專利名稱：糞便無害化處理方法
技術領域：
本發明涉及糞便處理方法，尤其涉及一種糞便無害化處理方法。
背景技術：
人口的增多及高度集中使得城市糞便的產量不斷增加，這些糞便在過去大多作為肥料直接運往農村，而目前在能帶來顯著經濟效益的化學肥料的沖擊下，糞便在農村的使用量日漸萎縮。因而，采用適宜的技術對糞便進行管理與處理不但對保護環境有著重大的意義，而且對保證人民的健康也有著深遠的意義。糞便廢水主要有懸浮顆粒物(SS)高、氨氮(NH3-N)濃度高、有機物(COD)濃度高、感官度差、可生化性好等特點。目前對于糞便廢水主要的處理技術有:厭氧發酵處理法、好氧處理法、高溫高壓處理法、化糞池處理法、物化處理法、高溫堆肥法等，但是目前國內在實際工程中應用最為廣泛的糞便無害化處理技術主要分為二類:
一類:化糞池處理:在中小城市及農村由于生活污水的處理，糞便收集、處理完全管道化比較困難，小型化糞池就成為單元住宅最普遍且必須配置的設施。化糞池的功能是接收、儲存家庭生活污水。池內分為漂浮層、淤泥層和中間清水層3個區域。清水可采用污水灌溉的方式作最終處理。當前由于化工產品的廣泛使用，家庭生活污水的成分日趨復雜，污水中有害物質含量增加，化糞池“清水層”的直接排放就成為污水灌溉區域的污染源。對這種污染的控制僅僅是在化糞池內使用大量化學藥物分解沉淀有害物質，然而在擴大污水灌溉區域，增加土壤處理功能上是難以有效的。同時化糞池處理還容易出現堵塞、排泥困難、處理不徹底、蚊蠅滋生等問題。二類:物化處理:在中國專利號為200710079587x
公開日為2007年9月19日、`名稱為“糞便處理方法及系統”的專利文件中公開一種物化處理糞便的方法。該方法為通過固液分離設備將糞便進行固液分離，分離出的殘渣進行填埋處理，分離出的糞液加入適量化學藥劑，使糞液發生絮凝作用后通過脫水設備進行脫水處理，其中脫水所得的干泥制作為肥料、液體送至污水處理廠進行終端處理。以上模式的糞便處理方法存在以下不足:對于高濃度有機糞便污水的受納，要求污水處理廠的設計能力、工況等條件符合受納污水的標準，而糞便污水是隨機性排入污水管網的，給污水處理廠的建設規劃帶來極大不便；糞便污水輸送到污水處理廠的途中會散發出濃重的臭味且難以對臭味進行處理，不利于環境衛生。為了解決以上類型的糞便處理方法的以上不足，設計出了對脫水后所產生的糞水進行進一步處理以達到排放標注后再排放的糞便無害化處理方法。在中國專利申請號為201210251613
公開日為2012年10月24日、名稱為“一種糞便無害化資源化處理方法”的專利文件中開關了一種能將糞便中的廢液處理到達標排放的方法。該方法為將脫水后所得的廢液依次進行集聚螯合處理、兼氧處理和一級/ 二級好氧處理到達標后進行排放。該類型的處理方法存在以下不足:直接將廢液依次進行集聚螯合處理、兼氧處理和一級/ 二級好氧處理到達標后進行排放，該處理方法導致糞水中的可作養分的有機物分解為不能當作養分的有機物，不能實現對糞便中的有機物的充分回收利用、且氮化處理不徹底、COD去除效率低；污泥和糞便的脫水處理通過同一離心機一起進行，不便于糞便中的養分的合理利用，因為糞便脫水所得的干泥的養分高、可當作肥料加以利用，而污泥脫水所得的干泥幾乎沒有什么養分，當作肥料利用不合適。
發明內容
本發明的第一目的旨在提供一種能對糞便中的有機物進行充分利用的、氮化處理徹底的、COD去除效率高的糞便無害化處理方法，解決了現有的糞便無害化處理方法所存在的有機物沒有得到充分回收利用、氮化處理不徹底、COD去除效率低的問題。本發明的第二目的旨在在第一目的的基礎上進一步解決現有糞便無害化處理方法不便于糞便的合理利用的問題。以上技術問題是通過下列技術方案解決的:一種糞便無害化處理方法，其特征在于，按照如下步驟對糞便進行處理:
第I步、通過固液分離機對糞便進行固液分離；
第2步、將第I步分離出的液體絮凝后通過離心機進行脫水；
第3步、將第2步中分離出的液體在厭氧消化池中通過厭氧微生物的作用、使廢水中的有機物分解轉化成為甲烷和二氧化碳后通過沉淀的方法進行泥水分離；
第4步、將第3步中分離出的液體進行脫氮處理；
脫氮處理包括以下步驟:
第4-1步、將第3步中分離出的液體的PH值調節到9.5 12 ;
第4-2步、將第4-1步中產生的液體通過氣吹脫的方法使液體中的游離氨揮發，然后用酸液對揮發出的氨氣進行吸收而生成銨鹽；
第4-3步、將經第4-2步脫氮后的液體進行中和處理，將PH值調節到7.5 8.5 ;
第5步、將經第4步脫氮處理后的液體進行降解COD、BOD和氨氮；
第6步、將經第5步處理后的液體通過沉淀的方法進行泥水分離；
第7步、將第6步分離出的液體進行消毒處理后排放。作為優選，第4-2步中通過空氣吹脫的方法去除游離氨。運行費用低，設備簡單，便于維護。作為優選，第4-2步中空氣吹脫時的氣水體積比為2500:1 4000:1。氨氮的吹脫效率高，可達到75%以上。作為優選，第5步中降解COD、BOD和氨氮的方法為:
第5-1步、將第4步脫氮后的液體輸送到一級厭氧池中處理后再輸送到一級好氧池中進行處理；一級厭氧池中的厭氧細菌使液體中的大分子有機物降解為小分子有機物、反硝化細菌利用液體中的有機物為碳源和一級好氧池中回流的含有硝態氮的混合液進行反硝化反應，將水中的硝態氮轉化為氮氣；一級好氧池中的好氧細菌在溶解氧作用下將液體中有機物吸收分解，并轉化為CO2和自身有機物，同時硝化細菌也將水中的氨氮氧化成硝態氮；
第5-2步、經一級好氧池處理后的液體輸送到二級厭氧池中處理后再輸送到二級好氧池中進行處理；二級厭氧池中的厭氧細菌使液體中的大分子有機物降解為小分子有機物、反硝化細菌利用液體中的有機物為碳源和二級好氧池中回流的含有硝態氮的混合液進行反硝化反應，將水中的硝態氮轉化為氮氣；二級好氧池中的好氧細菌在溶解氧作用下將液體中有機物吸收分解，并轉化為CO2和自身有機物，同時硝化細菌也將水中的氨氮氧化成硝態氮；二級好氧池處理后的液體輸送到第6步中進行處理。本發明還包括第8步，將第3步和第6步中產生的污泥進行脫水處理，第8步中的污泥脫水和第二步中的將第I步分離出的液體脫水分開進行。污泥脫水處理能夠降低污泥的外運成本。污泥的脫水和第二步中的將第I步分離出的液體脫水分開進行，為實現糞便的合理利用奠定了基礎。作為優選，污泥脫水所產生的液體回流到第三步中的厭氧消化池中。環保效果好。作為優選，在第3步和第4步之間增加調節池對液體進行調節，設置污泥存放池對第3步和第6步中產生的污泥進行集聚存淀后再進行脫水處理，污泥存放池設有液流口，液流口同調節池對接在一起。能夠防止污水外溢而導致環境污染。能對進入第4步中的液體進行質于量的調節，使得后續處理的可控性好。作為優選，將第3步中沉 淀出的污泥部分回流到第3步中的厭氧消化池中。淤泥回流到厭氧消化池中有利于維持厭氧池中菌的含量，使得厭氧消化處理的效果可靠和可控，液體中的有機物能得到充分降解。作為優選，第7步中通過漂白粉進行消毒。操作簡便、投資成本和運行成本低。漂白粉能夠得以用于第7步的消毒是基于之前各步對糞便進行了高效徹底處理所致的，不是任一處理方法都能通過漂白粉來進行消毒的。作為優選，第I步中在固液分離機前端設置除石裝置去除糞便中20mm以上固體物，在固液分離機中端設置除渣裝置將糞便中粒徑為6mm以上的固體物去除，在固液分離機后端設置孔徑1_的轉筒格柵去除糞便中的固體物。能使糞便中的固形物、大粒雜質及懸浮顆粒去除率高于95%，保證后續生化處理的穩定，解決了設備堵塞、排泥困難、污泥淤積等問題。本發明具有下述優點，通過吹脫方法對氨氮進行脫氮處理，脫氮處理效率高，進入進行降解COD、BOD和氨氮，使得排放的廢水中的CODCr ( 450mg/L, SS ( 350mg/L,B0D5 ( 250mg/L, NH3-N ( 28mg/L ;排放前進行消毒處理，使其中的病原菌、寄生蟲卵以及蠅蛆滅死、達到在衛生上無害；將糞便中分離出甲烷和銨鹽在處理，對糞便中的有機物的利用充分。
圖1為本發明的工藝流程圖。圖中:糞便車1，固液分離機2，離心機3，制肥設備4，厭氧消化池5，沼氣利用系統6，厭氧沉淀池7，污泥儲存池8，調節池9，氨吹脫塔10，酸吸收塔11，銨鹽儲存槽12，一級缺氧池13，一級好氧池14，二級缺氧池15，二級好氧池16，二沉池17，消毒池18，離心機19。
具體實施例方式下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明。參見圖1，將公廁和化糞池中的糞便通過罐裝糞便車I運輸至糞便處置中心。采用密閉對接的方式將糞便卸載給固液分離機2。密封對接的方式卸載可避免卸載糞便過程中臭氣對空氣的污染。固液分離機2的主體結構為現有的一體化固液分離機的結構。但將固液分離機從原有的一次過濾分離改為如下方式進行固液分離:在固液分離機前端增加除石裝置，去除糞便中20mm以上固體物；在固液分離機中端設置除砂和除渣裝置，將糞便雜物中粒徑為6mm以上的固體物去除；在固液分離機后端增設Imm的精細轉筒格柵，用以去除小顆粒固體物。改造后固液分離機集過濾、傳輸、除砂、除石、壓榨功能為一體，除砂率高于95%，可有效的減少后期運行維修保養費。固液分離機分離出的殘渣壓榨脫水后裝袋運往填埋場衛生填埋。經固液分離機預處理后所分離出的液體進入離心機3進行脫水處理。離心機3為臥螺離心機。通過離心作用將液體中的水和水中的SS進一步得到分離。為保證出水清澈，在離心機前投加絮凝劑(PAM)，提高廢水中SS的絮凝效果，同時提高離心機的脫水效率。PAM的添加量為5暈克每升。離心機3分離出的富氧干泥送至制肥設備4處理。當然也可以外運填埋。離心機3分離出的液體送至厭氧消化池5。液體在厭氧消化池5中通過厭氧微生物的作用、使糞便廢水中的有機物分解轉化成為甲烷和二氧化碳等物質。設置沼氣收集管，將消化生成的含沼氣的氣體外排進沼氣利用系統6加以利用。厭氧消化處理后的液體流入厭氧沉淀池7中進行沉淀。厭氧沉淀池7中的淤泥一部分排放到污泥儲存池8中。厭氧沉淀池7中的淤泥部分回流到厭氧消化池5中。厭氧陳淀池7中的上清液體流入調節池9。調節池9中通過攪拌機攪拌調節水質水量。調節池9中調節過的液體輸送到氨吹脫塔10通過氣吹脫的方法進行脫氨處理。糞便廢水中含有很高濃度的氨氮，并且經過在厭氧消化池中的厭氧處理后，蛋白質經過降解，還會引起氨氮的升高。高濃度的氨氮具有生物毒性，不但會抑制好氧細菌的生長，還會因為碳氮比的失調引起污泥膨脹，使生化系統難以正常運行，因此增加氨氮的脫除處理步驟后，不但能夠對氨氮進行回收利用，降低液體的氣味，還使得后續的處理效率更高。本實施例中是通過空氣吹脫法進行處理。氣水比率為2500:1 4000:1。具體處理過程為:在調節池9中流出的液體中添加32%氫氧化鈉溶液到pH值至
9.5 12，經過循環泵噴淋到氨吹脫塔10內的填料上和鼓風機鼓入的空氣進行接觸，液體中溶解的游離氨穿過氣液界面，向氣相轉移，從而達到脫除氨氮的目的。以氣態排出的氨氮(即氨氣)進入酸吸收塔11，酸吸收塔11中的酸液(本實施例中用的是硫酸溶液，當然用硝酸鹽酸都可以)和氨氣反應生成銨鹽溶液，銨鹽溶液流到銨鹽儲存槽12中，對銨鹽進行回收利用。酸液從新回到酸吸收塔11中再次利用。經過氨吹脫后的液體中加入98%的硫酸溶液進行中和到PH值為7.5 8.5后進行降解COD、BOD和氨氮。進行降解COD、BOD和氨氮的具體過程為:液體進入一級缺氧池13。一級缺氧池中的厭氧細菌將大分子的有 機物降解為小分子有機物，并有效抵抗有毒有害物質侵害，提高廢水的生化性，在缺氧條件下，反硝化細菌利用原水中的有機物為碳源和一級好氧池中回流的含有硝態氮的混合液進行反硝化反應，將水中的硝態氮轉化為氮氣，從而去除了水中的氨氮；然后進入一級好氧池14，一級好氧池中的好氧細菌在溶解氧作用下將水中大部分有機物吸收分解，并轉化為CO2和自身有機物，同時硝化細菌也將水中的氨氮氧化成硝態氮，通過混合液回流，進入一級缺氧池。經一級處理，COD,BOD和NH3-N得到大幅的降解。然后液體進入二級進行處理，二級處理的過程同一級的處理過程相同。二級處理設備包括二級缺氧池15和二級好氧池16。COD、BOD和NH3-N再次得到降解。本處理工藝中缺氧池采用攪拌機攪拌，好氧池采用鼓風機曝氣。二級好氧池16中處理過的液體流入二沉池17。二沉池17對液體進行泥水分離。二沉池17中的污泥部分回路到一級缺氧池13。污泥回流的好處為:有利于維持缺氧池中菌的含量，使得缺氧消化處理的效果可靠和可控，液體中的C0D、B0D和NH3-N得到充分降解。二沉池17中的剩余污泥排放到污泥儲存池8中。二沉池17中分離出的水進入消毒池18。消毒池18中采用漂白粉進行消毒，消毒后的廢水即可達標排放。 污泥沉淀池8對污泥起到再次泥水分離的作用，上層的水經液流口液流到調節池7中。污泥沉淀池8中的下層污泥輸送到離心機19中進行脫水處理。該步中也加入PAM。離心機19脫出的水輸送到厭氧消化池5中以降低環境污染，不會對市政污水處理系統造成干擾。產生的瘠養干泥進行外運填埋處理。
權利要求
1.一種糞便無害化處理方法，其特征在于，按照如下步驟對糞便進行處理:第I步、通過固液分離機對糞便進行固液分離；第2步、將第I步分離出的液體絮凝后通過離心機進行脫水；第3步、將第2步中分離出的液體在厭氧消化池中通過厭氧微生物的作用、使廢水中的有機物分解轉化成為甲烷和二氧化碳后通過沉淀的方法進行泥水分離；第4步、將第3步中分離出的液體進行脫氮處理；脫氮處理包括以下步驟:第4-1步、將第3步中分離出的液體的PH值調節到9.5 12 ;第4-2步、將第4-1中產生的液體通過氣吹脫的方法使液體中的游離氨揮發，然后用酸液對揮發出的氨氣進行吸收而生成銨鹽；第4-3步、將經第4-2步脫氮后的液體進行中和處理，將PH值調節到7.5 8.5 ;第5步、將經第4步脫氮處理后的液體進行降解COD、BOD和氨氮；第6步、將經第5步處理后的液體通過沉淀的方法進行泥水分離；第7步、將第6步分離出的液體進行消毒處理后排放。
2.根據權利要求1所述的糞便無害化處理方法，其特征在于，第4-2步中通過空氣吹脫的方法去除游離氨。
3.根據權利要求2所述的糞便無害化處理方法，其特征在于，第4-2步中空氣吹脫時的氣水體積比為2500:1 4000:1。
4.根據權利要求1或2或3所述的糞便無害化處理方法，其特征在于，第5步中降解COD、BOD和氨氮的方法為:第5-1步、將第4步脫氮后的液體輸送到一級厭氧池中處理后再輸送到一級好氧池中進行處理；一級厭氧池中的厭氧細菌使液體中的大分子有機物降解為小分子有機物、反硝化細菌利用液體中的有機物為碳源和一級好氧池中回流的含有硝態氮的混合液進行反硝化反應，將水中的硝態氮轉化為氮氣；一級好氧池中的好氧細菌在溶解氧作用下將液體中有機物吸收分解，并轉化為CO2和自身有機物，同時硝化細菌也將水中的氨氮氧化成硝態氮；第5-2步、經一級好氧池處理后的液體輸送到二級厭氧池中處理后再輸送到二級好氧池中進行處理；二級厭氧池中的厭氧細菌使液體中的大分子有機物降解為小分子有機物、反硝化細菌利用液體中的有機物為碳源和二級好氧池中回流的含有硝態氮的混合液進行反硝化反應，將水中的硝態氮轉化為氮氣；二級好氧池中的好氧細菌在溶解氧作用下將液體中有機物吸收分解，并轉化為CO2和自身有機物，同時硝化細菌也將水中的氨氮氧化成硝態氮；二級好氧池處理后的液體輸送到第6步中進行處理。
5.根據權利要求1或2或3所述的糞便無害化處理方法，其特征在于，還包括第8步，將第3步和第6步中產生的污泥進行脫水處理，第8步中的污泥脫水和第二步中的將第I步分尚出的液體脫水分開進行。
6.根據權利要求5所述的糞便無害化處理方法，其特征在于，污泥脫水所產生的液體回流到第三步中的厭氧消化池中。
7.根據權利要求5所述的糞便無害化處理方法，其特征在于，在第3步和第4步之間增加調節池對液體進行調節，設置污泥存放池對第3步和第6步中產生的污泥進行集聚存淀后再進行脫水處理，污泥存放池設有液流口，液流口同調節池對接在一起。
8.根據權利要求1或2或3所述的糞便無害化處理方法，其特征在于，將第3步中沉淀出的污泥部分回流到第3步中的厭氧消化池中。
9.根據權利要求1或2或3所述的糞便無害化處理方法，其特征在于，第7步中通過漂白粉進行消毒。
10.根據權利要求1或2或3所述的糞便無害化處理方法，其特征在于，第I步中在固液分離機前端設置除石裝置去除糞便中20mm以上固體物，在固液分離機中端設置除渣裝置將糞便中粒徑為6_以上的固體物去除，在固液分離機后端設置孔徑1mm的轉筒格柵去除糞便中的固體物。
全文摘要
本發明涉及糞便處理方法。一種糞便無害化處理方法依次對糞便固液分離、離心脫水、厭氧消化、脫游離氨、降解COD、BOD和氨氮、泥水分離和消毒排放。本發明的第一目的旨在提供一種能對糞便中的有機物進行充分利用的、氮化處理徹底的、COD去除效率高的糞便無害化處理方法，解決了現有的糞便無害化處理方法所存在的有機物沒有得到充分回收利用、氮化處理不徹底、COD去除效率低的問題。
文檔編號C02F9/14GK103073149SQ20121051373
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月5日 優先權日2012年12月5日
發明者徐斌, 俞華勇, 梅竹松 申請人:浙江省環境工程有限公司