專利名稱：一種基于減壓排放技術(shù)的生活污水與垃圾收集處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水垃圾收集處理的技術(shù)范疇，特別涉及一種利用減壓排放技術(shù)將日常生活中產(chǎn)生的洗衣、洗浴等污水與糞便、廚余垃圾污水等分別收集處理的方法。
背景技術(shù)：
常見的生活污水垃圾通常是分開收集與處理。生活污水收集基于重力排放的原理，各種污水混合在一起進(jìn)入下水道系統(tǒng)，經(jīng)過化糞池的預(yù)處理后，通過泵站提升等進(jìn)入污水處理廠進(jìn)行處理，化糞池沉渣需要定期清掏處理。生活垃圾基本上是人工收集、轉(zhuǎn)運(yùn)，然后通過填埋、焚燒等無害化手段進(jìn)行處理處置。上述污水垃圾收集處理方法的主要缺點(diǎn)包括(1)用水量較大；由于依賴重力排放，污染物需要用大量水沖洗，以廁所為例，目前水沖廁所一次用水量約為6升；( 污水處理的成本高，有用物質(zhì)難以循環(huán)利用；各種污水混合在一起排放，為滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求，通常都需要通過二級生化等污水處理工藝進(jìn)行處理，污水處理成本高，同時(shí)由于大量的洗衣、洗浴污水將糞便、廚余污水等稀釋，使得其中易降解有機(jī)物、氮、磷等有用物質(zhì)難以循環(huán)利用；C3)垃圾收集、轉(zhuǎn)運(yùn)和處理的成本高；生活垃圾中包含大量生垃圾(主要是廚余垃圾和植物殘?bào)w等)，這些垃圾含水量高、易于腐敗，大大增加了收集處理的工作量、工作的難度及成本。上述生活污水和垃圾收集處理的方式尤其不適合村莊和小城鎮(zhèn)使用。一方面，村莊和小城鎮(zhèn)通常居住密度和人口規(guī)模低于城市，不利于通過常規(guī)方式對污水和廢物進(jìn)行收集處理；另一方面，村莊和小城鎮(zhèn)周邊通常有大量農(nóng)田， 可用于污染物消納的土地等資源也比較豐富，既為糞便等有用物質(zhì)的循環(huán)利用提供可能， 也為實(shí)現(xiàn)污水的低成本處理提供有利條件。隨著我國環(huán)境污染治理和公共服務(wù)向農(nóng)村和小城鎮(zhèn)延伸，迫切需要開發(fā)一種適用于村鎮(zhèn)的低成本污水垃圾治理的方法。為此本發(fā)明提出一種基于減壓排放技術(shù)的生活污水垃圾等收集處理的方法。用于生活污水、垃圾等的負(fù)壓收集或減壓排放的技術(shù)有很多，在國內(nèi)外很多專利中都有記載，CN90101768. x, CN00816743. 5，市場上也可以提供各類產(chǎn)品。申請?zhí)枮?004100^966. 0的專利文件“城市污水源頭分離裝置及其方法”公開了一種糞便污水與其它污水分開收集的方式及其裝置，其基本原理是基于重力式排水，并且未涉及糞便和污水處理的方式，也不包括生活垃圾的收集和處理處置。專利申請?zhí)枮?00620118364. 0的專利文件“村鎮(zhèn)生態(tài)排水處理系統(tǒng)”公開了一種通過有前后孔的便器對糞便、尿液進(jìn)行分離并與其它生活污水分開收集處理的方法。該公開文件聲稱糞便通過便器后孔落入儲糞箱內(nèi)，尿液通過便器前孔流入儲尿桶，這種缺乏衛(wèi)生、除臭等功能的簡易便器無視人民群眾日益提高的衛(wèi)生生活需求，其所說的糞便和尿液利用方式也非常原始，實(shí)用性收到限制。專利申請?zhí)枮?00410061312. X的專利文件“有機(jī)垃圾和糞便收集處理方法”公開了一種利用真空技術(shù)收集處理有機(jī)垃圾和糞便的方法，其中包括厭氧發(fā)酵和有機(jī)肥生產(chǎn)。
三、發(fā)明內(nèi)容
1、本發(fā)明的方法基于減壓排放技術(shù)。所說的減壓排放技術(shù)是指通過減壓收集前端、減壓管道、真空泵、減壓罐等組成污水或污物收集排放的技術(shù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過真空泵抽吸所產(chǎn)生的吸力將進(jìn)入減壓收集前端的污水或污染物吸入減壓管道系統(tǒng)并輸送到減壓收集終端。根據(jù)實(shí)際需要，不同的減壓排放技術(shù)可能還包括物料切碎、分離或安全性等方面的特殊設(shè)計(jì)。用于生活污染收集的減壓收集前端主要有兩種形式，一種是減壓集便器，主要安裝在廁所，用來收集糞便、尿液等，另一種減壓集廢器，主要安裝在廚房或者盥洗室，用來收集廚余垃圾等。理論上不可降解的塑料、金屬、玻璃以及其它有毒有害物質(zhì)物質(zhì)不允許進(jìn)入減壓排放系統(tǒng)，實(shí)際操作中請按照具體的減壓排放技術(shù)系統(tǒng)的操作規(guī)范執(zhí)行。減壓收集前段一次操作所需要的水量通常在0. 1 1升，約為普通重力式水沖收集終端用水量的 1/10。一套真空收集系統(tǒng)可以將某一區(qū)域范圍內(nèi)的多個(gè)減壓收集前端接入系統(tǒng)。本發(fā)明是基于減壓排放技術(shù)，但發(fā)明內(nèi)容中不包括減壓排放技術(shù)。2、本發(fā)明所指的污水和垃圾，特指不包含有毒有害物質(zhì)，并且主要污染物為易降解的有機(jī)物和氮、磷、懸浮物等，來源可以是社區(qū)綜合生活污水和垃圾，也可以是種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、食品加工業(yè)所產(chǎn)生的有機(jī)廢物和有機(jī)廢水等。3、為敘述方便，本發(fā)明使用黑水、灰水兩個(gè)名詞。如果不特別指出，本發(fā)明所指的黑水是指通過減壓收集前端收集并進(jìn)入減壓排放系統(tǒng)的含有糞便和廚余垃圾等的污水，由于沖洗水用量少，這部分污水的污染物濃度一般是普通市政污水濃度的10倍以上。本發(fā)明所指的灰水是指除黑水以外的生活污水，主要來自洗衣、洗浴等洗滌過程，其中含有少量的洗滌劑、有機(jī)物、懸浮物等污染物質(zhì)。本發(fā)明所說的灰水排放系統(tǒng)，既可以是常見的重力式排放系統(tǒng)，也可以采用減壓排放的系統(tǒng)。如果黑水和灰水排放都采用減壓排放系統(tǒng)，則兩個(gè)系統(tǒng)須相互獨(dú)立。4、本發(fā)明的技術(shù)系統(tǒng)包括灰水收集前端、灰水處理單元、減壓黑水收集前端、減壓黑水收集管道系統(tǒng)、減壓黑水收集終端、黑水轉(zhuǎn)運(yùn)單元和有機(jī)肥廠。5、來自灰水收集前端的灰水通過重力排放等方式進(jìn)入灰水處理單元?；宜幚韱卧闹饕δ苁峭ㄟ^物理、化學(xué)、生物等作用，使灰水經(jīng)處理后滿足有關(guān)出水水質(zhì)要求。如果當(dāng)?shù)貙宜欧呕蛘呋赜脹]有特別的水質(zhì)要求，則可以不設(shè)灰水處理單元。當(dāng)灰水必須進(jìn)行強(qiáng)化處理排放時(shí)，推薦采用人工濕地、土壤滲濾和氧化塘等技術(shù)形式。當(dāng)灰水需要再生處理回用時(shí)，可以采用曝氣生物濾池、膜生物反應(yīng)器等技術(shù)形式，也可以在人工濕地、土壤滲濾等的基礎(chǔ)上增加深度處理。6、來自減壓黑水收集前端的黑水，經(jīng)過減壓黑水收集管道系統(tǒng)進(jìn)入減壓黑水收集終端。減壓黑水收集終端可以根據(jù)具體的功能需求，設(shè)計(jì)成不同的形式。第一種形式的減壓黑水收集終端主要功能是對黑水進(jìn)行貯存和中轉(zhuǎn)，其中的黑水通過吸糞車等黑水轉(zhuǎn)運(yùn)單元運(yùn)送至有機(jī)肥廠做進(jìn)一步處理。第二種形式的減壓黑水收集終端除了具備貯存和中轉(zhuǎn)功能外，還具有對黑水進(jìn)行厭氧沼氣發(fā)酵的功能，黑水經(jīng)過厭氧沼氣發(fā)酵后，其中的沼氣、沼渣、 沼液既可以就地利用，也可以被轉(zhuǎn)運(yùn)至有機(jī)肥廠等進(jìn)行進(jìn)一步處理利用。第三種形式的減壓黑水收集終端具有貯存和沼氣發(fā)酵功能，所產(chǎn)生的沼氣就地做燃料使用，沼渣和沼液則就地用作有機(jī)肥。7、通常在一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)設(shè)施一座有機(jī)肥廠。一個(gè)有機(jī)肥廠可以收集處理多個(gè)減壓黑水收集終端的物料，同時(shí)還可以將附近種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)所產(chǎn)生的有機(jī)廢物收集，與來自減壓黑水收集終端的物料一起進(jìn)行加工處理，所生產(chǎn)的有機(jī)肥供有機(jī)農(nóng)業(yè)使用。


本發(fā)明的方法的技術(shù)流程如附圖1所示。圖中矩形方框表示工藝單元，方框中的文字用于對工藝單元進(jìn)行說明。圖中的其它文字是對有關(guān)物料的來源、去向以及運(yùn)輸做簡單說明。圖中各種箭頭及線條的含義是(1)細(xì)的虛線及箭頭表示供水管道及流動方向； (2)粗的實(shí)線及箭頭表示污水管道及流動方向。( 粗的虛線及箭頭表示沼氣管道及流動方向；(4)細(xì)的空心箭號表示糞便、尿液與生垃圾進(jìn)入相應(yīng)減壓黑水收集終端；粗的空心箭號表示物料轉(zhuǎn)運(yùn)單元。本發(fā)明中所說的各技術(shù)單元，均有可能包括一個(gè)或多個(gè)設(shè)備或設(shè)施，也有可能是多項(xiàng)技術(shù)的組合，這些設(shè)備、設(shè)施或技術(shù)為本領(lǐng)域的普通專業(yè)人員所熟知，因此在本發(fā)明的方法說明中無須做詳細(xì)解釋。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于1、通過減壓收集系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)黑水與灰水分離收集和分別處理，一方面降低污水處理的成本，另一方面使黑水中的有用物質(zhì)得到回收利用，變廢為寶；2、利用用減壓收集技術(shù)收集糞便和廚余垃圾，較之現(xiàn)有常規(guī)方法減少用水量約 90%,在節(jié)約用水的同時(shí)，大幅度提高了黑水濃度，有利于后續(xù)處理利用。3、將有機(jī)垃圾收集處理與污水收集處理融合在一起，大幅度減少垃圾處理的費(fèi)用。4、真空管道布置容易，特別適合在老居住區(qū)改造中使用。 四、實(shí)施例實(shí)施例一某村莊共有居民30戶，安裝減壓集便器50個(gè)、減壓集廢器30個(gè)，所有減壓前端由一個(gè)真空泵站(其中真空泵一用一備)帶動，減壓黑水收集終端的形式為沼氣發(fā)酵式，兼有貯存和沼氣發(fā)酵的功能。該村莊推選一名種田大戶對系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行管理，真空泵站的電費(fèi)也由該種田大戶負(fù)擔(dān)，所產(chǎn)生的沼液和沼渣定期從沼氣罐中排出用于該種田大戶農(nóng)田施肥，所產(chǎn)生的沼氣亦供其家庭使用。每戶對灰水進(jìn)行單獨(dú)收集處理，灰水處理的方式為在居民房前屋后的自留地內(nèi)建設(shè)人工濕地。采用本發(fā)明的方法解決了該村排水和達(dá)標(biāo)處理的問題，污水處理達(dá)到GB18918-2002規(guī)定的一級B標(biāo)準(zhǔn)。全村排水及污水處理設(shè)施投資費(fèi)與常規(guī)重力式排水及污水處理方法的投資相當(dāng)，但運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約近90%。由于生垃圾全部進(jìn)入黑水處理系統(tǒng)，全村的垃圾處理處置費(fèi)用節(jié)約近95%。另外，由于采用減壓黑水收集前端技術(shù)，全村每年可節(jié)約自來水約1000噸。實(shí)施例二 某集鎮(zhèn)有居民5000人，另有辦公樓、學(xué)校、醫(yī)院、飯店及其它服務(wù)性設(shè)施若干，無其它工業(yè)廢水。該集鎮(zhèn)共設(shè)立減壓黑水收集泵站與終端30座，同時(shí)配套建設(shè)有機(jī)肥廠一座。各減壓黑水收集終端的黑水定期用槽車運(yùn)至有機(jī)肥廠進(jìn)行加工處理。該有機(jī)肥廠同時(shí)收集附近養(yǎng)豬場、養(yǎng)雞場糞便，并收集處理部分秸稈等有機(jī)廢物。有機(jī)肥廠以沼氣發(fā)酵和堆肥工藝為主。所生產(chǎn)沼氣供一座公共浴室使用，所生產(chǎn)的液態(tài)有機(jī)肥和固體有機(jī)肥供鄰近萬畝有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地使用。根據(jù)國家有關(guān)政策，有機(jī)肥廠每生產(chǎn)一噸有機(jī)肥獲補(bǔ)貼200元。該集鎮(zhèn)所有灰水及雨污水進(jìn)入排水暗渠，并通過亞表層土壤滲濾的方法對灰水進(jìn)行處理，處理后出水完全達(dá)到GB18918-2002規(guī)定的一級A標(biāo)準(zhǔn)。全鎮(zhèn)黑水收集處理系統(tǒng)(不包括有機(jī)肥廠)以及新建灰水處理系統(tǒng)由政府投資，并由企業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行，該企業(yè)同時(shí)投資建設(shè)和經(jīng)營有機(jī)肥廠。由于采用本發(fā)明的方法，該集鎮(zhèn)節(jié)約了大量自來水，污水和垃圾處理的成本大幅下降，取得了良好的社會效益、環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種基于減壓排放技術(shù)的生活污水與垃圾收集處理的方法，其特征是包括灰水收集前端、灰水處理單元、減壓黑水收集前端、減壓黑水收集管道系統(tǒng)、減壓黑水收集終端、黑水轉(zhuǎn)運(yùn)單元和有機(jī)肥廠，灰水經(jīng)收集前端進(jìn)入灰水處理單元，按照出水水質(zhì)要求進(jìn)行處理后排放或回用，糞便、廚余垃圾等污染物質(zhì)和少量沖洗水一起經(jīng)減壓黑水收集前段、減壓黑水收集管道系統(tǒng)進(jìn)入減壓黑水收集終端，經(jīng)黑水轉(zhuǎn)運(yùn)單元進(jìn)入有機(jī)肥廠，通過有機(jī)肥廠的處理成為有機(jī)肥，供種植行業(yè)使用。
2.如權(quán)利要求1所說的一種基于減壓排放技術(shù)的生活污水與垃圾收集處理的方法，其特征是當(dāng)灰水處理單元的出水用于達(dá)標(biāo)排放時(shí)，灰水處理單元選用人工濕地技術(shù)，或者選用土壤滲濾技術(shù)，或者選用氧化塘技術(shù)。
3.如權(quán)利要求1所說的一種基于減壓排放技術(shù)的生活污水與垃圾收集處理的方法，其特征是在灰水處理單元的出水用于再生回用時(shí)，灰水處理單元可以選擇在人工濕地或者土壤滲濾或者氧化塘之后增加深度處理，也可以直接通過曝氣生物濾池或膜-生物反應(yīng)器技術(shù)進(jìn)行處理。
4.如權(quán)利要求1所說的一種基于減壓排放技術(shù)的生活污水與垃圾收集處理的方法，其特征是黑水減壓收集終端具有沼氣發(fā)酵功能，所產(chǎn)生的沼氣、沼渣、沼液可以就地利用，也可以通過黑水轉(zhuǎn)運(yùn)單元進(jìn)入有機(jī)肥廠。
5.如權(quán)利要求1所說的一種基于減壓排放技術(shù)的生活污水與垃圾收集處理的方法，其特征是有機(jī)肥廠收集處理種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和食品加工業(yè)的有機(jī)廢物。
全文摘要
一種基于減壓排放技術(shù)的生活污水與垃圾收集處理的方法，包括灰水收集前端、灰水處理單元、減壓黑水收集前端、減壓黑水收集管道系統(tǒng)、減壓黑水收集終端、黑水轉(zhuǎn)運(yùn)單元和有機(jī)肥廠，灰水經(jīng)收集前端進(jìn)入灰水處理單元，按照出水水質(zhì)要求進(jìn)行處理后排放或回用，糞便、廚余垃圾等污染物質(zhì)和少量沖洗水一起經(jīng)減壓黑水收集前段、減壓黑水收集管道系統(tǒng)進(jìn)入減壓黑水收集終端，經(jīng)黑水轉(zhuǎn)運(yùn)單元進(jìn)入有機(jī)肥廠，通過有機(jī)肥廠的處理成為有機(jī)肥，供種植行業(yè)使用。
文檔編號C12M1/107GK102285818SQ201010203028
公開日2011年12月21日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者范彬 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心