CN111233260A

CN111233260A - 一种农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统

Info

Publication number: CN111233260A
Application number: CN202010062211.3A
Authority: CN
Inventors: 高绣纺; 高杨
Original assignee: Hubei Tianlan Dilyu Ecological Technology Co ltd
Current assignee: Hubei Tianlan Dilyu Ecological Technology Co ltd
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2020-06-05

Abstract

一种农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统，包括家庭的杂排水收集管、家庭的冲厕水收集管、养殖粪水收集管，其特征是：杂排水收集管与隔油除渣井上部连接，隔油除渣井底部通过灰水主管与灰水处理器连接，灰水处理器内的水处理后进行中水回用；所述家庭的冲厕水收集管经过黑水主管与黑水处理器连接，黑水处理器通过管道与黑水深度处理装置连接，所述养殖粪水收集管直接与黑水深度处理装置连接，所述黑水深度处理装置处理好后的液体经过潜水泵输出作为肥料利用。建设周期短:采用碳钢防腐方形罐体或玻璃钢罐体，节省了土建投资。

Description

一种农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其是涉及到一种农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统。

背景技术

随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，工农业生产、生活用水量和排污总量不断增加，特别是在乡镇和农村，每年都有大量的污水产生，由于污水分散收集困难、从业人员的技术水平和管理水平低下等原因，使得现阶段的乡镇和农村污水处理率低下。在普遍开始注重环境保护的今天，更是要求在充分资源化利用基础上的环境保护的要求下，必须寻找经济、高效、节能和操作及管理都很容易的污水处理解决方案。

生活污水的处理一直沿用了传统的所有污水一起收集后进行达标处理排放的方式进行，始终围绕着如何提高处理效率，降低其处理成本上下功夫，与强调资源化利用，提高其利用率的指导思想前提下进行的污水处理，有着很大的差距。要提高处理效率，还必须达到资源化利用优先的原则，在高差较小的平原地带落实这个问题有较大的困难。

农业生产是有季节性的，不同的作物品种的需肥量、需肥时间、需肥强度有很大的差异。而我们的生活污水处理中的黑水处理是连续不间断进行的，两者的矛盾的协调就是通过黑水深度处理反应器（52）的储存调节能力，达到不受农业生产的影响随时提供肥料，也能连续稳定地分解和消纳粪污。

因此，必须改换思路和采取新的技术路线途径，进行新的路线设计下的装置体系设计，才能满足这一要求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种污水处理的全新思路以及资源化利用的黑灰水分开收集后的处理系统。达到生活污水及能根据环境美丽的需求进行处理，且能将灰水、黑水处理后作为中水和肥料资源进行利用。

为针对上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统，包括家庭的杂排水收集管、家庭的冲厕水收集管、养殖粪水收集管，其特征是：杂排水收集管与隔油除渣井上部连接，隔油除渣井底部通过灰水主管与灰水处理器连接，灰水处理器内的水处理后进行中水回用；所述家庭的冲厕水收集管经过黑水主管与黑水处理器连接，黑水处理器通过管道与黑水深度处理装置连接，所述养殖粪水收集管直接与黑水深度处理装置连接，所述黑水深度处理装置处理好后的液体经过潜水泵输出作为肥料利用。

作为优选，所述灰水处理器由地埋式预沉池、调节池和灰水处理一体化池组成，其中地埋式预沉池、调节池并列设置，所述灰水主管与地埋式预沉池连通，地埋式预沉池与调节池溢流连通，预沉池内设隔板，隔板上设有过水孔，调节池中设有球形填料，调节池底部设有潜水泵，潜水泵的出口经过管道与灰水处理一体化池连接，灰水处理一体化池内设有MBBR填料，调节池内底部设有一基座，沉水风机设于基座上，所述的曝气管路连接沉水风机，并均布于沉水风机四周，曝气管路末端连接有曝气头，灰水处理器处理完的灰水净化水通过潜水泵输送到喷水系统进行浇花浇树，进行中水回用，达到灰水处理后的资源化利用的目的。所述灰水处理器（1）采用玻璃钢圆柱体。

作为优选，所述黑水处理器由腐化池、化粪池、厌氧滤池、澄清池的四个单元组成，所述腐化池与化粪池溢流连通，化粪池与厌氧滤池溢流连通，厌氧滤池与澄清池溢流连通，所述腐化池内底部设置有铰刀泵，铰刀泵的出口通过管道与化粪池连接，所述化粪池里还设有挂膜填料，厌氧滤池里设有球形填料，所述厌氧滤池顶部设有喷头，喷头与高压泵的出口连接，高压泵的入口通过管道与高效微生物组合物补加罐连接，所述澄清池内设有潜水泵，潜水泵出口通过管道与黑水深度处理器连接。

作为优选，所述腐化池、化粪池、厌氧滤池的顶部通过沼气管道串连，沼气管道上还连接有压力表，沼气管道的出口通过水封管道与沼气水封池连接，沼气水封池与沼气放空管连接。

作为优选，所述养殖粪水收集管与黑水深度处理器的入口连接，在黑水深度处理器外部设有泡沫保温层，黑水深度处理器内顶部设有喷头，喷头与高压泵的出口连接，高压泵的入口通过管道与高效微生物组合物补加罐连接，在黑水深度处理系统的顶部设有沼气管道，沼气管道上还连接有压力表，沼气管道末端与沼气水封池连接，沼气水封池与沼气放空管连接。

作为优选，所述高效微生物组合物补加罐定期和不定期的补充高效微生物组合物，来提高黑水处理器和黑水深度处理器发酵转化效率；所述高效微生物组合物为甲烷八叠球菌属菌剂、纤维分解菌、半纤维分解菌、蛋白分解菌、有机磷分解菌、氨化菌、光合细菌酵母菌、微生物增效剂及焦磷酸钠、聚天冬氨酸。

作为优选，所述黑水处理器中的厌氧滤池底部与污泥泵入口连接，污泥泵出口通过管道与灰水处理一体化池连接，管道中串联有调节阀。

作为优选，所述隔油井包括主井、集油井，所述主井与集油井并列设置，主井与集油井之间通过溢流口连通，主井上部一侧设有入水口，主井底另一侧设有排水口，所述主井中间设有隔渣网，隔渣网与靠近入水口一侧的井壁之间设有渣物提篮，所述主井顶部一侧的地面上设有立柱，立柱顶部旋转设有吊杆，吊杆端部悬吊有电动葫芦，电动葫芦上设有与渣物提篮提手活动连接的吊钩。

作为优选，所述水封管道延伸至沼气水封池底部，沼气水封池顶部设有罩盖，罩盖顶部设有沼气放空管。

本发明具有的有益效果为：

1)建设周期短:采用碳钢防腐方形罐体或玻璃钢罐体，节省了土建投资。处理装置完全单元模块化，标准化制作，现场只需采用螺栓连接,安装简单,安装过程受天气影响小,且安装周期容易控制,比钢筋混凝土池和钢结构池的建设周期大大缩短;

2)节省投资：采用沉水风机省去了鼓风机房,大大缩减了管道系统,从而节省额外投资。灰水处理器所需的补充碳源营养物从黑水系统引种减少了该部分的基础设施投资，污泥排出需要后续深度处理装置。

3)能耗低,运行成本低:采用沉水风机曝气，气泡被不断剪切和碰撞,增加了气泡与污水的接触面积,提高了氧的传质效率和利用率，提高了整体曝气效果,从而节省能源消耗,运行成本相应减少。引入黑水深度处理系统转化为肥料，减少了运行成本。

4)耐冲击负荷能力强:悬浮填料巨大的比表面积使得单位容积内可以富集的生物量更高,同时载体流化时载体颗粒之间剧烈碰撞,生物膜表面不断更新,微生物始终处于生长旺盛状态,可有效分散进水水质的波动;深度黑水处理系统的肥料停留时间在60-90天，可以调节肥料生产与农业生产的周期差和时间差。

5)处理效果好:曝气时填料处于流化状态，这使得反应器中的活性污泥及载体表面生长的生物膜与废水、空气得到充分的接触,提高了处理效果。本发明系统中的黑水深度处理器引入家庭、及小规模养殖场的鸡鸭粪污进行调节，既解决了家庭与小规模养殖场的环境污染问题，也解决了生活污水收集过程引起的肥料肥效不均匀的担心问题。

6)脱氮除磷能力强:由于悬浮填料比表面积大、表面特性好,不仅为异养微生物生长提供了空间,同时为自养型微生物(如硝化细菌)的生长创造了条件,有利于优势菌种的富集,解决了脱氮除磷的泥龄矛盾,再加上填料的流化使得生物膜与废水、空气得到充分接触,提高了脱氮除磷效果;

7)运行管理方便:无需人为控制F/M和MSS,解决了活性污泥法工艺普遍存在的污泥膨胀、污泥流失问题,运行管理更为方便;

8)装置灵活:池型设计灵活,可采用多种池型(深、浅、方、圆皆可);可灵活选用不同的填料填充率,达到提升处理能力和处理效果,从而达到兼顾髙效和远期扩大处理规模而无需增大池容的要求;由于装置是采用玻璃钢圆柱体，完全可用螺栓连接而成,我们可以在建成运行后对罐体进行拆除或重装,可以很容易地做到罐体的扩容和迁移。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明灰水处理器结构示意图；

图3是本发明黑水处理器结构示意图；

图4是本发明黑水深度处理器结构示意图；

图5是本发明图1中A处结构放大示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统，包括家庭的杂排水收集管2、家庭的冲厕水收集管3、养殖粪水收集管5。杂排水包括如A、B、C、D、E、F洗澡水、洗衣水、厨房淘米洗菜洗碗水等排出水。黑水是指厕所排出的粪污水，两者用不同的主管（直径为110mm）分开收集，黑水是一条主管，的不同出口的杂排水在室外汇合流入灰水主管。

杂排水收集管2与隔油除渣井6上部连接，隔油除渣井底部通过灰水主管9与灰水处理器1连接，灰水处理器1内的水处理后进行中水回用；所述家庭的冲厕水收集管3经过黑水主管10与黑水处理器13连接，黑水处理器13通过管道与黑水深度处理装置52连接，所述养殖粪水收集管5直接与黑水深度处理装置52连接，所述黑水深度处理装置52处理好后的液体经过潜水泵59输出作为肥料利用。杂排水收集管2、家庭的冲厕水收集管3、灰水主管和黑水主管上分别设有若干检查井12，检查井采用管筒，与主管上的连接管道采用柔性连接。

杂排水收集管（2）、家庭的冲厕水收集管（3）、灰水主管和黑水主管上可以设有若干检查井（12），检查井采用管筒，与灰水主管9、黑水主管10上的连接管道采用柔性连接。检查井为180度直线进出方式，上面增加400mm的管筒，加有旋盖开启，便于检修管线。

如图2所示，所述灰水处理器1由地埋式预沉池28、调节池29和灰水处理一体化池27组成，可以采用组装式碳钢及玻璃钢制成防腐方形罐体或玻璃钢圆头密封柱体。

其中地埋式预沉池28、调节池29并列设置，所述灰水主管与地埋式预沉池28连通，地埋式预沉池28与调节池29溢流连通，预沉池28内设隔板280，隔板上设有过水孔281，进水从隔板过水孔281通过，隔板通过离底部有一定的距离，杂物等沉积在底部，上清液通过后自流进入调节池29。

调节池29中设有球形填料30，调节池29底部设有潜水泵36，潜水泵36的出口经过管道与灰水处理一体化池27连接，灰水处理一体化池27内设有MBBR填料31，调节池29内底部设有一基座，沉水风机38设于基座上，所述的曝气管路连接沉水风机38，并均布于沉水风机四周，曝气管路末端连接有曝气头39，灰水处理器处理完的灰水净化水通过潜水泵40输送到喷水系统41进行浇花浇树，进行中水回用，达到灰水处理后的资源化利用的目的。

采用沉水风机曝气并形成纳米曝气,气泡被不断剪切和碰撞,增加了气泡与污水的接触面积,提高了氧的传质效率和利用率,因而这种曝气方式提高了整体曝气效果,从而节省能源消耗,运行成本相应减少。

如图3所示，所述黑水处理器13由腐化池16、化粪池17、厌氧滤池18、澄清池19的四个单元组成，所述腐化池16与化粪池17溢流连通，化粪池17与厌氧滤池18溢流连通，厌氧滤池18与澄清池19溢流连通，所述腐化池16内底部设置有铰刀泵20，使用铰刀式破碎泵后无结块现象。

铰刀泵20的出口通过管道与化粪池17连接，所述化粪池17里还设有挂膜填料23，挂膜填料采用PP聚丙烯制成，比表面积大，挂膜快最具实效功能的微生物载体。它是由丝条相互熔接成型的多孔网状整体结构型填料。生物填料具有良好的挂膜特性。在反应器中设置生物填料，可明显提高生物量，并取得良好的COD去除效果。

厌氧滤池18里设有球形填料22，所述厌氧滤池18顶部设有喷头180，喷头180与高压泵181的出口连接，高压泵181的入口通过管道与高效微生物组合物补加罐15连接，所述澄清池19内设有潜水泵21，潜水泵21出口通过管道与黑水深度处理器52连接。

所述腐化池16、化粪池17、厌氧滤池18的顶部通过沼气管道131串连，沼气管道上还连接有压力表24，沼气管道的出口通过水封管道260与沼气水封池25连接，沼气水封池25与沼气放空管26连接。沼气放空管26是一根直立的塑料管5米高，直接放空。沼气水封作用良好，消除了异味。

具体如图5所示，所述水封管道260延伸至沼气水封池25底部，沼气水封池25顶部设有罩盖261，罩盖顶部设有沼气放空管26。通过沼气水封池吸收沼气中的硫化氢，除去了异味，然后放空。黑水在处理器内的停留时间是5-7天。然后将黑水送到黑水深度处理器（52）中。也可以通过潜水泵21送到喷水系统41中浇花浇树，进行中水回用，达到黑水处理后的资源化利用的目的。

所述养殖粪水收集管与黑水深度处理器52的入口连接，在黑水深度处理器52外部设有泡沫保温层525，黑水深度处理器52内顶部设有喷头520，喷头520与高压泵521的出口连接，高压泵521的入口通过管道与高效微生物组合物补加罐523连接，在黑水深度处理系统52的顶部设有沼气管道，沼气管道上还连接有压力表57，沼气管道末端与沼气水封池58连接，沼气水封池58与沼气放空管56连接。

在黑水收集的过程中，通过进一步处理分散式养鸡养鸭农户以及小规模养鸡养鸭专业户（53）的鸡鸭粪便，一起进入到黑水深度处理器（52）中。黑水在黑水深度处理器内的停留时间是60-90天。通过黑水深度处理系统的深度发酵处理合格后的沼液肥料，然后通过潜水泵（59）将沼液肥料送到农田或苗圃或花圃（50）中，进行有效地利用。

黑水处理器（13）解决了农户收集后的黑水处理问题。黑水深度处理器（52）解决了肥料浓度及肥效的问题。另外引入黑水处理系统转化为肥料，减少了运行成本。达到资源化利用的目的。

所述高效微生物组合物补加罐15定期和不定期的补充高效微生物组合物，来提高黑水处理器和黑水深度处理器发酵转化效率；所述高效微生物组合物为甲烷八叠球菌属菌剂10-20份、纤维分解菌5-10 份、半纤维分解菌3-6份、蛋白分解菌3-6份、有机磷分解菌3-6份、氨化菌3-6份、光合细菌酵母菌3-6份、微生物增效剂及焦磷酸钠8-15份、聚天冬氨酸10-15份、。

高效微生物组合物提高黑水处理系统发酵转化效率。将以上菌种投入系统中，可以提升效率35%以上。并且变废为宝，可将现在的简单处理废水利用率提高到60%以上。

所述黑水处理器13底部与污泥泵32入口连接，污泥泵出口通过管道与灰水处理一体化池27连接，管道中串联有调节阀33。

灰水单独收集并进行处理，由于缺少可生化性的营养物（营养物都进入了黑水收集体系里），需要进行大规模的好氧处理，投加大量的营养物质和增加好氧设施才能提高处理效果，一次性投资大的同时，运营成本也大幅度提高。在这里，通过黑水、灰水的独立处理系统分别运行的同时，也将它联合运行。采用最简单的工艺路线中的传统的污泥活性法，从黑水处理器13的污泥泵引黑水到灰水处理装置27中来，通过调节阀33来进行引入量的控制。解决了营养物补充的问题。另外，活性污泥法的污泥排除问题，也是对每个污染处理系统的棘手问题，需要另外进行一系列的脱水干化处理，或进一步的深化处理后制成肥料。在这里，需要更换排出的污泥进入黑水处理器13中，将这些污泥转化成肥料加以利用。其污泥排出通过调节阀35和污泥泵32来进行控制。巧妙地将营养物的补充体系及需额外增加的好氧体系、污泥排除系统及后续处理融入了系统设计之中，没有单独地增加设备投资和日常营运费用。

如图4所示，所述隔油井6包括主井62、集油井66，所述主井与集油井并列设置，主井与集油井之间通过溢流口67连通，主井62上部一侧设有入水口61，主井62底另一侧设有排水口65，所述主井中间设有隔渣网68，隔渣网68与靠近入水口61一侧的井壁之间设有渣物提篮63，所述主井62顶部一侧的地面上设有立柱69，立柱69顶部旋转设有吊杆692，吊杆端部悬吊有电动葫芦691，电动葫芦691上设有与渣物提篮63提手活动连接的吊钩690。隔渣网68将提篮及浮油隔开。水通过隔渣网68上的孔隙通道流出。主井底部有支撑架，渣物提篮置于支撑架上，便于定期移除。

所述渣物提篮63的厨房有机杂物可以通过黑水处理入口130投入黑水处理一体化设备13。

实验例：对某村80户生活养殖污水进行黑水灰水分开收集及处理为例，采用本发明的系统进行处理，正常运行情况下，黑水和灰水取样的进出水水质情况如下表所示。

由上表可以看出：本发明灰出水水质完全达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级标准，黑水达到二级标准。完全可以进行中水回用。

Claims

1.一种农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统，包括家庭的杂排水收集管（2）、家庭的冲厕水收集管（3）、养殖粪水收集管（5），其特征是：杂排水收集管（2）与隔油除渣井（6）上部连接，隔油除渣井底部通过灰水主管（9）与灰水处理器（1）连接，灰水处理器（1）内的水处理后进行中水回用；所述家庭的冲厕水收集管（3）经过黑水主管（10）与黑水处理器（13）连接，黑水处理器（13）通过管道与黑水深度处理装置（52）连接，所述养殖粪水收集管（5）直接与黑水深度处理装置（52）连接，所述黑水深度处理装置（52）处理好后的液体经过潜水泵（59）输出作为肥料利用。

2.根据权利要求1所述的农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统，其特征是：所述灰水处理器（1）由地埋式预沉池（28）、调节池（29）和灰水处理一体化池（27）组成，其中地埋式预沉池（28）、调节池（29）并列设置，所述灰水主管与地埋式预沉池（28）连通，地埋式预沉池（28）与调节池（29）溢流连通，预沉池（28）内设隔板（280），隔板上设有过水孔（281），调节池（29）中设有球形填料（30），调节池（29）底部设有潜水泵（36），潜水泵（36）的出口经过管道与灰水处理一体化池（27）连接，灰水处理一体化池（27）内设有MBBR填料（31），调节池（29）内底部设有一基座，沉水风机（38）设于基座上，所述的曝气管路连接沉水风机（38），并均布于沉水风机四周，曝气管路末端连接有曝气头（39），灰水处理器处理完的灰水净化水通过潜水泵（40）输送到喷水系统（41）进行浇花浇树，进行中水回用，达到灰水处理后的资源化利用的目的。

3.根据权利要求1所述的农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统，其特征是：所述黑水处理器（13）由腐化池（16）、化粪池（17）、厌氧滤池（18）、澄清池（19）的四个单元组成，所述腐化池（16）与化粪池（17）溢流连通，化粪池（17）与厌氧滤池（18）溢流连通，厌氧滤池（18）与澄清池（19）溢流连通，所述腐化池（16）内底部设置有铰刀泵（20），铰刀泵（20）的出口通过管道与化粪池（17）连接，所述化粪池（17）里还设有挂膜填料（23），厌氧滤池（18）里设有球形填料（22），所述厌氧滤池（18）顶部设有喷头（180），喷头（180）与高压泵（181）的出口连接，高压泵（181）的入口通过管道与高效微生物组合物补加罐（15）连接，所述澄清池（19）内设有潜水泵（21），潜水泵（21）出口通过管道与黑水深度处理器（52）连接。

4.根据权利要求1所述的农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统，其特征是：所述腐化池（16）、化粪池（17）、厌氧滤池（18）的顶部通过沼气管道（131）串连，沼气管道上还连接有压力表（24），沼气管道的出口通过水封管道与沼气水封池（25）连接，沼气水封池（25）与沼气放空管（26）连接。

5.根据权利要求1所述的农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统，其特征是：所述养殖粪水收集管（5）与黑水深度处理器（52）的入口连接，在黑水深度处理器（52）外部设有泡沫保温层（525），黑水深度处理器（52）内顶部设有喷头（520），喷头（520）与高压泵（521）的出口连接，高压泵（521）的入口通过管道与高效微生物组合物补加罐（523）连接，在黑水深度处理系统（52）的顶部设有沼气管道，沼气管道上还连接有压力表（57），沼气管道末端与沼气水封池（58）连接，沼气水封池（58）与沼气放空管（56）连接。

6.根据权利要求1所述的农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统，其特征是：所述高效微生物组合物补加罐（15）定期和不定期的补充高效微生物组合物，来提高黑水处理器和黑水深度处理器发酵转化效率；所述高效微生物组合物为甲烷八叠球菌属菌剂、纤维分解菌、半纤维分解菌、蛋白分解菌、有机磷分解菌、氨化菌、光合细菌酵母菌、微生物增效剂及焦磷酸钠、聚天冬氨酸。

7.根据权利要求1所述的农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统，其特征是：所述黑水处理器（13）中的厌氧滤池（18）底部与污泥泵（32）入口连接，污泥泵出口通过管道与灰水处理一体化池（27）连接，管道中串联有调节阀（33）。

8.根据权利要求1所述的农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统，其特征是：所述隔油井（6）包括主井（62）、集油井（66），所述主井与集油井并列设置，主井与集油井之间通过溢流口（67）连通，主井（62）上部一侧设有入水口（61），主井（62）底另一侧设有排水口（65），所述主井中间设有隔渣网（68），隔渣网（68）与靠近入水口（61）一侧的井壁之间设有渣物提篮（63），所述主井（62）顶部一侧的地面上设有立柱（69），立柱（69）顶部旋转设有吊杆（692），吊杆端部悬吊有电动葫芦（691），电动葫芦（691）上设有与渣物提篮（63）提手活动连接的吊钩（690）。

9.根据权利要求1所述的农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统，其特征是：所述水封管道（260）延伸至沼气水封池（25）底部，沼气水封池（25）顶部设有罩盖（261），罩盖顶部设有沼气放空管（26）。

10.根据权利要求1所述的农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统，其特征是：所述灰水处理器（1）采用玻璃钢圆柱体。