[發(fā)明專利]載人航天器尿液高效回用處理方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710407192.1 | 申請日： | 2017-06-02 |
| 公開（公告）號： | CN107129044B | 公開（公告）日： | 2020-12-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李婷;艾為黨;張良長 | 申請（專利權(quán)）人： | 深圳市太空科技南方研究院 |
| 主分類號： | C02F3/30 | 分類號： | C02F3/30;C02F3/34 |
| 代理公司： | 北京中南長風(fēng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11674 | 代理人： | 王東偉 |
| 地址： | 518117 廣東省深*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 載人 航天器 尿液 高效 用處 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種載人航天器尿液高效回用處理方法，其包括以下步驟：將尿液收集到容器中；對容器中的尿液進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)容器中尿液的液位高于尿液攪拌設(shè)定位置時，開始對容器中的尿液進(jìn)行攪拌，當(dāng)尿液的液位低于尿液攪拌設(shè)定位置時，停止對容器中的尿液進(jìn)行攪拌；隨著流入容器中尿液的不斷增加，容器中尿液的液位繼續(xù)升高至尿液攪拌設(shè)定位置的上方，達(dá)到尿液輸出設(shè)定位置時，將容器中尿液輸送至厭氧生物流化床ABFB內(nèi)進(jìn)行處理。其目的是提供一種可通過水解酸化對大分子有機(jī)物和尿素在腺酶的酶促反應(yīng)作用下發(fā)生高效水解，實現(xiàn)對高濃尿液廢水的轉(zhuǎn)化，有效提高尿液廢水可生化降解性，并且能耗低，處理效果好的載人航天器尿液高效回用處理方法。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種載人航天器尿液高效回用處理方法。
背景技術(shù)
載人航天器傳統(tǒng)重尿液廢水富含高濃度氨氮和一定的有機(jī)物和磷酸鹽，在密閉受控系統(tǒng)中，尿液廢水需高效處理并最大程度回用，實現(xiàn)水資源和N類物質(zhì)回用，以保障飛行器的長期高效運(yùn)轉(zhuǎn)，以及確保航天員日常代謝。
目前，國際空間站及大部分飛行器均采用物化方法，如濕式高溫催化氧化、蒸餾冷凝等方法對尿液廢水進(jìn)行處理及回用，但物化方法處理負(fù)荷低、單位能耗高，在短期飛行任務(wù)中可行，但對于長期太空作業(yè)的載人航天器，如深空駐留系統(tǒng)，能耗問題限制物化方法的應(yīng)用。實際尿液廢水中以高濃度氨氮、有機(jī)物為主和部分磷酸鹽為主，其濃度分別為NH4+-N：200—1000mg/L，COD：3200—5100mg/L?；谀蛞簭U水的組分分析，在理論上生物法完全可以滿足對尿液廢水的處理及回用，且與物化法相比，生物法能耗低，滿足長期運(yùn)行需求。
傳統(tǒng)的微生物脫氮降解工藝主要包括兩段，第一段為氨氮在硝化菌作用下轉(zhuǎn)化為硝氮；第二段硝氮在反硝化細(xì)菌作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)?，最終實現(xiàn)尿液廢水脫氮。但該工藝的硝化段需通過大量曝氣，使反應(yīng)體系DO保持在較高水平；其次在反硝化段在碳源不足情況下，還需外加碳源，才能實現(xiàn)高效反硝化脫氮。與之相比，短程硝化/厭氧氨氧化脫氮工藝首先通過氨氧化細(xì)菌(ammonia-oxidizing Bacteria，AOB)將部分氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮，隨后剩余的氨氮和亞硝態(tài)氮被厭氧氨氧化菌轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛鴮崿F(xiàn)對氮素的去除。該工藝是一種簡捷的脫氮途徑，具有不消耗有機(jī)碳源、降低曝氣量等優(yōu)點(diǎn)，相對于傳統(tǒng)脫氮工藝，運(yùn)行能耗可節(jié)約90％左右。另外，短程硝化和厭氧氨氧化過程涉及的AAOB菌與NAMMOX菌均屬于自養(yǎng)菌，世代周期較長，可大幅減少剩余污泥的排放，緩解載人航天器密閉空間負(fù)擔(dān)。
因此，根據(jù)尿液廢水水質(zhì)特點(diǎn)，以及生物短程硝化/厭氧氨氧化工藝的能耗低、投藥少、剩余污泥產(chǎn)量少的優(yōu)勢，本發(fā)明提出一種以短程硝化/厭氧氨氧化為核心的尿液處理及回用工藝。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可通過水解酸化對大分子有機(jī)物和尿素在腺酶的酶促反應(yīng)作用下發(fā)生高效水解，實現(xiàn)對高濃尿液廢水的轉(zhuǎn)化，有效提高尿液廢水可生化降解性，并且能耗低，處理效果好的載人航天器尿液高效回用處理方法。
本發(fā)明的載人航天器尿液高效回用處理方法，其包括以下步驟：
A、將尿液收集到容器中；
B、對容器中的尿液進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)容器中尿液的液位高于尿液攪拌設(shè)定位置時，開始對容器中的尿液進(jìn)行攪拌，當(dāng)尿液的液位低于尿液攪拌設(shè)定位置時，停止對容器中的尿液進(jìn)行攪拌；
C、隨著流入容器中尿液的不斷增加，容器中尿液的液位繼續(xù)升高至尿液攪拌設(shè)定位置的上方，達(dá)到尿液輸出設(shè)定位置時，開始將容器中尿液輸送至厭氧生物流化床ABFB內(nèi)利用厭氧微生物進(jìn)行處理，將尿液中的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為無機(jī)氮，并去除尿液中的COD；
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