專(zhuān)利名稱(chēng)：有機(jī)垃圾和糞便分類(lèi)收集處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于家庭垃圾或類(lèi)似物的收集處理技術(shù)。
背景技術(shù)：
我國(guó)城市糞便的傳統(tǒng)處理方法是通過(guò)吸糞車(chē)從化糞池、倒糞站抽吸收集，運(yùn)向城市郊區(qū)的農(nóng)村，通過(guò)農(nóng)田、菜地的用肥來(lái)消納，其缺點(diǎn)是寄生蟲(chóng)蔓延猖獗；運(yùn)輸裝卸過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成污染。隨著城市下水道的普及率和污水處理率快速提高，將糞便隨同其它污水一并排入下水道，經(jīng)過(guò)污水處理廠一起處理成為一種主要處理方法，其缺點(diǎn)是將城市糞便完全作為廢物處理，污水處理廠投資較大和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較高；糞便中富含植物生長(zhǎng)需要的營(yíng)養(yǎng)元素，沒(méi)有回收利用，是一種巨大的浪費(fèi)。而廚余垃圾目前主要是同其他生活垃圾一起處理，用于堆肥、填埋或焚燒，其缺點(diǎn)是廚余垃圾單位質(zhì)量的熱值為2100-10000kJ/kg，用焚燒處理時(shí)不能夠維持850℃以上的爐膛溫度和垃圾的有效自燃，即使和其它垃圾一起進(jìn)行焚燒和發(fā)電，也只會(huì)降低垃圾的熱值、總焚燒發(fā)熱量和發(fā)電量，甚至?xí)蓴_焚燒過(guò)程的正常連續(xù)進(jìn)行；廚余垃圾有機(jī)質(zhì)比例高(占干物質(zhì)的95％以上)，氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素豐富且易腐爛，含氮量占干物質(zhì)的比例高達(dá)3％以上，將其作為廢物處理，也是極大的資源浪費(fèi)。
目前，厭氧消化技術(shù)的研究主要應(yīng)用在污水處理和工業(yè)消化的領(lǐng)域里，在污水處理中常用的升流式厭氧污泥床反應(yīng)器(Upflow AnaerobicSludge Blanket，簡(jiǎn)稱(chēng)UASB)，是由荷蘭Wageningen農(nóng)業(yè)大學(xué)的教授Lettinga等人于1972-1978年間開(kāi)發(fā)研制的一項(xiàng)污水厭氧生物處理技術(shù)；厭氧折流板反應(yīng)器(Anaerobic Baffled Reactor，簡(jiǎn)稱(chēng)ABR)是美國(guó)Stanford大學(xué)的McCarty教授及其合作者于80年代初在厭氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)反應(yīng)器的基礎(chǔ)上改進(jìn)開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種新型高效厭氧反應(yīng)器。該反應(yīng)器集上流式厭氧污泥床(UASB)和分階段多相厭氧反應(yīng)器(SMPA)技術(shù)于一體，通過(guò)在反應(yīng)器中加裝豎向擋板，將反應(yīng)器分成幾個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)室，使反應(yīng)器在整體上為推流式(PF)，局部區(qū)域內(nèi)為完全混合式(CSTR)。通過(guò)廢水的上下折流及降解過(guò)程中的產(chǎn)氣作用，使得基質(zhì)與污泥的接觸機(jī)會(huì)及接觸時(shí)間增多，提高了反應(yīng)器的處理效率。同時(shí)由于折流板的阻擋和污泥自身的沉降性，污泥沿著反應(yīng)器水平方向的移動(dòng)速度很慢，加之各上下向格室的寬度不等，故大量的厭氧活性污泥被留在反應(yīng)器內(nèi)而不易流失。并且由于豎向擋板的隔離作用，使原來(lái)生存于同一反應(yīng)器中的兩大菌群分隔在不同反應(yīng)室中，這大大提高了厭氧反應(yīng)器的負(fù)荷和處理效率，并使其穩(wěn)定性和對(duì)不良因素(如有毒物質(zhì))的適應(yīng)性大為增強(qiáng)。上述技術(shù)適合于密度、粘度均較小的污水。近幾年工業(yè)應(yīng)用的厭氧消化技術(shù)廣泛應(yīng)用于具有流動(dòng)性的粘度大的糞便垃圾混合物處理中，但均只能滿(mǎn)足沼氣發(fā)酵的某一方面要求。針對(duì)當(dāng)前所面臨的糞便污染和廚余垃圾含水率高、營(yíng)養(yǎng)成分含量高、極易腐敗變質(zhì)等特點(diǎn)，現(xiàn)在尚無(wú)一套適合我國(guó)城鎮(zhèn)居民區(qū)的相對(duì)投資少，易于操作，便于維護(hù)且適用范圍廣的處理技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種有機(jī)垃圾和糞便分類(lèi)收集處理方法，旨在克服現(xiàn)有糞便收集運(yùn)輸中臭氣四溢、污染環(huán)境且資源化程度低，造成水、肥資源大量浪費(fèi)的不足等缺陷，以減少垃圾運(yùn)輸量、實(shí)現(xiàn)糞便和廚余垃圾的完全回收利用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的有機(jī)垃圾和糞便分類(lèi)收集處理方法，順序包括以下步驟(1)通過(guò)真空收集系統(tǒng)用戶(hù)終端將糞便和破碎的易腐性有機(jī)垃圾分別吸入真空管網(wǎng)，并送入真空罐；(2)糞便及易腐性有機(jī)垃圾經(jīng)真空罐混合后排入固液分離池，同液分離池底的固體部分排入?yún)捬跸磻?yīng)器，厭氧消化反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣可用于有機(jī)復(fù)合菌肥的烘干能源；(3)從厭氧消化反應(yīng)器內(nèi)排出的沼渣消化污泥經(jīng)濃縮脫水后，將外源脫臭菌株加入到脫水沼渣中，按一定的劑量，堆放去除臭味；(4)然后將已有的解磷、解鉀芽孢桿菌菌株，在沼渣中進(jìn)一步馴化培養(yǎng)得到適宜沼渣的解磷、解鉀能力強(qiáng)的菌株，加入已脫水脫臭的沼渣中，混勻后在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，烘干即得成品有機(jī)復(fù)合菌肥；(5)上述步驟(2)固液分離后的上清液、厭氧消化反應(yīng)器產(chǎn)生的上清液及步驟(3)沼渣經(jīng)濃縮后產(chǎn)生的污水均排入污水處理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池內(nèi)混合后，排入?yún)捬?好氧污水處理單元進(jìn)行處理；出水達(dá)標(biāo)排入市政污水管網(wǎng)或直接排入水體。
所述的有機(jī)垃圾和糞便分類(lèi)收集處理方法，其特征在于所述外源脫臭菌株為芽孢桿菌、鏈霉菌、小多孢菌、木霉菌和纖維單孢菌的組合；摻入量為脫水沼渣的0.5～1％。
所述的有機(jī)垃圾和糞便分類(lèi)收集處理方法，其進(jìn)一步特征在于堆放去除臭味時(shí)間為3～4天；在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)溫度為30-40℃、最佳培養(yǎng)溫度為28-37℃；時(shí)間為4-7天。
所述的有機(jī)垃圾和糞便分類(lèi)收集處理方法，所述污水處理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池內(nèi)混合后的污水由流量計(jì)控制流量排入?yún)捬?好氧污水處理單元，厭氧-好氧污水處理單元操作可以采取ABR反應(yīng)器系統(tǒng)處理。
真空便器是真空收集系統(tǒng)的一個(gè)用戶(hù)終端，可完成家庭糞便的真空收集。垃圾破碎-真空抽吸器用來(lái)完成廚余易腐性有機(jī)垃圾的破碎及真空抽吸。系統(tǒng)密封性好，臭氣得以控制，不散發(fā)，不招惹蚊蠅；管道內(nèi)部為負(fù)壓，故系統(tǒng)沒(méi)有跑冒滴漏現(xiàn)象。
經(jīng)真空收集的糞便及廚余垃圾經(jīng)真空罐混合排入固液分離池，固液分離池底部的固體部分排入?yún)捬跸磻?yīng)器內(nèi)。為保證較快地達(dá)到較高的產(chǎn)氣率，并考慮盡量減少動(dòng)力消耗，確定最佳攪拌頻率為6小時(shí)/天，試驗(yàn)了糞便垃圾混合比對(duì)碳氮比的調(diào)節(jié)，pH變化及控制，水解酸化時(shí)間及適宜停留時(shí)間等工藝設(shè)計(jì)參數(shù)①使進(jìn)料達(dá)到碳氮比＝25∶1左右的進(jìn)料比例約為糞便占40％，廚余垃圾占60％。水分控制在93％左右。一般家庭產(chǎn)生的糞便及廚余垃圾的質(zhì)量比為1∶1，其中糞便碳氮比＝(6～10)∶1，廚余垃圾碳氮比＝(25～34)∶1；②pH控制在6.2～7.3之間；③最佳攪拌頻率為6小時(shí)/天；④水解(7天)和酸化(7天)階段停留時(shí)間14天，產(chǎn)甲烷階段停留時(shí)間14天。
進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池的污水有三個(gè)部分固液分離后的上清液；厭氧消化產(chǎn)生的上清液和沼渣濃縮后產(chǎn)生的污水。經(jīng)調(diào)節(jié)池內(nèi)混合進(jìn)入ABR反應(yīng)器進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)研究中，該反應(yīng)器由豎向隔板將其分成四個(gè)主體反應(yīng)室，并在反應(yīng)器前部及后部各設(shè)一進(jìn)水室及出水室，以便進(jìn)出水的溢流。每格側(cè)壁上部設(shè)有污水取樣口，用于取樣監(jiān)測(cè)污水水質(zhì)；側(cè)壁下部設(shè)有污泥取樣口，用于取樣監(jiān)測(cè)污泥；另一側(cè)壁水面以上位置設(shè)有集氣管，采用排水置換法來(lái)計(jì)量氣體體積。部分試驗(yàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)下表所示表1混合上清液的水質(zhì)指標(biāo)/mg.L-1指標(biāo) CODcr NH4+-N TPABR進(jìn)水 1270～1790 250～28025～30ABR出水 115～448197～24421～27去除率/％75～91 13～21 9～14由此可見(jiàn)，ABR反應(yīng)器在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)對(duì)CODcr的去除率可達(dá)到91％，去除效果較好。
本項(xiàng)發(fā)明突破了傳統(tǒng)的垃圾處理的“垃圾容器—收集車(chē)—轉(zhuǎn)運(yùn)站—垃圾處理處置場(chǎng)”和傳統(tǒng)糞便處理的“沖水廁所—下水道—污水處理廠—污泥處理設(shè)備”系統(tǒng)的模式，厭氧一好氧污水處理單元采取ABR反應(yīng)器系統(tǒng)處理，具有污泥產(chǎn)率低、剩余污泥量少、泥齡高、不需后續(xù)沉淀池進(jìn)行泥水分離等特征，可以間歇的方式運(yùn)行、耐水力和有機(jī)沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、對(duì)進(jìn)水中的有毒有害物質(zhì)具有良好的承受力。在垃圾處理和糞便處理極不完善的國(guó)情下，使城市家庭垃圾集中收運(yùn)處理量和污水集中處理量大幅度減少，建設(shè)、運(yùn)行費(fèi)用顯著節(jié)約。糞便與有機(jī)垃圾的無(wú)害化處理和有機(jī)肥的再利用，為綠色食品的生產(chǎn)和發(fā)展，提供了有機(jī)肥料的供需資源。尤其是集節(jié)水、環(huán)境保護(hù)及資源利用于一體，在相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)難以建設(shè)常規(guī)污水處理廠的地區(qū)，可以杜絕糞便進(jìn)入水體，從而大大節(jié)省費(fèi)用。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明脫臭階段所加外源脫臭菌株為以下五種菌株的組合

有兩種配比
1)1∶1∶1∶1∶1——適于有機(jī)垃圾占60％，糞便占40％的混合垃圾；2)3∶1∶1∶1∶1——適于有機(jī)垃圾占40％，糞便占60％的混合垃圾。
實(shí)施例1從厭氧消化反應(yīng)器內(nèi)排出的沼渣進(jìn)入造粒制肥部分將外源脫臭菌株(芽孢桿菌、鏈霉菌、小多孢菌、木霉菌和纖維單孢菌)按照1∶1∶1∶1∶1的配比加入到脫水沼渣中，摻入量為脫水沼渣重量的0.5％，經(jīng)過(guò)4天的堆放，經(jīng)測(cè)定，臭度為Msl級(jí)，即勉強(qiáng)能感受到臭味，除臭效果較好。試驗(yàn)研究表明，經(jīng)脫臭后，將自行分離并保存的解磷、解鉀芽孢桿菌(Bacillus.sp)菌株，通過(guò)在沼渣中的進(jìn)一步馴化培養(yǎng)得到適宜脫水沼渣的解磷、解鉀能力強(qiáng)的菌株。分別挑取經(jīng)馴化得到的解磷、解鉀菌稀釋?zhuān)孟♂屍桨逵洈?shù)法測(cè)得菌液中菌的濃度，然后按含菌量109個(gè)/mL(固體)的劑量加入已脫水脫臭的沼渣中，混勻后在30℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7天，烘干即得成品有機(jī)復(fù)合菌肥。
實(shí)施例2從厭氧消化反應(yīng)器內(nèi)排出的沼渣進(jìn)入造粒制肥部分將外源脫臭菌株(芽孢桿菌、鏈霉菌、小多孢菌、木霉菌和纖維單孢菌)按照3∶1∶1∶1∶1的配比加入到脫水沼渣中，摻入量為脫水沼渣重量的1％，經(jīng)過(guò)3天的堆放，經(jīng)測(cè)定，臭度為MsO級(jí)，即無(wú)臭味，從而達(dá)到去除臭味的目的。試驗(yàn)研究表明，經(jīng)脫臭后，將自行分離并保存的解磷、解鉀芽孢桿菌(Bacillus.sp)菌株，通過(guò)在沼渣中的進(jìn)一步馴化培養(yǎng)得到適宜脫水沼渣的解磷、解鉀能力強(qiáng)的菌株。分別挑取經(jīng)馴化得到的解磷、解鉀菌稀釋?zhuān)孟♂屍桨逵洈?shù)法測(cè)得菌液中菌的濃度，然后按含菌量109個(gè)/mL(固體)的劑量加入已脫水脫臭的沼渣中，混勻后在35℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5天，烘干即得成品有機(jī)復(fù)合菌肥。
以上述兩實(shí)施例所得菌肥進(jìn)行室內(nèi)栽培西芹試驗(yàn)，證明該菌肥肥效顯著，部分試驗(yàn)結(jié)果如下表所示。
表2西芹播種60d后測(cè)定結(jié)果土樣 株高莖粗 開(kāi)展度/cm凈重/g 葉子處理 /cm /cm色澤菌肥 25.62.828.4 440墨綠化肥二銨 22.32.224.3 405淺綠腐熟糞便 20.51.616.4 342發(fā)黃、斑點(diǎn)空白對(duì)照 18.61.212.3 264部分枯死
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)垃圾和糞便分類(lèi)收集處理方法，順序包括以下步驟(1)通過(guò)真空收集系統(tǒng)用戶(hù)終端將糞便和破碎的易腐性有機(jī)垃圾分別吸入真空管網(wǎng)，并送入真空罐；(2)糞便及易腐性有機(jī)垃圾經(jīng)真空罐混合后排入固液分離池，固液分離池底的固體部分排入?yún)捬跸磻?yīng)器，厭氧消化反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣可用于有機(jī)復(fù)合菌肥的烘干能源；(3)從厭氧消化反應(yīng)器內(nèi)排出的沼渣經(jīng)濃縮脫水后，將外源脫臭菌株加入到脫水沼渣中，堆放去除臭味；(4)然后將已有的解磷、解鉀芽孢桿菌菌株，在沼渣中進(jìn)一步馴化培養(yǎng)得到適宜沼渣的解磷、解鉀能力強(qiáng)的菌株，加入已脫水脫臭的沼渣中，混勻后在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，烘干即得成品有機(jī)復(fù)合菌肥；(5)上述步驟(2)固液分離后的上清液、厭氧消化反應(yīng)器產(chǎn)生的上清液及步驟(3)沼渣經(jīng)濃縮后產(chǎn)生的污水均排入污水處理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池內(nèi)混合后，排入?yún)捬酢醚跷鬯幚韱卧M(jìn)行處理；出水達(dá)標(biāo)排入市政污水管網(wǎng)或直接排入水體。
2.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)垃圾和糞便分類(lèi)收集處理方法，其特征在于所述外源脫臭菌株為芽孢桿菌、鏈霉菌、小多孢菌、木霉菌和纖維單孢菌的組合；摻入量為沼渣的0.5～1％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)垃圾和糞便分類(lèi)收集處理方法，其進(jìn)一步特征在于堆放去除臭味時(shí)間為3～4天；在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)溫度為30-40℃、時(shí)間為4-7天。
4.如權(quán)利要求3所述的有機(jī)垃圾和糞便分類(lèi)收集處理方法，其特征在于所述污水處理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池內(nèi)混合后的污水由流量計(jì)控制流量排入?yún)捬酢醚跷鬯幚韱卧瑓捬酢醚跷鬯幚韱卧僮鞑扇BR反應(yīng)器系統(tǒng)處理。
全文摘要
有機(jī)垃圾和糞便分類(lèi)收集處理方法，屬于家庭垃圾或類(lèi)似物的收集處理技術(shù)，旨在減少垃圾運(yùn)輸量、實(shí)現(xiàn)糞便和廚余垃圾完全回收利用。本發(fā)明步驟為(1)將糞便和垃圾分別吸入真空管網(wǎng)；(2)經(jīng)真空罐混合后排入固液分離池，固體部分排入?yún)捬跸磻?yīng)器；(3)厭氧消化反應(yīng)器排出的沼渣經(jīng)濃縮脫水，加入脫臭菌株，堆放去除臭味；(4)將馴化培養(yǎng)的解磷、解鉀能力強(qiáng)的菌株，加入消化污泥，培養(yǎng)、烘干即得成品有機(jī)復(fù)合菌肥；(5)各步驟產(chǎn)生的上清液及污水均排入?yún)捬跻缓醚跷鬯幚韱卧幚?；出水排入污水管網(wǎng)或水體。本發(fā)明污泥產(chǎn)率低、剩余污泥量少、泥齡高、不需后續(xù)進(jìn)行泥水分離，集節(jié)水、環(huán)境保護(hù)及資源利用于一體，大大節(jié)省費(fèi)用。
文檔編號(hào)C05F17/00GK1644538SQ20041006131
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月10日
發(fā)明者陳朱蕾, 周敬宣, 劉婷, 黃亮, 李艷萍, 江娟, 周磊, 孫蔚旻, 熊尚凌, 張文靜, 黎小保, 周傳斌 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)