[發明專利]一種低能耗營養物全回收的水循環型生態廁所系統

在審

• 申請號: 202010051805.4
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111170579A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 蔣善慶;張浩東;肖景文;邢香;張亞楠;王利平;程雪劍;張昕雨;許沛璠;郭奕辰;蔣之棟
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C05F3/06;B01D9/02;E03D9/00;E03D5/01;E03D11/10
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 劉秋彤;梅洪玉

1.一種低能耗營養物全回收的水循環型生態廁所系統，其特征在于，該系統包括糞尿分離器(101)、尿液濃縮-產酸裝置(102)和糞便堆肥-尿液結晶裝置(103)；糞尿分離器(101)將糞便和尿液分離并分別收集，糞便直接進入糞便堆肥-尿液結晶裝置(103)作為堆肥原料，尿液進入尿液濃縮-產酸裝置(102)后分別得到淡水、濃縮尿液和酸溶液，其中淡水消毒后沖洗糞尿分離器，濃縮尿液引入糞便堆肥-尿液結晶裝置(103)進行結晶回收，酸溶液用來吸收糞便堆肥-尿液結晶裝置(103)中產生的氨氣；其中：

所述糞尿分離器(101)包括壓力傳感器(302)、糞便收集口(303)、尿液收集口(301)和回沖水孔(304)，壓力傳感器(302)用來感應人體雙腳并控制糞便收集口(303)、尿液收集口(301)和的開啟/閉合，糞便收集口(303)連接好氧堆肥-尿液結晶設施(205)，尿液收集口(301)連接尿液濃縮-產酸裝置(102)中的尿液儲存設施(202)，回沖水孔(304)與沖洗泵(208)連接；

所述尿液濃縮-產酸裝置(102)包括依次相連的尿液儲存設施(202)、提升泵(207)、生物電解-雙模電滲析設施(203)、紫外線消毒設施(204)和沖洗泵(208)；尿液經提升泵(207)由尿液儲存設施(202)進入生物電解-雙模電滲析設施(203)反應，產生的淡水經紫外線消毒設施(204)消毒后，被沖洗泵輸送至糞尿分離器(101)；

所述糞便堆肥-尿液結晶裝置(103)包括相連接的好氧堆肥-尿液結晶設施(205)和氨氣收集設施(206)；好氧堆肥-尿液結晶設施(205)和氨氣收集設施(206)還各自與生物電解-雙模電滲析設施(203)相連；好氧堆肥-尿液結晶設施(205)上方直接接收糞便收集口(303)落下的糞便，同時生物電解-雙模電滲析設施(203)的濃縮尿液也進入好氧堆肥-尿液結晶設施(205)；另外，好氧堆肥-尿液結晶設施(205)產生的氨氣與生物電解-雙模電滲析設施(203)產生的酸溶液同時進入氨氣收集設施(206)中，生成液態銨鹽進行回收。

2.根據權利要求1所述的一種低能耗營養物全回收的水循環型生態廁所系統，其特征在于，所述的糞便收集口(303)下方設置可翻轉的輸送帶，可翻轉輸送帶中置有易滑隔離紙，隔離紙上方覆蓋有少量鋸末，當如廁結束后輸送帶發生翻轉，糞便隨同隔離紙和鋸末進入好氧堆肥-尿液結晶設施(205)。

3.根據權利要求1或2所述的一種低能耗營養物全回收的水循環型生態廁所系統，其特征在于，所述的尿液儲存設施(202)中尿液停留時間為7-10天。

4.根據權利要求1或2所述的一種低能耗營養物全回收的水循環型生態廁所系統，其特征在于，所述的生物電解-雙膜電滲析設施(203)包括陽極(404)、雙極膜(405)、陰離子膜(406)、陽離子膜(407)、陰極(408)、濃縮尿液出口(409)、淡水出口(410)和酸溶液出口(411)；雙極膜(405)靠近陽極(404)設置，之后陰離子膜(406)、陽離子膜(407)依次間隔排布；酸溶液出口(411)設置于陽極室底部；生物電解-雙膜電滲析設施(203)的底部，每個陰離子膜(406)之后、陽離子膜(407)之前設置淡水出口(410)；每個陽離子膜(407)之后、陰離子膜(406)之前設置淡水出口(410)。

5.根據權利要求3所述的一種低能耗營養物全回收的水循環型生態廁所系統，其特征在于，所述的生物電解-雙膜電滲析設施(203)包括陽極(404)、雙極膜(405)、陰離子膜(406)、陽離子膜(407)、陰極(408)、濃縮尿液出口(409)、淡水出口(410)和酸溶液出口(411)；雙極膜(405)靠近陽極(404)設置，之后陰離子膜(406)、陽離子膜(407)依次間隔排布；酸溶液出口(411)設置于陽極室底部；生物電解-雙膜電滲析設施(203)的底部，每個陰離子膜(406)之后、陽離子膜(407)之前設置淡水出口(410)；每個陽離子膜(407)之后、陰離子膜(406)之前設置淡水出口(410)。