申请日2017.08.07
公开(公告)日2017.11.03
IPC分类号B09B3/00; B09B5/00; C12M1/107; C12P5/02
摘要
本发明为农村生活垃圾与生活污水一体化分散处理装置及其方法，包括多个底部标高依次递减排列的垃圾箱，每个垃圾箱由下到上分别为导排层、垃圾层、防臭与植被层，导排层包括卵石层和污水导排管;垃圾箱中部设置导气管并与底部污水导排管连通;垃圾箱顶部铺设有污水回灌管和水封集气罩;本发明通过多个垃圾箱的垃圾装填‑混合污水回灌‑腐熟‑生活污水处理‑开挖等过程和操作，实现庭院的美化和清洁能源沼气的供给;实现生活垃圾、渗滤液和生活污水的同步处理;并通过回喷混合污水，经过多级人工湿地、厌氧、准好氧生物反应器处理，加速污水和垃圾中有机物和氮污染物的快速去除和甲烷的产生，实现污水减量化和生活垃圾的快速稳定化。
权利要求书
1.农村生活垃圾与生活污水一体化分散处理装置，其特征在于，包括多个底部标高依次递减排列的垃圾箱;每个垃圾箱由下到上分别为导排层(6)、垃圾层(7)、防臭与植被层(8)，导排层(6)包括卵石层和污水导排管(1);垃圾箱中部设置竖直的导气管(2)，导气管(2)顶部高出防臭与植被层，导气管(2)底部与污水导排管(1)相互连通;垃圾箱顶部铺设有污水回灌管(3)，污水回灌管(3)与污水泵连接;垃圾箱顶部还设置水封集气罩(9)，所述的水封集气罩(9)盖在垃圾箱上，将垃圾箱密封，收集厌氧阶段的沼气，所述的水封集气罩(9)连接沼气管(10);
污水泵、水封集气罩(9)均可移动和卸载。
2.根据权利要求1所述的农村生活垃圾与生活污水一体化分散处理装置的处理方法，其特征在于，包括以下阶段：
所述的垃圾箱至少包括九个，分别为第一垃圾箱(11)到第九垃圾箱(19);
(1)垃圾装填阶段
向第一垃圾箱(11)中装填生活垃圾，第二垃圾箱(12)作为调节池，收集第一垃圾箱(11)产生的渗滤液和住户产生的部分生活污水;同时将第二垃圾箱(12)中的混合污水回喷到第一垃圾箱(11)中;
第一垃圾箱(11)装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，第一垃圾箱(11)上设置水封集气罩(9)，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
向第二垃圾箱(12)中装填生活垃圾，第三垃圾箱(13)作为调节池，收集第一垃圾箱(11)和第二垃圾箱(12)中产生的渗滤液和住户产生的部分生活污水，同时将第三垃圾箱(13)中的混合污水回喷到第一垃圾箱(11)和第二垃圾箱(12)中;
第二垃圾箱(12)装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，第二垃圾箱(12)设置水封集气罩(9)，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
向第三垃圾箱(13)中装填生活垃圾，第四垃圾箱(14)作为调节池，收集第一垃圾箱(11)、第二垃圾箱(12)和第三垃圾箱(13)中产生的渗滤液，同时将第四垃圾箱(14)中的混合污水回喷到第一垃圾箱(11)、第二垃圾箱(12)和第三垃圾箱(13)中;
第三垃圾箱(13)装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，安装水封集气罩(9)，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
当第一垃圾箱(11)厌氧发酵结束后，移除第一垃圾箱(11)的水封集气罩(9)，在第一垃圾箱(11)顶部设置防臭与植被层(8);
(2)垃圾装填与生活污水处理阶段
将住户产生的部分生活污水导入第一垃圾箱(11)中;
向第四垃圾箱(14)中装填生活垃圾，第五垃圾箱(15)作为调节池，收集第一垃圾箱(11)、第二垃圾箱(12)、第三垃圾箱(13)和第四垃圾箱(14)中产生的渗滤液，同时将第五垃圾箱(15)中的混合污水回喷到第一垃圾箱(11)、第二垃圾箱(12)、第三垃圾箱(13)和第四垃圾箱(14)中;
第四垃圾箱(14)装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，第四垃圾箱(14)安装水封集气罩(9)，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
当第二垃圾箱(12)厌氧发酵结束后，移除第二垃圾箱(12)的水封集气罩(9)，在第二垃圾箱(12)顶部设置防臭与植被层(8);
将住户产生的部分生活污水依次导入第一垃圾箱(11)和第二垃圾箱(12)中;
向第五垃圾箱(15)中装填生活垃圾，第六垃圾箱(16)作为调节池，收集第一垃圾箱(11)、第二垃圾箱(12)、第三垃圾箱(13)、第四垃圾箱(14)和第五垃圾箱(15)中产生的渗滤液;同时将第六垃圾箱(16)中的混合污水回喷到第一垃圾箱(11)、第二垃圾箱(12)、第三垃圾箱(13)、第四垃圾箱(14)和第五垃圾箱(15)中;
第五垃圾箱(15)装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，安装水封集气罩(9)，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
当第三垃圾箱(13)厌氧发酵结束后，移除第三垃圾箱(13)的水封集气罩(9)，在第三垃圾箱(13)顶部设置防臭与植被层(8);
将住户产生的部分生活污水，依次导入第一垃圾箱(11)、第二垃圾箱(12)、第三垃圾箱(13)中;
向第六垃圾箱(16)中装填生活垃圾，第七垃圾箱(17)作为调节池，收集第一垃圾箱(11)、第二垃圾箱(12)、第三垃圾箱(13)、第四垃圾箱(14)、第五垃圾箱(15)和第六垃圾箱(16)中产生的渗滤液;同时将第七垃圾箱(17)中的混合污水回喷到第一垃圾箱(11)、第二垃圾箱(12)、第三垃圾箱(13)、第四垃圾箱(14)、第五垃圾箱(15)和第六垃圾箱(16)中;
第六垃圾箱(16)装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，安装水封集气罩(9)，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
当第四垃圾箱(14)厌氧发酵结束后，移除第四垃圾箱(14)的水封集气罩(9)，在第四垃圾箱(14)顶部设置防臭与植被层(8);
(3)垃圾装填与生活污水处理循环阶段
将住户产生的生活污水导入第一垃圾箱(11)，处理后排放;;
向第七垃圾箱(17)中装填生活垃圾，第八垃圾箱(18)作为调节池，收集第二垃圾箱(12)、第三垃圾箱(13)、第四垃圾箱(14)、第五垃圾箱(15)、第六垃圾箱(16)和第七垃圾箱(17)中产生的渗滤液;同时将第八垃圾箱(18)中的渗滤液回喷到第二垃圾箱(12)、第三垃圾箱(13)、第四垃圾箱(14)、第五垃圾箱(15)、第六垃圾箱(16)和第七垃圾箱(17)中;
第七垃圾箱(17)装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，安装水封集气罩(9)，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
当第五垃圾箱(15)厌氧发酵结束后，移除第五垃圾箱(15)的水封集气罩(9)，在第五垃圾箱(15)顶部设置防臭与植被层(8);
将住户产生的生活污水依次导入第一垃圾箱(11)、第二垃圾箱(12)，处理后排放;
向第八垃圾箱(18)中装填生活垃圾，第九垃圾箱(19)作为调节池，收集第三垃圾箱(13)、第四垃圾箱(14)、第五垃圾箱(15)、第六垃圾箱(16)、第七垃圾箱(17)和第八垃圾箱(18)中产生的渗滤液;同时将第九垃圾箱(19)中的渗滤液回喷到第三垃圾箱(13)、第四垃圾箱(14)、第五垃圾箱(15)、第六垃圾箱(16)、第七垃圾箱(17)和第八垃圾箱(18)中;
第八垃圾箱(18)装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，安装水封集气罩(9)，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
当第六垃圾箱(16)厌氧发酵结束后，移除第六垃圾箱(16)的水封集气罩(9)，在第六垃圾箱(16)顶部设置防臭与植被层(8);
开挖第一垃圾箱(11)，将部分腐熟的生活垃圾用作覆盖材料，部分腐熟垃圾用作农肥;
将住户产生的生活污水依次导入第二垃圾箱(12)、第三垃圾箱(13)，处理后排放;
向第九垃圾箱(19)中装填生活垃圾，第一垃圾箱(11)作为调节池，收集第四垃圾箱(14)、第五垃圾箱(15)、第六垃圾箱(16)、第七垃圾箱(17)、第八垃圾箱(18)、第九垃圾箱(19)中产生的渗滤液;同时将第一垃圾箱(11)中的渗滤液回喷到第四垃圾箱(14)、第五垃圾箱(15)、第六垃圾箱(16)、第七垃圾箱(17)、第八垃圾箱(18)、第九垃圾箱(19)中;
第九垃圾箱(19)装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，安装水封集气罩(9)，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
当第七垃圾箱(17)厌氧发酵结束后，移除第七垃圾箱(17)的水封集气罩(9)，在第七垃圾箱(17)顶部设置防臭与植被层(8);重新利用第一垃圾箱(11)装填生活垃圾，如此开挖、装填、处理循环操作;
如果调节池中的渗滤液过多，可导入生活污水处理单元处理后排放;如果调节池中的渗滤液过少，可导入生活污水进行补充。
说明书
农村生活垃圾与生活污水一体化分散处理装置及其方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体为农村生活垃圾与生活污水一体化分散处理装置及其方法。
背景技术
农村生活垃圾随意丢弃，造成了严重的景观、环境卫生、臭气、渗滤液污染。当前的“村收集-镇运输-县处理”集中处理模式收集费用大，在经济欠发达地区、山区等农村难以正常开展;另外，农村生活污水随意排放，造成了严重的水体污染，在经济欠发达地区、山区等农村修建收集管网投资巨大，难以集中处理。
如果农村生活垃圾与生活污水均分开处理，增加处理费用和设施占地;农村生活垃圾难以实现资源化利用。
发明内容
本发明为了解决上述不足，提供一种农村生活垃圾与生活污水一体化分散处理装置及其方法，基于户、村的分散处理模式，解决农村生活垃圾集中处理模式中收集费用高、生活垃圾难以资源化利用的问题;同时还解决了农村生活污水集中处理模式中管网投资高昂的问题;采用生活垃圾与生活污水一体化处理技术，将稳定后垃圾就地用于生活污水的处理，实现生活垃圾和生活污水的一体化处理，解决两者分开处理造成的投资高、占地大的问题，实现生活垃圾资源化利用，解决或缓解农村生活垃圾和生活污水的面源污染问题。
农村生活垃圾与生活污水一体化分散处理装置，包括多个底部标高依次递减排列的垃圾箱;每个垃圾箱由下到上分别为导排层、垃圾层、防臭与植被层，导排层包括卵石层和污水导排管;垃圾箱中部设置竖直的导气管，导气管顶部高出防臭与植被层，导气管底部与污水导排管相互连通;垃圾箱顶部铺设有污水回灌管，污水回灌管与污水泵连接;垃圾箱顶部还设置水封集气罩，所述的水封集气罩盖在垃圾箱上，将垃圾箱密封，收集厌氧阶段的沼气，所述的水封集气罩连接沼气管;
水封集气罩设置在垃圾箱顶部，集气罩通过沼气管与沼气使用设备连通;
污水泵、水封集气罩均可移动和卸载。
该农村生活垃圾与生活污水一体化分散处理装置的处理方法，包括以下阶段：
所述的垃圾箱至少包括九个，分别为第一垃圾箱到第九垃圾箱;
(1)垃圾装填阶段
向第一垃圾箱中装填生活垃圾，第二垃圾箱作为调节池，收集第一垃圾箱产生的渗滤液和住户产生的部分生活污水;同时将第二垃圾箱中的混合污水回喷到第一垃圾箱中;
第一垃圾箱装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，第一垃圾箱上设置水封集气罩，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
向第二垃圾箱中装填生活垃圾，第三垃圾箱作为调节池，收集第一垃圾箱和第二垃圾箱中产生的渗滤液和住户产生的部分生活污水，同时将第三垃圾箱中的混合污水回喷到第一垃圾箱和第二垃圾箱中;
第二垃圾箱装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，第二垃圾箱设置水封集气罩，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
向第三垃圾箱中装填生活垃圾，第四垃圾箱作为调节池，收集第一垃圾箱、第二垃圾箱和第三垃圾箱中产生的渗滤液，同时将第四垃圾箱中的混合污水回喷到第一垃圾箱、第二垃圾箱和第三垃圾箱中;
第三垃圾箱装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，安装水封集气罩，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
当第一垃圾箱厌氧发酵结束后，移除第一垃圾箱的水封集气罩，在第一垃圾箱顶部设置防臭与植被层;
(2)垃圾装填与生活污水处理阶段
将住户产生的部分生活污水导入第一垃圾箱中;
向第四垃圾箱中装填生活垃圾，第五垃圾箱作为调节池，收集第一垃圾箱、第二垃圾箱、第三垃圾箱和第四垃圾箱中产生的渗滤液，同时将第五垃圾箱中的混合污水回喷到第一垃圾箱、第二垃圾箱、第三垃圾箱和第四垃圾箱中;
第四垃圾箱装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，第四垃圾箱安装水封集气罩，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
当第二垃圾箱厌氧发酵结束后，移除第二垃圾箱的水封集气罩，在第二垃圾箱顶部设置防臭与植被层;
将住户产生的部分生活污水依次导入第一垃圾箱和第二垃圾箱中;
向第五垃圾箱中装填生活垃圾，第六垃圾箱作为调节池，收集第一垃圾箱、第二垃圾箱、第三垃圾箱、第四垃圾箱和第五垃圾箱中产生的渗滤液;同时将第六垃圾箱中的混合污水回喷到第一垃圾箱、第二垃圾箱、第三垃圾箱、第四垃圾箱和第五垃圾箱中;
第五垃圾箱装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，安装水封集气罩，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
当第三垃圾箱厌氧发酵结束后，移除第三垃圾箱的水封集气罩，在第三垃圾箱顶部设置防臭与植被层;
将住户产生的部分生活污水，依次导入第一垃圾箱、第二垃圾箱、第三垃圾箱中;
向第六垃圾箱中装填生活垃圾，第七垃圾箱作为调节池，收集第一垃圾箱、第二垃圾箱、第三垃圾箱、第四垃圾箱、第五垃圾箱和第六垃圾箱中产生的渗滤液;同时将第七垃圾箱中的混合污水回喷到第一垃圾箱、第二垃圾箱、第三垃圾箱、第四垃圾箱、第五垃圾箱和第六垃圾箱中;
第六垃圾箱装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，安装水封集气罩，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
当第四垃圾箱厌氧发酵结束后，移除第四垃圾箱的水封集气罩，在第四垃圾箱顶部设置防臭与植被层;
(3)垃圾装填与生活污水处理循环阶段
将住户产生的生活污水导入第一垃圾箱，处理后排放;;
向第七垃圾箱中装填生活垃圾，第八垃圾箱作为调节池，收集第二垃圾箱、第三垃圾箱、第四垃圾箱、第五垃圾箱、第六垃圾箱和第七垃圾箱中产生的渗滤液;同时将第八垃圾箱中的渗滤液回喷到第二垃圾箱、第三垃圾箱、第四垃圾箱、第五垃圾箱、第六垃圾箱和第七垃圾箱中;
第七垃圾箱装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，安装水封集气罩，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
当第五垃圾箱厌氧发酵结束后，移除第五垃圾箱的水封集气罩，在第五垃圾箱顶部设置防臭与植被层;
将住户产生的生活污水依次导入第一垃圾箱、第二垃圾箱，处理后排放;
向第八垃圾箱中装填生活垃圾，第九垃圾箱作为调节池，收集第三垃圾箱、第四垃圾箱、第五垃圾箱、第六垃圾箱、第七垃圾箱和第八垃圾箱中产生的渗滤液;同时将第九垃圾箱中的渗滤液回喷到第三垃圾箱、第四垃圾箱、第五垃圾箱、第六垃圾箱、第七垃圾箱和第八垃圾箱中;
第八垃圾箱装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，安装水封集气罩，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
当第六垃圾箱厌氧发酵结束后，移除第六垃圾箱的水封集气罩，在第六垃圾箱顶部设置防臭与植被层;
开挖第一垃圾箱，将部分腐熟的生活垃圾用作覆盖材料，部分腐熟垃圾用作农肥;
将住户产生的生活污水依次导入第二垃圾箱、第三垃圾箱，处理后排放;
向第九垃圾箱中装填生活垃圾，第一垃圾箱作为调节池，收集第四垃圾箱、第五垃圾箱、第六垃圾箱、第七垃圾箱、第八垃圾箱、第九垃圾箱中产生的渗滤液;同时将第一垃圾箱中的渗滤液回喷到第四垃圾箱、第五垃圾箱、第六垃圾箱、第七垃圾箱、第八垃圾箱、第九垃圾箱中;
第九垃圾箱装填满后，在表层覆盖已腐熟的垃圾，安装水封集气罩，进行厌氧发酵，收集产生的沼气进行利用;
当第七垃圾箱厌氧发酵结束后，移除第七垃圾箱的水封集气罩，在第七垃圾箱顶部设置防臭与植被层;重新利用第一垃圾箱装填生活垃圾，如此开挖、装填、处理循环操作;
如果调节池中的渗滤液过多，可导入生活污水处理单元处理后排放;如果调节池中的渗滤液过少，可导入生活污水进行补充。
本发明具有以下技术效果：
通过厌氧发酵产沼气，实现生物质能的回收利用和有机物的快速降解;通过回喷混合的渗滤液，可以实现微生物接种、pH调节、促进传质和脱氮，从而解决厌氧干发酵的有机酸抑制和氨氮积累问题，使产甲烷菌快速繁殖，加速产甲烷。此外，由于是干发酵，有效减少常规厌氧发酵容积大、占地大等问题。
打开水封集气罩与空气连通后，可实现无动力堆肥，通过回喷混合的渗滤液，可以促进传质和硝化反应，促进有机物和有机酸的速降解和高效脱氮。同时通过蒸发作用减少渗滤液的产生和处理量。
通过不同阶段渗滤液的混合，可调节渗滤液中的C/N比和pH值，解决渗滤液中营养比失调和有机酸积累的问题。
通过将腐熟的垃圾箱顶部种上植被变成人工湿地和生物滤池后，一方面，美化庭院，另一方面，可有效处理生活污水;此外，通过将多个生物滤池串联，并与部分渗滤液混合后，可提高处理效率，实现渗滤液和生活污水同时。
通过多个垃圾箱的装填-腐熟-生活污水处理-开挖等过程和操作，可实现生活垃圾、渗滤液和生活污水的同时处理。
