申请日2014.12.29
公开(公告)日2015.09.16
IPC分类号B09B5/00; B09B3/00
摘要
本发明提供了一种城乡居民生活垃圾、生活污水资源化生态综合处理方法及设备。城乡居民生活垃圾经收集并进行人工分选后，将有机质与污水进入预处理池，该池顶部置装太阳能加热器，池内置装加热盘管，池内上部还置装网格栅，预处理后的物料经过酸化水解、厌氧分解、快速渗滤分离、好氧分解，经取样化验合格后，再生水排放进入环境。本发明就地处理生活垃圾与生活污水，大大节省垃圾填埋场、污水处理厂占用的土地，同时节省了垃圾运输费、人工费、建场费用以及修建污水收集管网的费用，节省巨额运行费用，能有效减少或消除下水道、垃圾填埋场所产生的有毒污水有毒气体对地表水、及对大气的污染。简单易行，具有较好的社会效果及环保效果。
摘要附图
权利要求书
1.一种居民生活垃圾与生活污水资源化生态综合处理方法，包括垃圾收集、分选、破碎，其特征在于还包括以下步骤：(1)发酵前预处理;(2)酸化水解;(3)厌氧分解;(4)快速渗滤分离，(5)好氧分解，(6)排放。
2.根据权利要求1所述的城乡居民生活垃圾、生活污水资源化生态综合处理方法，其特征在于：所述发酵前预处理，是指破碎后的有机质与污水混合均匀后，经过专门设置的搅拌混合管道进入预处理池内，随垃圾、污水夹带进入池内的泥沙沉淀于池的最底层，有机质中的小部分被分解而溶解在水中，大部分尚未分解的有机质在水的渗透作用下沉降在池的下部，随污水、垃圾带入的不溶物，因比重小于水而漂浮在液面上部，被网格栅挡板截挡。
3.根据权利要求1所述的城乡居民生活垃圾、生活污水资源化生态综合处理方法，其特征在于：所述酸化水解，是指经预处理的物料污水进入酸化水解池后，在池内停留10—12小时，池温控制在25～45℃，促使物料发生物理化学变化与生物化学变化。
4.根据权利要求1所述的城乡居民生活垃圾、生活污水资源化生态综合处理方法，其特征在于：所述厌氧分解，是指池内隔绝氧气，污水物料在池中停留10—15小时，池温控制在28～32℃，池上部置放有生物悬浮填料或其它填料，在完全缺氧的条件下给微生物提供相应的生长环境，使垃圾在厌氧反应单元中被对应的优势微生物降解。
5.根据权利要求1所述的城乡居民生活垃圾、生活污水资源化生态综合处理方法，其特征在于：所述快速渗透分离，是指除去了漂浮状有机质的污水经过快速渗透池内三层的滤隔渗透，流入好氧发酵池，部分未被分解掉的有机质送回厌氧分解池继续分解。
6.根据权利要求1所述的城乡居民生活垃圾、生活污水资源化生态综合处理方法，其特征在于：所述好氧分解，就是污水物料在池内停留10—15小时，物料温度保持在25℃～30℃，该池内置放有生物悬浮填料，使经厌氧分解处理的物料充分接触氧气，水中残存的少量有机物，在充足氧气反应单元中被好氧微生物降解，确保经过处理的水质符合国家相关排放标准。
7.根据权利要求4、6所述的城乡居民生活垃圾、生活污水资源化生态综合处理方法，其特征在于：所述生物悬浮填料是指将竹子锯成竹节构成。
8.一种城乡居民生活垃圾、生活污水资源化生态综合处理设备，其特征在于：由预处理池、酸化水解池、厌氧分解池、快渗池、好氧发酵池组成。
9.根据权利要求8所述的城乡居民生活垃圾、生活污水资源化生态综合处理设备，其特征在于：所述预处理池，池顶部设置有太阳能加热器，池内安装有加热盘管，池上部还设置有网格栅。
10.根据权利要求8所述的城乡居民生活垃圾、生活污水资源化生态综合处理设备，其特征在于：所述快速渗透分离池，池内底层置放细沙，中层置放泡沫海绵，上层置放不锈钢滤网。
说明书
城乡居民生活垃圾、污水资源化生态综合处理方法及设备
技术领域
本发明涉及废物处理领域，尤其是涉及一种居民生活垃圾与生活污水资源化生态综合处理方法及设备。
背景技术
随着我国城镇化建设步伐加快，随着国民经济不断发展，人民生活水平不断提高以及消费习惯的改变，城乡居民生活污水及生活垃圾数量不断增加，这些日益增加的生活污水及生活垃圾已经严重困扰城乡居民生活，而且对环境造成了严重的污染。
目前，我国垃圾处理能力从整体上来说还远远不够，解决城乡垃圾污染，再生资源循环利用，是人类可持续发展的生命线。另外，目前处理城乡居民生活污水及生活垃圾的方法，大多分开处理，即：固体生活垃圾经收集，运输，集中到垃圾填埋场填埋，或焚烧，或采取其它方式处理;对于污水，则需要通过修建庞大的污水收集管网系统，把污水引至污水处理厂，而污水处理厂的修建，需耗用大量宝贵的土地资源。生活污水管网渗漏的有毒污水以及垃圾填埋场产生的有毒污水会污染地表水及地下水资源，城市下水道以及垃圾填埋场逸出的毒气会污染大气环境，同时，垃圾的清运，污水管网及污水处理厂的运行，都需要花费巨额资金。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种简单易行，占地面积少，高效环保，使废弃物资源能够充分、高效再生循环利用的生活垃圾与生活污水资源化生态综合处理方法及设备。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种居民生活垃圾与生活污水资源化生态综合处理方法，包括垃圾收集、分选、破碎，其特征在于还包括以下步骤：(1)发酵前预处理;(2)酸化水解;(3)厌氧分解;(4)快速渗滤分离，(5)好氧分解，(6)排放。
所述发酵前预处理，是指破碎后的有机质与污水混合均匀后，经过专门设置的搅拌混合管道进入预处理池内，随垃圾、污水夹带进入池内的泥沙沉淀于池的最底层，有机质中的小部分被分解而溶解在水中，大部分尚未分解的有机质在水的渗透作用下沉降在池的下部，随污水、垃圾带入的不溶物，因比重小于水而漂浮在液面上部，被网格栅挡板截挡。
所述酸化水解，是指经预处理的物料污水进入酸化水解池后，在池内停留10—12小时，池温控制在25～45℃，促使物料发生物理化学变化与生物化学变化。
所述厌氧分解，是指池内隔绝氧气，污水物料在池中停留10—15小时，池温控制在28～32℃，池上部置放有生物悬浮填料或其它填料，在完全缺氧的条件下给微生物提供相应的生长环境，使垃圾在厌氧反应单元中被对应的优势微生物降解。
所述快速渗透分离，是指除去了漂浮状有机质的污水经过快速渗透池内三层的滤隔渗透，流入好氧发酵池，部分未被分解掉的有机质送回厌氧分解池继续分解。
所述好氧分解，就是污水物料在池内停留10—15小时，物料温度保持在25℃～30℃，该池内置放有生物悬浮填料，使经厌氧分解处理的物料充分接触氧气，水中残存的少量有机物，在充足氧气反应单元中被好氧微生物降解，确保经过处理的水质符合国家相关排放标准。
所述生物悬浮填料是指将竹子锯成竹节构成。
一种城乡居民生活垃圾、生活污水资源化生态综合处理设备，其特征在于：由预处理池、酸化水解池、厌氧分解池、快渗池、好氧发酵池组成。
所述预处理池，池顶部设置有太阳能加热器，池内安装有加热盘管，池上部还设置有网格栅。
所述快速渗透分离池，池内底层置放细沙，中层置放泡沫海绵，上层置放不锈钢滤网。
本发明一种生活垃圾与生活污水，资源化生态综合处理方法及装置，将城乡居民生活垃圾(包括居民家庭、居民小区内、街道广场、宾馆商场等各种公共活动场所的生活垃圾)经收集并进行人工分选后，将生活垃圾中的不可直接利用且容易产生腐臭气味、导致空气污染、但可被微生物发酵分解的有机质进行破碎后与生活污水，人粪尿一起发酵分解处理。这些可发酵有机质包括：居民家庭剩饭、剩菜，餐馆、厨房以及食品加工企业在烹调、制作产品过程中丢弃的动、植物垃圾及食品垃圾，各种枯枝落叶，经消杀灭菌后的死禽、畜尸体(养殖业产生)，养殖场禽畜粪便、农作物秸秆等。对可回收利用部分如废金属、废塑料、废玻璃，废纸皮、废纤维、废橡胶等集积归类再生循环利用，对有毒的废电池单独分选出来，实行无害化处理以避免污染环境。
本发明包括以下步骤：⑴破碎后的有机质与污水经过专门设置的搅拌混合管道，使之与生活污水达到良好的混合，再进入发酵前预处理池，该池顶部置装有太阳能加热器，用以加热池内物料，池内还置装有电加热盘管，用于阴天时引入电网的电能为池内物料加热，池内上部还置装有网格栅，用于分离随污水、垃圾带入的诸如卫生巾、塑料(如背心袋、纸手帕包装袋)、橡胶(如避孕套)等不溶物。⑵经过预处理后的物料进入酸化水解池，部分可发酵物料中有机质中的聚合物或复杂基团在此被酸化水解。⑶厌氧分解池，为厌氧菌提供生化反应、分解有机质而设置的容器。该池顶部置装有太阳能光电转换设备，以电热方式加热池内物料。⑷厌氧分解后的物料，进入快速渗滤分离池，将未分解掉的物料分离并送回厌氧池继续分解，其余部分通过沙滤层、泡沫海绵流入好氧分解池。⑸好氧分解池，这是专门为好氧菌提供生物分解的容器，该池顶部置装有太阳能加热器，用以加热池内物料，太阳能好氧曝气微动作用使池内污水产生微循环流动，生物悬浮填料使污水中的有机质被微生物全部消解殆尽，水体各项指标趋于达到国家污水排放标准，经取样化验合格后，再生水排放进入存储池用于绿化、人工湖补水、市政道路洒水降尘，或进入排放池外排环境。
至此，污水中的有机质经过微生物的分解，其含量已经达到国家污水排放的相关标准，经取样检验合格后排入环境中。
本发明具有以下优点及积极效果：
(1)本发明将生活垃圾从其产生的源头经收集后采用人工辅助分选、归类集积，能有效的将废金属，废玻璃，废塑料，废纤维，废橡胶、废纸张和鞋子等分离;把这部分物品归类集积回收循环再生利用，把对环境产生严重污染的废电池分选出再作无害化处理。
(2)本发明采用破碎机对分选后的生活垃圾中的不可直接利用且容易产生腐臭气味、导致空气污染、但可被微生物发酵分解的有机质进行破碎后与生活污水，人粪尿一起发酵分解处理。这些可发酵有机质包括：居民家庭剩饭、剩菜，餐馆、厨房以及食品加工企业在烹调、制作产品过程中丢弃的动植物垃圾及食品垃圾，各种枯枝落叶、种花植草修剪弃物，经消杀灭菌后的死禽、畜尸体(养殖业产生)，养殖场禽畜粪便、农作物秸秆等，可同时将生活污水以及各种废弃有机质进行一揽子处理。
(3)本发明采用网格栅型池子。随同生活污水流入池内的生活污水含有多种不溶物体诸如卫生巾、塑料(如背心袋、纸手帕包装袋)、橡胶等不溶物，池内的网格栅具有截挡污水中的不溶解物体的作用;同时对流经格栅的污水产生回旋冲击力，借助这种冲击力，可将反应物料混合更均匀。被拦截的塑料等物体用自吸排污泵抽出，然后分选清洗归类回收，再生利用。
(4)本发明利用太阳能进行加热(包括直接聚光加热与光伏发电后，用电热管来加热)，使池内温度保持在最适合微生物生长繁殖的温度范围之内，更容易形成微生物的优势种群，从而实现微生物更高效的分解有机质之目的。
(5)本发明采用电热器辅助加热方法(除光伏发电以外，必要时可接入电网电力)，在阴雨天气、太阳能设备获得的能量不足的情况下，可用电热器进行辅助加热。
(6)本发明采用预处理方法，在太阳能或电热器加热以及缺氧条件下，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，在其快速生长繁殖过程中消耗大量的有机质，因此BOD5浓度大幅度下降，从而达到加速沉淀效果，有效的解决了预处理池内漂浮物对水流通道的堵塞问题，保证污水能顺利进入下一个池子。
(7)本发明采用酸化水解池处理方法，在预处理池， 流入的生活污水及破碎后的生活垃圾中带入的大量NO3-N(硝酸盐氮)和NH2-N(氨氮亚硝酸)。入池的污水与从从酸化水解池回流的含磷污泥混合，给微生物的繁殖与生物降解创造了很好的条件，水体中的一部分有机质因生物化学反应生成甲烷，这部分甲烷通过沼气管导出，此过程还同时释放磷。污水得以自然沉淀。
(8)本发明采用生物群落渗透法进行厌氧分解有机质。生物群落上富集的大量微生物，能对污水中所含有的各种有机质有效地进行分解。在厌氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N和NH2-N还原为N2，甲烷菌把有机质中的多碳物质分解成为甲烷，这些气体被引出池外，其中N2气直接排放进入环境中，甲烷被当做燃料加以利用，因此BOD5浓度大幅度下降。
(9)本发明采用快速渗滤分离处理方法，经过厌氧分解后的的物料，尚有很小部分呈漂浮状的有机质未被分解，需要把这部分未分解掉的有机质送回厌氧分解池继续分解，而除去了漂浮状有机质的污水则流入好氧发酵池，利用好氧菌将所余少量的有机质分解掉。
(10)本发明采用太阳能设备对好氧池内物料进行加热，从快速渗滤分离池流出的污水进入好氧池，由于太阳能好氧曝气微动的作用，生物悬浮填料(生物群落骨架)由于微生物的聚集而形成生物群落，污水中残存的少量有机质被生物群落上所富集的大量的好氧菌微生物降解，加上自然曝气，从而使氧化池内的水达到国家一级排放标准。
(11)本发明所使用的污水处理池，使用的材料为玻璃钢(也可以拫据不同地域实际情况使用其它类型材料如钢筋混凝土)，可有效地解决池体遭受腐蚀、开裂等问题，池体使用寿命更长，更轻便，可实现工厂化生产池体;现场施工时，可整体吊装，方便省时，降低现浇池作业人员的劳动强度，同时也降低池子的造价。
(12)本发明对生活垃圾与生活污水在其产生的源头处就进行处理，彻底改变了现时的生活垃圾与生活污水先大规模的收集后再建造巨型处理厂集中处理的方法，由原来的“生活垃圾(生活污水)产生—→花费巨额成本收集运送—→花费巨额成本建巨型处理厂—→高额成本处理”模式改变为就地处理，起到化整为零的作用，且无二次污染，本发明利用生活小区里的边角地块，建造工作用房，把建造垃圾填埋场、焚烧发电厂、大型污水处理厂所需占用大量的土地给全部节省下来，除此之外，还节省了垃圾运输费、节约了燃油费、人工费、污水收集管网建设费、维护费，同时也完全节省了污水处理厂的巨额运行费用，能有效消除下水道、焚烧发电场、垃圾填埋场所产生的有毒污水有毒气体对地表水、地下水以及对大气的污染，具有显着的环保效果。本发明工艺路线短，操作简单易行，生产处置运行用房占地面积小，处理费用低、耗能低，经处理达标排放的水成为人类新的水源，可应用于城市绿化，消防用水，洗车冲厕用水，工业生产中的冷却用水等。对发酵过程产生的沼气、沼渣进行收集加工，可得到洁净能源——天然气和优质的有机肥料。
