申请日2013.08.05
公开(公告)日2013.11.20
IPC分类号C02F1/00; A01C23/04; F03B13/00; A01G23/00; C05F7/00; A01G25/00
摘要
一种城市污水粪便与沙漠治理及管道水力电能的综合利用方法，本技术领域涉及城市污水粪便治理技术、管道水力多次发电技术、及治理沙漠的植树造林技术领域。它是将处理成符合农业灌溉标准的污水和粪水，输入建设在城市周边、总体高度高于沙漠水管网的混合过滤蓄水池内混合、过滤并储蓄，在混合过滤蓄水池与沙漠水管网之间、连接管道，并安装数量庞大的发电机水轮及发电配套设备，在沙漠表面，挖掘大量的蓄肥保湿坑并在坑内及沙漠表面，分别覆盖不同的有孔塑料薄膜，在保湿坑之间种植沙漠植物，液态肥在混合过滤蓄水池与沙漠水管网之间高度差的压力下，自动流向沙漠水管网时，驱动发电机水轮旋转发电后，液态肥进入沙漠水管网内分流提供给沙漠植物。
权利要求书
1.一种城市污水粪便与沙漠治理及管道水力电能的综合利用方法，它包括以下步骤：在沙漠铺设水管网并植树造林，将城市的污水和粪便，经污水处理厂和粪便处理厂，处理成符合农业灌溉标准的污水和粪水，其特征是：通过水泵及污水输入管(101)、粪水输入管(102)的作用，将污水和粪水输入建设在城市周边、总体高度高于沙漠水管网的混合过滤蓄水池(103)内储蓄，按一定比例、混合成有机液态肥并过滤，或污水和粪水在输入混合过滤蓄水池(103)之前，按一定比例混合成有机液态肥并过滤，在混合过滤蓄水池(103)与沙漠水管网主水管(113)之间，连接一条或一条以上的圆形液态肥输送管(104)，在液态肥输送管(104)里，按顺序、分组段，依次排列、安装发电机水轮(107)，在液态肥输送管(104)外、与发电机水轮(107)对应的位置，安装与发电机水轮(107)相应数量、相匹配的发电配套设备，液态肥通过液态肥输送管(104)时，驱动发电机叶轮(107)旋转并传动发电配套设备发电，把多组发电机发出的电能、串拼联接并联接国家电网，出售电能，液态肥经过发电区域后，进入沙漠水管网内分流，提供给沙漠植物，作为治理沙漠植树造林的有机液态肥资源。
2.根据权利要求1所述的一种城市污水粪便与沙漠治理及管道水力电能的综合利用方法，所述输入混合过滤蓄水池(103)的污水和粪水，包括淡水资源，所述在液态肥输送管(104)里安装发电机水轮(107)，是在同一条总长度在10千米之内的液态肥输送管(104)里，按顺序、分组段，依次排列、安装大于或等于500个发电机水轮(107)，或在同一条总长度在1千米之内的液态肥输送管(104)里，安装大于或等于50个发电机水轮(107)，所述进入沙漠水管网内的液态肥，包括采用各种形式灌溉。
3.一种治理城市的污水和粪便提供给沙漠植物作为有机液态肥方法，它包括以下步骤：将城市的污水粪便、经过污水处理厂和粪便处理厂，处理成符合农业灌溉标准的污水和粪水，其特征是：通过水泵及污水输入管(101)、粪水输入管(102)的作用，将污水和粪水输入建设在城市周边，总体高度高于沙漠水管网的混合过滤蓄水池(103)内储蓄，按一定比例混合成富含植物有效营养的有机液态肥并过滤，或污水和粪水在输入混合过滤蓄水池(103)之前，按一定比例混合成有机液态肥并过滤，在混合过滤蓄水池(103)与沙漠水管网主水管(113)之间，连接一条或一条以上液态肥输送管(104)，并在液态肥输送管(104)傍边，傍通连接一条与液态肥输送管(104)管径、长度相当的备用水管(106)，通过混合过滤蓄水池(103)与沙漠水管网之间高度差的压力，自动将混合过滤蓄水池(103)内的有机液态肥通过液态肥输送管(104)，流向沙漠水管网并提供给沙漠植物，作为治理沙漠植树造林的有机液态肥资源。
4.根据权利要求3所述的一种治理城市的污水粪便提供给沙漠植物作为有机液态肥方法，其特征是：所述污水输入管(101)、粪水输入管(102)及液态肥输送管(104)、备用水管(106)均为圆形、它们之间的具体数量是根据实际需要而定，所述污水输入管(101)及粪水输入管(102)的直径之和，须大于液态肥输送管(104)的直径之和，所述输入混合蓄水池(103)的污水和粪水总量，须大于液态肥输送管(104)输出的总量。
5.一种利用城市与沙漠之间的液态肥输送管道进行水力多次发电方法，它包括以下步骤：将处理成符合农业灌溉标准的污水和粪水，通过水泵及污水输入管(101)、粪水输入管(102)的作用，将污水和粪水输入建设在城市周边，总体高度高于沙漠水管网的混合过滤蓄水池(103)内储蓄，在混合过滤蓄水池(103)与沙漠水管网主水管(113)之间，连接一条或一条以上的圆形液态肥输送管(104)，其特征是：在液态肥输送管(104)里，按顺序、分组段，依次排列、安装发电机水轮(107)，在每组发电机水轮(107)前、后端傍边，傍通连接一条管径、长度和液态肥输送管(104)相当的备用水管(106)，在液态肥输送管(104)里，每组发电机水轮(107)及备用水管(106)的前、后端，分别安装管道开关(105)，在每组发电机水轮(107)之间留有若干个检修口(108)，每组发电机水轮(107)之间的底端，留有若干个排积水开关(109)，在液态肥输送管(104)外、与发电机水轮(107)对应的位置，安装与发电机水轮(107)相应数量、相匹配的发电配套设备连接轴(110)、齿轮加速器(111)和发电机(112)，液态肥在混合过滤蓄水池(103)与沙漠水管网之间高度差的压力，通过液态肥输送管(104)自动流向沙漠水管网时，驱动发电机水轮(107)旋转、传动发电配套设备发电，并联接国家电网，出售电能。
6.根据权利要求5所述的一种利用城市与沙漠之间的液态肥输送管道进行水力多次发电方法，其特征是：污水输入管(101)、粪水输入管(102)及液态肥输送管(104)、备用水管(106)的具体数量，根据实际需要而定，所述在液态肥输送管(104)安装发电机水轮(107)，是在同一条总长度在10千米之内的液态肥输送管(104)里，安装大于或等于500个发电机水轮(107)，所述备用水管(106)包括与一条或一条以上的液 态肥输送管(104)互通联接，共同备用。
7.根据权利要求5所述的一种利用城市与沙漠之间的液态肥输送管道进行水力多次发电方法，其特征是：在同一条总长度在1千米之内的液态肥输送管(104)里，安装大于或等于50个发电机水轮(107)并在液态输送管(104)外，与发电机水轮(107)对应的位置，安装与发电机水轮(107)相应数量、相匹配的发电配套设备，所述液态肥输送管(104)里流动的液态肥，包括液态肥以外的淡水资源。
8.一种快速治理沙漠的植树造林方法，它包括以下步骤：在沙漠地区修筑必要的道路、建设梯形向上斜角防风墙、顺风种植树苗、铺设水管网，种植树苗前，树苗根系用有孔塑料薄膜或有孔塑料器皿包裹营养泥，其特征是：将沙漠规划、分割成正方形或长方形块状，在沙漠表面挖掘大量可储蓄水分的带状的蓄肥保湿坑(117)，并在蓄肥保湿坑(117)内，覆盖保湿坑塑料薄膜(119)，在蓄肥保湿坑与水管网小水管(115)交汇点，安装水管开关，或小水管(115)在蓄肥保湿坑(117)之上，以一定的间距安装水管开关并设定一个相对较小的流水值，然后将泥沙回填蓄肥保湿坑(117)内平整，在沙漠表面，覆盖沙漠表面塑料薄膜(120)，并用一定厚度的泥沙覆盖及设法固定沙漠表面塑料薄膜(120)，在两个带状的蓄肥保湿坑之间，种植适合当地气候条件的沙漠植物，采用经过处理成符合农业灌溉标准的污水和粪水、按一定比例混合而成的有机液态肥，通过液态肥输送管(104)输送至沙漠水管网内分流，作为沙漠植物的有机液态肥资源，利用泥沙作传递介质，通过带状蓄肥保湿坑(117)里的泥沙及透过保湿坑塑料薄膜(119)的孔，把储存在蓄肥保湿坑(117)里的养分和水分，、向蓄肥保湿坑(117)周围作渗透式传递给沙漠植物吸收。
9.根据权利要求8所述的一种快速治理沙漠的植树造林方法，其特征是：所述在沙漠表面挖掘大量可储蓄水分的带状的蓄肥保湿坑(117)，是有规律、按顺序，以一定的间距、宽度和深度，挖掘成大量U形、或V形、或凹形可储蓄水分的带状坑体，所述保湿坑塑料薄膜(119)，是将塑料薄膜预制成两端间中有孔、中间完好的整体塑料薄膜，所述沙漠表面塑料薄膜(120)，是将塑料薄膜预制成间中有孔、孔位均匀分布的整体塑料薄膜，所述有机液态肥，是将处理成符合农业灌溉标准的污水和粪水，按一定的比例，混合成富含植物有效营养的有机液态肥，所述进入沙漠水管网内的液态肥，包括采用各种形式灌溉。
说明书
城市污水粪便与沙漠治理及管道水力电能的综合利用方法
技术领域
本技术领域涉及城市污水粪便治理技术、管道水力多次发电技术、及治理沙漠的植树造林技术，尤其 是三者之间紧密联系、互利共赢的综合治理和利用技术领域。
背景技术
目前，曾有或现有的城市污水处理技术虽然成熟，但其昂贵的设备运行和治污成本、在某种程度上， 阻碍了该行业进一步无公害化处理污水的正常发展，造成经过污水处理厂处理成附合排放标准的污水，依 然属于污水，仍对环境造成一定程度的污染危害，鲜有将污水无公害化进行大量的彻底根治。污水具有污 染危害和肥料资源两种概念，其成份复杂、污染性强，所含植物有效营养较低，因此，极少有对污水进行 变废为宝、大量循环利用，以赢取社会利益及赚取经济利益。
目前，曾有或现有的城市粪便处理技术虽然成熟，像污水一样，其昂贵的设备运行和治理成本，在某 种程度上，阻碍了该行业进一步无公害化处理粪便的正常发展，造成经粪便处理厂处理成附合排放标准的 粪水，仍对环境造成一定程度的污染危害，除有限的粪便利用于城市园林树木花草灌溉之外，鲜有将粪便 无公害化进行大量彻底根治。粪便具有污染危害和肥料资源两种概念，多数农村土地经营观念变化，追求 短期高产，忽略采用有机肥养田养地、以及运输成本增加、农民卫生观念加强等原因，城市粪便的农业利 用早已迅速衰退，城市传统出路受阻，对粪便处理提出了严峻的挑战，城市粪便处理可持续发展战略选择 有限。
目前，曾有或现有的管道发电技术，一般是采用拦河筑坝、提高水位，在同一条总长度在10千米以 内的管道或渠道里，安装小于500个发电机水轮、或在同一条总长在1千米以内的管道或渠道里，安装小 于50个发电机水轮，利用淡水资源的一个水落差的水流和压力，冲击驱动发电机水轮旋转，并传动安装 在管道外相应位置的发电配套设备发电，对宝贵的资源利用不足、投资大收益小，造成资源浪费，并且， 还没有利用淡水以外的污、粪水资源，驱动数量庞大的发电机水轮及其发电配套设备旋转、进行水力多次 发电技术。
目前，曾有或现有的治理沙漠植树造林技术，一般采用在沙漠地区修筑道路、建防风墙、顺风种植树 苗、铺设水管网、用淡水进行各种形式的灌溉，过多使用追求短期效益、并产生一定负面效应的化学肥料， 人为改善沙漠干旱、少雨、无水、风大、沙多泥少的方法不对头，植物有效营养严重不足，植物赖以生存 的水分和有机肥养分，无法得到科学、持续供给，所栽沙漠植物成活率低、生长周期长、导致绿化覆盖面 积小、治理成效差，治理沙漠的速度慢于沙漠的扩展速度，投资与收益难成正比，对人力、财力和物力造 成极大浪费，极大地打击了治理沙漠的个人或团体的积极性，其结果是沙漠面积越来越大，严重威胁人类 赖以生存的土地资源。
目前，曾有或现有的城市污水粪便治理技术、治理沙漠植树造林技术及管道水力多次发电技术，一般 采用互不干涉、独立运作，或仅有其中两者之间联系在一起，还没有将它们三者之间紧密联系、互利共赢， 进行完美结合的综合治理和利用技术。
发明内容
为克服背景技术中，污水及粪便治理曾有或现有技术的不足，本发明提供一种治理城市的污水和粪便 提供给沙漠植物作为有机液态肥方法。治理城市污水粪便的根本方法，就是大量利用。污水和粪便具有肥 料资源和污染危害两种概念，本发明方法所采用的技术方案是：将城市的污水和粪便，经过污水处理厂和 粪便处理厂，处理成符合农业灌溉标准的污水和粪水后，通过水泵及污水输入管、粪水输入管的作用，将 污水和粪水，输入建设在城市周边、总体高度高于沙漠水管网的混合过滤蓄水池内储蓄，按一定比例混合 成富含植物有效营养的有机液态肥并过滤，或污水和粪水在输入混合过滤蓄水池之前，按一定比例混合成 富含植物有效营养的有机液态肥并过滤。对于一个城市而言，若单独使用粪水，虽然所含植物有效营养较 高，但难以满足一个沙漠片区的沙漠植物肥水所需，若单独使用污水，其成分复杂且所含植物有效营养较 低，因此，将污水和粪水按一定比例混合使用，正好优缺互补、完美结合。在混合过滤蓄水池与沙漠水管 网主水管之间，连接一条或一条以上的液态肥输送管，并在液态肥输送管傍边，傍通连接一条，与液态肥 输送管管径、长度相当的备用水管，通过混合过滤蓄水池与沙漠水管网之间高度差的压力，以节约运输成 本的管道输送形式，自动将混合过滤蓄水池内的有机液态肥，通过液态肥输送管，源源不断地流向沙漠预 先铺设的水管网内分流、提供给沙漠植物，作为治理沙漠植树造林的有机液态肥资源。为提高利用率及便 于安装、运输作业等因素，污水输入管、粪水输入管、备用水管及液态肥输送管，均采用圆形的水泥钢筋 预制管或其它圆形金属、塑料管接驳，它们三者的具体数量根据实际需要而定，污水输入管及粪水输入管 的直径之和须大于液态肥输送管的直径之和、输入混合过滤蓄水池的污水及粪水的总量，须大于液态肥输 送管输出的总量，以确保污水和粪水总量，进多出少或进出平衡，避免液态肥输送管内进入空气、产生气 阻，影响正常输送液态肥。
本发明的有益效果是：将具有肥料资源和污染危害两种概念的污水，及城市传统出路受阻、利用率低， 并具有肥料资源和污染危害两种概念的粪便，经过处理后，以节约运输成本的管道输送形式、提供给沙漠 植物，作为肥水合一、富含植物有效营养的有机液态肥资源，既治理了城市污水粪便带来的污染危害，又 利用了城市污水粪便的肥料资源，使沙漠植物生长迅速，并为此节约大量宝贵的淡水资源，一举多得。
为克服背景技术中，曾有或现有管道水力发电技术的不足，本发明提供一种利用城市与沙漠之间的液 态肥输送管道进行水力多次发电方法。本发明方法所采用的技术方案是：将处理成符合农业灌溉标准的污 水及粪水，通过水泵及污水输入管、粪水输入管的作用，输入建设在城市周边，总体高度高于沙漠水管网 的混合过滤蓄水池里混合、过滤并储蓄，在混合过滤蓄水池与沙漠水管网主水管之间，连接一条或一条以 上的圆形液态肥输里送管，在圆形液态肥输里送管里，按顺序、分组段依次排列安装数量庞大的发电机水 轮，安装发电机水轮之所以称为数量庞大，是在同一条总长度在10千米之内的液态肥输送管里，安装大 于或等于500个发电机水轮，或在同一条总长度1千米之内的液态肥输送管里，安装大于或等于50个发 电机水轮。在每组发电机水轮的前、后端傍边，连接一条管径、长度与液态肥输送管相当的备用水管，在 液态肥输里送管里，每组发电机水轮及备用水管的前、后端分别安装管道开关。如在混合过滤蓄水池与 沙漠水管网主水管之间，连接一条以上的液态肥输里送管时，备用水管应与一条或一条以上的液态肥输送 管进行互通联接，共同备用，便于某条液态肥输送管里某个发电机叶轮检修机时，均可将该条液态肥输送 管所属组段的液态肥，改道至备用水管里，避免影响其它组段的发电设备正常运行，达到资源共享、节约 成本之目的。在每组发电机水轮之间留有若干个检修口，每组发电机水轮之间的底端，留有若干个排积 水开关，在液态肥输送管外，与发电机水轮对应的位置，安装与发电机水轮相应数量、相匹配的发电配套 设备连接轴、齿轮加速器和发电机，利用液态肥在混合过滤蓄水池与沙漠用水点之间高度差的压力，以相 对稳定的水流和压力，通过液态肥输送管，自动流向沙漠水管网时驱动发电机水轮旋转、传动发电机配套 设备发电，完成一个由动能产生机械能的过程，把多组发电机发出的电能，串拼联接，并联接国家电网， 出售绿色电能。针对发电而言，液态肥输送管里流动的液态肥，除液态肥以外，可以使用淡水资源。
本发明的有益效果是：利用建设在城市周边的混合过滤蓄水池，与沙漠水管网其中主水管之间连接的 液态肥输送管道里，安装数量庞大的发电机水轮，利用液态肥在混合过滤蓄水池、与沙漠水管网之间高度 差的压力，通过液态肥流动时驱动发电配套设备旋转，作动能与电能的转变，只需一个水落差，无需拦河 筑坝，就可以进行积小成多、以数量取胜的形式发电并产生巨大的经济效益。具有方法简单、投资少、收 益大、利用率高、避免资源浪费的优点。
为克服背景技术中，曾有或现有治理沙漠植树造林技术的不足，本发明提供一种快速治理沙漠的植树 造林方法。从根本上治理沙漠的方法，就是植树造林。沙漠中的沙，原本是含有泥的成份，只是沙多泥少， 将其称为泥沙更为科学合理。本发明所采用的技术方案是：在沙漠地区修筑必要的道路，便于交通和运输; 选择合适地形，用沙包以一定高度、建设梯形向上的斜角防风墙，以减少大风对树苗的危害;顺风排列种 植树苗，进一步减少大风对树苗的危害;铺设水管网，在种植树苗前，对树苗根系用有孔塑料薄膜或有孔 塑料器皿包裹营养泥，以减少移植时、树苗根系的创伤性及对新环境的适应性伤害，并保证树苗在移植初 期的营养和水分所需;沙漠地势相对平坦，将其规划、分割成正方形或长方形块状，利于修筑道路、铺设 水管网及日后进行相关的管理施工作业;在沙漠表面，有规律、按顺序，以一定的间距、宽度和深度挖掘 大量U形、或V形、或凹形可储蓄水分的带状蓄肥保湿坑，并在带状蓄肥保湿坑内，覆盖预制成两端间中 有孔、中间完好的整张带状的保湿坑塑料薄膜，带状蓄肥保湿坑与水管网小水管交汇点，安装开关或小水 管在带状储肥保湿坑之上，以一定的间距，安装开关并设定一个相对较小的流水值，然后把泥沙回填带状 蓄肥保湿坑内，并平整泥沙。在沙漠表面，覆盖预制成间中有孔、孔位均匀分布的整张带状的沙漠表面塑 料薄膜，并用一定厚度的泥沙覆盖及设法固定沙漠表面塑料薄膜，在两个带状蓄肥保湿坑之间，种植适合 当地气候条件的沙漠植物;采用城市的粪水和污水按一定比例混合而成的有机液态肥，通过液态肥输送管 输送至沙漠水管网内分流，作为沙漠植物肥水合二为一、富含植物有效营养的有机液态肥资源，利用泥沙 作传递介质，通过带状蓄肥保湿坑里的泥沙及透过保湿坑塑料薄膜的孔，把储存在蓄肥保湿坑里的养分和 水分，向蓄肥保湿坑周围作渗透式传递给沙漠植物吸收。
本发明的有益效果是：将沙漠规划、分割成正方形或长方形块状、易于施工及管理提高工作效率;沙 漠表面挖掘大量带状蓄肥保湿坑，并在带状蓄肥保湿坑及沙漠表面分别覆盖不同的有孔塑料薄膜，最大程 度地减少水分蒸发和流失;采用城市的粪水和污水混合而成的有机液态肥，提供给沙漠植物灌溉，既利用 了城市的污水粪便肥料资源又治理了污染危害，有效提高沙漠整体养分和湿度，方法简单实用、成本低廉、 高效，数法结合，为沙漠植物创造了良好的快速生长条件，沙漠植物成活率必然大幅提高、生长迅速、缩 短生长周期，沙漠植物覆盖沙漠面积广、植皮会迅速恢复、使生态恢复至原始自然循环状态，达到防风固 沙、减少沙尘暴、产生大量氧气、吸收大量二氧化碳、调节全球气温、带动产业、促进就业的目的，为人 类赢取宝贵土地资源，具有很强的环保优势。
为克服背景技术中，城市污水粪便治理技术、治理沙漠植树造林技术及管道水力多次发电技术，三者 之间紧密联系技术的欠缺，本发明提供一种城市污水粪便与沙漠治理及管道水力电能的综合利用方法，本 技术方案是这样的：在沙漠铺设水管网并植树造林，将城市的污水和粪便，经过污水处理厂和粪便处理厂 处理成，符合农业灌溉标准的污水和粪水后，通过水泵和污水输入管、粪水输入管的作用，将污水和粪水， 输入建设在城市周边、总体高度高于沙漠水管网的混合过滤蓄水池内储蓄，将污水和粪水按一定比例混合 成有机液态肥并过滤，或污水和粪水在输入混合过滤蓄水池之前按一定比例混合成有机肥并过滤，在混合 过滤蓄水池与沙漠水管网主水管之间，连接一条或一条以上的圆形液态肥输里送管，在液态肥输送管里， 按顺序、分组段依次排列、安装数量庞大的发电机水轮，并在液态肥输送管外与发电机水轮对应的位置， 安装与发电机水轮相应数量、相匹配的发电机配套设备，利用液态肥在混合过滤蓄水池与沙漠水管网之间 高度差的压力，以相对稳定的水流和压力，通过液态肥输送管自动流向沙漠水管网时，驱动发电机水轮旋 转，向外输出旋转动力、传动发电机配套设备发电，并联接国家电网，出售电能。最后，液态肥进入沙漠 水管网内分流，提供给沙漠植物，作为治理沙漠植树造林的有机液态肥资源。