專利名稱：通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統及處理方法
技術領域：
本發明涉及一種通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統，該系統提供了一種能夠用于凈化所有下述狀況的特殊應用，該狀況包括在一些產生生活污水但是公共除污設施無法使用的場所，尤其是應用在各種小船，船舶，移動車輛，移動房屋，各類火車，各類公共汽車，移動衛生間，石油平臺，酒店，小型家庭旅館，單棟房子等場合。
背景技術：
通常在一個小房中，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，尤其是當通風并不充分時，即可被識別出。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。通常在造船業領域用得最多的單元即是糞便罐，它提供了廁所的沖洗，過了一段時間，當罐子滿了，罐內容積物必須被泵出到遠在海洋5公里處或者泵到碼頭里。在小船中使用糞便罐時在下列情況下的使用時內容物將無法被泵出，這時使用這些裝置將會發生故障，該情況包括小船離海岸不足夠遠和/或當在碼頭里沒有泵裝置時，或者當有很多內容物長時間排隊等待被泵出，然后這些有機物被排出到距離海岸太近，以至于被沖向海灘，從而導致了人和環境的問題。這些問題的產生增加的一個事實即是小船的擁有者將生活污水保留在糞便罐中相當長的一段時間，由于糞便物本身的厭氧過程，廢氣氣味通過柔性管口的塑料或橡膠壁擴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，由于小船的擁有者忽視了內容物的泵出，大量的甲烷通過生物厭氧發酵過程而產生，病原微生物在這些優選的條件下擴散，該條件對微生物也是非常適和的，因此， 就產生了兩個危險以及不良的結果而不是明確的解決方案。對于安全，健康和環境而言，轉換成這些條件都是不可取的，并且在這種狀態下，廢水排出與傳播對健康有害的物質是有密不可分的聯系的。廢氣氣味的不便引起了大家的強烈不滿。然而，生活污水的排出通常意味著環境的污染。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市場的增加比例相同，這樣的事實證明了能夠解決上述所有問題的一種創新的經濟的污水處理系統的發明是多么的重要。由硬質塑料原料，例如硬質PVC制成的管的使用，抑制了廢氣氣味在墻壁中的移動，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，他們經由柔性塑料和類似橡膠的管滲透。在休閑車，移動房屋和大篷車中利用可延展和便于攜帶的糞便罐，這些罐子經常在加油站的休息室或者在特殊設備中被清空。毫無疑問這是一個正確并且生態的解決方案，但是，在衛生間中取出、攜帶和排出廢物無論如何也不是一件令人愉快的工作，這也導致了污染和其他不便。在這種情況下，為了獲得好的效果，很多現有的基礎設施不足以執行生活污水的收集和處理。然而如果想出現好的結果，需要解決涉及收集，運輸和清空生活污水的行為總是不良和不愉快的工作，這經常同對環境和健康的危險相關。可以清楚地預見一種涉及生活污水的降解處理是最好的，最簡單的，最干凈，最革新的解決方案，這也是用于存儲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已經正被使用，其解決方案包括通過研磨，電解，添加氯以及隨后的混合有機物，所有的微生物、污水和添加的水并通過強氧化消毒。然而，污水中的有機的內容并沒有通過這個過程而被改進，但是，卻實現了相反的結果，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險，但是它并不有利于環境的保護，相反的，它首先被新的微生物污染，然后降解。當然這段時間將大大的延長。然而，這個系統是以謬論為基礎的，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，但事實上，它仍然是被含氯的消毒物質進行消毒后的生活污水，并且增加了環境的化學需氧量(COD)的數值。化學需氧量(COD)是一種度量標準，用于測量水中所有有機化合物的含量總和，包括持久的有機化合物。化學需氧量(COD)的數值表示了用于氧化水中現有所有成分的需氧量，以mg/1或者g/m3為單位計算。半生物學系統執行一種厭氧降解、輕度過濾以及一系列隨后的污水消毒，最后輸出帶有比較小數值的化學需氧量(COD)的相對干凈的污水，但是由于這些污水在被消毒的過程中包含了氯元素，對環境不利。除了以前描述的系統或者污水處理廠，這里，也有很多其他并且很好用的系統用于糞便的降解。全世界范圍內帶有百萬個活性的單元并且被用的最多、最被公知的系統開始從小型工廠擴建到巨型工廠，其用于處理污水的不同的質量和濃度，它們被稱為“激活污水淤泥系統”。他們使用如下技術，該技術的解決方案根據大量的污水與淤泥在巨型水池中混合。通風裝置通過機械的或氣動的方式補給空氣，同時，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內容有效的接觸，其中淤泥顆粒隨著微生物的增值被生物學地激活。淤泥的可吸收性/吸附力以及它的生物學種群確保了微生物從有機生活污水中吸取養料。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該有的優勢，但是它們不能建立在小型或者緊湊的移動單元中，由于它們需要的建造空間比較大，從而導致對于小容量的需要而言，它們不經濟。法國專利FM848178中描述了一種適用于小船中的生物學凈化生活污水的緊湊系統，它包括機械過濾以及使用填充層浸入。本發明基于需要避免廢氣氣味的目標，以在短期降解期間獲得最大的效率因素， 從而導致污水排出口，也即，污水的排出，能夠保證污水的排出以最好的質量，帶來最小的污染，經濟性好，并且沒有任何不便之處。根據尤其是聚集在不同過濾器材料的巨大表面的微生物，以及根據有機生活污水被帶入微生物的聚集表面通過有組織的流動同時被生物學降解的選擇過濾的思想，一種非常緊湊和經濟的污水處理工廠的出現是可能的。
在通風管中利用一個效率很高的帶有水分離活性炭過濾器移除在降解過程中產生的氣體的氣味，從而防止出口處的氣味的產生。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造或者其他金屬構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管道之間而無法進屋房間內，本方法屬于一種對生活污水生物處理的一個又好又經濟，對環境也無影響的解決方案。生物降解處理是對糞便排泄物進行降解的最自然、最經濟的一種方式，在生物降解處理過程中，微生物破壞有機物的分子結構，并把轉換成CO2和H2O(CH4)。出于衛生原因的考慮，將糞便排泄物沖入衛生間時利用水作為傳輸的媒介，污水中有機物和水的含量將會有數量上的變換。好氧工藝提高了污水的有機物降解并取代了在厭氧降解成二氧化碳和水的過程中產生的甲烷。這導致了氣味的減少以及退化速度的加快。
發明內容
本發明為通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統，其中第一階段包括一個外殼，用于扣留固體的粉碎過濾器、污水分配器、一個沿著粉碎過濾器的長度運行的充氣機； 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間來分解；第三階段包括一個精細過濾器和/或吸附材料過濾器，用于接收來自第一和第二階段的污水并進行預處理，該污水流經它的吸附材料，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濾器中，該元件至少具有一個過濾元件，其中至少一個帶孔的濾網具有銳邊以粉碎固體，至少一個濾網為盤繞的構造，濾網材料之間帶有間隙，間隙的存在使得在至少一個濾網遇到堵塞時允許微生物聚集體的分布。進一步的，所述粉碎過濾器在它的端部具有一個空間，該空間被吸附材料填充，保護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菌的巢穴。進一步的，第一階段的箱體的橫截面實質上為三角形，其與插入圓柱形的粉碎過濾器一起形成了三個區域以及收集和分配流經粉碎過濾器的污水，利用充氣機定位在三角形箱體的下頂點的優點，形成了不同的氧濃度區，具有最高氧氣濃度的區定位在三角形基礎上的與充氣機在同一頂點上，并延伸至輸出口 ；帶有缺氧行為的最低氧濃度區-其中從例如SO，SO2, NO, NO2的氧化物中生成氧氣，但是從這些地方無法得到足夠的氧氣，因此影響了脫氮和脫硫-占據了三角形基礎上的相對頂點，并延伸至輸出口，在三角形第三頂點上的區域接收在第一階段中泵入的空氣和處理的污水，其流經頂部出口噴嘴。進一步的，第一階段具有集中污水分配器，其設置在粉碎過濾器的內部，并且在箱體外具有一個入口噴嘴，從一個或多個廁所流出的污水通過剛性或柔性管流經該入口，污水分配器具有用于分配在粉碎過濾器內部的污水的開口。進一步的，第一階段具有沿著粉碎過濾器的長度運行的充氣機，并且包括由帶有大量孔的柔性材料制成的管狀元件，該孔通過空氣產生大量的氣泡，氣泡以向上的氣流流經最大氧濃度區域，圍繞圓柱形粉碎過濾器，并在第三區域中收集，其具有集中定位出口噴嘴。進一步的，第二階段至少有一個用于容納污水處理系統所有元件的外殼，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、水平監視器以及緊急出口。進一步的，氧化腔室中的曲徑式的塑料纖維毛包括高達90至95%的被污水充滿的空隙，防止不期望的污水的流動以及迫使污水流經曲徑以及沉淀微生物和有機物，在其表面，微生物產生作為生物膜膠質的涂層，然后不斷分解碰撞的有機物質。進一步的，通過容納在自己的箱體內以及浸入在已經被微生物過濾和凈化的污水中的泵，其能夠將凈化水從設置在精細過濾器的下面的外部箱體的下部或者污水處理系統的第三階段作為處理完的廢水直接泵出到環境中。進一步的，第二階段有一個緊急出口，通過該緊急出口，廢水能夠流出，或者在出現內置泵故障的情況下，廢水可以由碼頭中的泵裝置泵出。進一步的，在箱體的下部氧化腔室之后安排了第三階段，第三階段在兩個濾網層之間具有顆粒吸附媒介，這兩個濾網層為波紋狀用以形成更大的供水流通過的區域，借此， 已經被處理和液化的污水在第一階段和第二階段被迫使流經這個過濾器，在這里，沒有被其他兩個階段收集的殘留物被保留和分解。進一步的，通過插入在它的波紋狀濾網下面形成了一個充氣機，該充氣器通過微穿孔的軟管中產生氧氣，該氧氣是在流經氧化腔室的下部到上部的過程中以形成微氣泡的形式產生，并且向精細過濾器供應足夠的氧氣，該氧氣的產生用于補給生物學氧化過程中氧氣的消耗，精細過濾器形成了一個受保護的空間，用于保護高度需氧和特殊的微生物種群，通過它自己的生物學活動而再生吸附媒介從而呈現它永久移除殘留物的能力。進一步的，其中使用塑料纖維毛的過濾裝置的特征在于，通過利用擠壓而非轉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生一個表面，這個表面使得在捕獲有機材料和固定的微生物的過程中，吸附能力更有效。進一步的，為了減少通過軟管和配件中的氣味的泄露和滲水，提供了一個通風出口，通過該出口，它提供的吸力被用來產生系統中的局部真空，借此移除在箱體或在氧化腔室中形成的氣體。進一步的，它或者被配置成一個緊湊的單元，在該單元中，整個系統的功能集成在一個單一的箱體中，或者它被配置成大尺寸的工廠，在那里，各個階段的功能均為自主的單元，其中氧化塔用來供給通風。進一步的，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壁的遷移，以及留下的難聞的味道被保留在軟管內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。一種通過生物過濾對糞便污水進行處理的方法，其特征在于它包括三個階段，其中在第一階段，污水中的固體物質通過在粉碎過濾器中的粉碎和過濾過程被分解，并被分配到一個區域，以及微生物生長所需的分解和溶解的有機物質通過充氣機而被加速，粉碎過濾器具有至少一個帶洞的濾網，它被編織成線圈的形式，在至少一個卷繞的濾網之間具有間隙，小尺寸的粉碎后的排泄物質不斷的在至少一個濾網和間隙之間遷移，一個緊急流動口建立在間隙上，一旦在至少一個濾網上出現堵塞時，微生物群體能夠被分配，借此，在第二個階段中，預處理的污水流入到氧化腔室中，并且流經曲徑式塑料纖維毛，在那里有機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第三階段，在這個階段，它流經精細過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器㈧的外形和設備的剖面圖。圖2示出了基本工廠的箱體⑴或者生物反應器㈧在安裝粉碎_/過濾元件⑵ 之前的外觀剖面圖。圖3示出了基本工廠的箱體(1)或者生物反應器(A)在安裝粉碎_/過濾元件(2) 之后的外觀剖面圖，其中已經提供了相應的密封，從三角形基礎的一角看通風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菌巢穴(10)。圖5示出了粉碎_/過濾元件O)的內部剖面圖，以及集中安排的污水分配器(3) 帶有側向開口(16)用于將處理的污水引入到元件O)的內部。圖6示出了生物反應器㈧的縱切面，包括帶有內部入口的噴嘴(15)的集中安排的污水分配器(3)，過濾裝置(8)包含了帶有緊急開口(18)的篩網，其為螺旋狀，并且其后部設置一個用于微生物的生存的保護空間。圖7示出了生物反應器(A)的內部橫截面(橫斷面)，粉碎_/過濾元件O)，最大數目的通風區域(VI到V3)和缺氧區(V3到V2)。圖8示出了在箱體(1)的內部用于形成生物反應器㈧的粉碎_/過濾元件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視器00)。圖10示出了污水處理單元(E)的內部元件，尤其涉及生物反應器㈧，出風口過濾器(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過濾器(C)，用于污水(14)處理和管狀式充氣機(1 的收集腔室。圖12示出了工廠的箱體(G)，一半安裝了已經被安裝的內部元件，從塑料切屑 (11)中得到的屑毛一半被插圖到氧化腔室(8)，精細過濾器(10)已經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
的一半安裝了已經被安裝的內部元件，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造，它示出了單棟房屋，其中提供了第一階段或者生物反應器(A)；第二階段或者氧化腔室(8)，第三階段或者的精細過濾器(C)和通風塔(D)。
具體實施例方式本發明為通過生物過濾對糞便污水進行處理的設備，包括一個生物生活污水處理裝置，作為一個基本原則，其有一個選擇性過濾器以及在某固定區域進行系列的分離，特別是該裝置使得非常緊湊同時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物質，并且包括，作為基礎或其他的獨立單元的生物反應器A，它也是整個工廠的第一階段。它包括一個外部箱體1或結構，一個用于扣留固體的粉碎過濾器2，一個中央污水分配器3，和一個縱向適配到粉碎過濾器2的充氣機4。生物反應器A的箱體1其優先具有橫截面形狀為圓形三角形，在安裝圓柱形的粉碎過濾器2后，在三角形的三個邊緣形成三個主要區域，這使得對過濾后的污水進行更好的分配和收集。由于充氣機4以及三個分配區域的位置，從而導致形成了不同的氧氣濃度。最大氧氣濃度和氧化作用的區域分別處在三角形的底邊VI，也即安裝充氣機4的位置。在箱體的底部，但在三角形的對邊V2，氧氣濃度最小，從而在這個區域內形成了缺氧區域，由于缺氧，微生物從無機物例如SO，SO2, NO, NO2中產生氧氣，用于執行污水的脫硝和脫硫，這也導致了氣味的減少。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。粉碎過濾器2包括一個過濾器元件(8-圖6)，特別是，帶有小開口的篩網，其中，設置了 PP篩網，其中PP篩網具有小開口和銳邊，最好是形如蠕蟲狀外殼8，在篩網之間保持足夠的間隙18以至于在篩網被堵塞的情況下可以建立緊急流動，緊急流動然后可以對微生物集群體進行分配，微生物集群體主要負責維護干凈的篩網8。篩網上生物的活動越多，篩網會保持的越干凈，優選的污水水流能夠確保足夠的營養成分用于相應微生物活動的需要。不斷精細分散的生活污水流經于篩網8的小開口和/或緊急流動間隙18之間，并且在篩網的表面均勻的傳播，因此，在午睡的固體和液體物質之間形成了巨大的反應表面， 從而使得降解過程的加速以及實現有機物的分解。最后，在粉碎過濾器2的末端的小腔室充滿了吸附材料，例如活性炭，他們具有保護例如細菌等微生物不被殺菌劑或者由于系統流體的長期不流通而消滅，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中。隨著生物反應器A作為基礎和第一階段，我們把氧化腔室B作為第二階段，其中氧化腔室設置在箱體內，它代表了所有其他元件以及各自管道的外部結構和箱體，并仍具有自由的可超過作為最低值的每日污水產量，并對應到基本降解的最小值。外部結構箱體E是一個封閉的并且水密封的容器，它的大小和形狀可以根據空間要求的每個應用場合和能力進行適應性設置，相應的氧化和容納氧化腔室B包括其內部的自由空間。隨著填充11，例如，在大多數情況下紡羊毛是從聚酰胺PP，P或其他化學耐腐蝕原料中濺出得到，或者通過車床加工得到，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器的預處理的污水，在那里污水的處理重復進行，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，帶有數以萬億微生物的一種特別的凝膠狀材料。碎屑11形成一個巨大的曲徑，阻止了不希望的水流， 從而迫使污水流經曲徑，并且在污水和有機物之間密集接觸。通過這種方式，在碎屑之間污水分流出固體，微生物從有機物中吸收養分而存活并借此繁殖。由于在這個曲徑之間的污水水流處于非常低的速度，有機物質的主要部分是在這里被分開，并從微生物轉化為(X)2和H2O。氧氣對于細菌和其他微生物的氧化到有機物質是必要的，氧氣在第三個元件的下部進行供應，一個精細過濾器C通過一個或更多的充氣機12用于收集殘留物，尤其是，在大多數包括氯丁( 二烯)橡膠，三元乙丙橡膠(含雙環戊二稀)(EPDM)，或者其他彈性管的情況下，會提供更多的精細過濾器。特別是，數以千計的小開口，使得氧氣大量逃脫，特別是數以千計的小空氣泡，以向上的方向通過精細過濾器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。第三個元件為生物生活污水處理提供了再補充原料，它是精細過濾器C，它通常被定位在容器的下部并在氧化腔室B的下面。精細過濾器包括一個在兩個篩網層之間通常以折疊方式產生的顆粒吸附材料，因此某層或某塊吸附材料，例如以活性炭作為邊界層，從而提供了一個更大的水流表面。在第一和第二階段污水已經被處理和溶解，現在，污水以較低的流動速度通過過濾器并且殘留在那里，但它們還沒有在另兩個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，大量的微生物增值到吸附精細過濾器，同時，過濾器保護他們不被殺菌劑殺死和提供給他們營養素，因為它們同時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，提供了最高質量并且沒有任何有機物質和微生物的輸出，這是該系統的主要目標。然后，處理后的污水可通過泵13被泵出，其中泵安裝在它自己的箱體19中在容器 E的內部，該安裝直接從精細過濾器C的下面的二級過濾器腔室14通到輸入口 13b，和/或處理后的污水能夠被帶入到二級過濾器。污水在堵塞精細過濾器和/或泵出現故障的情況下可以通過自己衛生間的管道流動，該管道通過緊急出口 17，而緊急出口是安裝在精細過濾器C上面的氧化腔室14中。可以通過控制水平監視器20來控制泵13的自動打開和關閉，尤其是，該自動打開和關閉提供了在容器上部的幾厘米的空間，特別是，它控制了系統總填充量的90至95%。在工廠被設置在野外的情況下和/或只提供了很小的空間時，例如在石油平臺， 碼頭，賓館，酒店等，上面描述的結構緊湊的工廠，其中并不限制元件或零件被設置在外殼內，在那些場合中，生物反應器A，氧化腔室B和精濾過濾器C都被單個獨立的建立，并且被安裝在一個基礎或結構上，彼此之間通過管道連接。在這些場合中，氧氣的供給受到通過優選的充氣機和充氣機塔的影響，在充氣機塔中，污水注入和水流流動在圓柱的內部收集，然后，水流以瀑布的流環外側向下流動，因此向污水中供應大量的氧氣。本發明也可以進一步改善，該改善通過安裝和擴充一些輔助手段，例如，在空氣的
11出風口處保證空氣被泵通過真空泵或類似的裝置進行泵出，以確保在真個系統和管道中的真空狀況，因此，減少了可能的泄漏和通過管壁造成的氣味的滲透。或者通過生產和應用的特定碎屑11，通過注射過程生產，在這個過程中，軟熱塑料材料被壓入到定形噴嘴，其中在冷卻腔室中，一個活性炭粉層或一個纖細層或類似的吸附材料被包覆到趁熱的軟碎屑上。該改進提供了曲徑的更強大的吸附表面以及類似碎屑的過濾材料，從而增加了養料有機物質的提供，以及提供大量的微生物種群。通過增加一個小的循環泵系統，同時引入了通風和再循環以及二級過濾系統，從輸出中連續或偶爾引進清潔的水再到工廠的輸入中，這導致了氧氣濃度的豐富。通過水循環使得有機物質和微生物進行均勻的分布，從而提高了污水的質量。通過這種方式，本來通過廁所處理的人體的有機殘留物可通過管道和輸送到一個生物反應器A，并通過集中安排污水分配器3進入粉碎過濾器2，其中固體被粉碎成小碎片， 并被均勻分布在過濾器篩網的整個表面，并在碎片和水之間產生大量的反應器表面，從而加快了生物降解和液化以及將固體轉化成(X)2和水。粉碎處理的污水然后輸出到生物反應器7的噴嘴A，通過該噴嘴，它流入氧化和收集腔室D，此后很慢的通過曲徑式的碎屑，以避免不期望的水流和迫使污水慢慢流過碎屑以收集在其巨大的表面上目前仍存在的有機物，并為他們提供有機體。這種材料然后通過生物活動轉化成二氧化碳和水，在該生物氧化之后，無固體的污水然后有流過精濾過濾器C。在這里，因為如尿，尿素和毒素等液體有機物質被保留，同時，該過濾器被相當豐富的微生物群體所再生，通過高比例的氧含量將他們降解成營養物質，其結果是得到了一種干凈和無污染的水。這個過程、系統以及該發明的技術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，無論是當前情況是很大或非常小的空間，還是需要根據安裝或者定制的型號的要求而要調整結構或大小。另外，對于空間和/或更大的存儲容量沒有限制，大型工廠可以構造成空間的調節，然而，均需要應用本文描述的這些特征。
權利要求
1.通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統，其中第一階段包括一個外殼，用于扣留固體的粉碎過濾器O)、污水分配器(3)、一個沿著粉碎過濾器O)的長度運行的充氣機 (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間來分解；第三階段包括一個精細過濾器(C)和/或吸附材料過濾器，用于接收來自第一和第二階段的污水并進行預處理，該污水流經它的吸附材料，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濾器O)中， 該元件至少具有一個過濾元件(8)，其中至少一個帶孔的濾網具有銳邊以粉碎固體，至少一個濾網為盤繞的構造，濾網材料之間帶有間隙(18)，間隙(18)的存在使得在至少一個濾網遇到堵塞時允許微生物聚集體的分布。
2.根據權利要求1所述的通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統，其特征在于所述粉碎過濾器(2)在它的端部具有一個空間，該空間被吸附材料填充，保護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菌的巢穴。
3.根據權利要求1或2所述的通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統，其特征在于 第一階段的箱體(1)的橫截面實質上為三角形，其與插入圓柱形的粉碎過濾器( 一起形成了三個區域以及收集和分配流經粉碎過濾器O)的污水，利用充氣機(4)定位在三角形箱體(1)的下頂點的優點，形成了不同的氧濃度區，具有最高氧氣濃度的區定位在三角形基礎上的與充氣機(4)在同一頂點(Vl)上，并延伸至輸出口 ；帶有缺氧行為的最低氧濃度區-其中從例如SO，SO2, NO, NO2的氧化物中生成氧氣，但是從這些地方無法得到足夠的氧氣，因此影響了脫氮和脫硫-占據了三角形基礎上的相對頂點(V2)，并延伸至輸出口，在三角形第三頂點上的區域接收在第一階段中泵入的空氣和處理的污水，其流經頂部出口噴嘴 ⑵。
4.根據權利要求1至3任意一項所述的通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統， 其特征在于第一階段具有集中污水分配器(3)，其設置在粉碎過濾器O)的內部，并且在箱體外具有一個入口噴嘴(15)，從一個或多個廁所流出的污水通過剛性或柔性管流經該入口，污水分配器具有用于分配在粉碎過濾器O)內部的污水的開口(16)。
5.根據權利要求1至4任意一項所述的通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統，其特征在于第一階段具有沿著粉碎過濾器( 的長度運行的充氣機G)，并且包括由帶有大量孔的柔性材料制成的管狀元件，該孔通過空氣產生大量的氣泡，氣泡以向上的氣流流經最大氧濃度(Vl)區域，圍繞圓柱形粉碎/過濾元件，并在第三區域(v;3)中收集，其具有集中定位出口噴嘴(7)。
6.根據權利要求1至5任意一項所述的通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統，其特征在于第二階段至少有一個用于容納污水處理系統所有元件的外殼(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、 水平監視器00)以及緊急出口 (17)。
7.根據權利要求1至6任意一項所述的通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統，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90至95%的被污水充滿的空隙，防止不期望的污水的流動以及迫使污水流經曲徑以及沉淀微生物和有機物，在其表面， 微生物產生作為生物膜膠質的涂層，然后不斷分解碰撞的有機物質。
8.根據權利要求1至7任意一項所述的通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統，其特征在于通過容納在自己的箱體(19)內以及浸入在已經被微生物過濾和凈化的污水中的泵(13)，其能夠將凈化水從設置在精細過濾器(C)的下面的外部箱體(E)的下部或者污水處理系統的第三階段作為處理完的廢水直接泵出到環境中。
9.根據權利要求1至8任意一項所述的通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統，其特征在于第二階段有一個緊急出口(17)，通過該緊急出口，廢水能夠流出，或者在出現內置泵故障的情況下，廢水可以由碼頭中的泵裝置泵出。
10.根據權利要求1至9任意一項所述的通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統，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，第三階段在兩個濾網層之間具有顆粒吸附媒介，這兩個濾網層為波紋狀用以形成更大的供水流通過的區域，借此，已經被處理和液化的污水在第一階段和第二階段被迫使流經這個過濾器，在這里，沒有被其他兩個階段收集的殘留物被保留和分解。
11.根據權利要求1或6或7或8或10所述的通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統，其特征在于通過插入在它的波紋狀濾網下面形成了一個充氣機(12)，該充氣器通過微穿孔的軟管中產生氧氣，該氧氣是在流經氧化腔室(B)的下部到上部的過程中以形成微氣泡的形式產生，并且向精細過濾器(C)供應足夠的氧氣，該氧氣的產生用于補給生物學氧化過程中氧氣的消耗，精細過濾器形成了一個受保護的空間，用于保護高度需氧和特殊的微生物種群，通過它自己的生物學活動而再生吸附媒介從而呈現它永久移除殘留物的能力。
12.根據權利要求1或7所述的通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統，其特征在于其中使用塑料纖維毛的過濾裝置的特征在于，通過利用擠壓而非轉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生一個表面，這個表面使得在捕獲有機材料和固定的微生物的過程中，吸附能力更有效。
13.根據權利要求1所述的通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統，其特征在于為了減少通過軟管和配件中的氣味的泄露和滲水，提供了一個通風出口(21)，通過該出口，它提供的吸力被用來產生系統中的局部真空，借此移除在箱體或在氧化腔室中形成的氣體。
14.根據權利要求1至13任意一項所述的通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統， 其特征在于它或者被配置成一個緊湊的單元，在該單元中，整個系統的功能集成在一個單一的箱體(E)中，或者它被配置成大尺寸的工廠，在那里，各個階段的功能均為自主的單元，其中氧化塔(D)用來供給通風。
15.根據權利要求1至14任意一項所述的通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統， 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壁的遷移， 以及留下的難聞的味道被保留在軟管內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。
16.一種通過生物過濾對糞便污水進行處理的方法，其特征在于它包括三個階段，其中在第一階段，污水中的固體物質通過在粉碎過濾器O)中的粉碎和過濾過程被分解，并被分配到一個區域，以及微生物生長所需的分解和溶解的有機物質通過充氣機而被加速， 粉碎過濾器具有至少一個帶洞的濾網，它被編織成線圈的形式，在至少一個卷繞的濾網之間具有間隙，小尺寸的粉碎后的排泄物質不斷的在至少一個濾網和間隙(18)之間遷移，一個緊急流動口建立在間隙上，一旦在至少一個濾網上出現堵塞時，微生物群體能夠被分配， 借此，在第二個階段中，預處理的污水流入到氧化腔室(B)中，并且流經曲徑式塑料纖維毛 (11)，在那里有機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第三階段，在這個階段，它流經精細過濾器從而使得液體殘留物被吸收最后被分解。
全文摘要
本發明公開了通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統及處理方法，通過生物過濾對糞便污水進行處理的系統包括了帶有箱體，粉碎過濾器，廢水分離器和通風裝置的第一階段；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過濾器和/或吸附材料過濾器的第三階段。
文檔編號C02F1/28GK102329042SQ20111019396
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月11日 優先權日2011年7月11日
發明者克勞斯·漢斯·格奧爾, 孫華凱 申請人:克勞斯·漢斯·格奧爾, 孫華凱