技術領域

本發明涉及一種用于列車卸污糞便污水無害化和資源化的一體化處理系統。

背景技術

為了保護鐵路沿線生態環境，世界發達國家從20世紀70年代已經開始在列車上加裝集便器，用以收集旅客的排泄物，避免鐵路沿線隨意排放導致的環境污染，同時在地面還建立了完善的糞便接收及處理設施。國內旅客列車安裝集便器時間較短，已有完善的卸污系統，但無與之相配套的高濃度糞便污水處理技術與設備。針對該種糞便污水，國內主要采取交由地方環衛部門處理，目前從處理情況來看，其處理工藝復雜，運行狀況較差，不能實現達標排放。

此外，糞便污水不僅含有高濃度的有機物，而且溶解油大量的氨氮和磷酸鹽。常規處理工藝中，氨氮需要在曝氣條件下，經過微生物作用，將其轉化成硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，然后在兼氧條件下，由兼氧微生物再轉化成氮氣。磷在糞便污水中一般以化合態存在。在污水處理中，首先厭氧處理，釋放磷，再好氧處理將磷轉化成微生物絮體，然后再厭氧消化污泥。從上述處理過程中，可以看出，處理氮磷需要消耗大量的能源，需要付出昂貴的費用，但是往往還不能達標。

為了解決糞便處理的難題，中國專利號為200710079587x、公開號為2007年9月19日、名稱為“糞便處理方法及系統”的專利文件中公開了一種物化處理糞便的方法，但其對于高濃度有機糞便污水的受納要求污水廠處理的設計能力、工況等條件符合受納污水的標準，且其輸送過程中會散發臭味，不利于環境衛生。中國專利號為201210513731.7、授權公告日為2014年3月5日、名稱為“糞便無害化處理方法”的專利文件中公開了一種糞便無害化的處理方法，但其工藝流程復雜，需經過兩次A/O處理，能耗大，效率低；且需要用到98％濃硫酸溶液等受限制藥劑，雖能回收利用部分有機物，但無法回收糞便中的氮磷資源。

然而，氮是植物生長的必需養分之一，磷是包括人類在內的一切生命體的必需元素，是一種不可再生的寶貴資源。隨著我國鐵路的高速發展，動車組的大量開行，將產生大量的動車集便器糞便污水，從糞便污水處理和氮磷資源的可持續利用雙重目的出發，在處理糞便污水的同時從污水中回收氮磷資源是一種最佳的選擇。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種用于列車卸污糞便污水無害化和資源化的一體化處理系統，本系統有效的解決了旅客列車密閉式集便器卸污糞便污水處理工藝復雜、處理費用高、難以達標排放，以及難以實現污水中氮磷資源的回收等問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于列車卸污糞便污水無害化和資源化的一體化處理系統，包括預處理系統，、資源回收系統、處理系統和消毒系統，其中，預處理系統連接資源回收系統，資源回收系統連接處理系統，處理系統連接消毒系統；

所述預處理系統，包括糞便儲存池、水解酸化池和離心分離機；其中，糞便儲存池和水解酸化池并聯建在一起，水解酸化池頂部設有與糞便儲存池相通的過水管；糞便儲存池中設有潛污泵，通過潛污泵與離心分離機連接；離心分離機通過出渣管與出水管分別與水解酸化池和資源回收系統連接。

所述資源回收系統包括中間水箱和鳥糞石回收系統，其中，中間水箱接收來自離心分離機的濾液，并通過潛水泵將濾液輸送到鳥糞石回收系統，鳥糞石回收系統通過管道與處理系統連接。

所述處理系統包括A/O段和MBR工藝段，A/O段和MBR工藝段內部均設有循環系統，MBR工藝段設有污泥回流管，污泥回流管將剩余污泥回流至糞便儲存池，同時通過管道將出水送入消毒系統。

所述消毒系統，包括臭氧發生器、循環泵、射流器、氣止回閥和活性炭過濾罐；其中，臭氧發生器連接射流器，射流器連接氣水反應罐，氣水反應罐通過供水泵連接活性炭過濾罐。射流器與氣水反應罐之間連接循環泵，射流器與臭氧發生器之間設有氣止回閥。

所述臭氧發生器連接MBR工藝段，產生臭氧，臭氧通過管道進入溶氣罐中進行氣水混合，實現高效消毒；消毒后出水通過供水泵進入活性炭過濾罐，去除消毒后異味。

基于上述系統的處理方法，包括以下步驟：

(1)預處理系統收集糞便儲存池中的糞便污水，通過過濾、離心力作用，對糞便污水進行預處理；

(2)濾液通過潛水泵將濾液泵入鳥糞石回收系統，進行有效資源的反應與回收；

(3)步驟(2)中的濾液通過溢流方式進入處理系統中A/O反應區進行循環反應，進入MBR反應器，通過膜組件的高效分離作用使泥水徹底分離，出水水質得到強化，出水進入消毒系統；

(4)出水通過MBR反應器、臭氧發生器、溶氣罐和活性炭過濾罐進行消毒，最終達標排放。