CN107253791B - 智能环保厕所用的污物分离干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的智能环保厕所用的污物分离干燥装置，包括：一与智能环保厕所连接的真空排污系统连接用以收集智能环保厕所所排出的粪便的收集箱、第一射流混合器、一离心分离干燥器、一热交换器、一水汽分离器、一第二射流混合器、一光触媒装置、一加热装置。加热装置产生高温气体送入离心分离干燥器中一方面对离心分离干燥器200内的粪便污水进行高温杀菌，另一方面又对离心分离干燥器200内的固体进行烘干，形成干粉排出。本发明的智能环保厕所用的污物分离干燥处理系统处理量大，且在固液分离时，对污物进行臭氧杀菌和高温杀菌，使得污水能够回用。

Description

智能环保厕所用的污物分离干燥装置

技术领域

本发明涉及粪便无害化处理技术领域，特别涉及智能环保厕所用的污物分离干燥装置。

背景技术

为了防止粪便污水对环境的污染，粪便污水一般被集中后采用物理法进行预处理，即采用机械设备将粪便污水中的固形物和水分离，分离出的固形物可以直接填埋，或者经无害化处理后用作园林绿化有机肥料，分离出来的污水则排入市政污水处理厂进行处理。

目前，粪便污水的预处理主要有以下三种方式。

第一种处理方式是使用粗格栅或者类似的简单设备对粪便污水进行固液分离，然后排入城市市政污水中。这种方法简单，但该处理方式只能将粪便污水中少量的杂物分离出来，且分离出来的杂物上会附着大量的粪便，后续处理仍然存在污染物浓度高，固形物浓度也高的问题。

第二种处理方式是先对粪便污水中的固体杂质进行粉碎处理，然后通过螺旋输送器进行固液分离。由于经过了粉碎，分离出来的杂质经压榨后含水率可以降低，有机物成分也可以减少，可以直接进行填埋处理。但该处理方式需要的设备组成复杂、体积较大，不适合配套小型污水处理设备应用。

第三种处理方式是对粪便污水进行固液分离、除砂、脱水后排入污水处理厂。该处理方式未对粪便污水中的杂质进行粉碎，系统的格栅设备容易发生堵塞，而且整套处理系统结构更为复杂、体积更大、造价高且运行费用昂贵。

目前，飞机、高铁和动车等交通工具普遍采用真空集便技术收集粪便污水。这类粪便污水具有污染物浓度高、固形物浓度高的特点，直接采用小型污水处理设备处理此类污水的处理难度比较大。不仅污水处理效果不理想，难以实现达标排放，而且经常发生污泥堵塞造成设备停机。

申请公开号为CN103526825A的中国发明专利申请《新型吸粪车》，以及申请公开号为CN104829013A的中国发明专利申请《移动式化粪池污物智能化处理系统》，其中公开的方案均采用离心滚筒对吸入的污物进行固液分离，经过该处理过程，固体污物留在离心滚筒，则离心滚筒的后续处理非常麻烦，处理后通常还需要喷淋装置进行喷淋清洗。一方面固体污物的处理过程较为复杂，另一方面不适合在采用真空集便技术的智能环保厕所中使用。

为此,中国发明专利申请公布号CN105174631A公开的一种粪便污水固液分离器，其包括固液分离装置，与固液分离相连接的进料管、出渣装置和抽水装置，以及用于控制固液分离装置、进料管、出渣装置和抽水装置工作的控制装置。固液分离装置包括一箱体、设置在所述箱体内且能够转动的筛网转鼓，筛网转鼓内承载有具有微生物菌群的生物填料，箱体内具有用于收集粪便污水的存液区，该存液区位于筛网转鼓的下方。该粪便污水固液分离器能够有效截留并降解粪便固形物，方便粪便固形物的后续处理，该粪便污水固液分离器适用于小型化设备上。

上述中国发明专利申请公布号CN105174631A公开的一种粪便污水固液分离器，为了防止物料粘附在筛网转鼓上的过滤网网上，所述箱体内还设置有一喷气装置，所述喷气装置位于所述筛网转鼓的上方以方便疏通筛网转鼓上的筛网孔。

为了实现箱体内气体的清洁排放，所述箱体的顶部开设有一出气孔，所述出气孔处设置有一气体滤清器。筛网转鼓上开设有一供检修筛网转鼓和向筛网转鼓内填充生物填料的检修孔，所述检修孔上覆盖设置有一盖板。固液分离装置还包括一用于驱动所述筛网转鼓转动的驱动装置，所述驱动装置包括设置在所述箱体外的驱动电机、连接在所述驱动电机驱动轴上的驱动齿轮、以及连接在所述筛网转鼓一侧的从动齿轮，所述驱动电机驱动轴伸至箱体内，所述驱动齿轮和所述从动齿轮位于所述箱体内且能啮合传动。为了方便将粪便污水分洒在生物填料上，所述进料管的出口端伸至所述筛网转鼓内，所述进料管的出口连接一向上弯曲的弯管，所述弯管出口的上方设置有一挡流板。所述出渣装置包括螺旋出渣器以及与所述螺旋出渣器相连通的收渣槽，所述螺旋出渣器的主体设置在所述箱体外，所述螺旋出渣器的进渣管通至所述筛网转鼓内，所述螺旋出渣器的出渣管通至所述收渣槽内。所述抽水装置包括抽水泵以及与所述抽水泵相连接的抽水管和出水管，所述抽水泵设置在所述箱体外，所述抽水管通至所述存液区内。所述存液区内设置有液位检测装置，所述液位检测装置和所述抽水泵均与所述控制装置相连接，所述控制装置能够根据所述液位检测装置检测的液位数据控制所述抽水泵的启停。所述液位检测装置包括至少两个液位传感器，不同的液位传感器设置在所述存液区不同的高度位置上。

上述中国发明专利申请公布号CN105174631A公开的一种粪便污水固液分离器分离效率低下，不适合粪便量大的智能环保厕所使用，同时上述技术在对粪便污水进行固液分离时，均没有对粪便污水进行杀菌消毒处理，造成污水无法回用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述粪便无害化处理过程中所使用的固液分离装置所存在的诸多技术问题而提供一种粪便处理量大且能够在分离过程对粪便进行高温杀菌消毒，使得分离的污水经过处理后能够及时回用的智能环保厕所用的污物分离干燥装置。

本发明所要解决的技术问题可以通过如下技术方案来实现：

智能环保厕所用的污物分离干燥装置，包括：

一与智能环保厕所连接的真空排污系统连接用以收集智能环保厕所所排出的粪便的收集箱；所述收集箱还具有一污物排出口、排气口、第一污物循环接口和第二污物循环接口；

一第一射流混合器,所述射流混合器上具有一污物入口、污物出口和一臭氧入口，所述射流混合器上的污物入口通过管道与所述收集箱上的污物排出口连接，所述臭氧入口连接一臭氧发生器；

一离心分离干燥器，所述离心分离干燥器上设置有一污物入口、一高温气体入口、一干粉出口和一废液出口，所述离心分离干燥器上的污物入口通过管道、排污阀组、污水泵与第一射流混合器的污物出口连接；所述干粉出口通过管道连接一干粉收集器；

一热交换器，所述热交换器上具有第一介质入口、第一介质出口、第二介质入口、第二介质出口，所述热交换器上的第一介质入口通过管道与所述离心分离干燥器的废液出口连接，所述热交换器上的第二介质入口与所述收集箱的第一污物循环接口连接，所述热交换器上的第二介质出口与所述收集箱的第二污物循环接口连接；

一水汽分离器，所述水汽分离器上具有一污水入口、一气体出口和一污水出口，所述水汽分离器上的污水入口通过管道与所述热交换器上的第一介质出口连接，所述水汽分离器上的污水出口通过排污阀和管道连接水处理装置；

一第二射流混合器，所述第二射流混合器上具有一气体入口、气体出口和一空气入口，所述第二射流混合器上的气体入口通过管道与所述水汽分离器上的气体出口连接，所述第二射流混合器上的空气入口通过空气控制阀组与一空气过滤器连接；所述空气过滤器上具有一空气入口，所述空气入口通过管道连接一空压机；

一光触媒装置，所述光触媒装置上设有一气体入口和一气体出口，所述所述光触媒装置上的气体入口通过管道与所述射流混合器上的气体出口连接；

一加热装置，所述加热装置具有一高温气体出口和一冷风进口，所述加热装置上的冷风进口通过管道和一风机与所述光触媒装置上的气体出口连接；所述加热装置上的高温气体出口通过管道与所述离心分离干燥器上的高温气体入口连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述排污阀组包括并联的压力控制排污阀和手动排污阀，其中压力控制排污阀受离心分离干燥器内的压力控制。

在本发明的一个优选实施例中，所述空气控制阀组包括并联的电磁阀和手动阀。

由于采用了如上的技术方案，本发明的智能环保厕所用的污物分离干燥处理系统处理量大，且在固液分离时，对污物进行高温杀菌，使得污水能够回用。

附图说明

图1为本发明智能环保厕所用的污物分离干燥处理系统的原理示意图。

具体实施方式

参见图1，图中给出的智能环保厕所用的污物分离干燥处理系统，包括一与智能环保厕所连接的真空排污系统连接用以收集智能环保厕所所排出的粪便的收集箱100；该收集箱100还具有一污物排出口110、排气口120、第一污物循环接口130和第二污物循环接口140。

该智能环保厕所用的污物分离干燥处理系统还包括射流混合器1000、离心分离干燥器200、热交换器300、水汽分离器400、射流混合器500、光触媒装置600、加热装置700。

射流混合器1000上具有一污物入口1010、污物出口1020和一臭氧入口1030，射流混合器1000上的污物入口1010通过管道与收集箱100上的污物排出口110连接，臭氧入口1030连接一臭氧发生器1100。

离心分离干燥器200上设置有污物入口210、高温气体入口220、干粉出口230和废液出口240，离心分离干燥器200上的污物入口210通过管道、排污阀组、污水泵P2与射流混合器1000上的污物出口1020连接；干粉出口230通过管道连接一干粉收集器(图中未示出)；排污阀组包括并联的压力控制排污阀250和手动排污阀260，其中压力控制排污阀250受离心分离干燥器200内的压力控制。

热交换器300上具有第一介质入口310、第一介质出口320、第二介质入口330、第二介质出口340，热交换器300上的第一介质入口310通过管道与离心分离干燥器200的废液出口240连接，热交换器300上的第二介质入口330与收集箱的第一污物循环接口130连接，热交换器300上的第二介质出口340与收集箱100的第二污物循环接口140连接；

水汽分离器400上具有一水入口410、一气体出口420和一水出口430，水汽分离器400上的水入口410通过管道与热交换器300上的第一介质出口320连接，水汽分离器400上的水出口410通过排水阀440和管道连接水处理装置(图中未示出)；

射流混合器500上具有一气体入口510、气体出口520和一空气入口530，射流混合器500上的气体入口510通过管道与水汽分离器400上的气体出口420连接，射流混合器500上的空气入口510通过空气控制阀组与一空气过滤器800连接；空气过滤器800上具有一空气入口810，空气入口810通过管道连接一空压机(图中未示出)。空气控制阀组包括并联的电磁阀540和手动阀550。

光触媒装置600上设有一气体入口610和一气体出口620，光触媒装置600上的气体入口610通过管道与射流混合器500上的气体出口520连接。

加热装置700具有一高温气体出口710和一冷风进口720，加热装置700上的冷风进口720通过管道和一风机900与光触媒装置600上的气体出口620连接；加热装置700上的高温气体出口710通过管道与离心分离干燥器200上的高温气体入口220连接。

本发明的工作原理如下：

收集箱100内的粪便污水首先通过射流混合器1000与进入射流混合器1000中的臭氧进行混合，进行杀菌消毒，然后通过污水泵P2及排污阀组排入离心分离干燥器200内进行固液分离，离心分离干燥器200在离心分离过程中，由高温气体入口220吹入的高温气体例如蒸汽一方面对离心分离干燥器200内的粪便污水进行高温杀菌，另一方面又对离心分离干燥器200内的固体进行烘干，形成干粉排出。离心分离干燥器200分离出的水进入热交换器300中，与由收集箱100送过来的粪便污水进行热交换降温，降温后的送入水汽分离器400中进行水汽分离，分离后的水通过排水阀440排入水处理装置中进一步处理。分离出的气体通过射流混合器500与空气混合后，送入光触媒装置600中进行杀菌，杀菌后的气体通过风机900送入加热装置700中加热成高温气体，加热的高温气体送入离心分离干燥器内。

本发明的智能环保厕所用的污物分离干燥处理系统处理量大，且在固液分离时，对污物进行臭氧杀菌和高温杀菌，使得污水能够回用。

Claims (1)

1.智能环保厕所用的污物分离干燥装置，其特征在于，包括：

一与智能环保厕所连接的真空排污系统连接用以收集智能环保厕所所排出的粪便的收集箱；所述收集箱还具有一污物排出口、排气口、第一污物循环接口和第二污物循环接口；

一第一射流混合器,所述第一射流混合器上具有一污物入口、污物出口和一臭氧入口，所述第一射流混合器上的污物入口通过管道与所述收集箱上的污物排出口连接，所述臭氧入口连接一臭氧发生器；

一离心分离干燥器，所述离心分离干燥器上设置有一污物入口、一高温气体入口、一干粉出口和一废液出口，所述离心分离干燥器上的污物入口通过管道、排污阀组、污水泵与第一射流混合器的污物出口连接；所述干粉出口通过管道连接一干粉收集器；

一热交换器，所述热交换器上具有第一介质入口、第一介质出口、第二介质入口、第二介质出口，所述热交换器上的第一介质入口通过管道与所述离心分离干燥器的废液出口连接，所述热交换器上的第二介质入口与所述收集箱的第一污物循环接口连接，所述热交换器上的第二介质出口与所述收集箱的第二污物循环接口连接；

一水汽分离器，所述水汽分离器上具有一污水入口、一气体出口和一污水出口，所述水汽分离器上的污水入口通过管道与所述热交换器上的第一介质出口连接，所述水汽分离器上的污水出口通过排污阀和管道连接水处理装置；

一第二射流混合器，所述第二射流混合器上具有一气体入口、气体出口和一空气入口，所述第二射流混合器上的气体入口通过管道与所述水汽分离器上的气体出口连接，所述第二射流混合器上的空气入口通过空气控制阀组与一空气过滤器连接；所述空气过滤器上具有一空气入口，所述空气入口通过管道连接一空压机；

一光触媒装置，所述光触媒装置上设有一气体入口和一气体出口，所述光触媒装置上的气体入口通过管道与所述第二射流混合器上的气体出口连接；

一加热装置，所述加热装置具有一高温气体出口和一冷风进口，所述加热装置上的冷风进口通过管道和一风机与所述光触媒装置上的气体出口连接；所述加热装置上的高温气体出口通过管道与所述离心分离干燥器上的高温气体入口连接;

所述排污阀组包括并联的压力控制排污阀和手动排污阀，其中压力控制排污阀受离心分离干燥器内的压力控制;

所述空气控制阀组包括并联的电磁阀和手动阀。

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