管19，污泥收集区14内的污泥通过排污管19排出系统外。

本发明的一种优化方案，所述厌氧发酵间1呈圆柱形，其内径不小于1.2m，圆柱深度不小于1.5m；上下两端为球冠形，其矢高比为1/4-1/6；所述厌氧发酵间1的有效容积为4-7m³，该容积约占整个系统总容积的1/3。

本发明的一种优化方案，所述后续处理间2在平面上呈矩形，且后续处理间2的容积约占系统总有效容积的2/3。

本发明的一种优化方案，所述进料管3管径大于等于120mm，其下端出口应在最低的设计水位18之下30mm以上，无论发酵原料的浓度大小，发酵原料均是从所述进料管3进入系统中，且需保证进料管足够的进料量，不会让系统因为进料不足而产生停滞，进料管3的下端出口低于最低的设计水位18，保证了整个系统的密封性。

本发明的一种优化方案，所述排水管7的管径大于等于80mm，排水管7上设有阀门，已经在系统中净化了的污水从所述排水管7中排出，排水管7不能太小，若排水管7过小造成水迟迟不能排出系统，会影响系统的净化效果。

本发明的一种优化方案，该净化处理系统总的有效容积为10-20m³。

实施方式一：

当发酵原料较足，该系统作为沼气池使用。本发明在使用时，关闭污泥管5和排水管7上的阀门，打开中层水过流管6阀门。发酵原料通过进料管3进入厌氧发酵间1，在厌氧发酵间1内发酵并产生沼气，伴随着沼气的产生，发酵间后的沼液通过中层水过流管6流入后续处理间2，此时后续处理间2作为收集池对沼液进行收集。此时厌氧发酵间1内主要留存的是上层的浮渣和下层的沉淀，这两种物质内所含的有机质浓度高，微生物富集较多，因此，流出部分中层料液之后，反而增加了厌氧发酵间1内发酵原料和微生物的浓度，并且厌氧发酵间1的空间较小，两者相互接触机会多，使得厌氧发酵间1内生物反应进行更加顺畅，大大增加了系统单位容积的产气率。当外界环境温度较低时，可通过电热膜11对厌氧发酵间1进行加热，并通过保温材料12保持厌氧发酵间1内温度恒定，促进生物反应的进行，提高了效率。由于厌氧发酵间1体积较小，保温和加热相对容易，所需能耗较低，加热的能源利用效率高。发酵所产生的沼气通过沼气导管8输送到用户，供其使用。当需要排渣时，可打开污泥管5阀门，所产生的沼气气压会将厌氧发酵间底部污泥通过污泥管5压到后续处理间2，并堆积在污泥收集区14，可在此收集并通过底部的排污管19排出污泥。

实施方式二：

当用户未进行畜禽养殖或者发酵原料浓度较低时，需要将此套系统作为生活污水净化池来使用。本发明在使用时，打开中层水过流管6的阀门，关闭污泥管5和排水管7的阀门。此时，厌氧发酵间1主要作为生活污水净化池的第一单元(即厌氧处理区)使用，污水通过进水管3进入厌氧发酵间1，在此处沉淀掉污水内的固体悬浮物，并与厌氧发酵间1内的微生物接触，在厌氧的环境下，去除部分溶解性有机物。由于进水内粪污含量较少，主要为生活污水，因此产生沼气量并不大，厌氧发酵间1内的污水不会因为气压的压迫而迅速流向后续处理阶段，当达到一定停留时间之后，厌氧发酵间内1的污水从中层水过流管6流入后续处理间2，通过过水孔15进入填料区16。此段为生活污水净化池的兼氧阶段，废水通过与空气接触，溶解部分氧气，作生物反应之用，在填料区16，废水与填料上附着的微生物充分反应，通过生化反应，吸附，过滤等机理，去除掉水中的有机污染物及部分氮磷，然后通过排水管7排放。当厌氧发酵间累积污泥较多时，通过抽渣方式进行排泥，以保证系统的正常运行。

本系统在未进行结构改变的情况下，通过对不同的处理机制的控制，使其能对高浓度和低浓度的污水都能进行处理，达到节约能耗，保护环境的目的，同时也能适应农村的生活方式改变，应用范围广。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种多用式生活污水净化处理系统，其特征在于：该系统包括厌氧发酵间(1)、后续处理间(2)和连接厌氧发酵间(1)与后续处理间(2)的中层水过流管(6)和污泥管(5)；

所述厌氧发酵间(1)包括位于其顶部的人孔(4)、人孔(4)上的沼气导管(8)和顶部边缘位置的进料管(3)；所述后续处理间(2)包括前端的污泥收集区(14)和后端的填料区(16)，填料区(16)内设有填料，填料上附有供污水进行兼氧/好氧反应的微生物，所述污泥收集区(14)与填料区(16)之间设有隔板(9)，所述隔板(9)下端设有开水孔(15)；所述后续处理间(2)末端设有排水管(7)。

2.根据权利要求1所述的一种多用式生活污水净化处理系统，其特征在于：所述中层水过流管(6)与厌氧发酵间(1)连接处的垂直高度为厌氧发酵间(1)总高的1/3-2/3，同时以向下5°-15°的倾角连至后续处理间(2)内，并且中层水过流管(6)在后续处理间(2)的出口处设有阀门；所述中层水过流管(6)的管径大于等于40mm。

3.根据权利要求2所述的一种多用式生活污水净化处理系统，其特征在于：所述污泥管(5)从厌氧发酵间(1)底部连至后续处理间(2)，并且污泥管(4)在后续处理间(2)的出口处设有阀门，所述污泥管(5)的管径大于等于120mm。

4.根据权利要求3所述的一种多用式生活污水净化处理系统，其特征在于：所述厌氧发酵间(1)密封且内壁敷设电热膜(11)。

5.根据权利要求4所述的一种多用式生活污水净化处理系统，其特征在于：所述电热膜(11)外包裹有保温材料(12)。

6.根据权利要求5所述的一种多用式生活污水净化处理系统，其特征在于：所述保温材料(12)外部设有保护层(13)。

7.根据权利要求6所述的一种多用式生活污水净化处理系统，其特征在于：所述后续处理间(2)顶部设有活动盖板(17)。

8.根据权利要求7所述的一种多用式生活污水净化处理系统，其特征在于：所述后续处理间(2)的底面倾斜且有向上3°-5°的倾角。

9.根据权利要求8所述的一种多用式生活污水净化处理系统，其特征在于：所述后续处理间(2)的污泥收集区(14)底部设有排污管(19)。

10.根据权利要求1所述的一种多用式生活污水净化处理系统的使用方法，其特征在于：

A.当发酵原料较充足时，该系统作为沼气池使用。关闭污泥管(5)和排水管(7)的阀门，打开中层水过流管(6)的阀门。发酵原料在厌氧发酵间(1)内发酵并产生沼气，沼气由沼气导管(8)排出，发酵间内发酵后的沼液通过中层水过流管(6)流入后续处理间(2)中，后续处理间(2)作为收集池收集沼液。当需要排渣时，可打开污泥管(5)的阀门，所产生的沼气气压会将厌氧发酵间(1)底部的污泥通过污泥管(5)压到后续处理间(2)，并堆积在污泥收集区(14)，可在此处收集并通过底部的排污管(19)排出污泥；

B.当发酵原料浓度较低时，该系统作为生活污水净化池来使用。关闭污泥管(5)和排水管(7)的阀门，打开中层水过流管(6)的阀门。污水在厌氧发酵间(1)沉淀掉污水内的固体悬浮物，并与厌氧发酵间(1)内的微生物接触去除掉部分溶解性有机物；随后厌氧发酵间内(1)的污水从中层水过流管(6)流入后续处理间(2)，通过过水孔(15)进入填料区(16)与附着的微生物进行兼氧/好氧反应，然后通过排水管(7)排出。当厌氧发酵间(1)累积污泥较多时，通过抽渣方式进行排泥，以保证系统的正常运行。