CN112227484A - 一体化环保厕所及实现内循环冲厕用水方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一体化环保厕所及实现内循环冲厕用水方法，该厕所至少包括用厕部分和厕所污水处理部分，用厕部分与厕所污水处理部分之间通过污水总管路连通，用厕部分产生的污水通过总管路进入厕所污水处理部分进行处理。有益效果为：通过厕所污水处理部分反厕所产生的废水处理好后回冲厕所，而厕所污水处理部分采用多级AO‑MBBR污水处理，可以节省大量水资源，多级AO‑MBBR污水处理中通过调节生化反应池中各厌氧池及好氧池形成相串联的多级AO系统，对不同污染负荷的冲厕用水适应能力强；可以根据用厕的产生的水量进行调节，达到最佳效果。

Description

一体化环保厕所及实现内循环冲厕用水方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种一体化环保厕所及采用该环保厕所实现的内循环回冲厕所，减少水资源浪费的新型环保方法。
背景技术
近些年，随着国家农村生活污水处理设施的大力建设，农村居民生活污水污染 周边水环境的问题也已得到了有效改善，但因农村地区居民相对比较分散，且各地 区的经济差异较大，很多农村地区都设有公共厕所，厕所产生的废水直接入河道严 重影响到河道的水质。环保厕所是根据中央提出的要求所开发出来的新型一体化环 保厕所，目前农村污水处理设施的建设模式是管网与处理设施同步建设，也有不少 地方管网未建好及污水处理设施无法实施，或者实施后无法正常运行，针对无管网 地区或者无污水处理厂地区，推行一体化环保厕所是短时间内能解决环境污染的问 题，减少河道污染。
因此，研究和开发一体化环保厕所的意义非常大，根据农村地区的条件及缺泛资金情况下，最好开发出来的一体化环保厕所是投资少、能耗低、效率高、运行维护简便、推入市场才比较有价值及意义。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种一体化环保厕所及实现内循环冲厕用水方法，以解决背景技术中的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一体化环保厕所，至少包括用厕部分和厕所污水处理部分，所述用厕部分与所述厕所污水处理部分之间通过污水总管路连通，所述用厕部分产生的污水通过所述污水总管路进入所述厕所污水处理部分进行处理。
进一步的，所述用厕部分至少包括便间、管理间以及位于所述便间下方的集水装置，所述便间与管理间与现有厕所的便间与管理间相同；所述集水装置至少包括集水池和抽水泵，所述集水池安装在所述便间下方，所述便间的污水流入所述集水池；所述抽水泵安装在所述集水池上，所述抽水泵与所述污水总管路连接，将所述集水池内的污水抽至所述厕所污水处理部分。
进一步的，所述厕所污水处理部分至少包括生化反应池、沉淀池、除磷过滤池和清水池以及支管路，所述生化反应池、沉淀池、除磷过滤池和清水池上均设置有所述支管路连通，所述支管路与用水总管路连通；所述生化反应池、沉淀池、除磷过滤池和清水池之间依次连通；污水在进入所述污水处理部分时，先经过生化反应池将污水中的有机物转化为无机物，而后经过沉淀池沉淀污水中的悬浮物，再经过除磷过滤池紫外灯灭菌，分离出无污染水进入清水池，进行循环再利用。
进一步的，所述厕所污水处理部分的所述生化反应池至少包括厌氧池、好氧池，以及在所述好氧池和所述厌氧池之间设置的插槽，所述好氧池和厌氧池与传统的好氧池与厌氧池作用相同，在所述好氧池中利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解有机物，污水中的NH3-N（氨氮）进行硝化反应生成硝酸根，同时水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，富集在微生物内，经沉淀分离后以富磷污泥的形式排出；在所述厌氧池中，反硝化细菌以污水中未分解的含碳有机物为碳源，将所述好氧池内通过内循环回流进来的硝酸根还原为N2而释放。
进一步的，所述厕所污水处理部分中的所述生化反应池至少设计第一生化反应池和第二生化反应池两个，两个生化反应池结构相同，且为串联连接；所述第一生化反应池和所述第二生化反应池的各厌氧池与好氧池之间通过位置调节形成串联的多级AO（Anaerobic-Oxic，厌氧-好氧）系统。
进一步的，所述厕所污水处理部分中的所述生化反应池内具有MBBR悬浮填料，该MBBR悬浮填料采用聚氨酯填料或聚乙烯填料或其它改性填料。
进一步的，所述厕所污水处理部分中的所述生化反应池内各所述厌氧池、好氧池中设置有独立的曝气装置，以加强各所述厌氧池、好氧池池内有机物与微生物及溶解氧接触，保障污水中有机物充分的氧化分解。
进一步的，在沉淀池内设置有沉泥斗和排泥管，排泥管设置在沉泥斗底端，与沉泥斗连接，沉淀池沉淀的悬浮物污泥经过沉泥斗和排泥管排出。进一步的，所述沉淀池上设置有回流泵，所述沉泥斗内沉淀的污泥通过所述回流泵回流至所述生化反应池的所述厌氧池中。
进一步的，所述除磷过滤池内设有除磷滤料层，所述除磷滤料层通过承托穿孔板设置在所述除磷滤料池内。
进一步的，所述支管路上安装有控制阀，所述控制阀控制各所述支管路的启闭和流量。
基于上述结构，本发明提供一种基于上述一体化环保厕所实现内循环冲厕用水方法以实现处理好的污水回用冲厕用水，减少水资源浪费，至少包括如下步骤：
Step1：根据一体化环保厕所用水量及污水浓度所需要处理的生活污水检测的CODCr、BOD5、TN、TP值及需要的去除率，设定厕所污水处理参数；
Step2：一体化环保厕所把用厕后的污水流入所述集水池，在所述集水池内有所述抽水泵，所述抽水泵把污水抽入所述厕所污水处理部分；
Step3：厕所的污水首先进入所述厕所污水处理部分的所述生化反应池中，依次经过所述生化反应池中各所述厌氧池-好氧池-厌氧池-好氧池形成的AO系统进行生化反应处理；在AO系统中添加有MBBR悬浮填料；
Step4：所述厕所污水处理部分为多级AO系统。所述生化反应池中具有所述曝气装置，关闭所述生化反应池中所述厌氧池的所述曝气装置，打开所述好氧池的所述曝气装置，使所述好氧池处于好氧环境，且曝气均匀；
Step5：厕所产生的污水经多级AO系统的所述生化反应池进入所述沉淀池中，在沉淀池沉淀后进入所述除磷过滤池除磷后排出到所述清水池；所述沉淀池内沉淀的污泥通过所述回流泵回流至所述化反应池内的厌氧池中，形成循环的污水处理系统。
进一步的，在步骤Step1中，当CODCr在0～600mg/L且去除率在85%或TN在0～50mg/L且去除率＜65%时，污水处理部分形成厌氧池-好氧池-厌氧池-好氧池两级AO系统；当CODCr在＞600mg/L且去除率在≥85%或TN＞50mg/L且去除率≥65%时，形成厌氧池-好氧池-厌氧池-好氧池-厌氧池-好氧池-厌氧池-好氧池组成的四级AO系统。
通过实施上述本发明提供的一体化环保厕所及内循环冲厕用水方法，具有如下技术效果：
（1）本一体化环保厕所的技术是通过污水处理部分与用厕的冲水系统连接，所有人用厕后所产生的废水流入底部集水池，在集水池内设置有抽水泵，利用抽水泵把污水抽至厕所污水处理部分，通过污水处理系统把污水处理好回冲厕所，可减少水资源浪费，同时也减少污水直排周边环境中，一举两得；
（2）本一体化环保厕所的污水处理部分采用是多级AO-MBBR污水处理方法，污水处理部分与厕所用水相连接，总管路上连通多个支管路，为化反应池内各池区进行分段进水，可以有效使每一级缺氧池的进水中的有机物正好用于反硝化所需的碳源，有效的利用和节约了碳源，同时，多级AO串联与MBBR悬浮填料的结合节省了硝化液回流的动力电能，降低能耗；
（3）本技术方案通过在沉淀池后端设置除磷过滤池，更加有效的提高了的污水处理装置的除磷效果，降低了出水的悬浮物含量。
附图说明
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
图1是本发明实施例中一体式环保厕所结构示意图；
图2是图1中便间侧视结构示意图；
图3是图1中污水处理部分结构示意图。
图中：
1、用厕部分；10、小便间；11、大便间；12、污水总管路；13、集水池；14、污水支管路；15、管理间；
2、厕所污水处理部分；20、生化反应池；200、厌氧池；201、好氧池；202、支管路；21、沉淀池；210、沉泥斗；211、排泥管；212、导流板；213、导流槽；22、清水池。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面采用如下实施例详细描述本发明的技术方案。
如图1所示的一体化环保厕所，至少包括用厕部分1和厕所污水处理部分2，用厕部分1与厕所污水处理部分2之间通过污水总管路12连通，用厕部分1产生的污水通过污水总管路12进入厕所污水处理部分2进行处理。
用厕部分1至少包括便间、管理间15以及位于便间下方的集水装置，便间与管理间15与现有厕所的便间与管理间15相同，如图1结合图2所示，便间设计为四间，分别是三间大便间11和一间小便间10,如图所示，在每一间便间的下方安装有污水支管路14（如图2所示），在小便间10的下方设置污水总管路12，污水总管路12与污水支管路14连接，统一处理各便间的污水；管理间15设计一间，管理整个厕所的外部环境和内部设施；集水装置至少包括集水池13和抽水泵，集水池13安装在便间下方，便间的污水流入集水池13；抽水泵安装在集水池13上，抽水泵与污水总管路12连接，将集水池13内的污水抽至厕所污水处理部分2。
如图1结合图3所示，厕所污水处理部分2至少包括生化反应池20、沉淀池21、除磷过滤池和清水池22以及支管路202，生化反应池20、沉淀池21、除磷过滤池和清水池22上均设置有支管路202连通，支管路202与用水总管路连通；生化反应池20、沉淀池21、除磷过滤池和清水池22之间依次连通；污水在进入厕所污水处理部分2时，先经过生化反应池20将污水中的有机物转化为无机物，而后经过沉淀池21沉淀污水中的悬浮物，再经过除磷过滤池紫外灯灭菌，分离出无污染水进入清水池22，进行循环再利用。
在本实施例中，一体化环保厕所污水处理部分2可以根据需要设置结构相同的第一生化反应池和第二生化反应池，两个生化反应池连通形成多级AO-MBBR污水处理系统，厕所污水处理部分2对于好氧池201和厌氧池200的使用与传统的好氧池与厌氧池使用和作用相同，在好氧池201中利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解有机物，污水中的NH3-N（氨氮）进行硝化反应生成硝酸根，同时水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，富集在微生物内，经沉淀分离后以富磷污泥的形式排出；在厌氧池200中，反硝化细菌以污水中未分解的含碳有机物为碳源，将好氧池内通过内循环回流进来的硝酸根还原为N2而释放；在实际操作中，以现有的厌氧池和好氧池的结构为准即可。
在厕所污水处理部分2中第一生化反应池和第二生化反应池内具有MBBR悬浮填料，该MBBR悬浮填料采用聚氨酯填料或聚乙烯填料或其它改性填料的任意一种。
在厕所污水处理部分2中第一生化反应池和第二生化反应池内各厌氧池200、好氧池201中设置有独立的曝气装置，以加强各厌氧池、好氧池池内有机物与微生物及溶解氧接触，保障污水中有机物充分的氧化分解。
在厕所污水处理部分2中生化反应池与沉淀池21连通，在本实施例中为第二生化反应池的最后一个好氧池与沉淀池21连通，在两者的连通处设置有过水网，拦截悬浮颗粒。
在沉淀池内设置有沉泥斗210和排泥管211，排泥管211设置在沉泥斗210底端，与沉泥斗210连接，沉淀池21沉淀的悬浮物污泥经过沉泥斗210和排泥管211排出；实际操作的结构中还可以在沉淀池21内设置导流板212和导流槽213，对支管路202的水流进行导流。
在沉淀池21上还设置有回流泵，沉泥斗210内沉淀的污泥通过回流泵回流至生化反应池的厌氧池200中，在本实施例中回流至第一生化反应池的第一个厌氧池中。
除磷过滤池内设有除磷滤料层，除磷滤料层通过承托穿孔板设置在除磷滤料池内，在实际操作中，除磷过滤池内还设有整流板和曝气反冲装置。
在厕所污水处理部分2中经过生化反应和沉淀除磷之后的水进入清水池22中，清水池22外接紫外线消毒设备，对清水池22中的水进行消毒杀菌，以备循环使用。
基于上述一体化环保厕所实现内循环冲厕用水方法，污水处理部分2至少包括如下步骤：
Step1：根据一体化环保厕所用水量及污水浓度所需要处理的生活污水检测的CODCr、BOD5、TN、TP值及需要的去除率，设定厕所污水处理参数；处理好的出水可回冲厕所用水；
Step2：一体化环保厕所把用厕后的污水流入集水池13，在集水池13内有抽水泵，抽水泵把污水抽入厕所污水处理部分2；
Step3：厕所的污水首先进入厕所污水处理部分2的生化反应池20中，依次经过生化反应池20中各厌氧池-好氧池-厌氧池-好氧池形成的多级AO系统进行生化反应处理；在AO系统中添加有MBBR悬浮填料；
Step4：厕所污水处理部分为多级AO系统；生化反应池20中具有曝气装置，关闭生化反应池20中厌氧池200的曝气装置，打开好氧池201的曝气装置，使好氧池201处于好氧环境，且曝气均匀；
Step5：厕所产生的污水经多级AO系统的生化反应池20进入沉淀池21中，在沉淀池21沉淀后进入除磷过滤池除磷后排出到清水池22；沉淀池21内沉淀的污泥通过回流泵回流至化反应池20内的厌氧池200中，形成循环的污水处理系统。
依据上述总体步骤，具体操作为：
Step1：根据需要处理的一体化环保厕所污水检测的CODCr、BOD5、TN、TP值及需要的去除率，设计好环保厕所污水处理部分2功能及污水处理参数，当CODCr在0～600mg/L且去除率在85%或TN在0～50mg/L且去除率＜65%时，调节厕所污水处理部分2的AO系统为厌氧池-好氧池-厌氧池-好氧池的两级AO系统；当CODCr在＞600mg/L且去除率在≥85%或TN＞50mg/L且去除率≥65%时，调节厕所污水处理部分2的AO系统为厌氧池-好氧池-厌氧池-好氧池-厌氧池-好氧池-厌氧池-好氧池组成的四级AO系统；
Step2：向一体化环保厕所的厕所污水处理部分2AO-MBBR系统中，第一生化反应池、第二生化反应池中各厌氧池、好氧池中添加MBBR悬浮填料，其中，厌氧池中MBBR悬浮填料的添加比例为厌氧池有效容积的10%-30%，好氧池中MBBR悬浮填料的添加比例为好氧池有效容积的30%-60%；
Step3：一体化环保厕所的厕所污水处理部分2AO-MBBR系统中，第一生化反应池、第二生化反应池内厌氧池、好氧池中均设有独立的曝气系统，厌氧池中的曝气系统设置为微开或关闭，好氧池中的曝气系统曝气均匀使好氧池处于好氧环境；
Step4：一体化环保厕所厕所污水处理部分2AO-MBBR系统中，污水经第二生化反应池进入沉淀池中，在沉淀池沉淀后进入除磷过滤池除磷后排出。
需要说明的是，在Step2中，厌氧池中MBBR悬浮填料的添加比例优选的设置为厌氧池有效容积的10%；好氧池中MBBR悬浮填料的添加比例优选的为好氧池有效容积的30%。
需要补充说明的是，除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”“端”、“侧”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何用途或者适应性变化，这些用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由权利要求书指出。
应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围的前提下进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (9)

1.一体化环保厕所，其特征在于，至少包括用厕部分和厕所污水处理部分，所述用厕部分与所述厕所污水处理部分之间通过污水总管路连通，所述用厕部分产生的污水通过所述污水总管路进入所述厕所污水处理部分进行处理。
2.如权利要求1所述的一体化环保厕所，其特征在于，所述用厕部分至少包括便间、管理间以及位于所述便间下方的集水装置，所述便间与管理间与现有厕所的便间与管理间相同；所述集水装置至少包括集水池和抽水泵，所述集水池安装在所述便间下方，所述便间的污水流入所述集水池；所述抽水泵安装在所述集水池上，所述抽水泵与所述污水总管路连接，将所述集水池内的污水抽至所述污水处理部分。
3.如权利要求2所述的一体化环保厕所，其特征在于，所述污水处理部分至少包括生化反应池、沉淀池、除磷过滤池和清水池以及紫外灯灭菌，所述生化反应池、沉淀池、除磷过滤池和清水池上均设置有所述支管路连通，所述支管路与用水总管路连通；所述生化反应池、沉淀池、除磷过滤池和清水池之间依次连通；污水在进入所述污水处理部分时，先经过生化反应池将污水中的有机物转化为无机物，而后经过沉淀池沉淀污水中的悬浮物，再经过除磷过滤池紫外灯灭菌，分离出无污染水进入清水池，进行循环再利用。
4.如权利要求3所述的一体化环保厕所，其特征在于，所述生化反应池至少包括厌氧池、好氧池，所述好氧池和厌氧池与传统的好氧池与厌氧池作用相同。
5.如权利要求4所述的一体化环保厕所，其特征在于，所述生化反应池至少设计第一生化反应池和第二生化反应池两个，两个生化反应池结构相同，且为串联连接；所述第一生化反应池和所述第二生化反应池的各厌氧池与好氧池之间通过位置调节形成串联的多级AO系统；
在所述生化反应池内具有MBBR悬浮填料，该MBBR悬浮填料采用聚氨酯填料或聚乙烯填料或其它改性填料的任意一种；
所述生化反应池内各所述厌氧池、好氧池中设置有独立的曝气装置，以加强各所述厌氧池、好氧池池内有机物与微生物及溶解氧接触，保障污水中有机物充分的氧化分解。
6.如权利要求5所述的一体化环保厕所，其特征在于，所述沉淀池内设置有沉泥斗和排泥管，所述排泥管设置在所述沉泥斗底端，与所述沉泥斗连接，所述沉淀池沉淀的悬浮物污泥经过所述沉泥斗和所述排泥管排出；
所述沉淀池与所述生化反应池连通的部分设置有过水网隔离悬浮颗粒；
所述沉淀池上还设置有回流泵，所述沉泥斗内沉淀的污泥通过所述回流泵回流至所述生化反应池的所述厌氧池中。
7.如权利要求6所述的一体化环保厕所，其特征在于，所述支管路上安装有控制阀，所述控制阀控制各所述支管路的启闭和流量。
8.一种基于上述权利要求7所述的一体化环保厕所实现内循环冲厕用水方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
Step1：根据一体化环保厕所用水量及污水浓度所需要处理的生活污水检测的CODCr、BOD5、TN、TP值及需要的去除率，设定厕所污水处理参数；
Step2：一体化环保厕所把用厕后的污水流入所述集水池，在所述集水池内有所述抽水泵，所述抽水泵把污水抽入所述厕所污水处理部分；
Step3：厕所的污水首先进入所述厕所污水处理部分的所述生化反应池中，依次经过所述生化反应池中各所述厌氧池-好氧池-厌氧池-好氧池形成的AO系统进行生化反应处理；在AO系统中添加有MBBR悬浮填料；
Step4：所述厕所污水处理部分为多级AO系统，
所述生化反应池中具有所述曝气装置，关闭所述生化反应池中所述厌氧池的所述曝气装置，打开所述好氧池的所述曝气装置，使所述好氧池处于好氧环境，且曝气均匀；
Step5：厕所产生的污水经多级AO系统的所述生化反应池进入所述沉淀池中，在沉淀池沉淀后进入所述除磷过滤池除磷后排出到所述清水池；所述沉淀池内沉淀的污泥通过所述回流泵回流至所述化反应池内的厌氧池中，形成循环的污水处理系统。
9.如权利要求8所述内循环冲厕用水方法，其特征在于，在步骤Step1中，当CODCr在0～600mg/L且去除率在85%或TN在0～50mg/L且去除率＜65%时，调整所述厕所污水处理部分形成厌氧池-好氧池-厌氧池-好氧池两级AO系统；当CODCr在＞600mg/L且去除率在≥85%或TN＞50mg/L且去除率≥65%时，调整所述厕所污水物理部分形成厌氧池-好氧池-厌氧池-好氧池-厌氧池-好氧池-厌氧池-好氧池组成的四级AO系统。
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