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楼宇节水、产肥净化并减排生活污水和促进农业有机化工艺

发布时间:2018-12-15 15:08:55  中国污水处理工程网

  申请日2006.04.28

  公开(公告)日2007.10.31

  IPC分类号E03C1/12; C05F3/04; C02F11/00; C02F1/00

  摘要

  本发明公开了楼宇节水、产肥净化并减排生活污水和促进农业有机化工艺。该工艺通过泡沫封堵和水冲两用式马桶和新型室内供排管网和其污水箱共同作用而大幅度节约自来水;其二,通过新型产肥净化厌氧设备取代传统化粪池处理楼宇生活污水并产优质有机肥以实现减排楼宇污水排放;其三,通过收集加工有机肥促进农业向有机化发展。本发明同时公开了室内污水箱的构造图和楼宇节水、产肥净化并减排生活污水和促进农业有机化工艺流程图。

  权利要求书

  1、楼宇节水、产肥净化并减排生活污水和促进农业有机化工 艺包括:泡沫封堵和水冲两用式马桶,楼宇室内新型供排管网及其 自备废水箱、下载废水箱及新型厌氧有机肥料生产设备及其液态有 机肥贮存装置、有机固态肥干燥装置和中水贮存及排放装置等一系 列设备构成。其特征在于:将节水主体---泡沫封堵和水冲两用式 节水马桶和楼宇室内生活废水贮存箱相结合,先达到最大程度节约 自来水用量,而后通过改造传统化粪池将绝大部分生活污水中的有 机成分通过新型厌氧有机肥料生产装置进一步转化成合格的液态 有机肥,再通过液态有机肥贮存及输送管道及装置将其送至液态有 机肥浓缩或固态有机肥生产装置,进一步将液态有机肥转换成便于 贮藏、运输和附加值高的固态或浓缩有机肥,进而促进农业有机化 和大幅度净化和减排城镇、楼宇生活污水,其特征是上述各个工序 和装置的有机结合和合理化配置。

  2、根据权利要求1所述的楼宇节水、产肥净化并减排生活污 水和促进农业有机化工艺,其特征在于:楼宇室内供排管网是一种 新型室内供排管网,该新型供排管网是在上下楼层之间再增加一条 封闭的废水管道,而原主、支排污管道位置不变,以用于吸纳各种 生活废水,并同时增设与该管道相配套的自备废水箱和下载废水 箱,以实现废水贮存和排放功能,从而确保上下楼层之间生活废水 被充分利用。

  3、根据权利要求1所述的楼宇节水、产肥净化并减排生活污 水和促进农业有机化工艺,其特征在于:该工艺中选用了泡沫封堵 和水冲两用式节水马桶作为主要的节水设施从而使大幅度节约自 来水成为可能,该节水马桶主要采用了纳米特制材料制成的管式发 泡装置,从而解决了在任何介质作用下都能够正常发泡这一难题。

  4、根据权利要求1所述的楼宇节水、产肥净化并减排生活污 水和促进农业有机化工艺,其特征在于:权利要求3中所述的泡沫 封堵和水冲两用式节水马桶与室内自备废水箱和下载废水箱的有 机结合,其特征在于自备或下载废水箱之纳废、溢流、排放是在全 封闭管网中运行,并直接用于冲刷连接马桶底部的原排污支管道, 而不需要对生活废水做任何处理;同时由于采用了目前世界上最先 进的泡沫封堵和水冲两用式节水马桶与之配套,且废水不通过马桶 内腔,故马桶内腔不会造成被二次污染,从而在真正意义上做到了 利用原生活废水(不是再生中水)直接冲厕这一节水目标,既节约 了宝贵的自来水又阻止了排污管道臭味的上溢。这在心理上也真正 满足了人们对卫生间及其配套管网和洁具既节水又卫生的潜在要 求。

  5、根据权利要求4所述的室内自备废水箱和下载废水箱,其 特征在于:

  该自备废水箱和下载废水箱的内部结构都为“U”型,为便于维 修都设计了活动盖板,不同的是自备废水箱配备了自来水接头,而 下载废水箱却没有。自备废水箱和下载废水箱其特征还进一步在 于:自备废水箱和下载废水箱统一在楼宇室内废水供排管网中使 用。其工作原理是:该楼宇室内废水供排管网收集的生活废水先进 入自备废水箱,溢流部分则进入下载废水箱,下载废水箱的溢流部 分则直接通过室内排污支管而进入室内排污主管道。详见图3

  6、根据权利要求1所述的楼宇节水、产肥净化并减排生活污 水和促进农业有机化工艺,其特征在于:通过取代化粪池的新型厌 氧装置将生活污水中的有机物变成无臭、无味的有机肥料,而剩余 的较干净的中水被部分截留后首先用于花卉、植被的浇灌,其余的 则减排到污水现主排污管道中去,从而真正实现一出楼宇,污水即 能被净化、产肥,中水又被最大限度利用的初期目标,进而又通过 有机肥促进农业的有机化发展,最终将城镇楼宇生活污水的处理工 程变成循环经济的示范和环保亮点这一目标。

  说明书

  楼宇节水、产肥净化并减排生活污水和促进农业有机化工艺

  技术领域:

  本发明涉及楼宇节水、产肥净化并减排生活污水和促进农业有 机化工艺及其相关配套装置,主要指:泡沫封堵和水冲两用式节水 马桶,楼宇室内新型供排管网及其自备和下载废水箱、一种新型厌 氧产肥装置和有机液肥的浓缩和干燥装置和连接上述各装置的一 系列管网。上述工艺及其相关装置都是目前最先进的设备,有些是 世界领先的技术和设备,且上述设备有些在现实中已得到应用,有 些则在市场化前期,但都走出了中试阶段,各种技术和设备的工艺 水平基本上是可靠的。而由上述各种技术、设备构成的楼宇节水、 产肥净化并减排生活污水和促进农业有机化工艺则是对上述各种 单元技术和设备的综合利用,作为一个工艺整体,该工艺发明无疑 是先进的并贮藏着巨大的产能。

  背景技术:

  水资源是人类赖以生存和发展的基础。随着我国城镇化水平的 加快,水变得越来越紧张,节水问题成了大问题。而正在迈向小康 的人们却每天都在消耗掉大量的食品、水及动植物蛋白,且消耗总 量呈不断上升势头;上述有机物在提供给人类生存能量的同时,其 排泄系统每天又源源不断地产生了大量的有机排泄物,节水又须治 污、既节了水又有利于改善环境,这也是个大问题。上述有机排泄 物完全可以通过集成创新技术就地被转化成可再生利用的有机肥 料,但却受制于目前尚未出现既节水治污、又产肥净化和减排城镇 污水的可靠的新工艺、新方法;这也是循环经济和科学发展观所要 求的、需要人们深入探讨和必须尽快克服的大问题。

  为此,市场上已出现了中水回用技术等对节水治污都有相当作 用的好技术、好产品,但中水技术的推广和应用在当初却遇到了强 大的阻力,其根源在于人们的守旧观念太强,而创新和接受新事物、 新技术的观念则太弱。但中水也确实存在“中水不中用”的问题, 中水可能最适用于对工业污水的处理和回用(据《中国环境报》), 但在城镇生活用水、节水领域以及有机污水肥料化、治理减排生活 污水排放量而相应减轻城镇供排管网和污水处理厂负荷、进而大幅 度降低公共财政在环保领域的支出及促进农业有机化发展等方面, 本发明工艺及其相关设施则比中水或其它工艺和产品,有着更现 实、更实用和更经济的诸多优越性和易操作性。

  发明内容:

  本发明的目的在于提供城镇楼宇如何实现节水、产肥净化并减 排生活污水和促进农业有机化的先进工艺。

  本发明的目的是同时提供用于实现贮存、溢流和冲洗排污管道 功能的废水自备和下载废水箱及其室内相互配套的新型供排管网。

  本发明总体上是通过以下工艺过程实现:节水、产肥净化和减 排生活污水和促进农业有机化的发展等五个工艺步骤;其相关配套 设备和工艺也一同说明如下:

  (1)节水工艺---泡沫封堵和水冲两用式节水马桶与新型室内 管网及配套废水箱相结合

  节水通过两个环节完成,其一,楼宇室内选用目前在世界上领 先的泡沫封堵和水冲两用式节水马桶,通过马桶本身的泡沫封堵功 能以实现封堵排污管网臭味上溢问题,而泡沫封堵用水量只相当于 抽水马桶的1/100;在此前提下,其二,结合楼宇部分用户的马桶 排污口位置离排污主管道直线距离在20cm---300cm之间的实际情 况,在原来只有一个主排污下通道和一个室内横式收集生活污水管 道的基础上,为保证部分用户(指马桶排污口位置离主排污管道直 线距离在40cm以上的用户)的实际排污需求,又增设了一个连接 上下楼层用户之间,只用于接纳上层部分生活废水和便于既能收集 自身生活废水,多余部分又能被再下一层用户所循环使用的下载和 自备废水箱,目的是绝对保证该下载和自备废水箱始终都存有足量 的循环生活废水以随时用来冲刷马桶底部滞留在排污支管道中的 排泄物,因此该措施完全可以保证用户在任何时间和情况如厕时, 排泄物都可被即时冲刷至室内主排污管道;特殊情况下,自备废水 箱配套的备用自来水和两用式马桶自备的自来水存水箱都可以解 燃眉之急。

  综上所述,由于节水器具和室内管网及其配套废水箱的结合使 用,尤其是泡沫封堵和水冲两用式节水马桶的使用,使得该生活废 水收集、贮存、排放问题都可以在封闭管网中直接进行,而不需对 废水进行任何处理。该结合工艺也使市场上出现的先对排放的生活 废水进行中水处理或直接将废水导入马桶主体下半部废水箱后又 必须再经过马桶主体才能实现冲刷排泄物的工艺设计,要简单方 便、实用和卫生得多。因此,以上述结合工艺来改造用户室内废水 管网并以泡沫封堵和水冲两用式节水马桶来更换单一功能的抽水 马桶,人们的观念也容易接受。客观上,通过中试证明:直接用循 环生活废水冲刷排污支管道中排泄物的工艺十分可行;经济上,与 使用抽水马桶相比,由于本工艺使用了泡沫封堵和水冲两用式节水 马桶,户均用水即可节约近1/3-1/2的自来水;在潜意识上,人 们对节水管网和卫生洁具必须干净的卫生要求也完全能够满足。上 述工艺的推广,将使社区、楼宇通过对排放后的生活污水再处理后 再铺设回用管道、且只用作冲厕的中水及中水处理工艺变得无任何 存在意义,故而本工艺发明具有更大和更现实的社会和经济意义。

  (2)产肥净化和减排楼宇生活污水工艺——新型厌氧产有机肥 装置及其配套设施

  作为接纳楼宇生活废水和生活污水的传统化粪池,客观上只是 将上述污水及粪便进行了初步厌氧处理,但达不到排放标准,还需 进污水处理厂再处理。改造并替代传统化粪池,并使生活污水中的 有机成分一出楼宇即能变成高效有机肥,可从源头上大大净化生活 污水。通过中水贮存池的部分截留,被肥料化后的排放中水可就地 满足浇灌庭院植被等的用水要求,因此生活污水和废水排向排污管 网的总量则相应减少,其纯净度也高,接近《生活杂用水标准》。 这正是本发明的重要工序之一。以下是对该工序的主要工艺流程及 其配套设施的简单说明:

  工艺流程及其配套设施

  根据新编《建筑给排水设计规范》(征求意见稿)中有关小区 污水处理的内容,本工艺流程破解了传统化粪池流动性、封闭性、 保温性差而导致厌氧环境不能使粪便及其它有机物高温发酵、仅仅 起到沉淀、化粪作用,而无害化、资源化的治污能力不足的难题, 相应采用了能够改造并替代传统化粪池的可直接将粪便污水和生 活废水中的有机物就地转化成液态有机肥的有机肥厌氧生产装置。 该装置包括沉淀池、厌氧池、液肥池、中水池及连接上述装置的一 系列管道等。考虑到楼宇生活废水尤其是居民楼的污水中的含食用 油成份,也相应配置了人工除油的隔油池。考虑到污水中夹带的其 它沉淀物,也相应增加了沉淀池部分的容积,有些地方排污温度高 于35℃以上时,本工艺设置的产肥厌氧装置中所附设的加温装置 则不起作用,温度低于35℃时,装置中开启加温设施。通过以上 工艺流程处理的生活废水和粪便污水即可实现有机污水的资源化; 有机肥料化后排放的中水也接近《生活杂用水标准》的要求,可就 地用于绿化,因节水而减排了1/3-1/2的生活废水和污水,城市 的污水处理厂的处理负荷也相应减轻。另外,沼气部分可收集起来 另作它用,或直接用于对产肥厌氧装置的加温能源。

  事实上,利用上述有机肥生产装置产出的只是液态有机肥,其 有机肥主要成份氮(N)在1200-1700mg/L,有效总磷(P)35-87mg/L, 有效总钾(K)352-411mg/L,微生物指标为菌落总数(CFV/L)在 11×107-3×108之间左右,粪大肠菌群(mpN/100ml)大于0.00111(以 上检测报告数据为云南省农业科学院植保土肥测试分析中心分别 于03年8月15日、04年1月19日出具的液态肥测试报告,微生 物指标则是云南省疾病预防控制中心03年6月4日的化验数据)。 除上述数据外的其它设备如泡沫封堵马桶等相关设备的检测检验 报告,也都获得了认可和批准。

  根据云南师大2002年2月26日出具的常温厌氧消化工程治理 医院污水的环保卫生指标检验结果表明:达标排放的污水COD在 25.8-128mg/L之间,粪大肠菌10-3-10-1之间,NH3-N在0.10-46.2 mg/L之间,SS在15.2-96.8之间,PH值为7.28-8.24之间,平均为 7.50。

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