一种热电沼气联产生态厕所系统技术方案

一种热电沼气联产生态厕所系统，将太阳能与生物质能相结合，通过太阳能集热器（2）将太阳能转换为热能对蓄热水箱（5）中的水进行加热，为恒温发酵机构(20)提供厌氧发酵条件，其所产沼气经脱水、脱硫机构（11）满足农户生活所需。光伏阵列（1）能将太阳能转换为电能储存至蓄电池（32）中，为系统中循环泵（P1、P2）、水泵（8）供电并为生态厕所提供照明。洗漱废水收集箱（7）中的废水经滤装置处理后蹲便器（9），解决水资源短缺及厕所异味问题，剩余沼液沼渣用于田地施肥。另外，恒温发酵机构（20）可通过辐射散热与导热给生态厕所供暖，提升农户冬季如厕及洗浴舒适度。同时满足炊事燃气、生活热水及照明需求。照明需求。照明需求。

【技术实现步骤摘要】
一种热电沼气联产生态厕所系统


[0001]本专利技术涉及生态厕所、太阳能利用技术、生物质沼气利用技术，具体涉及热电沼气联产的生态厕所技术。

技术介绍

[0002]现有生态厕所多以长周期的自然发酵为主，未能有效利用粪便中的生物质能。中国专利技术专利“一种农村厕所防冻冲水系统”（申请号 202022294730.0），该专利将深水井、化粪池设置于在土层冰冻线以下，冬季水流回流至冻土层以下防冻。中国专利技术专利“防冻节能无臭全方位公厕”（申请号 202022966915.1），该专利通过设置均匀分布于外围板外侧壁的两个电暖片，在严寒天气下对相邻两个公厕隔间进行采暖，避免了严寒天气下水箱和水管内部冻结，提高了使用体验。中国专利技术专利“一种农村便捷式厕所”（申请号 202022393215.8），该专利夏天工作时高压气泵通过球阀向每个喷嘴内提供高压气体，储水箱通过单向止气阀与外界大气接通，在虹吸原理的作用下，储水箱内的水冲破单向止气阀压力限制，从而从喷嘴内喷出，冲刷粪便到输污管内，可以大大降低冲洗水的用量，节约水资源；农村冬季为了防止冲水管路被冻，冬季每次冲刷便池后，电磁阀自动打开，高压气泵提供的高压气体将从密闭的储水箱向喷嘴喷射，从而将冲水管路中残余的水量从喷嘴喷射到便池内，防止冲水管路被冻。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种热电沼气联产生态厕所系统。
[0004]本专利技术是一种热电沼气联产生态厕所系统，包括太阳能集热子系统、光伏子系统、恒温沼气池子系统与废水冲厕节水子系统，光伏阵列1与逆变控制一体机6相连，逆变控制一体机6与蓄电池32相联通，逆变控制一体机6与第一循环水泵P1、第二循环水泵P2以及水泵8相连为其供电，太阳能集热器2的出口端通过第一电磁阀V1与蓄热水箱5内的换热盘管4相连通，出口处与第一电磁阀V1之间设有第二温度传感器T2，换热盘管4内设有第三温度传感器T3，换热盘管4的出口处通过第二电磁阀V2、第一循环水泵P1和涡轮流量计3与太阳能集热器2的入口相连通，太阳能集热器2的入口与涡轮流量计3之间设有第一温度传感器T1, 蓄热水箱5的一出水口通过第五电磁阀V5、恒温控制器10与恒温发酵机构20相连，恒温发酵机构20周围的供暖盘管13出来的供暖回水经第四电磁阀V4、第二循环水泵P2和第八电磁阀V8后与蓄热水箱5的一入水口相连，恒温发酵机构20内设有第四温度传感器T4，生物质能进入恒温发酵机构20经厌氧发酵后所产的沼气通过脱水、脱硫机构11后通入储气袋12，淋浴机构14和洗手池15与蓄热水箱5相连，淋浴机构14与洗手池15产生的洗漱废水排入洗漱废水收集箱7中，洗漱废水收集箱7经小型水泵8后与蹲便器9相连，蹲便器9的粪便排入恒温发酵机构20中。
[0005]本专利技术与
技术介绍
相比，本专利技术利用农户周围的自然资源可得量，进行废弃物的处理、能量从低品质向高品质的转换，从而实现可再生能源的高效利用。该装置包含的太阳
能集热器2将太阳能转化为热能，光伏阵列1将太阳能转换为电能，恒温发酵装置20将生物质能转换为燃气，三者联合运用，具有的有益效果是：a.与传统的生态厕所相比，由于本专利技术将太能热水器、太阳能光伏板恒温沼气池耦合成热电沼气联产生态厕所装置，结合西北地区太阳能资源丰富的特点，在面对寒冷地区冬季厕所被冻、厕所公共卫生差、农户无法舒适洗澡及传统沼气池产气不稳定等问题，本专利技术能够灵活的处理。给农户提供良好的如厕、洗浴环境，减少农村粪尿的水资源污染，从而达到达到了无害化、清洁化、生态化。
[0006]b.本专利技术不仅是一个卫生厕所，还作为一个能够产生热能、电能与沼气的能量站与废物处理站，满足农户的日常基本需求。太阳能集热器2产生热能，光伏阵列1产生电能，恒温发酵机构20作为废弃物处置单元，为人畜排泄物、有机垃圾等提供了处理场所，沼渣施肥的还田再利用也使得生物质得到最大的循环利用，保证了农村居住环境的卫生清洁的同时满足农户日常的需气要求。
[0007]c.废水冲厕节水系统收集的洗漱废水过滤后进行冲厕，节约水资源，实现了资源的利用。
[0008]d.本专利技术在运行的过程中可采用多种运行策略，在夏季太阳辐射强、连续阴天、冬季太阳辐射弱时，面对农户的实际需求，本专利技术可进行动态调控，在极端天气下可持续运行4天。在根据农户在工作日、休息日和春节的不同需气量，利用控制恒温控制器10进行调温对恒温发酵机构20进行动态温控以调节产气量，并保持沼气池内部环境恒温，节能减排的同时设置控液高度警示器，及时反馈。
附图说明
[0009]图1为本专利技术提供的热电沼气联产生态厕所系统的结构示意图，图2为本专利技术提供的热电沼气联产生态厕所系统的三维结构示意图，图3为本专利技术提供的热电沼气联产生态厕所系统光伏阵列的结构示意图，图4为本专利技术提供的热电沼气联产生态厕所系统恒温发酵产气装置的平面示意图。
具体实施方式
[0010]本专利技术是一种热电沼气联产生态厕所系统，包括太阳能集热子系统、光伏子系统、恒温沼气池子系统与废水冲厕节水子系统，光伏阵列1与逆变控制一体机6相连，逆变控制一体机6与蓄电池32相联通，逆变控制一体机6与第一循环水泵P1、第二循环水泵P2以及水泵8相连为其供电，太阳能集热器2的出口端通过第一电磁阀V1与蓄热水箱5内的换热盘管4相连通，出口处与第一电磁阀V1之间设有第二温度传感器T2，换热盘管4内设有第三温度传感器T3，换热盘管4的出口处通过第二电磁阀V2、第一循环水泵P1和涡轮流量计3与太阳能集热器2的入口相连通，太阳能集热器2的入口与涡轮流量计3之间设有第一温度传感器T1, 蓄热水箱5的一出水口通过第五电磁阀V5、恒温控制器10与恒温发酵机构20相连，恒温发酵机构20周围的供暖盘管13出来的供暖回水经第四电磁阀V4、第二循环水泵P2和第八电磁阀V8后与蓄热水箱5的一入水口相连，恒温发酵机构20内设有第四温度传感器T4，生物质能进入恒温发酵机构20经厌氧发酵后所产的沼气通过脱水、脱硫机构11后通入储气袋12，淋浴机构14和洗手池15与蓄热水箱5相连，淋浴机构14与洗手池15产生的洗漱废水排入洗漱废
水收集箱7中，洗漱废水收集箱7经小型水泵8后与蹲便器9相连，蹲便器9的粪便排入恒温发酵机构20中。
[0011]以上所述系统，太阳能集热子系统由太阳能集热器2，即南墙的两组全玻璃真空管、蓄热水箱5、涡轮流量计3、第一循环泵P1、换热器4、第一温度传感器T1、第二温度传感器T2、第三温度传感器T3组成；光伏子系统由光伏阵列1、逆变控制一体机6与蓄电池32组成；所述的太阳能集热器2为全玻璃真空管式集热器或PV/T组件；太阳能集热器2分为上下两组集热器，即第一组真空管集热器2
‑
a、第二组真空管集热器2
‑
b，两组集热器选型相异。
[0012]以上所述系统，恒温沼气池子系统由恒温发酵机构20、第一供暖盘管13、第二供暖盘管26、第二循环泵P2、第四温度传感器T4、第五温度传感器T5、第六温度传感器T6，恒温控制器10组成；所述恒温发酵机构20的防冻以在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热电沼气联产生态厕所系统，包括太阳能集热子系统、光伏子系统、恒温沼气池子系统与废水冲厕节水子系统，其特征在于光伏阵列（1）与逆变控制一体机（6）相连，逆变控制一体机（6）与蓄电池（32）相联通，逆变控制一体机（6）与第一循环水泵（P1）、第二循环水泵（P2）以及水泵（8）相连为其供电，太阳能集热器（2）的出口端通过第一电磁阀（V1）与蓄热水箱（5）内的换热盘管（4）相连通，出口处与第一电磁阀（V1）之间设有第二温度传感器（T2），换热盘管（4）内设有第三温度传感器（T3），换热盘管（4）的出口处通过第二电磁阀（V2）、第一循环水泵（P1）和涡轮流量计（3）与太阳能集热器（2）的入口相连通，太阳能集热器（2）的入口与涡轮流量计（3）之间设有第一温度传感器（T1）, 蓄热水箱（5）的一出水口通过第五电磁阀（V5）、恒温控制器（10）与恒温发酵机构（20）相连，恒温发酵机构（20）周围的供暖盘管（13）出来的供暖回水经第四电磁阀（V4）、第二循环水泵（P2）和第八电磁阀（V8）后与蓄热水箱（5）的一入水口相连，恒温发酵机构（20）内设有第四温度传感器（T4），生物质能进入恒温发酵机构（20）经厌氧发酵后所产的沼气通过脱水、脱硫机构（11）后通入储气袋（12），淋浴机构（14）和洗手池（15）与蓄热水箱（5）相连，淋浴机构（14）与洗手池（15）产生的洗漱废水排入洗漱废水收集箱（7）中，洗漱废水收集箱（7）经小型水泵（8）后与蹲便器（9）相连，蹲便器（9）的粪便排入恒温发酵机构（20）中。2.根据权利要求1所述的热电沼气联产生态厕所系统，其特征是：太阳能集热子系统由太阳能集热器（2），即南墙的两组全玻璃真空管、蓄热水箱（5）、涡轮流量计（3）、第一循环泵（P1）、换热器（4）、第一温度传感器（T1）、第二温度传感器（T2）、第三温度传感器（T3）组成；光伏子系统由光伏阵列（1）、逆变控制一体机（6）与蓄电池（32）组成；所述的太阳能集热器（2）为全玻璃真空管式集热器或PV/T组件；太阳能集热器（2）分为上下两组集热器，即第一组真空管集热器（2
‑
a）、第二组真空管集热器（2
‑
b），两组集热器选型相异。3.根据权利要求1所述的热电沼气联产生态厕所系统，其特征是：恒温沼气池子系统由恒温发酵机构（20）、第一供暖盘管（13）、第二供暖盘管（26）、第二循环泵（P2）、第四温度传感器（T4）、第五温度传感器（T5）、第六温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金平，贾子娇，李旭东，赵洪，黄娟娟，王红阳，张奥博，李辉，魏世范，郑健，任海伟，张东，王昱，李晓霞，南军虎，张学民，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：