[发明专利]受控密闭舱内废弃物发酵处理装置

说明书

技术领域

本发明提供一种受控密闭舱内废弃物发酵处理装置，涉及空间生命科学和环境保护设备领域。

背景技术

受控生态生命保障系统（简称CELSS）可实现对氧气、水和食物的循环再生，满足航天员对氧气、水和食物的需求，又可实现对其所产生的废气、废水和废物的净化及循环利用，保障航天员的健康和工作效率，这是人类建立永久性空间站、太空远航、月球移民的必要条件。将CELSS应用于航天任务之前，必须在地球上进行受控条件的广泛研究，以降低了在空间实验的成本、危险性和后勤负担。世界各主要航天大国的空间生命支持系统的研究途径比较相似，都是先地面后空间，即先在地面建立受控密闭舱，开展CELSS模拟实验，再向空间发展。CELSS是目前世界上最先进的闭环回路生命保障技术，该系统应不需要地面进行补给，本身的碳、氧和水能形成一个独立、完整的闭式循环。在受控密闭舱内进行废弃物处理的方法很多，从不同的着眼点出发，目前已经出现了不同类型的处理装置，以微生物降解类型居多。但无论什么类型，是好氧还是厌氧，其最大的难题在于如何防止废弃物处理过程产生的有害气体和液体对密闭舱内部环境的污染。因此，在设计废弃物处理装置时，必须着重加以考虑。

随着国民经济的快速发展，人民生活水平不断提高，畜禽养殖业不断壮大，各种化肥、农药、石油化工产品广泛使用，农业面源污染相当严重，特别是有机污染。如何有效控制污染物排放，可持续利用宝贵资源，发展循环经济已成为当今全社会普遍关注的一大热点，亟需研究高效、简单、价廉又无二次污染的废弃物处理方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种受控密闭舱内废弃物发酵处理装置，处理并循环利用受控密闭舱内载人闭合试验过程产生的固体废弃物，有效提高物质循环闭合度。

本发明的技术方案在于：一种受控密闭舱内废弃物发酵处理装置，包括发酵反应罐和密闭红萍培养室，其特征在于，所述发酵反应罐内设有废料搅拌器，废弃物降解产生的废气由设于发酵反应罐上端部的排气口排出，经出气管路通往密闭红萍培养室用于红萍光合作用，所述红萍培养室内红萍释放出的氧气由红萍培养室顶部的输气管路输出，经发酵反应罐上部侧壁的第一进气口送入发酵反应罐用于废弃物的有氧降解；所述发酵反应罐的上部侧壁还设有以让废弃物发酵产生的废水排出的出水口，废水经出水管路通往红萍培养室下腔室的集液箱，所述集液箱的水经循环水泵通过循环水管路送往红萍栽培盘供红萍吸收及光合放氧后，经溢流管流回集液箱以形成闭式循环；所述循环水管路上连通有输水管支路，所述输水管支路与发酵反应罐下部侧壁的进水口相通。

进一步的，所述通往第一进气口的输气管路上依次设有循环气泵及电磁气阀A，所述输气管路在循环气泵与电磁气阀A之间还连通有输气支管，所述输气支管与发酵反应罐底部第二进气口相连通，所述输气支管上设有电磁气阀B。

进一步的，所述红萍培养室内由上至下设有若干层红萍栽培盘，所述循环水管路通往顶层红萍栽培盘，所述在通往顶层栽培盘的循环水管路上依次设有过滤阀、水阀C及流量调节阀，所述过滤阀与电磁水阀C之间还连通有输水管支路，所述输水管支路上设有电磁水阀D。

进一步的，所述每层栽培盘底部设有溢流管与下一层红萍栽培盘相连通，所述红萍栽培盘底部还设有LED灯板。

进一步的，所述发酵反应罐的盖板上开设有加料口，加料口上端设有封盖，所述发酵反应罐顶部设有电机以驱动搅拌器旋转，所述搅拌器自上至下由若干叶轮所组成，所述发酵反应罐顶部还设有与发酵反应罐相连通的PH检测控制器，所述发酵反应罐底部还设有经降解后的料渣卸料口。

进一步的，所述集液箱底部设有加热废水的加热器，集液箱上侧壁设有水位计，所述集液箱中部还设有水温探头，所述集液箱顶部与底层红萍栽培盘的溢流管连接处设有滤网。

进一步的，所述循环水泵位于集液箱底部，所述循环水管路在循环水泵与过滤阀之间还连通有回水管路，所述回水管路上设有安全阀与集液箱相连通。

进一步的，所述红萍培养室顶部还设有生活废水贮罐，所述贮罐输出端设有微量进样器，所述微量进样器输出端与顶层红萍栽培盘相连通。