基于太阳能发电的雨水冲洗生态公厕及其污水处理方法

文档序号:9317773阅读:822来源:国知局
基于太阳能发电的雨水冲洗生态公厕及其污水处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于污水处理领域,具体涉及一种基于太阳能发电的雨水冲洗生态公厕。【背景技术】
[0002] 近年来,随着人们旅游消费观念的转变,越来越多的人更注重贴近大自然的生态 游,最终导致这些较为原始的自然景区人流量比平时显著增多,进出公共厕所的人数也大 量增加,公厕的用水量及用电量也随之上升。目前的公共厕所一般都利用市政供水系统的 供水进行洗手、冲厕,利用市电供电系统维持整个公厕耗能设备的运转,其公共厕所设立后 都必须与市政供水和供电系统连通。然而,在一些旅游景区,尤其是较偏远的原始自然景区 再加上自然景点比较分散,使得这些公共配套设施远离市政供水供电管网。因此,对于在自 然景点所设置的公共厕所,通过市政供水系统供水和供电系统供电就较为困难,当入厕者 便后没有水洗手,更没有水对厕所内的便槽及时进行冲洗,再加上没有通风和排气设施,不 但影响个人卫生,还造成整个公共厕所内难以观瞻、臭气熏人,导致如厕者对旅游景区评价 降低。另外即便景区中接入了供水和供电管网,由于人流量的增多公厕的用水量增加,导致 公厕用水费用提升及排污量增加,加剧了污水管网及污水处理厂的负荷。目前有的采用污 水冲、打包回收的方法,运行管理成本较高,也有采用就地填埋降解的方法,不能有效去除 大肠杆菌等病原体,对环境污染严重。
[0003] 如申请号为CN200920230651. 4的实用新型专利公开了一种箱体式生态厕所,但 该厕所仅设有简单的箱式结构,无法进行污水处理,容易对环境造成危害。而申请号为 CN200410026169. 0的一种智能环保生态厕所,尽管具有废水处理装置,但其处理设备采用 活性炭柱、臭氧消毒器等装置,其建设成本较高,其维护成本也是是公共设施难以承受的。 因此,开发一种经济、环保的生态厕所具有极其重要的生态效益、经济效益和社会效益。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的是现有技术中存在的不足,为更好地解决和克服公厕用水量大、设 备耗能费用较高及公厕排污废水的循环利用等难题,实现充分利用自然资源且公厕排污废 水循环利用的新型公厕目标,并提出一种基于太阳能发电的雨水冲洗生态公厕系统,具体 技术方案如下: 一种基于太阳能发电的雨水冲洗生态公厕,包括顺次相连的雨水过滤收集系统、太阳 能发电供电系统、PLC控制系统、一体化公厕(15)、组合式污水处理系统和复合式人工湿地 系统; 所述的一体化公厕(15)顶部设有太阳能发电供电系统,太阳能发电供电系统包括太 阳能控制器(14)、逆变器(12)、蓄电池(13)和薄膜光伏太阳能板(16),公厕顶部采用透空 结构,透空部分安装有薄膜光伏太阳能板(16),薄膜光伏太阳能板(16)通过太阳能控制器 (14)与蓄电池(13)相连,蓄电池(13)用于储能并为雨水过滤收集系统、PLC控制系统、一 体化公厕(15)、组合式污水处理系统和复合式人工湿地系统供电; 所述的雨水过滤收集系统用于收集雨水,并对其进行过滤、处理后,用于为公厕供水; 所述的组合式污水处理系统和复合式人工湿地系统串联使用,用于对公厕排水进行处 理; 所述的PLC控制系统用于对雨水过滤收集系统、太阳能发电供电系统、一体化公厕 (15)、组合式污水处理系统和复合式人工湿地系统进行自动化控制。
[0005] 所述的一体化公厕(15 )还包括红外感应器(45 )、LED照明灯(17 )、烘手机(18 )、真 空抽污大便蹲位(19)、换气扇(20)、红外感应小便器(21)、常温水箱(22)、产热水箱(23)、 冲厕水箱(24 )、盥洗池(25 )和洗拖池(26 ),公厕内部安装有LED照明灯(17 )、烘手机(18 )、 真空抽污大便蹲位(19 )、换气扇(20 )、红外感应小便器(21)、冲厕水箱(24)、盥洗池(25 )和 洗拖池(26),公厕顶部安装有常温水箱(22)和产热水箱(23),产热水箱(23)中设有产热 棒;盥洗池(25)和洗拖池(26)的冷水、热水接口分别与常温水箱(22)、产热水箱(23)相连, 真空抽污大便蹲位(19)和红外感应小便器(21)与冲厕水箱(24)相连,LED照明灯(17)、烘 手机(18)和红外感应小便器(21)均由蓄电池(13)进行供电。
[0006] 所述的雨水过滤收集系统包括雨水收集管网(48)、雨水弃流过滤设备(6)、第一 蓄水罐(7)、提升栗(8)、第二蓄水罐(9)和分散式雨水处理器(10),雨水收集管网(48)与雨 水弃流过滤设备(6)相连,雨水弃流过滤设备(6)分别与第一蓄水罐(7)、第二蓄水罐(9)相 连,第一蓄水罐(7)、第二蓄水罐(9)内均设有微动力提升栗(8);第一蓄水罐(7)与分散式 雨水处理器(10)相连;分散式雨水处理器(10)与所述的常温水箱(22)和产热水箱(23)相 连,第二蓄水罐(9)与所述的冲厕水箱(24)相连;产热水箱(23)、常温水箱(22)和冲厕水 箱(24 )中均安装有液位传感器(47 ),液位传感器(47 )与PLC控制系统相连,用于控制微动 力提升栗(8)的启动。
[0007] 所述的组合式污水处理系统包括顺次相连的调节池(28)、固定床反应器(29)和 沉淀池(30);沉淀池(30)和调节池(28)之间用污泥回流栗(43)连接。
[0008] 所述的调节池(28)、固定床反应器(29)和沉淀池(30)均采用A2/0 -体化设备罐, A2/0 -体化设备罐采用PE材质罐体外表面为波纹状罐壁,波纹状罐壁上水平环绕有多个凸 起结构;其中固定床反应器(29)内设置采用多层叠加的中空网状塑料筒作为填料,填料下 方设有聚氨酯管式曝气器(44)。
[0009] 所述的产热水箱(23)、常温水箱(22)和冲厕水箱(24)还与自来水管网相连,用于 在雨水不足时,利用自来水进行补给。
[0010] 所述的蓄电池(13)与市电系统(11)构成光电互补系统,两者并接,相互作为补充 供能。
[0011] 所述的复合式人工湿地系统包括串联设置的垂直流人工湿地(31)和水平流人工 湿地(41),垂直流人工湿地(31)和水平流人工湿地(41)底部填料层从上到下依次为混合 土层(34)、粗砂层(35)、铁渣层(36)、细石层(37)和卵石层(38),混合土层(34)上种植湿 地植物(33),细石层(37)中设有发热恒温棒(40),卵石层(38)中设有穿孔曝气管(39);水 平流人工湿地(41)的出口与达标水集水井(42 )相连。
[0012] 一种如权利要求1所述生态公厕的污水处理方法,包括如下步骤: 1) 设定雨水弃流过滤设备(6)的目标弃流雨量; 2) 利用雨水收集管网收集雨水,并排入雨水弃流过滤设备(6);同时利用雨水弃流过滤 设备(6)上配备的雨量计感应降雨量,当降雨量低于目标弃流雨量时,将雨水通过排污口直 接排放;当降雨量达到目标弃流雨量时,关闭排污口,将雨水进行过滤后分两路分别排入第 一蓄水罐(7)和第二蓄水罐(9); 3) 将第一蓄水罐(7)中的雨水通过微动力提升栗(8)提升至的公厕顶端的分散式雨 水处理器(10),采用上流式方式进行雨水处理;处理后的水排入常温水箱(22)和产热水箱 (23),并利用产热棒对产热水箱(23)中的水进行升温;将第二蓄水罐(9)中的雨水通过微 动力提升栗(8)排入冲厕水箱(24);同时分别利用产热水箱(23)、常温水箱(22)和冲厕水 箱(24)中的液位传感器感应各自水箱内的水位高度,当水位高于预设最高高度时,关闭相 应的微动力提升栗(8),断开供水;当水位低于预设最低高度时,开启相应的微动力提升栗 (8),进彳丁补水; 4) 将冲厕水箱(24)中的作为真空抽污大便蹲位(19)和红外感应小便器(21)的用水, 将常温水箱(22)和产热水箱(23)中的水分别作为洗拖池(26)和盥洗池(25)冷水、热水的 来源;利用红外感应器(45)感应是否有人进入公厕,当有人进入时,启动换气扇(20)、LED 照明灯(17)和语音提示系统(46);当人离开时,关闭换气扇(20)、LED照明灯(17)和语音 提不系统(46); 5) 当第一蓄水罐(7)和第二蓄水罐(9)中的水位低于预设水位高度时,将产热水箱 (23)、常温水箱(22)和冲厕水箱(24)的供水管网切换至自来水管网,利用自来水进行补 给; 6) 将公厕排出的污水排入组合式污水处理系统(27),首先进入该系统的调节池(28), 使污水中的固体物质沉淀,漂浮杂物、固体废物被截留在调节池(28)内,澄清的污水溢流 至固定床反应器(29)中,利用底部的聚氨酯管式曝气器(44)对废水进行曝气,同时利用填 料表面的生物膜对污水进行处理;处理后的污水排入沉淀池(30),使污水中的污泥得到沉 淀,达到泥水分离的目的,污泥回流进入调节池(28);清水继续通过集水井(32)流入垂直流 人工湿地(31); 7) 使步骤6)中的清水在垂直流人工湿地(31)中由表面纵向流至床底,在纵向流动的 过程中污水依次经过混合土层(34)、粗砂层(35)、铁渣层(36)、细石层(37)和卵石层(38) 后排入水平流人工
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