CN108640414A - 一种家用式生活污水处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种家用式生活污水处理装置及方法。所述装置包括左右设置的厌氧区和兼氧区；所述厌氧区和兼氧区之间通过隔板隔开；所述厌氧区上方设置有对有机垃圾进行研磨或者破碎的预处理区，所述预处理区出料端和厌氧区的进料端相连通。本发明还提供一种生活污水处理方法，所述方法以有机垃圾作为补充碳源来增加家庭生活污水中的COD浓度。本发明提供的上述技术方案在解决了生活污水COD较低引起的污水处理难的问题，同时解决了大部分的生活垃圾，经处理的出水能够进行循环使用，用于冲厕、洗地、浇花等用水，厌氧区产生的污泥可用作有机肥料。

Description

一种家用式生活污水处理装置及方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种家用式生活污水处理装置及方法。

背景技术

日常生活中厕所、洗衣服、厨房、商场、单位、洗车等会产生大量的污水，对于污水管网相对成熟的城市地区，这部分污水是通过排水管网输送至污水处理厂进行集中处理，污水处理厂的负荷较大，而在雨季的情况下，生活污水中容易混入雨水从而总水量可能超过管网的容纳能力，多余的水量就会溢流出处理体系，就形成了一定程度的污染。而广大农村地区及发展相对落后的城市地区，有相当一部分生活污水往往直接进入土壤或者海洋、湖泊、河道中，容易造成土壤的二次污染，引起水体的污染。

此外，日常生活还会产生大量的固体垃圾，其中，厨房垃圾中的果皮果核、菜头菜尾、茶渣、剩菜剩饭，小块猪骨头、鸡骨头、鱼骨头、蛋壳和面包屑等，这类生活垃圾极易招引苍蝇蚊虫，并且具有较大的异味。这类垃圾占城市生活垃圾总量的50％以上，总量非常巨大。

为了解决家用生活污水的问题，目前的家用污水处理设备主要是通过植物吸收污水中的营养物质结合物理过滤的方式来达到家用污水的净化；例如中国专利CN107445307A公开了农村家庭生活污水净化系统，包括地面下部分的槽和地上部分的种植层，地面下部分的槽内分别填充不同粘性的土壤。主要是利用土层对污水的渗透和地上植物对污水中物质的吸收，这种污水净化装置的污水处理非常缓慢，处理量也非常有限。并且处理设备占地较大，并不适合大多数家庭使用，导致此设备难以推广。

发明内容

本发明提供一种家用式生活污水处理装置及方法，所述装置以有机垃圾作为补充碳源来增加家庭生活污水中的COD浓度。在解决了生活污水COD较低引起的污水处理难的问题，同时解决了大部分的生活垃圾，经处理的出水能够进行循环使用，用于冲厕、洗地、浇花等用水，厌氧区产生的污泥可用作有机肥料。

本发明的目的之一是提供一种家用式生活污水处理装置，包括左右设置的厌氧区和兼氧区；所述厌氧区和兼氧区之间通过隔板隔开；所述厌氧区上方设置有对有机垃圾进行研磨或者破碎的预处理区，所述预处理区出料端和厌氧区的进料端相连通，所述兼氧区设置有膜组件。

较佳地，所述预处理区设置有破碎装置。

在本发明中，所述破碎装置没有特别地限制，能够将固体或者半固体的有机垃圾从大块物料转化为较小物料即可，所述破碎装置包括但不限于通过破碎或者研磨的原理达到上述目的。

在本发明中，有机垃圾又称湿垃圾，是指在自然条件下易分解的垃圾，主要包括厨余垃圾和园林垃圾，具体地，包括食物残渣、菜根、菜叶，动物蹄、角、瓜皮、果屑、蛋壳、鱼鳞、蛋壳、毛发、植物枝干、树叶、杂草、动物尸体、牲畜粪便等。

较佳地，所述有机垃圾为厨余垃圾。厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。

在本发明中，所述装置的形状和材质可基于兼氧膜生物反应器的基础上改进，例如通过在兼氧膜生物反应器远离膜组件的一侧设置一块垂直的隔板，分离出厌氧区和兼氧区，并在厌氧区上方设置一个预处理区用于对固体生活垃圾进行破碎。

本发明通过上述方案，将厌氧消化工艺和兼氧工艺(兼氧膜生物反应器)结合起来，然后通过膜组件来实现泥水分离，可以不产生或者少产生活性污泥，同时设备体积较小，适合家庭使用。

在本发明的一个实施方案中，所述装置还包括能将厌氧区的污泥转移到兼氧区的污泥泵；此实施方案能够通过兼氧膜生物反应区消耗一部分有机污泥，大大减少有机污泥的排放量。在本发明的另一个实施方案中，厌氧区的污泥直接通过厌氧区底部的排泥口排出，该有机污泥可作为肥料进行资源化利用。

在本发明的实施方式中，所述厌氧区设置有污水进水口来接收生活污水，当然生活污水还可以和有机垃圾在预处理区中混合研磨破碎再进入厌氧区。本领域技术人员可以根据使用情况进行设置。

较佳地，所述兼氧区内设置有曝气管，该曝气管用于对兼氧区内水体进行曝气，所述曝气管可以为一根或者多根，当曝气管的数量为一根时，通过对不同区域曝气孔的数量和孔径大小进行设置即可设置不同的曝气量。

较佳地，所述膜组件下方设置有曝气管二，所述兼氧区内远离膜组件的一侧设置有曝气管一。

较佳地，所述装置还包括设备区；所述设备区包括风机和产水泵，所述风机通过管道分别与曝气管一和曝气管二相连通。在本发明中，所述设备区的安装位置不受特别限制，例如可以设置于装置顶部、侧面、下部或者其他区域；所述设备区可以设置于所述装置内部或者外部，本发明优选的方案是将设备区设置于所述装置的顶部，使得整体结构较为紧凑、便于操作。

较佳地，所述装置还包括清水区；所述清水区靠近膜组件设置。

较佳地，所述隔板上部具有L形缓冲槽。设置缓冲槽能够减少污水对隔板的冲击，延长设备使用寿命。

较佳地，所述装置还设置有控制面板，所述控制面板与监控模块电性连接，根据监控模块传输的信息及设定的程序对风机、产水泵、破碎装置的运行进行控制。

本发明的目的之二是提供一种生活污水处理方法，以有机垃圾作为补充碳源来增加生活污水中的COD浓度。

由于城镇居民生活污水具有低COD的特点，而污水生物处理对进水水质有一定的要求，首先进水需具有较好的可生化性。低COD污水在送交污水处理厂需人工投加碳源，以保证脱氮除磷效率。本发明采用有机垃圾作为碳源即能解决上述问题。

较佳地，所述处理方法包括以下步骤：

1)垃圾预处理：将有机垃圾进行研磨或者破碎处理得到细混物；

2)厌氧消化：将细混物与生活污水混合进行厌氧消化得到污水a；

3)兼氧及膜分离工艺：污水a在兼氧条件下继续处理，采用膜组件分离进行出水。

较佳地，所述兼氧及膜分离工艺采用兼氧膜生物反应器工艺。

较佳地，所述有机垃圾为厨余垃圾。

较佳地，步骤(2)所述生活污水的COD浓度小于150mg/L。在该范围内的生活污水较难处理。一般需要额外投加碳源。

在本发明中，所述厌氧区进行厌氧消化的工作原理是：破碎后的渣液中的有机物主要为大分子不易降解的有机物，在厌氧环境下，污水中的大分子有机物被分解为更容易被微生物代谢的小分子物质，同时形成有机污泥。

所述兼氧区对碳、氮、磷的降解的原理是：微生物将污水中的有机物(有机物主要由碳、氮、磷组成，还包括一些其它元素)分解产生能量，用来维持自身的代谢，碳、氮、磷转化为其它形式，如碳转化为二氧化碳、氮转化为氮气、气化除磷菌，在特定的反应条件下，将大部分磷以磷化氢的形式排放至大气，后被氧化分解。反应器内保持高的污泥浓度，运行过程不需要排放剩余有机污泥。减少污泥处理处置费用，减少二次污染，更易操作管理。

与现有技术相比，本发明的技术方案能够获得的有益效果如下：

1、所述装置以有机垃圾作为补充碳源来增加家庭生活污水中的COD浓度。该装置很好地解决了我国生活污水处理厂进水COD浓度低、处理水量大等大难题。并且可同步实现生活固废的处理降低城市或者农村固体废弃物处理的压力，厌氧区污泥可以用作有机肥料资源化。

2、实现生活污水处理家用电器化。可充分就近利用处理后的高品质出水于冲厕、洗地、洗车等用水，实现污水的充分资源化。

3、设备自动化程度高，出水水质好，社会、经济、环境效果好。

附图说明

图1为本发明所述一种家用式生活污水处理装置的结构示意图；

图中：1-厌氧区；11-排泥口；2-兼氧区；21-曝气管一；22-曝气管二；23-膜组件；24-清水管；3-隔板；31-缓冲槽；4-设备区；41-控制面板；42-风机；43-产水泵；5-预处理区；51-破碎装置；52-排料管；6-清水区。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：家用式生活污水处理装置

请参阅图1，本发明所述一种家用式生活污水处理装置，包括左右设置的厌氧区1和兼氧区2；所述厌氧区1和兼氧区2之间通过隔板3隔开；所述厌氧区1上方设置有对有机垃圾进行研磨或者破碎的预处理区5，所述预处理区5出料端和厌氧区1的进料端相连通，所述兼氧区2设置有膜组件23。

较佳地，所述预处理区5设置有破碎装置51以及该破碎装置51的驱动电机。

在本发明中，所述破碎装置51没有特别地限制，能够将固体的有机垃圾大块物料转化为较小物料即可，所述破碎装置51包括但不限于通过破碎或者研磨的原理达到上述目的。本领域技术人员可以根据固体生活垃圾的大小或者种类进行选择。

在本发明中，所述装置的形状和材质没有特别的限制，例如可以根据现有技术中的兼氧膜生物反应器的形状进行设置，通过在兼氧膜生物反应器远离膜组件23的一侧设置一块垂直的隔板，分离出厌氧区1和兼氧区2，并在厌氧区2上方设置一个预处理区5用于对固体生活垃圾进行破碎。所述预处理区5底部设置有排料管52，经预处理区5处理后的物料通过排料管52向厌氧区进行排料。

在本发明中，所述厌氧区2设置有污水进水口来接收生活污水，生活污水还可以先通过预处理区5再进入厌氧区2。本领域技术人员可以根据使用情况进行设置。所述厌氧区2的底部还可以设置排泥口11，可定期排出厌氧消化产生的有机污泥。

较佳地，所述膜组件23下方设置有曝气管二22。

较佳地，所述兼氧区2内远离膜组件23的一侧设置有曝气管一21。

较佳地，所述装置还包括设备区4，所述设备区4设置于装置顶部；所述设备区4包括风机42和产水泵43，所述风机42通过管道分别与曝气管一21和曝气管二22相连通。

所述曝气管没有特别的限制，本领域技术人员可以根据本发明所述装置的工作原理选用市售的曝气管。所述曝气管的大小和形状可根据需要进行选择。

较佳地，所述装置还包括清水区6；所述清水区6靠近膜组件23设置。所述清水区6与膜组件23通过清水管24连接，所述清水管24在产水泵43提供的引力的作用下产水并储存在清水区6；在本发明中，所述清水区6用于储存经处理后的出水，所述清水区6的大小和形状没有特别的限制，能够实现上述功能即可。

较佳地，所述隔板3上部具有L形缓冲槽31。

较佳地，本发明所述装置外部设置有控制面板41，所述控制面板41与监控模块电性连接，根据监控模块传输的信息及设定的程序对风机42、产水泵43、破碎装置51的运行进行控制，三者均间歇性运行。设备自动化水平高。

实施例2：生活污水处理方法

所述方法可以基于实施例1所述的装置进行污水处理，所述处理方法包括以下步骤：

1)垃圾预处理：将有机垃圾进行研磨或者破碎处理得到细混物；

2)厌氧消化：将细混物与生活污水混合进行厌氧消化得到污水a和污泥，污水a进行下一步骤进行处理，污泥定期清理可作为有机肥料；

3)兼氧及膜分离工艺：污水a在兼氧条件下继续处理，采用膜组件分离进行出水。所述兼氧及膜分离工艺采用兼氧膜生物反应器工艺。

经处理的出水指标为：COD＜50mg/L，TN＜15mg/L，TP＜0.5mg/L。能够用于日常生活中的洗地，充厕或者浇花浇菜使用。

为表述方便，本文所称的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“纵向”、“横向”等代表方向的描述与附图本身的方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用；以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本发明范围内。

Claims (12)

1.一种家用式生活污水处理装置，其特征在于，包括左右设置的厌氧区(1)和兼氧区(2)；所述厌氧区(1)和兼氧区(2)之间通过隔板(3)隔开；所述厌氧区(1)上方设置有对有机垃圾进行研磨或者破碎的预处理区(5)，所述预处理区(5)出料端和厌氧区(1)的进料端相连通，所述兼氧区(2)设置有膜组件(23)。

2.如权利要求1所述的一种家用式生活污水处理装置，其特征在于，所述预处理区(5)设置有破碎装置(51)。

3.如权利要求1所述的一种家用式生活污水处理装置，其特征在于，所述兼氧区(2)内设置有曝气管。

4.如权利要求3所述的一种家用式生活污水处理装置，其特征在于，所述膜组件(23)下方设置有曝气管二(22)，所述兼氧区(2)内远离膜组件(23)的一侧设置有曝气管一(21)。

5.如权利要求1所述的一种家用式生活污水处理装置，其特征在于，所述装置还包括设备区(4)；所述设备区(4)包括风机(42)和产水泵(43)，所述风机(42)通过管道分别与曝气管一(21)和曝气管二(22)相连通。

6.如权利要求1所述的一种家用式生活污水处理装置，其特征在于，所述装置还包括清水区(6)；所述清水区(6)靠近膜组件(23)设置。

7.如权利要求1所述的一种家用式生活污水处理装置，其特征在于，所述隔板(3)上部具有L形缓冲槽(31)。

8.如权利要求1所述的一种家用式生活污水处理装置，其特征在于，所述装置还设置有控制面板(41)，所述控制面板(41)与监控模块电性连接，根据监控模块传输的信息及设定的程序对风机(42)、产水泵(43)、破碎装置(51)的运行进行控制。

9.一种生活污水处理方法，其特征在于，以有机垃圾作为补充碳源来增加生活污水中的COD浓度。

10.如权利要求9所述一种生活污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)垃圾预处理：将有机垃圾进行研磨或者破碎处理得到细混物；

2)厌氧消化：将细混物与生活污水混合进行厌氧消化得到污水a；

3)兼氧及膜分离工艺：污水a在兼氧条件下继续处理，采用膜组件分离进行出水。

11.如权利要求10所述一种生活污水处理方法，其特征在于，所述兼氧及膜分离工艺采用兼氧膜生物反应器工艺。

12.如权利要求9～11任一项所述一种生活污水处理方法，其特征在于，所述有机垃圾为厨余垃圾。