一种可实现能源循环利用的多功能楼宇及其使用方法

摘要

本发明公开了一种可实现能源循环利用的多功能楼宇及其使用方法，解决现有技术中城市内所产生的人体粪便、厨房垃圾和废水不能有效的利用，造成资源浪费的问题。本发明包括至少两个居住楼，位于相邻居住楼之间用于收集人体粪便和垃圾并对其进行发酵的沼气池，与沼气池相连的果树区、用于种植农作物的露地农场和用于处理沼气的沼气净化中心，与沼气净化中心相连并用于调配营养液的营养液调配中心，以及与营养液调配中心相连的气雾栽培区。该发明还提供了上述可实现能源循环利用的多功能楼宇的使用方法。本发明设计合理，同时能够节约社会投资，减少农产品流通环节，且能实现能源循环利用，以及减少了环境污染。

说明书

技术领域

本发明涉及一种可实现能源循环利用的多功能楼宇及其使用方法。

背景技术

目前，由于城市与农村分离，城市内所产生的人体粪便、厨房垃圾和废水都被当成无用物质直接排放到下水道里，而无法像农村通过沼气池发酵成沼气和沼液进行合理利用，导致资源浪费，已不能满足人们的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现能源循环利用的多功能楼宇及其使用方法，解决现有技术中城市内所产生的人体粪便、厨房垃圾和废水不能有效的利用，造成资源浪费的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可实现能源循环利用的多功能楼宇，包括至少两个居住楼，位于相邻居住楼之间用于收集人体粪便和垃圾并对其进行发酵的沼气池，均与沼气池相连的果树区、用于种植农作物的露地农场和用于处理沼气的沼气净化中心，与沼气净化中心相连并用于调配营养液的营养液调配中心，以及与营养液调配中心相连的气雾栽培区。

进一步地，所述沼气池通过管道与居住楼内的排水管连通，所述沼气池设有带过滤网的沼液出口，该沼气池通过管道与沼气净化中心连通，而沼液出口还通过管道与营养液调配中心连通。

再进一步地，所述沼气净化中心包括通过管道与沼气池连通的沼气收集脱硫处理中心，以及与沼气收集脱硫处理中心相连的沼气发电机。

更进一步地，所述营养调配中心包括与沼液出口连通的沼液收集曝气池，与沼液收集曝气池通过管道连通的沼液暂储池，与沼液暂储池通过管道连通的营养液调配池，以及与营养液调配池通过带第二自动控制阀的管道连通的补充营养液池；所述沼液暂储池、营养液调配池和补充营养液池内均设有营养液浓度检测仪；所述沼液收集曝气池内设有过滤装置，且所述沼液收集曝气池与沼液暂储池之间还设有沼液泵；所述沼液暂储池与营养液调配池连通的管道上还设有自动控制阀；所述营养液调配池内还设有带自动喷雾泵的第二过滤装置，该自动喷雾泵通过管道与气雾栽培区连通。

另外，所述气雾栽培区包括通过管道与自动喷雾泵连通的喷雾头，以及设置于喷雾头下方用于回收营养液的营养液回流槽，该营养液回流槽与营养液调配池连通。

基于上述一种可实现能源循环利用的多功能楼宇的使用方法，包括以下步骤：

（1）居住楼内所产生的人体粪便、厨房垃圾和废水排进沼气池进行厌氧发酵消化；

（2）发酵后产生的沼液输送至营养液调配中心处理；

（3）经营养液调配中心处理后的沼液作为有机液肥通过自动喷雾泵将其施于气雾栽培区的作物上；

（4）气雾栽培区残留的沼液回流到营养调配中心。

进一步地，所述步骤（2）中沼液输送至营养液调配中心后，先过滤，再检测其浓度是否达标，是，则直接作为有机液肥施于气雾栽培区的作物上；否，则进行营养调配直至浓度达标为止。

再进一步地，沼液输送至营养液调配中心过滤后产生的沼渣用作果树区和露地农场的有机肥。

更进一步地，所述步骤（1）中沼气池发酵产生的沼气输送至沼气净化中心经过净化后用于发电。

本发明适合房屋的聚集开发使其屋顶连成片，一家一户因不能实现规模效应难于实现经济效益，及日常运转。且在规划中应使人体产生的粪便和生活有机垃圾发酵的沼液与植物消耗的沼液量达到动态平衡为佳。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明设置了气雾栽培区，且采用温室设施做到全年生产，免农药化肥生产，加上空间的立体利用其产能远远大于露地土培。

（2）本发明将建筑用地与农业用地有机地统一起来，彻底解决了当前建筑用地与粮食生产的尖锐矛盾；城市建设不再为用地发愁农村不再因为没有资金而停滞，城市建筑可以不再向上发展而可以作横向的发展；城市的发展不再挤压耕作空间，相反城市的发展带动了农业的现代化；城市建设在农村，把农村建设得像城市不再是梦想；土地及太阳能资源得到有效而充分的利用。

（3）本发明可以使城市交通得到了极大地改善，具体是由于土地的大量供应城市的横向发展成为可能，可有效的降低人口密度，故而交通状况可得到根本改善；同时人口密度的降低及屋顶植物大量的吸收太阳能能有效地降低城市夏季气温，从而改善城市的生态环境，以达到节能宜居目的。

（4）本发明还能够彻底解决了城市生活中有机垃圾的困扰，解决了农药及化肥大量使用带来的环境污染，且采用本发明后，人们的厨房垃圾及粪便直接进入沼气池发酵不再外运，减少了运输成本，另外还极大地减少了城市中垃圾的产生，同时减少了垃圾处理费用以及处理垃圾所产生的二次污染，并且将厨房垃圾及粪便变废为宝成为有机肥及生物质能。达到了循环利用的目的，从而避免了使用化肥及农药。

（5）本发明采用循环式生产免除了化肥及农药的成本，回收的沼气用作气雾栽培及温室的能源消耗，极大地降低了农产品的生产成本。

（6）本发明所采用的气雾栽培需水量是传统农业的1/10，另外加上废水的循环利用，从而大大地节约了水资源。

（7）本发明设计合理，同时能够节约社会投资，减少农产品流通环节，且能实现能源循环利用，以及减少了环境污染，适合推广应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的平面布局示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：1-居住楼，2-沼气池，3-果树区，4-露地农场，5-沼气净化中心，6-营养液调配中心，7-过滤网，8-沼气收集脱硫处理中心，9-沼气发电机，10-过滤装置，11-沼液泵，12-沼液暂储池，13-营养液调配池，14-补充营养液池，15-营养液浓度检测仪，16-自动控制阀，17-自动喷雾泵，18-第二过滤装置，19-喷雾头，20-营养液回流槽，21-第二自动控制阀，22-沼液收集曝气池，23-气雾栽培区。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1、2所示，本发明将建筑用地与农业用地有机地统一起来，彻底解决了当前建筑用地与粮食生产的尖锐矛盾；城市建设不再为用地发愁农村不再因为没有资金而停滞，城市建筑可以不再向上发展而可以作横向的发展；城市的发展不再挤压耕作空间，相反城市的发展带动了农业的现代化；城市建设在农村，把农村建设得像城市不再是梦想；土地及太阳能资源得到有效而充分的利用。

本发明的具体设置是，包括至少两个居住楼1，位于相邻居住楼之间用于收集人体粪便和垃圾并对其进行发酵的沼气池2，均与沼气池相连的果树区3、用于种植农作物的露地农场4和用于处理沼气的沼气净化中心5，与沼气净化中心相连并用于调配营养液的营养液调配中心6，以及与营养液调配中心相连的气雾栽培区23。

上述沼气池通过管道与居住楼内的排水管连通，以便于将人体粪便和废水等排进沼气池内进行发酵，而为了防止沼气池内的残渣进入到营养液调配中心影响正常工作，所述沼气池设有带过滤网7的沼液出口，该沼气池通过管道与沼气净化中心连通，而沼液出口还通过管道与营养液调配中心连通。

为了合理利用沼气，所述沼气净化中心包括通过管道与沼气池连通的沼气收集脱硫处理中心8，以及与沼气收集脱硫处理中心相连的沼气发电机9。这样设置是为了将沼气净化后用于发电，当然沼气也可通过其他方式进行合理的利用。

上述所述营养调配中心包括与沼液出口连通的沼液收集曝气池22，与沼液收集曝气池通过管道连通的沼液暂储池12，与沼液暂储池通过管道连通的营养液调配池13，以及与营养液调配池通过带第二自动控制阀21的管道连通的补充营养液池14；所述沼液暂储池、营养液调配池和补充营养液池内均设有营养液浓度检测仪15；所述沼液收集曝气池内设有过滤装置10，且所述沼液收集曝气池与沼液暂储池之间还设有沼液泵11；所述沼液暂储池与营养液调配池连通的管道上还设有自动控制阀16；所述营养液调配池内还设有带自动喷雾泵17的第二过滤装置18，该自动喷雾泵通过管道与气雾栽培区连通。当沼液通过沼液收集曝气池曝气过滤处理后进入到沼液暂储池内，通过自动控制阀控制沼液进入营养液调配池内，而设置于营养液调配池内的营养液浓度检测仪检测时候符合适应的浓度，如果营养不足则可打开第二自动控制阀将补充营养液池内的营养液加入到营养液调配池内，直到营养液调配池内沼液符合要求，再通过第二过滤装置进入到气雾栽培区对农作物进行喷施；然而沼液收集曝气池所产生的沼渣则定期收集用做果树区和露地农场的有机肥。

为了能够节约营养液，避免造成浪费，所述气雾栽培区包括通过管道与自动喷雾泵连通的喷雾头19，以及设置于喷雾头下方用于回收营养液的营养液回流槽20，该营养液回流槽与营养液调配池连通，当有多余的营养液未被植物吸收，则会通过营养液回流槽回流到营养液调配池内进行调配后再次通过喷雾头喷洒于植物的根部及叶面经光合作用产生出氧气及农产品。

通过上述设置，本发明还能够彻底解决了城市生活中有机垃圾的困扰，解决了农药及化肥大量使用带来的环境污染，且采用本发明后，人们的厨房垃圾及粪便直接进入沼气池发酵不再外运，减少了运输成本，另外还极大地较少了城市中垃圾的产生，同时减少了垃圾处理费用以及处理垃圾所产生的二次污染，并且将厨房垃圾及粪便变废为宝成为有机肥及生物质能。达到了循环利用的目的，从而避免了使用化肥及农药。

基于上述一种可实现能源循环利用的多功能楼宇的使用方法，包括以下步骤：

（1）居住楼内所产生的人体粪便、厨房垃圾和废水排进沼气池进行厌氧发酵消化；

（2）发酵后产生的沼液输送至营养液调配中心处理；

（3）经营养液调配中心处理后的沼液作为有机液肥通过自动喷雾泵将其施于气雾栽培区的作物上；

（4）气雾栽培区残留的沼液回流到营养调配中心。

上述方法具体是人体粪便、厨房垃圾和废水通过管道进入沼气池后进行厌氧发酵，发酵过程产生的沼气则通过水压将其运输到沼气收集脱硫处理中心进行处理后用于发电，而发酵完成后的沼液则经过设置于沼液出口处的过滤网过滤后通过管道输送到沼液收集曝气池内。然后通过设置于沼液收集曝气池内的过滤装置进行过滤，再通过沼液泵将其运输到沼液暂储池，而过滤下来的沼渣则定期清除，用做果树区和露地农场的有机肥。接着进入到沼液暂储池内的沼液通过自动控制阀进入营养液调配池，此时营养液调配池内的营养液浓度检测仪对其进行检测，当符合要求的浓度，则经过第二过滤装置对其进行过滤，再通过自动喷雾泵将其运输到气雾栽培区施于作物上，如果浓度不符合要求，则通过控制第二自动控制阀将补充营养液池内的营养液输送到营养液调配池内，直到达到要求的浓度，再进行喷施。最后自动喷雾泵将营养液通过喷雾头喷施于作物上，当有多余的营养液未被植物吸收，则会通过营养液回流槽回流到营养液调配池内进行调配后再次通过喷雾头喷洒于植物的根部及叶面经光合作用产生出氧气及农产品。

本发明适合房屋的聚集开发使其屋顶连成片，一家一户因不能实现规模效应难于实现经济效益，及日常运转。且在规划中应使人体产生的粪便和生活有机垃圾发酵的沼液与植物消耗的沼液量达到动态平衡为佳。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。