[實用新型]利用正滲透膜的排泄物處理及循環利用系統

有效

• 申請號: 201420390627.8
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN204039148U
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 周律;許陽宇
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02;B01D61/58;C05F3/04;C05G3/00
• 代理公司: 北京律恒立業知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11416
• 代理人: 顧珊;龐立巖

技術領域

本實用新型涉及人類排泄物的收集與處理，特別涉及一種利用兩段正滲透膜的排泄物處理及循環利用系統。

背景技術

人類排泄物是病菌的溫床，是各種水傳染疾病如霍亂、黃疸以及傷寒的根源。未加處理的排泄物排放到大自然中，各種對人類有害的病毒和變異的細菌會通過各種途徑侵害到人類，并對周圍環境造成極為惡劣的影響。

人類排泄物在總量上雖然僅占生活污水總量的1％，但是含有生活污水中大部分的有機物和絕大部分的氮、磷。所以人類排泄物是對水環境的最大污染源。另一方面，人類排泄物富含營養物質，如氮、磷、鉀等，是農業生產的理想肥料來源。人類生產氮肥需要消耗大量能源，磷礦是不可再生的資源，據預測全球磷資源70年后面臨枯竭。

在傳統的排水系統中，人類排泄物在廁所中用清水沖廁后，排入化糞池系統，停留必要的時間后，通過排水管道連接到中心污水處理廠進行處理，這種收集和處理方法，由于稀釋了糞便加大了處理體積和難度，費用極高。關鍵是，由于糞便(褐水)和尿液(黃水)營養物的構成不同，混合收集后，有效利用的困難加大。長期以來，傳統的排水系統的管理任務非常艱巨，工作量大。

因此，需要一種用于處理人類排泄物的系統，能夠同時處理人類排泄物固體和液體，并充分利用排泄物作為能源和肥料，實現廢物利用更為徹底，降低處理成本且產生效益，保護資源環境。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種利用正滲透膜的排泄物處理及循環利用系統，包括源分離衛生器具，第一正滲透組件、第二正滲透組件、壓力調節器及反滲透組件，所述源分離衛生器具用于對排泄物進行源頭分離并分別收集褐水和黃水；所述第一正滲透組件包括作為原液室的第一室、作為驅動液室的第二室和第一正滲透膜，用于對通過所述源分離衛生器具收集的褐水進行正滲透處理；所述第二正滲透組件包括作為原液室的第三室、作為驅動液室的第四室及第二正滲透膜，用于對所述黃水進行正滲透處理；所述反滲透組件用于對經正滲透稀釋的驅動液進行反滲透回收；所述壓力調節器用于將所述反滲透組件中的濃縮驅動液的壓力轉化或降低至低壓或常壓。

優選地，所述系統為串聯連接方式，所述源分離衛生器具和所述第一正滲透組件通過第一注入泵和第二注入泵連接，將所述褐水經第一注入泵輸送至所述第一正滲透組件的第一室，將所述黃水經第二注入泵輸送至所述第一正滲透組件的第二室。

優選地，所述第一正滲透組件和所述第二正滲透組件之間連接有第三注入泵，用于將經所述第一正滲透組件正滲透稀釋后的黃水注入到所述第二正滲透組件的第三室中；所述第二正滲透組件和所述反滲透組件之間連接有高壓泵，用于將經所述第二正滲透組件正滲透稀釋后的驅動液泵送到所述反滲透組件中。優選地，所述系統為并聯連接方式，所述源分離衛生器具分別和所述第一正滲透組件和所述第二正滲透組件通過第一注入泵和第二注入泵連接，將所述褐水經所述第一注入泵輸送至所述第一正滲透組件的第一室，將所述黃水經所述第二注入泵輸送至所述第二正滲透組件的第三室。

優選地，所述第一正滲透組件和所述第二正滲透組件與所述反滲透組件之間連接有高壓泵，用于分別將經所述第一正滲透組件和所述第二正滲透組件正滲透稀釋的驅動液泵送到所述反滲透組件中。

優選地，其中所述源分離衛生器具最終收集到的褐水的含水率為90％-98％，黃水稀釋率為50％-90％。

優選地，所述第二正滲透組件的驅動液室中專用驅動液為NaCl或EDTA。

優選地，所述第一正滲透膜和第二正滲透膜的材料以親水性較好的三乙酸纖維素或三乙酸纖維素與其衍生物的混合物(CTA)作為致密皮層和多孔支撐層，以及鑲嵌在多孔支撐層內的聚酯網絲作為纖維支撐層。

優選地，所述第一正滲透膜和所述第二正滲透膜的滲透通量為4-10L/m²·h(LMH)。

優選地，還包括供能裝置用于為所述系統的部件供電，所述功能裝置為選自供電網或可再生能源(例如，太陽能、風能等)中的至少一種的外接電源。

根據本實用新型的利用兩段正滲透膜的排泄物處理及循環利用系統，可以在無外接給排水管道下的運行。系統用于人類廁所，將廁所轉化為資源的生產和加工單元。系統可以采用綠色清潔能源提供動力，更加有助于環境保護和資源利用。本實用新型所提出的系統特別適合于無公共給排水系統，無電網電力供應條件下使用。

應當理解，前述大體的描述和后續詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應當用作對本實用新型所要求保護內容的限制。

附圖說明