[實(shí)用新型]一種酶催化尿液廢水連續(xù)處理裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520291647.4
• 申請(qǐng)日: 2015-05-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204689830U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝倍珍;劉紅;鄧生達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/14
• 分類號(hào): C02F9/14
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型專利屬于液體廢物處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種酶催化尿液廢水連續(xù)處理裝置。本裝置可以利用脲酶特異性催化尿液中尿素的水解，對(duì)人體尿液排泄物進(jìn)行催化處理，將尿液中氮素以氨的形式分離出，隨后采用減壓蒸餾的方式對(duì)尿液中的水和氮素進(jìn)行回收處理。該裝置設(shè)計(jì)精巧，將酶催化處理與減壓蒸餾技術(shù)結(jié)合起來(lái)構(gòu)建了一體化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了尿液廢水的連續(xù)處理，可分別對(duì)酶催化處理與減壓蒸餾處理的溫度、攪拌速率條件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制以獲得更高的處理效率，同時(shí)處理過(guò)程中保持密封，有利于保證密閉空間環(huán)境安全。該處理裝置可實(shí)現(xiàn)尿液廢水資源化，提高資源利用率，可應(yīng)用于農(nóng)場(chǎng)、密閉系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)等場(chǎng)所內(nèi)尿液以及其他高含鹽量污水的脫鹽處理，同時(shí)也可應(yīng)用于工廠內(nèi)其他酶參與催化的連續(xù)性污水處理和液相反應(yīng)。該實(shí)用新型設(shè)計(jì)精巧、美觀，實(shí)用性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)處理?xiàng)l件的自動(dòng)化控制，同時(shí)操作簡(jiǎn)便，節(jié)能減排。

背景技術(shù)

深空探測(cè)技術(shù)作為人類保護(hù)地球、進(jìn)入宇宙、尋找新的生活家園的唯一手段，已經(jīng)成為了世界各國(guó)極大關(guān)注的技術(shù)之一。在深空探測(cè)活動(dòng)中，需要建立完全封閉的生物再生式生命保障系統(tǒng)來(lái)循環(huán)再生人類所需的氧氣、水和食物等生存必需物質(zhì)，同時(shí)系統(tǒng)乘員的尿液廢水中含有植物生長(zhǎng)所必需的水分與營(yíng)養(yǎng)元素，因此需要在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)再生處理進(jìn)行回收，以保障封閉系統(tǒng)的順利運(yùn)行。目前尿液廢水的處理大多采用空氣蒸發(fā)系統(tǒng)裝置進(jìn)行氣液分離，空氣蒸發(fā)系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)單、可靠性高，氣液分離效果好，能夠有效的回收尿液廢水中的水分，卻無(wú)法有效地回收尿液中的營(yíng)養(yǎng)元素。而目前已經(jīng)開(kāi)展的封閉生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)BIOS-3中，乘員尿液同污水一起不經(jīng)過(guò)處理直接用于高等植物和微型藻類的培養(yǎng)液，然而植物無(wú)法完全吸收尿液中所有營(yíng)養(yǎng)成分，采用該處理方法會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)液和植物中的鹽類積累。此外還有一些尿液廢水處理裝置，如歐空局在MELiSSA系統(tǒng)中采用四個(gè)微生物反應(yīng)器來(lái)對(duì)尿液廢水進(jìn)行降解再生，然而目前缺少一種能夠快速高效的回收尿液中水和營(yíng)養(yǎng)元素的連續(xù)處理裝置。如何能夠快速、高效、穩(wěn)定地回收尿液中的水和營(yíng)養(yǎng)元素，以滿足密閉系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)的需求，成為了一個(gè)亟待解決的難題。

針對(duì)密閉空間尿液廢水的處理要求，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種尿液廢水連續(xù)處理裝置。采用此裝置處理時(shí)，待處理的尿液廢水中的尿素首先被催化水解為氨，隨后氨連同剩余的尿液進(jìn)行減壓蒸餾，最后收集得到蒸餾出的氨和水，未回收的尿液殘液將收集統(tǒng)一排出。該處理裝置操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)可控，快速高效，運(yùn)行穩(wěn)定，密封性強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)尿液廢水的連續(xù)處理，同時(shí)對(duì)密閉環(huán)境條件實(shí)現(xiàn)了零污染，具有重大的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)可控，設(shè)計(jì)精巧，反應(yīng)高效，運(yùn)行穩(wěn)定，密封性強(qiáng)的酶催化尿液廢水連續(xù)處理裝置。

為了實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目標(biāo)，設(shè)計(jì)了此種酶催化尿液廢水連續(xù)處理裝置，其主要包括支撐架模塊1、第一恒溫水箱模塊2、第二恒溫水箱模塊3、廢水預(yù)處理箱模塊4、低壓蒸餾箱模塊5、廢液收集箱模塊6、冷凝水箱模塊7、冷凝器模塊8以及控制模塊9，其特征在于支撐架模塊1用于支撐第一恒溫水箱模塊2、第二恒溫水箱模塊3、廢水預(yù)處理箱模塊4、低壓蒸餾箱模塊5、廢液收集箱模塊6、冷凝水箱模塊7，冷凝器模塊8以及控制模塊9，廢水預(yù)處理箱模塊(4)、低壓蒸餾箱模塊(5)、廢液收集箱模塊(6)、冷凝器模塊(8)以及冷凝水箱模塊(7)之間物料通道采用管道連接的方式，各模塊之間由控制模塊(9)進(jìn)行控制邏輯的銜接。該實(shí)用新型裝置設(shè)計(jì)精巧，將酶催化處理與減壓蒸餾技術(shù)結(jié)合起來(lái)構(gòu)建了一體化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了尿液廢水的連續(xù)處理，可分別對(duì)酶催化處理與減壓蒸餾處理的溫度、攪拌速率條件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制以獲得更高的處理效率，同時(shí)處理過(guò)程中保持密封，有利于保證密閉空間環(huán)境安全。

所述支撐架模塊1選用不銹鋼材質(zhì)，支撐架設(shè)計(jì)成穩(wěn)定的四方體構(gòu)型，分為上下兩層，其中搭載有廢水預(yù)處理箱模塊4的第一恒溫水箱模塊2、搭載有低壓蒸餾箱模塊5的第二恒溫水箱模塊3、廢液收集箱模塊6、冷凝水箱模塊7和冷凝器模塊8固定在支撐架模塊1的上層；控制模塊9固定在支撐架下層；支撐架模塊1的下面采用滾輪10移動(dòng)和固定。