專利名稱：樓宇節(jié)水、產(chǎn)肥凈化并減排生活污水和促進農(nóng)業(yè)有機化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及樓宇節(jié)水、產(chǎn)肥凈化并減排生活污水和促進農(nóng)業(yè)有機化工藝及其相關(guān)配套裝置，主要指泡沫封堵和水沖兩用式節(jié)水馬桶，樓宇室內(nèi)新型供排管網(wǎng)及其自備和下載廢水箱、一種新型厭氧產(chǎn)肥裝置和有機液肥的濃縮和干燥裝置和連接上述各裝置的一系列管網(wǎng)。上述工藝及其相關(guān)裝置都是目前最先進的設(shè)備，有些是世界領(lǐng)先的技術(shù)和設(shè)備，且上述設(shè)備有些在現(xiàn)實中已得到應用，有些則在市場化前期，但都走出了中試階段，各種技術(shù)和設(shè)備的工藝水平基本上是可靠的。而由上述各種技術(shù)、設(shè)備構(gòu)成的樓宇節(jié)水、產(chǎn)肥凈化并減排生活污水和促進農(nóng)業(yè)有機化工藝則是對上述各種單元技術(shù)和設(shè)備的綜合利用，作為一個工藝整體，該工藝發(fā)明無疑是先進的并貯藏著巨大的產(chǎn)能。
背景技術(shù)：
水資源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著我國城鎮(zhèn)化水平的加快，水變得越來越緊張，節(jié)水問題成了大問題。而正在邁向小康的人們卻每天都在消耗掉大量的食品、水及動植物蛋白，且消耗總量呈不斷上升勢頭；上述有機物在提供給人類生存能量的同時，其排泄系統(tǒng)每天又源源不斷地產(chǎn)生了大量的有機排泄物，節(jié)水又須治污、既節(jié)了水又有利于改善環(huán)境，這也是個大問題。上述有機排泄物完全可以通過集成創(chuàng)新技術(shù)就地被轉(zhuǎn)化成可再生利用的有機肥料，但卻受制于目前尚未出現(xiàn)既節(jié)水治污、又產(chǎn)肥凈化和減排城鎮(zhèn)污水的可靠的新工藝、新方法；這也是循環(huán)經(jīng)濟和科學發(fā)展觀所要求的、需要人們深入探討和必須盡快克服的大問題。
為此，市場上已出現(xiàn)了中水回用技術(shù)等對節(jié)水治污都有相當作用的好技術(shù)、好產(chǎn)品，但中水技術(shù)的推廣和應用在當初卻遇到了強大的阻力，其根源在于人們的守舊觀念太強，而創(chuàng)新和接受新事物、新技術(shù)的觀念則太弱。但中水也確實存在“中水不中用”的問題，中水可能最適用于對工業(yè)污水的處理和回用(據(jù)《中國環(huán)境報》)，但在城鎮(zhèn)生活用水、節(jié)水領(lǐng)域以及有機污水肥料化、治理減排生活污水排放量而相應減輕城鎮(zhèn)供排管網(wǎng)和污水處理廠負荷、進而大幅度降低公共財政在環(huán)保領(lǐng)域的支出及促進農(nóng)業(yè)有機化發(fā)展等方面，本發(fā)明工藝及其相關(guān)設(shè)施則比中水或其它工藝和產(chǎn)品，有著更現(xiàn)實、更實用和更經(jīng)濟的諸多優(yōu)越性和易操作性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供城鎮(zhèn)樓宇如何實現(xiàn)節(jié)水、產(chǎn)肥凈化并減排生活污水和促進農(nóng)業(yè)有機化的先進工藝。
本發(fā)明的目的是同時提供用于實現(xiàn)貯存、溢流和沖洗排污管道功能的廢水自備和下載廢水箱及其室內(nèi)相互配套的新型供排管網(wǎng)。
本發(fā)明總體上是通過以下工藝過程實現(xiàn)節(jié)水、產(chǎn)肥凈化和減排生活污水和促進農(nóng)業(yè)有機化的發(fā)展等五個工藝步驟；其相關(guān)配套設(shè)備和工藝也一同說明如下(1)節(jié)水工藝---泡沫封堵和水沖兩用式節(jié)水馬桶與新型室內(nèi)管網(wǎng)及配套廢水箱相結(jié)合節(jié)水通過兩個環(huán)節(jié)完成，其一，樓宇室內(nèi)選用目前在世界上領(lǐng)先的泡沫封堵和水沖兩用式節(jié)水馬桶，通過馬桶本身的泡沫封堵功能以實現(xiàn)封堵排污管網(wǎng)臭味上溢問題，而泡沫封堵用水量只相當于抽水馬桶的1/100；在此前提下，其二，結(jié)合樓宇部分用戶的馬桶排污口位置離排污主管道直線距離在20cm---300cm之間的實際情況，在原來只有一個主排污下通道和一個室內(nèi)橫式收集生活污水管道的基礎(chǔ)上，為保證部分用戶(指馬桶排污口位置離主排污管道直線距離在40cm以上的用戶)的實際排污需求，又增設(shè)了一個連接上下樓層用戶之間，只用于接納上層部分生活廢水和便于既能收集自身生活廢水，多余部分又能被再下一層用戶所循環(huán)使用的下載和自備廢水箱，目的是絕對保證該下載和自備廢水箱始終都存有足量的循環(huán)生活廢水以隨時用來沖刷馬桶底部滯留在排污支管道中的排泄物，因此該措施完全可以保證用戶在任何時間和情況如廁時，排泄物都可被即時沖刷至室內(nèi)主排污管道；特殊情況下，自備廢水箱配套的備用自來水和兩用式馬桶自備的自來水存水箱都可以解燃眉之急。
綜上所述，由于節(jié)水器具和室內(nèi)管網(wǎng)及其配套廢水箱的結(jié)合使用，尤其是泡沫封堵和水沖兩用式節(jié)水馬桶的使用，使得該生活廢水收集、貯存、排放問題都可以在封閉管網(wǎng)中直接進行，而不需對廢水進行任何處理。該結(jié)合工藝也使市場上出現(xiàn)的先對排放的生活廢水進行中水處理或直接將廢水導入馬桶主體下半部廢水箱后又必須再經(jīng)過馬桶主體才能實現(xiàn)沖刷排泄物的工藝設(shè)計，要簡單方便、實用和衛(wèi)生得多。因此，以上述結(jié)合工藝來改造用戶室內(nèi)廢水管網(wǎng)并以泡沫封堵和水沖兩用式節(jié)水馬桶來更換單一功能的抽水馬桶，人們的觀念也容易接受?？陀^上，通過中試證明直接用循環(huán)生活廢水沖刷排污支管道中排泄物的工藝十分可行；經(jīng)濟上，與使用抽水馬桶相比，由于本工藝使用了泡沫封堵和水沖兩用式節(jié)水馬桶，戶均用水即可節(jié)約近1/3-1/2的自來水；在潛意識上，人們對節(jié)水管網(wǎng)和衛(wèi)生潔具必須干凈的衛(wèi)生要求也完全能夠滿足。上述工藝的推廣，將使社區(qū)、樓宇通過對排放后的生活污水再處理后再鋪設(shè)回用管道、且只用作沖廁的中水及中水處理工藝變得無任何存在意義，故而本工藝發(fā)明具有更大和更現(xiàn)實的社會和經(jīng)濟意義。
(2)產(chǎn)肥凈化和減排樓宇生活污水工藝——新型厭氧產(chǎn)有機肥裝置及其配套設(shè)施作為接納樓宇生活廢水和生活污水的傳統(tǒng)化糞池，客觀上只是將上述污水及糞便進行了初步厭氧處理，但達不到排放標準，還需進污水處理廠再處理。改造并替代傳統(tǒng)化糞池，并使生活污水中的有機成分一出樓宇即能變成高效有機肥，可從源頭上大大凈化生活污水。通過中水貯存池的部分截留，被肥料化后的排放中水可就地滿足澆灌庭院植被等的用水要求，因此生活污水和廢水排向排污管網(wǎng)的總量則相應減少，其純凈度也高，接近《生活雜用水標準》。這正是本發(fā)明的重要工序之一。以下是對該工序的主要工藝流程及其配套設(shè)施的簡單說明工藝流程及其配套設(shè)施根據(jù)新編《建筑給排水設(shè)計規(guī)范》(征求意見稿)中有關(guān)小區(qū)污水處理的內(nèi)容，本工藝流程破解了傳統(tǒng)化糞池流動性、封閉性、保溫性差而導致厭氧環(huán)境不能使糞便及其它有機物高溫發(fā)酵、僅僅起到沉淀、化糞作用，而無害化、資源化的治污能力不足的難題，相應采用了能夠改造并替代傳統(tǒng)化糞池的可直接將糞便污水和生活廢水中的有機物就地轉(zhuǎn)化成液態(tài)有機肥的有機肥厭氧生產(chǎn)裝置。該裝置包括沉淀池、厭氧池、液肥池、中水池及連接上述裝置的一系列管道等。考慮到樓宇生活廢水尤其是居民樓的污水中的含食用油成份，也相應配置了人工除油的隔油池?？紤]到污水中夾帶的其它沉淀物，也相應增加了沉淀池部分的容積，有些地方排污溫度高于35℃以上時，本工藝設(shè)置的產(chǎn)肥厭氧裝置中所附設(shè)的加溫裝置則不起作用，溫度低于35℃時，裝置中開啟加溫設(shè)施。通過以上工藝流程處理的生活廢水和糞便污水即可實現(xiàn)有機污水的資源化；有機肥料化后排放的中水也接近《生活雜用水標準》的要求，可就地用于綠化，因節(jié)水而減排了1/3-1/2的生活廢水和污水，城市的污水處理廠的處理負荷也相應減輕。另外，沼氣部分可收集起來另作它用，或直接用于對產(chǎn)肥厭氧裝置的加溫能源。
事實上，利用上述有機肥生產(chǎn)裝置產(chǎn)出的只是液態(tài)有機肥，其有機肥主要成份氮(N)在1200-1700mg/L，有效總磷(P)35-87mg/L，有效總鉀(K)352-411mg/L，微生物指標為菌落總數(shù)(CFV/L)在11×107-3×108之間左右，糞大腸菌群(mpN/100ml)大于0.00111(以上檢測報告數(shù)據(jù)為云南省農(nóng)業(yè)科學院植保土肥測試分析中心分別于03年8月15日、04年1月19日出具的液態(tài)肥測試報告，微生物指標則是云南省疾病預防控制中心03年6月4日的化驗數(shù)據(jù))。除上述數(shù)據(jù)外的其它設(shè)備如泡沫封堵馬桶等相關(guān)設(shè)備的檢測檢驗報告，也都獲得了認可和批準。
根據(jù)云南師大2002年2月26日出具的常溫厭氧消化工程治理醫(yī)院污水的環(huán)保衛(wèi)生指標檢驗結(jié)果表明達標排放的污水COD在25.8-128mg/L之間，糞大腸菌10-3-10-1之間，NH3-N在0.10-46.2mg/L之間，SS在15.2-96.8之間，PH值為7.28-8.24之間，平均為7.50。


圖1是自備廢水箱結(jié)構(gòu)圖；圖2是下載廢水箱結(jié)構(gòu)圖；圖3是樓宇室內(nèi)廢水供排管網(wǎng)；
圖4是樓宇節(jié)水、產(chǎn)肥凈化并減排生活污水和促進農(nóng)業(yè)有機化工藝流程圖。
其中，圖3中數(shù)字表示為1、洗漱廢水和廚房廢水；2、洗衣和浴盆廢水；3、集廢水管；4、自備廢水箱；5、泡沫和水沖兩用馬桶；6、室內(nèi)排污支管；7、室內(nèi)排污主管道。
圖4中數(shù)字表示為1、頂層用戶生活廢水；2、自備廢水箱；3、自備廢水箱溢流管；4、室內(nèi)支排污管道；5、室內(nèi)主排污管道；6、下層用戶下載廢水箱；7、隔油池；8、沉淀池；9、有機肥生產(chǎn)裝置；10、沼氣池及沼氣爐；11、熱循環(huán)管；12、液態(tài)有機肥貯存箱；13、中水；14、糧食；15、有機蔬菜；16、樹木；17、花卉；18、草坪；19、城鎮(zhèn)排污網(wǎng)。
具體實施例方式圖4為樓字節(jié)水、產(chǎn)肥凈化并減排生活污水和促進農(nóng)業(yè)有機化工藝流程圖，其具體實施方式
如下下面結(jié)合附圖3闡述本發(fā)明提出的樓宇室內(nèi)廢水供排管網(wǎng)工藝流程，包括以下步驟1、安裝收集洗衣廚房廢水的廢水管。
2、馬桶下排污口上方設(shè)置自備廢水箱。
3、在頂層以下用戶都設(shè)置一套下載廢水箱。
4、封閉自備廢水箱廢水排放口與室內(nèi)排污支管上接口處。
5、封閉下載廢水箱與室內(nèi)排污支管上接口處。
6、室內(nèi)配套采用泡沫封堵和水沖兩用式節(jié)水馬桶。
以上樓宇室內(nèi)廢水供排管網(wǎng)流程為頂層用戶1、2經(jīng)3進入4，再經(jīng)6及5底部進入7，其中4中多余廢水進入下層用戶8中，下層用戶1、2經(jīng)3進入4，8中廢水經(jīng)6及5底部進入7，其中4中多余廢水進入再下層用戶8中，以此逐步往下層用戶循環(huán)進行。
附圖4的工藝流程包括以下步驟1、增設(shè)樓宇室內(nèi)生活廢水供排管網(wǎng)(按圖3中的工藝流程)。
2、在樓宇地面增設(shè)替代化糞池并能產(chǎn)液態(tài)生態(tài)有機肥的厭氧裝置、及其配套設(shè)施。
3、增設(shè)液態(tài)有機肥貯存輸送設(shè)施，以滿足農(nóng)業(yè)有機化生產(chǎn)之需。
附圖4的工藝流程如下如圖所示，樓宇節(jié)水、產(chǎn)肥凈化并減排生活污水和促進農(nóng)業(yè)有機化工藝流程，共包括兩個主要工段并分為1-19個工序。
第一工段 樓宇室內(nèi)生活廢水供排管網(wǎng)第二工段 樓宇室外地面有機液肥生產(chǎn)系統(tǒng)第一工段的工藝流程為樓宇頂層用戶生活廢水去向1，在本發(fā)明管網(wǎng)以前，一般都是通過室內(nèi)支排污管被直排進室內(nèi)主排污管道中，管道走向及地漏位置都是順應抽水馬桶順利排污和方便室內(nèi)排水而設(shè)計，為配合本發(fā)明采用的泡沫封堵和水沖兩用式節(jié)水馬桶能夠被社會接受和產(chǎn)業(yè)化，更為節(jié)水作貢獻，本工藝發(fā)明則相應增設(shè)了生活廢水自動收集裝置——自備廢水箱2，該箱溢流部分通過溢流管子3，又被頂層以下用戶的下載廢水箱5所貯備；當自備廢水箱2被貯滿時，其溢流部分，又自動落入下層下載廢水箱5中；自備和下載廢水箱共兩個主要功能一方面，沖刷凈滯留管道內(nèi)排泄物，同時又為下層用戶收集并提供溢流廢水，從而實現(xiàn)廢水的最大利用率；最終確保泡沫封堵和水沖兩用式節(jié)水馬桶能夠大幅度節(jié)約自來水。
被排進室內(nèi)主排污管網(wǎng)的各樓層生活污水又最終經(jīng)過本發(fā)明工藝第二個工段——樓宇室外地面有機液肥生產(chǎn)系統(tǒng)該系統(tǒng)運行工藝流程是隔油池7隔油后，又通過沉淀池8流到液態(tài)有機肥厭氧生產(chǎn)裝置9中，含糞尿等的有機廢水通過厭氧裝置9進行液態(tài)肥料化生產(chǎn)(一定的溫度下如40℃以上—可通過沼氣加熱循環(huán)系統(tǒng)和11加溫)，爾后，液態(tài)有機肥被送入貯存箱12中；裝置9在生產(chǎn)液態(tài)有機肥后副產(chǎn)的較干凈的中水13，一部分可被用來澆灌樹木16、花卉17和草坪18，另一部分則被減排到城鎮(zhèn)排污網(wǎng)19中，而貯存箱12中的液態(tài)有機肥，一部分在按比例被兌水后，可直接用來培植有機蔬菜15或糧食作物14，另一部分可以作為專業(yè)有機肥生產(chǎn)廠家的主要原材料使用；如與被粉碎的桔桿等混合，可制成各種形態(tài)的有機肥，如有利于運輸和貯存的粉狀或顆粒狀有機固態(tài)肥。
以下為圖4的兩工段及其工藝流程的數(shù)字化表示1進入2經(jīng)4至6；2經(jīng)3進入5經(jīng)4至6；6進入7至8進入9；9中沼氣進入10至11再循環(huán)回9；9中處理后13分別進入16、17、18、19；9中有機肥進入12再至14、15。
綜上為本工藝發(fā)明——樓宇節(jié)水、產(chǎn)肥凈化并減排生活污水和促進農(nóng)業(yè)有機化工藝的全部表述。
權(quán)利要求
1.樓宇節(jié)水、產(chǎn)肥凈化并減排生活污水和促進農(nóng)業(yè)有機化工藝包括泡沫封堵和水沖兩用式馬桶，樓宇室內(nèi)新型供排管網(wǎng)及其自備廢水箱、下載廢水箱及新型厭氧有機肥料生產(chǎn)設(shè)備及其液態(tài)有機肥貯存裝置、有機固態(tài)肥干燥裝置和中水貯存及排放裝置等一系列設(shè)備構(gòu)成。其特征在于將節(jié)水主體---泡沫封堵和水沖兩用式節(jié)水馬桶和樓宇室內(nèi)生活廢水貯存箱相結(jié)合，先達到最大程度節(jié)約自來水用量，而后通過改造傳統(tǒng)化糞池將絕大部分生活污水中的有機成分通過新型厭氧有機肥料生產(chǎn)裝置進一步轉(zhuǎn)化成合格的液態(tài)有機肥，再通過液態(tài)有機肥貯存及輸送管道及裝置將其送至液態(tài)有機肥濃縮或固態(tài)有機肥生產(chǎn)裝置，進一步將液態(tài)有機肥轉(zhuǎn)換成便于貯藏、運輸和附加值高的固態(tài)或濃縮有機肥，進而促進農(nóng)業(yè)有機化和大幅度凈化和減排城鎮(zhèn)、樓宇生活污水，其特征是上述各個工序和裝置的有機結(jié)合和合理化配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樓宇節(jié)水、產(chǎn)肥凈化并減排生活污水和促進農(nóng)業(yè)有機化工藝，其特征在于樓宇室內(nèi)供排管網(wǎng)是一種新型室內(nèi)供排管網(wǎng)，該新型供排管網(wǎng)是在上下樓層之間再增加一條封閉的廢水管道，而原主、支排污管道位置不變，以用于吸納各種生活廢水，并同時增設(shè)與該管道相配套的自備廢水箱和下載廢水箱，以實現(xiàn)廢水貯存和排放功能，從而確保上下樓層之間生活廢水被充分利用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樓宇節(jié)水、產(chǎn)肥凈化并減排生活污水和促進農(nóng)業(yè)有機化工藝，其特征在于該工藝中選用了泡沫封堵和水沖兩用式節(jié)水馬桶作為主要的節(jié)水設(shè)施從而使大幅度節(jié)約自來水成為可能，該節(jié)水馬桶主要采用了納米特制材料制成的管式發(fā)泡裝置，從而解決了在任何介質(zhì)作用下都能夠正常發(fā)泡這一難題。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樓宇節(jié)水、產(chǎn)肥凈化并減排生活污水和促進農(nóng)業(yè)有機化工藝，其特征在于權(quán)利要求3中所述的泡沫封堵和水沖兩用式節(jié)水馬桶與室內(nèi)自備廢水箱和下載廢水箱的有機結(jié)合，其特征在于自備或下載廢水箱之納廢、溢流、排放是在全封閉管網(wǎng)中運行，并直接用于沖刷連接馬桶底部的原排污支管道，而不需要對生活廢水做任何處理；同時由于采用了目前世界上最先進的泡沫封堵和水沖兩用式節(jié)水馬桶與之配套，且廢水不通過馬桶內(nèi)腔，故馬桶內(nèi)腔不會造成被二次污染，從而在真正意義上做到了利用原生活廢水(不是再生中水)直接沖廁這一節(jié)水目標，既節(jié)約了寶貴的自來水又阻止了排污管道臭味的上溢。這在心理上也真正滿足了人們對衛(wèi)生間及其配套管網(wǎng)和潔具既節(jié)水又衛(wèi)生的潛在要求。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的室內(nèi)自備廢水箱和下載廢水箱，其特征在于該自備廢水箱和下載廢水箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都為“U”型，為便于維修都設(shè)計了活動蓋板，不同的是自備廢水箱配備了自來水接頭，而下載廢水箱卻沒有。自備廢水箱和下載廢水箱其特征還進一步在于自備廢水箱和下載廢水箱統(tǒng)一在樓宇室內(nèi)廢水供排管網(wǎng)中使用。其工作原理是該樓宇室內(nèi)廢水供排管網(wǎng)收集的生活廢水先進入自備廢水箱，溢流部分則進入下載廢水箱，下載廢水箱的溢流部分則直接通過室內(nèi)排污支管而進入室內(nèi)排污主管道。詳見圖3
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樓宇節(jié)水、產(chǎn)肥凈化并減排生活污水和促進農(nóng)業(yè)有機化工藝，其特征在于通過取代化糞池的新型厭氧裝置將生活污水中的有機物變成無臭、無味的有機肥料，而剩余的較干凈的中水被部分截留后首先用于花卉、植被的澆灌，其余的則減排到污水現(xiàn)主排污管道中去，從而真正實現(xiàn)一出樓宇，污水即能被凈化、產(chǎn)肥，中水又被最大限度利用的初期目標，進而又通過有機肥促進農(nóng)業(yè)的有機化發(fā)展，最終將城鎮(zhèn)樓宇生活污水的處理工程變成循環(huán)經(jīng)濟的示范和環(huán)保亮點這一目標。
全文摘要
本發(fā)明公開了樓宇節(jié)水、產(chǎn)肥凈化并減排生活污水和促進農(nóng)業(yè)有機化工藝。該工藝通過泡沫封堵和水沖兩用式馬桶和新型室內(nèi)供排管網(wǎng)和其污水箱共同作用而大幅度節(jié)約自來水；其二，通過新型產(chǎn)肥凈化厭氧設(shè)備取代傳統(tǒng)化糞池處理樓宇生活污水并產(chǎn)優(yōu)質(zhì)有機肥以實現(xiàn)減排樓宇污水排放；其三，通過收集加工有機肥促進農(nóng)業(yè)向有機化發(fā)展。本發(fā)明同時公開了室內(nèi)污水箱的構(gòu)造圖和樓宇節(jié)水、產(chǎn)肥凈化并減排生活污水和促進農(nóng)業(yè)有機化工藝流程圖。
文檔編號C05F3/00GK101063314SQ200610043889
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者王德生 申請人:王德生