CN110512902B - 一种a2njbr射流循环生物膜工艺的环保卫浴间 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种A2NJBR射流循环生物膜工艺的环保卫浴间，由卫生间及处理设备间组合得到，卫生间内置有卫浴设备及污水收集箱，处理设备间设有A2NJBR工艺设备及与该设备连接的过滤消毒与回用冲厕装置，A2NJBR工艺设备包括A/A兼氧/厌氧反应器、A/N兼氧/好氧反应器及射流循环水泵，A/A兼氧/厌氧反应器的进口与生活污水收集箱连通，出口的管道经射流循环水泵与A/N兼氧/好氧反应器连通，过滤消毒装置与A/A兼氧/厌氧反应器的净水出口连接。本发明结构简单体积小、污染源头进行治理以及循环处理、循环利用的特点，不加药剂不用膜，动力消耗低，具有绿色、节能和提高生活质量的优点，可广泛应用于农村、家庭、宿舍、船舶、长途客车、码头、矿井、野营基地和现场值班室使用。

Description

一种A2NJBR射流循环生物膜工艺的环保卫浴间

技术领域

本发明属于生活污水处理领域，尤其是涉及一种A2NJBR射流循环生物膜工艺的环保卫浴间。

背景技术

目前全世界几万座污水处理厂和湿地工程仍以管道及土建侵占自然资源和二级生物处理工艺为主，以侵占自然的方式一刀切地治理污染；而一些基于反硝化除磷理论开发的污水处理工艺却还停留在实验室阶段。这种人类工程实践应用与基础性理论研究的背离，重复地挥霍着纳税人的排污治理费，严重阻碍了环保产业的正常发展。

分散性与流动性污水治理将成为继工业污水和城市污水治理之后的下一片蓝海，但是却面临着水质水量变化大、管道铺设困难、缺少运行管理人员、单位能耗高的四大难题。作为家庭用的卫浴间，要求的是源头处理和循环回用，体积小、能耗低、价格便宜、质量可靠、处理达标更是难题中的难题。所以家用环保污水处理设备是一片空白。

污水处理工艺直接关系到设备的结构、体积、功耗、维护和质量。处理生活污水的主要问题是除磷脱氮，而目前常见的除磷脱氮工艺有单泥系统和双泥系统之分。在单污泥工艺中，DPB、硝化菌以及非聚磷菌同时存在于悬浮增长的混合液中，顺序经历厌氧/缺氧/好氧三种环境，最具代表性的是BCFS工艺。在双污泥工艺中，反硝化除磷污泥在厌氧区吸收有机物合成PHB后，经泥水分离直接进入缺氧区，PHB全部用于反硝化摄磷，保证了反硝化所需的碳源。而供氧仅用于硝化和反硝化除磷后剩余有机物的氧化，从而减少了曝气量。最具代表性的是A2NSBR工艺等。A2NSBR工艺由厌氧/兼氧序批式反应器(Anaerobic/AerobicSBR)和硝化序批式反应器(SBR for Nitrification)组成。这两个反应器的活性污泥完全分开，只将各自沉淀后的上清液相互交换。

本发明的A2NJBR工艺是在A2NSBR工艺基础上的提高。

A2NJBR射流循环生物膜工艺的特点：

1、进水和回流污泥完全混合后进入A/A兼氧/厌氧反应器，在此聚磷菌吸收易于降解的有机物进行PHB储备，同时释磷和沉淀：富集氨氮的上清液，进入A/N兼氧/好氧反应器进行硝化反应。分别控制聚磷菌和反硝化菌的泥龄，有利于反硝化除磷与硝化的各自优化。上清液相互交换，保证了原水中COD在A/A兼氧/厌氧反应器快速吸附或降解和厌氧释磷、缺氧反硝化，提高了有机物利用率。

2、处理工艺上保留A2N双污泥硝化反硝化，但是射流循环式生物膜法JBR(JetBiofilm Reactor)的污水连续进水方式改变了传统的序列间歇式进水活性污泥法SBR(Sequencing Batch Reactor)，缩短了污水处理停留时间。

3、A/N兼氧/好氧反应器通过射流曝气来充氧、兼氧区泥水分离，PHB摄磷聚集碳源；而A/A兼氧/厌氧反应器则氧化PHB放出的能量，以硝态氮作为电子受体进行反硝化除磷。

4、以循环代替沉淀，改变传统污水处理思路；坚持生物膜的吸附降解技术，未采用膜组件的过滤清洗技术。

由于上述的特点，A2NJBR工艺大大简化了设备结构，减小了设备体积，使反硝化除磷技术从基础性研究发展到了产品和工程应用。

中国专利CN201310566833.X公开了一种两相厌氧缺氧交替运行的D-A²/O污水处理反应器，由水箱、酸化池、厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池组成。反应器的D-A²/O结构特点是设计了独立两相污泥回流系统和硝化液回流系统(二沉池至厌氧、好氧至缺氧)，两相交替运行的方式在很大程度上解决了由硝化液中带入缺氧池的DO影响反硝化脱氮的效果，从而保证系统内高效脱氮效能较大流量的回流比R是关键因素。中国专利CN201410175831.2公开了一种城市污水改良A²/O强化脱氮除磷处理装置及工艺，由厌氧池(水力搅拌)、第一缺氧池(曝气)、第二缺氧池(曝气)、好氧池(曝气)和幅流式沉淀池组成。

虽然，这些反硝化除磷工艺在国内已经应用于实际，并取得了良好的脱氮除磷效果，但是这些成果仅仅应用于城市污水处理的工程项目，工艺流程繁杂，设备结构老套，没有真正解决环保设备进入家庭的难题，无法实现环保产品产业化的可能。

除了双污泥生物技术及无气泵的射流充氧技术，具有硝化反硝化的除磷脱氮功能并且污泥量极少的工艺技术外，本发明还具有以下优点：

1、产品结构上创造性地采用Klein Bottle无定向性和拓扑变形原理。本发明摸索一套适用于日常工程技术尤其是环保类使用的简便方法，将难以捉摸的高维空间理念成为前所未有的实用技术，用拓扑观念来理解污染治理的能源转移机理，为环保领域的标准制定和产业化寻找理论根据。

2、环保理念上强调大自然的全域循环思想，采用循环回流除磷脱氮技术，研究自然界水资源循环利用的本质，彻底改变传统的沉淀和超滤的上下水处理思路。把污水处理过程纳入自然界全域循环思路，结合多渠道再利用的循环论，这对于污水处理的工艺、工程和产品是一个划时代的更新换代机会，也是实现污水节能治理的途径。

3、控制方法上结合虚拟网络和大数据而智能化实现分布式资源共享。以前在点源污水处理上采用集中式污水处理厂的模式，当网络4.0实现虚拟态后，虚拟网络是应对以分散性和流动性污染为主的污水处理需求的最好途径，这里重点指的是农村与船舶的生活污水治理模式。

发明内容

本发明的目的就是为了增加现有整体卫浴间功能而提供的一种A2NJBR射流循环生物膜工艺的环保卫浴间。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种A2NJBR射流循环生物膜工艺的环保卫浴间，由卫生间及处理设备间组合得到。

所述卫生间内置有卫浴设备及污水收集箱。

所述处理设备间设有A2NJBR射流循环生物膜工艺设备及与A2NJBR工艺设备连接的过滤消毒与回用冲厕装置，所述A2NJBR工艺设备包括A/A兼氧/厌氧反应器、A/N兼氧/好氧反应器及射流循环水泵。所述A/A兼氧/厌氧反应器的进口与所述生活污水(黑水与灰水)收集提升器连通，出口的管道经射流循环水泵与A/N好氧/兼氧反应器连通，所述过滤消毒装置与所述A/A兼氧/厌氧反应器的上清液出口连接。

使用的A/A兼氧/厌氧反应器、A/N兼氧/好氧反应器可以设置一个或数个，通过一个或数个射流循环水泵采用Klein Bottle拓扑的串联和双联结构所组成，实现全域循环处理思路。其中，A/N兼氧/好氧反应器为圆形，包括各类的变形，达到水力旋流和泥水分离的作用；A/A兼氧/厌氧反应器为各种形状不限。所有反应器的大小、高低和数量取决于被处理污水量的多少和处理设备间空间的大小。

所述A/A兼氧/厌氧反应器内置有固定床填料，固定床填料采用蜂窝类填料、悬挂软性或半软性填料或组合型填料以及堆积式或悬浮式填料。

所述A/N兼氧/好氧反应器的进水口连接有文丘里喷头，通过该文丘里喷头与射流循环水泵连接。

所述A/N兼氧/好氧反应器为旋流曝气反应器，在A/N兼氧/好氧反应器内置有移动床悬浮填料，悬浮填料是比重接近于水、比表面积大的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)及聚氨醋(PU)等材料。

所述过滤消毒装置处理后的多余水通过排放口用于绿化浇灌等。

针对A2NJBR射流循环生物膜工艺设备的控制技术包括在线监测、多条件智能节能控制、无线数据传输、大数据互联网，可实现分布式管理系统。

所述卫浴设备包括但不限于花洒、盥洗脸盆、便器及地漏。

采用的花洒外接自来水进水管，可以是电加热水龙头或者太阳能热水器之类具有冷热水调节功能的的花洒。

采用的便器可以是活动隐藏式的或者是传统固定式的，可以是坐便器、蹲便器或任何抽水马桶形式的水冲便器，利用循环水冲厕，零排放，不追求小水量节水，不限制冲厕水量，以干净为目的。

传统的整体卫浴间均采用固定式便器。如果采用活动隐藏的便器，用厕使用时拉出设备间，成为无排放厕所；不使用时可以推入设备间内隐藏，成为单独的环保浴室或者成为家具类以节省空间。

所述花洒和盥洗脸盆外接自来水进水管，所述地漏具有毛发去除功能，所述地漏与便器的排水与污水收集提升器连通。

该环保卫浴间为固定式结构或移动式结构，使用范围可以是家用的或者公共的，应用方式可以是单独的或者多套组合的。不限于使用人数，但必须根据每天的使用人次和排放标准来确定污水处理设备的大小和能力。

该环保卫浴间还可以根据使用地区缺水少电、寒冷取暖的需求，附加太阳能热电装置、水环取热系统和综合处理洗衣机污水等功能。

附图说明

图1为本发明的环保卫浴间的侧视结构示意图；

图2为本发明的环保卫浴间的俯视结构示意图；

图3为本发明的处理设备间的原理性结构示意图；

图4为本发明的使用图。

图中，1-整体卫浴间、2-花洒、3-盥洗脸盆、4-便器、5-地漏、6-自来水进水管、7-毛发去除盒、8-污水收集提升器、9-污水泵、10-污水处理设备间、11-过滤消毒装置、12-控制系统、13-文丘里喷头、14-A/N兼氧/好氧反应器、15-A/A兼氧/厌氧反应器、16-循环水泵、17-固定床填料、18-警示灯、19-门锁、20-冲厕按钮、21-手动阀。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例

一种环保卫浴间，由卫生间及处理设备间组合得到，其结构如图1-4所示。整体卫浴间1内置有卫浴设备及污水收集提升器8，包括有花洒2、盥洗脸盆3、便器4及地漏5、毛发去除盒7等。采用的花洒2外接自来水进水管6，可以是电加热水龙头或者太阳能热水器之类具有冷热水调节功能的花洒。采用的便器4可以是活动隐藏式的或者是传统固定式的，可以是坐便器、蹲便器或抽水马桶形式的水冲便器，利用循环水冲厕，零排放，不追求小水量节水，不限制冲厕水量，以干净为目的。如果采用活动隐藏的便器，用厕使用时拉出设备间，成为无排放厕所；不使用时可以推入设备间内隐藏，成为单独的环保浴室或者成为家具类以节省空间。上述污水收集提升器8经污水泵9管道与A/A兼氧/厌氧反应器15的进水口连接，提供污水给处理设备处理，达到除磷脱氮、消毒回用的功能。

处理设备间10设有A2NJBR射流循环生物膜工艺设备，包括A/A兼氧/厌氧反应器15、内置有悬浮填料的A/N兼氧/好氧反应器14及循环水泵16。A/A兼氧/厌氧反应器15的进水口与污水收集提升器8的污水泵9连通，循环水的管道经循环水泵16和文丘里喷头13与A/N兼氧/好氧反应器14连通，A/N兼氧/好氧反应器14的出水口连接到A/A兼氧/厌氧反应器15的底部，形成一种循环。A/A兼氧/厌氧反应器15的净水出口与过滤消毒装置11连接。在A/A兼氧/厌氧反应器15内置有固定床填料17，固定床填料采用蜂窝类填料、悬挂软性或半软性填料或组合型填料以及堆积式或悬浮式填料。A/N兼氧/好氧反应器14为旋流曝气反应器，内置有移动床悬浮填料，悬浮填料是比重接近于水、比表面积大的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)及聚氨醋(PU)等材料。

使用的A/A兼氧/厌氧反应器15、A/N兼氧/好氧反应器14可以设置为一个或数个，通过一个或数个循环水泵采用Klein Bottle拓扑的串联和双联结构所组成，实现全域循环处理思路。其中，A/N兼氧/好氧反应器为圆形，包括各类的变形，达到水力旋转和泥水分离的作用；A/A兼氧/厌氧反应器的形状不限。所有反应器的大小、高低和数量取决于被处理污水量的多少和处理设备间空间的大小。

过滤消毒装置11结合臭氧或红外线技术，多余水通过排放口用于绿化浇灌等。过滤净化采用自流的超滤方式，形式和方式不限，但不建议采用MBR膜过滤技术。

针对A2NJBR射流循环生物膜工艺设备的控制系统12包括在线监测、多条件智能节能控制、无线数据传输、大数据互联网，可实现分布式管理系统。

本环保卫浴间为固定式结构或移动式结构，使用范围可以是家用的或者公共的，应用方式可以是单独的或者组合的。不限于使用人数，但必须根据每天的使用人次和排放标准来确定污水处理设备的容量和能力。

该环保卫浴间还可以根据使用地区缺水少电、寒冷取暖的需求，附加太阳能热电装置、水环取热系统和处理洗衣机污水等功能。

本环保卫浴间的使用与处理步骤如下：

a.进入整体卫浴间1，关门，门锁19发出信号，开始计时T。

b.用厕，或者洗浴跳至d。

c.结束按冲厕按钮20，便器4的粪便黑水排放至污水收集提升器8经污水泵9的管道提升到A/A兼氧/厌氧反应器15；便器冲厕水箱的清水取自A/A兼氧/厌氧反应器15的上清液。仅用厕，则结束后跳至f。

d.洗浴，通过花洒2的出水(冷热水调节)进行洗浴，流量被控制。

e.洗浴灰水通过地漏5、毛发去除盒7进入污水收集提升器8。

f.污水收集提升器8污水达到一定的预设高度后，经污水泵9的管道提升到A/A兼氧/厌氧反应器15。

g.A/A兼氧/厌氧反应器15内的污水通过固定床填料17进行反硝化与释磷处理后，经循环水泵16和文丘里喷头13混合空气后进入A/N兼氧/好氧反应器14。

h.A/N兼氧/好氧反应器14通过水力旋流和泥水分离，将上清液流入A/A兼氧/厌氧反应器15。

i.高于控制液位的多余水经过滤消毒装置11达标排放。

j.使用时间满15分钟或者设备发生故障时，门上警示灯18闪烁。

k.管理人员进行5分钟的清理工作后，继续使用回到a。

l.每天工作结束后利用手动阀21，自来水对过滤消毒装置11进行反冲和排污处理。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种A2NJBR射流循环生物膜工艺的环保卫浴间，其特征在于，该卫浴间由卫生间及处理设备间组合而成；

所述卫生间内置有卫浴设备及污水收集箱，

所述处理设备间设有A2NJBR射流循环生物膜工艺设备及与A2NJBR工艺设备连接的过滤消毒装置与回用冲厕装置，所述A2NJBR射流循环生物膜工艺设备包括A/A兼氧/厌氧反应器、A/N兼氧/好氧反应器及射流循环水泵，A/A兼氧/厌氧反应器的进口与生活污水收集提升器连通，出口的管道经射流循环水泵与A/N兼氧/好氧反应器连通，所述过滤消毒装置与所述A/A兼氧/厌氧反应器的上清液出口连接；

所述A/A兼氧/厌氧反应器内置有填料，填料采用蜂窝类填料、悬挂软性或半软性填料或组合型填料或者堆积式或悬浮式填料；

所述A/N兼氧/好氧反应器的进水口连接有文丘里喷头，通过该文丘里喷头与循环水泵连接；

所述A/N兼氧/好氧反应器为旋流曝气反应器，在A/N兼氧/好氧反应器内置有移动床悬浮填料，悬浮填料为比重接近于水、比表面积大的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)或聚氨醋(PU)材料；

所述A/A兼氧/厌氧反应器及A/N兼氧/好氧反应器设置一个或数个，通过一个或数个射流循环水泵采用Klein Bottle拓扑的串联或双联结构组成。

2.根据权利要求1所述的一种A2NJBR射流循环生物膜工艺的环保卫浴间，其特征在于，该环保卫浴间为固定住宅型式结构或移动拆卸式整体卫浴间结构。

3.根据权利要求1所述的一种A2NJBR射流循环生物膜工艺的环保卫浴间，其特征在于，所述卫浴设备包括花洒、盥洗脸盆、便器及地漏。

4.根据权利要求3所述的一种A2NJBR射流循环生物膜工艺的环保卫浴间，其特征在于，所述花洒和盥洗脸盆外接自来水进水管，所述地漏具有毛发去除功能，所述地漏和便器的排水与污水收集提升器连通。

5.根据权利要求3或4所述的一种A2NJBR射流循环生物膜工艺的环保卫浴间，其特征在于，所述便器为隐藏活动式便器或固定式便器，自带洗手盆，或者单独作为卫生间使用。

6.根据权利要求1所述的一种A2NJBR射流循环生物膜工艺的环保卫浴间，其特征在于，所述A/N兼氧/好氧反应器为圆形，所述A/A兼氧/厌氧反应器形状不限，所有反应器的大小和数量取决于被处理污水量的多少和处理设备间空间的大小。

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