CN115159799A - 一种提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构，其中化粪池第一格对接入的黑水厌氧发酵分解分层，并令中间层的粪液进入所述化粪池第二格；所述化粪池第二格对接入的粪液进一步厌氧发酵后，再将粪液排出至所述化粪池第三格；所述化粪池第三格设置有与外部连通的空气循环通道，并在其内部设置有多个露出污水液面预定高度、且可于污水中持续转动的生物转盘，所述生物转盘表面被覆生物膜；当所述生物转盘转出污水液面时，通过其表面的生物膜外的水膜提高溶解氧含量；当所述生物转盘转入污水液面时，则通过所述生物膜吸附污水内的有机污染物，并吸收所述生物膜外的水膜中的溶解氧，以对吸附的有机污染物进行分解。
Description
技术领域
本发明涉及一种黑水处理系统，尤其涉及一种提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构。
背景技术
现有技术中，对于农村的厕所粪污水(即黑水)多是采用三格化粪池进行无害化处理，处理后部分用于农业种植，多余排水自流进入污水收集管网。
三格化粪池结构构造简单、造价成本低廉且无动力消耗，已成为农村厕所粪污预处理的主要工艺之一。其主要利用沉淀和厌氧发酵等作用去除污水中的有机物和病原体等，同时将有机氮磷转化为无机氮磷，以实现厕所粪污资源化利用。
但是，现有的三格化粪池的出水COD仍较高，不能满足农田灌溉水质标准的要求，且长期使用COD超标污水，存在土壤退化和农作物烂根等系列隐患。此外，化粪池出水氮素主要以氨氮为主，对于农田作物或蔬菜来说，为达到预期产量，作物仅吸收氨态氮是不够的，同时需要吸收部分硝酸氮，现有的化粪池结构难以满足上述需求。
发明内容
本发明针对现有技术的弊端，提供一种提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构。
本发明所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构，包括依次设置的化粪池第一格、化粪池第二格、和化粪池第三格，所述化粪池第一格对接入的黑水厌氧发酵分解分层，并令中间层的粪液进入所述化粪池第二格；
所述化粪池第二格对接入的粪液进一步厌氧发酵后，再将粪液排出至所述化粪池第三格；
所述化粪池第三格设置有与外部连通的空气循环通道，并在其内部设置有多个露出污水液面预定高度、且可于污水中持续转动的生物转盘，所述生物转盘表面被覆生物膜；
当所述生物转盘转出污水液面时，通过其表面的生物膜外的水膜提高溶解氧含量；
当所述生物转盘转入污水液面时，则通过所述生物膜吸附污水内的有机污染物，并吸收所述生物膜外的水膜中的溶解氧，以对吸附的有机污染物进行分解。
本发明所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构中，所述生物转盘浸入污水液面下的深度为该生物转盘直径的1/3～1/2。
本发明所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构中，所述化粪池第一格靠近出液口的一侧设置垂直下插的分离隔板，且所述分离隔板的底端与所述化粪池第一格的池底之间形成溢流通道；
所述化粪池第二格的中部设置垂直下插的隔板，且所述隔板的底端与所述化粪池第二格的池底之间形成粪液溢流通道。
本发明所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构中，所述化粪池第三格在对应于化粪池第二格的出液口处设置有用于滤除粪液中的悬浮物的溢流堰。
本发明所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构中，所述生物转盘包括圆盘骨架和附着于所述圆盘骨架上的腈纶布片；
所述圆盘骨架的中心具有穿设孔，并被可转动的转轴穿设固定。
本发明所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构中，还包括设置于所述化粪池第三格侧壁的滑轨；
所述转轴的端部设置于所述滑轨内，并可沿所述滑轨移动，以支撑所述生物转盘露出污水液面预定高度。
本发明所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构中，还包括驱动所述转轴的端部沿所述滑轨移动的升降驱动装置，和驱动所述转轴转动的转动驱动装置。
本发明所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构中，还包括设置于所述化粪池第三格外部的风光发电装置；
所述风光发电装置分别为所述升降驱动装置和所述转动驱动装置提供电能，以令所述升降驱动装置驱动所述转轴的端部沿所述滑轨移动、和令所述转动驱动装置驱动所述转轴转动。
本发明所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构中，还包括用于感测所述污水液面当前高度的位置感测传感器；
所述升降驱动装置根据所述位置感测传感器的感测信号驱动所述转轴的端部沿所述滑轨移动，以维持所述生物转盘露出污水液面至预定高度。
本发明所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构中，所述空气循环通道位于所述化粪池第三格外部的末端设置有风帽。
本发明所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构中，通过在化粪池第三格内设置浸入污水液面预定深度的生物转盘，并通过该生物转盘有效降低化粪池出水中的有机污染物浓度，同时能够定向调控硝酸盐与氨盐的比例，以降低氨盐浓度，使得出水更加适于农田灌溉。
附图说明
图1为本发明所述提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构的示意图；
图2为本发明所述提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构中化粪池第三格的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1、图2所示，本发明所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构，包括依次设置的化粪池第一格1、化粪池第二格2、和化粪池第三格3。
其中，所述化粪池第一格1对自接头13接入的黑水进行厌氧发酵分解分层，即分层为上层粪皮、中间层粪液、和底层粪渣，以去除部分污染物，阻留沉淀寄生虫卵，截留沉淀大部分固体物质，使化粪池第一格1内的污水相对静止或缓慢流动，水力停留时间较长，利于发酵和降低污水的COD，而后再将中间层的粪液通过出液口11排出而进入到所述化粪池第二格2。进一步的，还可在所述化粪池第一格1靠近所述出液口11的一侧(例如距离所述出液口11距离为化粪池第一格1的1/5长度处)设置垂直下插的分离隔板12，并令所述分离隔板12的插入深度为化粪池深度的3/5，以在所述分离隔板12的底端与所述化粪池第一格1的池底之间形成溢流通道14，这样就可减少化粪池第一格1中上层粪皮和底层粪渣进入到化粪池第二格2，以确保仅有中间层的粪液进入化粪池第二格2，从而降低所述化粪池第二格2中的悬浮物的浓度。与前述化粪池第一格1类似，所述化粪池第二格2继续对接入的粪液厌氧发酵，以阻留沉淀寄生虫卵，并通过深度厌氧发酵，使游离氨浓度上升，达到杀菌杀卵的目的。在所述化粪池第二格2内污水中的固体物质明显减少，污水流动也更加缓慢。所述化粪池第二格2中粪液通过出液口21被排出至所述化粪池第三格3。
进一步的，本发明所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构中，还在所述化粪池第二格2的中部设置垂直下插的隔板22，所述隔板22的底端221与所述化粪池第二格2的池底之间形成粪液溢流通道23，这样，自化粪池第一格1进入的粪液(即黑水)在落入化粪池第二格2的前半部分后，会从所述粪液溢流通道23流向化粪池第二格2的后半部分，可以起到阻隔和沉淀悬浮物的作用，避免悬浮物含量过高。
所述化粪池第三格3在对应于化粪池第二格2的出液口21处设置有用于滤除粪液中的悬浮物的溢流堰32，所述溢流堰32可令悬浮物滞留而令污水漏出。在所述化粪池第三格3还设置有与外部连通的空气循环通道31，以保证化粪池第三格3具有良好的空气循环，确保氧化还原环境条件。所述空气循环通道31位于所述化粪池第三格3外部的末端设置有起防护作用的风帽311。当前的化粪池第三格3中，其污水中的病菌和虫卵已基本杀灭和除去，但是有机碳、有机氮、和氨氮等有机污染物的浓度仍较高，为此，本发明在所述化粪池第三格3的内部还设置有多个露出污水液面预定高度、且可于污水中持续转动的生物转盘34(例如，令所述生物转盘34浸入污水液面下的深度为该生物转盘34直径的1/3～1/2)，所述生物转盘34表面被覆生物膜，所述生物膜可通过所述生物转盘34在转动过程中交替的接触污水和空气后自然形成，且其中转化有机碳、有机氮、和氨氮的相关菌种数量会持续增加。当所述生物转盘34自污水中转出污水液面时，生物膜即与空气接触，令空气不断的溶解到生物膜外的水膜中，从而提高了生物膜外的水膜的溶解氧含量。而当所述生物转盘34转入污水液面内时，则会通过所述生物膜吸附污水内的有机污染物(诸如有机碳、有机氮、或者氨氮等)，并吸收所述生物膜外的水膜中的溶解氧，以对吸附的有机污染物进行分解。在所述生物转盘34的连续转动过程中，在生物转盘34上附着的生物膜与污水以及空气之间，除进行有机污染物(如BOD、COD)与氧气的传递外.还有其他物质(如CO2、NH3等)的传递，形成一个连续的吸附、氧化分解、吸氧的过程，使污水不断得到净化。经过上述处理，可有效降低化粪池出水中的有机污染物浓度，并能够通过调节所述生物转盘34的转速来定向调控硝酸盐与氨盐的比例，以降低氨盐浓度，使得出水更加适于农田灌溉。
本发明所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构中，所述生物转盘34具体包括圆盘骨架341和附着于所述圆盘骨架341上的腈纶布片342；在所述圆盘骨架341的中心具有穿设孔343，该穿设孔343被可转动的转轴35穿设并固定，使得所述转轴35转动时能够带动所述圆盘骨架341同步转动，也即带动生物转盘34同步转动。
此外，本发明中还在所述化粪池第三格3的侧壁设置了滑轨36。所述转轴35的端部设置于所述滑轨36内，并可沿所述滑轨36做上下方向的移动，进而支撑所述生物转盘34露出污水液面至预定的高度。
本发明所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构中，还包括驱动所述转轴35的端部沿所述滑轨36做上下方向移动的升降驱动装置(图中未示，可采用现有技术中的由电动机带动的链条传动方式进行驱动，或者以电动机带动的电动缸以直接顶推的方式进行驱动)，和驱动所述转轴35转动的转动驱动装置(图中未示，可采用现有技术中的电动机带动的链条传动方式进行驱动)。
为了实现上述的以电能作为动力的所述升降驱动装置和转动驱动装置的正常运行，本发明中还在所述化粪池第三格3的外部设置了风光发电装置33，所述风光发电装置33分别为所述升降驱动装置和所述转动驱动装置提供电能，以令所述升降驱动装置驱动所述转轴35的端部沿所述滑轨36移动、和令所述转动驱动装置驱动所述转轴35转动。所述风光发电设备33可具体为风力发电设备，也可为太阳能发电设备，或者，采用风力发电设备与太阳能发电设备的综合体来实现。
为了准确的控制所述生物转盘34在污水中的浸入深度，也即控制所述生物转盘34露出污水液面至预定高度，本发明中还设置了用于感测所述污水液面当前高度的位置感测传感器(图中未示)，所述升降驱动装置根据所述位置感测传感器的感测信号驱动所述转轴35的端部沿所述滑轨36移动，以维持所述生物转盘34露出污水液面至预定高度。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构，包括依次设置的化粪池第一格、化粪池第二格、和化粪池第三格，其特征在于，所述化粪池第一格对接入的黑水厌氧发酵分解分层，并令中间层的粪液进入所述化粪池第二格；
所述化粪池第二格对接入的粪液进一步厌氧发酵后，再将粪液排出至所述化粪池第三格；
所述化粪池第三格设置有与外部连通的空气循环通道，并在其内部设置有多个露出污水液面预定高度、且可于污水中持续转动的生物转盘，所述生物转盘表面被覆生物膜；
当所述生物转盘转出污水液面时，通过其表面的生物膜外的水膜提高溶解氧含量；
当所述生物转盘转入污水液面时，则通过所述生物膜吸附污水内的有机污染物，并吸收所述生物膜外的水膜中的溶解氧，以对吸附的有机污染物进行分解。
2.如权利要求1所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构，其特征在于，所述生物转盘浸入污水液面下的深度为该生物转盘直径的1/3～1/2。
3.如权利要求1所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构，其特征在于，所述化粪池第一格靠近出液口的一侧设置垂直下插的分离隔板，且所述分离隔板的底端与所述化粪池第一格的池底之间形成溢流通道；
所述化粪池第二格的中部设置垂直下插的隔板，且所述隔板的底端与所述化粪池第二格的池底之间形成粪液溢流通道。
4.如权利要求1所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构，其特征在于，所述化粪池第三格在对应于化粪池第二格的出液口处设置有用于滤除粪液中的悬浮物的溢流堰。
5.如权利要求1所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构，其特征在于，所述生物转盘包括圆盘骨架和附着于所述圆盘骨架上的腈纶布片；
所述圆盘骨架的中心具有穿设孔，并被可转动的转轴穿设固定。
6.如权利要求5所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构，其特征在于，还包括设置于所述化粪池第三格侧壁的滑轨；
所述转轴的端部设置于所述滑轨内，并可沿所述滑轨移动，以支撑所述生物转盘露出污水液面预定高度。
7.如权利要求6所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构，其特征在于，还包括驱动所述转轴的端部沿所述滑轨移动的升降驱动装置，和驱动所述转轴转动的转动驱动装置。
8.如权利要求7所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构，其特征在于，还包括设置于所述化粪池第三格外部的风光发电装置；
所述风光发电装置分别为所述升降驱动装置和所述转动驱动装置提供电能，以令所述升降驱动装置驱动所述转轴的端部沿所述滑轨移动、和令所述转动驱动装置驱动所述转轴转动。
9.如权利要求8所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构，其特征在于，还包括用于感测所述污水液面当前高度的位置感测传感器；
所述升降驱动装置根据所述位置感测传感器的感测信号驱动所述转轴的端部沿所述滑轨移动，以维持所述生物转盘露出污水液面至预定高度。
10.如权利要求1所述的提高黑水资源化利用能力的改良型化粪池结构，其特征在于，所述空气循环通道位于所述化粪池第三格外部的末端设置有风帽。
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