公布日：2022.11.01
申请日：2022.09.01
分类号：C02F11/04(2006.01)I;C02F3/12(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明提出一种小型分散粪渣发酵回用和污水处理的系统，用于乡村零星养殖户污水和粪渣的处理处置，实现设备化、集成化、小型化，并实现运行操作简便化，发酵产物资源化回用的目标；本发明包括：沼气发酵区，沼渣沼液清理区和序批式污水处理区，将小型粪渣发酵、发酵物及阀酵液清理回用，多余发酵液处理及日常生活污水处理，这些过程连成一个整体，为乡村零星养殖户提供适用的成套设施，对改善乡村人居环境，提高乡村卫生环境，具有一定的环境效益，应用前景广泛。
权利要求书
1.一种小型分散粪渣发酵回用和污水处理系统，其包括：沼气发酵区，沼渣沼液清理区和序批式污水处理区，沼气发酵区，沼渣沼液清理区和序批式污水处理区之间通过污水管路连接，其特征在于：沼气发酵区包括沼气发酵罐(1)、沼气收集罐(2)、出气管(13)、鼓风机(5)和沼气循环管(3)，沼气收集罐(2)位于沼气发酵罐(1)的顶部并通过出气管(13)与沼气收集罐(2)连接，鼓风机(5)位于沼气发酵罐(1)的一侧并通过沼气循环管(3)与沼气收集罐(2)循环连接，经过鼓风机(5)后的沼气循环管(3)与沼气发酵罐(1)内的穿孔曝气管(8)连接，沼气收集罐(2)的一侧设有投料口(4)，沼气收集罐(2)的另一侧设有出液口和出渣口，沼渣沼液清理区包括排渣排液罐(25)和手动抽液井(20)，所述序批式污水处理区包括序批式污水处理设备(37)和曝气机(30)，出液口和出渣口与排渣排液罐(25)分别通过出液管(14)和出渣管(15)连接，排渣排液罐(25)的一侧连接有手动抽液井(20)，另一侧连接序批式污水处理设备(37)，所述曝气机(30)通过供气管与序批式污水处理设备(37)连接。
2.如权利要求1所述的小型分散粪渣发酵回用和污水处理系统，其特征在于：出气管(13)上安装有增压泵(12)和气水分离器(11)，其中增压泵(12)用于增强出气管(13)上的沼气压力，以使出气管(13)中的沼气汇集到沼气收集罐(2)中；气水分离器(11)用于将出气管(13)沼气中的冷凝水和蒸汽水分离，以使进入沼气收集罐(2)中的沼气纯度更高，汇集更多的沼气。
3.如权利要求1所述的小型分散粪渣发酵回用和污水处理系统，其特征在于：沼气收集罐(2)顶部安装有用气管(9)，用气管(9)上安装有压力表和安全阀(10)，经压力表和安全阀(10)后的用气管(9)接入居民家庭中的沼气使用点，用于沼气灯照明和沼气灶。
4.如权利要求1所述的小型分散粪渣发酵回用和污水处理系统，其特征在于：所述排渣排液罐(25)包括滑轮组(19)，吊索组(194)，排渣篮(17)，闸板阀(16)，所述滑轮组(19)包括3个静滑轮，所述吊索组(194)在三个静滑轮之间以串联方式连接，所述吊索组(194)含两条不锈钢材质的吊锁链，吊锁链包括第一吊锁链和第二吊锁链，两条吊锁链的一端均与排渣篮(17)连接，在滑轮组(19)与排渣篮(17)之间的两条吊索链以麻花的方式缠绕结合在一起，两条吊锁链在经过最后两个滑轮后，分为两个方向，其中第一吊索链(195)向上穿过排渣排液罐(25)的顶部，可通过人工拉放第一吊索链(195)提放排渣篮(17)；第二吊索链(196)穿绕滑轮后向下与闸板阀(16)连接，闸板阀(16)位于排渣排液罐(25)与出渣管(15)连接处，可通过闸板阀(16)切断出渣管(15)和排渣排液罐(25)间的联系。
5.如权利要求1所述的小型分散粪渣发酵回用和污水处理系统，其特征在于：排渣排液罐(25)的中上端安装有浮球液位计(26)；通过浮球液位计(26)的高低液位控制排液泵(24)的启停，当浮球液位计(26)达到于高液位值时，排液泵(24)将排渣排液罐(25)内的沼液通过排液管(27)排入序批式污水处理设备(37)。
6.如权利要求1所述的小型分散粪渣发酵回用和污水处理系统，其特征在于：所述手动抽液井(20)位于地面以上，手动抽液井(20)包括按压把手(21)、活塞阀(22)和吸液管(18)；通过吸液管(18)与排渣排液罐(25)连接，吸液管(18)深入到排渣排液罐(25)的液面以下，所述按压把手(21)与活塞阀(22)连接，通过人工上下压提按压把手(21)，带动活塞阀(22)上下活动，在活塞阀(22)上下活塞运行下，在抽液井处形成内外气压差，吸液管(18)不断将排渣排液罐(25)内的沼液抽吸到抽液井中，并溢流出抽液井。
7.如权利要求1所述的小型分散粪渣发酵回用和污水处理系统，其特征在于：所述序批式污水处理设备(37)的一侧设有三通式进水口(28)，所述序批式污水处理设备(37)的三通式进水口(28)带有两个法兰接口，一个接口用于承接不含厕所废水在内的日常生活排水，另一个接口连接排渣排液罐(25)的排液管(27)，居民日常生活排水和排渣均通过三通式进水口(28)进入序批式污水处理设备(37)。
8.如权利要求1所述的小型分散粪渣发酵回用和污水处理系统，其特征在于：所述曝气机(30)的出口连接供气主管(31)，序批式污水处理设备(37)内设有连续曝气微孔曝气盘(42)、气提排泥管(43)、间歇曝气微孔曝气管，供气主管(31)分为三根供气支管，分别为第一供气支管(33)，第二供气支管(34)和第三供气支管(35)，所述第一供气支管(33)与连续曝气微孔曝气盘(42)连接，用于向连续曝气微孔曝气盘(42)连续供气，实现连续曝气微孔曝气盘(42)连续曝气运行；第二供气支管(34)与气提排泥管(43)连接，用于向气提排泥管(43)中间歇性供气，第三供气支管(35)与间歇曝气微孔曝气盘(44)连接，用于暂停向间歇曝气微孔曝气盘(44)供气。
9.如权利要求1所述的小型分散粪渣发酵回用和污水处理系统，其特征在于：虹吸出水管(38)安装在序批式污水处理设备(37)出水处，可根据序批式污水处理设备(37)内的高低液位情况实现虹吸出水和停止虹吸出水，当水位达到高位时，实现虹吸出水；低液位时，虹吸出水管(38)的吸水端露出水面，虹吸被破坏，自动停止虹吸出水。
10.如权利要求1所述的小型分散粪渣发酵回用和污水处理系统，其特征在于：序批式污水处理设备(37)中间安装有隔板(40)，用于隔挡连续曝气区和间歇曝气区，序批式污水处理设备(37)的出水区安装有斜挡板(41)，在间歇曝气微孔曝气盘(44)运行时，用于阻挡曝气产生的泥水混合液进入虹吸出水管(38)内；在间歇曝气微孔曝气盘(44)停止运行时，可利于水中污泥顺着斜挡板(41)滑落，加快污泥沉降。
发明内容
有鉴于此，针对以上存在的问题和难点，设计开发一套小型分散粪渣发酵回用和污水处理的系统，用于乡村零星养殖户污水和粪渣的处理处置，实现设备化、集成化、小型化，并实现运行操作简便化，发酵产物资源化回用的目标；本发明包括：沼气发酵区，沼渣沼液清理区和序批式污水处理区，将小型粪渣发酵、发酵物及阀酵液清理回用，多余发酵液处理及日常生活污水处理，这些过程连成一个整体，为乡村零星养殖户提供适用的成套设施，对改善乡村人居环境，提高乡村卫生环境，具有一定的环境效益，应用前景广泛。
一种小型分散粪渣发酵回用和污水处理系统，其包括：沼气发酵区，沼渣沼液清理区和序批式污水处理区，沼气发酵区，沼渣沼液清理区和序批式污水处理区之间通过污水管路连接，其特征在于：沼气发酵区包括沼气发酵罐1、沼气收集罐2、出气管13、鼓风机5和沼气循环管3，沼气收集罐2位于沼气发酵罐1的顶部并通过出气管13与沼气收集罐2连接，在沼气发酵罐1内的有机物经厌氧发酵后，产生一定量的沼气，集聚在沼气发酵罐1的顶部，沼气发酵罐1顶部的部分沼气经出气管13进入沼气收集罐2中，鼓风机5位于沼气发酵罐1的一侧并通过沼气循环管3与沼气收集罐2循环连接，经过鼓风机5后的沼气循环管3与沼气发酵罐1内的穿孔曝气管8连接，通过鼓风机5和沼气循环管3，将沼气发酵罐1顶部的沼气抽吸到穿孔曝气管8中，并从穿孔曝气管8的出气孔中鼓出，实现对沼气发酵罐1内的泥渣进行曝气搅拌，以防止泥渣集聚在沼气发酵罐1底部，提高有机泥渣、泥水之间的混合接触频次，提高沼气发酵罐1内有机泥渣的发酵速度和产沼气速率，由于采用沼气发酵罐1内顶部的沼气作为泥渣搅拌混合的动力源，通过这种搅拌方式，不会影响沼气发酵罐1内的氧气含量，不影响沼气的纯度，沼气收集罐2的一侧设有投料口4，通过沼气发酵罐1上的投料口4，向沼气发酵罐1内投加家庭畜禽养殖的粪渣，家庭卫生间的粪渣、废水处理中产生的剩余污泥和农业有机废弃物等有机物；沼气收集罐2的另一侧设有出液口和出渣口，沼渣沼液清理区包括排渣排液罐25和手动抽液井20，所述序批式污水处理区包括序批式污水处理设备37和曝气机30，出液口和出渣口与排渣排液罐25分别通过出液管14和出渣管15连接，沼气发酵罐1中上部的沼液可通过出液管14流入排渣排液罐25中，沼气发酵罐1底部的泥渣通过出渣管15流入排渣排液罐25中；排渣排液罐25的一侧连接有手动抽液井20，另一侧连接序批式污水处理设备37，所述曝气机30通过供气管与序批式污水处理设备37连接。
在本发明较佳的实施例中，在出液口安装有拦渣网6，通过拦渣网6拦截沼气发酵罐1内的泥渣和浮渣，防止进入出液管14内。
进一步的，拦渣网6304不锈钢材质，网孔5mm。
在本发明较佳的实施例中，出气管13上安装有增压泵12和气水分离器11，其中增压泵12用于增强出气管13上的沼气压力，以使出气管13中的沼气汇集到沼气收集罐2中；气水分离器11用于将出气管13沼气中的冷凝水和蒸汽水分离，以使进入沼气收集罐2中的沼气纯度更高，汇集更多的沼气。
在本发明较佳的实施例中，沼气收集罐2顶部安装有用气管9，用气管9上安装有压力表和安全阀10，经压力表和安全阀10后的用气管9接入居民家庭中的沼气使用点，用于沼气灯照明和沼气灶。
在本发明较佳的实施例中，沼气发酵罐1的底部设有导泥板7，以便于沼气发酵罐1底部的泥渣汇入到出渣管15中。
进一步的，导泥板7倾斜安装，水平方向倾斜角5°。
在本发明较佳的实施例中，排渣排液罐25中的液位和沼气发酵罐1的液位基本保持同一高度。
在本发明较佳的实施例中，所述排渣排液罐25包括滑轮组19，吊索组194，排渣篮17，闸板阀16，所述滑轮组19包括3个静滑轮，所述吊索组194在三个静滑轮之间以串联方式连接，所述吊索组194含两条不锈钢材质的吊锁链，吊锁链包括第一吊锁链和第二吊锁链，两条吊锁链的一端均与排渣篮17连接，在滑轮组19与排渣篮17之间的两条吊索链以麻花的方式缠绕结合在一起，两条吊锁链在经过最后两个滑轮后，分为两个方向，其中第一吊索链195向上穿过排渣排液罐25的顶部，可通过人工拉放第一吊索链195提放排渣篮17；第二吊索链196穿绕滑轮后向下与闸板阀16连接，闸板阀16位于排渣排液罐25与出渣管15连接处，可通过闸板阀16切断出渣管15和排渣排液罐25间的联系。
进一步的，所述闸板阀16是一块长方形的不锈钢板。
进一步的，排渣篮17是网孔5mm的不锈钢篮，排渣篮17呈圆筒形，排渣篮17顶部与双链吊索连接。
进一步的，排渣篮17的质量远大于闸板阀16的质量。
在本发明较佳的实施例中，排液泵24位于排渣排液罐25的排液区，通过排液泵24上连接的排液管27与后端的序批式污水处理设备37连接。
在本发明较佳的实施例中，排渣排液罐25的中上端安装有浮球液位计26；通过浮球液位计26的高低液位控制排液泵24的启停，当浮球液位计26达到于高液位值时，排液泵24将排渣排液罐25内的沼液通过排液管27排入序批式污水处理设备37。
进一步的，通过人工设置浮球液位计26高低位置，设置浮球液位计26的高液位值低于滑轮组19的下端，以防排渣排液罐25中的沼液浸没滑轮组19；设置浮球液位计26的低液位值高于出液管14的顶端，以防沼气发酵罐1上部的沼气通过出液管14进入排渣排液罐25。
在本发明较佳的实施例中，所述手动抽液井20位于地面以上，手动抽液井20包括按压把手21、活塞阀22和吸液管18；通过吸液管18与排渣排液罐25连接，吸液管18深入到排渣排液罐25的液面以下，所述按压把手21与活塞阀22连接，通过人工上下压提按压把手21，带动活塞阀22上下活动，在活塞阀22上下活塞运行下，在抽液井处形成内外气压差，吸液管18不断将排渣排液罐25内的沼液抽吸到抽液井中，并溢流出抽液井。
进一步的，所述手动抽液井20，采用手压抽吸提水(吸水井)的原理，可手动将排渣排液罐25中的沼液抽吸到外部，抽排的沼液可视需要，回用于浇灌周边农作物、草地、林地等植物。
在本发明较佳的实施例中，所述序批式污水处理设备37的一侧设有三通式进水口28，所述序批式污水处理设备37的三通式进水口28带有两个法兰接口，一个接口用于承接不含厕所废水在内的日常生活排水，另一个接口连接排渣排液罐25的排液管27。居民日常生活排水和排渣均通过三通式进水口28进入序批式污水处理设备37。
在本发明较佳的实施例中，所述曝气机30的出口连接供气主管31，序批式污水处理设备37内设有连续曝气微孔曝气盘42、气提排泥管43、间歇曝气微孔曝气管，供气主管31分为三根供气支管，分别为第一供气支管33，第二供气支管34和第三供气支管35，所述第一供气支管33与连续曝气微孔曝气盘42连接，用于向连续曝气微孔曝气盘42连续供气，实现连续曝气微孔曝气盘42连续曝气运行；第二供气支管34与气提排泥管43连接，用于向气提排泥管43中间歇性供气，第三供气支管35与间歇曝气微孔曝气盘44连接，用于暂停向间歇曝气微孔曝气盘44供气。
进一步的，在第二供气支管34上安装有常闭性电磁阀，通过外接的电气控制箱控制常闭型电磁阀32间歇性开启。
进一步的，在第三供气支管35上安装有常开型电磁阀36，通过外接的电气控制箱控制常开型电磁阀36间歇性关闭。
在本发明较佳的实施例中，虹吸出水管38安装在序批式污水处理设备37出水处，可根据序批式污水处理设备37内的高低液位情况实现虹吸出水和停止虹吸出水，当水位达到高位时，实现虹吸出水；低液位时，虹吸出水管38的吸水端露出水面，虹吸被破坏，自动停止虹吸出水。
进一步的，常闭性电动阀安装在虹吸出水管38上，通过定时开启和关闭阀门，控制序批式污水处理设备37的出水。
在本发明较佳的实施例中，序批式污水处理设备37中间安装有隔板40，用于隔挡连续曝气区和间歇曝气区。
进一步的，隔板40的下方带有一段145°夹角的折弯段，防止连续曝气微孔曝气盘42产生的气泡影响间歇曝气区，同时有利于在隔板40下方沉积污泥。
在本发明较佳的实施例中，序批式污水处理设备37的出水区安装有斜挡板41，在间歇曝气微孔曝气盘44运行时，用于阻挡曝气产生的泥水混合液进入虹吸出水管38内；在间歇曝气微孔曝气盘44停止运行时，可利于水中污泥顺着斜挡板41滑落，加快污泥沉降。
进一步的，斜挡板41的水平方向夹角为55°。
本发明的有益效果为：本发明提出一种小型分散粪渣发酵回用和污水处理的系统，用于乡村零星养殖户污水和粪渣的处理处置，实现设备化、集成化、小型化，并实现运行操作简便化，发酵产物资源化回用的目标；本发明包括：沼气发酵区，沼渣沼液清理区和序批式污水处理区，将小型粪渣发酵、发酵物及阀酵液清理回用，多余发酵液处理及日常生活污水处理，这些过程连成一个整体，为乡村零星养殖户提供适用的成套设施，对改善乡村人居环境，提高乡村卫生环境，具有一定的环境效益，应用前景广泛。
（发明人：武刚）
