申请日2017.06.02
公开(公告)日2017.08.18
IPC分类号C02F9/14; C02F11/00; C02F11/04; C02F11/12; C02F11/02; C02F101/10; C02F101/16; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种城市生活污水的资源化处理方法，其在原有生活污水处理设备的基础上，通过将厨房做饭废水、洗衣洗漱废水和大小便废水分流处理;厨房做饭废水和洗衣洗漱废水经过生化处理，大小便废水进行生物发酵处理。将大小便废水通过甲烷发酵处理变成有用的附加值高的沼气、有机肥和养殖饵料，实现废水的资源化处理，产生可观经济效益，减少了温室气体排放，降低了污水运行成本;将厨房做饭用水和洗衣洗漱废水经过在原有污水处理工艺的基础上改建的生化处理工艺处理，出水水质更好，减小了处理费用、回收利用水了资源;采用沼液制备的水溶性肥料可以为植物提供全面的营养元素，且肥料溶解性好、易于吸收。
摘要附图
权利要求书
1.一种城市生活污水的资源化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将厨房做饭废水和洗衣洗漱废水通过第一管道进入第一城市管网输送到污水处理厂沉砂池;将大小便废水通过第二管道进入第二城市管网15输送到污水处理厂的化粪池中;
(2)步骤(1)输送到污水处理厂的洗衣洗漱废水和厨房做饭废水经过沉砂池去除固体杂质，然后经过两级格栅进入调节池，格栅间隙为2mm，去除大粒径的悬浮物，通过调节池调节水质、水量然后输送到曝气除油沉砂池去除废水中的油脂、砂石等，曝气除油沉砂池出水进入初沉池，向初沉池中加入絮凝剂去除部分磷酸盐和表面活性剂等，初沉池上清液进入AO反应池去除废水中的高分子有机物、磷酸盐及部分硝酸盐，AO反应池出水输送到MBBR反应池去除各种有机物、氨氮、磷酸盐，MBBR反应池出水输送到絮凝斜板沉淀池加入絮凝剂去除剩余的表面活性剂和无机盐，AO反应池和MBBR反应池剩余污泥进入二沉池，二沉池中的污泥一部分返回AO反应池前端的厌氧池，一部分返回MBBR反应池，剩下的输送到污泥浓缩池中进行浓缩，絮凝斜板沉淀池出水通过布滤滤池过滤，布滤滤池出水COD降低97%以上，总氮降低85%以上，总磷降低98%以上，SS去除率为98%以上;布滤滤池出水经过紫外消毒装置处理，出水达到《城市杂用水水质标准》(GB/T 18920-2002);出水回用于污水处理厂旁边的洗车场，剩余出水可用于道路清扫、消防、城市绿化、厕所便器冲洗、建筑施工杂用水等城市杂用水;
(3)将步骤(1)中化粪池废水输送到配料池中，然后向配料池中加入接种物和秸秆，搅拌均匀后输送到绞龙式粪草分离机18处理，再进入两级消化池进行发酵，产生的清洁能源甲烷气体经过脱水脱硫装置处理后输送到贮气柜中，再将甲烷气通过管道输出到锅炉端、发电机组或/和就近的燃气用户使用;
(4)将步骤(3)中获得的甲烷气体输送到锅炉端对锅炉进行加热，将锅炉内蒸气输送到步骤(3)中的两级消化池外侧的加热壳体内对两级消化池内的废水进行加热，两级消化池内的温度传感器检测到消化池内温度信号输送到控制器，待达到设定温度50-55℃时，控制器发出控制信号控制关闭锅炉和两级消化池外侧的加热壳体连通管路上的电磁阀，停止加热，反之打开锅炉和电磁阀;
(5)将步骤(3)发酵后两级消化池末端内的残留物少部分作为稀释水泵至(3)中配料池内，以富集配料池内菌种，同时增加温度;剩余部分输送到污泥浓缩池中，污泥浓缩池上清液作为液态肥的原料，污泥浓缩池内剩余污泥一起输送到板框式过滤机中进行固、液分离，固态物质经过烘干机烘干后做为固态肥的原料存储在储槽中;液态物质作为液态肥的原料。
2.根据权利要求1所述的城市生活污水的资源化处理方法，其特征在于，将步骤(5)液态物质经过孔径为0.1-0.3微米的微滤膜装置处理，去除水中的固体悬浮物，微滤出水浊度接近于零，然后输送到单效升膜蒸发装置内进行真空浓缩，得到含水率为50-70%的沼液，将沼液输送到液态肥反应釜29中，向其中加入尿素，磷酸二氢钾，硝酸钾，腐植酸钾和微量元素，保证溶液中养分含量：N+P2O5+K2O≥30g/L，微量元素≥4g/L，所述微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B和Mo，且Fe、Mn、Zn、Cu、B和Mo的质量比为4：2：2：2：2：1，在40-55℃，200-400r/min的条件下搅拌均匀，然后停止加热冷却至室温，得到水溶性肥料，所述微量元素通过添加EDTA-Fe、EDTA-Mn、EDTA-Zn、EDTA-Cu、钼酸铵和硼酸加入。
3.根据权利要求2所述的城市生活污水的资源化处理方法，其特征在于，锅炉内蒸汽同时通过管道输送到单效升膜蒸发装置中的加热器内对沼液进行加热，进而完成浓缩。
说明书
一种城市生活污水的资源化处理方法
技术领域：
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种城市生活污水的资源化处理方法，通过将传统的厨房做饭用水、洗衣洗漱废水和大小便废水分流处理，减少温室气体排放;降低废处理成本，产生可观经济效益。
背景技术：
城市生活污水包括厨房做饭用水、洗衣洗漱废水和大小便废水，现有的处理工艺一般是将三种废水通过同一管网排入城市污水处理厂，再由污水处理厂处理后排放或回用。实地调查青岛市粪便排放口及管网走向情况发现在楼道内有两条管道，一条是厕所管道，在这里粪便废水与洗涤废水一同排入污水管道;另一条是厨房污水管道。这两条污水管道最终汇入同一污水管网，然后根据区域分片排入不同的污水处理厂处理。对于这类废水，污水处理厂一般采用物理处理+生化处理+消毒等处理方式，例如：格栅+沉淀+OAMSAO工艺+混凝沉淀+加氯消毒、格栅+沉淀+A/A/O工艺+MBBR+絮凝+过滤+紫外消毒等。现有处理方法存在以下问题：1、现在的人体粪便废水与洗涤废水、厨房含油废水混合后有机物进水CODCr浓度一般为500-900mg/L，其溶液有机物含量低，且水量大，一般通过处理后排放或回用。考虑进出水水质、占地及投资等，对有机物的去除采用“厌氧/兼氧+好氧+硝化/反硝化”的生物处理工艺。在生物处理中是将污水中的有机物分解成无机物CO2、NH3、CH4、H2S、H2O、N2、NO3-等形式，由于处理设施采用敞开式，其中的CO2、NH3、CH4、H2S、N2等气体一部分又排放到空气中，这样不仅浪费了资源，还增加了空气中CO2、CH4、NH3的含量。CO2具有吸热、隔热功能，是大气的温室效应、全球气候变暖的主要原因。如果人粪尿废水单独通过甲烷发酵的方法处理，在甲烷菌发酵阶段CO2、H2是合成甲烷的基质，其CO2、H2用来转化成清洁能源“CH4”，且在密闭容器中不会对环境排放、从而减少了温室气体排放，其他有机质被合成在有机肥中，可产生直接经济效益(仅青岛市)每年17.15亿;2、现在对生活污水混合后处理，每年仅青岛市要多增加处理费达(以青岛市900万人计)0.08亿元，这样造成处理成本高，能效利用率低的现象;3、人粪尿与洗涤废水中化学成分不一样，粪便中有机物浓度较高适合生化处理，而洗涤废水中的磷酸盐，表面活性剂等浓度高对生化处理是有负面影响，会抑制生化效果，不利于生化过程;4、粪便与洗涤废水一同排放后，处理过程在混凝沉淀中投加了很多絮凝剂使污泥中有害物质含量增加、营养成分少，难以单独做肥料使用，造成污泥堆积现象。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，寻求一种城市生活污水的分类处理方法，解决了现有生活污水处理过程中存在的温室气体排放高;资源浪费;能耗高;产生固体废弃物等问题。
为了实现上述目的，本发明涉及的一种城市生活污水的资源化处理方法，包括以下步骤：
(1)将厨房做饭废水和洗衣洗漱废水通过第一管道进入第一城市管网输送到污水处理厂沉砂池;将大小便废水通过第二管道进入第二城市管网15输送到污水处理厂的化粪池中;
(2)步骤(1)输送到污水处理厂的洗衣洗漱废水和厨房做饭废水经过沉砂池去除固体杂质，然后经过两级格栅进入调节池，格栅间隙为2mm，去除大粒径的悬浮物，通过调节池调节水质、水量然后输送到曝气除油沉砂池去除废水中的油脂、砂石等，曝气除油沉砂池出水进入初沉池，向初沉池中加入絮凝剂去除部分磷酸盐和表面活性剂等，初沉池上清液进入AO反应池去除废水中的高分子有机物、磷酸盐及部分硝酸盐，AO反应池出水输送到MBBR反应池去除各种有机物、氨氮、磷酸盐，MBBR反应池出水输送到絮凝斜板沉淀池加入絮凝剂去除剩余的表面活性剂和无机盐，AO反应池和MBBR反应池剩余污泥进入二沉池，二沉池中的污泥一部分返回AO反应池前端的厌氧池，一部分返回MBBR反应池，剩下的输送到污泥浓缩池中进行浓缩，絮凝斜板沉淀池出水通过布滤滤池过滤，布滤滤池出水COD降低97%以上，总氮降低85%以上，总磷降低98%以上，SS去除率为98%以上;布滤滤池出水经过紫外消毒装置处理，出水达到《城市杂用水水质标准》(GB/T 18920-2002);出水回用于污水处理厂旁边的洗车场，剩余出水可用于道路清扫、消防、城市绿化、厕所便器冲洗、建筑施工杂用水等城市杂用水;
(3)将步骤(1)中化粪池废水输送到配料池中，然后向配料池中加入接种物和秸秆，搅拌均匀后输送到绞龙式粪草分离机18处理，再进入两级消化池进行发酵，产生的清洁能源甲烷气体经过脱水脱硫装置处理后输送到贮气柜中，再将甲烷气通过管道输出到锅炉端、发电机组或/和就近的燃气用户使用;
(4)将步骤(3)中获得的甲烷气体输送到锅炉端对锅炉进行加热，将锅炉内蒸气输送到步骤(3)中的两级消化池外侧的加热壳体内对两级消化池内的废水进行加热，两级消化池内的温度传感器检测到消化池内温度信号输送到控制器，待达到设定温度50-55℃时，控制器发出控制信号控制关闭锅炉和两级消化池外侧的加热壳体连通管路上的电磁阀，停止加热，反之打开锅炉和电磁阀;
(5)将步骤(3)发酵后两级消化池末端内的残留物少部分作为稀释水泵至(3)中配料池内，以富集配料池内菌种，同时增加温度;剩余部分输送到污泥浓缩池中，污泥浓缩池上清液作为液态肥的原料，污泥浓缩池内剩余污泥一起输送到板框式过滤机中进行固、液分离，固态物质经过烘干机烘干后做为固态肥的原料存储在储槽中;液态物质作为液态肥的原料。
进一步地，将步骤(5)液态物质经过孔径为0.1-0.3微米的微滤膜装置处理，去除水中的固体悬浮物，微滤出水浊度接近于零，然后输送到单效升膜蒸发装置内进行真空浓缩，得到含水率为50-70%的沼液，将沼液输送到液态肥反应釜29中，向其中加入尿素，磷酸二氢钾，硝酸钾，腐植酸钾和微量元素，保证溶液中养分含量：N+P2O5+K2O≥30g/L，微量元素≥4g/L，所述微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B和Mo，且Fe、Mn、Zn、Cu、B和Mo的质量比为4：2：2：2：2：1，在40-55℃，200-400r/min的条件下搅拌均匀，然后停止加热冷却至室温，得到水溶性肥料，所述微量元素通过添加EDTA-Fe、EDTA-Mn、EDTA-Zn、EDTA-Cu、钼酸铵和硼酸加入。
进一步地，锅炉内蒸汽同时通过管道输送到单效升膜蒸发装置中的加热器内对沼液进行加热，进而完成浓缩。
本发明涉及的城市生活污水的资源化处理装置，包括第一管道、第二管道、第一城市管网、第二城市管网、沉砂池、两级栅格、调节池、曝气除油沉砂池、初沉池、AO反应池、MBBR反应池、二沉池、絮凝斜板沉淀池、布滤滤池、紫外线消毒装置、污泥浓缩池、化粪池、配料池、绞龙式粪草分离机、两级消化池、锅炉、贮气柜、脱水脱硫装置、板框式过滤机、烘干机、储槽、微滤、单效升膜蒸发装置和液态肥反应釜;第一管道通过第一城市管网与沉砂池连接，沉砂池与两级栅格连接，两级栅格通过调节池与曝气除油沉砂池进水口连接，曝气除油沉砂池出水口通过管道与初沉池进水口连接，初沉池上清液出口与AO反应池上部的进水口连通，AO反应池出水口与MBBR反应池进水口连通，AO反应池和MBBR反应池的剩余污泥出口均通过二沉池与污泥浓缩池进料口连通，二沉池通过输送泵分别与AO反应池前端厌氧池和MBBR反应池连通用于将污泥回流，MBBR反应池出水口与絮凝斜板沉淀池进水口连通，絮凝斜板沉淀池上清液出口与布滤滤池进水口连通，布滤滤池出水口与紫外线消毒装置通过管道连通;第二管道通过第二城市管网与污水处理厂内化粪池连接，化粪池出料口与配料池进口连接，配料池上设置进料口用于加入接种物和秸秆，配料池出口与绞龙式粪草分离机进口连接，绞龙式粪草分离机出口与两级消化池连接，两级消化池上部设置的出气口通过脱水脱硫装置与贮气柜连通，贮气柜出气口与锅炉进气口连通，锅炉内蒸汽出口通过管道分别与两级消化池外侧的加热壳体进气口以及单效蒸发升膜装置内的加热器进气口连通，两级消化池外侧的加热壳体出口以及单效蒸发升膜装置内的加热器出水口均与锅炉冷凝水进口连通，两级消化池底部出口与污泥浓缩池进料口相连，污泥浓缩池污泥出口与板框式过滤机进料口连接，板框式过滤机沼渣出口与烘干机进料口连接，烘干机出料口与储槽连接，板框式过滤机沼液出口和污泥浓缩池上清液出口均通过微滤与单效升膜蒸发装置进液口连通，单效升膜蒸发装置出料口与液态肥反应釜进料口连通，两级消化池底部设置一出液口与配料池进口连接。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)对现有楼房内的厨房污水管道和厕所管道进行适当改造，同时在现有城市管网的基础上增加一路城市管网，解决废水的分流处理问题，改造简单，便于实施;(2)将大小便废水通过甲烷发酵处理变成有用的附加值高的沼气、有机肥和养殖饵料，实现废水的资源化处理，产生可观经济效益，减少了温室气体排放，降低了污水运行成本;(3)将厨房做饭用水和洗衣洗漱废水经过在原有污水处理工艺的基础上改建的生化处理工艺处理，出水水质更好，减小了处理费用、回收利用水了资源;(4)采用沼液制备的水溶性肥料可以为植物提供全面的营养元素，且肥料溶解性好、易于吸收。
