CN110436745B - 一种厕所粪污净化达标处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种厕所粪污净化达标处理设备，该设备主要由絮凝反应罐，絮凝剂罐，输送泵一，固液分离机，输送泵二，阀门一，阀门二，阀门三，阀门四，阀门五，蒸发器，冷凝器，加热装置，吸附净化罐，消毒水箱和消毒液罐组成；本发明能将厕所的粪污现场净化处理，收集固体粪便，处理后的水质达到国标《GB18918‑2002》排放标准，水现场排放，厕所的粪污不需运到其它地方再进行无害化处理；本发明的设备运行可靠，技术成熟，操作容易，本发明具有广泛的市场推广应用前景，具备创造性、新颖性和好的工业实用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种厕所粪污净化达标处理设备，具体说是一种厕所尿液、大便净化处理后水达标排放，收集固体粪便的系统，属于环保技术领域；
背景技术
目前，厕所或化粪池内的粪污都是通过地下管网流到城镇污水处理厂进行无害化处理；然而，对于没有连通地下管网的移动式厕所(如部队野营拉练、大型文艺演出、建筑工地、人聚广场、农村集市等临时厕所)或农村的旱厕，主要采用吸粪车将粪污运输到城镇郊外的粪便处理厂进行消纳处理，粪污主要由大便、尿液和冲厕水组成，粪污含水量高达85％以上，增加了粪污处理的运输成本；
在CN206408706U《一种车载移动环保厕所》中，粪便按顺序经过粉粹，一级过滤和一级固液分离，将一级固液分离出的固体粪便再进行一、二级发酵和二级固液分离处理得到降解彻底的发酵物，分离出的尿液经过尿液排放口(4016)流入粪便降解彻底后的粪液处理箱(4014)内，大量的尿液未经无害化处理不能达标排；
在CN107581963A《一种粪尿处理系统、方法及无性别厕所》中，公开了一种粪尿处理系统，包括真空负压罐、粪尿分离箱、尿液收集槽、砂滤过滤器、管式陶瓷膜装置、清水池和臭氧曝气装置，所述粪尿处理系统还包括电容吸附去离子装置和光电催化装置；其工艺复杂，成本高，处理时间长，设备占有空间大，不适合空间狭窄的移动式厕所；特别是在[0086]中描述的“浓缩尿液则通过排杂口排出，作为肥料使用”，厕所的粪污不能全部就地达标处理，不能现场达标排放；
在CN107700616A《零排放生物厕所》的【0033】中，“尿液处理箱51中当中的液体输送至四级过滤器53，经过四级过滤器53后的液体变成无色无味无毒的净水，......实现厕所内水液自循环”，仅靠过滤无法消除尿液中的氨氮，水质根本不达标，大量的尿液不能实行就地处理的达标排放。
现已公开的厕所粪污处理技术的共同缺陷是不能对粪污进行低成本的达标处理，需要运输或流到另一地点进行环保达标处理排放，增加了厕所粪污处理的综合成本；通过搜索和查阅国内外大量的报导、杂志、书刊、光盘、专利文献，市场广告……等资料，国内国外还没有发现“一种厕所粪污净化达标处理设备”的相关报导；
发明内容
为克服现已公开的粪污处理技术缺陷，本发明提供一种厕所粪污净化达标处理设备，以适应和满足我国城镇化建设快速发展中的城乡居民社区、旅游风景区、海上采油平台、岛屿、舰艇、船只、建筑施工地、码头、机场、寺庙、公园、车站、农村集市、演出场所、会展中心、学校、部队野营拉练、人聚的广场对厕所粪污无害化处理的日益增长需求；
一种厕所粪污净化达标处理设备，主要由絮凝反应罐(1)，絮凝液罐(2)，输送泵一(3)，固液分离机(6)，输送泵二(9)，阀门一(5)，阀门二(11)，阀门三(15)，阀门四(17)，阀门五(18)，蒸发器(25)，冷凝器(14)，加热装置(24)，吸附净化罐(20)，消毒水箱(16)和消毒液罐(19)组成；所述的絮凝反应罐(1)的上部经过阀门一(5)与絮凝液罐(2)的出料口用管道联通，絮凝反应罐(1)下部的排液口经过输送泵一(3)与固液分离机(6)的进料口(21)用管道联通，固液分离机(6)下部水槽(8)的出水口经过输送泵二(9)与阀门二(11)的进口用管道联通，阀门二(11)的出口与蒸发器(25)的进液口(12)用管道联通；蒸发器(25)上部的蒸汽出口(13)经过冷凝器(14)后与吸附净化罐(20)的进料口(23)用管道联通，蒸发器(25)下部的排液口经过阀门三(15)与絮凝反应罐(1)的浓缩液进口(22)用管道联通，吸附净化罐(20)的出液口与消毒水箱(16)上部联通，消毒水箱(16)的上部经过阀门四(17)与消毒液罐(19)的出料口用管道联通；
本发明一种厕所粪污净化达标处理设备可以配置在运载车辆货箱内或是配置在可移动的集装箱内，组成一种移动式厕所粪污净化达标处理设备，或是所述的一种厕所粪污净化达标处理设备配置在厕所隔壁的工作间内，组成一种固定式厕所粪污净化达标处理设备；
本发明一种移动式厕所粪污净化达标处理设备可以与农贸集市、演出场所、会展中心、部队野营拉练采用的临时厕所配合使用，达到快速的短时间的处理厕所粪污的商业性经济效果，水达标后现场排放，减少粪污处理运输成本，以实施本发明的厕所粪污净化达标处理设备技术的先进性；
所述的絮凝反应罐(1)，是一个圆柱形或箱式壳体，壳体内部配置有搅拌器(4)，壳体上部配置有粪污加料口、絮凝液加料口和蒸馏浓缩液进口(22)，壳体的下部侧面配置有排液口；
所述的蒸发器(25)，属于常规的可密闭耐压金属容器，容器上部配置压力表(10)、温度计、安全阀、进液口(12)和蒸汽出口(13)，容器的下部配置蒸馏浓缩液的排液口，容器内部或容器外壁配置有加热装置(24)，该加热装置(24)可以是常规的电力加热装置或是燃料加热装置；
所述的吸附净化罐(20)，属于常规的固定床设备，该设备内的下部配置有筛网隔板，隔板上面放置固体吸附材料，所述的固体吸附材料：包括颗粒状的活性炭，DL型颗改性活性炭除氨剂、分子筛、硅胶、有机树脂、氧化铁脱硫剂、XL型改性活性炭脱硫剂，氧化硅、硅藻土吸附剂、白土、沸石或活性炭纤维毯等除杂吸附材料，固体吸附材料能有效地吸附除去水中的酸性物质，重金属，异味气体，有机物杂质；
所述的DL型改性活性炭除氨剂的制造方法是：将颗粒状活性炭浸泡在10％的H3PO4溶液至吸附饱和为止，然后，对浸泡后的颗粒活性炭在隔绝空气下经过100-105℃烘干2小时即成，得到脱氨的颗粒状的DL型改性活性炭除氨剂；该DL改性活性炭除氨剂与水相遇不溶解、不泥化，能有效的化学吸附脱除从粪污在加热中挥发出的氨气、碱性杂质和其它非极性杂质，该DL型除氨剂，既具有脱除碱性杂质，也具有活性炭本身吸附杂质的双重功能；
所述的XL型改性活性炭脱硫剂的制造方法是：将300目的20％活性氧化铁粉(Fe2O3)，300目的70％(wt％)活性炭粉和300目的10％(wt％)活性白土混合均匀，加水调配成膏状，挤压成颗粒状，在隔绝空气下的100-105℃温度范围烘干2小时即成；该XL型改性活性炭脱硫剂与水或水蒸汽相遇不溶解、不泥化，能有效地脱除液体中微溶解的硫化氢、氧化硫、硫醇以及有机硫化物；该XL型脱硫剂，既具有化学吸附脱除水中的酸性杂质，也具有活性炭本身吸附杂质的双重功能；
所述的固液分离机(6)，是常规的卧螺脱水机，叠螺脱水机，板框过滤机，滤布过滤器或筛网过滤器；
所述的搅拌器(4)，是机械搅拌器或是空气鼓泡装置；
所述的上述阀门可以手动操作，也可以分别连接到PLC自控系统进行自动控制的操作；
本发明采用先对粪污进行絮凝、沉淀的处理，使粪污中的固体或悬浮物絮凝快速的沉淀，并通过固液分离后，快速的得到固体粪污和第一次净化后的液体，该液体的COD、SS、BOD的值比厕所粪污的COD、SS、BOD的值大大降低；对絮凝和固液分离后的液体采用快速的加热蒸发，冷凝后变成蒸馏水，快速除去液体中的无机盐、重金属、有机杂质，降低液体中的COD、SS、BOD值，然后蒸馏水再进行吸附净化和消毒后得到达标水，快速的将粪污中的水变成达标水后就地排放，这，是本发明设备的主要特征之一；
本发明设备的有益效果是：
1.粪污中超过80％以上水分通过快速的加热蒸发变成不含无机物和有机物杂质极少的蒸馏水，蒸馏水再经过进一步的净化吸附和消毒处理后，水质达到无菌的国标《GB18918-2002》标准或“中水”标准，达标水可以返回用作厕所蹲便器的冲洗水，泡沫封堵的配液水，洗手盆的用水，以及用于给厕外面的草坪浇花用水，大量的尿液变成了达标水再次利用，节约了水资源；快速的厕所污粪达标处理，体现了厕所粪污处理技术的商业实用性；
3.本发明极大的加速了厕所粪污无害化处理的速度，提高了厕所粪污的单位处理量和经济效益；客服了现有同类技术处理粪污采用厌氧，好氧，过滤和消毒的设备流程复杂，处理时间长，成本高，效益低的弱点；
3.自主发明的DL型改性活性炭除氨剂能过有效吸附除去加热中易挥发的氨气和碱性杂质，简化了传统的酸性液体吸收氨气和碱性杂质，需要对酸性废液再进行环保处理的工艺流程长，设备投资大的缺陷；
4.自主发明的XL型改性活性炭脱硫剂能有效地快速将溶于水中的硫化氢、硫醇、氧化硫以及有机硫化物化学吸附除去，简化了传统的碱性液体吸收酸类物质后，需要对碱性废液再进行环保处理的工艺流程长，设备投资大的缺陷；
5.本发明的设备，运行可靠，技术成熟，结构简单，操作容易，维修方便，造价低廉；本发明具有广泛的市场推广应用前景，具备创造性、新颖性和好的工业实用性；
附图说明
附图1是本发明结构示意图；
在图1中：1-絮凝反应罐，2-絮凝液罐，3-输送泵一，4-搅拌器，5-阀门一，6-固液分离机，7-固体粪污出口，8-水槽，9-输送泵二，10-压力表，11-阀门二，12-蒸发器进液口，13-蒸汽出口，14-冷凝器，15-阀门三，16-消毒水箱，17-阀门四，18-阀门五，19-消毒液罐，20-吸附净化罐，21-固液分离机的进料口，22-浓缩液进口，23-吸附净化罐进料口，24-加热装置，25-蒸发器；
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步描述本发明，但不限制本发明实施范围：
实施例
依照附图1所示，利用泵或真空负压将粪污输送到絮凝反应罐(1)内；将絮凝液罐(2)的适量的PAM絮凝液通过阀门一(5)加入到絮凝反应罐(1)内与粪污混合均匀发生絮凝反应得到含有絮凝沉淀物的液体，用输送泵一(3)将絮凝沉淀物的液体输送到固液分离机(6)的进料口(21)进行固液分离，分离出的固体粪污从固液分离机(6)的固体粪污出口(7)排出，收集固体粪污并作为有机肥料的原料另行处理，分离出的液体落入水槽(8)中，采用输送泵二(9)将水槽(8)中的液体经过阀门二(11)后输送到蒸发器(25)中，利用加热装置(24)的电热器或燃料炉给蒸发器(25)内的液体加热，液体受热后变成水蒸气，水蒸气从蒸发器(25)的蒸汽出口(13)排出，可以定期的打开阀门三(15)，利用蒸发器(25)内的压力将蒸馏后的浓缩液排到絮凝反应罐(1)内进行处理，从蒸发器(25)排出的水蒸气经过冷凝器(14)冷凝后变成蒸馏水，蒸馏水从冷凝器(14)中排出，进入吸附净化罐(20)内，该吸附净化罐(20)属于常规的内部装有固体吸附材料(如颗粒活性炭、分子筛吸附剂、DL型改性活性炭除氨剂、XL改性活性炭脱硫剂、吸附树脂........等)的水净化装置，固体吸附材料能有效地吸附除去水中产生的重金属、异味气体、有机物杂质，经过净化处理后得到的水从吸附净化罐(20)的出料口并进入到消毒水箱(16)内，将消毒液罐(19)内的适量消毒液经过阀门四(17)加入到消毒水箱(16)内，对消毒水箱(16)内的水进行杀毒灭活，经过检测水质达到《GB18918-2002》城镇污水处理厂污染物排放标准，达标水经过阀门五(18)排出，达标水可以用作厕所的冲便器水或洗手盆的用水；
本发明实施例的相关技术参数及实施效果如下：
(一)如果每天厕所(五个蹲便器)的按500人次计算；
平均每人每次排出尿液400ml或0.4公斤，大便200克；每天收集500人次的尿液为200公斤，大便100公斤；每次冲洗便器用水0.4升，每天500人次用水200升或200公斤，每天收集和需要处理的粪污总重量为：500公斤左右；
(二)粪污净化达标处理参数
(1)絮凝剂：MPA；
(2蒸发器内最高控制温度为100℃；
(3)蒸发器内压力为：≤0.1MPa；
(4)吸附净化罐(20)内的固体吸附材料：DL型改性活性炭脱氨剂45％(wt％)，XL型改性活性炭脱硫剂55％(wt％)组合的固体颗粒混合物；
(5)消毒液：10％的次氯酸钠溶液；
(6)粪污无害化达标处理时间：8小时；
实施的效果相关参数：
1.固液分离机排出的半干固体粪污(肥料的原料)100斤左右；
2.水的排放为400公斤左右，水质符合GB《18918-2002》城镇污水处理厂污染污排放一级标准；水质外观；无色、透明、清澈、无味：
Claims (1)
1.一种厕所粪污净化达标处理设备，主要由絮凝反应罐(1)，絮凝液罐(2)，输送泵一(3)，固液分离机(6)，输送泵二(9)，阀门一(5)，阀门二(11)，阀门三(15)，阀门四(17)，阀门五(18)，蒸发器(25)，冷凝器(14)，加热装置(24)，吸附净化罐(20)，消毒水箱(16)和消毒液罐(19)组成；
所述的絮凝反应罐(1)的上部经过阀门一(5)与絮凝液罐(2)的出料口用管道联通，絮凝反应罐(1)下部的排液口经过输送泵一(3)与固液分离机(6)的进料口(21)用管道联通，固液分离机(6)下部水槽(8)的出水口经过输送泵二(9)与阀门二(11)的进口用管道联通，阀门二(11)的出口与蒸发器(25)的进液口(12)用管道联通；蒸发器(25)上部的蒸汽出口(13)经过冷凝器(14)后与吸附净化罐(20)的进料口(23)用管道联通，蒸发器(25)下部的排液口经过阀门三(15)与絮凝反应罐(1)的浓缩液进口(22)用管道联通，吸附净化罐(20)的出液口与消毒水箱(16)上部联通，消毒水箱(16)的上部经过阀门四(17)与消毒液罐(19)的出料口用管道联通，
所述的絮凝反应罐(1)，是一个圆柱形或箱式壳体，壳体内部配置有搅拌器(4)，壳体上部配置有粪污加料口、絮凝液加料口和蒸馏浓缩液进口(22)，壳体的下部侧面配置有排液口；
所述的蒸发器(25)，属于常规的可密闭耐压金属容器，容器上部配置压力表(10)、温度计、安全阀、进液口(12)和蒸汽出口(13)，容器的下部配置蒸馏浓缩液的排液口，容器内部或容器外壁配置有加热装置(24)，该加热装置(24)是常规的电力加热装置或是燃料加热装置；
所述的吸附净化罐(20)，属于常规的固定床设备，该设备内的下部配置有筛网隔板，隔板上面放置固体吸附材料，
所述的固液分离机(6)，是常规的卧螺脱水机，叠螺脱水机，板框过滤机，滤布过滤器或筛网过滤器；
所述的搅拌器(4)，是常规的机械搅拌器或是空气鼓泡装置；
所述的阀门是手动配置结构，或者是分别连接到PLC自控系统的自动控制结构，
所述的一种厕所粪污净化达标处理设备配置在运载车辆货箱内或是配置在可移动的集装箱内，组成一种移动式厕所粪污净化达标处理设备，或是所述的一种厕所粪污净化达标处理设备配置在厕所隔壁的工作间内，组成一种固定式厕所粪污净化达标处理设备。
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