本發(fā)明涉及環(huán)境工程領(lǐng)域，特別是指一種處理生活污水和有機(jī)易降解固體廢棄物的方法。

技術(shù)背景

目前我國城市生活污水大多采取傳統(tǒng)的處理方式，即污水通過收集管網(wǎng)收集后輸送到污水處理廠進(jìn)行統(tǒng)一處理，這種處理方式存在如下缺陷：①污水處理工藝設(shè)施和污水管網(wǎng)建設(shè)成本高；②污水在輸送過程中往往需要消耗動力，增加了運行費用；③污水在管網(wǎng)中輸送時容易發(fā)生泄漏，引起污染；④集中處理的方式使得中水回用必須重新建設(shè)管網(wǎng)或者進(jìn)行運輸，增加了回用的成本。因而，隨著水資源短缺問題的突出，以及基于我國現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)條件，特別是針對分散式生活污水發(fā)生源（如住宅小區(qū)、農(nóng)村、小鎮(zhèn)、學(xué)校甚至是以家庭為單位）的污水處理，應(yīng)用傳統(tǒng)城市生活污水集中式處理模式時，推廣難度大且處理效果不佳。

生活污水的原位分散式處理技術(shù)在我國發(fā)展得比較慢，其技術(shù)基本上分為三大類：①物化處理技術(shù)，即利用絮凝劑對生活污水進(jìn)行處理沉淀之后排放，也稱為強(qiáng)化一級處理，其優(yōu)點是處理工藝簡單，缺點是處理費用比較大，處理效果有待于提高；②生物處理技術(shù)，其工藝類似于小型生活污水處理工藝，也稱為多箱一體化工藝，其優(yōu)點是運行穩(wěn)定可以保證處理效果，缺點是運行費用比較大、管理維護(hù)比較麻煩；③生態(tài)處理工藝，常見的有生態(tài)塘、人工濕地、地下滲濾等技術(shù)，其優(yōu)點是處理費用低、具有景觀效果，缺點是工藝受場地、氣候影響比較大。

目前，在我國來自居民生活、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工及企業(yè)中的有機(jī)易降解固體廢棄物一般都是和其他固體廢棄物混合在一起進(jìn)行處理，常見的處理方法有填埋、焚燒和堆肥，但常見方法還存在一些問題，比如填埋需要占據(jù)大量的土地，焚燒容易產(chǎn)生二次污染物，而堆肥處理效率較低。另一方面，有機(jī)易降解固體廢棄物又是一種資源，其含有的有機(jī)物可以轉(zhuǎn)化成為甲烷、生物碳等能源，因此，有機(jī)物厭氧產(chǎn)甲烷成為目前廚余資源化利用的常見途徑之一，但現(xiàn)有的廚余等有機(jī)易降解固體廢棄物厭氧產(chǎn)甲烷工藝方法多為單獨處理，沒有與生活污水特別是黑水等進(jìn)行協(xié)同處理，導(dǎo)致現(xiàn)有廚余等單獨處理工藝物料碳氮比失衡、產(chǎn)氣量不高、含水量不高、厭氧出水需要進(jìn)一步處理等問題，需要額外加藥加水等進(jìn)行調(diào)節(jié)，存在效率不高、運行成本高等問題。

目前生活污水的原位生態(tài)處理技術(shù)常見的思路是將生活污水統(tǒng)一收集處理，并不是按照生活污水發(fā)生源污水特性的不同進(jìn)行分類收集分別處理（如糞便水和洗衣水的分類收集），如公開號為cn1312231的專利，雖然考慮到將家庭有機(jī)垃圾和生活污水一起處理，但是沒有考慮到將有機(jī)物濃度高的黑水和有機(jī)物濃度低的灰水分類收集分別處理，而是將生活污水和家庭有機(jī)垃圾一起進(jìn)入?yún)捬醭匕l(fā)酵后好氧處理，這樣大量低濃度灰水的進(jìn)入會影響厭氧消化的效率，且其后繼工藝采用生物法而不是利用生態(tài)法，不利于生活污水處理與住宅小區(qū)景觀建設(shè)相結(jié)合；公開號為cn1523171的專利，雖然考慮到將灰水處理之后作為沖廁所的單一回用途徑，但是沒有涉及到黑水的處理和處理之后處理水的消毒問題，也沒有具體提及灰水處理裝置詳細(xì)構(gòu)造，更加沒有考慮到部分易降解有機(jī)垃圾的處理問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對這些問題，提出了一種能同時處理易降解有機(jī)垃圾和生活污水的原位處理方法。

實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種生活污水和有機(jī)固體廢棄物的處理方法，其特征在于：包括以下步驟：

一、將有機(jī)易降解固體廢棄物收集，再經(jīng)過破碎處理及加水調(diào)節(jié)后，制成含水率在50%以上的漿化物，然后通過吸附劑去油處理，除油后的漿化物進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器；

二、將生活污水在源頭進(jìn)行分離，即將高濃度的黑水與低濃度的灰水進(jìn)行分離，其中黑水與步驟一中的漿化物混合后通過厭氧反應(yīng)器、好氧生物反應(yīng)器和好氧生態(tài)反應(yīng)器后，進(jìn)入第一生態(tài)處理裝置或\和進(jìn)入沉淀裝置；

三、灰水進(jìn)入步驟二中的沉淀裝置，然后進(jìn)入第二生態(tài)處理裝置凈化處理，最后通過膜過濾處理。

本發(fā)明的進(jìn)一步方案是：步驟二中經(jīng)過厭氧反應(yīng)器所產(chǎn)生的沼氣，通過沼氣發(fā)電裝置實現(xiàn)資源化利用。

本發(fā)明的再進(jìn)一步方案是：所述沉淀裝置、厭氧反應(yīng)器、好氧生物反應(yīng)器和好氧生態(tài)反應(yīng)器所產(chǎn)生的污泥利用好氧堆肥技術(shù)進(jìn)行處理，并作為有機(jī)肥實現(xiàn)資源化利用。

本發(fā)明的再進(jìn)一步方案是：所述的有機(jī)易降解固體廢棄物為居民家庭和餐飲商家所產(chǎn)生的容易腐爛發(fā)臭的有機(jī)物料，有機(jī)易降解固體廢棄物通過破碎機(jī)械將其粉碎到粒徑在5mm以下。

本發(fā)明的再進(jìn)一步方案是：所述的吸附劑由木屑、植物纖維、活性炭中具備油類吸附能力的材料中的一種或幾種組合在一起，并通過多孔袋包裝便于分離和操作，其網(wǎng)孔直徑小于油分吸附劑直徑，吸附劑通過時間和吸附劑投加量的控制，使得油分去除率達(dá)到90%以上。

本發(fā)明的再進(jìn)一步方案是：使用后的吸附劑通過高溫蒸餾，使吸附劑吸附的油分與吸附劑分離，油分冷凝后實現(xiàn)回收，而吸附劑恢復(fù)吸附能力實現(xiàn)再生。

本發(fā)明的再進(jìn)一步方案是：所述厭氧反應(yīng)器前端設(shè)置調(diào)節(jié)池，黑水和漿化物進(jìn)入調(diào)節(jié)池后，充分混合攪拌均勻，并通過物料配比，調(diào)節(jié)成混合水的碳氮比為20-30:1，混合水在調(diào)節(jié)池中的水力停留時間為2-5h，調(diào)節(jié)后進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，并在厭氧反應(yīng)器中實現(xiàn)對混合污水中的cod有90%以上的去除率。

本發(fā)明的再進(jìn)一步方案是：所述好氧生物反應(yīng)器中的水力停留時間在2h以上，好氧生物反應(yīng)器為活性污泥法工藝或生物膜法工藝，好氧生物反應(yīng)器中的溶解氧控制在2mg/l以上，在好氧生物反應(yīng)器中實現(xiàn)對進(jìn)水的cod有95%以上去除率，并將進(jìn)水中85%以上的氨氮轉(zhuǎn)化成為硝酸鹽氮。

本發(fā)明的再進(jìn)一步方案是：所述好氧生態(tài)反應(yīng)器中的水力停留時間在24h以上，好氧生態(tài)反應(yīng)器上部放置高度為10-50cm的植物種植容器，植物種植容器內(nèi)放置直徑3-5cm的陶粒、活性碳、植物纖維中的一種或幾種種植基質(zhì)，植物種植容器底部開直徑為0.5-2cm的孔，使得植物根系能夠直接從孔中伸入到水中，好氧生態(tài)反應(yīng)器中的溶解氧控制2mg/l以上，并按照總數(shù)小于50尾/m³的密度投放鰱魚、鳙魚、鯽魚、鯰魚、螺螄、蝦中的一種或幾種水生動物，好氧生態(tài)反應(yīng)器對進(jìn)水的cod去除率在80%以上，氨氮在95%以上，總氮在50%以上，總磷在40%以上。

本發(fā)明的最后方案是：所述好氧生物反應(yīng)器、好氧生態(tài)反應(yīng)器中的風(fēng)機(jī)、水泵供電均來自沼氣發(fā)電裝置。

通過采用上述方案，本發(fā)明達(dá)到如下技術(shù)效果：

實現(xiàn)了有機(jī)易降解固體廢棄物和生活污水的能源化利用，同時實現(xiàn)了生活污水的水資源回用；

1.通過生物質(zhì)發(fā)電和太陽能耦合發(fā)電系統(tǒng)，保證了處理過程中產(chǎn)生電量的穩(wěn)定性，不僅可滿足固體廢棄物和污水處理過程中的耗電量，而且多余電量可穩(wěn)定供給市電電網(wǎng)；

2.通過有機(jī)易降解固體廢棄物和黑水的調(diào)配，保證了物料的碳氮比，提高厭氧處理反應(yīng)器的高效產(chǎn)氣率；

3.通過吸附劑的使用，有效回收了固體廢棄物中的油分，實現(xiàn)了油脂的資源化利用并避免了油分對厭氧處理裝置的影響；

4.通過堆肥工藝，將處理過程中產(chǎn)生的少量污泥制成了堆肥，實現(xiàn)了資源化利用；

5.運行過程中無需額外耗電耗能，無需投加化學(xué)藥劑，不生成二次污染物；

6.本發(fā)明的工藝較為容易推廣和商業(yè)化應(yīng)用。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例運行流程框圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種生活污水和有機(jī)固體廢棄物的處理方法，包括以下步驟：一、將有機(jī)易降解固體廢棄物收集，再經(jīng)過破碎處理及加水調(diào)節(jié)后，制成含水率在50%以上的漿化物，然后通過吸附劑去油處理，除油后的漿化物進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器；二、將生活污水在源頭進(jìn)行分離，即將高濃度的黑水與低濃度的灰水進(jìn)行分離，其中黑水與步驟一中的漿化物混合后通過厭氧反應(yīng)器、好氧生物反應(yīng)器和好氧生態(tài)反應(yīng)器后，進(jìn)入第一生態(tài)處理裝置或\和進(jìn)入沉淀裝置；三、灰水進(jìn)入步驟二中的沉淀裝置，然后進(jìn)入第二生態(tài)處理裝置凈化處理，最后通過膜過濾處理。上述中的黑水通常指高濃度的沖廁水，灰水為低濃度的洗澡水或洗衣服水等雜排水。

在本發(fā)明實施例中，步驟二中經(jīng)過厭氧反應(yīng)器所產(chǎn)生的沼氣，通過沼氣發(fā)電裝置實現(xiàn)資源化利用；所述沉淀裝置、厭氧反應(yīng)器、好氧生物反應(yīng)器和好氧生態(tài)反應(yīng)器所產(chǎn)生的污泥利用好氧堆肥技術(shù)進(jìn)行處理，并作為有機(jī)肥實現(xiàn)資源化利用；所述的有機(jī)易降解固體廢棄物為居民家庭和餐飲商家所產(chǎn)生的容易腐爛發(fā)臭的有機(jī)物料，有機(jī)易降解固體廢棄物通過破碎機(jī)械將其粉碎到粒徑在5mm以下；所述的吸附劑由木屑、植物纖維、活性炭中具備油類吸附能力的材料中的一種或幾種組合在一起，并通過多孔袋包裝便于分離和操作，其網(wǎng)孔直徑小于油分吸附劑直徑，吸附劑通過時間和吸附劑投加量的控制，使得油分去除率達(dá)到90%以上；使用后的吸附劑通過高溫蒸餾，使吸附劑吸附的油分與吸附劑分離，油分冷凝后實現(xiàn)回收，而吸附劑恢復(fù)吸附能力實現(xiàn)再生；所述厭氧反應(yīng)器前端設(shè)置調(diào)節(jié)池，黑水和漿化物進(jìn)入調(diào)節(jié)池后，充分混合攪拌均勻，并通過物料配比，調(diào)節(jié)成混合水的碳氮比為20-30:1，混合水在調(diào)節(jié)池中的水力停留時間為2-5h，調(diào)節(jié)后進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，并在厭氧反應(yīng)器中實現(xiàn)對混合污水中的cod有90%以上的去除率；所述好氧生物反應(yīng)器中的水力停留時間在2h以上，好氧生物反應(yīng)器為活性污泥法工藝或生物膜法工藝，好氧生物反應(yīng)器中的溶解氧控制在2mg/l以上，在好氧生物反應(yīng)器中實現(xiàn)對進(jìn)水的cod有95%以上去除率，并將進(jìn)水中85%以上的氨氮轉(zhuǎn)化成為硝酸鹽氮；所述好氧生態(tài)反應(yīng)器中的水力停留時間在24h以上，好氧生態(tài)反應(yīng)器上部放置高度為10-50cm的植物種植容器，植物種植容器內(nèi)放置直徑3-5cm的陶粒、活性碳、植物纖維中的一種或幾種種植基質(zhì)，植物種植容器底部開直徑為0.5-2cm的孔，使得植物根系能夠直接從孔中伸入到水中，好氧生態(tài)反應(yīng)器中的溶解氧控制2mg/l以上，并按照總數(shù)小于50尾/m³的密度投放鰱魚、鳙魚、鯽魚、鯰魚、螺螄、蝦中的一種或幾種水生動物，好氧生態(tài)反應(yīng)器對進(jìn)水的cod去除率在80%以上，氨氮在95%以上，總氮在50%以上，總磷在40%以上；所述好氧生物反應(yīng)器、好氧生態(tài)反應(yīng)器中的風(fēng)機(jī)、水泵供電均來自沼氣發(fā)電裝置。

本發(fā)明一項具體試驗實施例如下：

示范選取浙江省樂清市某農(nóng)村，該村人口總數(shù)為1000人，每日產(chǎn)生黑水50噸，雜排水100噸，以廚余及農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物為主的有機(jī)易降解垃圾0.8噸。該村每戶家庭房子門口放置容積為30l的廚余等有機(jī)易降解垃圾專用分類收集桶1個，每日由清潔工人工收集運送到該村新建的占地面積為800m²的生活污水固廢合并處理廠。該廠內(nèi)放置有一臺功率為2.5kw、處理能力為1噸/小時的粉碎機(jī)，運送到該廠的廚余等有機(jī)易降解物質(zhì)首先由粉碎機(jī)破碎至粒徑為5mm以下，并加入該廠生產(chǎn)的再生水，調(diào)節(jié)至含水率為50%后注入容積為2m³的除油池中，而后在除油池中加入20個油分吸附包進(jìn)行歷時2h的靜止吸附除油操作，單個油分吸附包內(nèi)裝10kg平均粒徑0.5-1cm的木屑，吸附包利用孔徑為0.2mm塑料絲網(wǎng)袋制成。吸附油分后的吸附包由人工撈起后，倒出包內(nèi)吸附油分后的木屑將其放入高溫蒸煮分餾反應(yīng)器中，在高溫蒸煮分餾反應(yīng)器中利用水蒸氣蒸餾帶出油分并冷凝分離，每日可回收50kg粗油，木屑經(jīng)過高溫蒸餾后恢復(fù)吸附能力，重新放置到吸附包中供下次使用。該村的黑水由各家各戶通過專門的黑水收集管網(wǎng)收集進(jìn)入該生活污水固廢合并處理廠中設(shè)置的有效容積為20m³的調(diào)節(jié)池，除油后的有機(jī)易降解廢棄物料漿由螺桿出料機(jī)打入到調(diào)節(jié)池中與黑水混合，并通過黑水水量與回流水水量的控制，使得調(diào)節(jié)中的混合物碳氮比控制在25:1，混合后的物料進(jìn)入后續(xù)的egsb高效厭氧反應(yīng)器進(jìn)行厭氧反應(yīng)。egsb厭氧反應(yīng)器有效容積為30m³，圓柱狀反應(yīng)器高5m，直徑為3m，通過厭氧反應(yīng)，裝置每日可產(chǎn)生甲烷約80m³，裝置反應(yīng)產(chǎn)生的甲烷經(jīng)過干燥脫硫后，進(jìn)入該廠設(shè)置的功率為20kw小型沼氣發(fā)電機(jī)，該沼氣發(fā)電機(jī)長寬高為1800×790×1375mm，排量為3.9l，發(fā)電耗氣量為0.5m³/kwh，通過該機(jī)組日發(fā)電為160kwh。此外，在該處理廠還設(shè)置了一個約400m²的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中太陽能電板設(shè)置在污水處理池等設(shè)施的頂部，不額外占地，太陽能板的總功率為40kw，每天發(fā)電約160kwh。上述沼氣發(fā)電機(jī)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)通過耦合控制系統(tǒng)貯存和輸送，并通過兩種發(fā)電系統(tǒng)的互補(bǔ)控制，改善單一系統(tǒng)發(fā)電不穩(wěn)定的情況，所產(chǎn)生的電量用于該處理廠內(nèi)部照明和污水處理設(shè)施耗電，多余電量上網(wǎng)銷售。上述混合了有機(jī)易降解物的黑水經(jīng)過厭氧反應(yīng)器處理后，進(jìn)入有效容積為30m³的好氧接觸氧化池，好氧接觸氧化池中填充占好氧池體積約20%的接觸氧化填料，曝氣量設(shè)置為25m³/h，經(jīng)過好氧接觸氧化池處理，可去除黑水中的絕大部分有機(jī)物，并將氨氮轉(zhuǎn)化成為硝酸鹽氮。上述黑水經(jīng)過好氧接觸氧化池處理后，進(jìn)入有效容積為60m³的好氧生態(tài)反應(yīng)池，好氧生態(tài)反應(yīng)池上方架設(shè)高度為30cm的種植容器，容器內(nèi)部放置粒徑為3-5cm的陶粒，按照5株每平方米的密度種植美人蕉、旱傘草等景觀植物，池體內(nèi)按照合計5-10尾/立方的密度投放鯰魚、金鯽魚等魚類，并按照40個/立方的密度投放螺螄等軟體動物，好氧生態(tài)反應(yīng)池的曝氣量設(shè)置為15m³/h，經(jīng)過好氧生態(tài)反應(yīng)池處理后，上述黑水中的有機(jī)物及氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)一步得到去除，同時大量削減了污泥和懸浮物的量。經(jīng)過好氧生態(tài)反應(yīng)池處理后的上述黑水，再進(jìn)一步進(jìn)入該廠設(shè)置的占地面積為120m²深度為1.5m的人工濕地，通過人工濕地進(jìn)一步處理后的出水，用于灌溉及綠化用水等。該村收集的雜排水，首先進(jìn)入有效容積為20m²的沉淀池，通過沉淀池去除其含有的少量懸浮物等雜質(zhì)，此外，該村的屋面雨水及路面雨水通過雨水管收集后也一并進(jìn)入雜排水處理沉淀池，經(jīng)過沉淀池處理后的雨水和雜排水進(jìn)入該處理廠占地面積為300m²深度為2.0m的人工濕地，經(jīng)過人工濕地處理的出水一部分經(jīng)過超濾膜過濾之后，達(dá)到無菌要求回用于洗車沖廁等用途，另一部分則直接排放。此外，在該處理廠還設(shè)置占地面積為50m²的堆肥場，用于收集灰水沉淀池、黑水厭氧處理池、黑水好氧接觸氧化處理池和黑水好氧生態(tài)反應(yīng)池中排放的污泥以及修剪的植物枝葉等進(jìn)行堆肥。該處理廠用于好氧接觸氧化池、好氧生態(tài)反應(yīng)池等污水處理設(shè)施的風(fēng)機(jī)和水泵等設(shè)備的每日用電量約80kwh，全部來自于沼氣發(fā)電機(jī)或太陽能發(fā)電系統(tǒng)。該處理廠正常運行每日可銷售到國家電網(wǎng)240kwh，可對外銷售生物質(zhì)柴油原料油50kg，合計每日可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)利潤約220元，在有效處理該村所產(chǎn)生的廢水廚余等污染物的同時還實現(xiàn)了資源化，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和環(huán)境效益。