一种粪便污水的脱色方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种粪便污水的脱色方法与装置。该装置由自动给盐装置、阴阳电极和直流电源组成，安装于净化后的粪便污水的出水管道上，并通过导线将直流电源与上水泵电源控制装置连接，实现脱色与给水过程同步进行。本发明专利技术利用电解食盐水原理实现了电解－氧化脱色－还原这一循环过程，对粪便污水的色度去除率可达９９％以上。脱色装置结构紧凑、能耗低、性能优异，可与污水处理及中水回用系统配套使用。该脱色装置既可以应用于生物环保厕所的循环水处理，也可以应用到小区中水回用和污水处理厂的水回用系统中，还可以应用于大型空调循环水的脱色和杀菌杀灭藻类，以降低空调的能耗，在污水处理及中水回用领域有着广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种污水的脱色方法及装置，具体地说涉及一种去除粪便污水中尿胆素和粪 胆素的方法及装置，属于城市有机污水处理的

技术介绍
当今世界各国解决缺水问题时，城市污水被选为可靠且可以重复利用的第二水源。城市 污水的回用就是将城市居民生活及生产中使用过的水经过处理后再生利用的过程。多年来， 城市污水回用一直是国内外污水处理领域研究的重点。中水的开发与回用技术近期在国外得 到了迅速发展，尤其在美国、以色列、日本等国家得到了广泛的应用。我国是一个缺水问题 比较突出的国家，据统计，全国669个城市中，400个城市常年供水不足，其中110个城市 严重缺水。因此，中水回用亦受到了各级政府及有关部门的重视并做了大量技术研究和实践 工作。为推动城市污水的综合利用，缓解我国水资源紧缺的现状，国家建设部发布的《城市中 水设施管理暂行办法》规定，"凡水资源开发程度和水体自净能力基本达到资源可以承受能力 地区的城市，应当建设中水设施"。目前，许多城市都己经达到了水资源利用的饱和状态，急 需规划建设符合国家要求的中水回用设施，以中水代替上水来进行厕所冲洗、绿地与树木浇 灌、道路清洁、车辆冲洗、基建施工、喷水池以及其他一些可以接受其水质标准的用水，促 进节约用水，减轻城市用水负担。高浓度有机污染废水特别是粪便污水一直是污水治理和中水回用中的技术难点问题，长 期受到人们的关注。目前，国内进行粪便污水中水回用研究的公司有4 5家，这些公司的产 品从处理效果上看，即使使用了中空纤维膜生物反应器的高效生化水处理技术，也存在着回 用水带色的问题。出水色度高已经成为粪便污水回用领域的瓶颈问题，能否找到一种简便、 高效、对系统的正常运行影响小的脱色方法，成为亟待解决的一个关键技术问题。生理学研究表明，造成粪便和尿液颜色的主要物质为人体排泄的胆色素。胆色素是血红 素内铁叶啉化合物的分解代谢产物，包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素(bilin)等化合物。 尿胆素和粪胆素是胆色素在肠道细菌的作用下的转化产物，它们使粪便污水的颜色呈现出黄棕色。传统的脱色方法主要包括絮凝法、吸附法、过滤法、活性炭法、过氧化氢氧化法、紫外 光催化氧化法、超声波催化氧化法和臭氧氧化法。其中，絮凝法、吸附法和过滤法的处理效果较差， 一般无法达到中水出水色度的要求；活性炭法是比较有效、安全的方法，但是用活 性炭法对粪便污水进行脱色处理时，需要设置较大面积的活性炭层，从而会导致需要花费较 大的成本费用。根据文献(Screening of chemical oxidation processes and other methods for decolorization of urine for its re-use as toilet-flush liquid in ecological sanitation systems)牛艮道， 过氧化氢氧化法、紫外光催化氧化法和超声波催化氧化法对粪便污水中的尿胆素和粪胆素的 脱色效果也不大，只有臭氧氧化法具有较好的脱色能力，但是该方法稳定性较差，在臭氧氧 化脱色过程中，呈色物质大部分以氧化态形式存在于水中，经过一段时间后可能会恢复原色， 所以单独采用此法脱色并不理想，需要与过氧化氢联合使用，才会获得较好的脱色效果，该 方法脱色过程比较复杂，费用偏高，仅适用于小水量污水处理，难于大面积推广。目前，针对如何除去胆色素的研究还很少。专利US4593073中提到了一种结合有精氨酸 和赖氨酸多肽合成树脂可以吸附胆色素尤其是胆红素。该树脂可以有效吸附胆红素，但是其 造价昂贵，主要应用于医疗领域中。若将此种合成树脂推广应用于粪便污水脱色处理，不仅 需要较高的成本，还需要定期对树脂表面的吸附物质进行清理，消耗大量财力和物力，因此 阻碍了这种合成树脂在粪便污水脱色处理上的使用。专利"循环式水洗型厕所用循环水脱色 装置及方法"(公开号CN 1730400A)则是采用过滤脱色槽对循环水进行脱色处理，该过滤脱 色槽由过滤部和脱色部两部分组成，循环水首先进入过滤部，过滤除去其中的固体成分，然 后进入其下方的脱色部，与排气管中吹出的臭氧气体接触，对循环水中含有的颜色成分物质 进行氧化分解，将其除去。即该专利主要是采用臭氧氧化法进行脱色处理，但是装置复杂， 成本偏高，也存在着难以应用推广的缺点。早期国外有报道称，传统活性污泥法可以通过吸附和降解作用去除处理厂和河流污水中 微量的尿胆素和粪胆素类物质。在粪便污水的处理与回用系统中，由于处理的对象几乎完全 是粪便污水，尿胆素和粪胆素含量较高，再加上其他呈色物质的存在，在不能及时地被降解 或去除时，便造成其在回用水中的积累，出水色度升高。可以看出，找到有效、经济、安全、 可靠的脱色技术对粪便污水的处理与再生回用有着重要的实际意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对粪便污水脱色难的问题提供一种电解脱色的方法与装置，该装置处 理粪便污水具有成本低、结构简单、安装方便、脱色效率高等优点。尿胆素和粪胆素是一类难于被微生物降解的复杂的四聚杂环化合物，它们的存在是造成 粪便污水呈现出黄棕色的主要原因。要对粪便污水进行脱色处理，就是要去除其中的尿胆素 和粪胆素而达到脱色净化的目的。尿胆素和粪胆素只有在碱性环境下，才能被微生物降解变 成无色物质。通常的生物环保厕所是在弱碱性环境下运行的，所以尿胆素和粪胆素不能被降解而使出水呈现黄棕色，非常影响感官。实验表明，尿胆素和粪胆素能够被NaClO氧化分解 变成无色物质。工业生产上，通常采用电解食盐水溶液的方法制取NaOH和Cl2。当采用直流电源对食盐 水溶液进行电解时，电流会通过电解槽形成回路，此时，会在电极阳极与溶液界面处发生氧 化反应放出Cl2，在电极阴极与溶液界面处发生还原反应放出H2。由于H+不断放电，破坏了水 的电离平衡，促使水不断电离，造成溶液中OH—的富集，这样在阴极处就形成了NaOH溶液。 当阳极和阴极间不设置隔膜时，阳极产生的Cl2会与阴极产生的NaOH反应，生成NaC10和H2， 其总的电解化学反应式可以表示如下2NaCl + H20 — NaOH + NaClO + H2粪便污水中的盐类主要是NaCl，其浓度大约在1%左右。若将直流电通过电极对粪便污 水实施电解作用，则可产生NaClO。后者可以将粪便污水中的尿胆素和粪胆素氧化脱色，并 自身还原成NaCl重新进入水中。这样周而复始地进行电解一氧化脱色一还原过程，便可将粪 便污水变成无色透明的清水，达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002) 标准，可以作为冲厕、绿化、道路清洗和景观用水等进行循环使用，促进节约用水，减轻城 市用水负担。电解过程产生的NaOH进入污水中后，最终可以使污水的pH值上升到9.0左右，在这种 碱性环境下将会有利于降解尿胆素和粪胆素的微生物生长。当电解装置运行一段时间之后， 污水中将会积累足够数量的降解尿胆素和粪胆素的微生物，此后，不再需要进行电解便可实 现粪便污水的自动脱色。本专利技术提供了一种使粪便污水中尿胆素和粪胆素的脱色方法及装置。为了达到高效脱色 的目的，此种新型脱色装置的构造如下(1)由自动给盐装置控制，向净化后的粪便污水中添加浓食盐水，使NaCl的终浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粪便污水的脱色装置，其特征在于：所述的脱色装置由自动给盐装置，阴阳电极和直流电源组成；所述的脱色装置安装于净化后的粪便污水的出水管道上；所述的直流电源与上水泵电源控制装置连接，以使脱色过程与给水过程同步进行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张涉，马辉文，黄卓，孟丽娜，汪春霞，李欣，陆晓春，杨先明，季伟，汪晓惠，许林华，
申请(专利权)人：深圳市龙澄高科技环保有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]