[发明专利]一种源分离尿液处理系统及方法

权利要求书

1.一种源分离尿液处理系统，其特征在于，包括顺次连接的水回收系统、营养元素回收系统和抗生素去除系统；所述水回收系统内设置有膜蒸馏装置；所述营养元素回收系统内装填有吸附材料，所述吸附材料包括铁基生物炭材料，所述铁基生物炭材料能够高效地吸附回收尿液中的氮、磷和钾；所述抗生素去除系统内装填有催化材料，所述催化材料包括菌渣生物炭催化剂，所述抗生素去除系统还设置有氧化剂入口；

所述铁基生物炭材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将生物质材料进行热解炭化，得到生物质多孔炭材料；所述热解炭化的温度为200～300℃，时间为1～2h；

(2)将所述生物质多孔炭材料在硝酸铁溶液中浸渍，将所得浸渍料液的pH值调节至强碱性后进行水热反应，得到所述铁基生物炭材料；

所述菌渣生物炭催化剂的制备方法包括以下步骤：

(a)将菌渣生物质进行热解炭化，得到生物炭材料；

(b)将所述生物炭材料与活化剂混合，在无氧或缺氧条件下进行煅烧，得到所述菌渣生物炭催化剂。

2.根据权利要求1所述的源分离尿液处理系统，其特征在于，所述膜蒸馏装置中的膜为聚四氟乙烯膜。

3.根据权利要求1所述的源分离尿液处理系统，其特征在于，所述步骤(1)中的生物质材料包括玉米秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆和木屑中的一种或几种；

所述步骤(2)中生物质多孔炭材料与硝酸铁溶液中硝酸铁的质量比为1:2；所述浸渍的时间为12～15h；所述强碱性的pH值为11.81～12.04；所述水热反应的温度为55～65℃，时间为22h。

4.根据权利要求1所述的源分离尿液处理系统，其特征在于，所述步骤(a)中的菌渣生物质包括土霉素菌渣、青霉素菌渣和链霉素菌渣中的一种或几种；所述热解炭化的温度为300～500℃，时间为1～2h；

所述步骤(b)中的活化剂为氢氧化钾，所述生物炭材料与活化剂的质量比为1:2～5；所述煅烧的温度为700～900℃，时间为1～2h。

5.利用权利要求1～4任意一项所述系统进行源分离尿液处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将源分离尿液通入所述水回收系统内加热进行膜蒸馏，得到回收水和浓缩尿液；

将所述浓缩尿液通入营养元素回收系统内，所述营养元素回收系统内的吸附材料对浓缩尿液中的营养元素进行吸附处理；

将吸附处理后的尿液通入抗生素去除系统内，同时由氧化剂入口向所述抗生素去除系统内通入氧化剂，抗生素去除系统内的催化材料和氧化剂对吸附处理后的尿液进行催化氧化，降解抗生物，得到无害化尿液。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述加热的温度为40～60℃。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述氧化剂包括双氧水、过一硫酸盐和过硫酸盐中的一种或几种。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述吸附处理后所得吸附材料用作农作物的土壤肥料。