專利名稱：通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)及處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供了一種能夠用于凈化所有下述狀況的特殊應(yīng)用，該狀況包括在一些產(chǎn)生生活污水但是公共除污設(shè)施無(wú)法使用的場(chǎng)所，尤其是應(yīng)用在各種小船，船舶，移動(dòng)車輛，移動(dòng)房屋，各類火車，各類公共汽車，移動(dòng)衛(wèi)生間，石油平臺(tái)，酒店，小型家庭旅館，單棟房子等場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
通常在一個(gè)小房中，空間少、人口多是廢氣氣味不佳的原因，由于硫醇在比較低的濃度中，尤其是當(dāng)通風(fēng)并不充分時(shí)，即可被識(shí)別出。這也是為什么小船的主人以及其他用戶反感糞便罐以及其他類似裝置的原因。通常在造船業(yè)領(lǐng)域用得最多的單元即是糞便罐，它提供了廁所的沖洗，過(guò)了一段時(shí)間，當(dāng)罐子滿了，罐內(nèi)容積物必須被泵出到遠(yuǎn)在海洋5公里處或者泵到碼頭里。在小船中使用糞便罐時(shí)在下列情況下的使用時(shí)內(nèi)容物將無(wú)法被泵出，這時(shí)使用這些裝置將會(huì)發(fā)生故障，該情況包括小船離海岸不足夠遠(yuǎn)和/或當(dāng)在碼頭里沒有泵裝置時(shí)，或者當(dāng)有很多內(nèi)容物長(zhǎng)時(shí)間排隊(duì)等待被泵出，然后這些有機(jī)物被排出到距離海岸太近，以至于被沖向海灘，從而導(dǎo)致了人和環(huán)境的問(wèn)題。這些問(wèn)題的產(chǎn)生增加的一個(gè)事實(shí)即是小船的擁有者將生活污水保留在糞便罐中相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，由于糞便物本身的厭氧過(guò)程，廢氣氣味通過(guò)柔性管口的塑料或橡膠壁擴(kuò)散到通常的小房間中，這迫使小船的擁有者迅速清除糞便罐。有時(shí)，由于小船的擁有者忽視了內(nèi)容物的泵出，大量的甲烷通過(guò)生物厭氧發(fā)酵過(guò)程而產(chǎn)生，病原微生物在這些優(yōu)選的條件下擴(kuò)散，該條件對(duì)微生物也是非常適和的，因此， 就產(chǎn)生了兩個(gè)危險(xiǎn)以及不良的結(jié)果而不是明確的解決方案。對(duì)于安全，健康和環(huán)境而言，轉(zhuǎn)換成這些條件都是不可取的，并且在這種狀態(tài)下，廢水排出與傳播對(duì)健康有害的物質(zhì)是有密不可分的聯(lián)系的。廢氣氣味的不便引起了大家的強(qiáng)烈不滿。然而，生活污水的排出通常意味著環(huán)境的污染。水的污染歸因于排出的糞便，例如，每年從小船，船舶，游艇排出的糞便的增加比例同船業(yè)市場(chǎng)的增加比例相同，這樣的事實(shí)證明了能夠解決上述所有問(wèn)題的一種創(chuàng)新的經(jīng)濟(jì)的污水處理系統(tǒng)的發(fā)明是多么的重要。由硬質(zhì)塑料原料，例如硬質(zhì)PVC制成的管的使用，抑制了廢氣氣味在墻壁中的移動(dòng)，但是，這些管容易斷裂并且難以加工，廢氣氣味主要由硫醇的小分子組成，他們經(jīng)由柔性塑料和類似橡膠的管滲透。在休閑車，移動(dòng)房屋和大篷車中利用可延展和便于攜帶的糞便罐，這些罐子經(jīng)常在加油站的休息室或者在特殊設(shè)備中被清空。毫無(wú)疑問(wèn)這是一個(gè)正確并且生態(tài)的解決方案，但是，在衛(wèi)生間中取出、攜帶和排出廢物無(wú)論如何也不是一件令人愉快的工作，這也導(dǎo)致了污染和其他不便。在這種情況下，為了獲得好的效果，很多現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施不足以執(zhí)行生活污水的收集和處理。然而如果想出現(xiàn)好的結(jié)果，需要解決涉及收集，運(yùn)輸和清空生活污水的行為總是不良和不愉快的工作，這經(jīng)常同對(duì)環(huán)境和健康的危險(xiǎn)相關(guān)?？梢郧宄仡A(yù)見一種涉及生活污水的降解處理是最好的，最簡(jiǎn)單的，最干凈，最革新的解決方案，這也是用于存儲(chǔ)人體新陳代謝的殘余的最好的方式。一種給污水消毒的系統(tǒng)已經(jīng)正被使用，其解決方案包括通過(guò)研磨，電解，添加氯以及隨后的混合有機(jī)物，所有的微生物、污水和添加的水并通過(guò)強(qiáng)氧化消毒。然而，污水中的有機(jī)的內(nèi)容并沒有通過(guò)這個(gè)過(guò)程而被改進(jìn)，但是，卻實(shí)現(xiàn)了相反的結(jié)果，由于消毒的生活污水的解決方案可能抑制或阻止病原體污染物的風(fēng)險(xiǎn)，但是它并不有利于環(huán)境的保護(hù)，相反的，它首先被新的微生物污染，然后降解。當(dāng)然這段時(shí)間將大大的延長(zhǎng)。然而，這個(gè)系統(tǒng)是以謬論為基礎(chǔ)的，該謬論涉及大量的凈水與少量比例的消毒后的生活污水混合，排出的污水即有干凈和好的外表，雖然這樣，但事實(shí)上，它仍然是被含氯的消毒物質(zhì)進(jìn)行消毒后的生活污水，并且增加了環(huán)境的化學(xué)需氧量(COD)的數(shù)值。化學(xué)需氧量(COD)是一種度量標(biāo)準(zhǔn)，用于測(cè)量水中所有有機(jī)化合物的含量總和，包括持久的有機(jī)化合物?；瘜W(xué)需氧量(COD)的數(shù)值表示了用于氧化水中現(xiàn)有所有成分的需氧量，以mg/1或者g/m3為單位計(jì)算。半生物學(xué)系統(tǒng)執(zhí)行一種厭氧降解、輕度過(guò)濾以及一系列隨后的污水消毒，最后輸出帶有比較小數(shù)值的化學(xué)需氧量(COD)的相對(duì)干凈的污水，但是由于這些污水在被消毒的過(guò)程中包含了氯元素，對(duì)環(huán)境不利。除了以前描述的系統(tǒng)或者污水處理廠，這里，也有很多其他并且很好用的系統(tǒng)用于糞便的降解。全世界范圍內(nèi)帶有百萬(wàn)個(gè)活性的單元并且被用的最多、最被公知的系統(tǒng)開始從小型工廠擴(kuò)建到巨型工廠，其用于處理污水的不同的質(zhì)量和濃度，它們被稱為“激活污水淤泥系統(tǒng)”。他們使用如下技術(shù)，該技術(shù)的解決方案根據(jù)大量的污水與淤泥在巨型水池中混合。通風(fēng)裝置通過(guò)機(jī)械的或氣動(dòng)的方式補(bǔ)給空氣，同時(shí)，將大量淤泥粒子與污水相混合，以確保淤泥顆粒與它的有機(jī)內(nèi)容有效的接觸，其中淤泥顆粒隨著微生物的增值被生物學(xué)地激活。淤泥的可吸收性/吸附力以及它的生物學(xué)種群確保了微生物從有機(jī)生活污水中吸取養(yǎng)料。由于污水中含有足夠的氧氣，微生物將糞便分解成二氧化碳和水。這些工廠具有所有他們?cè)撚械膬?yōu)勢(shì)，但是它們不能建立在小型或者緊湊的移動(dòng)單元中，由于它們需要的建造空間比較大，從而導(dǎo)致對(duì)于小容量的需要而言，它們不經(jīng)濟(jì)。法國(guó)專利FM848178中描述了一種適用于小船中的生物學(xué)凈化生活污水的緊湊系統(tǒng)，它包括機(jī)械過(guò)濾以及使用填充層浸入。本發(fā)明基于需要避免廢氣氣味的目標(biāo)，以在短期降解期間獲得最大的效率因素， 從而導(dǎo)致污水排出口，也即，污水的排出，能夠保證污水的排出以最好的質(zhì)量，帶來(lái)最小的污染，經(jīng)濟(jì)性好，并且沒有任何不便之處。根據(jù)尤其是聚集在不同過(guò)濾器材料的巨大表面的微生物，以及根據(jù)有機(jī)生活污水被帶入微生物的聚集表面通過(guò)有組織的流動(dòng)同時(shí)被生物學(xué)降解的選擇過(guò)濾的思想，一種非常緊湊和經(jīng)濟(jì)的污水處理工廠的出現(xiàn)是可能的。
在通風(fēng)管中利用一個(gè)效率很高的帶有水分離活性炭過(guò)濾器移除在降解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體的氣味，從而防止出口處的氣味的產(chǎn)生。由于柔性管例如PVC以及橡膠管等安裝在BFBA單元中的使用，其需要最少的空間以及其他必要的限制條件，但是由于氣味的擴(kuò)散是不確定的，這些柔性管被其它柔性管覆蓋，尤其是那些借助于在Ε. V. A.或者其他塑料中的螺旋形構(gòu)造或者其他金屬構(gòu)造仍然保持柔性的柔性管。因此，硫醇和其他氣味被保留在在兩個(gè)管道之間而無(wú)法進(jìn)屋房間內(nèi)，本方法屬于一種對(duì)生活污水生物處理的一個(gè)又好又經(jīng)濟(jì)，對(duì)環(huán)境也無(wú)影響的解決方案。生物降解處理是對(duì)糞便排泄物進(jìn)行降解的最自然、最經(jīng)濟(jì)的一種方式，在生物降解處理過(guò)程中，微生物破壞有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)，并把轉(zhuǎn)換成CO2和H2O(CH4)。出于衛(wèi)生原因的考慮，將糞便排泄物沖入衛(wèi)生間時(shí)利用水作為傳輸?shù)拿浇?，污水中有機(jī)物和水的含量將會(huì)有數(shù)量上的變換。好氧工藝提高了污水的有機(jī)物降解并取代了在厭氧降解成二氧化碳和水的過(guò)程中產(chǎn)生的甲烷。這導(dǎo)致了氣味的減少以及退化速度的加快。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)，其中第一階段包括一個(gè)外殼，用于扣留固體的粉碎過(guò)濾器、污水分配器、一個(gè)沿著粉碎過(guò)濾器的長(zhǎng)度運(yùn)行的充氣機(jī)； 第二階段包括帶有曲徑式的塑料纖維毛的氧化和收集腔室，該腔室被一個(gè)外部箱體包圍， 并且具有一定的空余空間以確保污水具有一定的時(shí)間來(lái)分解；第三階段包括一個(gè)精細(xì)過(guò)濾器和/或吸附材料過(guò)濾器，用于接收來(lái)自第一和第二階段的污水并進(jìn)行預(yù)處理，該污水流經(jīng)它的吸附材料，在第一階段和第二階段沒有被收集和處理的污染物在吸附材料中被移除和分解，其特征在于在第一階段中，固體材料被用在粉碎過(guò)濾器中，該元件至少具有一個(gè)過(guò)濾元件，其中至少一個(gè)帶孔的濾網(wǎng)具有銳邊以粉碎固體，至少一個(gè)濾網(wǎng)為盤繞的構(gòu)造，濾網(wǎng)材料之間帶有間隙，間隙的存在使得在至少一個(gè)濾網(wǎng)遇到堵塞時(shí)允許微生物聚集體的分布。進(jìn)一步的，所述粉碎過(guò)濾器在它的端部具有一個(gè)空間，該空間被吸附材料填充，保護(hù)微生物不被滅微生物劑消滅，用于確保作為微生物賴以生存的細(xì)菌的巢穴。進(jìn)一步的，第一階段的箱體的橫截面實(shí)質(zhì)上為三角形，其與插入圓柱形的粉碎過(guò)濾器一起形成了三個(gè)區(qū)域以及收集和分配流經(jīng)粉碎過(guò)濾器的污水，利用充氣機(jī)定位在三角形箱體的下頂點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)，形成了不同的氧濃度區(qū)，具有最高氧氣濃度的區(qū)定位在三角形基礎(chǔ)上的與充氣機(jī)在同一頂點(diǎn)上，并延伸至輸出口 ；帶有缺氧行為的最低氧濃度區(qū)-其中從例如SO，SO2, NO, NO2的氧化物中生成氧氣，但是從這些地方無(wú)法得到足夠的氧氣，因此影響了脫氮和脫硫-占據(jù)了三角形基礎(chǔ)上的相對(duì)頂點(diǎn)，并延伸至輸出口，在三角形第三頂點(diǎn)上的區(qū)域接收在第一階段中泵入的空氣和處理的污水，其流經(jīng)頂部出口噴嘴。進(jìn)一步的，第一階段具有集中污水分配器，其設(shè)置在粉碎過(guò)濾器的內(nèi)部，并且在箱體外具有一個(gè)入口噴嘴，從一個(gè)或多個(gè)廁所流出的污水通過(guò)剛性或柔性管流經(jīng)該入口，污水分配器具有用于分配在粉碎過(guò)濾器內(nèi)部的污水的開口。進(jìn)一步的，第一階段具有沿著粉碎過(guò)濾器的長(zhǎng)度運(yùn)行的充氣機(jī)，并且包括由帶有大量孔的柔性材料制成的管狀元件，該孔通過(guò)空氣產(chǎn)生大量的氣泡，氣泡以向上的氣流流經(jīng)最大氧濃度區(qū)域，圍繞圓柱形粉碎過(guò)濾器，并在第三區(qū)域中收集，其具有集中定位出口噴嘴。進(jìn)一步的，第二階段至少有一個(gè)用于容納污水處理系統(tǒng)所有元件的外殼，尤其是容納了在第一階段和第三階段中涉及的所有的配件、相互連接的管道工程、以及泵元件、水平監(jiān)視器以及緊急出口。進(jìn)一步的，氧化腔室中的曲徑式的塑料纖維毛包括高達(dá)90至95%的被污水充滿的空隙，防止不期望的污水的流動(dòng)以及迫使污水流經(jīng)曲徑以及沉淀微生物和有機(jī)物，在其表面，微生物產(chǎn)生作為生物膜膠質(zhì)的涂層，然后不斷分解碰撞的有機(jī)物質(zhì)。進(jìn)一步的，通過(guò)容納在自己的箱體內(nèi)以及浸入在已經(jīng)被微生物過(guò)濾和凈化的污水中的泵，其能夠?qū)艋畯脑O(shè)置在精細(xì)過(guò)濾器的下面的外部箱體的下部或者污水處理系統(tǒng)的第三階段作為處理完的廢水直接泵出到環(huán)境中。進(jìn)一步的，第二階段有一個(gè)緊急出口，通過(guò)該緊急出口，廢水能夠流出，或者在出現(xiàn)內(nèi)置泵故障的情況下，廢水可以由碼頭中的泵裝置泵出。進(jìn)一步的，在箱體的下部氧化腔室之后安排了第三階段，第三階段在兩個(gè)濾網(wǎng)層之間具有顆粒吸附媒介，這兩個(gè)濾網(wǎng)層為波紋狀用以形成更大的供水流通過(guò)的區(qū)域，借此， 已經(jīng)被處理和液化的污水在第一階段和第二階段被迫使流經(jīng)這個(gè)過(guò)濾器，在這里，沒有被其他兩個(gè)階段收集的殘留物被保留和分解。進(jìn)一步的，通過(guò)插入在它的波紋狀濾網(wǎng)下面形成了一個(gè)充氣機(jī)，該充氣器通過(guò)微穿孔的軟管中產(chǎn)生氧氣，該氧氣是在流經(jīng)氧化腔室的下部到上部的過(guò)程中以形成微氣泡的形式產(chǎn)生，并且向精細(xì)過(guò)濾器供應(yīng)足夠的氧氣，該氧氣的產(chǎn)生用于補(bǔ)給生物學(xué)氧化過(guò)程中氧氣的消耗，精細(xì)過(guò)濾器形成了一個(gè)受保護(hù)的空間，用于保護(hù)高度需氧和特殊的微生物種群，通過(guò)它自己的生物學(xué)活動(dòng)而再生吸附媒介從而呈現(xiàn)它永久移除殘留物的能力。進(jìn)一步的，其中使用塑料纖維毛的過(guò)濾裝置的特征在于，通過(guò)利用擠壓而非轉(zhuǎn)向的工藝使得塑料材料仍然保持軟熱的情況下與活性炭灰塵或者類似的吸附材料接觸，從而可以被包覆得很好而在很薄的纖維上產(chǎn)生一個(gè)表面，這個(gè)表面使得在捕獲有機(jī)材料和固定的微生物的過(guò)程中，吸附能力更有效。進(jìn)一步的，為了減少通過(guò)軟管和配件中的氣味的泄露和滲水，提供了一個(gè)通風(fēng)出口，通過(guò)該出口，它提供的吸力被用來(lái)產(chǎn)生系統(tǒng)中的局部真空，借此移除在箱體或在氧化腔室中形成的氣體。進(jìn)一步的，它或者被配置成一個(gè)緊湊的單元，在該單元中，整個(gè)系統(tǒng)的功能集成在一個(gè)單一的箱體中，或者它被配置成大尺寸的工廠，在那里，各個(gè)階段的功能均為自主的單元，其中氧化塔用來(lái)供給通風(fēng)。進(jìn)一步的，靈活的軟管被套接在一起，從而使得由于小硫醇分子在軟管材料內(nèi)壁的遷移，以及留下的難聞的味道被保留在軟管內(nèi)部和套管外部之間的空間中，后者包括了使得氣味滴水不漏的剛性塑料或金屬。一種通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的方法，其特征在于它包括三個(gè)階段，其中在第一階段，污水中的固體物質(zhì)通過(guò)在粉碎過(guò)濾器中的粉碎和過(guò)濾過(guò)程被分解，并被分配到一個(gè)區(qū)域，以及微生物生長(zhǎng)所需的分解和溶解的有機(jī)物質(zhì)通過(guò)充氣機(jī)而被加速，粉碎過(guò)濾器具有至少一個(gè)帶洞的濾網(wǎng)，它被編織成線圈的形式，在至少一個(gè)卷繞的濾網(wǎng)之間具有間隙，小尺寸的粉碎后的排泄物質(zhì)不斷的在至少一個(gè)濾網(wǎng)和間隙之間遷移，一個(gè)緊急流動(dòng)口建立在間隙上，一旦在至少一個(gè)濾網(wǎng)上出現(xiàn)堵塞時(shí)，微生物群體能夠被分配，借此，在第二個(gè)階段中，預(yù)處理的污水流入到氧化腔室中，并且流經(jīng)曲徑式塑料纖維毛，在那里有機(jī)物和微生物一起被阻止并沿著纖維表面分配，并被分解，不再帶有固體的污水到達(dá)第三階段，在這個(gè)階段，它流經(jīng)精細(xì)過(guò)濾器從而使得液體殘留物被吸收最后被分解。


圖1示出了基本工廠或者生物反應(yīng)器㈧的外形和設(shè)備的剖面圖。圖2示出了基本工廠的箱體⑴或者生物反應(yīng)器㈧在安裝粉碎_/過(guò)濾元件⑵ 之前的外觀剖面圖。圖3示出了基本工廠的箱體(1)或者生物反應(yīng)器(A)在安裝粉碎_/過(guò)濾元件(2) 之后的外觀剖面圖，其中已經(jīng)提供了相應(yīng)的密封，從三角形基礎(chǔ)的一角看通風(fēng)入口以及污水出口噴嘴(7)的示意圖。圖4示出了從它的尾部看粉碎_/過(guò)濾元件( 的外觀示意圖，該元件是放置吸附材料的地方，其中吸附材料是作為主要微生物賴以生存的細(xì)菌巢穴(10)。圖5示出了粉碎_/過(guò)濾元件O)的內(nèi)部剖面圖，以及集中安排的污水分配器(3) 帶有側(cè)向開口(16)用于將處理的污水引入到元件O)的內(nèi)部。圖6示出了生物反應(yīng)器㈧的縱切面，包括帶有內(nèi)部入口的噴嘴(15)的集中安排的污水分配器(3)，過(guò)濾裝置(8)包含了帶有緊急開口(18)的篩網(wǎng)，其為螺旋狀，并且其后部設(shè)置一個(gè)用于微生物的生存的保護(hù)空間。圖7示出了生物反應(yīng)器(A)的內(nèi)部橫截面(橫斷面)，粉碎_/過(guò)濾元件O)，最大數(shù)目的通風(fēng)區(qū)域(VI到V3)和缺氧區(qū)(V3到V2)。圖8示出了在箱體(1)的內(nèi)部用于形成生物反應(yīng)器㈧的粉碎_/過(guò)濾元件⑵ 的安裝階段。圖9示出了被安裝到工廠箱體(E)的內(nèi)部的元件，以及在箱體上為了配合稍后安裝的液壓配件的切屑。特別示出了泵(13)的上面以及將被安裝的水平監(jiān)視器00)。圖10示出了污水處理單元(E)的內(nèi)部元件，尤其涉及生物反應(yīng)器㈧，出風(fēng)口過(guò)濾器(21)，緊急輸出口 (17)，泵殼(19)和泵(13)。圖11示出了箱體(E)的元件將被安裝的精細(xì)過(guò)濾器(C)，用于污水(14)處理和管狀式充氣機(jī)(1 的收集腔室。圖12示出了工廠的箱體(G)，一半安裝了已經(jīng)被安裝的內(nèi)部元件，從塑料切屑 (11)中得到的屑毛一半被插圖到氧化腔室(8)，精細(xì)過(guò)濾器(10)已經(jīng)被安裝在收集腔室的上面。圖13示出了污水處理工廠的箱體(E)，除了從塑料切屑(11)中得到的屑毛之外
的一半安裝了已經(jīng)被安裝的內(nèi)部元件，示出了緊急出口(17)以及主要的氧化_/收集腔室 ⑶。圖14顯示了生物污水處理廠，這并不是小的或緊湊的建造，而是為了處理大量污水的構(gòu)造，它示出了單棟房屋，其中提供了第一階段或者生物反應(yīng)器(A)；第二階段或者氧化腔室(8)，第三階段或者的精細(xì)過(guò)濾器(C)和通風(fēng)塔(D)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明為通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的設(shè)備，包括一個(gè)生物生活污水處理裝置，作為一個(gè)基本原則，其有一個(gè)選擇性過(guò)濾器以及在某固定區(qū)域進(jìn)行系列的分離，特別是該裝置使得非常緊湊同時(shí)又很高效的工廠的建立成為可能。利用這種方法，工廠能夠降解常見的有機(jī)物質(zhì)，并且包括，作為基礎(chǔ)或其他的獨(dú)立單元的生物反應(yīng)器A，它也是整個(gè)工廠的第一階段。它包括一個(gè)外部箱體1或結(jié)構(gòu)，一個(gè)用于扣留固體的粉碎過(guò)濾器2，一個(gè)中央污水分配器3，和一個(gè)縱向適配到粉碎過(guò)濾器2的充氣機(jī)4。生物反應(yīng)器A的箱體1其優(yōu)先具有橫截面形狀為圓形三角形，在安裝圓柱形的粉碎過(guò)濾器2后，在三角形的三個(gè)邊緣形成三個(gè)主要區(qū)域，這使得對(duì)過(guò)濾后的污水進(jìn)行更好的分配和收集。由于充氣機(jī)4以及三個(gè)分配區(qū)域的位置，從而導(dǎo)致形成了不同的氧氣濃度。最大氧氣濃度和氧化作用的區(qū)域分別處在三角形的底邊VI，也即安裝充氣機(jī)4的位置。在箱體的底部，但在三角形的對(duì)邊V2，氧氣濃度最小，從而在這個(gè)區(qū)域內(nèi)形成了缺氧區(qū)域，由于缺氧，微生物從無(wú)機(jī)物例如SO，SO2, NO, NO2中產(chǎn)生氧氣，用于執(zhí)行污水的脫硝和脫硫，這也導(dǎo)致了氣味的減少。上部的第三邊收集被泵到里面的空氣和過(guò)濾的污水，并具有更好的集中定位輸出噴嘴7，從輸出噴嘴中輸出的處理后的污水即帶有少量比例的固體以及具有減少的COD值。粉碎過(guò)濾器2包括一個(gè)過(guò)濾器元件(8-圖6)，特別是，帶有小開口的篩網(wǎng)，其中，設(shè)置了 PP篩網(wǎng)，其中PP篩網(wǎng)具有小開口和銳邊，最好是形如蠕蟲狀外殼8，在篩網(wǎng)之間保持足夠的間隙18以至于在篩網(wǎng)被堵塞的情況下可以建立緊急流動(dòng)，緊急流動(dòng)然后可以對(duì)微生物集群體進(jìn)行分配，微生物集群體主要負(fù)責(zé)維護(hù)干凈的篩網(wǎng)8。篩網(wǎng)上生物的活動(dòng)越多，篩網(wǎng)會(huì)保持的越干凈，優(yōu)選的污水水流能夠確保足夠的營(yíng)養(yǎng)成分用于相應(yīng)微生物活動(dòng)的需要。不斷精細(xì)分散的生活污水流經(jīng)于篩網(wǎng)8的小開口和/或緊急流動(dòng)間隙18之間，并且在篩網(wǎng)的表面均勻的傳播，因此，在午睡的固體和液體物質(zhì)之間形成了巨大的反應(yīng)表面， 從而使得降解過(guò)程的加速以及實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的分解。最后，在粉碎過(guò)濾器2的末端的小腔室充滿了吸附材料，例如活性炭，他們具有保護(hù)例如細(xì)菌等微生物不被殺菌劑或者由于系統(tǒng)流體的長(zhǎng)期不流通而消滅，因此，特殊的以及主要的微生物類型以后可以再次增值到系統(tǒng)中。隨著生物反應(yīng)器A作為基礎(chǔ)和第一階段，我們把氧化腔室B作為第二階段，其中氧化腔室設(shè)置在箱體內(nèi)，它代表了所有其他元件以及各自管道的外部結(jié)構(gòu)和箱體，并仍具有自由的可超過(guò)作為最低值的每日污水產(chǎn)量，并對(duì)應(yīng)到基本降解的最小值。外部結(jié)構(gòu)箱體E是一個(gè)封閉的并且水密封的容器，它的大小和形狀可以根據(jù)空間要求的每個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合和能力進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)置，相應(yīng)的氧化和容納氧化腔室B包括其內(nèi)部的自由空間。隨著填充11，例如，在大多數(shù)情況下紡羊毛是從聚酰胺PP，P或其他化學(xué)耐腐蝕原料中濺出得到，或者通過(guò)車床加工得到，從而總量各自包括自由空間(密度為50至IOOkg/ m3)90%或95%的最低值，其中自由空間中充滿了生物反應(yīng)器的預(yù)處理的污水，在那里污水的處理重復(fù)進(jìn)行，特別是纖維碎屑的巨大的外部表面上涂覆有生物薄膜，也即，帶有數(shù)以萬(wàn)億微生物的一種特別的凝膠狀材料。碎屑11形成一個(gè)巨大的曲徑，阻止了不希望的水流， 從而迫使污水流經(jīng)曲徑，并且在污水和有機(jī)物之間密集接觸。通過(guò)這種方式，在碎屑之間污水分流出固體，微生物從有機(jī)物中吸收養(yǎng)分而存活并借此繁殖。由于在這個(gè)曲徑之間的污水水流處于非常低的速度，有機(jī)物質(zhì)的主要部分是在這里被分開，并從微生物轉(zhuǎn)化為(X)2和H2O。氧氣對(duì)于細(xì)菌和其他微生物的氧化到有機(jī)物質(zhì)是必要的，氧氣在第三個(gè)元件的下部進(jìn)行供應(yīng)，一個(gè)精細(xì)過(guò)濾器C通過(guò)一個(gè)或更多的充氣機(jī)12用于收集殘留物，尤其是，在大多數(shù)包括氯丁( 二烯)橡膠，三元乙丙橡膠(含雙環(huán)戊二稀)(EPDM)，或者其他彈性管的情況下，會(huì)提供更多的精細(xì)過(guò)濾器。特別是，數(shù)以千計(jì)的小開口，使得氧氣大量逃脫，特別是數(shù)以千計(jì)的小空氣泡，以向上的方向通過(guò)精細(xì)過(guò)濾器C，然后在包括了從底部到頂部的全部的氧化腔室B中的氧氣濃度增加，從而更換了被微生物使用的氧氣。第三個(gè)元件為生物生活污水處理提供了再補(bǔ)充原料，它是精細(xì)過(guò)濾器C，它通常被定位在容器的下部并在氧化腔室B的下面。精細(xì)過(guò)濾器包括一個(gè)在兩個(gè)篩網(wǎng)層之間通常以折疊方式產(chǎn)生的顆粒吸附材料，因此某層或某塊吸附材料，例如以活性炭作為邊界層，從而提供了一個(gè)更大的水流表面。在第一和第二階段污水已經(jīng)被處理和溶解，現(xiàn)在，污水以較低的流動(dòng)速度通過(guò)過(guò)濾器并且殘留在那里，但它們還沒有在另兩個(gè)元件中被收集和降解，尤其是，主要包括尿， 尿素和毒素的元件中。由于足夠的通風(fēng)，大量的微生物增值到吸附精細(xì)過(guò)濾器，同時(shí)，過(guò)濾器保護(hù)他們不被殺菌劑殺死和提供給他們營(yíng)養(yǎng)素，因?yàn)樗鼈兺瑫r(shí)不斷的再生出吸附材料并且能夠吸附性的去除污水中的污染物，因此，提供了最高質(zhì)量并且沒有任何有機(jī)物質(zhì)和微生物的輸出，這是該系統(tǒng)的主要目標(biāo)。然后，處理后的污水可通過(guò)泵13被泵出，其中泵安裝在它自己的箱體19中在容器 E的內(nèi)部，該安裝直接從精細(xì)過(guò)濾器C的下面的二級(jí)過(guò)濾器腔室14通到輸入口 13b，和/或處理后的污水能夠被帶入到二級(jí)過(guò)濾器。污水在堵塞精細(xì)過(guò)濾器和/或泵出現(xiàn)故障的情況下可以通過(guò)自己衛(wèi)生間的管道流動(dòng)，該管道通過(guò)緊急出口 17，而緊急出口是安裝在精細(xì)過(guò)濾器C上面的氧化腔室14中?？梢酝ㄟ^(guò)控制水平監(jiān)視器20來(lái)控制泵13的自動(dòng)打開和關(guān)閉，尤其是，該自動(dòng)打開和關(guān)閉提供了在容器上部的幾厘米的空間，特別是，它控制了系統(tǒng)總填充量的90至95%。在工廠被設(shè)置在野外的情況下和/或只提供了很小的空間時(shí)，例如在石油平臺(tái)， 碼頭，賓館，酒店等，上面描述的結(jié)構(gòu)緊湊的工廠，其中并不限制元件或零件被設(shè)置在外殼內(nèi)，在那些場(chǎng)合中，生物反應(yīng)器A，氧化腔室B和精濾過(guò)濾器C都被單個(gè)獨(dú)立的建立，并且被安裝在一個(gè)基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)上，彼此之間通過(guò)管道連接。在這些場(chǎng)合中，氧氣的供給受到通過(guò)優(yōu)選的充氣機(jī)和充氣機(jī)塔的影響，在充氣機(jī)塔中，污水注入和水流流動(dòng)在圓柱的內(nèi)部收集，然后，水流以瀑布的流環(huán)外側(cè)向下流動(dòng)，因此向污水中供應(yīng)大量的氧氣。本發(fā)明也可以進(jìn)一步改善，該改善通過(guò)安裝和擴(kuò)充一些輔助手段，例如，在空氣的
11出風(fēng)口處保證空氣被泵通過(guò)真空泵或類似的裝置進(jìn)行泵出，以確保在真?zhèn)€系統(tǒng)和管道中的真空狀況，因此，減少了可能的泄漏和通過(guò)管壁造成的氣味的滲透?；蛘咄ㄟ^(guò)生產(chǎn)和應(yīng)用的特定碎屑11，通過(guò)注射過(guò)程生產(chǎn)，在這個(gè)過(guò)程中，軟熱塑料材料被壓入到定形噴嘴，其中在冷卻腔室中，一個(gè)活性炭粉層或一個(gè)纖細(xì)層或類似的吸附材料被包覆到趁熱的軟碎屑上。該改進(jìn)提供了曲徑的更強(qiáng)大的吸附表面以及類似碎屑的過(guò)濾材料，從而增加了養(yǎng)料有機(jī)物質(zhì)的提供，以及提供大量的微生物種群。通過(guò)增加一個(gè)小的循環(huán)泵系統(tǒng)，同時(shí)引入了通風(fēng)和再循環(huán)以及二級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)，從輸出中連續(xù)或偶爾引進(jìn)清潔的水再到工廠的輸入中，這導(dǎo)致了氧氣濃度的豐富。通過(guò)水循環(huán)使得有機(jī)物質(zhì)和微生物進(jìn)行均勻的分布，從而提高了污水的質(zhì)量。通過(guò)這種方式，本來(lái)通過(guò)廁所處理的人體的有機(jī)殘留物可通過(guò)管道和輸送到一個(gè)生物反應(yīng)器A，并通過(guò)集中安排污水分配器3進(jìn)入粉碎過(guò)濾器2，其中固體被粉碎成小碎片， 并被均勻分布在過(guò)濾器篩網(wǎng)的整個(gè)表面，并在碎片和水之間產(chǎn)生大量的反應(yīng)器表面，從而加快了生物降解和液化以及將固體轉(zhuǎn)化成(X)2和水。粉碎處理的污水然后輸出到生物反應(yīng)器7的噴嘴A，通過(guò)該噴嘴，它流入氧化和收集腔室D，此后很慢的通過(guò)曲徑式的碎屑，以避免不期望的水流和迫使污水慢慢流過(guò)碎屑以收集在其巨大的表面上目前仍存在的有機(jī)物，并為他們提供有機(jī)體。這種材料然后通過(guò)生物活動(dòng)轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水，在該生物氧化之后，無(wú)固體的污水然后有流過(guò)精濾過(guò)濾器C。在這里，因?yàn)槿缒颍蛩睾投舅氐纫后w有機(jī)物質(zhì)被保留，同時(shí)，該過(guò)濾器被相當(dāng)豐富的微生物群體所再生，通過(guò)高比例的氧含量將他們降解成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其結(jié)果是得到了一種干凈和無(wú)污染的水。這個(gè)過(guò)程、系統(tǒng)以及該發(fā)明的技術(shù)主題并不局限于上述描述的緊湊工廠，而是也可用作為生物排泄物和污水處理廠，它能在任何條件下使用，無(wú)論是當(dāng)前情況是很大或非常小的空間，還是需要根據(jù)安裝或者定制的型號(hào)的要求而要調(diào)整結(jié)構(gòu)或大小。另外，對(duì)于空間和/或更大的存儲(chǔ)容量沒有限制，大型工廠可以構(gòu)造成空間的調(diào)節(jié)，然而，均需要應(yīng)用本文描述的這些特征。
權(quán)利要求
1.通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)，其中第一階段包括一個(gè)外殼，用于扣留固體的粉碎過(guò)濾器O)、污水分配器(3)、一個(gè)沿著粉碎過(guò)濾器O)的長(zhǎng)度運(yùn)行的充氣機(jī) (4)；第二階段包括帶有曲徑式的塑料纖維毛的氧化和收集腔室，該腔室被一個(gè)外部箱體 (E)包圍，并且具有一定的空余空間以確保污水具有一定的時(shí)間來(lái)分解；第三階段包括一個(gè)精細(xì)過(guò)濾器(C)和/或吸附材料過(guò)濾器，用于接收來(lái)自第一和第二階段的污水并進(jìn)行預(yù)處理，該污水流經(jīng)它的吸附材料，在第一階段和第二階段沒有被收集和處理的污染物在吸附材料中被移除和分解，其特征在于在第一階段中，固體材料被用在粉碎過(guò)濾器O)中， 該元件至少具有一個(gè)過(guò)濾元件(8)，其中至少一個(gè)帶孔的濾網(wǎng)具有銳邊以粉碎固體，至少一個(gè)濾網(wǎng)為盤繞的構(gòu)造，濾網(wǎng)材料之間帶有間隙(18)，間隙(18)的存在使得在至少一個(gè)濾網(wǎng)遇到堵塞時(shí)允許微生物聚集體的分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)，其特征在于所述粉碎過(guò)濾器(2)在它的端部具有一個(gè)空間，該空間被吸附材料填充，保護(hù)微生物不被滅微生物劑(10)消滅，用于確保作為微生物賴以生存的細(xì)菌的巢穴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)，其特征在于 第一階段的箱體(1)的橫截面實(shí)質(zhì)上為三角形，其與插入圓柱形的粉碎過(guò)濾器( 一起形成了三個(gè)區(qū)域以及收集和分配流經(jīng)粉碎過(guò)濾器O)的污水，利用充氣機(jī)(4)定位在三角形箱體(1)的下頂點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)，形成了不同的氧濃度區(qū)，具有最高氧氣濃度的區(qū)定位在三角形基礎(chǔ)上的與充氣機(jī)(4)在同一頂點(diǎn)(Vl)上，并延伸至輸出口 ；帶有缺氧行為的最低氧濃度區(qū)-其中從例如SO，SO2, NO, NO2的氧化物中生成氧氣，但是從這些地方無(wú)法得到足夠的氧氣，因此影響了脫氮和脫硫-占據(jù)了三角形基礎(chǔ)上的相對(duì)頂點(diǎn)(V2)，并延伸至輸出口，在三角形第三頂點(diǎn)上的區(qū)域接收在第一階段中泵入的空氣和處理的污水，其流經(jīng)頂部出口噴嘴 ⑵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)， 其特征在于第一階段具有集中污水分配器(3)，其設(shè)置在粉碎過(guò)濾器O)的內(nèi)部，并且在箱體外具有一個(gè)入口噴嘴(15)，從一個(gè)或多個(gè)廁所流出的污水通過(guò)剛性或柔性管流經(jīng)該入口，污水分配器具有用于分配在粉碎過(guò)濾器O)內(nèi)部的污水的開口(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)，其特征在于第一階段具有沿著粉碎過(guò)濾器( 的長(zhǎng)度運(yùn)行的充氣機(jī)G)，并且包括由帶有大量孔的柔性材料制成的管狀元件，該孔通過(guò)空氣產(chǎn)生大量的氣泡，氣泡以向上的氣流流經(jīng)最大氧濃度(Vl)區(qū)域，圍繞圓柱形粉碎/過(guò)濾元件，并在第三區(qū)域(v;3)中收集，其具有集中定位出口噴嘴(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)，其特征在于第二階段至少有一個(gè)用于容納污水處理系統(tǒng)所有元件的外殼(E)，尤其是容納了在第一階段和第三階段中涉及的所有的配件、相互連接的管道工程、以及泵(1 元件、 水平監(jiān)視器00)以及緊急出口 (17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)，其特征在于氧化腔室(B)中的曲徑式的塑料纖維毛包括高達(dá)90至95%的被污水充滿的空隙，防止不期望的污水的流動(dòng)以及迫使污水流經(jīng)曲徑以及沉淀微生物和有機(jī)物，在其表面， 微生物產(chǎn)生作為生物膜膠質(zhì)的涂層，然后不斷分解碰撞的有機(jī)物質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)所述的通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)，其特征在于通過(guò)容納在自己的箱體(19)內(nèi)以及浸入在已經(jīng)被微生物過(guò)濾和凈化的污水中的泵(13)，其能夠?qū)艋畯脑O(shè)置在精細(xì)過(guò)濾器(C)的下面的外部箱體(E)的下部或者污水處理系統(tǒng)的第三階段作為處理完的廢水直接泵出到環(huán)境中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)，其特征在于第二階段有一個(gè)緊急出口(17)，通過(guò)該緊急出口，廢水能夠流出，或者在出現(xiàn)內(nèi)置泵故障的情況下，廢水可以由碼頭中的泵裝置泵出。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)，其特征在于在箱體(E)的下部氧化腔室(B)之后安排了第三階段，第三階段在兩個(gè)濾網(wǎng)層之間具有顆粒吸附媒介，這兩個(gè)濾網(wǎng)層為波紋狀用以形成更大的供水流通過(guò)的區(qū)域，借此，已經(jīng)被處理和液化的污水在第一階段和第二階段被迫使流經(jīng)這個(gè)過(guò)濾器，在這里，沒有被其他兩個(gè)階段收集的殘留物被保留和分解。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或6或7或8或10所述的通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)，其特征在于通過(guò)插入在它的波紋狀濾網(wǎng)下面形成了一個(gè)充氣機(jī)(12)，該充氣器通過(guò)微穿孔的軟管中產(chǎn)生氧氣，該氧氣是在流經(jīng)氧化腔室(B)的下部到上部的過(guò)程中以形成微氣泡的形式產(chǎn)生，并且向精細(xì)過(guò)濾器(C)供應(yīng)足夠的氧氣，該氧氣的產(chǎn)生用于補(bǔ)給生物學(xué)氧化過(guò)程中氧氣的消耗，精細(xì)過(guò)濾器形成了一個(gè)受保護(hù)的空間，用于保護(hù)高度需氧和特殊的微生物種群，通過(guò)它自己的生物學(xué)活動(dòng)而再生吸附媒介從而呈現(xiàn)它永久移除殘留物的能力。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)，其特征在于其中使用塑料纖維毛的過(guò)濾裝置的特征在于，通過(guò)利用擠壓而非轉(zhuǎn)向的工藝使得塑料材料仍然保持軟熱的情況下與活性炭灰塵或者類似的吸附材料接觸，從而可以被包覆得很好而在很薄的纖維上產(chǎn)生一個(gè)表面，這個(gè)表面使得在捕獲有機(jī)材料和固定的微生物的過(guò)程中，吸附能力更有效。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)，其特征在于為了減少通過(guò)軟管和配件中的氣味的泄露和滲水，提供了一個(gè)通風(fēng)出口(21)，通過(guò)該出口，它提供的吸力被用來(lái)產(chǎn)生系統(tǒng)中的局部真空，借此移除在箱體或在氧化腔室中形成的氣體。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13任意一項(xiàng)所述的通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)， 其特征在于它或者被配置成一個(gè)緊湊的單元，在該單元中，整個(gè)系統(tǒng)的功能集成在一個(gè)單一的箱體(E)中，或者它被配置成大尺寸的工廠，在那里，各個(gè)階段的功能均為自主的單元，其中氧化塔(D)用來(lái)供給通風(fēng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14任意一項(xiàng)所述的通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)， 其特征在于靈活的軟管被套接在一起，從而使得由于小硫醇分子在軟管材料內(nèi)壁的遷移， 以及留下的難聞的味道被保留在軟管內(nèi)部和套管外部之間的空間中，后者包括了使得氣味滴水不漏的剛性塑料或金屬。
16.一種通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的方法，其特征在于它包括三個(gè)階段，其中在第一階段，污水中的固體物質(zhì)通過(guò)在粉碎過(guò)濾器O)中的粉碎和過(guò)濾過(guò)程被分解，并被分配到一個(gè)區(qū)域，以及微生物生長(zhǎng)所需的分解和溶解的有機(jī)物質(zhì)通過(guò)充氣機(jī)而被加速， 粉碎過(guò)濾器具有至少一個(gè)帶洞的濾網(wǎng)，它被編織成線圈的形式，在至少一個(gè)卷繞的濾網(wǎng)之間具有間隙，小尺寸的粉碎后的排泄物質(zhì)不斷的在至少一個(gè)濾網(wǎng)和間隙(18)之間遷移，一個(gè)緊急流動(dòng)口建立在間隙上，一旦在至少一個(gè)濾網(wǎng)上出現(xiàn)堵塞時(shí)，微生物群體能夠被分配， 借此，在第二個(gè)階段中，預(yù)處理的污水流入到氧化腔室(B)中，并且流經(jīng)曲徑式塑料纖維毛 (11)，在那里有機(jī)物和微生物一起被阻止并沿著纖維表面分配，并被分解，不再帶有固體的污水到達(dá)第三階段，在這個(gè)階段，它流經(jīng)精細(xì)過(guò)濾器從而使得液體殘留物被吸收最后被分解。
全文摘要
本發(fā)明公開了通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)及處理方法，通過(guò)生物過(guò)濾對(duì)糞便污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)包括了帶有箱體，粉碎過(guò)濾器，廢水分離器和通風(fēng)裝置的第一階段；帶有被外部箱體包圍的氧化腔室的第二階段以及帶有精細(xì)過(guò)濾器和/或吸附材料過(guò)濾器的第三階段。
文檔編號(hào)C02F1/28GK102329042SQ20111019396
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者克勞斯·漢斯·格奧爾, 孫華凱 申請(qǐng)人:克勞斯·漢斯·格奧爾, 孫華凱