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一种人粪污无害化、资源化和一体化处理系统

专利查询2022-5-21  98

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1.本实用新型属于人粪污无害处理和资源化利用领域,具体涉及一种人粪污无害化、资源化和一体化处理系统在结构上的改进。


背景技术:

2.随着我国铁路技术的突破和进步,人们出行的方式发生了改变,极大的提高了出行的频率,促进和加快各地区经济的发展。铁路的快速发展和运行,虽便捷了人们的生活,也产生了大量废弃物,比如食品包装袋、食物残渣、人粪污等。食品包装袋、食物残渣等废弃物可通过垃圾分类再继续进行处理,而人粪污在火车、动车或高铁到站后先用装置收集至储存池,再用吸粪车拉走,但目前未进行合适的无害化处理。铁路的大力推行,产生了大量的人粪污,超过了火车站、高铁站储存点的容量,其难以容纳,容易产生堆积影响环境,须及时拉走进行处理,但拉走的人粪污不被城市污水处理厂接收,同时因为人粪污未经过无害化处理也不能作为肥料用于农田,因此常被直接丢弃,这不仅破坏环境,不符合国家美丽中国的发展方针,同时存在疾病传播的风险,此外也造成资源的浪费。本系统通过厌氧消化技术对人粪污进行无害化、稳定化处理,处理完后的沼渣和沼液再进行消毒灭菌处理,处理后可作为肥料用于农田。


技术实现要素:

3.本实用新型的目的是提供一种实现人粪污的集中处理且回收利用的人粪污无害化、资源化和一体化处理系统。
4.为实现上述实用新型目的,本实用新型所采用的技术方案是:
5.一种人粪污无害化、资源化和一体化处理系统,包括箱体,所述箱体内设置有用于分离固液的固液分离室,所述固液分离室的一侧连通设置有进料口的酸化调配室,其另一侧连通有液体储存室和固体储存室;
6.所述液体储存室与所述酸化调配室连通,所述箱体上设置有用于驱动所述液体储存室内的液体流向所述酸化调配室的连接组件。
7.进一步的,所述酸化调配室通过粪污输送口连通有cstr厌氧发酵室,所述cstr厌氧发酵室内设置有搅拌组件,所述cstr厌氧发酵室连通所述固液分离室。
8.进一步的,所述cstr厌氧发酵室通过沼液溢流口连通有沼液储存室,所述沼液储存室通过沼液提升口连通所述固液分离室。
9.进一步的,所述固液分离室内设置有固液分离装置,所述固液分离装置液体输出端连通液体储存室,其固体输出端连通固体储存室。
10.进一步的,所述液体储存室和所述固体储存室竖向并排设置,二者远离所述固液分离室的一侧设置有蒸汽发生室,所述蒸汽发生室内设置有用于产生高温水蒸气的蒸汽发生装置,以加热所述液体储存室和所述固体储存室。
11.进一步的,所述蒸汽发生装置为蒸汽发生器,所述箱体上设置有进水口和出气口,
所述进水口连通所述蒸汽发生器进水端,所述出气口连通所述蒸汽发生室,所述出气口输出端通过一冷却池连通所述进水口输入端。
12.进一步的,还包括若干竖向并排设置的换热棒,所述换热棒的一端设置在所述液体储存室或所述固体储存室内,其另一端设置在所述蒸汽发生室内。
13.进一步的,所述液体储存室和所述固体储存室竖向并排设置,二者远离所述固液分离室的一侧设置有蒸汽发生室,所述蒸汽发生室内设置有用于产生高温水蒸气的蒸汽发生装置,以加热所述液体储存室和所述固体储存室;
14.所述箱体上设置有沼气输送管,其一端连通所述cstr厌氧发酵室,其另一端连通所述蒸汽发生装置的燃烧室,所述沼气输送管上设置有沼气输送泵。
15.进一步的,所述沼气输送管上设置有沼气脱水装置和沼气脱硫装置。
16.进一步的,所述连接组件包括沼液输送管,所述沼液输送管一端连通所述液体储存室,其另一端连通所述酸化调配室,所述沼液输送管上设置有沼液输送泵。
17.本实用新型具有以下有益效果:固液分离室将粪便原料分离为沼渣和液体,液体进入到液体储存室内,沼渣进入到固体储存室中,固体储存室和液体储存室内的废料被收集之后再取出,可作固体肥料和液体肥料,实现人粪污的无害化、资源化目的,具有就地集中分类处理的有益效果,以防止堆积,并且设计过程中以物料循环、能量利用、无害化、资源化为理念,整个处理流程中没有污染物排放,处理得到的肥料充分消毒灭菌,可直接施用,同时厌氧消化产生的沼气作为热能用于沼渣沼液的消毒灭菌和厌氧发酵的保温增温,产生的沼液用于物料的调配和液体肥料的制备。综上,整套处理工艺设计绿色环保,符合环保政策要求,也能解决实际问题。
附图说明
18.图1为本实用新型的整体结构示意图;
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。若未特别指明,实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
20.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
21.如图1,一种人粪污无害化、资源化和一体化处理系统,具有酸化调配部分、厌氧消化部分、固液分离部分、消毒灭菌部分、蒸汽发生部分和沼气热能利用部分,具体包括箱体,所述箱体内设置有用于分离固液的固液分离室9,所述固液分离室9的一侧连通设置有进料口的酸化调配室1,其另一侧连通有液体储存室13和固体储存室16;
22.所述液体储存室13与所述酸化调配室1连通,所述箱体上设置有用于驱动所述液体储存室13内的液体流向所述酸化调配室1的连接组件。
23.箱体可以采用火车站附近的废弃集装箱,还可以在集装箱上加装移动装置,例如滚轮,形成一种可移动式的一体化装置,不局限于某地的使用,酸化调配室1中的粪便原料进入到固液分离室9中,固液分离室9将其分离为沼渣和液体,液体进入到液体储存室13内,沼渣进入到固体储存室16中,进而将人类粪便集中就地收集分类处理,不需要运输,具有就地集中分类处理的有益效果,以防止堆积,实现无害化和资源化。
24.具体实施时,从高铁站粪污收集处用吸粪车拉取粪污,运至箱体处,并从吸粪车转移到酸化调配室1中,液体储存室13内被分离出的液体通过连接组件进入到酸化调配室1内,调节粪便含固率至设计浓度,利用系统自身产生的废液来调节输入的粪便含固率,提高了整个系统的环保性能,并且固体储存室16和液体储存室13内的废料被收集之后再取出,可作固体肥料和液体肥料,实现人粪污的无害化、资源化目的。
25.具体地,箱体侧面在固液分离室9处设置有开关门,用于打开以取出沼渣,酸化调配室1顶部设置有用于进料的进料斗,进料口即设置在进料斗中,箱体侧面还设置有与液体储存室13连通的排水口,将固液分离室9和液体储存室13内的液体和固体取出,即可进一步加工为固液肥料。
26.进一步的,所述酸化调配室1通过粪污输送口2连通有cstr厌氧发酵室3,所述cstr厌氧发酵室3内设置有搅拌组件,所述cstr厌氧发酵室3连通所述固液分离室9。
27.在固液分离之前,粪便先经过cstr厌氧发酵室3厌氧发酵处理,每天进料量按停留时间(约30d)和发酵室体积进行计算,粪污输送口2上设有粪污输送泵。
28.具体地,cstr厌氧发酵室3和搅拌组件均为现有技术,搅拌组件包括安装在箱体上的电机4,电机4的转动轴固定连接有连接轴,连接轴上设置有若干搅拌叶片5,搅拌叶片5设置在cstr厌氧发酵室3内。
29.进一步的,所述cstr厌氧发酵室3通过沼液溢流口8连通有沼液储存室6,所述沼液储存室6通过沼液提升口15连通所述固液分离室9。
30.沼液溢流口8设置在cstr厌氧发酵室3上端,沼液储存室6临时储存厌氧发酵和搅拌之后的沼液,沼液提升口15上设置有沼液提升泵,将沼液输送到固液分离室9内。
31.进一步的,所述固液分离室9内设置有固液分离装置,所述固液分离装置液体输出端12连通液体储存室13,其固体输出端14连通固体储存室16。
32.固液分离装置为现有技术,例如污水用固液分离器、离心分离器或者螺旋固液分离器等,具体地,其输入端通过沼液提升口15连通沼液储存室6。
33.进一步的,所述液体储存室13和所述固体储存室16竖向并排设置,二者远离所述固液分离室9的一侧设置有蒸汽发生室21,所述蒸汽发生室21内设置有用于产生高温水蒸气的蒸汽发生装置,以加热所述液体储存室13和所述固体储存室16。
34.具体的,各个箱体内各个腔室之间分别通过分隔板隔开,分隔板具有一定导热功能,进而将热量传递到液体储存室13和固体储存室16侧面,进行加热杀菌处理。
35.固体储存室16中还设有烘干设备,可将分离的固体进行烘干杀菌处理,液体储存室中还设有灭菌装置,可对分离后的液体进行灭菌处理。
36.进一步的,所述蒸汽发生装置为蒸汽发生器,所述箱体上设置有进水口20和出气口19,所述进水口20连通所述蒸汽发生器进水端,所述出气口19连通所述蒸汽发生室21,所述出气口19输出端通过一冷却池连通所述进水口20输入端。
37.蒸汽发生器为现有技术,出气口19设置在箱体顶部,水蒸气从出气口19排出,进入到冷却池内冷却成水,蒸汽发生器进水端进而通过进水口20将冷却池中的水抽入,并形成水蒸气,进而形成一个用水循环,冷却池设置有相应的冷却设备,例如鼓风机进行风冷。
38.进一步的,还包括若干竖向并排设置的换热棒19,所述换热棒19的一端设置在所述液体储存室13或所述固体储存室16内,其另一端设置在所述蒸汽发生室21内。
39.换热棒19水平设置,且竖向并排设置多个,其进一步的加强了换热效率,并提高了杀菌效率。
40.进一步的,所述液体储存室13和所述固体储存室16竖向并排设置,二者远离所述固液分离室9的一侧设置有蒸汽发生室21,所述蒸汽发生室21内设置有用于产生高温水蒸气的蒸汽发生装置,以加热所述液体储存室13和所述固体储存室16;
41.所述箱体上设置有沼气输送管7,其一端连通所述cstr厌氧发酵室3,其另一端连通所述蒸汽发生装置的燃烧室,所述沼气输送管7上设置有沼气输送泵。
42.沼气输送泵将cstr厌氧发酵室3中产生的沼气输送到蒸汽发生器的燃烧室内,沼气输送管7与燃烧室送风口连接,进而将整个系统中产生的沼气充分利用回收。
43.进一步的,所述沼气输送管7上设置有沼气脱水装置10和沼气脱硫装置11。
44.沼气脱水装置10和沼气脱硫装置11均为现有技术,对沼气进行脱水和脱硫处理,以提高整个系统的安全性。
45.进一步的,所述连接组件包括沼液输送管17,所述沼液输送管17一端连通所述液体储存室13,其另一端连通所述酸化调配室1,所述沼液输送管17上设置有沼液输送泵。
46.沼液输送泵将液体储存室13内的液体输送到酸化调配室1中,利用系统自身产生的废液来调节输入的粪便含固率。
47.本实用新型的完整工作过程如下:
48.人粪污从吸粪车排出,从酸化调配池15顶端的进料斗进入调配池,其中料斗处设有隔离网,能对人粪污中的固形物进行简单分离。人粪污进入酸化调配池15后,利用沼液输送管17对人粪污的含固率进行调节,也可以加入适量自来水,再通过底部的粪污输送口2上的粪污输送泵输送到cstr厌氧发酵室3中,进料量根据腔室大小和停留时间进行计算。人粪污在cstr厌氧发酵室3中被水解菌和产甲烷菌共同分解产生沼气,含有甲烷、二氧化碳和水,其中甲烷是一种较为清洁的能源,燃烧仅产生二氧化碳和水。
49.cstr厌氧发酵室3是一个平衡系统,每天进料和出料处于平衡状态,即进料多少就出料多少。出料通过沼液溢流口8进入沼液储存室6,当沼液储存到一定量后,通过沼液提升泵将沼液从沼液提升口15泵入固液分离室9,通过固液分离装置将出料分为沼液和沼渣,分别储存于液体储存室13和固体储存室16。
50.为了对分离后的沼渣和沼液进行消毒杀菌处理,利用蒸汽发生室21产生的热能通过换热棒19对沼渣和沼液进行加热处理。蒸汽发生室所需能量由沼气燃烧和电能综合供给,沼气由沼气输送泵将cstr厌氧发酵室3中产生的沼气经过沼气输送管7输送到蒸汽发生器的燃烧室内,产生的热能主要用于沼渣和沼液的消毒灭菌处理和cstr厌氧发酵室3的保温。
51.液体储存室13中储存的沼液优先用于原料含固率调节,剩余部分再进行加热灭菌处理,处理后的液体可直接作为液体肥料。分离固体储存室16中储存的沼渣进行高温烘干
后可作为固体肥料或作为有机肥基质。
52.本系统能将人粪污从吸粪车排出后进行处理,通过厌氧消化技术和灭菌处理,最终产生液体肥料和固体肥料,实现人粪污的无害化和资源化的目的。
53.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述,并非对本实用新型的范围进行限定,在不脱离本实用新型设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换,均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

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