專(zhuān)利名稱(chēng)：用于處理含脲水的裝置、馬桶、廄舍及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理含脲水(含尿素的水，urea-containing water)的裝置。本發(fā)明還涉及一種設(shè)置有這樣的裝置的家用馬桶(家用廁所，domestic toilet)。本發(fā)明還涉及一種設(shè)置有這樣的裝置的動(dòng)物住所(annimal accommodation)。另外，本發(fā)明還包括一種用于處理含脲水的方法。
背景技術(shù)：
在人口稠密的地區(qū)及農(nóng)場(chǎng)，生活廢水或動(dòng)物排泄物的凈化是一個(gè)成本極高且費(fèi)時(shí)的過(guò)程。廢水中難以除去的一種成分是脲(NH2CONH2),其經(jīng)由人和/或動(dòng)物的尿液和排泄物，以脲或脲鹽的形式進(jìn)入廢水中。由于諸如酸雨的環(huán)境問(wèn)題，所以期望大大減少脲的含量。另外，脲以氨(NH3)的形式產(chǎn)生強(qiáng)烈、難聞的氣味。另一個(gè)問(wèn)題是脲增強(qiáng)不期望的藻類(lèi)生長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是能夠?qū)崿F(xiàn)廢水中脲含量的降低。為此目的，本發(fā)明提供了一種用于處理含脲水的裝置，包括用于含脲水的進(jìn)口，該進(jìn)口與適于將脲氧化成硝酸鹽和二氧化碳的硝化單元(nitrification unit)連接，其中， 該硝化單元還設(shè)置有氧氣供給部(oxygen feed)、氣體排放部(gas discharge)和用于將通過(guò)硝化單元硝化后的廢水供給與該硝化單元連接的過(guò)濾單元(filtration unit)的貫穿供給部(throughfeed)，并且其中該過(guò)濾單元至少設(shè)置有用于通過(guò)硝化單元和過(guò)濾單元凈化的水的出料部(出口，outfeed)。利用這樣的裝置，有可能以簡(jiǎn)單的方式減少或甚至完全除去水中的脲含量。為了在不同部件之間傳輸液體，在該裝置中能夠布置傳輸裝置 (transport means)，如與例如進(jìn)料部(進(jìn)口，infeed)、貫穿供給部和/或出料部連接的一個(gè)或多個(gè)泵。脲向碳酸鹽和硝酸鹽的氧化稱(chēng)為硝化，并且具有以下的總體反應(yīng)NH2C0NH2+402 > > HC03>2N03>3H+這個(gè)反應(yīng)優(yōu)選通過(guò)硝化微生物(nitrifying micro-organism)來(lái)完成，但也能夠可選地經(jīng)由化學(xué)方法進(jìn)行。相同反應(yīng)能夠利用脲的水溶性鹽進(jìn)行。氧氣經(jīng)由氧氣供給供應(yīng)， 優(yōu)選以氣體的形式，例如借助于用泵注入到廢水中的空氣。由此注入到硝化單元中的氧氣優(yōu)選通過(guò)測(cè)量和控制設(shè)備(measuring and control equipment)進(jìn)行控制，以使液體中氧氣的平均溶解量保持在5mg/ml到10mg/ml之間。碳酸鹽能夠以二氧化碳(CO2)的形式經(jīng)由氣體排放逸出。該反應(yīng)可以分成以下反應(yīng)步驟在水存在下，脲(NH2CONH2)轉(zhuǎn)化為碳酸銨 (NH4)2C03。NH2C0NH2+2H20 > > (NH4) 2C03 (1)碳酸鹽與其共軛酸處于平衡。CO廣+H2O > > HC(V+0r (2)
3
在氧氣存在下，氨能夠被氧化成亞硝酸鹽。2NH4++302 > > 2N02>2H20+4H+ (3)亞硝酸鹽隨后被氧化成硝酸鹽。2N02-+02 > > 2N0f(4)另外的優(yōu)點(diǎn)在于在硝化單元中的氧化條件下，其他有機(jī)物質(zhì)也被氧化成碳酸鹽 / 二氧化碳。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)硝化和過(guò)濾后，來(lái)自出料部的水可用于高級(jí)別的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)一些進(jìn)一步的處理以優(yōu)化味道，甚至可用于人消費(fèi)，這取決于所用過(guò)濾器的類(lèi)型。可以定期或連續(xù)地從過(guò)濾器除去濾渣。為防止污染(結(jié)垢，fouling)或堵塞，可以在一段時(shí)間后對(duì)該過(guò)濾器進(jìn)行清洗或更換。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，硝化單元包含硝化細(xì)菌(nitrifying kicteria)。硝化細(xì)菌能夠以特別有效的方式完成以上反應(yīng)步驟，從而有可能使該裝置成為相對(duì)緊湊的形式。 為此，硝化單元包括生物反應(yīng)器。除了硝化細(xì)菌外，硝化單元還能夠包含其他的微生物以及任選的化學(xué)、電學(xué)和/或機(jī)械助劑。如本說(shuō)明書(shū)中提及的，合適的硝化細(xì)菌可以商購(gòu)獲得， 尤其是經(jīng)由 LGCPromochem Standards、Queens Road JeddingtoruMiddlesex TW11、0LY、UK 獲得。對(duì)于硝化細(xì)菌來(lái)說(shuō)，有利地包括亞硝酸鹽產(chǎn)生菌(nitrite-producing bacteria) 和硝酸鹽產(chǎn)生菌(nitrate-producing bacteria)，其中，亞硝酸鹽產(chǎn)生菌將氨氧化成亞硝酸鹽，而硝酸鹽產(chǎn)生菌將亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽。對(duì)于以上的氧化反應(yīng)(3)和0)，必須添加氧氣。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，亞硝酸鹽產(chǎn)生菌包括選自由亞硝化單胞菌屬 (Nitrosomonas)、亞石肖化螺菌屬(Nitrosospira)禾口亞石肖化球菌屬(Nitrosococcus)組成的組中的至少一種菌屬。這些菌屬在生物反應(yīng)器中可以被特別良好地利用，而且可商購(gòu)獲得。 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，這些亞硝酸鹽產(chǎn)生菌具有相當(dāng)大的能力，使得該裝置可以獲得非常緊湊的形式。如上所述，借助于脲酶(尿素酶)，這些細(xì)菌將脲降解為氨和二氧化碳。優(yōu)選使用細(xì)菌的混合物。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，硝酸鹽產(chǎn)生菌包括選自由硝化桿菌屬(nitrcAacter)、硝化螺旋菌屬(Nitrospira)和硝化球菌屬(Nitrococcus)組成的組中的至少一種菌屬。由于極大的穩(wěn)定性和耐受性，這些菌屬在生物反應(yīng)器中能夠被特別良好地利用。它們還具有相對(duì)大的轉(zhuǎn)化能力，從而該裝置能夠獲得相對(duì)緊湊的形式。該硝酸鹽產(chǎn)生菌可以商購(gòu)獲得。優(yōu)選地，生物反應(yīng)器包含上述亞硝酸鹽產(chǎn)生菌和硝酸鹽產(chǎn)生菌的組合。在反應(yīng)器中，在適當(dāng)?shù)纳L(zhǎng)培養(yǎng)基上，可以作為增效種群培養(yǎng)該細(xì)菌。使用這樣的細(xì)菌混合物有以下優(yōu)點(diǎn)反應(yīng)器具有增大的凈化作用，并且能夠?qū)⒋蠓秶挠袡C(jī)污染物從水中除去，包括各種類(lèi)型的蛋白質(zhì)和激素。將硝化細(xì)菌的至少一部分附著于固定載體是有利的。這樣可以很簡(jiǎn)單地將細(xì)菌固定在所述裝置(installation)中，并且也使得更換細(xì)菌更為簡(jiǎn)單。固定載體可以被形成為固定床生物反應(yīng)器的一部分。例如，固定載體可以包括陶瓷、玻璃或塑料珠，或者格柵。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，過(guò)濾單元包括至少一個(gè)滲透過(guò)濾器(osmosis filter)。 滲透過(guò)濾器可以從消化后的水中除去大部分的鹽。滲透過(guò)濾器發(fā)生堵塞的風(fēng)險(xiǎn)非常低。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是分離的鹽可以作為濃縮溶液排出，這比除去固體更為簡(jiǎn)單。
過(guò)濾單元的出料優(yōu)選還設(shè)置有用于將至少一部分的純化水回供至硝化單元和/ 或過(guò)濾單元的回供部(feedback)。借助于調(diào)節(jié)裝置能夠調(diào)節(jié)供給到硝化單元的凈化水和含脲水的比率，以使硝化作用最佳地進(jìn)行?；毓﹥艋疁p少了過(guò)濾單元發(fā)生堵塞的機(jī)會(huì)。如果貫穿供給部還設(shè)置有用于供應(yīng)不含脲的水的第二供給部(second feed)是有利的。這使得利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的并且適用于這個(gè)目的的測(cè)量和控制設(shè)備，可以更簡(jiǎn)單且更有效地保持控制水量以及脲和其他成分的濃度。另外，在硝化單元之后，不含脲的水的供給能夠更好地利用該過(guò)濾單元。除了回供凈化水外，也可以設(shè)想供應(yīng)另外的水，例如來(lái)自其他家庭來(lái)源如淋浴和盥洗池的廢水，也稱(chēng)為所謂的灰水(greywater)。第二供給部?jī)?yōu)選設(shè)置有適用于除去至少不含脲的水中的肥皂殘余物的過(guò)濾器，特別是納米過(guò)濾器。這樣的過(guò)濾器，優(yōu)選超濾器，使得有可能除去可能堵塞裝置中的其他過(guò)濾器的肥皂殘余物。已發(fā)現(xiàn)，使用這樣的預(yù)過(guò)濾，可以使裝置更好地運(yùn)行，并且減少堵塞裝置中的其他過(guò)濾器的機(jī)會(huì)。還發(fā)現(xiàn)，每處理單位的含尿廢水，所述裝置使用更少的能量。肥皂殘余物的除去對(duì)硝化單元發(fā)揮作用也具有正面影響。過(guò)濾單元優(yōu)選設(shè)置有至少一個(gè)濾膜。一種能夠進(jìn)行良好過(guò)濾的膜。該膜的污染或堵塞的程度能夠由通過(guò)該膜的流動(dòng)阻力確定。過(guò)濾單元優(yōu)選設(shè)置有用于排放通過(guò)濾膜分離的廢水中的不溶成分的排放裝置。合適類(lèi)型的過(guò)濾器可以商購(gòu)獲得并且尤其包括超濾膜、 納濾膜和反滲透膜。超濾膜的孔徑在0. 02到0. 2微米之間，并且可以在I-IObar的跨膜壓力下進(jìn)行工作。納濾膜的孔徑小于0. 002微米，并且在5-35bar的壓力下工作。這些濾膜能夠?yàn)槁菪蚬軤钚问?，其中，?yōu)選管狀模型，因?yàn)樗鼈冚^慢地發(fā)生污染。過(guò)濾器由塑料材料 (例如，PDVF、聚酰胺、聚乙烯化合物和/或聚砜)或陶瓷材料制成，其中，由于更耐用而推薦陶瓷材料。一段時(shí)間后，在過(guò)濾器上形成一個(gè)殘余物層，由此降低過(guò)濾效率。反滲透膜的孔徑小于0. 002微米，并且在8-50bar的壓力下工作。這些反滲透膜從液體中除去95-99% 的固體殘余物以及99%的細(xì)菌。反滲透膜通常由塑料制成。因此，可以很容易地再利用凈化水。過(guò)濾單元更優(yōu)選設(shè)置有至少兩個(gè)串聯(lián)放置的濾膜。串聯(lián)能夠?qū)崿F(xiàn)改進(jìn)的凈化。串聯(lián)多于兩個(gè)的濾膜能夠?qū)崿F(xiàn)甚至更好的凈化，但進(jìn)一步增加流動(dòng)阻力。能夠通過(guò)多個(gè)過(guò)濾單元的并聯(lián)來(lái)降低在相同流速下的流動(dòng)阻力。對(duì)于過(guò)濾單元來(lái)說(shuō)，包括至少一個(gè)反滲透膜是特別有利的，其中，在預(yù)期的流動(dòng)方向上，反滲透膜之前設(shè)置至少一個(gè)適于除去滲透活性物質(zhì)，尤其是二價(jià)鹽的過(guò)濾器。設(shè)置在反滲透膜之前的過(guò)濾器確保反滲透更有效地進(jìn)行。適用于除去二價(jià)鹽的過(guò)濾器例如是納米過(guò)濾器。將至少兩個(gè)連續(xù)反滲透過(guò)濾器串聯(lián)置于該納米過(guò)濾器之后是最有利的。已發(fā)現(xiàn)， 除去二價(jià)鹽的至少一部分顯著改善硝化工藝的作用。濾出的鹽能夠被排出，并且與常規(guī)污水處理廠相適合。硝化單元的進(jìn)口設(shè)置有用于從含脲水中分離固體的分離裝置是有利的。這些分離裝置，例如沉降槽或合適過(guò)濾器，防止硝化單元的運(yùn)行受到固體的阻礙。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的裝置的家用馬桶。因此，有可能以有效方式就地(局部，locally)清潔來(lái)自家用馬桶的廢水。該凈化水能夠立即就地再利用， 使得能夠?qū)崿F(xiàn)顯著節(jié)水。這在缺少水的地方尤其重要。根據(jù)本發(fā)明的裝置優(yōu)選與馬桶整合在一起。馬桶優(yōu)選還設(shè)置有分離裝置，用于從不太適合并且在固定床反應(yīng)器和過(guò)濾器中能夠引起問(wèn)題的固體相分離最適合利用根據(jù)本發(fā)明的裝置處理的含尿液體相的目的。然后固體相能夠單獨(dú)排出。對(duì)于在用于液體排泄物，尤其是尿的馬桶中的應(yīng)用，通常不需要這樣的
分1 裝直。本發(fā)明還涉及一種設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的裝置的動(dòng)物住所，特別是牲畜住所。不僅因此節(jié)水，而且還以簡(jiǎn)單方式預(yù)防不會(huì)超出涉及來(lái)自糞肥(manure)的廢物產(chǎn)品的排放的環(huán)境限制。這在例如牛、豬和/或家禽的密集牲畜養(yǎng)殖中尤其重要。多個(gè)動(dòng)物住所能夠利用根據(jù)本發(fā)明的簡(jiǎn)單裝置，其中，將來(lái)自動(dòng)物住所的糞肥排放部連接到該裝置的進(jìn)口。動(dòng)物住所優(yōu)選設(shè)置有適于將從收集的排泄物的固體成分分離的含尿液體相供給根據(jù)本發(fā)明的裝置的分離裝置。本發(fā)明還提供一種用于凈化含脲水的方法，包括以下處理步驟對(duì)脲進(jìn)行硝化，并過(guò)濾硝化后的水，其中，這些處理步驟在根據(jù)本發(fā)明的裝置中完成。這樣的方法提供如上所述的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明現(xiàn)在將基于以下實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。


圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置與馬桶的組件。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置與動(dòng)物住所的組件。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的裝置1具有用于含脲水的進(jìn)口 2。脲預(yù)先從用于處理的排泄物的可能固體成分中分離，例如借助于沉降槽(未示出)和/或微過(guò)濾器。含脲水經(jīng)由混合容器3 進(jìn)入裝置，其中對(duì)濃度進(jìn)行優(yōu)化以用于進(jìn)一步的處理，可選地通過(guò)摻混水。因此，預(yù)處理后的水4運(yùn)送到硝化單元5。還向硝化單元5供給氧氣6。該硝化單元是一個(gè)固定床生物反應(yīng)器，其中放置了硝化細(xì)菌，例如亞硝酸鹽產(chǎn)生菌如亞硝化單胞菌屬(Nitrosomonas)、亞硝化螺菌屬(Nitrosospira)和/或亞硝化球菌屬(Nitrosococcus)，聯(lián)合硝酸鹽產(chǎn)生菌如硝化菌屬(NitrcAacter)、硝化螺菌屬(Nitrospira)和/或硝化球菌屬(Nitrococcus)。在這個(gè)實(shí)施例中，采用硝化螺菌屬和亞硝化單胞菌屬的組合。對(duì)于與馬桶一起的應(yīng)用，具有約 70升體積的硝化單元5通常就足夠。假定用足夠的微生物填充，這樣的單元5 —天能夠處理約20升的尿。這些硝化細(xì)菌經(jīng)由亞硝酸鹽氧化性地將脲轉(zhuǎn)化為硝酸鹽和二氧化碳，該二氧化碳借助于氣體排放7從生物反應(yīng)器5除去。該生物反應(yīng)器設(shè)置有測(cè)量和控制設(shè)備，利用該設(shè)備能夠調(diào)節(jié)氧氣和廢水4的進(jìn)料(infeed)。選擇生物反應(yīng)器5的體積，以使在貫穿供給流速下，將脲的含量降低到初始含量的5%以下，由此脲典型的臭味實(shí)際上消失。將硝化后的水8運(yùn)送到包括兩個(gè)串聯(lián)放置的滲透過(guò)濾器10、11的過(guò)濾單元9。除了硝酸鹽(N03_)外，廢液流中的其他鹽的大部分也通過(guò)第一個(gè)滲透過(guò)濾器10和第二個(gè)滲透過(guò)濾器11分離，特別是離子如妝+、^;。/—、？。/—、!^^^!2+。排出這些分離的濃縮鹽溶液 12。從廢液流中除去大約98%的磷酸鹽?？梢詫⒉缓宓膹U水14(例如來(lái)自淋浴和盥洗池)可選地?fù)交斓焦┙o過(guò)濾單元9的硝化后的水8中。這樣的水14，稱(chēng)為灰水，通常不需要進(jìn)行硝化過(guò)濾就足以使灰水適合于再利用。在這個(gè)實(shí)施例中，該單元一天能夠處理80升灰水，其中該裝置相對(duì)緊湊。灰水供給部可選地設(shè)置有超濾器或納米過(guò)濾器，它們可以嵌入到該裝置中，但是它們也可以布置在(裝置的)外部。然而，在這個(gè)實(shí)施例中，納米過(guò)濾器 15已整合到過(guò)濾單元9中。這樣的過(guò)濾器適合除去其他物質(zhì)中的肥皂殘余物，因而過(guò)濾器單元9中的其他過(guò)濾器10、11以更低的堵塞風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)行。摻混的灰水的過(guò)濾也有助于減少能
量消耗。過(guò)濾單元中的膜10、11在一段時(shí)間后可能會(huì)污染，而及時(shí)的清理或更換是必要的?？梢詫⒍鄠€(gè)膜10、11可選地平行放置，以使該過(guò)濾單元能夠保持運(yùn)行，同時(shí)這些膜中的一個(gè)被失活以進(jìn)行維護(hù)。在這個(gè)實(shí)施例中，使用了三個(gè)過(guò)濾步驟一個(gè)納米過(guò)濾過(guò)濾器15 和兩個(gè)反滲透過(guò)濾器10、11。納米過(guò)濾過(guò)濾器15除去大部分的二價(jià)鹽，包括鈣鹽和硫酸鹽， 由此降低在后續(xù)反滲透挫折中的滲透壓，并且在接下來(lái)的過(guò)濾器10、11中以更大能量有效的方式進(jìn)行反滲透。對(duì)于在具有20升以下的尿產(chǎn)生的單個(gè)馬桶中的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，納米過(guò)濾器的表面積為0. 24m2、第一個(gè)反滲透過(guò)濾器的表面積為2. 6m2以及第二個(gè)反滲透過(guò)濾器的表面積為1.3m2就足夠了。通過(guò)裝置1處理后，凈化的水可以獲得如下表I中所示的以下性能。表I 根據(jù)本發(fā)明凈化的含尿水的性能的實(shí)例。
pH7. 0-7. 50電導(dǎo)率(mS/cm)25-35有機(jī)碳(ppm)5-10氟化物(ppm)5氯化物(ppm)1480硝酸鹽(PPm)5310磷酸鹽(ppm)1160鈉(ppm)860鉀(ppm)450氨(ppm)0. 5所示值都是平均值，并且對(duì)于pH來(lái)說(shuō)，示出了測(cè)量值中的變化。生產(chǎn)的水適合于消費(fèi)。這些值是用商購(gòu)獲得的Dr. Lange試劑盒測(cè)得的，其中對(duì)于pH值、導(dǎo)電率、有機(jī)碳的量(TOC=總有機(jī)碳)以及各種離子的濃度使用了 ISO認(rèn)證的測(cè)量方法。通過(guò)硝化和過(guò)濾凈化的水13隨后能夠被再利用，例如作為飲用水生產(chǎn)中的洗滌水(washing water)，其中通常必需添加礦物質(zhì)以獲得期望的味道。一部分的凈化水13可選地回供至浮動(dòng)槽(flotation tank) 3。因此預(yù)凈化的水4中脲的濃度能夠通過(guò)調(diào)節(jié)裝置控制，以使其處于對(duì)于生物反應(yīng)器5中的硝化來(lái)說(shuō)是最佳的范圍。一部分的凈化水13也可以回供到過(guò)濾單元9。根據(jù)本發(fā)明的裝置1，根據(jù)要求，能夠以不同規(guī)格具體體現(xiàn)，例如用于處理一個(gè)家庭或一個(gè)牲畜住所排出的日均脲。裝置1內(nèi)液體的傳輸通過(guò)傳統(tǒng)裝置提供，優(yōu)選自動(dòng)化電泵。取決于規(guī)模和自動(dòng)化程度，以及廢液流的來(lái)源，清潔一立方米的含脲水(尤其是尿) 所需的功率的平均量發(fā)生變化。例如對(duì)于來(lái)自人類(lèi)的含尿水(urine-containing water), 清潔所需的能量平均總計(jì)為10kWh/m3廢液。來(lái)自豬的廢液流，能量消耗顯著更高平均為 30kWh/m3。通過(guò)對(duì)比對(duì)于豬，利用傳統(tǒng)技術(shù)(化學(xué)/機(jī)械的)，對(duì)于類(lèi)似廢液流已經(jīng)測(cè)得平均能量消耗為35kWh/m3，這清楚地表明，根據(jù)本發(fā)明的凈化以更大能量有效的方式進(jìn)行。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置1(如對(duì)于圖1描述的)與馬桶20的組件。這個(gè)馬桶20設(shè)置有用于分離液體和固體部分的分離裝置21、22。各種合適的分離裝置可商購(gòu)獲得而用于這個(gè)目的。在這個(gè)實(shí)施例中，基于適于在馬桶池上的人的坐位23，用于基本上為固體部分(基本上是糞便)的第一排放部22和用于尿的第二排放部22的定位和尺寸化進(jìn)行分離。含尿液體M經(jīng)由相關(guān)排放部引導(dǎo)至根據(jù)本發(fā)明的裝置1。有可能涉及將根據(jù)本發(fā)明的裝置1與馬桶進(jìn)行整合，由此可以形成特別緊湊的組件。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置1與動(dòng)物住所30集成的組件。在動(dòng)物住所30收集來(lái)自動(dòng)物33 (例如奶牛)的糞肥31和尿32的混合物，并運(yùn)送到分離裝置34。各種類(lèi)型的分離裝置可商購(gòu)獲得。在這個(gè)實(shí)施例中，分離裝置34包括進(jìn)口 35，其中糞肥31和尿32的混合物從這里被運(yùn)送到壓制空間(pressing space) 36。然后利用活塞37將含尿液體32從固體物質(zhì)(基本上為糞肥)中壓出。該固體物質(zhì)作為相對(duì)較干的塊狀物38排出，而含尿液體相32借助于根據(jù)本發(fā)明的裝置的出口排出。這個(gè)實(shí)施例中示出了一個(gè)牛棚；然而，也可以設(shè)計(jì)類(lèi)似的建筑，用于其他動(dòng)物如豬、雞、火雞。凈化水例如可以作為動(dòng)物住所30中的動(dòng)物的飲用水而被再利用。
權(quán)利要求
1.用于處理含脲水的裝置，包括用于含脲水的進(jìn)口，其與適于將脲氧化為硝酸鹽和二氧化碳的硝化單元連接，其中，所述硝化單元還設(shè)置有氧氣供給部、氣體排放部和用于將通過(guò)所述硝化單元硝化后的廢水供給到與所述硝化單元連接的過(guò)濾單元的貫穿供給部，并且其中所述過(guò)濾單元至少設(shè)置有用于通過(guò)所述硝化單元和所述過(guò)濾單元凈化后的水的出料部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述硝化單元包含硝化細(xì)菌。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述硝化細(xì)菌包括亞硝酸鹽產(chǎn)生菌和硝酸鹽產(chǎn)生菌，其中，所述亞硝酸鹽產(chǎn)生菌將氨氧化為亞硝酸鹽，而所述硝酸鹽產(chǎn)生菌將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述亞硝酸鹽產(chǎn)生菌包括選自由亞硝化單胞菌屬、亞硝化螺菌屬和亞硝化球菌屬組成的組中的至少一種菌屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述裝置，其特征在于，所述硝酸鹽產(chǎn)生菌包括選自由硝化菌屬、硝化螺菌屬和硝化球菌屬組成的組中的至少一種菌屬。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求2、3、4或5所述的裝置，其特征在于，所述硝化細(xì)菌的至少一部分附著于固定載體。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述過(guò)濾單元的出料還設(shè)置有回供部，用于將所述凈化水的至少一部分回供至所述硝化單元和/或所述過(guò)濾單元。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述貫穿供給部還設(shè)置有用于供應(yīng)不含脲的水的第二供給部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第二供給部設(shè)置有適合于至少?gòu)乃霾缓宓乃谐シ试須堄辔锏倪^(guò)濾器，尤其是納米過(guò)濾器。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述過(guò)濾單元設(shè)置有至少一個(gè)濾膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述過(guò)濾單元包括至少一個(gè)反滲透膜， 其中，在預(yù)期的流動(dòng)方向上，在所述滲透膜之前設(shè)置有適于除去滲透活性物質(zhì)、尤其是二價(jià)鹽的至少一個(gè)納米過(guò)濾器。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述硝化單元的進(jìn)口設(shè)置有用于分離固體殘余物和所述含脲水的分離裝置。
13.設(shè)置有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置的家用馬桶，其中，所述馬桶的出口與所述硝化單元的進(jìn)口連接。
14.設(shè)置有根據(jù)前述權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的裝置的動(dòng)物住所，尤其是牲畜住所。
15.用于凈化含脲水的方法，包括以下處理步驟對(duì)脲進(jìn)行硝化并過(guò)濾所述硝化后的水，其中，所述處理步驟在根據(jù)前述權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的裝置中完成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于處理含脲水的裝置。本發(fā)明還涉及一種設(shè)置有這樣的裝置的家用馬桶。本發(fā)明還涉及一種設(shè)置有這樣的裝置的動(dòng)物住所。另外，本發(fā)明包括一種用于處理含脲水的方法。所述裝置包括適于將脲氧化成硝酸鹽和二氧化碳的硝化單元，其中該硝化單元還設(shè)置有氧氣供給部、氣體排放部以及用于將通過(guò)硝化單元硝化后的廢水供給與該硝化單元連接的過(guò)濾單元的貫穿供給部。該硝化單元優(yōu)選包含硝化細(xì)菌。
文檔編號(hào)C02F3/12GK102203354SQ200980143045
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者克里斯托弗·安德烈·安托萬(wàn)·拉塞爾, 克里斯泰勒·多米尼克·保爾·帕爾勒, 約瑟夫·約翰內(nèi)斯·德斯瓦爾特, 羅伯托斯·克利斯蒂安·約瑟夫斯·蘇特爾斯 申請(qǐng)人:歐洲航天局