源分离厕所尿液资源化处理装置

1.本实用新型涉及资源与环境技术领域，具体涉及一种源分离厕所尿液资源化处理装置。


背景技术：

2.据联合国粮食与农业组织预测，到2033年前后，我国人口将达到峰值15.2亿，相应的粮食需求量将会增加20％左右，且人均可支配土地量也将减少，这就需要更多的农业肥料持续供应。n、p、k是农业肥料的三大主要营养元素，农业肥料的生产严重依赖于一些非再生能源和有限的矿物资源。然而，目前我国n肥的生产过程需要消耗全球化石燃料总需求量的2％，且p矿和k矿资源均非常紧缺，长此以往将会对人们正常生活和生产造成极大威胁。另外一方面，当前社会的营养元素呈开路循环模式，人类作为食物链的终端，其产生的含有大量n、p、k的排泄物经排水系统最终进入了水体和大气，没有通过分解者回到农田作为肥料，造成了营养元素的流失和环境的污染。由此可见，在城市排水中n、p、k被分解之前，从中回收营养物资源并回归农田，使营养元素在人类社会以“人体
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土壤
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食物
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人体”的闭合回路进行循环，将是一种“双赢”且具有可持续性的举措，不仅可以改善城市环境问题，而且能进一步延缓我国p、k等资源短缺现状。
3.当前，我国正处于城镇化进程的快速发展阶段，随即产生的人类尿液排泄量愈来愈大。粪污源分离技术是指将粪和尿通过源分离便器单独收集起来，粪便用于生态堆肥，尿液进入尿液收集池，进行后续营养物的回收或经过水解后直接做肥料使用。粪污源分离意义：1)粪便中含有多种传染病的病原体，冠状、星形、轮状病毒及蛲虫、钩虫等，可能导致多种疾病，如痢疾、伤寒等。人体排出的新鲜尿液中所含的病原体微生物量很少，一般可以忽略不计。因此，粪污源分离避免了粪尿的交叉污染；2)源分离式厕所比常规冲水式厕所节约80％冲洗水量，大大节约了水资源；3)生活污水中来源于尿液的氮、磷、钾质量分数分别为80％、50％、60％，而尿液只占生活污水体积总量的1％左右对，体积小，能够减少城市污水中氮隣含量，有助于降低污水处理厂处理成本。因此，尿液资源化回收处理是保护生态环境、提升公共卫生、保证城市可持续绿色发展的一个重要课题。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种尿液处理装置，实现对尿液的资源化利用。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种源分离厕所尿液资源化处理装置，依次包括稳定池、沉淀池、过滤池以及离子交换吸附池，在稳定池和沉淀池之间、沉淀池和过滤池之间均设置过水管，在稳定池的一侧还设置有进水管，在过滤池和离子交换吸附池之间设置有过水孔；所述离子交换吸附池中设置有吸附填料柱，所述吸附填料柱包括一个密封的盒体，盒体中设置一个填料袋，填料袋中填装有吸附填料，盒体上设置有进水口和出水口，所述进水口与过滤池和离子交换吸附池之间的过水孔位置对应，离子
交换吸附池远离吸附填料柱的一侧上设置有出水口。
6.进一步的，所述盒体底部设置有一个底座，填料袋位于底座上方，在填料袋上方设置有一个塞体部，盒体的出水口位于填料袋的下方。
7.进一步的，所述过滤池与离子交换吸附池之间的过水口向离子交换吸附池一侧凸起形成管状的出水口，管状的出水口可伸入盒体中。
8.进一步的，所述稳定池、沉淀池以及过滤池底部均设置有排泥管，在稳定池顶部设置有一个用于加料的开口，所述沉淀池顶部设置有盖口用于检修；所述过滤池的两侧设置有竖直的限位槽，在限位槽中设置有过滤网组件，过滤网组件可以沿限位槽上下移动滑出过滤池中。
9.进一步的，所述沉淀池中设置一个竖直的过水挡板，沉淀池的两个过水孔分别位于该过水挡板的两侧，过水挡板最高点高于两个过水孔，其最低点低于两个过水孔。
10.从上述技术方案可以看出本实用新型具有以下优点：本实用新型解决了厕所尿液长期储存在尿箱易氨损失的弊端，处理后出水可以回冲厕所大大节约了水资源，残渣可以用于土壤改良剂优化了厕所尿液的资源化利用率。
附图说明
11.图1为本实用新型的俯视图；
12.图2为本实用新型的剖视图。
具体实施方式
13.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做具体说明。
14.如图1和图2所示，本实用新型的源分离厕所尿液资源化处理装置依次包括稳定池1、沉淀池2、过滤池3以及离子交换吸附池4，在稳定池和沉淀池之间、沉淀池和过滤池之间均设置过水管23，在稳定池的一侧还设置有进水管4，在过滤池和离子交换吸附池之间设置有过水孔；所述离子交换吸附池中设置有吸附填料柱，所述吸附填料柱包括一个密封的盒体44，盒体44中设置一个填料袋，填料袋中填装有吸附填料43，吸附填料可以采用沸石或活性炭等，盒体上设置有进水口和出水口，所述进水口与过滤池和离子交换吸附池之间的过水孔位置对应，离子交换吸附池远离吸附填料柱的一侧上设置有出水口。在盒体底部设置有一个底座42，填料袋42位于底座上方，在填料袋上方设置有一个塞体部45，盒体的出水口位于填料袋的下方。过滤池与离子交换吸附池之间的过水口向离子交换吸附池一侧凸起形成管状的出水口，管状的出水口可伸入盒体中。底座可以确保无运行过水时，填料柱中无水浸泡。而盒体式设计则方便将填料柱整体取出，且填料柱本身又可进行拆装，打开塞体部后可以直接取出填料袋。
15.所述稳定池、沉淀池以及过滤池底部均设置有排泥管，分别为排泥管11、排泥管21以及排泥管31，在稳定池顶部设置有一个用于加料的开口12，所述沉淀池顶部设置有盖口用于检修；所述过滤池的两侧设置有竖直的限位槽，在限位槽中设置有过滤网组件32，过滤网组件可以沿限位槽上下移动滑出过滤池中。滤网可拆卸与更换，滤网截留大颗粒杂质，进一步澄清的液体通过过水进入离子交换吸附池。
16.沉淀池中设置一个竖直的过水挡板22，沉淀池的两个过水孔分别位于该过水挡板
的两侧，过水挡板最高点高于两个过水孔，其最低点低于两个过水孔。过水挡板可以用连接板固定在沉淀池的侧壁，确保过水孔处过水稳定，减少进水扰动。
17.在木灰稳定池按照特定的比例投加木灰稳定剂，搅拌混匀，使得尿液ph值提升，初步稳定，并形成鸟粪石、羟基磷灰石缓释肥,进一步沉淀、过滤。经稳定池和沉淀池，去除70％左右的磷元素，氨氮去除率可达68％，氨氮浓度降为1750mg/l。最后通过过滤池进入离子交换吸附池，通过吸附柱填料对氮磷等营养物质和其他微量污染物进行二次吸附。出水端口可随意控制阀门开关，上端出水口出水可用于循环，下端口出水用于灌溉或者直排。按照排灰泥(液态肥)周期，将稳定池中沉淀的浆状灰泥从直接从排泥管阀排除作为液态肥回田利用。吸附柱填料主要选用沸石，沸石与生物炭均为良好的吸附材料，且是理想的土壤改良剂，吸附饱和后，可将尿液中氮磷等营养元素缓释回田，或者可作为添加剂加入混合辅料堆肥发酵粪箱中好氧堆肥，具有高资源化低成本的优势和应用可行性。但从成本花费计算结果来看，选用沸石填料年度花费为165元，而生物炭则为324元，相对而言，沸石成本更低，但同时秸秆生物炭在农村具有广泛的原材料来源，因此若能打通农村全产业循环链条，使秸秆得以资源化高效利用，便可以降低生物炭的成本。
18.木灰稳定沉淀吸附
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尿液资源化处理技术面向农村地区开发，具有低成本、高资源化的优势，所需辅料木灰在农村地区来源广泛，所需吸附材料斜发沸石价格较低，且吸附饱和后直接回田利用，是良好的土壤改良剂。因此此尿液资源化处理技术在农村地区具有广泛的应用前景。