CN210012687U

CN210012687U - 一种粪便污水处理设备

Info

Publication number: CN210012687U
Application number: CN201920118938.1U
Authority: CN
Inventors: 滕一平; 周剑浩; 虞贺锋
Original assignee: Shanghai Qilao Technology Development Co Ltd
Current assignee: Guohuan Electric Technology Shanghai Co ltd
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2019-01-24
Publication date: 2020-02-04
Anticipated expiration: 2029-01-24

Abstract

一种粪便污水处理设备，包括：氧化剂制备腔室，氧化剂制备腔室内设有铁阳极和惰性阴极，铁阳极和惰性阴极的电导线伸出氧化剂制备腔室后连接电源连接端子，氧化剂制备腔室设有电解液入口，连通至氧化剂制备腔室内部；氧化腔室，氧化剂制备腔室通过第一管道连通至氧化腔室；氧化腔室顶部设有粪便污水进口；第一过滤腔室，第一过滤腔室内设有微米级过滤器，氧化腔室通过第二管道连通至第一过滤腔室的微米级过滤器上游；第二过滤腔室，第二过滤腔室内设有纳米级过滤器，所述微米级过滤器滤液出口连通至第二过滤腔室内纳米级过滤器上游。本实用新型避免了微生物的使用，细菌杀灭率高，工作过程不受环境温度的限制，实现了对粪便污水的即时处理。

Description

一种粪便污水处理设备

技术领域

本实用新型涉及污水处理和环境保护技术领域，尤其涉及一种粪便污水处理的设备。

背景技术

粪便污水指的是居民生活中排泄的洗涤水，其定义为含有粪便物质的生活污水，例如厕所的冲厕水。粪便污水是典型的高浓度有机污水，对粪便污水处理的基本任务是去除其中的各种有机物。现有的粪便污水处理方法主要是生物处理法，其利用微生物的生命活动，对污水中呈溶解态或胶体状态的有机物产生降解作用，从而使污水得到净化。这种方法，设备占地面积大、对温度要求苛刻、处理时间较长，污水处理效率低，因此，传统的粪便污水处理系统需要改进。

专利文献CN200310105989.4公开了一种适用于活动公厕或小区公厕的粪便污水的生物处理方法，包括厌氧发酵处理的步骤和好氧发酵处理的步骤。由于厌氧发酵对温度要求苛刻，好氧发酵的处理时间较长，因而，现有的粪便污水的生物处理方法存在着亟需改进的不足之处。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种粪便污水处理设备，可以在忽略环境温度要求的前提下，对粪便污水进行即时处理。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种粪便污水处理设备，包括：

氧化剂制备腔室，氧化剂制备腔室内设有铁阳极和惰性阴极，铁阳极和惰性阴极的电导线伸出氧化剂制备腔室后连接电源连接端子，氧化剂制备腔室设有电解液入口，连通至氧化剂制备腔室内部；

氧化腔室，氧化剂制备腔室通过第一管道连通至氧化腔室；氧化腔室顶部设有粪便污水进口；

第一过滤腔室，第一过滤腔室内设有微米级过滤器，氧化腔室通过第二管道连通至第一过滤腔室的微米级过滤器上游；

第二过滤腔室，第二过滤腔室内设有纳米级过滤器，所述微米级过滤器滤液出口连通至第二过滤腔室内纳米级过滤器上游。

在本申请一种优选实施例中，所述电解液为M(OH)_x溶液，其中M为金属元素，X为自然数。例如，M(OH)_x可以是KOH、NaOH、LiOH。

更优选地，所述电解液为NaOH溶液。

在一种优选实施例中，所述惰性阴极为电解过程中不参与反应的电极，如石墨电极。

在本申请一种优选实施例中，所述电解液的浓度为10～25mol/L，优选为14～17mol/L。

在一种优选实施例中，所述粪便污水处理设备包括电流密度调节器。

在本申请一种优选实施例中，电解过程中，电流密度调节器将电流密度控制在50～150mA/cm²，更优选为80～120mA/cm²，例如，88mA/cm²、96mA/cm²、105mA/cm²。

在本申请一种优选实施例中，所述粪便污水处理设备还包括频率为50Hz的正弦交流电源，做为铁阳极和惰性阴极的电源。

在本申请一种优选实施例中，在一种优选实施例中，所述氧化剂制备腔室包括换热器。

在更优选实施例中，所述电解过程中，换热器将电解的温度控制在10-60℃，更有选为30℃～60℃，更有选为40-50℃。

在本申请一种优选实施例中，电解的时间为至少10分钟，优选为20-120分钟，更优选为40-100分钟，更优选为50-80分钟，如60-70分钟。

在本申请一种优选实施例中，所述电解在有氧条件下进行。

在本申请一种优选实施例中，所述氧化剂在所述含粪便的污水内所占浓度优选为1-15mol/L，更优选为3-12mol/L，更优选为5-10mol/L，6～8mol/L。

在本申请一种优选实施例中，所述反应持续时间至少为5min，更优选为5～15min，更优选为7～10min，更优选为8～9min。

在一种优选实施例中，所述氧化腔室包括第二换热器。

在本申请一种优选实施例中，所述反应在5℃～50℃温度条件下进行，反应温度更优选为10℃～40℃，更优选为15℃～30℃，更优选为20℃～25℃。

在一种优选实施例中，所述氧化腔室包括被第一格栅板分隔开来的第一氧化腔室和第二氧化腔室，所述粪便污水进口设在所述第一氧化腔室的顶部。

更优选地，第二氧化腔室顶部设有溢流口，所述溢流口通过第二管道连通至第一过滤腔室。

更优选地，所述第一氧化腔室和所述第二氧化腔室的底部通过进气多孔板隔有气室，第一管道连通至所述气室内。

更优选地，所述第二氧化腔室的上部固定有进水多孔板；所述进水多孔板与所述进气多孔板之间固定有缓冲填料。

进一步地，所述缓冲填料的材质是聚丙烯塑料多面空心球。

进一步地，所述溢流口的位置高于所述缓冲填料的上表面。

更优选地，所述第一氧化腔室内设置有倾斜放置的第二格栅板，所述第二格栅板通过卡槽固定于所述第一氧化腔室的内壁。

优选地，所述第二格栅板顶部靠近第二氧化腔室，底部远离第二氧化腔室。更优选地，第二格栅板顶部位于第二氧化腔室与粪便污水进口之间。

进一步地，所述第二格栅板的上倾坡度为60度。

优选地，所述第一过滤腔室内还设有连通压缩空气的空气输入管，所述空气输入管设于所述微米级过滤器的下方。

优选地，所述粪便污水处理设备还包括排泥管和污泥池，所述氧化腔室、所述第一过滤腔室、第二过滤腔室中的一种或几种中的污泥分别通过所述排泥管排出。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型提供一种粪便污水处理设备，包括依次连通的氧化剂制备腔室、氧化腔室、所述第一过滤腔室、第二过滤腔室，粪便污水在氧化腔室发生化学反应，在第一过滤腔室、第二过滤腔室中发生纯物理变化，避免了微生物的使用，细菌杀灭率高，工作过程不受环境温度的限制，实现了对粪便污水的即时处理。

附图说明

构成本申请的一部分附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的一种粪便污水处理设备连接结构示意图。

图2是本实用新型优选实施例的一种氧化腔室结构示意图。

1、氧化剂制备腔室；10、电解液进口；11、阳极；12、阴极；2、氧化腔室；20、氧化剂输入管道；201、第一氧化腔室；202、第二氧化腔室；21、第一格栅板；22、进气多孔板；23、进水多孔板；24、缓冲填料；25、第二格栅板；26、粪便污水进口；27、溢流口；28、氧化剂释放盘；29、排泥管；3、第一过滤腔室；4、第二过滤腔室；5第一管道；6、第二管道；7、第三管道；8、排水出口；9、电源。

具体实施方式

本实用新型提供一种粪便污水处理系统，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本实用新型的一种粪便污水处理设备的连接结构示意图。粪便污水处理设备包括依次连通的氧化剂制备腔室1、氧化腔室2、第一过滤腔室3、和第二过滤腔室4。

所述氧化剂制备腔室1顶部设有电解液进口10，用于将电解液注入到氧化剂制备腔室1内的空腔内。氧化剂制备腔室1内还设有一个或多个电解阳极11、电解阴极12，所述电解阳极11、电解阴极12浸泡于氧化剂制备腔室1的电解液中，当电解电源9电连接所述电解阳极11、电解阴极12时，即可进行电解，产生用于对含粪便的污水进行强氧化的氧化剂，所述氧化剂从底部氧化剂输出口输出，通过第一管道5进入到氧化腔室2的底部。

所述氧化腔室2的底部设有与第一管道5连通的氧化剂释放盘28。所述氧化腔室2的顶部设有连通集粪池的粪便污水进口26。作为公厕的基本设施，座便器、蹲便器、小便池及洗手盆均连通至地下的集粪池。在预处理装置对所述集粪池内的含粪便的污水进行预处理后，污水提升泵将含粪便的污水抽到位于所述氧化腔室2的顶部的所述粪便污水进口26，以便于在氧化腔室2内进行氧化处理。

参照图2，所述氧化腔室2包括被第一格栅板21分隔开来的第一氧化腔室201和第二氧化腔室202；所述粪便污水进口26设在所述第一氧化腔室201的顶部；溢流口27设在所述第二氧化腔室202的顶部；所述氧化剂释放盘28设在所述第一氧化腔室201和所述第二氧化腔室202的底部。其中，所述第一格栅板21采用PE多孔隔板，所述第一氧化腔室201预氧化后的含粪便的污水缓慢进入所述第二氧化腔室202进行再次氧化。

氧化剂进入所述第一氧化腔室201和所述第二氧化腔室202的底部，自下而上运动与内盛的含粪便的污水充分混合，产生强氧化作用，具体为：降解COD；脱色；及杀灭细菌和有害微生物。

在一种优选的实施例中，所述第一氧化腔室201和所述第二氧化腔室202的底部通过进气多孔板22隔有气室。所述氧化剂释放盘28位于所述气室内。所述第二氧化腔室202的上部固定有进水多孔板23。所述进水多孔板23与所述进气多孔板22之间固定有缓冲填料24，所述缓冲填料24的材质是聚丙烯塑料多面空心球，多面空心球在所述第二氧化腔室202内的填充高度为所述第二氧化腔室202高度的80％，多面空心球对氧化剂起到了一定的阻挡作用，延长了氧化剂在含粪便的污水中的停留时间。所述溢流口27的位置高于所述缓冲填料24的上表面。

在一种更优选的实施例中，所述第一氧化腔室201内还设置有倾斜放置的第二格栅板25。所述第二格栅板25通过卡槽固定于所述第一氧化腔室201的内壁。所述第二格栅板25的上倾坡度为60度。倾斜放置的所述第二栅格板25，增强了粪便污水处理系统对污水中粪便、纸屑、病原虫等杂质的截留作用，提升了降解效果，降低了污水中悬浮物浓度。

所述含粪便的污水流经所述第一氧化腔室201后，进入所述第二氧化腔室202，沿所述缓冲填料24的空隙向下流动，所述氧化剂释放盘28释放的所述氧化剂自下而上运动，与所述缓冲填料24中流动的含粪便的污水进行混合。所述缓冲填料24的作用是延长氧化剂与含粪便的污水的接触时间，使其有足够的时间降解含粪水的污水中的污染物，具体为：含粪便污水在缓冲填料24的空隙形成的通道中运动，由于空隙杂乱分布，因此含粪便污水沿空隙形成的曲折通道运动，增加了运动路程和停留时间。由于氧化剂的强氧化作用，含粪便的污水在设备内停留的时间仅约20分钟，就可以达到充分降解污染物的目的。现有的生物法处理技术中，在微生物载体厌氧停留时间大约是8小时，在好氧阶段停留时间大于24小时。本实用新型大大缩短了对含粪便的污水的处理时间，实现了即时处理。

所述氧化腔室2的下游还设有第一过滤腔室3，所述氧化腔室2与所述第一过滤腔室3之间通过第二管道6连通，具体地，所述第一过滤腔室3通过所述溢流口27以及与溢流口连通的第二管道6连通至所述氧化腔室2。所述第一过滤腔室3内设有微米级过滤器。所述微米级过滤器内设有微米级过滤膜，使泥水分离后的水质更加清澈。

所述氧化腔室2和所述第一过滤腔室3的底部设有排泥管29，所述排泥管29上设有多个穿孔，用于吸纳从含粪便的污水中分离出来的污泥。

在一种优选的实施例中，所述第一过滤腔室3内还设有空气输入管。压缩后的空气进入所述空气输入管后，与第一过滤腔室3内含粪便的污水混合，气水混合后产生大量的上升气泡，这些气泡起到对所述微米级过滤膜的微米膜面的摩擦作用，从而降低了微米膜面的污堵。

泥水分离后，污泥通过第三管道7流至第二过滤腔室4，第二过滤腔室4内设有纳米级过滤器。所述纳米级过滤单元内设有纳米级过滤膜，颗粒较大的物质被阻隔在纳米级过滤膜的外面，水分子透过所述纳米级过滤膜形成洁净水，进一步使所述清液达到排放合格水平，并从所述第二过滤腔室4的排水出口8排出。

实施例1

NaOH水溶液作为电解液，电解液浓度为14mol/L。

频率为50Hz的正弦交流电为电源，采用铁阳极和石墨阴极进行电解，电流密度为88mA/cm²，电解的温度为30℃-60℃。电解在空气环境下即可。电解时间可以为60分钟。电流密度可以通过电流密度调节器进行调节，电解温度可以通过养护剂制备腔室1内的换热器进行调节。

电解后的溶液中含有氧化剂，将电解后的溶液送入集粪池内，或者，集粪池内的含粪便的污水提升至氧化腔室2，电解后的溶液送入氧化腔室内。反应温度可以通过氧化腔室2内的第二换热器进行调节，并优选为控制反应温度在20℃～30℃。

反应过程中，所述氧化剂在含粪便的污水内所占浓度优选为6mol/L，所述反应持续时间7min，本实施例中，对埃希氏大肠(杆)菌的杀菌效果在99.9％左右。

实施例2

NaOH水溶液作为电解液，电解液浓度为14mol/L。

频率为50Hz的正弦交流电为电源，采用铁阳极和石墨阴极进行电解，电流密度为88mA/cm²，电解的温度为30℃-60℃。电解在空气环境下即可。电解时间可以为60分钟。

电解后的溶液中含有氧化剂，将电解后的溶液送入集粪池内，或者，集粪池内的含粪便的污水提升至氧化腔室，电解后的溶液送入氧化腔室内。

反应过程中，所述氧化剂在含粪便的污水内所占浓度优选为7mol/L，所述反应持续时间7min。本实施例中，99％的大肠菌和97％的可生细菌被去除；对埃希氏大肠(杆)菌的杀菌效果在99.9％左右。

实施例3

NaOH水溶液作为电解液，电解液浓度为14mol/L。

反应过程中，所述氧化剂在含粪便的污水内所占浓度优选为7mol/L，所述反应持续时间7min，反应温度为15～30℃。本实施例中，99％的大肠菌和97％的可生细菌被去除；对埃希氏大肠(杆)菌的杀菌效果在99.9％左右，22％的氨和将近99％的氢化硫被去除。

现有的生物法处理技术中，在微生物载体厌氧停留时间大约是8小时，在好氧阶段停留时间大于24小时。本实用新型上述实施例中，仅需约20分钟，就可以达到充分降解污染物的目的。大大缩短了粪便污水的处理时间，实现了粪便污水的即时处理。

高铁酸盐在去除重金属离子、有机污染物等方面具有较大的优势，但是高铁酸盐也具有很强的絮凝效果，促进固体沉积，因此，在含粪便污水这种高固含量污水的处理中，未见使用。但是出人意料的是，本实用新型实施例中的氧化方法能使含粪便的污水的最终污泥减量达50％以上，在上海某社区持续处理含粪便污水2年，未发生污泥沉积淤堵，不需要进行污泥清理，处理后的水可以作为冲洗厕所的水进行循环使用。

采用本实用新型方法处理后的污染物去除情况如下表：

表1，含粪便污水处理结果

项目	处理前	处理后	去除率
				样品状态	黑色浑浊液体	无色微浊液体	/
pH	6.25	6.14	/
				化学需氧量(COD)，mg/L	1.72×10<sup>3</sup>	19	98.9％
氨氮(以N计)，mg/L	92.4	0.39	99.6％
				总氮(以N计)，mg/L	99.0	1.30	98.7％
总磷(以P计)，mg/L	11.5	未检出(<0.01)	99.9％

上述实验结果显示，经过本实用新型提出的一种粪便污水处理方法处理后的污水能够达到GB 18918-2002中的一级A标准。

本实用新型实施例的粪便污水处理方法避免了微生物的使用，纯粹为物理化学的方法，对环境温度的要求极低。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims

1.一种粪便污水处理设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种粪便污水处理设备，其特征在于，所述电解液为M(OH)_x溶液，其中M为金属元素，X为自然数。

3.根据权利要求1所述的一种粪便污水处理设备，其特征在于，所述粪便污水处理设备包括电流密度调节器。

4.根据权利要求1所述的一种粪便污水处理设备，其特征在于，所述粪便污水处理设备还包括频率为50Hz的正弦交流电源，作为铁阳极和惰性阴极的电源。

5.根据权利要求1所述的粪便污水处理设备，其特征在于，所述氧化剂制备腔室包括换热器。

6.根据权利要求1所述的一种粪便污水处理设备，其特征在于，所述氧化腔室包括被第一格栅板分隔开来的第一氧化腔室和第二氧化腔室，所述粪便污水进口设在所述第一氧化腔室的顶部。

7.根据权利要求6所述的一种粪便污水处理设备，其特征在于，第二氧化腔室顶部设有溢流口，所述溢流口通过第二管道连通至第一过滤腔室。

8.根据权利要求6所述的一种粪便污水处理设备，其特征在于，所述第一氧化腔室和所述第二氧化腔室的底部通过进气多孔板隔有气室，第一管道连通至所述气室内。

9.根据权利要求8所述的一种粪便污水处理设备，其特征在于，所述第二氧化腔室的上部固定有进水多孔板；所述进水多孔板与所述进气多孔板之间固定有缓冲填料。

10.根据权利要求1所述的一种粪便污水处理设备，其特征在于，所述氧化腔室包括第二换热器。