本发明涉及环保净化设备领域，具体涉及一种高效尿液净化负压蒸发装置。
背景技术：
如厕是人类的最基本生存需求之一，但在一些需要设立卫生间的场所，往往卫生间待建地点有着特殊的地形，因为无法通、排水，所以导致无法建造水冲卫生间。市场上比较常用的解决方案在早期往往是建立旱厕，在近年也出现了最新的打包及以采用“小便”冲“大便”的技术方案的卫生间，这些卫生间没有用来冲厕的水，更没有用于清洗卫生间底板的清洁用水和用来洗手的自来水，因此会严重影响使用者的感官和如厕体验，虽然目前市场上也出现了一些卫生间通过尿液转化设备将收集到的尿液转化成清洁用水使用，但是这些尿液转化设备存在尿液转化效率低、耗电量大、转化过程会产生氨气以及产生的水无法用于洗手或作为卫生间清洁用水。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高效尿液净化负压蒸发装置，用以解决现有尿液转化设备存在尿液转化效率低、耗电量大、转化过程会产生氨气以及产生的水无法用于洗手或作为卫生间清洁用水的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种高效尿液净化负压蒸发装置，所述高效尿液净化负压蒸发装置包括用来对尿液进行酸化降低尿液PH值的尿液稳定化处理器和通过蒸发手段将稳定化的尿液分离成浓缩尿液和冷凝水的负压低温蒸馏器，所述尿液稳定化处理器包括箱体、安装在所述箱体上的PH值检测仪、安装在所述箱体上的尿液搅拌器和固体加药器，所述箱体的尿液输入口与小便斗或尿液槽连接，所述箱体的尿液输出口与所述负压低温蒸馏器的输入口连接。
优选的，所述尿液稳定化处理器还包括尿液泵，所述尿液泵的输入口与小便斗或尿液槽连接，所述尿液泵的输出口与所述箱体的尿液输入口连接。
优选的，所述负压低温蒸馏器包括旋转刮膜蒸发器、列管式冷凝器、浓缩液收集箱、水环式真空泵、第一油泵、第二油泵、热泵、风冷式散热器、膨胀阀、循环水箱、冷凝水收集箱、主冷凝器和主蒸发器；所述旋转刮膜蒸发器的尿液输入口与所述箱体的尿液输出口连接，所述旋转刮膜蒸发器的蒸汽输出口与所述列管式冷凝器的蒸汽输入口连接，所述旋转刮膜蒸发器的导热油输出口与所述主冷凝器的导热油输入口连接，所述主冷凝器的导热油输出口与所述第一油泵的输入口连接，所述第一油泵的输出口与所述旋转刮膜蒸发器的导热油输入口连接，所述旋转刮膜蒸发器的浓缩尿输出口与所述浓缩液收集箱的浓缩尿输入口连接，所述主冷凝器的工质输入口与所述热泵的输出口连接，所述主冷凝器的工质输出口与所述风冷式散热器的工质输入口连接，所述热泵的输入口与所述主蒸发器的工质输出口连接，所述主蒸发器的工质输入口与所述循环水箱的工质输出口连接，所述主蒸发器的导冷油输入口与所述列管式冷凝器的导冷油输出口连接，所述主蒸发器的导冷油输出口与所述第二油泵的输入口连接，所述第二油泵的输出口与所述列管式冷凝器的导冷油输入口连接，所述循环水箱的工质输入口与所述膨胀阀的输出口连接，所述膨胀阀的输入口与所述风冷式散热器的工质输出口连接，所述循环水箱的循环水输入口与所述水环式真空泵的输出口连接，所述水环式真空泵的输入口与所述冷凝水收集箱的循环水输出口连接，所述冷凝水收集箱的冷凝水输入口与所述列管式冷凝器的冷凝水输出口连接。
优选的，所述负压低温蒸馏器还包括针阀，所述针阀的输入口与所述箱体的尿液输出口连接，所述针阀的输出口与所述旋转刮膜蒸发器的尿液输入口连接。
优选的，所述高效尿液净化负压蒸发装置还包括二次净化器，所述二次净化器包括反渗透保安处理器、清水泵和清水箱；所述清水泵的输入口与所述冷凝水收集箱的冷凝水输出口连接，所述清水泵的输出口与所述反渗透保安处理器的输入口连接，所述反渗透保安处理器的输出口与所述清水箱的输入口连接，所述反渗透保安处理器内部从输出口到输入口之间依次设置有PP棉滤芯、椰壳活性炭滤芯、RO反渗透膜和后置椰壳活性炭滤芯。
优选的，所述二次净化器还包括紫外线杀菌装置，所述紫外线杀菌装置为密闭容器，内部设置有用来杀菌的石英紫外线低压汞消毒灯，所述紫外线杀菌装置的输入口与所述反渗透保安处理器的输出口连接，所述紫外线杀菌装置的输出口与所述清水箱的输入口连接。
本发明具有如下优点：本发明的高效尿液净化负压蒸发装置具有尿液转化效率高、耗电量小、转化过程不会产生氨气以及产生的水可用于洗手或作为卫生间清洁用水的优点。
附图说明
图1为高效尿液净化负压蒸发装置的结构示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图1所示，该高效尿液净化负压蒸发装置包括尿液稳定化处理器1、负压低温蒸馏器2和二次净化器3，本发明的高效尿液净化负压蒸发装置具有尿液转化效率高、耗电量小、转化过程不会产生氨气以及产生的水可用于洗手或作为卫生间清洁用水的优点。
尿液稳定化处理器1用于对尿液进行酸化降低尿液的pH值，保证在蒸发过程中尿液中的尿素不会分解出氨气。尿液稳定化处理器1包括箱体11、pH值检测仪(未示出)、尿液泵14、尿液搅拌器12和固体加药器13。尿液泵14的输入口与小便斗10或尿液槽连接，尿液泵14的输出口与箱体11的尿液输入口连接，通过尿液泵14将小便斗10或尿液槽中的尿液泵14入箱体11中，箱体11的尿液输入口设置箱体11的上部，箱体11的尿液输出口设置在箱体11的底部。尿液搅拌器12和固体加药器13固定安装在箱体11上，尿液搅拌器12由搅拌电机和搅拌叶组成，搅拌电机带动搅拌叶搅动尿液。固体加药器13为常见的螺旋送料机，通过螺旋送料机将药品送入箱体11中。pH值检测仪、搅拌电机以及固体加药器13的电机均与控制装置连接，pH值检测仪用于检测尿液的pH值并将其转化成电信号发送给控制装置进行处理，当pH值检测仪测得箱体11内的pH值高于预设的pH值时，控制装置控制尿液搅拌器12和固体加药器13开始工作，固体加药器13将药品送入箱体11中，尿液搅拌器12开始搅拌尿液，保证尿液与药品充分反应，加入的药品可为溶于水的固态强氧化性无机盐，也可为液态的浓硫酸，浓硫酸的效果较好，但为操作方便和安全，本实施例中采用了固态无机盐，其主要有效成分为NaCIO、NaSO4、KHSO5等。在酸性及强氧化性的低温蒸发环境下，尿素分解并产生呈碱性的氨气，氨气在酸性溶液中迅速反应，因此使得氨气的释放得以抑制，此外，其它的一些有害有机污染物的释放也能得到有效控制。通过向箱体11中送入足量的药品，降低了尿液的pH值，并最终使得尿液的pH值达到预设的pH以下，防止在尿液蒸发过程中尿液中的尿素分解出氨气，在本实施例中，预设的pH值为2.5。
负压低温蒸馏器2通过蒸发手段将稳定化的尿液分离成浓缩尿液和冷凝水，负压低温蒸馏器2包括旋转刮膜蒸发器21、列管式冷凝器22、浓缩液收集箱23、水环式真空泵24、第一油泵25、第二油泵26、热泵27、风冷式散热器28、膨胀阀29、循环水箱30、冷凝水收集箱31、主冷凝器32和主蒸发器33。旋转刮膜蒸发器21为市场上常见的刮板式旋转刮膜蒸发器21，刮板式旋转刮膜蒸发器21将尿液刮成很薄的液膜并对其进行加热，加速尿液蒸发成水蒸气。水环式真空泵24为市场上常见的水环式真空泵24，循环水箱30则作为用于水环式真空泵24盛装循环水的水箱，为了保证循环水箱30的循环水处于低温状态，循环水箱30内部安装有导热管，导热管的两个端口分别作为循环水箱30的工质输入口和输出口。本实施例中的工质为氟利昂。旋转刮膜蒸发器21的尿液输入口、蒸汽输出口和导热油输出口均设置在旋转刮膜蒸发器21的上部，旋转刮膜蒸发器21的导热油输入口设置在旋转刮膜蒸发器21的下部，旋转刮膜蒸发器21的浓缩尿输出口则设置在旋转刮膜蒸发器21的底部。旋转刮膜蒸发器21的尿液输入口与箱体11的尿液输出口连接，旋转刮膜蒸发器21的蒸汽输出口与列管式冷凝器22的蒸汽输入口连接，旋转刮膜蒸发器21的导热油输出口与主冷凝器32的导热油输入口连接，主冷凝器32包括壳体和安装在壳体内的散热管，壳体内盛装有导热油，壳体上设置有导热油输入口和导热油输出口，散热管的两个端口则作为主冷凝器32的工质输入口和工质输出口，工质从主冷凝器32的工质输入口进入散热管并从主冷凝器32的工质输出口流出，主蒸发器33盛装有导冷油，导冷油与导热油为同一物质，只是在导冷油的主要功能是在主蒸发器33内吸收热量，降低主蒸发器33内的温度。主蒸发器33的结构与主冷凝器32结构相同，在此不再详细介绍。主冷凝器32的导热油输出口与第一油泵25的输入口连接，第一油泵25的输出口与旋转刮膜蒸发器21的导热油输入口连接，旋转刮膜蒸发器21的浓缩尿输出口与浓缩液收集箱23的浓缩尿输入口连接，主冷凝器32的工质输入口与热泵27的输出口连接，主冷凝器32的工质输出口与风冷式散热器28的工质输入口连接，热泵27的输入口与主蒸发器33的工质输出口连接，主蒸发器33的工质输入口与循环水箱30的工质输出口连接，主蒸发器33的导冷油输入口与列管式冷凝器22的导冷油输出口连接，列管式冷凝器22为现有的列管式冷凝器22，因此不再详细介绍。主蒸发器33的导冷油输出口与第二油泵26的输入口连接，第二油泵26的输出口与列管式冷凝器22的导冷油输入口连接，循环水箱30的工质输入口与膨胀阀29的输出口连接，膨胀阀29的输入口与风冷式散热器28的工质输出口连接，循环水箱30的循环水输入口与水环式真空泵24的输出口连接，水环式真空泵24的输入口与冷凝水收集箱31的循环水输出口连接，冷凝水收集箱31的冷凝水输入口与列管式冷凝器22的冷凝水输出口连接。进入冷凝水收集箱31内的冷凝水可以作为冲厕用水或卫生间清洁用水。进一步的，为了能对进入旋转刮膜蒸发器21内的尿液流量进行控制，本实施例中，负压低温蒸馏器2还包括针阀34，针阀34的输入口与箱体11的尿液输出口连接，针阀34的输出口与旋转刮膜蒸发器21的尿液输入口连接。通过控制针阀34，可以使尿液在预设流速下被吸入旋转刮膜蒸发器21中。在本实施例中，工质的输送管道和接口全部采用家用空调系统常见的高压铜管及铜接头。
进一步的，为了能对冷凝水做进一步处理，使冷凝水能够达到饮用标准(GB 5749-2006)，可以用来洗手或作为卫生间清洁用水。本实施例中的高效尿液净化负压蒸发装置还包括二次净化器3，二次净化器3包括反渗透保安处理器35、清水泵36和清水箱37。清水泵36的输入口与冷凝水收集箱31的冷凝水输出口连接，清水泵36的输出口与反渗透保安处理器35的输入口连接，反渗透保安处理器35的输出口与清水箱37的输入口连接，反渗透保安处理器35内部从输出口到输入口之间依次设置有PP棉滤芯、椰壳活性炭滤芯、RO反渗透膜和后置椰壳活性炭滤芯。冷凝水经过清水泵36泵入反渗透保安处理器35内滤掉其中的有害杂质，使之达到饮用水标准，可以用来洗手或作为卫生间清洁用水。进一步的，为了杀灭可能存在于水中的细菌，二次净化器3还包括紫外线杀菌装置38，紫外线杀菌装置38为市场上常见的紫外线杀菌器，紫外线杀菌38装置为密闭容器，内部设置有用来杀菌的石英紫外线低压汞消毒灯，紫外线杀菌装置38的输入口与反渗透保安处理器35的输出口连接，紫外线杀菌装置38的输出口与清水箱37的输入口连接。过滤后的冷凝水通过紫外线杀菌装置38的输入口进入紫外线杀菌装置38内部，在紫外线的照射下杀细菌后从紫外线杀菌装置38的输出口流出并进入清水箱37中作为洗手用水或作为卫生间清洁用水。
工作原理：通过水环式真空泵24的工作，将旋转刮膜蒸发器21中的气体抽走，在旋转刮膜蒸发器21内部制造出4800Pa的真空环境，同时，热泵27开始工作将气态的工质压缩成高压气态的工质后将其泵入主冷凝器32中，工质在主冷凝器32中从高压气态转化为液态，再次过程中工质释放大量的热量加热主冷凝器32中的导热油，第一油泵25工作将主冷凝器32中加热后的导热油泵入旋转刮膜蒸发器21内，使得旋转刮膜蒸发器21内的温度升高至45℃左右，导热油释放完热量后通过主冷凝器32的导热油输入口又回到主冷凝器32中，之后不断循环。工质在主冷凝器32中高压气态转换为液态释放完热量后，通过风冷式散热器28进行散热，进一步降低工质的温度，当工质通过膨胀阀29时，由于空间瞬间增大及热泵27的抽吸作用，液态的工质转化成气态工质，吸收循环水箱30中循环水中携带的热量，使得循环水的温度降低，从而保证水环式真空泵24的真空抽吸能力及极限真空度。气液混合态的工质从循环水箱30中出来后进入主蒸发器33内进一步气化吸收热量，降低主蒸发器33中导冷油的温度，之后携带着热量的低压气态工质被热泵27压缩成高压气态工质后又进入主冷凝器32中液化释放热量，之后不断的循环。第二油泵26将主蒸发器33中的导冷油泵入列管式冷凝器22中，使得列管式冷凝器22中的温度保持在4℃左右，吸收热量的导冷油通过主蒸发器33的导冷油输入口又回到主蒸发器33中，之后不断循环。
通过尿液泵14将小便斗10或尿液槽中收集到的尿液泵14入箱体11中，尿液搅拌器12开始搅拌尿液，同时固体加药器13开始工作向箱体11内送药，使得箱体11中尿液的pH值下降，当pH值检测仪测得箱体11内尿液的pH值低于预设的pH值时，控制装置控制尿液搅拌器12和固体加药器13停止工作。稳定化的尿液经过针阀34进行流量控制，尿液在预设的流速下被吸入旋转刮膜蒸发器21中。在旋转刮膜蒸发器21内部，尿液在旋转刮膜蒸发器21的旋转刮板的刮动作用下，在旋转刮膜蒸发器21的内壁上形成0.3-0.5mm的液膜，从而开始高效蒸发，当尿液从旋转刮膜蒸发器21的尿液输入口下降至旋转刮膜蒸发器21的浓缩尿输出口时，尿液被浓缩成原体积7％的浓缩尿液，浓缩的尿液通过浓缩尿输出口进入浓缩液收集箱23中。尿液中原体积93％的水分则变成水蒸气，水蒸气在水环式真空泵24产生的负压作用下被吸入列管式冷凝器22中冷凝，水蒸气进入列管式冷凝器22中在低温环境下冷凝成冷凝水，并进入冷凝水收集箱31作为冲厕用水或卫生间清洁用水，冷凝水收集箱31中部分冷凝水被清水泵36泵入到反渗透保安处理器35内滤掉其中的有害杂质，再通过紫外线杀菌装置38杀灭水体中的细菌后进入清水箱37，使冷凝水达到饮用水标准，作为洗手或卫生间清洁用水。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。