一种城镇生活污水和有机废弃物的资源化处理系统.pdf

本发明公开了一种城镇生活污水和有机废弃物的资源化处理系统，其特征在于：所述的资源化处理系统包括餐厨垃圾真空收集系统、固液分离装置、污水均质池、有机固废均质池、污水厌氧反应器和固体厌氧反应器；所述固液分离装置的第一进口连通所述餐厨垃圾真空收集系统的出口、第二进口连通禽畜养殖污水输送管道的出口，所述污水均质池的第一进口连通生活污水输送管道、第二进口连通所述固液分离装置的液体分离出口，所述固液分离装置的固体分离出口连通有机固废均质池的进口，所述有机固废均质池的出口连通固体厌氧反应器的进口，所述污水均质池的出口连通污水厌氧反应器的进口。本系统具有建设和投资成本低的优点。

权利要求书
1.  一种城镇生活污水和有机废弃物的资源化处理系统，其特征在于：所述的资源化处理系统包括餐厨垃圾真空收集系统(1)、固液分离装置(2)、污水均质池(3)、有机固废均质池(4)、污水厌氧反应器(5)和固体厌氧反应器(6)；所述固液分离装置(2)的第一进口连通所述餐厨垃圾真空收集系统(1)的出口、第二进口连通禽畜养殖污水输送管道的出口，所述污水均质池(3)的第一进口连通生活污水输送管道、第二进口连通所述固液分离装置(2)的液体分离出口，所述固液分离装置(2)的固体分离出口连通有机固废均质池(4)的进口，所述有机固废均质池(4)的出口连通固体厌氧反应器(6)的进口，所述污水均质池(3)的出口连通污水厌氧反应器(5)的进口。

2.  根据权利要求1所述的资源化处理系统，其特征在于：所述的资源化处理系统还包括沼液罐(8)、沼气气柜(10)和沼渣罐(12)；所述沼液罐(8)的进口连通所述污水厌氧反应器(5)和固体厌氧反应器(6)的沼液出口，所述沼气气柜(10)的进口连通所述污水厌氧反应器(5)和固体厌氧反应器(6)的沼气出口，所述沼渣罐(12)的进口连通所述污水厌氧反应器(5)和固体厌氧反应器(6)的沼渣出口。

3.  根据权利要求2所述的资源化处理系统，其特征在于：所述的资源化处理系统还包括氧化塘(9)；所述沼液罐(8)的出口连通氧化塘(9)。

4.  根据权利要求3所述的资源化处理系统，其特征在于：所述氧化塘(9)为曝气氧化塘。

5.  根据权利要求2所述的资源化处理系统，其特征在于：所述的资源化处理系统还包括沼气净化装置(11)；所述沼气气柜(10)的出口连通沼气净化装置(11)的进口。

6.  根据权利要求2所述的资源化处理系统，其特征在于：所述的资源化处理系统还包括脱水装置(13)；所述沼渣罐(12)的出口连通脱水装置(13)的进口。

7.  根据权利要求1至6任意一项所述的资源化处理系统，其特征在于：所述的污水厌氧反应器(5)和固体厌氧反应器(6)均由热泵机组(7)供热。

8.  根据权利要求1至6任意一项所述的资源化处理系统，其特征在于：所述的污水厌氧反应器(5)为UASB厌氧反应器。

9.  根据权利要求1至6任意一项所述的资源化处理系统，其特征在于：所述的固体厌氧反应器(6)为CSTR厌氧反应器。

说明书一种城镇生活污水和有机废弃物的资源化处理系统
技术领域
本发明涉及一种城镇生活污水和有机废弃物的资源化处理系统。
背景技术
随着我国经济的快速发展，我国人们生活水平和生活环境质量得到很大的提高，然而我国大部分城镇和农村的经济发展均落后于城市，公共基础设施建设和服务薄弱、单一，许多城镇和农村的生产、生活环境差。为了加快推进我国社会注意现代化进程，实现中华民族伟大复兴中国梦，国家开始大力支持新型城镇化建设，改善城镇和乡村的生产、生活环境，完善公共基础设施和服务，促进城镇乡村的城镇化的推进。
我国中小城镇、农村、城市郊区由于经济、地理位置等因素限制，存在以下问题：1城乡规划较差，缺少甚至缺乏公共基础设施和服务，没有建设生活污水、垃圾收集和处理处置设施，生活污水、垃圾没有得到有效收集处理，导致当地环境污染问题；2集中燃气、取暖、热水供应建设落后，特别是在农村地区，以户为单位的独立取暖、供热存在能源利用效率低、大气污染严重等问题；3城乡的养殖业产生大量禽畜粪便，因缺少有效的管理和处理处置，加剧了农村环境污染问题。乡镇公共基础设施的不完善、公共服务水平的落后以及生态环境的恶化，这些都严重阻碍了这些地区的城镇化发展。
中国发明专利申请CN103466886A公开了一种农村城镇化小区生活污水与生物质垃圾处理系统及方法，该系统包括垃圾粉碎机、固液分离器、好氧反应器、泥水分离器、杀菌消毒器、厌氧反应器、中水贮存器等。经粉碎后的生物质垃圾和生活污水经固液分离后，固体物质送入厌氧反应器反应产生沼气和有机污泥。该系统没有对厌氧反应器反应产生的产物进行相关处理，沼渣、沼液如果直接排放会对环境造成污染，而且沼气也未得到有效利用。
中国发明专利申请CN102205343B新农村小城镇生活垃圾与污水综合处理系统及处理方法，该处理方法是将生活垃圾压滤后，固体物质进入循环气化干馏焚烧炉进行焚烧处理，生活污水和生活垃圾压滤液进入厌氧反应塔反应。垃圾焚烧法投资大，占用资金周期长，对中小城镇的经济压力较大，而且垃圾焚烧产生 的废气处理若处置不当，易造成二次污染。其仅涉及处理过程，未涉及生活垃圾和污水的收集方法、以及水和其他资源的再生和利用。
并且，上述两个发明专利申请中并未涉及对农村污染较严重的养殖废水或禽畜粪便的处理处置问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种城镇生活污水和有机废弃物的资源化处理系统。
解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种城镇生活污水和有机废弃物的资源化处理系统，其特征在于：所述的资源化处理系统包括餐厨垃圾真空收集系统、固液分离装置、污水均质池、有机固废均质池、污水厌氧反应器和固体厌氧反应器；所述固液分离装置的第一进口连通所述餐厨垃圾真空收集系统的出口、第二进口连通禽畜养殖污水输送管道的出口，所述污水均质池的第一进口连通生活污水输送管道、第二进口连通所述固液分离装置的液体分离出口，所述固液分离装置的固体分离出口连通有机固废均质池的进口，所述有机固废均质池的出口连通固体厌氧反应器的进口，所述污水均质池的出口连通污水厌氧反应器的进口。
作为本发明的一种改进，所述的资源化处理系统还包括沼液罐、沼气气柜和沼渣罐；所述沼液罐的进口连通所述污水厌氧反应器和固体厌氧反应器的沼液出口，所述沼气气柜的进口连通所述污水厌氧反应器和固体厌氧反应器的沼气出口，所述沼渣罐的进口连通所述污水厌氧反应器和固体厌氧反应器的沼渣出口。
作为本发明的一种改进，所述的资源化处理系统还包括氧化塘；所述沼液罐的出口连通氧化塘。
作为本发明的优选实施方式，所述氧化塘为曝气氧化塘。
作为本发明的一种改进，所述的资源化处理系统还包括沼气净化装置；所述沼气气柜的出口连通沼气净化装置的进口。
作为本发明的一种改进，所述的资源化处理系统还包括脱水装置；所述沼渣罐的出口连通脱水装置的进口。
作为本发明的优选实施方式，所述的污水厌氧反应器和固体厌氧反应器均由热泵机组供热。
作为本发明的优选实施方式，所述的污水厌氧反应器为UASB厌氧反应器。
作为本发明的优选实施方式，所述的固体厌氧反应器为CSTR厌氧反应器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
第一，本发明通过污水厌氧反应器和固体厌氧反应器将餐厨垃圾真空收集系统、禽畜养殖污水输送管道和生活污水输送管道收集城镇生活污水和有机废弃物分类转化为沼液、沼气和沼渣，实现了城镇生活污水和有机废弃物的资源化；本资源化处理系统解决了中小城镇、农村地区由于规划差，没有污水污物处理设施的问题，避免集中式处理方式管网长距离铺设问题，可大量节约建设和投资成本；
并且，利用餐厨垃圾真空收集系统收集生活污水、餐厨垃圾等，具有收集效果好、建设周期快、适应性强、不受地理因素限制等优点；
利用基于高效厌氧反应器的污水和有机废弃物一体化工艺对污水、有机废弃物进行处理，解决传统农村沼气系统卫生条件差、处理效果不佳、产沼不稳定等问题，将简单粗放型的农村沼气系统处理水平提升到工业化水平，实现生物质能源的高效利用；
资源回收污水和有机废弃物中的氮磷元素，可作为肥料施用于农田；
产生的沼气经过净化后可直接供给中小城镇、农村地区作为家用燃气使用，并且综合利用沼气和热泵技术(地源、水源、空气能)可解决这些地区的取暖、热水供应问题；
第二，本资源化处理系统设有氧化塘，能够解决沼液污染问题，并且其可以依据城镇地形条件修建，实施方式灵活；
第三，本资源化处理系统设有沼气净化装置，能够将沼气转化为燃气；
第四，本资源化处理系统设有脱水装置，脱水后的沼渣能够调配为有机肥。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明的资源化处理系统的系统框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的城镇生活污水和有机废弃物的资源化处理系统，包括餐厨垃圾真空收集系统1、固液分离装置2、污水均质池3、有机固废均质池4、 污水厌氧反应器5和固体厌氧反应器6；固液分离装置2的第一进口连通餐厨垃圾真空收集系统1的出口、第二进口连通禽畜养殖污水输送管道的出口，污水均质池3的第一进口连通生活污水输送管道、第二进口连通固液分离装置2的液体分离出口，固液分离装置2的固体分离出口连通有机固废均质池4的进口，有机固废均质池4的出口连通固体厌氧反应器6的进口，污水均质池3的出口连通污水厌氧反应器5的进口。
居民产生餐厨垃圾预处理粉碎，该过程粉碎后的餐厨垃圾利用餐厨垃圾真空收集系统1进行收集后输入固液分离装置2进行固液分离处理，养殖废水则通过禽畜养殖污水输送管道进入固液分离装置2进行固液分离处理，固液分离后的固体进入有机固废均质池4、液体进入污水均质池3。有机固废在有机固废均质池4混合均匀后，进入固体厌氧反应器6进行反应，产生沼液、沼气和沼渣。生活污水经生活污水输送管道进入污水均质池3，生活污水与固液分离装置2分离出的液体在污水均质池3混合均匀后，进入污水厌氧反应器5进行反应，产生沼液、沼气和沼渣。
本发明的资源化处理系统还包括沼液罐8、沼气气柜10和沼渣罐12；沼液罐8的进口连通污水厌氧反应器5和固体厌氧反应器6的沼液出口，沼气气柜10的进口连通污水厌氧反应器5和固体厌氧反应器6的沼气出口，沼渣罐12的进口连通污水厌氧反应器5和固体厌氧反应器6的沼渣出口。
本发明的资源化处理系统还包括氧化塘9、沼气净化装置11和脱水装置13；沼液罐8的出口连通氧化塘9，沼气气柜10的出口连通沼气净化装置11的进口，沼渣罐12的出口连通脱水装置13的进口。
上述污水厌氧反应器5和固体厌氧反应器6产生的沼液储存在液罐8，进入高效氧化塘9进行处理，可实现沼液的脱氮除磷，达标排放，有效去除沼液里面的氮磷，出水可满足《污水排放综合标准》。上述污水厌氧反应器5和固体厌氧反应器6产生的沼气储存在沼气气柜10，进入沼气净化装置11进行脱水脱硫处理，可作为农村居民家用燃气使用，或者热电联产为居民提供日常用电和供热；或者，可对沼气进行提纯处理，获得车用燃气，实现沼气的高值利用。上述污水厌氧反应器5和固体厌氧反应器6产生的沼渣储存在沼渣罐12，进入脱水装置13后进行加工调配成有机肥，可施用与农田。
上述污水厌氧反应器5为UASB厌氧反应器，固体厌氧反应器6为CSTR厌氧反应器，它们均由热泵机组7供热，在厌氧反应过程中，反应器通过热泵机组7产生热量进行加热保温，并且，热泵机组7可同时产生冷气，可在夏天供当地居民使用。
上述氧化塘9可根据地形条件，利用原有沟渠池塘或者进行适当的人工修整，建成池塘，并设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物，采用高效微孔氧化塘曝气系统对沼液进行二级处理，出水可以达标排放，解决沼液污染问题。上述氧化塘9所涉及的氧化塘工艺为高效曝气氧化塘，比普通曝气和静态曝气效率高，而且在低温条件下也有较高的处理效果。
本发明的资源化处理系统适配于中小城镇、农村地区基础设施水平较落后，居民居住较分散，人口密度低于城市人口，而土地利用相对于宽松等条件，能够对生活污水、餐厨垃圾、禽畜废水进行收集处理，特别适用于没有集中式污水处理设施的中小城镇、农村。并且，本发明的资源化处理系统也能应用于规模稍大、具有集中式污水处理设施的城镇、农村地区，可将污水厂污泥等含有高浓度有机质的废水、废弃物也可利用本专利中所涉及系统进行资源化处理，缓解污泥传统填埋处理带来的二次污染等问题。
综上所述，通过本资源化处理系统的实施，将解决或实现以下问题或目标：
1)对城镇和农村地区餐厨垃圾、城镇污水处理产生的污泥、城镇周边农村养殖业产生的禽畜粪便以及这些地区人们产生的排泄物，解决垃圾设施不完善而导致餐厨垃圾、污泥等对环境污染问题，解决禽畜粪便无法处理消纳造成的农村污染问题，改善中小城镇、农村地区生态环境；
2)多种有机废弃物联合高效厌氧，实现多种有机废弃物的资源化处理；
3)产生的沼气经过净化提纯后，可作为城镇、农村地区居民燃气使用，或者作为车用燃气，实现生物燃气的高值利用；
4)采用热泵技术对厌氧反应器进行保温加热的同时，可利用热泵技术解决这些的取暖、热水供应问题；
5)沼液中含有丰富的氮磷元素，可通过预处理后可以作为液体肥施用农田，或者回收其中的氮磷元素，实现沼液的资源化处理，避免了沼液环境污染问题。
本发明不局限与上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术 知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之中。