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生态厕所

发布时间:2020-2-27 8:17:56  中国污水处理工程网

  申请日2016.07.29

  公开(公告)日2020.02.04

  IPC分类号C02F9/14; C02F11/121; E03D9/00

  摘要:

  本发明公开了污水处理装置、污水处理方法以及生态厕所。该装置包括:第一过滤单元;发酵单元,所述发酵单元与所述第一过滤单元相连;沉磷单元,所述沉磷单元与所述发酵单元相连;电化学单元,所述电化学单元与所述沉磷单元相连;以及第二过滤单元,所述第二过滤单元与所述电化学单元相连。由此,可以较好的实现污水的处理,电化学单元所需电压较低,对电极材料无特殊要求,具有成本低廉、能够就地处理粪污而无需运输、处理过程中无二次污染、占地较小以及处理效果较好等优点的至少之一。

  权利要求书

  1.一种污水处理装置,其特征在于,包括:

  第一过滤单元,所述第一过滤单元用于对所述污水进行第一过滤处理;

  发酵单元,所述发酵单元与所述第一过滤单元相连,用于对经过所述第一过滤处理的所述污水进行发酵处理;

  沉磷单元,所述沉磷单元与所述发酵单元相连,用于对经过所述发酵处理的所述污水进行沉磷处理;

  电化学单元,所述电化学单元与所述沉磷单元相连,用于对经过所述沉磷处理的所述污水进行电化学处理;以及

  第二过滤单元,所述第二过滤单元与所述电化学单元相连,用于对经过所述电化学处理的所述污水进行第二过滤处理,

  所述电化学单元具有阳极板和阴极板,所述阳极板和所述阴极板电连接,并可令水在所述阳极板上利用电能分解为羟基自由基,同时在所述阴极板上发生水还原反应。

  2.根据权利要求1所述的污水处理装置,其特征在于,所述第一过滤单元以及所述第二过滤单元中分别独立地设置有多孔过滤材料。

  3.根据权利要求1所述的污水处理装置,其特征在于,所述发酵单元中设置有兼性厌氧菌。

  4.根据权利要求1所述的污水处理装置,其特征在于,所述沉磷单元包括:

  本体,所述本体限定出沉磷反应腔;

  发酵污水入口,所述发酵污水入口与所述发酵单元相连且设置在所述本体上;

  沉磷剂投放口,所述沉磷剂投放口用于投放沉磷剂,所述沉磷剂为含有金属离子的无机盐,所述沉磷剂投放口设置在所述本体上;

  搅拌器;

  除磷污水出口,所述除磷污水出口设置在所述本体上且与所述电化学单元相连;以及

  沉淀出口,所述沉淀出口设置在所述本体上且用于将含磷沉淀排出所述污水处理装置。

  5.根据权利要求1所述的污水处理装置,其特征在于,所述电化学单元包括:

  壳体,所述壳体限定出电化学反应腔;以及

  多个所述阳极板和多个所述阴极板,所述阳极板和所述阴极板交错间隔布置,所述阳极板以及所述阴极板的至少一部分设置在所述电化学反应腔中。

  6.根据权利要求5所述的污水处理装置,其特征在于,所述阳极板以及所述阴极板分别独立地为惰性电极。

  7.根据权利要求5所述的污水处理装置,其特征在于,所述阳极板以及所述阴极板的表面分别独立地具有催化剂涂层。

  8.根据权利要求5所述的污水处理装置,其特征在于,所述阳极板的数量比所述阴极板的数量少1。

  9.根据权利要求1所述的污水处理装置,其特征在于,进一步包括:

  污水收集单元,所述污水收集单元与所述第一过滤单元相连;

  净水箱,所述净水箱与所述第二过滤装置相连;

  控制单元,所述控制单元分别与所述第一过滤单元、所述发酵单元、所述沉磷单元、所述电化学单元以及所述第二过滤单元相连。

  10.一种污水处理方法,其特征在于,包括:

  (1)对所述污水进行第一过滤处理;

  (2)对经过所述第一过滤处理的污水进行发酵处理;

  (3)对经过所述发酵处理的所述污水进行沉磷处理;

  (4)对经过所述沉磷处理的所述污水进行电化学处理;以及

  (5)对经过所述电化学处理的所述污水进行第二过滤处理,

  电化学单元具有阳极板和阴极板,所述阳极板和所述阴极板电连接,所述电化学处理可令水在所述阳极板上利用电能分解为羟基自由基,同时在所述阴极板上发生水还原反应。

  11.根据权利要求10所述的污水处理方法,其特征在于,在步骤(1)中,利用多孔过滤材料对所述污水进行所述第一过滤处理,所述第一过滤处理的时间为0.5~3天。

  12.根据权利要求10所述的污水处理方法,其特征在于,在步骤(5)中,利用多孔过滤材料对所述污水进行所述第二过滤处理,所述第二过滤处理的时间为0.5~3天。

  13.根据权利要求10所述的污水处理方法,其特征在于,在步骤(2)中,在所述污水中添加兼性厌氧菌进行所述发酵处理,所述发酵处理的时间为5~8天。

  14.根据权利要求10所述的污水处理方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述沉磷处理是通过在所述污水中投放沉磷剂并搅拌而实现的,所述沉磷剂为含有金属离子的无机盐,所述沉磷处理的处理时间为0.5~2天。

  15.根据权利要求10所述的污水处理方法,其特征在于,在步骤(4)中,所述电化学处理是通过采用电连接的多个所述阳极板以及多个所述阴极板电解所述污水实现的,所述阳极板以及所述阴极板分别独立地为惰性电极。

  16.根据权利要求15所述的污水处理方法,其特征在于,所述阳极板以及所述阴极板表面分别独立地具有催化剂涂层。

  17.根据权利要求15所述的污水处理方法,其特征在于,所述阳极板的数量比所述阴极板的数量少1。

  18.根据权利要求15所述的污水处理方法,其特征在于,所述阳极板以及所述阴极板通过串联或者并联形成电化学回路,所述电化学处理是通过对所述电化学回路施加2~5V的电压实现的,所述电化学处理的时间为4~8小时。

  19.根据权利要求10所述的污水处理方法,其特征在于,在步骤(4)中,进一步包括:向所述污水中投放电解质。

  20.一种污水处理方法,其特征在于,包括:

  (1)采用沸石对所述污水进行第一过滤处理,所述第一过滤处理时间为0.5~3天;

  (2)在经过步骤(1)的所述污水中投放兼性厌氧菌以便对所述污水进行发酵处理,所述兼性厌氧菌在所述污水中的投放比例为(30g~50g):15L,所述发酵处理的时间为5~8天;

  (3)在经过步骤(2)的所述污水中投放含有Mg2+离子的无机盐以便对所述污水进行沉磷处理,所述Mg2+离子在污水中的投放量为1-3g/L,所述沉磷处理为在搅拌的条件下进行5~8天;

  (4)对经步骤(3)的所述污水进行电化学处理,所述电化学处理为利用多个电连接的阳极板以及阴极板组成电化学回路电解所述污水,所述电解为对所述电化学回路施加2~5V的电压,处理4~8小时,所述阳极板以及阴极板的表面分别独立地具有催化剂涂层,所述阳极板和所述阴极板电连接,所述电化学处理可令水在所述阳极板上利用电能分解为羟基自由基,同时在所述阴极板上发生水还原反应;以及

  (5)采用沸石对经过步骤(4)的所述污水进行第二过滤处理,所述第二过滤处理时间为0.5~3天。

  21.一种生态厕所,其特征在于,包括:

  粪便处理装置,所述粪便处理装置具有物料入口、固料出口以及液体出口;以及

  权利要求1~9任一项所述的污水处理装置,所述污水处理装置与所述液体出口相连。

  说明书

  污水处理装置、污水处理方法以及生态厕所

  技术领域

  本发明涉及污水处理领域,具体的,涉及污水处理装置、污水处理方法以及生态厕所。

  背景技术

  由于水资源的匮乏,污水处理以及节水技术受到了广泛的关注。随着人口的增长,生活用水的用量以及产生的生活污水的量也逐渐增大。冲水式厕所由于解决了露天排便引起的卫生问题而被广泛推广,但冲水式厕所不仅需要消耗大量水资源,同时产生大量含有人体排泄物的生活污水。目前市场上的无水或少水厕所的实现方式主要有真空吸、塑料打包、泡沫封堵等三项技术,但是,这些技术存在二次处理和二次污染的问题。

  因此,目前用于处理冲水式厕所产生的污水的处理装置以及方法仍有待改进。

  发明内容

  本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种污水处理装置,该装置以电化学过程为主要处理过程,结合过滤、发酵、沉磷等处理,能够利用较为简单的装置实现污水的处理,具有成本低廉、能够就地处理粪污而无需运输、处理过程中无二次污染、占地较小以及处理效果较好等优点的至少之一。

  在本发明的一个方面,本发明提出了一种污水处理装置。根据本发明的实施例,该装置包括:第一过滤单元,所述第一过滤单元用于对所述污水进行第一过滤处理;发酵单元,所述发酵单元与所述第一过滤单元相连,用于对经过所述第一过滤处理的所述污水进行发酵处理;沉磷单元,所述沉磷单元与所述发酵单元相连,用于对经过所述发酵处理的所述污水进行沉磷处理;电化学单元,所述电化学单元与所述沉磷单元相连,用于对经过所述沉磷处理的所述污水进行电化学处理;以及第二过滤单元,所述第二过滤单元与所述电化学单元相连,用于对经过所述电化学处理的所述污水进行第二过滤处理。由此,可以较好的实现污水的处理,电化学单元所需电压较低,对电极材料无特殊要求,具有成本低廉、能够就地处理粪污而无需运输、处理过程中无二次污染、占地较小以及处理效果较好等优点的至少之一。

  根据本发明的实施例,所述第一过滤单元以及所述第二过滤单元中分别独立地设置有多孔过滤材料。由此,可以进一步提高在发酵处理之前,以及电化学处理之后对污水进行过滤处理的效果,从而可以降低电化学处理的负荷,或是进一步提高经过电化学处理获得的净水的质量。

  根据本发明的实施例,所述发酵单元中设置有兼性厌氧菌。由此,可以降低对于发酵单元密封程度的要求,有利于进一步降低生产成本。

  根据本发明的实施例,所述沉磷单元包括:本体,所述本体限定出沉磷反应腔;发酵污水入口,所述发酵污水入口与所述发酵单元相连且设置在所述本体上;沉磷剂投放口,所述沉磷剂投放口用于投放沉磷剂,所述沉磷剂为含有金属离子的无机盐,所述沉磷剂投放口设置在所述本体上;搅拌器;除磷污水出口,所述除磷污水出口设置在所述本体上且与所述电化学单元相连;以及沉淀出口,所述沉淀出口设置在所述本体上且用于将含磷沉淀排出所述污水处理装置。由此,可以利用沉磷剂降低污水中的总磷量,有利于缓解后续电化学处理等工艺的负荷,从而可以降低生产成本。

  根据本发明的实施例,所述电化学单元包括:壳体,所述壳体限定出电化学反应腔;以及多个阳极板和多个阴极板,所述阳极板和所述阴极板交错间隔布置并电连接,所述阳极板以及所述阴极板的至少一部分设置在所述电化学反应腔中。由此,可以提高电化学处理的效率以及效果。

  根据本发明的实施例,所述阳极板以及所述阴极板分别独立地为惰性电极。由此,可以进一步降低生产成本,且避免污水在电解过程中腐蚀阳极板以及阴极板。

  根据本发明的实施例,所述阳极板以及所述阴极板的表面分别独立地具有催化剂涂层。由此,可以催化水的电解,从而可以进一步提高电化学处理的效率以及效果。

  根据本发明的实施例,所述阳极板的数量比所述阴极板的数量少1。由于阳极板上发生的是污水中有机物的氧化反应,因此,阳极板的数量比阴极板数量少1个,可以使每一个阳极板的两侧均具有一个阴极板,从而可以使阳极板表面能够发生氧化反应的电极面积最大化,从而有利于进一步提高电化学处理的效率以及效果。

  根据本发明的实施例,该污水处理装置进一步包括:污水收集单元,所述污水收集单元与所述第一过滤单元相连;净水箱,所述净水箱与所述第二过滤装置相连;控制单元,所述控制单元分别与所述第一过滤单元、发酵单元、沉磷单元、电化学单元以及所述第二过滤单元相连。由此,可以进一步提高该装置处理污水的效率以及效果。

  在本发明的另一方面,本发明提出了一种污水处理方法。根据本发明的实施例,该方法包括:(1)对所述污水进行第一过滤处理;(2)对经过所述第一过滤处理的污水进行发酵处理;(3)对经过所述发酵处理的所述污水进行沉磷处理;(4)对经过所述沉磷处理的所述污水进行电化学处理;以及(5)对经过所述电化学处理的所述污水进行第二过滤处理。由此,可以较好的实现污水的处理,电化学处理所需电压较低,对电极材料无特殊要求,具有成本低廉、能够就地处理粪污而无需运输、处理过程中无二次污染、占地较小以及处理效果较好等优点的至少之一。

  根据本发明的实施例,在步骤(1)中,利用多孔过滤材料对所述污水进行所述第一过滤处理,所述第一过滤处理的时间为0.5~3天。由此,可以进一步提高第一过滤处理的效率以及效果。

  根据本发明的实施例,在步骤(5)中,利用所述多孔过滤材料对所述污水进行所述第二过滤处理,所述第二过滤处理的时间为0.5~3天。由此,可以进一步提高第二过滤处理的效率以及效果。

  根据本发明的实施例,在步骤(2)中,在所述污水中添加兼性厌氧菌进行所述发酵处理,所述发酵处理的时间为5~8天。由此,可以降低发酵处理对于设备密封性的要求,且可以保证发酵处理的效率以及效果。

  根据本发明的实施例,在步骤(3)中,所述沉磷处理是通过在所述污水中投放沉磷剂并搅拌而实现的,所述沉磷剂为含有金属离子的无机盐,所述沉磷处理的处理时间为0.5~2天。含有金属离子的无机盐可以与污水中的磷(磷酸根等)形成沉淀,从而可以降低无水肿的总磷量,缓解后续处理的负荷,进而可以进一步降低如电化学处理等步骤对设备的要求,从而有利于降低生产成本。

  根据本发明的实施例,在步骤(4)中,所述电化学处理是通过采用电连接的多个阳极板以及多个阴极板电解所述污水实现的,所述阳极板以及所述阴极板分别独立地为惰性电极。由此,可以进一步提高电化学处理的效率以及效果。

  根据本发明的实施例,所述阳极板以及所述阴极板表面分别独立地具有催化剂涂层。由此,可以利用具有催化功能的金属或是金属氧化物催化剂催化污水的电解,从而可以进一步提高电化学处理的效率以及效果。

  根据本发明的实施例,所述阳极板的数量比所述阴极板的数量少1。由于阳极板上发生的是污水中有机物的氧化反应,因此,阳极板的数量比阴极板数量少1个,可以使每一个阳极板的两侧均具有一个阴极板,从而可以使阳极板表面能够发生氧化反应的电极面积最大化,从而有利于进一步提高电化学处理的效率以及效果。

  根据本发明的实施例,所述阳极板以及所述阴极板通过串联或者并联形成电化学回路,所述电化学处理是通过对所述电化学回路施加2~5V的电压实现的,所述电化学处理的时间为4~8小时。由此,可以进一步提高电化学处理的效率以及效果。

  根据本发明的实施例,在步骤(4)中,进一步包括:向所述污水中投放电解质。由此,可以进一步提高污水的导电率,从而有利于进一步提高电化学处理的效率以及效果。

  在本发明的又一方面,本发明提出了一种污水处理方法。根据本发明的实施例,该方法包括:(1)采用沸石对所述污水进行第一过滤处理,所述第一过滤处理时间为0.5~3天;(2)在经过步骤(1)的所述污水中投放兼性厌氧菌以便对所述污水进行发酵处理,所述兼性厌氧菌在所述污水中的投放比例为(30g~50g):15L,所述发酵处理的时间为5~8天;(3)在经过步骤(2)的所述污水中投放含有Mg2+离子的无机盐以便对所述污水进行沉磷处理,所述Mg2+离子在污水中的投放量为1-3g/L,所述沉磷处理为在搅拌的条件下进行5~8天;(4)对经步骤(3)的所述污水进行电化学处理,所述电化学处理为利用多个电连接的阳极板以及阴极板组成电化学回路电解所述污水,所述电解为对所述电化学回路施加2~5V的电压,处理4~8小时,所述阳极板以及阴极板的表面分别独立地具有催化剂涂层;以及(5)采用沸石对经过步骤(4)的所述污水进行第二过滤处理,所述第二过滤处理时间为0.5~3天。由此,可以较好的实现污水的处理,该方法电化学处理所需电压较低,对电极材料无特殊要求,具有成本低廉、能够就地处理粪污而无需运输、处理过程中无二次污染、占地较小以及处理效果较好等优点的至少之一。

  在本发明的又一方面,本发明提出了一种生态厕所。根据本发明的实施例,该生态厕所包括:粪便处理装置,所述粪便处理装置具有物料入口、固料出口以及液体出口;以及前面描述的污水处理装置,所述污水处理装置与所述液体出口相连。由此,该生态厕所具有前面所述的污水处理装置的全部特征以及优点,在此不再赘述。具体的,该生态厕所可以实现粪污的就地处理而无需运输,成本较低,污水处理效果较好。(发明人:杨翠霞;蔡楠)

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