一種物聯網遠程監控管理生態廁所的製作方法
2023-04-24 14:09:16
本實用新型涉及一種生態廁所，尤其是一種通過物聯網遠程監控管理的節水生態廁所，屬於資源環境領域。
背景技術：
目前的固定式廁所主要採用水衝式，需依賴排水管網系統，衝廁水不能循環利用，浪費了水資源；由於城市汙水處理率有限，部分排放汙水沒有得到有效處理，汙染了環境；廢棄物沒有充分資源化利用，浪費資源汙染環境；即使有排水系統可資利用，排放的大量汙水也增加了汙水廠建設投資和運行費用；移動式廁所難以用水衝洗，節水型水衝廁所只是減少了衝洗水量，並沒有完全節約衝洗用水；乾式移動廁所雖節約用水，但控制複雜，難以消除氣味汙染，廢棄物需人工清理，勞動衛生條件差；循環水衝式廁所主要採用物化法或厭氧好氧法處理衝廁汙水，系統複雜、處理成本高或佔地面積及曝氣風機噪音大、耐低溫及水質負荷衝擊能力差，用電主要依靠外部提供，即使有風光互補發電在陰雨無風天氣也難以穩定供電，無物聯網遠程監控管理系統，日常管理主要依靠人工，管理不便，耗用大量電力和勞動力資源。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於：提供一種能夠實現遠程監控管理的生態廁所，便於節約水資源、廢棄物資源化和日常管理維護等。
為了實現上述實用新型目的，本實用新型提供了一種物聯網遠程監控管理生態廁所，包括水衝式廁所間、MBMBR汙水處理回用系統、發電系統以及物聯網遠程監控管理系統；水衝式廁所間與MBMBR汙水處理回用系統相連，用於對衝廁汙水進行處理回用；物聯網遠程監控管理系統分別與水衝式廁所間、MBMBR汙水處理回用系統以及發電系統相連；發電系統分別為MBMBR汙水處理回用系統以及物聯網遠程監控管理系統供電。
採用本技術，廁所建設無需依賴排水管網系統，衝廁水可循環利用，節約水資源；排放的衝廁汙水可得到有效處理，避免汙染環境；廢棄物可充分資源化利用，節約資源，同時避免環境汙染；降低汙水排放量和汙水廠建設投資運行費用；水衝式廁所間可用水衝洗並循環利用，清潔衛生，充分節約衝廁用水；避免了乾式移動廁所控制複雜和氣味汙染，廢棄物機械化清理，改善了勞動衛生條件；循環水衝式廁所採用MBMBR法處理，佔地面積和曝氣系統噪音小，處理成本低，耐低溫及水質負荷衝擊性能好；MBMBR汙水處理回用系統採用密集型多通道無機膜系統進行固液分離，使用壽命長，耐汙染性能好。
作為本實用新型的進一步限定方案，水衝式廁所間由廁位間、衝洗水箱、蹲便器以及集糞池組成；衝洗水箱的出水口通過管道與蹲便器的進水口相連；蹲便器的出口與集糞池相連通；衝洗水箱和蹲便器安裝在廁位間內，且衝洗水箱位於蹲便器上方；集糞池安裝在廁位間的下方。
作為本實用新型的進一步限定方案，MBMBR汙水處理回用系統由調節池、沉澱池、MBMBR生化池、低噪音曝氣系統、密集型多通道無機膜系統、淨水箱以及除臭裝置組成；集糞池的出口與調節池的進水口相連通；調節池通過泵和管道與沉澱池相連；沉澱池的出水口與MBMBR生化池的進水口相通；MBMBR生化池通過泵和管道與密集型多通道無機膜系統的進水口相連；密集型多通道無機膜系統的出水口通過管道與淨水箱的進水口相連；淨水箱的出水口通過管道與衝洗水箱相連；低噪音曝氣系統通過管道與MBMBR生化池相連；除臭裝置通過管道與MBMBR生化池相連。採用以上汙水處理回用系統，可把衝廁汙水處理成中水循環利用，節約水資源，減少汙染物外排，減輕環境汙染。
作為本實用新型的進一步限定方案，發電系統由生物燃料電池發電裝置、廢棄物儲存裝置、太陽能光伏發電裝置、風力發電裝置、逆變器以及蓄電池組成；生物燃料電池發電裝置通過絞龍管道連接在集糞池的底部；生物燃料電池發電裝置的廢料出口通過絞龍管道連接至廢棄物儲存裝置；生物燃料電池發電裝置、太陽能光伏發電裝置以及風力發電裝置通過逆變器與蓄電池相連；蓄電池分別為MBMBR汙水處理回用系統以及物聯網遠程監控管理系統供電。採用以上發電系統，可充分利用廢棄物、風能和光能資源發電，充分保證水處理等系統的正常穩定運行，避免或減少對外部電力的依賴，節約電力資源，大幅降低廢棄物清理工作量；採用高效生物燃料電池利用廢棄物結合風光互補發電，電力無需外部提供，並可大幅減少廢棄物清理工作量，同時通過物聯網遠程監控水箱液位溫度等，控制生物燃料電池高效工作、光伏電池板跟蹤太陽軌跡、廁位鎖的啟閉等，可節約大量電力和勞動力資源。
作為本實用新型的進一步限定方案，物聯網遠程監控管理系統由廁位鎖、遠傳儀表、信號轉換裝置以及遠程監控終端組成；廁位鎖安裝在廁位間的門上；遠傳儀表包括三臺遠傳電壓表、一臺遠傳壓力表以及一臺遠傳液位計；三臺遠傳電壓表分別安裝在高效生物燃料電池發電裝置、太陽能光伏發電裝置以及風力發電裝置上；遠傳壓力表安裝在密集型多通道無機膜系統出水管路上；遠傳液位計安裝在淨水箱上；廁位鎖和遠傳儀表均與信號轉換裝置電連接；信號轉換裝置通過網絡與遠程監控控制終端相連。採用以上物聯網遠程監控管理系統，便於日常管理和維修維護，節約勞動力資源，降低管理成本，提高運營管理水平。
本實用新型的有益效果在於：（1）採用上述簡單的水衝式廁所配置，可降低成本，杜絕坐便器可能的病菌接觸傳播，操作維修清理簡單方便；（2）採用MBMBR汙水處理回用系統和除臭裝置可減小佔地面積，抵抗低溫及負荷衝擊，把衝廁水處理成中水循環利用以節約水資源，避免固定式廁所建設對排水管網系統的依賴和排放的衝廁汙水對環境的汙染，降低汙水排放量和汙水廠建設投資運行費用，消除汙水處理系統可能產生的氣味汙染；（3）MBMBR汙水處理回用系統採用密集型多通道無機膜系統進行固液分離，使用壽命長，抗汙染性能好；（4）可避免乾式移動廁所控制複雜和氣味汙染，廢棄物可機械化清理以改善勞動衛生條件；（5）採用高效生物燃料電池利用廢棄物結合風光互補發電，可大幅減少廢棄物清理工作量，節約電力資源，減少溫室氣體排放，充分保證水處理等系統的正常穩定運行；通過物聯網遠程監控管理，可節約大量電力和勞動力資源。（6）採用物聯網遠程監控管理各系統，便於日常管理和維護維修，可實現無人值守，節約勞動力資源，降低管理成本，提高運營管理水平。
附圖說明
圖1為本實用新型的系統結構示意圖。
圖中: 1、生物燃料電池發電裝置，2、廁位鎖， 3、衝洗水箱，4、蹲便器，5、集糞池，6、調節池，7、沉澱池，8、MBMBR生化池，9、低噪音曝氣系統，10、自動控制櫃，11、密集型多通道無機膜系統，12、遠傳儀表，13、遠程監控控制終端，14、信號轉換裝置，15、蓄電池，16、淨水箱，17、逆變器，18、太陽能光伏發電裝置，19、風力發電裝置，20、廁位間，21、除臭裝置，22、設備及管理間，23、廢棄物儲存裝置。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型提供的物聯網遠程監控管理生態廁所包括：水衝式廁所間、MBMBR汙水處理回用系統、發電系統以及物聯網遠程監控管理系統；水衝式廁所間與MBMBR汙水處理回用系統相連，用於對水衝式廁所間的汙水進行處理回用；物聯網遠程監控管理系統分別與水衝式廁所間、MBMBR汙水處理回用系統以及發電系統相連；發電系統分別為MBMBR汙水處理回用系統以及物聯網遠程監控管理系統供電。
其中，水衝式廁所間由廁位間20、衝洗水箱3、蹲便器4以及集糞池5組成；衝洗水箱3的出水口通過管道與蹲便器4的進水口相連；蹲便器4的出口與集糞池5相連通；衝洗水箱3和蹲便器4安裝在廁位間20內，且衝洗水箱3位於蹲便器4上方；集糞池5安裝在廁位間20的下方。
MBMBR汙水處理回用系統由調節池6、沉澱池7、MBMBR生化池8、低噪音曝氣系統9、密集型多通道無機膜系統11、淨水箱16以及除臭裝置21組成；集糞池5的出口與調節池6的進水口相連通；調節池6通過泵和管道與沉澱池7相連；沉澱池7的出水口與MBMBR生化池8的進水口相通；MBMBR生化池8通過泵和管道與密集型多通道無機膜系統11的進水口相連；密集型多通道無機膜系統11的出水口通過管道與淨水箱16的進水口相連；淨水箱16的出水口通過管道與衝洗水箱3相連；低噪音曝氣系統9通過管道與MBMBR生化池8相連；除臭裝置21通過管道與MBMBR生化池8相連。其中，MBMBR生化池8為現有的生化反應池，密集型多通道無機膜系統11也為現有膜系統，本實用新型的創新點之一是將MBMBR生化池8和密集型多通道無機膜系統11相結合可縮短汙水停留時間，節省佔用空間，提高出水水質，大幅減少剩餘汙泥量，延長系統壽命，降低折舊成本。低噪音曝氣系統9為現有的曝氣系統，由於安裝在廁位間20附近，所以有必要採用低噪音設計。除臭裝置21為現有裝置，也可採用排風扇或帶有過濾介質的空氣淨化器。自動控制櫃10分別與低噪音曝氣系統9、密集型多通道無機膜系統11及除臭裝置21電連接，用於控制各裝置的協調運行。
發電系統由生物燃料電池發電裝置1、廢棄物儲存裝置23、太陽能光伏發電裝置18、風力發電裝置19、逆變器17以及蓄電池15組成；生物燃料電池發電裝置1通過絞龍管道連接在集糞池5的底部；生物燃料電池發電裝置1的廢料出口通過絞龍管道連接至廢棄物儲存裝置23；生物燃料電池發電裝置1、太陽能光伏發電裝置18以及風力發電裝置19通過逆變器17與蓄電池15相連；蓄電池15分別為MBMBR汙水處理回用系統以及物聯網遠程監控管理系統供電。生物燃料電池發電裝置1為現有的發電裝置，可通過高效厭氧產生的甲烷等氣體進行發電。太陽能光伏發電裝置18和風力發電裝置19均為現有的發電裝置，與生物燃料電池發電裝置1相結合可實現全天候供電。
物聯網遠程監控管理系統由廁位鎖2、遠傳儀表12、信號轉換裝置14、遠程監控終端13組成；廁位鎖2安裝在廁位間20的門上；遠傳儀表12包括三臺遠傳電壓表、一臺遠傳壓力表以及一臺遠傳液位計；三臺遠傳電壓表分別安裝在高效生物燃料電池發電裝置1、太陽能光伏發電裝置18以及風力發電裝置19上；遠傳壓力表安裝在密集型多通道無機膜系統11的出水管路上；遠傳液位計安裝在淨水箱16上；廁位鎖2和遠傳儀表12均與信號轉換裝置14電連接；信號轉換裝置14通過網絡與遠程監控控制終端13相連；廁位鎖2採用現有的電子鎖即可實現。信號轉換裝置14主要是將模擬信號轉換為遠程監控控制終端13可識別的數位訊號，且能夠適合遠程網絡傳輸。
本實用新型的物聯網遠程監控管理生態廁所在進行廢棄物資源化時，衝洗水箱3的衝廁水通過蹲便器4的出口進入集糞池5；集糞池5內的可沉澱廢棄物進入採用環境生物復育、微生物智能選育技術培育的生物燃料電池發電裝置1發電，殘渣進入廢棄物儲存裝置23作為有機肥原料；集糞池5內的汙水從出水口進入調節池6，調節池6內的汙水到達一定液位後，由泵提升至沉澱池7，沉澱池7的出水經溢流口進入MBMBR生化池8，低噪音曝氣系統9通過管道與MBMBR生化池8相連對其曝氣充氧，進行生化反應去除汙染因子，除臭裝置21通過集氣管道與MBMBR生化池8相連抽取廢氣進行除臭處理；MBMBR生化池8內的汙水到達一定液位後，進入密集型多通道無機膜系統11進行固液分離，密集型多通道無機膜系統11的過濾出水通過管道進入淨水箱16，濃水通過管道進入沉澱池7；自動控制櫃10分別與低噪音曝氣系統9、密集型多通道無機膜系統11及除臭裝置21電連接以控制各裝置的協調運行；生物燃料電池發電裝置1、太陽能光伏發電裝置18、風力發電裝置19通過逆變器17與蓄電池15電連接以儲存電能；蓄電池15與自動控制櫃10電連接為各裝置運行供電；廁位鎖2、遠傳儀表12與信號轉換裝置14電連接把模擬信號轉換成可網絡傳輸的數位訊號；信號轉換裝置14通過網絡與遠程監控控制終端13相連傳輸信號以便遠程控制及監控管理，控制生物燃料電池高效工作、光伏電池板跟蹤太陽軌跡、廁位鎖的啟閉等；在廁位間20附件還設置有設備及管理間22，方便安裝設備和人員進行管理。通過上述過程實現廢水和固體廢棄物的無害化和資源化。