CN112624445A - 一种用于就地分散处理生猪散养粪液的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于就地分散处理生猪散养粪液的方法，待处理的污水经过进水管从上至下进入并充满预处理单元，一部分污泥沉降于底部的污泥箱内，经絮凝沉降后的水体经过水管道进入除磷主反应单元底部从下向上稳定流动，并与微电化学功能陶粒材料充分接触和反应，以吸附、降解污水中可溶性磷有害物质；同样，水体从除磷主反应单元从下向上转移到深度处理单元，通过采用膜技术、强电化学技术进行深度处理，被净化处理后的中水从该单元上部出水口自流排出；具有低成本、低能耗、易维护、高效率、二次污染风险小的处理技术体系和农村生活污水治理模式，有助于农村人居环境的改善。
Description
技术领域
本发明属于生态环境保护技术领域，具体涉及一种用于就地分散处理生猪散养粪液的方法。
背景技术
目前人们所熟知的广泛用于城市污水处理的二级生化处理等技术已经是相当完善的处理技术体系，但却难以应用于远离城郊管网的广大农村地区，一大原因是建设工程量大，投资大，建厂后营运费用高，加之处理工艺技术性较强，在我国广大农村现有条件下并无明显相对优势可言。大量事实表明：面对作为“生态涵养的主体区”的广大农村，迫切需要大力开发和推广小集中、大分散、就地达标处理、中水就近安全回用，具有低成本、低能耗、易维护、高效率、二次污染风险小的处理技术体系和农村生活污水治理模式。处理农村污水不应盲目照搬城市或者不符合当地实际污水治理模式，不能将农村生活污水治理与建管网、上设施简单画等号。积极开发推广农村改厕与农村生活污水治理有效衔接的技术体系，助力农村人居环境的改善。
发明内容
本发明在于解决现有技术中存在的不足之处，提供一种用于就地分散处理生猪散养粪液的方法，具有低成本、低能耗、易维护、高效率、二次污染风险小的处理技术体系和农村生活污水治理模式，有助于农村人居环境的改善。
一种用于水体净化和活化的一体化处理器，包括预处理单元、除磷主反应单元和深度处理单元。
所述除磷主反应单元内设有非易耗型和非化学药剂型的微电化学功能陶粒材料。
所述预处理单元出水口高度高于除磷主反应单元，所述除磷主反应单元出水口高于深度处理单元出水口。主要功能为通过絮凝沉降以去除水体中的悬浮状和胶体状物质。均不低于 150mm，以确保水体自流的静水压驱动力。
所述预处理单元、除磷主反应单元底端均设置有排泥管。
一种用于就地分散处理生猪散养粪液的方法，包括一种用于水体净化和活化的一体化处理器，包括以下步骤，
待处理的污水经过进水管从上至下进入并充满预处理单元，一部分污泥沉降于底部的污泥箱内，经絮凝沉降后的水体经过水管道进入除磷主反应单元底部从下向上稳定流动，并与微电化学功能陶粒材料充分接触和反应，以吸附、降解污水中可溶性磷有害物质；同样，水体从除磷主反应单元从下向上转移到深度处理单元，通过采用膜技术、强电化学技术进行深度处理，被净化处理后的中水从该单元上部出水口自流排出；
从化粪池、污水收集池和污水处理装备沉泥舱中定期清理出的污泥和粪渣，将通过常设的建后服务体系和当地农户密切合作，利用轻便灵活的车载式专用装置进行收集和专业化的再生技术就近进行处理，所得的营养土质被回用于当地农田。
经所述污水处理装备净化处理后的中水通过专设管道进入厕所水箱；剩余部分中水将用于粪渣和污泥资源化利用之前的冲洗与处理，在此过程中产生的污水将通过管道进入污水池，以备送入所述污水处理装备进行净化处理。
放置在除磷主反应单元中的陶粒材料使用寿命期为五年；在除磷主反应单元生命周期中，需对其不时进行功能恢复性处理，处理方法为：第一步，每季一次分单元放逐反应单元体里污水和沉泥仓里的污泥，然后关闭沉泥仓的排泥阀；第二步，采用处理后的水体将单元容积充满；第三步，最大限度地开启排泥阀放水冲洗；如此操作反复进行两到三次。
微电化学功能陶粒材料与反应单元中水体的之间的重量比为1∶(1.2-1.4)。
污水进入一体化污水处理器的水体整体停留时间约为2小时，在除磷主反应单元的停留时间为1小时。
除磷主反应单元中中的自极化微电化学反应陶粒材料，该陶粒材料具有多重微电化学反应功能，即能吸附降解污水中各类有害污染物，还能使水体结构发生变化，形成小分子团化的更具活性的中水。
作为一种处理技术体系，本发明根据广大农村地理和发展的差异性,将农村生活污水收集、就地分散处理和就近回用纳入一体化的半封闭系统，特别是与农厕改造建立起有效的衔接关系，提供了具有低成本、低能耗、易维护、高效率、二次污染风险小的处理技术体系和农村生活污水治理模式，有助于农村人居环境的改善。实验数据证明：经过本发明提供的三单元一体化处理器净化出后的水体中的磷氮等污染物浓度颗下降75-95％，水质不易退化。
附图说明
图1为实施案例之一的结构示意图；
图2为实施案例之二的结构示意图；
图3为是本发明流程和装备设计所依据的实测数据曲线图；
图4为是本发明的成球机结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-4和实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：一种用于水体净化和活化的一体化处理器，包括预处理单元、除磷主反应单元和深度处理单元。
所述除磷主反应单元内设有非易耗型和非化学药剂型的微电化学功能陶粒材料。
所述预处理单元出水口高度高于除磷主反应单元，所述除磷主反应单元出水口高于深度处理单元出水口。主要功能为通过絮凝沉降以去除水体中的悬浮状和胶体状物质。均不低于 150mm，以确保水体自流的静水压驱动力。
所述预处理单元、除磷主反应单元底端均设置有排泥管。
一种用于就地分散处理生猪散养粪液的方法，包括一种用于水体净化和活化的一体化处理器，包括以下步骤，
待处理的污水经过进水管从上至下进入并充满预处理单元，一部分污泥沉降于底部的污泥箱内，经絮凝沉降后的水体经过水管道进入除磷主反应单元底部从下向上稳定流动，并与微电化学功能陶粒材料充分接触和反应，以吸附、降解污水中可溶性磷有害物质；同样，水体从除磷主反应单元从下向上转移到深度处理单元，通过采用膜技术、强电化学技术进行深度处理，被净化处理后的中水从该单元上部出水口自流排出；
从化粪池、污水收集池和污水处理装备沉泥舱中定期清理出的污泥和粪渣，将通过常设的建后服务体系和当地农户密切合作，利用轻便灵活的车载式专用装置进行收集和专业化的再生技术就近进行处理，所得的营养土质被回用于当地农田。
经所述污水处理装备净化处理后的中水通过专设管道进入厕所水箱；剩余部分中水将用于粪渣和污泥资源化利用之前的冲洗与处理，在此过程中产生的污水将通过管道进入污水池，以备送入所述污水处理装备进行净化处理。
放置在除磷主反应单元中的陶粒材料使用寿命期为五年；在除磷主反应单元生命周期中，需对其不时进行功能恢复性处理，处理方法为：第一步，每季一次分单元放逐反应单元体里污水和沉泥仓里的污泥，然后关闭沉泥仓的排泥阀；第二步，采用处理后的水体将单元容积充满；第三步，最大限度地开启排泥阀放水冲洗；如此操作反复进行两到三次。
陶粒材料由以下材料组成，30％含水镁硅酸盐、20％硅酸铝钾盐、10％石英二长斑岩矿、8％含硼铁环状硅酸盐，其余为粘土，粒度不低于300目多种天然矿石原料。环状硅酸盐采用含硼铁环状硅酸盐。
一种陶粒材料的制备方法，包括如下步骤：1)成型：将将原料置于成球机内，成球机通过支架和支架底座设置振动电机，振动电机上设置连接杆，连接杆的自由端设置转动的球体，球体上均布有若干个锥形刺，在不使用时连接杆拉起，未处在料盘内，直至种球变大至4-6mm的陶瓷球生坯，将连接杆拉下使球体出于料盘内不与料盘接触，振动电机工作带动球体振动，同时成球机工作，料盘内的生球与球体接触，形成有凹槽的生球；2)烧结：将陶瓷球生坯在窑炉内按照50℃/hr升温至300℃，然后保温1hr，再按照180℃/hr升温至1300℃以上，保温20分钟，再自然冷却至室温。
所述成球机上设有支架底座17，所述支架底座17上通过弹簧16设有上底座19，所述上底座19上设有振动电机15，所述振动电机15上设有电动伸缩杆14，所述连接杆13与振动电机15铰接，所述振动电机上设有两个对称的连接杆13，所述连接杆13的自由端设有转动连接的球体，所述电动伸缩杆上端设有两个铰接的拉杆，两个拉杆18分别与对应的连接杆铰接。也可以采用四个连接杆，四个连接杆均布在振动电机15周侧，四个球体，成凹曹球效率更高效果更好，电动伸缩杆带动球体上升或下降(雨伞样式升降)。本发明的成球机在现有基础上增加上述结构，形成有凹槽的生球，生球外表面积大。
采用本发明的原料配方及制备方法，制备的陶瓷颗粒效率高，制备速度快，通过球体的作用，球体的外表面积提高了约60％，具有良好的孔隙率和足够的表面粗糙度；且内部孔隙发达、多微孔，表面粗糙、比表面积大，能获得较高的生物量，具有较好的生物氧化能力足够的强度和坚硬度、不易破碎；化学稳定好，抗酸碱能力强。利废环保，价格低廉；堆积比重轻，有足够的筒压强度，从而反冲洗能耗低，水头损失小；同时化学稳定性好，抗酸碱性能强，使用寿命长。
微电化学功能陶粒材料与反应单元中水体的之间的重量比为1∶1.2。
污水进入一体化污水处理器的水体整体停留时间约为2小时，在除磷主反应单元的停留时间为1小时。
除磷主反应单元中中的自极化微电化学反应陶粒材料，该陶粒材料具有多重微电化学反应功能，即能吸附降解污水中各类有害污染物，还能使水体结构发生变化，形成小分子团化的更具活性的中水。
作为一种处理技术体系，本发明根据广大农村地理和发展的差异性,将农村生活污水收集、就地分散处理和就近回用纳入一体化的半封闭系统，特别是与农厕改造建立起有效的衔接关系，提供了具有低成本、低能耗、易维护、高效率、二次污染风险小的处理技术体系和农村生活污水治理模式，有助于农村人居环境的改善。实验数据证明：经过本发明提供的三单元一体化处理器净化出后的水体中的磷氮等污染物浓度颗下降75-95％，水质不易退化。
实施例2：一种用于水体净化和活化的一体化处理器，包括预处理单元、除磷主反应单元和深度处理单元。
所述除磷主反应单元内设有非易耗型和非化学药剂型的微电化学功能陶粒材料。
所述预处理单元出水口高度高于除磷主反应单元，所述除磷主反应单元出水口高于深度处理单元出水口。主要功能为通过絮凝沉降以去除水体中的悬浮状和胶体状物质。均不低于 150mm，以确保水体自流的静水压驱动力。
所述预处理单元、除磷主反应单元底端均设置有排泥管。
一种用于就地分散处理生猪散养粪液的方法，包括一种用于水体净化和活化的一体化处理器，包括以下步骤，
待处理的污水经过进水管从上至下进入并充满预处理单元，一部分污泥沉降于底部的污泥箱内，经絮凝沉降后的水体经过水管道进入除磷主反应单元底部从下向上稳定流动，并与微电化学功能陶粒材料充分接触和反应，以吸附、降解污水中可溶性磷有害物质；同样，水体从除磷主反应单元从下向上转移到深度处理单元，通过采用膜技术、强电化学技术进行深度处理，被净化处理后的中水从该单元上部出水口自流排出；
从化粪池、污水收集池和污水处理装备沉泥舱中定期清理出的污泥和粪渣，将通过常设的建后服务体系和当地农户密切合作，利用轻便灵活的车载式专用装置进行收集和专业化的再生技术就近进行处理，所得的营养土质被回用于当地农田。
经所述污水处理装备净化处理后的中水通过专设管道进入厕所水箱；剩余部分中水将用于粪渣和污泥资源化利用之前的冲洗与处理，在此过程中产生的污水将通过管道进入污水池，以备送入所述污水处理装备进行净化处理。
放置在除磷主反应单元中的陶粒材料使用寿命期为五年；在除磷主反应单元生命周期中，需对其不时进行功能恢复性处理，处理方法为：第一步，每季一次分单元放逐反应单元体里污水和沉泥仓里的污泥，然后关闭沉泥仓的排泥阀；第二步，采用处理后的水体将单元容积充满；第三步，最大限度地开启排泥阀放水冲洗；如此操作反复进行两到三次。
陶粒材料由以下材料组成，40％含水镁硅酸盐、35％硅酸铝钾盐、15％石英二长斑岩矿、12％环状硅酸盐。环状硅酸盐采用含硼铁的环状硅酸盐。
微电化学功能陶粒材料与反应单元中水体的之间的重量比为1∶1.4。
污水进入一体化污水处理器的水体整体停留时间约为2小时，在除磷主反应单元的停留时间为1小时。
除磷主反应单元中中的自极化微电化学反应陶粒材料，该陶粒材料具有多重微电化学反应功能，即能吸附降解污水中各类有害污染物，还能使水体结构发生变化，形成小分子团化的更具活性的中水。
作为一种处理技术体系，本发明根据广大农村地理和发展的差异性,将农村生活污水收集、就地分散处理和就近回用纳入一体化的半封闭系统，特别是与农厕改造建立起有效的衔接关系，提供了具有低成本、低能耗、易维护、高效率、二次污染风险小的处理技术体系和农村生活污水治理模式，有助于农村人居环境的改善。实验数据证明：经过本发明提供的三单元一体化处理器净化出后的水体中的磷氮等污染物浓度颗下降75-95％，水质不易退化。
实施例3：一种用于水体净化和活化的一体化处理器，包括预处理单元、除磷主反应单元和深度处理单元。
所述除磷主反应单元内设有非易耗型和非化学药剂型的微电化学功能陶粒材料。
所述预处理单元出水口高度高于除磷主反应单元，所述除磷主反应单元出水口高于深度处理单元出水口。主要功能为通过絮凝沉降以去除水体中的悬浮状和胶体状物质。均不低于 150mm，以确保水体自流的静水压驱动力。
所述预处理单元、除磷主反应单元底端均设置有排泥管。
一种用于就地分散处理生猪散养粪液的方法，包括一种用于水体净化和活化的一体化处理器，包括以下步骤，
待处理的污水经过进水管从上至下进入并充满预处理单元，一部分污泥沉降于底部的污泥箱内，经絮凝沉降后的水体经过水管道进入除磷主反应单元底部从下向上稳定流动，并与微电化学功能陶粒材料充分接触和反应，以吸附、降解污水中可溶性磷有害物质；同样，水体从除磷主反应单元从下向上转移到深度处理单元，通过采用膜技术、强电化学技术进行深度处理，被净化处理后的中水从该单元上部出水口自流排出；
从化粪池、污水收集池和污水处理装备沉泥舱中定期清理出的污泥和粪渣，将通过常设的建后服务体系和当地农户密切合作，利用轻便灵活的车载式专用装置进行收集和专业化的再生技术就近进行处理，所得的营养土质被回用于当地农田。
经所述污水处理装备净化处理后的中水通过专设管道进入厕所水箱；剩余部分中水将用于粪渣和污泥资源化利用之前的冲洗与处理，在此过程中产生的污水将通过管道进入污水池，以备送入所述污水处理装备进行净化处理。
放置在除磷主反应单元中的陶粒材料使用寿命期为五年；在除磷主反应单元生命周期中，需对其不时进行功能恢复性处理，处理方法为：第一步，每季一次分单元放逐反应单元体里污水和沉泥仓里的污泥，然后关闭沉泥仓的排泥阀；第二步，采用处理后的水体将单元容积充满；第三步，最大限度地开启排泥阀放水冲洗；如此操作反复进行两到三次。
陶粒材料由以下材料组成，35％含水镁硅酸盐、28％硅酸铝钾盐、12％石英二长斑岩矿、10％含硼铁环状硅酸盐，其余为粘土，粒度不低于300目多种天然矿石原料。
微电化学功能陶粒材料与反应单元中水体的之间的重量比为1∶1.3。
污水进入一体化污水处理器的水体整体停留时间约为2小时，在除磷主反应单元的停留时间为1小时。
除磷主反应单元中中的自极化微电化学反应陶粒材料，该陶粒材料具有多重微电化学反应功能，即能吸附降解污水中各类有害污染物，还能使水体结构发生变化，形成小分子团化的更具活性的中水。
作为一种处理技术体系，本发明根据广大农村地理和发展的差异性,将农村生活污水收集、就地分散处理和就近回用纳入一体化的半封闭系统，特别是与农厕改造建立起有效的衔接关系，提供了具有低成本、低能耗、易维护、高效率、二次污染风险小的处理技术体系和农村生活污水治理模式，有助于农村人居环境的改善。实验数据证明：经过本发明提供的三单元一体化处理器净化出后的水体中的磷氮等污染物浓度颗下降75-95％，水质不易退化。
案例一
本实施案例是采用30％含水镁硅酸盐、25％硅酸铝钾盐、15％石英二长斑岩矿、12％含硼铁环状硅酸盐以及粘土等粒度为300目多种天然矿石原料，经过包括成球和窑炉烧结成型主要工序流程中制成直径5mm的主反应体陶粒材料。将所述陶粒装置在日处理15吨三单元的箱式的农村生活污水微型处理器，其处理原理与示意图图1所示完全一致。本处理器安装在有多户农家的小村庄生活污水汇集的一处的较大池塘附近。污水通过提升泵注入处理器的絮凝沉段单元，首先与安装在进水管上方加料器滴入的液态絮凝剂进行混合而
形成高浊度的固液混合体，并从本单元底部从下到上慢速地流入沉降箱体空间。在此空间里，通过大部分非溶解性絮状物下沉至沉泥仓内而实现COD和其他一些非溶解性有害物质的初步去除。浊度明显变小的水体再经过专设管道从絮凝沉降单元从下而上地流入装有作为反应材料的功能陶粒的除磷脱氮单元。水体在此单元里停留1.2小时，与功能陶粒之间进行着包括吸附、电极反应和氧化还原等一系列微电化学反应，并生成非溶解性的无机磷酸盐和硝酸盐以及部分气体反应物，使水得到化学的和物理的净化处理。经处理后的达标水体从出水口排到用作储存农田灌溉水的沟渠里。作为固体反应物的无机磷酸盐和硝酸盐将进入反应其底部的沉泥仓内。出水稳定达到城市生活污水一级A，其中氨氮、总磷、COD浓度指标有较高的富余量,分别达到45％-85％，30％-72％和67％-78％。
实施案例之二
本实施案例首先提供了一种日处理5吨水量的农村生活污水的小型处理器，其原理示意图如图1所示。图2是本实施案例中采用本发明处理器的短流程示意图。
本处理器安装在十多户的村落化粪池附近。化粪池上清液经过格栅从处理器中心筒体1流入后，与装置在中心筒体上方加料器滴入的液态絮凝剂充分混合而形成高浊度的固液混合体，并从底部减慢速度从下而上地流进外层筒体2与中心筒体1之间构成的环状沉降空间。在此空间里，通过大部分非溶解性絮状物下沉至沉泥仓内而实现COD和其他一些非溶解性有害物质的初步去除。浊度明显变小的水体再经过专设管道从絮凝沉降单元从下而上地流入由外层筒体与处理器外壳4之间构成的、装有作为反应材料的功能陶粒3的除磷脱氮单元。水体在此单元里停留1小时，与功能陶粒之间进行着包括吸附、电极反应和氧化还原等一系列微电化学反应，并生成非溶解性的无机磷酸盐和硝酸盐以及部分气体反应物，使水得到化学的和物理的净化处理。经处理后的达标水体从出水口排到附近雨水收集池中，固体反应物的无机磷酸盐和硝酸盐将进入反应其底部的沉泥仓内。按照图3流程示意图，雨水收集池里的水体作为水源，通过装置在雨水收集池中的所述三层袋式格栅和管系与农户厕所水箱连接。便后冲洗水与包括洗涤和厨用污水在内的其他生活用水一并再次排入化粪池，形成一个半封闭的循环水体系。
案例之三
本实施案例采用处理量为240吨/日的所述三单元式ZW一体化处理装置，安装在贵阳某污水处理厂用以处理含有一定比例工业污水的当地城市生活污水。污水进入所属一体化污水处理装备整体停留时间约为2小时，在除磷主反应单元的停留时间为1小时。该设备持续运行近两个月,氨氮、总磷、COD和SS的去除率一直均稳定在70-95％。本一体化处理装备的箱体尺寸：长8000x宽2000x高2500(mm),箱体空载重量：约6吨；满载重量：约45吨，总功率2KW。在本装备中，ZW微电化学反应材料为3-4mm直径的陶粒，其成分组成为20％硅酸铝钾盐、12％含硼铁环状硅酸盐，其余为含水镁硅酸盐及粘土，成形烧结温度为980℃。 ZW微电化学反应材料与反应单元中水体的之间的重量比为1∶1.2。第一单元的上入水腔体内装有多副隔水板系统，以提高絮凝剂与水体混合均匀性，确保絮状和胶体状污染物的絮凝沉降效果。
Claims (10)
1.一种用于就地分散处理生猪散养粪液的方法，其特征在于：包括以下步骤，
待处理的污水经过进水管从上至下进入并充满预处理单元，一部分污泥沉降于底部的污泥箱内，经絮凝沉降后的水体经过水管道进入除磷主反应单元底部从下向上稳定流动，并与微电化学功能陶粒材料充分接触和反应，以吸附、降解污水中可溶性磷有害物质；同样，水体从除磷主反应单元从下向上转移到深度处理单元，通过采用膜技术、强电化学技术进行深度处理，被净化处理后的中水从该单元上部出水口自流排出；
从化粪池、污水收集池和污水处理装备沉泥舱中定期清理出的污泥和粪渣，将通过常设的建后服务体系和当地农户密切合作，利用轻便灵活的车载式专用装置进行收集和专业化的再生技术就近进行处理，所得的营养土质被回用于当地农田。
2.一种如权利要求1中用于就地分散处理生猪散养粪液的方法，其特征在于：经所述污水处理装备净化处理后的中水通过专设管道进入厕所水箱；剩余部分中水将用于粪渣和污泥资源化利用之前的冲洗与处理，在此过程中产生的污水将通过管道进入污水池，以备送入所述污水处理装备进行净化处理。
3.一种如权利要求2中用于就地分散处理生猪散养粪液的方法，其特征在于：在除磷主反应单元生命周期中，需对其不时进行功能恢复性处理，处理方法为：第一步，每季一次分单元放逐反应单元体里污水和沉泥仓里的污泥，然后关闭沉泥仓的排泥阀；第二步，采用处理后的水体将单元容积充满；第三步，最大限度地开启排泥阀放水冲洗；如此操作反复进行两到三次。
4.如权利要求1中所述的一种用于水体净化和活化的一体化处理器，其特征在于：包括预处理单元、除磷主反应单元和深度处理单元。
5.如权利要求4所述的用于水体净化和活化的一体化处理器，其特征在于：所述除磷主反应单元内设有非易耗型和非化学药剂型的微电化学功能陶粒材料。
6.如权利要求5所述的用于水体净化和活化的一体化处理器，其特征在于： 所述预处理单元出水口高度高于除磷主反应单元，所述除磷主反应单元出水口高于深度处理单元出水口。
7.如权利要求6所述的用于水体净化和活化的一体化处理器，其特征在于：所述预处理单元、除磷主反应单元底端均设置有排泥管。
8.如权利要求7所述的用于水体净化和活化的一体化处理器，其特征在于：微电化学功能陶粒材料与反应单元中水体的之间的重量比为1∶（1.2-1.4）。
9.如权利要求8所述的用于水体净化和活化的一体化处理器，其特征在于：污水进入一体化污水处理器的水体整体停留时间约为2小时。
10.如权利要求9所述的用于水体净化和活化的一体化处理器，其特征在于：在除磷主反应单元的停留时间为1小时。
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