專利名稱：凈化家用廢水的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及家用廢水的凈化。具體來說，本發(fā)明提供一種方法和系統(tǒng)，用來凈化來自一個(gè)建筑物或多達(dá)幾百戶的建筑物群的廢水，這種凈化在消除了可生物降解的固體的同時(shí)，足以沖洗衛(wèi)生間，并且可使處理過的多余的水進(jìn)入可利用的排水管道。
背景技術(shù)：
幾乎所有的現(xiàn)有技術(shù)廢水凈化系統(tǒng)都要求或遲或早地關(guān)閉該系統(tǒng)以便可以處理還未完全處理好的并且在處理容器中積累的殘?jiān)?。大型的都市處理廠具有完成這項(xiàng)任務(wù)的設(shè)備和人員。然而，用于單個(gè)家庭或幾個(gè)家庭的小型系統(tǒng)得到幾乎能完全除去有機(jī)固體廢物的設(shè)備的良好服務(wù)，因此不需要這種服務(wù)。
眾所周知，環(huán)境保護(hù)規(guī)則變得越來越嚴(yán)格，并且合法地處理廢物，不管是固體的、液體的、或者甚致于是氣體的，都變得越來越困難和昂貴。
公知的是，在污水分解期間除了要產(chǎn)生二氧化碳和微量其它氣體以外，還要產(chǎn)生甲烷。一般來說，分解每千克污水可得到0.35m2甲烷。在美國，由牛產(chǎn)生并通過它們的消化系統(tǒng)排出體外的甲烷都被認(rèn)為是一種環(huán)境公害，國會已投入資金進(jìn)行研究，看看對此可以作點(diǎn)什么(如果可能的話)。令人感到興趣的是，和其它常用的可燃性氣體相比(除氫氣外)，甲烷具有較高的熱值。然而，在幾乎所有的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，產(chǎn)生的甲烷都排放到大氣中，產(chǎn)生討厭的味道。在某些地區(qū)，城市規(guī)則禁止排放這種氣體。
在以下美國專利4172034(Carlsson等人)、4812237(Cawley)、5114586(Hunphrey)、和5342523(Kuwashima)中公開了處理家用廢水的方法和設(shè)備。
Carlsson公開了一種設(shè)備，它在容易流動(dòng)的稀漿中操作，稀漿中的干燥固體含量在1-15％之間，最好為5-10％。這種稀釋的漿不必要地延長了在充氣的反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)需氧降解的時(shí)間；然而，Carlsson的設(shè)備具有結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)。
Humphrey公開了一種復(fù)雜的衛(wèi)生系統(tǒng)，它設(shè)有許多容器，其中的5個(gè)容器具有多個(gè)進(jìn)氣口。由于總的空氣消耗很大，所以必須安裝大型吹風(fēng)機(jī)或壓縮機(jī)，導(dǎo)致很高的運(yùn)行成本，并且存在噪聲抑制問題。在Humphrey系統(tǒng)中碰到的另一個(gè)困難是要在居民樓中為上述所有這些系統(tǒng)部件尋找空間。
Cawley描述并尋求保護(hù)一種凈化和循環(huán)家用廢水的方法，它包括如下步驟(a)從家用廚房源收集第一廢水流；(b)在第一化糞池中厭氧浸提所述第一廢水流；(c)從家用洗滌、沐浴源收集第二廢水流；(d)匯總來自步驟(b)、(C)、(h)的水；(e)在第二化糞池中厭氧浸提來自步驟(d)的水；(f)在一生物砂濾器上方并在有氧條件下抽吸來自步驟(e)的水；(g)通過一個(gè)超濾器抽吸來自步驟(f)的水，從而使經(jīng)生物過濾的水分離成一個(gè)保持流和一個(gè)滲透流；(h)把所述的保持流返回到步驟；(i)消毒所述的滲透流；(j)把所述的消毒的滲透流的第一部分返回到家用洗滌沐浴設(shè)施；(k)把所述的消毒的滲透流的第二部分分離成低鹽部分和高鹽部分；(l)把所述低鹽部分返回到家用廚房；和(m)處理所述的高鹽部分。
Kuwashima建議使用一對分離器罐來交替地分離漂浮的或沉淀物質(zhì)；把有機(jī)物輸送到第三罐以便進(jìn)行有氧分解。這種設(shè)備缺少用于粉碎大的固體成小的顆粒以有效分解的裝置。
發(fā)明的公開考慮到本領(lǐng)域的這種狀態(tài)，本發(fā)明的目的之一是克服現(xiàn)有技術(shù)的小規(guī)模廢水處理系統(tǒng)的缺點(diǎn)，提供一種系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法可在內(nèi)部將有機(jī)固體廢物消除到如下的程度在正常使用情況下，在10年運(yùn)行期間內(nèi)不需要手工處理殘留物(如果有的話)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是減小設(shè)有這種系統(tǒng)的建筑物內(nèi)家庭的耗水量。這種減小不僅反映在水費(fèi)上，而且反映在較低的污水處理費(fèi)上，因?yàn)槲鬯幚碣M(fèi)通常是按水費(fèi)的一定比例計(jì)算的。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是消除向大氣排放甲烷引起的公害，并且通過利用在分解過程產(chǎn)生的氣體作為燃料去推動(dòng)在本系統(tǒng)中使用的至少一個(gè)泵以減小能耗費(fèi)用。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了上述目的，為此本發(fā)明提供一種用于處理和凈化家用廢水的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可消除在所述的系統(tǒng)的內(nèi)部的有機(jī)固體廢物，包括用于分開收集一個(gè)居民單元的污水的第一污水組分和第二污水組分的裝置，所述的第一污水組分包括衛(wèi)生間污水，第二污水組分包含浴池、沖淋、洗手盆、洗衣間、和廚房地漏的污水等；第一和第二兩用容器，每個(gè)容器具有至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口，對于每個(gè)容器進(jìn)行安排，以使在所述的容器之一接收所述的第一污水組分并用作收集器和沉降罐期間另一個(gè)容器作為厭氧反應(yīng)容器，作為厭氧反應(yīng)容器的容器完成分解過程，在此分解過程期間包含在其中的稀漿的體積通過轉(zhuǎn)換成肥料和氣體而極大地減小，在每個(gè)所述的容器的頂部提供一個(gè)氣體出口用來收集氣體；第一閥裝置，用于引導(dǎo)第一污水組分至當(dāng)前正作為收集器和沉降罐使用的兩用容器，并且用于隔離其余的一個(gè)兩用容器以轉(zhuǎn)換第一污水組分使所述的另一個(gè)兩用容器作為厭氧反應(yīng)容器工作；至少一個(gè)有氧反應(yīng)容器，對其進(jìn)行連接，使其可接收來自所述的收集器和沉降罐的包含漂浮的有機(jī)固體廢物的液體稀漿，其中的固體廢物維持在約15-35％，反應(yīng)完成的溫度在-6℃至92℃，這時(shí)的稀漿仍維持在可流動(dòng)組分狀態(tài)；和所述的有氧反應(yīng)容器相連的至少一個(gè)曝氣設(shè)備，用于氧化所述的稀漿；第一泵裝置，至少部分地由在所述的厭氧反應(yīng)容器中產(chǎn)生的氣體驅(qū)動(dòng)，用于反復(fù)地驅(qū)動(dòng)所述稀漿從所述的有氧反應(yīng)容器穿過所述的曝氣設(shè)備，以維持所述的有氧反應(yīng)容器中的氧氣水平至少為1p.p.m；一個(gè)分離和沉降容器，用于從所述的有氧反應(yīng)容器接收經(jīng)充氣的或生物有氧反應(yīng)的稀漿；第一過濾出口，用于從所述的分離容器排放凈化后的水；第二出口裝置，用于從所述的分離和沉降容器抽吸沉降的稀漿顆粒到所述的兩用的收集器和沉降罐；下存儲容器，接收所述的第二污水組分；上存儲容器，為廁所提供沖洗水；第二泵裝置，把所述的第二污水組分自所述的下存儲容器傳送至所述的上存儲容器。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種處理和凈化系統(tǒng)，其中所述的上存儲容器設(shè)有一個(gè)第一盛水容器，它具有一個(gè)開通的上緣，在上緣的上方有在所述的容器內(nèi)的水上漂浮的泡沫狀物和從這里溢出的水一道在流動(dòng)，然后使用所述的溢出的水和所述的泡沫狀物沖洗衛(wèi)生間。
下面還將描述本發(fā)明的另外一些實(shí)施例。
本發(fā)明還提供一種用于處理和凈化家用廢水并且消除所述的系統(tǒng)內(nèi)的有機(jī)固體廢物的方法，包括a、分別收集居民單元的衛(wèi)生間污水的第一污水組分，和浴池、沖淋、洗手盆、洗衣間、和廚房地漏的污水的第二污水組分；b、設(shè)置第一和第二兩用容器，每個(gè)容器具有至少一個(gè)入口和一個(gè)出口，對于每個(gè)容器進(jìn)行安排，以使在所述的容器之一接收所述的第一污水組分并用作收集器和沉降罐期間另一個(gè)容器作為厭氧反應(yīng)容器工作，作為厭氧反應(yīng)容器工作的這個(gè)容器完成分解過程，在此分解過程期間包含在其中的稀漿的體積通過轉(zhuǎn)換成肥料和氣體而極大地減小，在每個(gè)所述的容器的頂部提供一個(gè)氣體出口用來收集氣體；c、設(shè)置第一閥裝置，用于引導(dǎo)第一污水組分至正作為收集器和沉降罐使用的兩用容器，并且用于隔離其余的一個(gè)兩用容器以轉(zhuǎn)換第一污水組分使所述的另一個(gè)兩用容器成為厭氧反應(yīng)容器工作；d、設(shè)置至少一個(gè)有氧反應(yīng)容器，對其進(jìn)行連接，使其可接收來自所述的收集器和沉降罐的包含漂浮的有機(jī)固體廢物的液體稀漿，其中的固體廢物維持在約15-35％，反應(yīng)完成的溫度在-6℃至92℃，這時(shí)的稀漿仍維持在可流動(dòng)組分狀態(tài)；e、設(shè)置和所述的有氧反應(yīng)容器相連的至少一個(gè)曝氣設(shè)備，用于氧化所述的稀漿；f、設(shè)置第一泵裝置，至少部分地由在所述的厭氧反應(yīng)容器中產(chǎn)生的氣體驅(qū)動(dòng)，用于反復(fù)地驅(qū)動(dòng)所述的稀漿自所述的有氧反應(yīng)容器穿過所述的曝氣設(shè)備，以維持所述的有氧反應(yīng)容器中的氧氣水平至少為1p.p.m；
g、設(shè)置一個(gè)分離和沉降容器，用于從所述的有氧反應(yīng)容器接收經(jīng)充氣的或生物有氧反應(yīng)的稀漿；所述的分離容器具有第一過濾出口，用于從所述的分離容器排放凈化的水；并且具有第二出口裝置，用于從所述的分離和沉降容器泵送稀漿顆粒到所述的兩用的收集器和沉降罐；h、設(shè)置一個(gè)下存儲容器，接收所述的第二污水組分；i、設(shè)置一個(gè)上存儲容器，為廁所沖洗供水；和j、設(shè)置一個(gè)第二泵裝置，用于傳送所述的第二污水組分自所述的下存儲容器至所述的上存儲容器。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，在有氧反應(yīng)容器中的反應(yīng)是在16和42℃之間的溫度進(jìn)行的。
在本發(fā)明的特別優(yōu)選實(shí)施例中提供一種處理和凈化系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)裝置，用于在源頭處收集第三廚房水組分并且傳送所述的廚房水組分，使之穿過用于分離有機(jī)組分和其它廢物組分的剝離單元。所述的優(yōu)選實(shí)施例最好還包括向所述的兩用容器之一提供所述的經(jīng)過分離的有機(jī)的和其它的廢物組分的裝置。以此情況下，可在廚房地漏中安裝垃圾處理單元，可以肯定這種垃圾的廢水是不會堵塞排水系統(tǒng)的，這是因?yàn)樵谒龅膶?shí)施例中固體廢物組分將得到處理并且被引向所述的兩用容器之一而經(jīng)受厭氧分解，所述的兩用容器提供有消化纖維素的細(xì)菌，這些細(xì)菌不干擾兩用容器中存在的厭氧細(xì)菌并且可正常工作。
應(yīng)該認(rèn)識到在規(guī)劃居民鄰里過程中由于省去了廢水管道網(wǎng)絡(luò)，所以可以明顯節(jié)省經(jīng)費(fèi)。持家人將節(jié)省直接使用的水費(fèi)并且不必支付廢水處理費(fèi)?？梢云谕咳嗣刻旃?jié)約60升水。高質(zhì)量的水留作需要高質(zhì)量水的應(yīng)用場合，主要用于飲用、食物制備、和洗漱。
現(xiàn)在參照以下說明性的附圖并且結(jié)合某些優(yōu)選實(shí)施例來描述本發(fā)明，因此能夠更加全面地理解本發(fā)明。
現(xiàn)在詳細(xì)地具體參照附圖，就此而論應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，特征是借助于實(shí)例表示的，并且只是為了說明性地討論本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并且在提供據(jù)認(rèn)為是本發(fā)明的原理和構(gòu)思的最為有用并且容易理解的描述的過程中展現(xiàn)出本發(fā)明。就此而論，除了基本理解本發(fā)明所必須的細(xì)節(jié)以外，不打算示出本發(fā)明的更多的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，結(jié)合附圖的描述將使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員明白在實(shí)踐中如何實(shí)施本發(fā)明的這幾種形式。
附圖簡述

圖1是本發(fā)明的凈化系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖；圖2是表示利用所產(chǎn)生的氣體的所述系統(tǒng)的局部示意圖；圖3是表示顆粒大小減小部件的凈化系統(tǒng)的第二實(shí)施例的局部示意圖；圖4是設(shè)有過濾裝置的凈化系統(tǒng)的第三實(shí)施例的局部示意圖；圖5是具有上存儲容器的特殊安排的凈化系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的局部示意圖；圖6是使用水輪機(jī)發(fā)電的一個(gè)實(shí)施例的局部示意圖；圖7是另外設(shè)有稀漿輸送裝置的凈化系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的局部示意圖；圖8是設(shè)有收集廚房水組分并從這里分離廢水組分的裝置的另一個(gè)凈化系統(tǒng)的局部示意圖；和圖9是一個(gè)實(shí)施例的方塊圖，其中的厭氧罐在加熱。
優(yōu)選實(shí)施例描述在圖1中可以看到一個(gè)用于處理和凈化家用廢水的系統(tǒng)10，所述的系統(tǒng)10用于消除處在該系統(tǒng)內(nèi)部的有機(jī)固體廢物。
提供分開的排放裝置12、14，用于分別收集居民家庭的污水的第一和第二組分。廁所污水構(gòu)成第一污水組分，浴池、淋浴、洗手盆、洗衣房、廚房地漏、等等構(gòu)成第二污水組分。
排放裝置12連接到第一閥裝置16，第一閥裝置16又連接到第一和第二兩用容器22、24的入口18、20。每個(gè)容器還設(shè)有兩個(gè)出口26、28、30、32，而且結(jié)構(gòu)彼此相同。通過使用第一閥裝置16，安排容器22、24使它們具有交替輪換的功能；在例如容器22用作收集器和沉降罐時(shí)，另一個(gè)容器24就作為產(chǎn)生混合肥料的厭氧反應(yīng)容器工作。
容器24當(dāng)被第一閥裝置16和20隔離時(shí)作為厭氧反應(yīng)容器工作，并且在包含在其中的污水34的體積極大地減小的期間實(shí)現(xiàn)分解過程。包含一個(gè)單向閥(未示出)的上出口32用于排出分解過程中產(chǎn)生的可燃性氣體36。參照附圖2描述氣體36的應(yīng)用。在容器22、24中設(shè)一個(gè)氣密的裝填門38，因此可在起動(dòng)期間裝入生物降解物質(zhì)，例如動(dòng)物糞便。
第一閥裝置16引導(dǎo)第一污水組分至當(dāng)前正用作收集器和沉降器的那個(gè)兩用容器(在本例中為22)。在當(dāng)前正用作收集器和沉降罐的容器22中已經(jīng)積累了相當(dāng)大數(shù)量的固體廢物時(shí)操作第一閥裝置16。第一閥裝置16連續(xù)地工作之間的時(shí)間周期在正常運(yùn)行條件下要超過一年，一般為三年。
對于有氧反應(yīng)容器40進(jìn)行連接，以便可以接收來自收集器和沉降罐22的包含漂浮的有機(jī)固體廢物的液體稀漿。其中的固體廢物含量保持在約15-35％，完成反應(yīng)的溫度在-6℃-92℃之間。稀漿維持在可流動(dòng)的組分狀態(tài)。
曝氣設(shè)備42連接到容器40以使稀漿氧化。所述的高固體廢物含量可產(chǎn)生有效的氣化作用。允許寬的溫度范圍符合于可使有機(jī)廢物分解的活的細(xì)菌的存活溫度。
第一泵裝置44(例如離心浸沒式泵)反復(fù)地驅(qū)動(dòng)稀漿自有氧反應(yīng)容器穿過曝氣設(shè)備，以便維持容器40中的氧氣至少為1p.p.m。第一泵裝置44至少部分地由厭氧反應(yīng)容器24中產(chǎn)生的氣體驅(qū)動(dòng)。
最好，對第一泵裝置44進(jìn)行安排，以產(chǎn)生有力的攪拌，從而使稀漿中懸浮的固體廢物的尺寸減小。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的一個(gè)簡單的方法是使用一個(gè)強(qiáng)力的泵電機(jī)，并且以超過單純吹氣所需的速度的一個(gè)速度驅(qū)動(dòng)該泵。
分離容器46接收來自有氧反應(yīng)容器40的有氧的并經(jīng)生物有氧反應(yīng)的稀漿。
在該容器內(nèi)，產(chǎn)生進(jìn)一步的沉降和固體顆粒的聚集。
在所示的實(shí)例中，能夠處理這種物質(zhì)的污水泵48通過用于泵送這種顆粒的第二出口裝置50把這種物質(zhì)從分離容器46經(jīng)第一閥裝置16送到兩用收集器和沉降罐22。
所設(shè)的第一過濾出口52用于排放來自分離容器46的已凈化的水。最好，過濾器設(shè)有可自動(dòng)清除過濾片堵塞的裝置。凈化水的質(zhì)量由過濾單元54的質(zhì)量確定。
連到排放裝置14的下存儲容器56接收第二污水組分。
上存儲容器58為衛(wèi)生間提供沖洗水。借助于自下存儲容器56送水的第二泵裝置60為容器58供水。超過衛(wèi)生間沖洗所需的水得以充分地凈化以便送到排水管62。如果在任何特定的時(shí)間容器58所需的水比系統(tǒng)能提供的水還多，那么就要從主水源(未示出)向上存儲容器58提供額外的水。
參照附圖的其余部分，用類似的標(biāo)號表示類似的部件。
現(xiàn)參照附圖2，可以看見和參照附圖1描述的相同的處理和凈化系統(tǒng)10的細(xì)節(jié)。
氣體36產(chǎn)生在兩用容器中(圖中只表示出其中的一個(gè)容器24)并收集在罐64中，該氣體在壓縮機(jī)66中受到壓縮并以壓縮的壓力存入罐68中，并且至少使用部分氣體36激勵(lì)第一泵裝置44，所述裝置44通過曝氣設(shè)備42驅(qū)動(dòng)稀漿。因此系統(tǒng)10運(yùn)行所需的電能較少，在都市中更為重要的是，減小了令人感到不愉快的氣味。
產(chǎn)生的氣體主要組分(一般為57-67％)是甲烷。其余的幾乎全是二氧化碳。這種氣體混合物的熱值約為5000-6500千卡/立方米。把壓縮的氣體加到對內(nèi)部腐蝕有加強(qiáng)保護(hù)的內(nèi)燃機(jī)70上。內(nèi)燃機(jī)70連接到第一泵裝置44，還要對第一泵裝置44進(jìn)行連接，以便在由于任何理由不能利用氣體36時(shí)(例如在起動(dòng)期間)由電機(jī)72來驅(qū)動(dòng)所述的泵裝置44。按另一種方案，或者作為前一種方案的補(bǔ)充，可把所述氣體轉(zhuǎn)換成電能，或者用在一個(gè)燃燒器中直接加熱水。
圖3表示凈化系統(tǒng)74的第二實(shí)施例的細(xì)節(jié)，所述的凈化系統(tǒng)74具有用來減小包在第一污水組分中的固體廢物的顆粒大小的部件。
抽吸的稀漿反復(fù)地沖擊一排靜止不動(dòng)的刀片76以實(shí)現(xiàn)在充氣回路中運(yùn)動(dòng)的稀漿中的懸浮的固體顆粒大小。因此，最好把顆粒尺寸減小到最大的顆粒大小為1.5毫米的水平，固體廢物的外露表面面積的最終增加導(dǎo)致有效的供氧。
圖4所示的是設(shè)有另一個(gè)過濾裝置的凈化裝置78的第三實(shí)施例的細(xì)節(jié)。
下存儲容器82的水出口80連接過濾器84，以清除從其中穿過的水中的固體廢物。通過過濾器84的水存入上存儲容器86，用于衛(wèi)生間的沖洗。多余的水用于園藝澆灌87。
雖然不反對沖洗水中包含小的固體廢物，但最好清除這種小的固體廢物以防止沖洗罐機(jī)構(gòu)88誤動(dòng)作。
現(xiàn)在參照附圖5，可以看見凈化系統(tǒng)90的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的一部分，該系統(tǒng)90對于上存儲容器92有一特殊的安排。
上存儲容器92設(shè)有一個(gè)第一盛水容器94，容器94有開口的上緣96。容器94中的水包含脂肪、肥皂、和去污劑，它們來源于第二污水組分。泵97攪動(dòng)容器94中的水并且產(chǎn)生泡沫。泡沫狀物98在容器94中的水上漂浮，并且和從這里溢出的水一起向下流入罐100。在衛(wèi)生間需要沖水時(shí)則從罐100抽取溢出的水和泡沫狀物98。
圖6表示的是使用水輪機(jī)102發(fā)電的一個(gè)實(shí)施例。
處理和凈化系統(tǒng)104借助于向下引導(dǎo)上存儲容器108中水的水管106中的水輪機(jī)102，產(chǎn)生用于該系統(tǒng)的電能。連接到泵電機(jī)112的可充電電池組110可存儲電能，因此在氣體和主電源不可利用時(shí)也能驅(qū)動(dòng)第一泵裝置44，見圖1。在附加的實(shí)施例中(未示出)，可通過太陽能電池或通過風(fēng)車產(chǎn)生附加的電能，選擇哪一種取決于這種選擇更適合于安裝該系統(tǒng)的位置。
現(xiàn)在參照附圖7，其中描述處理和凈化系統(tǒng)116的一個(gè)實(shí)施例，該系統(tǒng)116便于稀漿34的傳送。第一和第二兩用容器118、120設(shè)有一個(gè)附加的入口122、124和一個(gè)附加的下出口126、128，它們分別用于接收和排出在容器118、120的底部積累的稀漿34。每個(gè)容器都設(shè)有能夠處理這種物質(zhì)的泵130、132。因而從用于存儲和沉降的兩用容器(例如122)到用于厭氧分解的容器(在本例中為124)可有效地進(jìn)行稀漿傳送。在本實(shí)施例中，由控制板134有效地驅(qū)動(dòng)泵(在本例中是130)，并通過第一閥裝置136的運(yùn)動(dòng)自動(dòng)觸發(fā)所述的泵。
現(xiàn)在參照附圖8，其中用方塊圖表示出一個(gè)系統(tǒng)138，該系統(tǒng)138包括用于在源處單獨(dú)收集第三廚房水組分142的裝置140，第三廚房水組分142穿過剝離單元144，剝離單元144可以是靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的過濾單元，用于分離這里的有機(jī)組分或其它廢物組分146。在所述的圖中，其余的部分都和參照附圖1和2描述的相同。
如將要認(rèn)識到的，離開過濾器和沉降單元46并且進(jìn)入存儲單元45的水不僅可通過泵60循環(huán)供廁所使用，而且還可離開該系統(tǒng)供其它應(yīng)用使用，這取決于水的純度。
如以前敘述過的，這樣一種安排可有效地利用安裝在廚房泄水口中的垃圾處理單元。
在這個(gè)實(shí)施例中，兩用容器24不僅提供有厭氧細(xì)菌，而且還提供有消化纖維素的細(xì)菌，例如披發(fā)蟲屬，所述的消化纖維素的細(xì)菌可與所述的厭氧細(xì)菌聯(lián)合起作用而不會相互干擾。
圖9描述了另一個(gè)系統(tǒng)86的一部分，該系統(tǒng)類似于以上參照附圖1描述的系統(tǒng)，但加速了厭氧分解過程。厭氧分解反應(yīng)容器88設(shè)有分隔開的三重壁90、91、92，在每個(gè)所述的容器88的周圍形成兩個(gè)同心的外室93和95，以便引入液體來調(diào)節(jié)所述的容器內(nèi)的溫度。最好，靠近所述的容器88的室93充以油性液體97，室95則通過入口管98和出口管99連接到水性液體96的源頭94上以加熱反應(yīng)器88，它的液體被熱源89加熱。提供熱量可通過電，或通過燃燒一種燃料，如在反應(yīng)器88中產(chǎn)生的適當(dāng)數(shù)量的甲烷74。反應(yīng)器88的加熱加速了分解過程，并且還能使在室溫下不易分解的物質(zhì)分解。這種安排對于在寒冷氣侯下安裝的系統(tǒng)也是優(yōu)選的。此外，通過控制引入室95中的水性液體96的溫度可以調(diào)節(jié)反應(yīng)器88內(nèi)的分解速度，然后讓水性液體96用于加熱或冷卻油性液體97，油性液體97又加熱或冷卻反應(yīng)器88中的內(nèi)含物，可按照期望從室95排放熱水并用較冷的水性液體替代，還可選擇使用另一些入口和出口管(未示出)。
應(yīng)該說明，連接系統(tǒng)的各個(gè)部件的并從這里引出的導(dǎo)管可形成為雙壁管，該系統(tǒng)可進(jìn)一步包括用于在所述的導(dǎo)管的內(nèi)和外壁之間引入熱水以加熱管內(nèi)正在流動(dòng)的流體的裝置。
此外，可把反應(yīng)器88中產(chǎn)生的氣體引到一個(gè)燃燒器，以加熱在所述的導(dǎo)管的內(nèi)和外壁之間循環(huán)的水，也可以把加熱的水加壓引入所述的導(dǎo)管以便在必要時(shí)沖洗該導(dǎo)管。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯然可以看出，本發(fā)明不限于以上說明性的實(shí)施例，在不偏離本發(fā)明的構(gòu)思和其它的根本特性的條件下還可以把本發(fā)明實(shí)施成其它特定的形式。因此，這些實(shí)施例在所有方面都被認(rèn)為是說明性的而不是限制性的，本發(fā)明的范圍只由所附的權(quán)利要求書限定而不由以上的敘述表示，因此期望落在權(quán)利要求書的等效物的含義和范圍內(nèi)的所有變化都應(yīng)被包括在其內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于處理和凈化家用廢水的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可消除在所述的系統(tǒng)的內(nèi)部的有機(jī)固體廢物，包括用于分開收集一個(gè)居民單元的污水的第一污水組分和第二污水組分的裝置，所述的第一污水組分包括衛(wèi)生間污水，第二污水組分包含浴池、沖淋、洗手盆、洗衣間、和廚房地漏的污水等；第一和第二兩用容器，每個(gè)容器具有至少一個(gè)入口和一個(gè)出口，對于每個(gè)容器進(jìn)行安排，以使在所述的容器之一接收所述的第一污水組分并用作收集器和沉降罐期間另一個(gè)容器作為一個(gè)厭氧反應(yīng)容器，作為厭氧反應(yīng)容器操作的這個(gè)容器完成分解過程，在此分解過程期間包含在其中的稀漿的體積通過轉(zhuǎn)換成肥料和氣體而極大地減小，在每個(gè)所述的容器的頂部提供一個(gè)氣體出口用來收集氣體；第一閥裝置，用于引導(dǎo)第一污水組分至當(dāng)前正作為收集器和沉降罐使用的兩用容器，并且用于隔離另一個(gè)兩用容器以轉(zhuǎn)換第一污水組分使所述的其余的一個(gè)兩用容器作為厭氧反應(yīng)容器工作；至少一個(gè)有氧反應(yīng)容器，對其進(jìn)行連接，使其可接收來自所述的收集器和沉降罐的包含漂浮的有機(jī)固體廢物的液體稀漿，其中的固體廢物維持在約15-35％，反應(yīng)完成的溫度在-6℃至92℃，這時(shí)的稀漿仍維持在可流動(dòng)的組分狀態(tài)；和所述的有氧反應(yīng)容器相連的至少一個(gè)曝氣設(shè)備，用于氧化所述的稀漿；第一泵裝置，至少部分地由在所述的厭氧反應(yīng)容器中產(chǎn)生的氣體驅(qū)動(dòng)，用于反復(fù)地驅(qū)動(dòng)所述的稀漿自所述的有氧反應(yīng)容器穿過所述的曝氣設(shè)備，以維持所述的有氧反應(yīng)容器中的氧氣水平至少為1p.p.m；一個(gè)分離和沉降容器，用于從所述的有氧反應(yīng)容器接收經(jīng)充氣的或生物有氧反應(yīng)的稀漿；第一過濾出口，用于從所述的分離容器排放凈化后的水；第二出口裝置，用于從所述的分離和沉降容器抽吸沉降的稀漿顆粒到所述的兩用的收集器和沉降罐；下存儲容器，接收所述的第二污水組分；上存儲容器，為廁所提供沖洗水；第二泵裝置，把所述的第二污水組分自所述的下存儲容器傳送至所述的上存儲容器。
2.權(quán)利要求1的處理和凈化系統(tǒng)，其特征在于對所述的第一泵裝置進(jìn)行安排，產(chǎn)生有力的攪拌，以在所述的稀漿中有效地減小實(shí)現(xiàn)懸浮的固體廢物顆粒的大小。
3.權(quán)利要求1的處理和凈化系統(tǒng)，其特征在于泵送的稀漿沖擊在刀片陣列上，從而在所述的稀漿中有效減小懸浮的固體廢物顆粒的大小。
4.權(quán)利要求1的處理和凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的下存儲容器的一個(gè)出口連到過濾器，以便除去自其中通過的水中的固體廢物。
5.權(quán)利要求1的處理和凈化系統(tǒng)，其特征在于連續(xù)工作所述的閥裝置之間的時(shí)間周期在正常運(yùn)行條件下超過一年。
6.權(quán)利要求1的處理和凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的上存儲容器設(shè)有第一盛水容器，它具有一個(gè)開口的上緣，在上緣的上方有在所述的容器內(nèi)的水上漂浮的泡沫狀物和從這里溢出的水一道流動(dòng)，然后使用所述的溢出的水和所述的泡沫狀物沖洗衛(wèi)生間。
7.權(quán)利要求1的處理和凈化系統(tǒng)，其特征在于借助于從所述的上存儲容器下來的水管中的水輪機(jī)來發(fā)電。
8.權(quán)利要求1的處理和凈化系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)所述的兩用容器都設(shè)有一個(gè)入口，以接收在另一個(gè)兩用容器的底部積累的稀漿。
9.權(quán)利要求1的處理和凈化系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)裝置，用于在源頭處收集第三廚房水組分并且傳送所述的廚房水組分，使之穿過用于分離有機(jī)組分和其它廢物組分的剝離單元。
10.權(quán)利要求9的處理和凈化系統(tǒng)，其特征在于包括通過一個(gè)過濾單元提供所述的經(jīng)過剝離的廚房水組分以直接使用的裝置。
11.權(quán)利要求9的處理和凈化系統(tǒng)，其特征在于包括向所述的兩用容器之一提供所述的經(jīng)過分離的有機(jī)的和其它的廢物組分使其經(jīng)厭氧分解過程以從所述的組分產(chǎn)生甲烷的裝置。
12.權(quán)利要求11的處理和凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的兩用容器提供有消化纖維素的細(xì)菌。
13.權(quán)利要求1的處理和凈化系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)所述的兩用容器都設(shè)有分隔開的三重壁，它在每個(gè)所述的兩用容器周圍形成兩個(gè)同心的外室，以引入液體、調(diào)節(jié)所述的容器內(nèi)部的溫度。
14.權(quán)利要求13的處理和凈化系統(tǒng)，其特征在于靠近所述的容器的一個(gè)室充以油性液體，其特征還在于最外邊的室設(shè)有用于引入和排出水性液體的裝置。
15.權(quán)利要求14的處理和凈化系統(tǒng)，其特征在于所述的水性液體是借助于燃燒由所述的容器之一產(chǎn)生的氣體而加熱的水。
16.權(quán)利要求1的處理和凈化系統(tǒng)，其特征在于包括相互連接所述的系統(tǒng)的各個(gè)部件并從這里引出的多個(gè)雙壁導(dǎo)管，進(jìn)一步包括用于在所述的導(dǎo)管的內(nèi)和外壁之間引入加熱的水以加熱流過其中的液體中的物質(zhì)的裝置。
17.一種用于處理和凈化家用廢水并且消除所述的系統(tǒng)內(nèi)的有機(jī)固體廢物的方法，包括a、分別收集居民單元的衛(wèi)生間污水的第一污水組分，和浴池、沖淋、洗手盆、洗衣間、和廚房地漏的污水的第二污水組分；b、設(shè)置第一和第二兩用容器，每個(gè)容器具有至少一個(gè)入口和一個(gè)出口，對于每個(gè)容器進(jìn)行安排，以使在所述的容器之一接收所述的第一污水組分并用作收集器和沉降罐期間另一個(gè)容器作為厭氧反應(yīng)容器工作，作為厭氧反應(yīng)容器工作的這個(gè)容器完成分解過程，在此分解過程期間包含在其中的稀漿的體積通過轉(zhuǎn)換成肥料和氣體而極大地減小，在每個(gè)所述的容器的頂部提供一個(gè)氣體出口用來收集氣體；c、設(shè)置第一閥裝置，用于引導(dǎo)第一污水組分至當(dāng)前正作為收集器和沉降罐使用的兩用容器，并且用于隔離其余的一個(gè)兩用容器以轉(zhuǎn)換第一污水組分使所述的另一個(gè)兩用容器作為厭氧反應(yīng)容器工作；d、設(shè)置至少一個(gè)有氧反應(yīng)容器，對其進(jìn)行連接，使其可接收來自所述的收集器和沉降罐的包含漂浮的有機(jī)固體廢物的液體稀漿，其中的固體廢物維持在約15-25％，反應(yīng)完成的溫度在-6℃至92℃，這時(shí)的稀漿仍維持在可流動(dòng)的組分狀態(tài)；e、設(shè)置和所述的有氧反應(yīng)容器相連的至少一個(gè)曝氣設(shè)備，用于氧化所述的稀漿；f、設(shè)置第一泵裝置，至少部分地由在所述的厭氧反應(yīng)容器中產(chǎn)生的氣體驅(qū)動(dòng)，用于反復(fù)地驅(qū)動(dòng)所述的稀漿自所述的有氧反應(yīng)容器穿過所述的曝氣設(shè)備，以維持所述的有氧反應(yīng)容器中的氧氣水平至少為1p.p.m；g、設(shè)置一個(gè)分離容器，用于從所述的有氧反應(yīng)容器接收經(jīng)過充氣的或生物有氧反應(yīng)的稀漿；所述的分離容器具有第一過濾出口，用于從所述的分離容器排放凈化的水；并且具有第二出口裝置，用于從所述的分離容器泵送稀漿顆粒到所述的兩用的收集器和沉降罐；h、設(shè)置一個(gè)下存儲容器，接收所述的第二污水組分；i、設(shè)置一個(gè)上存儲容器，為廁所沖洗供水；和j、設(shè)置一個(gè)第二泵裝置，用于傳送所述的第二污水組分自所述的下存儲容器至所述的上存儲容器。
18.權(quán)利要求17的方法，其特征在于進(jìn)一步包括在源頭處單獨(dú)收集第三廚房水組分并且傳送所述的廚房水組分，使之穿過用于分離有機(jī)組分和其它廢物組分的剝離單元。
19.權(quán)利要求18的方法，其特征在于進(jìn)一步包括向所述的兩用容器之一提供來自所述廚房水的經(jīng)過分離的有機(jī)的和其它的廢物組分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于處理和凈化家用廢水的系統(tǒng)10,該系統(tǒng)可消除在所述的系統(tǒng)的內(nèi)部的有機(jī)固體廢物,包括:用于分別收集居民單元的污水的第一污水組分和第二污水組分的裝置12和14,所述的第一污水組分包括衛(wèi)生間污水,第二污水組分包含浴池、沖淋、洗手盆、洗衣間、和廚房地漏的污水等;第一和第二兩用容器22和24,每個(gè)容器具有至少一個(gè)入口18和20和至少一個(gè)出口26、28、30、32,安排各容器,以使在所述的容器之一22接收所述的第一污水組分并用作收集器和沉降罐期間另一個(gè)容器24作為厭氧反應(yīng)容器,作為厭氧反應(yīng)容器工作的這個(gè)容器完成分解過程,在此分解過程期間包含在其中的稀漿34的體積通過轉(zhuǎn)換成肥料和氣體而極大地減小,在每個(gè)所述的容器的頂部提供一個(gè)氣體出口30、32用來收集氣體;第一閥裝置16,用于引導(dǎo)第一污水組分至當(dāng)前正作為收集器和沉降罐使用的那個(gè)兩用容器22、24并且用于隔離另一個(gè)兩用容器以轉(zhuǎn)換第一污水組分使所述的其余的一個(gè)兩用容器作為厭氧反應(yīng)容器;至少一個(gè)有氧反應(yīng)容器40,對其進(jìn)行連接,使其可接收來自所述的收集器和沉降罐22的包含漂浮的有機(jī)固體廢物的水性稀漿,其中的固體廢物維持在約15－35%,反應(yīng)完成的溫度在－6℃至92℃,這時(shí)的稀漿仍維持在可流動(dòng)的組分狀態(tài);和所述的有氧反應(yīng)容器40相連的至少一個(gè)曝氣設(shè)備42,用于氧化所述的稀漿;第一泵裝置44,至少部分地由在所述的厭氧反應(yīng)容器24中產(chǎn)生的氣體激勵(lì),用于反復(fù)地驅(qū)動(dòng)所述的稀漿自所述的有氧反應(yīng)容器40穿過所述的曝氣設(shè)備42,以便維持所述的有氧反應(yīng)容器中的氧氣水平至少為1p.p.m;一個(gè)分離和沉降容器46,用于從所述的有氧反應(yīng)容器40接收經(jīng)過充氣的或生物有氧反應(yīng)的稀漿;第一過濾出口52,用于從所述的分離容器46排放凈化的水;第二出口裝置50,用于從所述的分離和沉降容器46泵送沉降的稀漿顆粒到所述的兩用的收集器和沉降罐22;下存儲容器56,接收所述的第二污水組分;上存儲容器58,為廁所沖洗供水;第二泵裝置60,用于傳送所述的第二污水組分自所述的下存儲容器56至所述的上存儲容器58。
文檔編號C02F9/00GK1251080SQ98803659
公開日2000年4月19日 申請日期1998年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月1日
發(fā)明者埃利澤·伯克曼 申請人:埃利澤·伯克曼