CN116137857A - 包括生物处理设备和燃烧设备的家庭厕所废物处理系统以及通过使用其处理厕所废物的方法 - Google Patents

包括生物处理设备和燃烧设备的家庭厕所废物处理系统以及通过使用其处理厕所废物的方法 Download PDF

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Abstract

提供家庭厕所废物处理系统和使用其处理厕所废物的方法，所述家庭厕所废物处理系统包括固‑液分离厕所、生物处理设备、杀菌设备、和燃烧设备。所述燃烧设备对缓慢的生物处理设备进行补足以容许在单位空间中连续处理家庭厕所废物而无需长距离管道连接。

Description

包括生物处理设备和燃烧设备的家庭厕所废物处理系统以及 通过使用其处理厕所废物的方法
技术领域
提供包括生物处理设备和燃烧设备的家庭厕所废物处理系统以及通过使用其处理厕所废物的方法。
背景技术
已知世界人口中约23亿人生活在没有基本厕所的环境中。因此，已知许多人暴露于受污染的环境。特别地，在没有排污设施的欠发达国家中许多城市穷人使用受污染的水作为饮用水。因此，在没有排污设施的欠发达国家中或甚至在发达国家中，单独的房屋需要能够实现排泄物的自净化的环保的厕所系统。
存在仅进行生物处理过程的公共厕所系统。然而，相关技术的公共厕所系统在生物处理过程期间以缓慢的速度处理厕所废物，且因此需要过大的系统来解决该问题，并且不可能完全分解固体。
因此，即使通过相关技术，仍需要替代的家庭厕所废物处理系统。
发明内容
技术问题
一个方面提供家庭厕所废物处理系统，其包括：用于将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物的固-液分离厕所100；用于对从固-液分离厕所100传送的液体厕所废物进行生物处理的生物处理设备120；用于对从生物处理设备120传送的经生物处理的液体废物进行杀菌(消毒)的杀菌设备140；以及用于燃烧从固-液分离厕所100传送的固体厕所废物和从生物处理设备120传送的经生物处理的固体废物的燃烧设备164。
另一方面提供家庭厕所废物处理系统，其包括：用于将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物的固-液分离厕所100；用于对从固-液分离厕所100传送的液体厕所废物进行生物处理的生物处理设备120；用于在厌氧条件下对从固-液分离厕所100传送的固体厕所废物进行生物处理的厌氧消化生物反应器180；用于对从生物处理设备120传送的经生物处理的液体废物进行杀菌的杀菌设备140；以及用于燃烧从厌氧消化生物反应器180传送的经厌氧消化的固体厕所废物和从生物处理设备120传送的经生物处理的固体厕所废物的燃烧设备164。
另一方面提供处理厕所废物的方法，该方法包括：通过将厕所废物投入固-液分离厕所而将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物；将所分离的固体厕所废物传送至用于燃烧的燃烧设备并且将所分离的液体厕所废物传送至用于生物处理的生物处理设备；将经生物处理的液体废物传送至用于杀菌的杀菌设备；将经生物处理的液体废物的残渣(沉渣)的一部分传送至燃烧设备并且将该残渣的一部分传送至生物处理设备的缺氧生物反应器而补充以微生物。
另一方面提供处理厕所废物的方法，该方法包括：通过将厕所废物投入固-液分离厕所而将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物；将所分离的固体厕所废物传送至用于厌氧消化的厌氧消化生物反应器；将在分离步骤时分离的液体厕所废物和在厌氧消化步骤时溶解(溶液化)的液体废物传送至用于生物处理的生物处理设备；将经生物处理的液体废物传送至用于杀菌的杀菌设备；将在生物处理步骤时生物处理的液体废物的残渣的一部分传送至用于燃烧的燃烧设备并且将该残渣的一部分传送至生物处理设备的缺氧生物反应器而补充以微生物；以及将在厌氧消化步骤时获得的残渣传送至用于燃烧的燃烧设备。
问题的解决方案
一个方面提供家庭厕所废物处理系统，其包括：用于将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物的固-液分离厕所100；用于对从固-液分离厕所100传送的液体厕所废物进行生物处理的生物处理设备120；用于对从生物处理设备120传送的经生物处理的液体废物进行杀菌的杀菌设备140；以及用于燃烧从固-液分离厕所100传送的固体厕所废物和从生物处理设备120传送的经生物处理的固体废物的燃烧设备164。
在本说明书中，术语“厕所废物”可包括粪便、尿、或其组合。厕所废物可进一步包括卫生纸、冲洗水、或其组合。
在家庭厕所废物处理系统中，固-液分离厕所可包括用于容纳所分离的液体厕所废物的液体收集单元和用于容纳所分离的固体厕所废物的固体收集单元。液体收集单元可连接至生物处理设备。固体收集单元可连接至燃烧设备。在液体收集单元中收集的液体厕所废物可被连续传送至生物处理设备，或可被储存在液体厕所废物储存器中并且然后被传送至生物处理设备。因此，家庭厕所废物处理系统可包括液体厕所废物储存器，液体厕所废物储存器连接至固-液分离厕所的液体收集单元和生物处理设备且布置在固-液分离厕所的液体收集单元和生物处理设备之间。另外，在固体收集单元中收集的固体厕所废物可被连续传送至燃烧设备，或可被储存在固体厕所废物储存器中并且然后被传送至燃烧设备。因此，家庭厕所废物处理系统可包括固体厕所废物储存器，固体厕所废物储存器连接至固-液分离厕所的固体收集单元和燃烧设备且布置在固-液分离厕所的固体收集单元和燃烧设备之间。
例如，固-液分离厕所100可包括主体和收集构件。主体可具有排泄物传送表面和排泄物隔离表面。排泄物传送表面可用于传送厕所废物。排泄物隔离表面可设置在排泄物传送表面下方。排泄物隔离表面可用于将从排泄物传送表面提供的厕所废物分离成液体废物和固体废物。收集构件可包括用于容纳液体废物的液体收集区域和用于容纳固体废物的固体收集区域。液体废物可经由通过液体收集区域而传送至在固-液分离厕所100外部的缓冲槽(缓冲罐)。固体厕所废物可经由通过固体收集区域而传送至在固-液分离厕所100外部的固体处理设备(未显示)。
固-液分离厕所可配置成具有适合于以小于或等于可在生物反应器中消耗的平均化学需氧(COD)量的量提供液体厕所废物的固体分离率和液体分离率。例如，固-液分离厕所可配置成分别具有50％-100％的固体分离率和液体分离率。固体分离率是指将引入的厕所废物的固体组分分离成固体的比例。固体分离率可作为如下计算：引入的厕所废物中从总的悬浮固体(TSS)分离的固体的总含量的比例。液体分离率是指将引入的厕所废物的液体组分分离成液体的比例。液体分离率可作为如下计算：引入的厕所废物中的其中总体积分离成液体的部分的总体积的比例。固体分离率可在例如60％-100％、70％-100％、80％-100％、90％-100％、95％-100％、97.5％-100％、60％-95％、70％-90％、80％-95％、90％-95％、95％-97.5％、或70％-95％的范围内。另外，液体分离率可在例如60％-100％、70％-100％、80％-100％、90％-100％、95％-100％、97.5％-100％、60％-95％、70％-90％、80％-95％、90％-95％、95％-97.5％、或70％-95％的范围内。例如，固体厕所废物可以大于或等于90％的分离率分离并且传送至燃烧设备，并且液体厕所废物可以大于或等于80％的分离率分离并且传送至生物处理设备。
在家庭厕所废物处理系统中，生物处理设备可为不包括厌氧消化生物反应器的生物反应器、或其组合。不包括厌氧消化生物反应器的生物反应器可包括厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、含氧(好氧)生物反应器、或其组合。这样的组合可包括如下的情况：其中至少一个缺氧生物反应器与至少一个含氧生物反应器连接，使得在前面的生物反应器中处理的液体厕所废物被传送至后面的生物反应器以进行连续处理。
另外，生物处理设备可包括厌氧消化(AD)生物反应器。AD生物反应器可与以下组合地布置：不包括AD生物反应器的生物反应器、或其组合。AD生物反应器可布置在不包括AD生物反应器的生物反应器、或其组合的前面，使得从固-液分离厕所传送的液体厕所废物可流入，并且有机物质可通过厌氧消化而溶解。AD生物反应器可进一步包括用于使从AD生物反应器传送的经厌氧消化的液体厕所废物沉淀的连接至其的沉淀槽(沉淀罐)。沉淀槽可连接至燃烧设备以将在液体厕所废物中沉淀的固体组分传送至燃烧设备。沉淀槽可连接至生物反应器，例如，不包括AD生物反应器的生物反应器、或其组合，以将在液体厕所废物中未沉淀的液体组分传送至随后连接的生物反应器。AD生物反应器可包括形成为排放在厌氧消化过程期间产生的气体的排气口。气体可包括CH4、CO2、或N2气体。
在本说明书中，术语“生物处理设备”是指包括微生物的生物反应器，并且可包括用于通过微生物的新陈代谢作用将液体厕所废物转变成其它化合物的装置。取决于处理的目的，生物反应器可具有合适的氧条件，例如厌氧条件、含氧条件、或缺氧条件。生物反应器可包括用于搅拌反应混合物或提供氧的搅拌器、或氧气供应器。氧气供应器可为空气供应设备例如喷气装置(起泡装置)。
除非另外定义，否则本说明书中使用的术语“厌氧消化生物反应器”、“厌氧生物反应器”、“缺氧生物反应器”、“含氧生物反应器”、“部分硝化生物反应器”或“厌氧氨氧化(Anammox)生物反应器”或“厌氧氨氧化生物反应器”可具有要求保护的发明所属领域的普通技术人员已知的含义。例如，厌氧消化生物反应器可配置成在缺氧条件下通过使用微生物分解可生物降解的有机物质。厌氧消化生物反应器可包括混合设备作为具有阻隔氧的封闭结构的反应器(具有阻隔氧的封闭结构的混合设备作为反应器)。厌氧消化是指在厌氧消化生物反应器中在不存在氧分子的情况下将可生物降解的有机物质分解成甲烷和二氧化碳的过程。固体厕所废物可通过厌氧消化分解，且因此其量可减少。厌氧消化可通常以三步进行：溶解(溶液化)和水解；产酸；和产甲烷。在本说明书中，厌氧消化可不仅包括完全厌氧消化，还包括部分厌氧消化。部分厌氧消化可仅通过三步中的溶解和水解或产酸进行。家庭厕所废物处理系统包括用于燃烧固体厕所废物的燃烧设备，且因此固体厕所废物可以这样的方式进行处理。因此，无需在厌氧消化生物反应器中完全消化固体厕所废物并将固体厕所废物转变成生物气(沼气)例如甲烷和二氧化碳。相反，考虑到量、成本、能耗等，固体厕所废物可反而被消化到适当的阶段。厌氧消化生物反应器中的固体厕所废物的停留时间可取决于厌氧消化的目标程度而变化。例如，停留时间可是指固体厕所废物仅通过溶解和水解、通过直至产酸、或通过一直到产甲烷被消化所需的时间。停留时间可为例如约几天。在厌氧消化生物反应器中，溶解氧(DO)浓度可为约0mg/L，或者氧化-还原电位(ORP)可小于或等于约-100mV，例如，小于或等于约-200mV。厌氧消化生物反应器可包含厌氧消化有机物质的有氧(需氧)消化微生物、或其混合物。该微生物可包括产酸的微生物，例如蚁酸醋酸梭菌(Clostridium formicoaceticum)或伍氏醋酸杆菌(Acetobacterium woodi)。该微生物还可包括产甲烷菌，例如甲烷杆菌属(Methanobacterium)、甲烷球菌属(Methanococcus)、甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)、甲烷螺菌属(Methanospirillum)、或养氢产甲烷菌。
厌氧生物反应器可用于为了过量摄取磷的目的而在微生物中积累高分子物质，并且分泌磷。厌氧生物反应器可包括混合设备作为具有阻隔氧的封闭结构的反应器。废物在厌氧生物反应器中的停留时间可指足以过量摄取磷的时间。停留时间可为，例如，几个小时至约1天。在厌氧生物反应器中，DO浓度可为约0mg/L，或者ORP可小于或等于约-100mV，例如，小于或等于约-200mV。厌氧生物反应器可包含过度摄取磷进入体内的微生物。该微生物可为磷积累细菌(PAB)。
缺氧生物反应器可用于在没有氧注入的情况下在搅拌条件下进行脱硝(反硝化，脱氮)反应。缺氧生物反应器可为其中氧存在于顶空气体中并且溶解氧通过具有混合设备而微小地存在的生物反应器。氧浓度可被视为在约0mg/L至约0.2mg/L范围内的DO，或在约-50mV至约50mV范围内的ORP。缺氧生物反应器可包含脱硝化微生物。
含氧生物反应器可指的是具有高DO浓度的生物反应器，并且可用于进行氨氧化和硝化。含氧生物反应器可包括强制注入空气或氧气的充气机。含氧生物反应器可包含氨氧化细菌(AOB)、亚硝酸盐氧化细菌(NOB)、或其组合。在好氧生物反应器中，氧浓度可被视为大于或等于约0.2mg/L的DO或大于或等于约100mV的ORP。
部分硝化生物反应器可为其中氨氮仅被氧化成亚硝酸盐(亚硝酸根)氮而不是硝酸盐(硝酸根)氮的含氧生物反应器。在部分硝化生物反应器中，AOB占主导地位，且因此氨氮可仅被氧化成亚硝酸盐氮。对于部分硝化生物反应器中的AOB的主导地位，可形成其中AOB有利于生存而NOB难以生存的环境。然后，在部分硝化生物反应器中产生的亚硝酸盐可被传送至厌氧氨氧化生物反应器以进行脱硝化。
厌氧氨氧化生物反应器可为其中在厌氧条件下氨直接氧化的生物反应器。厌氧氨氧化生物反应器可包含自养脱硝化微生物，其可在缺氧条件下通过作为电子供体的氨氮和作为电子受体的亚硝酸盐之间的反应产生氮气。自养脱硝化微生物也被称为厌氧氨氧化细菌。在厌氧氨氧化生物反应器中，亚硝酸盐和铵可直接转变为氮气和水，如下式中所示：
NH4 ++NO2 -->N2+2H2O
厌氧氨氧化细菌可属于浮霉菌(Planctomycetes)门。厌氧氨氧化细菌可属于Brocadia属、Kuenenia属、Anammoxoglobus属、Jettenia属、Scalindua属、或其组合。
厌氧氨氧化生物反应器中的氧浓度可类似于厌氧生物反应器或缺氧生物反应器中的氧浓度。氧浓度可例如被视为小于或等于约0.2mg/L的DO或小于或等于约150mV的ORP。
生物处理设备可包括：缺氧生物反应器(A)和含氧生物反应器(O)(下文中也被称为'AO')；缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、和缺氧生物反应器(A)；厌氧生物反应器、缺氧生物反应器(A)、和含氧生物反应器(A)(下文中也被称为'AOA')；缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、缺氧生物反应器(A)、和含氧生物反应器(O)(下文中也被称为'4步Bardenpho')；厌氧生物反应器、含氧生物反应器(O)、缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、和缺氧生物反应器(A)(下文中也被称为'5步Bardenpho')；改进的开普敦大学(MUCT)反应器；开普敦大学(UCT)反应器；序批式反应器；部分硝化生物反应器和厌氧氨氧化生物反应器；厌氧氨氧化生物反应器；或其组合。
在UCT生物反应器中，厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、含氧生物反应器、和沉淀槽可彼此顺序连接，其中缺氧生物反应器可连接至厌氧生物反应器，使得缺氧生物反应器的反应产物可返回至厌氧生物反应器的前面，并且含氧生物反应器可连接至缺氧生物反应器，使得含氧生物反应器的反应产物可返回至缺氧生物反应器的前面。沉淀槽可连接至缺氧生物反应器和燃烧设备，使得沉淀可传送至缺氧生物反应器的前面或传送至燃烧设备。
MUCT生物反应器是指如下的UCT生物反应器：其中含氧生物反应器分成两个缺氧生物反应器，即第一缺氧生物反应器和第二缺氧生物反应器，且因此厌氧生物反应器、第一缺氧生物反应器、第二缺氧生物反应器、含氧生物反应器、和沉淀槽可彼此顺序连接，其中第一缺氧生物反应器可连接至厌氧生物反应器，使得第一缺氧生物反应器的反应产物可返回至厌氧生物反应器的前面，并且含氧生物反应器可连接至第二缺氧生物反应器，使得含氧生物反应器的反应产物可返回至缺氧生物反应器。沉淀槽可连接至第二缺氧生物反应器和燃烧设备，使得沉淀可传送至第二缺氧生物反应器或燃烧设备。
在家庭厕所废物处理系统中，杀菌设备可为家庭厕所废物处理系统所属领域公知的任何杀菌设备。杀菌设备可连接至生物反应器以供使用。杀菌设备可与家庭厕所废物处理系统的其它元件布置在一个构筑物(建筑)中，而不是在分开的构筑物中。
杀菌设备可为设置有杀菌介质的设备。杀菌介质可包括蒸汽、热、辐射、等离子体、臭氧、汽化过氧化氢、汽化过乙酸、至少一种气体消毒剂、至少一种液体消毒剂、或过滤介质。杀菌设备可包括加热器、辐射照射器、电化学杀菌设备、或过滤装置。电化学杀菌设备可包括电极，并且可通过经由电极使电流流向水而引发杀菌物种的电化学产生。杀菌物种可包括由水本身产生的物种例如臭氧，或由溶解在水中的那些产生的物种例如将氯离子氧化为游离氯的那些。杀菌设备可包括例如臭氧发生器、紫外照射器、臭氧发生器和紫外照射器、加热器、等离子体发生器、过滤装置、电化学杀菌设备、或其组合。家庭厕所废物处理系统可包括包含从生物处理设备传送的经生物处理的液体厕所废物的杀菌生物反应器，并且杀菌设备可连接至杀菌生物反应器以进行杀菌处理。
在家庭厕所废物处理系统中，燃烧设备可包括用于容纳固体废物的容器和用于对容器中的固体废物施加热的加热器。燃烧设备可包括用于在燃烧废物之前干燥固体废物的干燥器。燃烧设备可包括用于将燃料注入到容器中的燃料注入器和用于点燃注入到容器中的燃料的点火器。另外，燃烧设备可包括与干燥器的容器分开的用于容纳从干燥器的容器传送的经干燥的固体废物的容器。燃料可为从生物处理设备或厌氧消化生物反应器传送的生物气。
例如，燃烧设备164可包括脱水器、干燥器、和子燃烧装置。提供到燃烧设备164的固体废物可顺序通过脱水器、干燥器和子燃烧装置。燃烧设备可配置为连接至脱水器、干燥器、或脱水器和干燥器二者的单元。在这方面，包含水分的固体厕所废物可通过燃烧而被快速且有效地除去。因此，通过经由燃烧设备除去厕所废物中的COD的一部分，进入生物反应器中的流入物COD的量可保持在等于或低于可被包含在生物反应器中的微生物消耗的量的水平。在这方面，燃烧设备可对生物反应器对厕所废物的缓慢处理速度进行补足。脱水器可从固体废物提取液体组分，使得固体废物中的固体成分可在约25％至约30％的范围内。干燥器可蒸发固体废物中的液体组分，使得固体废物中的固体成分可在约90％至约100％的范围内。子燃烧装置可燃烧固体废物。
在本说明书中，术语“燃烧”不仅可指完全燃烧，还可指部分燃烧。燃烧不仅可指有焰燃烧，还可指闷燃(阴燃)。经燃烧的固体可指的是例如灰或焦炭，其固体废物的表面或部分已被燃烧。
家庭厕所废物处理系统可进一步包括用于使从固-液分离厕所传送至燃烧设备的固体厕所废物和从生物处理设备传送至燃烧设备的经生物处理的固体废物脱水的脱水器。脱水器可包括挤压机、过滤器、或离心机。从生物处理设备传送至燃烧设备的固体废物可为非可生物降解的废物或生物质。从生物处理设备传送至燃烧设备的固体废物可为残渣或活化残渣。脱水器可连接至燃烧设备以将经脱水的固体废物传送至燃烧设备。将经脱水的固体废物从脱水器传送至燃烧设备可通过输送装置例如输送带、螺杆、螺旋钻、或泵实现，或通过自然力例如重力实现。家庭厕所废物处理系统可包括连接至其的输送装置例如输送带、螺杆、螺旋钻、或泵，使得经脱水的固体废物可从脱水器传送至燃烧设备。燃烧设备可与干燥器一体化，或者可与干燥器分开布置。当干燥器与燃烧设备分开布置时，用于传送经干燥的固体的装置可包括在干燥器的内部中或干燥器的后端处。
因此，本说明书中使用的术语“固体废物”可指的是固体组分，且不仅可包括完全干燥的固体废物，还可包括在一定程度上包含水分的固体废物。固体废物中的水分含量可例如在0％-99％、0％-90％、0％-70％、0％-50％、0％-40％、5％-40％、10％-40％、15％-40％、20％-40％、或10％-30％的范围内。脱水器可布置在固-液分离厕所和燃烧设备之间或在生物处理设备和燃烧设备之间。脱水器可与燃烧设备分开存在，或者可通过与燃烧设备一起形成一个单元而存在。该单元可包括，例如，脱水器和子燃烧装置。燃烧设备可包括脱水器、干燥器和子燃烧装置。燃烧设备可连续连接，使得固体厕所废物可在脱水器中脱水，在干燥器中干燥，并在子燃烧装置中燃烧。干燥器可包括加热器，其中加热器向固体废物施加热以蒸发水分。干燥器可配置成在水分蒸发和加热的过程中进行杀菌。
生物处理设备可包括用于使经生物处理的废物沉淀的沉淀槽。沉淀槽可包括入口，通过该入口可将经生物处理的废物从生物处理设备的生物反应器引入。另外，沉淀槽可连接至生物处理设备的生物反应器以将沉淀返回至生物反应器，和/或可连接至燃烧设备以将沉淀传送至燃烧设备。沉淀槽、生物反应器和/或燃烧设备可包括用于调节传送的水的流速的调节器，例如阀门。
在家庭厕所废物处理系统中，生物处理设备可连接至水储存器，使得经生物处理的水可被传送至水储存器。水储存器可为用于固-液分离厕所的冲洗水的储存器。因此，家庭厕所废物处理系统可具有用于将从厕所废物净化的水再循环以用作冲洗水的路径。
家庭厕所废物处理系统可进一步包括安装成过滤从生物处理设备传送至水储存器的经生物处理的水的过滤器。
在家庭厕所废物处理系统中，生物处理设备可包括形成为排放在生物处理过程中产生的气体的排气口。气体可包括CO2、CH4、或N2气体。
在实施方式中，家庭厕所废物处理系统可包括：用于将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物的固-液分离厕所100；用于对从固-液分离厕所110传送的液体厕所废物进行生物处理的生物处理设备120；用于对从生物处理设备120传送的经生物处理的液体废物进行杀菌的杀菌设备140；以及用于燃烧从固-液分离厕所110传送的固体厕所废物和从生物处理设备120传送的经生物处理的固体废物的燃烧设备164，其中生物处理设备120可进一步包括用于使经生物处理的废物沉淀的沉淀槽，并且沉淀槽可包括用于从生物处理设备120的生物反应器引入经生物处理的废物的入口，且可连接至生物反应器以将沉淀返回至生物处理设备120的生物反应器和/或可连接至燃烧设备164以将沉淀传送至燃烧设备164。
杀菌设备可为家庭厕所废物处理系统所属领域公知的任何杀菌设备。杀菌设备可连接至生物反应器以供使用。杀菌设备可与家庭厕所废物处理系统的其它元件布置在一个构筑物中，而不是在分开的构筑物中。
杀菌设备可为设置有杀菌介质的设备。杀菌介质可包括蒸汽、热、辐射、等离子体、臭氧、汽化过氧化氢、汽化过乙酸、至少一种气体消毒剂、至少一种液体消毒剂、或过滤介质。杀菌设备可包括加热器、辐射照射器、电化学杀菌设备、或过滤装置。电化学杀菌设备可包括电极，并且可通过经由电极使电流流向水而引发杀菌物种的电化学产生。杀菌物种可包括由水本身产生的物种例如臭氧，或由溶解在水中的那些产生的物种例如将氯离子氧化为游离氯的那些。杀菌设备可包括例如臭氧发生器、紫外照射器、臭氧发生器和紫外照射器、加热器、等离子体发生器、过滤装置、电化学杀菌设备、或其组合。杀菌设备可包括用于容纳从臭氧发生器、紫外照射器、或臭氧发生器、以及从紫外照射器和生物处理设备两者传送的经生物处理的液体废物的杀菌生物反应器。杀菌设备可连接至杀菌生物反应器以进行杀菌。在实施方式中，燃烧设备可包括用于容纳固体废物的容器和用于对容器中的固体厕所废物施加热的加热器。燃烧设备可包括用于在燃烧之前干燥固体废物的干燥器。燃烧设备可包括用于将燃料注入到燃烧设备的容器中的燃料注入器和用于点燃注入到容器中的燃料的点火器。另外，燃烧设备可包括与干燥器的容器分开的用于容纳从干燥器的容器传送的经干燥的固体废物的容器。
在实施方式中，生物处理设备可连接至水储存器，使得经生物处理的水可被传送至水储存器。水储存器可为用于固-液分离厕所的冲洗水的储存器。因此，家庭厕所废物处理系统可具有用于将从厕所废物净化的水再循环以用作冲洗水的路径。在实施方式中，家庭厕所废物处理系统可进一步包括安装成过滤从生物处理设备传送至水储存器的经生物处理的水的过滤器。
在实施方式中，生物处理设备可包括：缺氧生物反应器(A)和含氧生物反应器(O)；缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、和缺氧生物反应器(A)；厌氧生物反应器、缺氧生物反应器(A)、和含氧生物反应器(A)；缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、缺氧生物反应器(A)、和含氧生物反应器(O)；厌氧生物反应器、含氧生物反应器(O)、缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、和缺氧生物反应器(A)；MUCT生物反应器；UCT生物反应器；序批式反应器；部分硝化生物反应器和厌氧氨氧化生物反应器；厌氧氨氧化生物反应器；或其组合。
图1为示意性地显示家庭厕所废物处理系统的实例的图。在图1中，家庭厕所废物处理系统包括：固-液分离厕所100；生物处理设备120；杀菌设备140；燃烧设备164；和冲洗水储存器220。固-液分离厕所100可连接至生物处理设备120以容纳厕所废物的液体，并且可连接至燃烧设备164以容纳厕所废物的固体。燃烧设备164可包括子燃烧装置160和干燥器162。生物处理设备120可包括包含厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、或其组合的隔室122，氧槽124，和沉淀槽200。包含厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、或其组合的隔室122可连接至氧槽124，使得在隔室122中处理的厕所废物可被传送至氧槽124。氧槽124可连接至沉淀槽200，使得在氧槽124中处理的厕所废物可被传送至沉淀槽200。沉淀槽200可连接至厌氧生物反应器、缺氧生物反应器122、或燃烧设备164，使得在沉淀槽200中沉淀的残渣的一部分可被传送至厌氧生物反应器或缺氧生物反应器122的前面或传送至燃烧设备164。沉淀槽200可连接至杀菌设备140，使得在沉淀槽200中处理的厕所废物的液体可被传送至杀菌设备140。杀菌设备140可连接至水储存器220，使得在杀菌设备140中杀菌的厕所废物可被传送至冲洗水储存器220。过滤器240可连接在杀菌设备140和冲洗水储存器220之间，使得在杀菌设备140中杀菌的厕所废物可被过滤并且然后被传送至冲洗水储存器220。
图2为描述通过使用图1的家庭厕所废物处理系统的实例的厕所废物处理过程的流程图的实例。如图2中所示，在固-液分离厕所100中，厕所废物可被分离成液体(即，尿和水)和固体(即，包括粪便和水的排泄物)。在生物处理设备120中，液体可分别在包含厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、或其组合的隔室122和氧槽124中经历缺氧反应和含氧消化，并且然后在杀菌设备140中进行杀菌和脱色。接着，经杀菌的废物可任选地过滤并且传送至冲洗水储存器220。同时，固体可在脱水器中进行挤压或脱水，并且得自其的一些液体可被送至生物处理设备120中的包含厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、或其组合122的隔室122和氧槽124。残留的固体废物可在燃烧设备164中进行干燥和燃烧以变成灰或其表面或部分已被燃烧的废物。在此，在燃烧设备164中产生的热的一部分可被回收并且用于干燥获得的固体。
图3为示意性地显示包括厌氧消化生物反应器180'的家庭厕所废物处理系统的实例的图。在图3中，家庭厕所废物处理系统包括：固-液分离厕所100；厌氧消化生物反应器180'；生物处理设备120；杀菌设备140；燃烧设备164；和冲洗水储存器220。固-液分离厕所100可连接至厌氧消化生物反应器180'以容纳厕所废物的液体，并且可连接至燃烧设备164以容纳厕所废物的固体。燃烧设备164可包括子燃烧装置160和干燥器162。厌氧消化生物反应器180'可连接至不包括厌氧消化生物反应器的生物处理设备120。经厌氧消化的废物可被传送至不包括厌氧消化生物反应器的生物处理设备120。生物处理设备120可包括包含厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、或其组合的隔室122，氧槽124，和沉淀槽200。包含厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、或其组合的隔室122可连接至氧槽124，使得在隔室122中处理的厕所废物可被传送至氧槽124。氧槽124可连接至沉淀槽200，使得在氧槽124中处理的厕所废物可被传送至沉淀槽200。沉淀槽200可连接至厌氧生物反应器、缺氧生物反应器122、或燃烧设备164，使得在沉淀槽200中沉淀的残渣的一部分可被传送至厌氧生物反应器或缺氧生物反应器122的前面或传送至燃烧设备164。沉淀槽200可连接至杀菌设备140，使得在沉淀槽200中处理的厕所废物的液体可被传送至杀菌设备140。杀菌设备140可连接至水储存器220，使得在杀菌设备140中杀菌的厕所废物可被传送至冲洗水储存器220。过滤器240可连接在杀菌设备140和冲洗水储存器220之间，使得在杀菌设备140中杀菌的厕所废物可被过滤并且然后被传送至冲洗水储存器220。
图4为描述通过使用图3的包括厌氧消化生物反应器180'的家庭厕所废物处理系统的实例的厕所废物处理过程的流程图的实例。如图4中所示，在固-液分离厕所100中，厕所废物可被分离成液体(即，尿和水)和固体(即，包括粪便和水的排泄物)。液体厕所废物可在厌氧消化生物反应器180'中进行厌氧消化和溶解。在不包括厌氧消化生物反应器的生物处理设备120中，经厌氧消化的废物可分别在包含厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、或其组合的隔室122和氧槽124中经历缺氧反应和含氧消化，并且然后在杀菌设备140中进行杀菌和脱色。接着，经杀菌的废物可任选地进行过滤并且传送至冲洗水储存器220。同时，固体可在脱水器中进行挤压或脱水，并且得自其的一些液体可被传送至厌氧消化生物反应器180'，进行厌氧消化，并被送至包含厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、或其组合的隔室122和氧槽124。残留的固体废物可在燃烧设备164中进行干燥和燃烧以变成灰或其表面或部分已被燃烧的废物。在此，在燃烧设备164中产生的热的一部分可被回收并且用于干燥获得的固体。
在家庭厕所废物处理系统中，包括固-液分离厕所、生物处理设备、杀菌设备、和燃烧设备的元件可布置在一个构筑物中。家庭厕所废物处理系统可为其中家庭厕所废物处理系统不通过管道连接到在构筑物外部的其它元件的配置，或可为其中多个分开的厕所通过管道彼此连接的配置。家庭厕所可为如下的配置：其中居于附近的单个房屋通过管道彼此连接，或者集体房屋例如排屋或公寓可通过管道彼此连接以通过管道传送所分离的固体和液体厕所废物。如果必要，家庭厕所可在户外空间例如建筑工地或营地使用。然而，家庭厕所废物处理系统可不同于如下的集体处理设施：其中固体和液体厕所废物被混合并且通过几十千米的长管道进行传送以供处理，如现有废水处理设施中那样。
另一方面提供家庭厕所废物处理系统，其包括：用于将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物的固-液分离厕所100；用于对从固-液分离厕所100传送的液体厕所废物进行生物处理的生物处理设备120；用于在厌氧条件下对从固-液分离厕所100传送的固体厕所废物进行生物处理的厌氧消化生物反应器180；用于对从生物处理设备120传送的经生物处理的液体废物进行杀菌的杀菌设备140；以及用于燃烧从厌氧消化生物反应器180传送的经厌氧消化的固体厕所废物和从生物处理设备120传送的经生物处理的固体厕所废物的燃烧设备164。
在家庭厕所废物处理系统中，固-液分离厕所可包括用于容纳所分离的液体厕所废物的液体收集单元和用于容纳所分离的固体厕所废物的固体收集单元。液体收集单元可连接至生物处理设备。固体收集单元可连接至燃烧设备。在液体收集单元中收集的液体厕所废物可被连续传送至生物处理设备，或可被储存在液体厕所废物储存器中并且然后被传送至生物处理设备。因此，家庭厕所废物处理系统可包括液体厕所废物储存器，液体厕所废物储存器在固-液分离厕所的液体收集单元和生物处理设备之间并且与固-液分离厕所的液体收集单元和生物处理设备连接。另外，在固体收集单元中收集的固体厕所废物可被连续传送至厌氧消化生物反应器180，或可首先被储存在固体厕所废物储存器中并且然后被传送至厌氧消化生物反应器。因此，家庭厕所废物处理系统可包括固体厕所废物储存器，固体厕所废物储存器在固-液分离厕所的固体收集单元和厌氧消化生物反应器之间并且与固-液分离厕所的固体收集单元和燃烧设备连接。厌氧消化生物反应器180可包括混合器182、排气口186、或其组合。
固-液分离厕所可配置成具有适合于以小于或等于可在生物反应器中消耗的平均COD量的量提供液体厕所废物的固体分离率和液体分离率。例如，固-液分离厕所可配置成分别具有50％-100％的固体分离率和液体分离率。固体分离率是指将引入的厕所废物的固体组分分离成固体的比例。固体分离率可作为如下计算：引入的厕所废物中从TSS分离的固体的总含量的比例。液体分离率是指将引入的厕所废物的液体组分分离成液体的比例。液体分离率可作为如下计算：引入的厕所废物中的其中总体积分离成液体的部分的总体积的比例。固体分离率可例如在60％-100％、70％-100％、80％-100％、90％-100％、95％-100％、97.5％-100％、60％-95％、70％-90％、80％-95％、90％-95％、95％-97.5％、或70％-95％的范围内。另外，液体分离率可例如在60％-100％、70％-100％、80％-100％、90％-100％、95％-100％、97.5％-100％、60％-95％、70％-90％、80％-95％、90％-95％、95％-97.5％、或70％-95％的范围内。例如，固体厕所废物可以大于或等于90％的分离率分离并且被传送至燃烧设备，并且液体厕所废物可以大于或等于80％的分离率分离并且被传送至生物处理设备。TSS可作为以通过如下获得的百分比表示的比率计算：干燥未能通过具有1um至2um孔尺寸的水平的Watman 934-AH过滤器或与其类似的过滤器的固体。
在家庭厕所废物处理系统中，生物处理设备可为不包括厌氧消化生物反应器的生物反应器、或其组合。不包括厌氧消化生物反应器的生物反应器可包括厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、含氧生物反应器、或其组合。这样的组合可包括如下的情况：其中至少一个缺氧生物反应器与至少一个含氧生物反应器连接，使得在前面的生物反应器反应中处理的液体厕所废物被传送至后面的生物反应器以进行连续处理。
另外，生物处理设备可任选地包括厌氧消化AD生物反应器。AD生物反应器可与如下组合地布置：不包括厌氧消化生物反应器的生物反应器、或其组合。AD生物反应器可布置在不包括AD生物反应器的生物反应器、或其组合的前面，使得从固-液分离厕所传送的液体厕所废物可流入，并且有机物质可通过厌氧消化而溶解。AD生物反应器可进一步包括用于使从AD生物反应器传送的经厌氧消化的液体厕所废物沉淀的连接至其的沉淀槽。沉淀槽可连接至燃烧设备以将在液体厕所废物中沉淀的固体组分传送至燃烧设备。沉淀槽可连接至生物反应器，例如，不包括AD生物反应器的生物反应器、或其组合，以将在液体厕所废物中未沉淀的液体组分传送至随后连接的生物反应器。AD生物反应器可包括形成为排放在厌氧消化过程期间产生的气体的排气口。气体可包括CH4、CO2、或N2气体。当生物处理设备120包括AD生物反应器180'时，从用于厌氧消化固体废物的AD生物反应器180传送的经厌氧消化的废物可被传送至不包括AD生物反应器的生物反应器、或其组合。
在家庭厕所废物处理系统中，杀菌设备可为家庭厕所废物处理系统所属领域公知的任何杀菌设备。杀菌设备可连接至生物反应器以供使用。杀菌设备可与家庭厕所废物处理系统的其它元件布置在一个构筑物中，而不是在分开的构筑物中。
杀菌设备可为设置有杀菌介质的设备。杀菌介质可包括蒸汽、热、辐射、等离子体、臭氧、汽化过氧化氢、汽化过乙酸、至少一种气体消毒剂、至少一种液体消毒剂、或过滤介质。杀菌设备可包括加热器、辐射照射器、电化学杀菌设备、或过滤装置。电化学杀菌设备可包括电极，并且可通过经由电极使电流流向水而引发杀菌物种的电化学产生。杀菌物种可包括由水本身产生的物种例如臭氧，或由溶解在水中的那些产生的物种例如将氯离子氧化为游离氯的那些。杀菌设备可包括例如臭氧发生器、紫外照射器、臭氧发生器和紫外照射器、加热器、等离子体发生器、过滤装置、电化学杀菌设备、或其组合。例如，杀菌设备可包括臭氧发生器、紫外照射器、或臭氧发生器和紫外照射器二者、或电化学杀菌设备。家庭厕所废物处理系统可包括包含从生物处理设备传送的经生物处理的液体厕所废物的杀菌生物反应器，并且杀菌设备可连接至用于杀菌处理的杀菌生物反应器。在家庭厕所废物处理系统中，燃烧设备可包括用于容纳固体废物的容器和用于对容器中的固体厕所废物施加热的加热器。燃烧设备可包括用于在燃烧之前干燥固体废物的干燥器。燃烧设备可包括用于将燃料注入到燃烧设备的容器中的燃料注入器和用于点燃注入到容器中的燃料的点火器。另外，燃烧设备可包括与干燥器的容器分开的用于容纳从干燥器的容器传送的经干燥的固体废物的容器。
家庭厕所废物处理系统可进一步包括用于使从AD生物反应器传送至燃烧设备的经厌氧消化的固体废物和从生物处理设备传送的经生物处理的固体废物脱水的脱水器。脱水器可包括挤压机、过滤器、或离心机。从生物处理设备传送至燃烧设备的固体废物可为非可生物降解的废物或生物质。从生物处理设备传送至燃烧设备的固体废物可为残渣或活化残渣。因此，本说明书中使用的术语“固体废物”可指的是固体组分，且不仅可包括完全干燥的固体废物，还可包括在一定程度上包含水分的固体废物。固体废物中的水分含量可例如在0％-99％、0％-90％、0％-70％、0％-50％、0％-40％、5％-40％、10％-40％、15％-40％、20％-40％、或10％-30％的范围内。脱水器可布置在厌氧消化生物反应器和燃烧设备之间或在生物处理设备和燃烧设备之间。
生物处理设备可包括用于使经生物处理的废物沉淀的沉淀槽。沉淀槽可包括入口，通过该入口可将经生物处理的废物从生物处理设备的生物反应器引入。另外，沉淀槽可连接至生物处理设备的生物反应器以将沉淀返回至生物反应器，和/或可连接至燃烧设备以将沉淀传送至燃烧设备。沉淀槽、生物反应器和/或燃烧设备可包括用于调节传送的水的流速的调节器，例如泵、阀门等。
在家庭厕所废物处理系统中，生物处理设备可连接至水储存器，使得经生物处理的水可被传送至水储存器。水储存器可为用于固-液分离厕所的冲洗水的储存器。生物处理设备可包括用于调节传送至水储存器的水的流速的调节器，例如阀门。因此，家庭厕所废物处理系统可具有用于将从厕所废物净化的水再循环以用作冲洗水的路径。
家庭厕所废物处理系统可进一步包括安装成过滤从生物处理设备传送至水储存器的经生物处理的水的过滤器。在家庭厕所废物处理系统中，生物处理设备可包括形成为排放在生物处理过程中产生的气体的排气口。气体可包括CH4、CO2、N2、或其组合。
在家庭厕所废物处理系统中，AD生物反应器180可具有厌氧条件并且包含厌氧微生物。厌氧条件可通过如下实现：通过真空、生物呼吸、或注入惰性气体来除去氧气。AD生物反应器可连接至真空供应装置和惰性气体(例如N2)供应装置。真空供应装置可为泵。惰性气体供应装置可为N2气体供应器。厌氧消化生物反应器可包含厌氧微生物。厌氧微生物可从外部接种，或可从生物处理设备120返回并且以残渣或活化残渣的形式提供。
家庭厕所废物处理系统可进一步包括固-液分离生物反应器，该固-液分离生物反应器配置成将从厌氧消化生物反应器传送的经厌氧消化的固体厕所废物分离成固体废物和液体废物，并且厌氧消化生物反应器可连接至固-液分离生物反应器，使得经厌氧消化的固体厕所废物可被传送至固-液分离生物反应器。固-液分离生物反应器可为沉淀槽。固-液分离生物反应器可连接至燃烧设备，使得所分离的固体废物可被传送至燃烧设备。厌氧消化生物反应器可连接至生物处理设备，使得经厌氧消化的固体厕所废物的液体组分可被传送至生物处理设备。例如，厌氧消化生物反应器的沉淀槽可连接至生物处理设备，使得经厌氧消化的固体厕所废物的液体组分可被传送至生物处理设备。家庭厕所废物处理系统可进一步包括固-液分离生物反应器，该固-液分离生物反应器配置成将从厌氧消化生物反应器传送的经厌氧消化的固体厕所废物分离成固体废物和液体废物，其中厌氧消化生物反应器可连接至固-液分离生物反应器以将经厌氧消化的固体厕所废物传送至固-液分离生物反应器，并且固-液分离生物反应器可连接至生物处理设备以将经厌氧消化的固体厕所废物的液体组分传送至生物处理设备。
厌氧消化生物反应器可包括形成为排放在厌氧消化过程期间产生的气体的排气口。气体可包括CH4、CO2、或其混合物。排气口可配置成连接至燃烧设备，并且该气体可用作用于在燃烧设备中产生热的燃料。燃烧设备可包括用于燃烧干燥的固体废物的燃烧装置。排气口可配置成连接至燃烧设备，并且该气体可用作用于在燃烧设备中产生热的燃料。
在实施方式中，家庭厕所废物处理系统可包括：用于将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物的固-液分离厕所100；用于对从固-液分离厕所110传送的液体厕所废物进行生物处理的生物处理设备120；用于在厌氧条件下对从固-液分离厕所110传送的固体厕所废物进行生物处理的厌氧消化生物反应器180；用于对从生物处理设备120传送的经生物处理的液体废物进行杀菌的杀菌设备140；以及用于燃烧从厌氧消化生物反应器传送的经厌氧消化的固体厕所废物和从生物处理设备120传送的固体厕所废物的燃烧设备164，其中生物处理设备120可包括其中使经生物处理的废物沉淀的沉淀槽，并且沉淀槽可包括用于从生物处理设备120的生物反应器引入经生物处理的废物的入口，且可连接至生物反应器，使得可将沉淀返回至生物处理设备120的生物反应器和/或可连接至燃烧设备164，使得沉淀可被传送至燃烧设备164。
杀菌设备可为家庭厕所废物处理系统所属领域公知的任何杀菌设备。杀菌设备可连接至生物反应器以供使用。杀菌设备可与家庭厕所废物处理系统的其它元件布置在一个构筑物中，而不是在分开的构筑物中。
杀菌设备可为设置有杀菌介质的设备。杀菌介质可包括蒸汽、热、辐射、等离子体、臭氧、汽化过氧化氢、汽化过乙酸、至少一种气体消毒剂、至少一种液体消毒剂、或过滤介质。杀菌设备可包括加热器、辐射照射器、电化学杀菌设备、或过滤装置。电化学杀菌设备可包括电极，并且可通过经由电极使电流流向水而引发杀菌物种的电化学产生。杀菌物种可包括由水本身产生的物种例如臭氧，或由溶解在水中的那些产生的物种例如将氯离子氧化为游离氯的那些。杀菌设备可包括例如臭氧发生器、紫外照射器、臭氧发生器和紫外照射器、加热器、等离子体发生器、过滤装置、电化学杀菌设备、或其组合。杀菌设备可包括用于容纳从臭氧发生器、紫外照射器、或臭氧发生器、以及从紫外照射器和生物处理设备120两者传送的经生物处理的液体废物的杀菌生物反应器。杀菌设备可连接至杀菌生物反应器以进行杀菌。在实施方式中，燃烧设备可包括用于容纳固体废物的容器和用于对容器中的固体厕所废物施加热的加热器。燃烧设备可包括用于燃烧干燥的固体废物的燃烧装置。燃烧设备可包括用于将燃料注入到燃烧设备的容器中的燃料注入器和用于点燃注入到容器中的燃料的点火器。另外，燃烧设备可包括与干燥器的容器分开的用于容纳从干燥器的容器传送的经干燥的固体废物的容器。
在实施方式中，生物处理设备120可包括：缺氧生物反应器(A)和含氧生物反应器(O)；缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、和缺氧生物反应器(A)；厌氧生物反应器、缺氧生物反应器(A)、和含氧生物反应器(A)；缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、缺氧生物反应器(A)、和含氧生物反应器(O)；厌氧生物反应器、含氧生物反应器(O)、缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、和缺氧生物反应器(A)；MUCT生物反应器；UCT生物反应器；序批式反应器；部分硝化生物反应器和厌氧氨氧化生物反应器；厌氧氨氧化生物反应器；或其组合。
在实施方式中，生物处理设备可连接至水储存器，使得经生物处理的水可被传送至水储存器。水储存器可为用于固-液分离厕所的冲洗水的储存器。因此，家庭厕所废物处理系统可具有用于将从厕所废物净化的水再循环以用作冲洗水的路径。在实施方式中，家庭厕所废物处理系统可进一步包括安装成过滤从生物处理设备传送至水储存器的经生物处理的水的过滤器。
在实施方式中，家庭厕所废物处理系统可进一步包括固-液分离生物反应器，该固-液分离生物反应器配置成将从厌氧消化生物反应器传送的经厌氧消化的固体厕所废物分离成固体和液体，并且厌氧消化生物反应器可连接至固-液分离生物反应器，使得经厌氧消化的固体厕所废物可被传送至固-液分离生物反应器。固-液分离生物反应器可为沉淀槽。固-液分离生物反应器可连接至燃烧设备，使得所分离的固体废物可被传送至燃烧设备。厌氧消化生物反应器可连接至生物处理设备，使得经厌氧消化的固体厕所废物的液体组分可被传送至生物处理设备。例如，厌氧消化生物反应器的沉淀槽可连接至生物处理设备，使得经厌氧消化的固体厕所废物的液体组分可被传送至生物处理设备。家庭厕所废物处理系统可进一步包括固-液分离生物反应器，该固-液分离生物反应器配置成将从厌氧消化生物反应器传送的经厌氧消化的固体厕所废物分离成固体废物和液体废物，其中厌氧消化生物反应器可连接至固-液分离生物反应器以将经厌氧消化的固体厕所废物传送至固-液分离生物反应器，并且固-液分离生物反应器可连接至生物处理设备以将经厌氧消化的固体厕所废物的液体组分传送至生物处理设备。
厌氧消化生物反应器可包括形成为排放在厌氧消化过程期间产生的气体的排气口。该气体可包括CH4、CO2、或其混合物。排气口可连接至燃烧设备以传送该气体。该气体可用作用于在燃烧设备中产生热的燃料。燃烧设备可包括用于在燃烧之前干燥厕所废物的干燥器。排气口可连接至燃烧设备以传送该气体。该气体可用作用于在燃烧设备中产生热的燃料。
在家庭厕所废物处理系统中，包括固-液分离厕所、厌氧消化生物反应器、生物处理设备、杀菌设备、和燃烧设备的元件可布置在一个构筑物中。家庭厕所废物处理系统可为其中家庭厕所废物处理系统不通过管道连接到在构筑物外部的其它元件的配置，或可为其中多个分开的厕所通过管道彼此连接的配置。家庭厕所可为如下的配置：其中居于附近的单个房屋通过管道彼此连接，或者集体房屋例如排屋或公寓可通过管道彼此连接以通过管道传送所分离的固体和液体厕所废物。然而，家庭厕所废物处理系统可不同于其中固体和液体厕所废物被混合并且通过几十千米的长管道进行传送的现有废水处理设施。
图5为示意性地显示包括厌氧消化生物反应器的家庭厕所废物处理系统的实例的图。在图5中，家庭厕所废物处理系统包括：固-液分离厕所100；厌氧消化生物反应器180；生物处理设备120；杀菌设备140；燃烧设备164；和冲洗水储存器220。固-液分离厕所100可连接至生物处理设备120以容纳厕所废物的液体，并且可连接至厌氧消化生物反应器180以容纳厕所废物的固体。生物处理设备120可包括包含厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、或其组合的隔室122，氧槽124，和沉淀槽200。包含厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、或其组合的隔室122可连接至氧槽124，使得在隔室122中处理的厕所废物可被传送至氧槽124。氧槽124可连接至沉淀槽200，使得在氧槽124中处理的厕所废物可被传送至沉淀槽200。沉淀槽200可连接至厌氧生物反应器、缺氧生物反应器122、或燃烧设备164，使得在沉淀槽200中沉淀的残渣的一部分可被传送至厌氧生物反应器或缺氧生物反应器122的前面或传送至燃烧设备164。沉淀槽200可连接至杀菌设备140，使得在沉淀槽200中处理的厕所废物的液体可被传送至杀菌设备140。杀菌设备140可连接至水储存器220，使得在杀菌设备140中杀菌的厕所废物可被传送至冲洗水储存器220。过滤器240可连接在杀菌设备140和冲洗水储存器220之间，使得在杀菌设备140中杀菌的厕所废物可被过滤并且然后传送至冲洗水储存器220。
除了厌氧消化生物反应器182之外，厌氧消化生物反应器180可任选地进一步包括固-液分离生物反应器184。厌氧消化生物反应器180可包括用于排放在厌氧消化过程中产生的生物气的排气口186。排气口186可连接至燃烧设备164，并且生物气可传送至燃烧设备164以用作用于燃烧设备的燃料。
图6为描述通过使用图5的家庭厕所废物处理系统的实例的厕所废物处理过程的流程图的实例。如图6中所示，在固-液分离厕所100中，厕所废物可被分离成液体(即，尿和水)和固体(即，包括粪便和水的排泄物)。在生物处理设备120中，液体可分别在包含厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、或其组合的隔室122和氧槽124中经历缺氧反应和含氧消化，并且然后在杀菌设备140中进行杀菌和脱色。接着，经杀菌的废物可任选地进行过滤并且传送至冲洗水储存器220。同时，固体可被厌氧消化，并且得自其的一些液体可被送至在生物处理设备120中的包含厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、或其组合的隔室182和氧槽124。残留的固体废物例如残渣可任选地被挤压或脱水，并且然后在燃烧设备164中进行干燥和燃烧。在此，在燃烧设备164中产生的热的一部分可用于干燥经脱水和回收的固体。另外，在厌氧消化生物反应器180中在厌氧消化过程期间产生的生物气可被送至燃烧设备164以用作燃料。另外，在厌氧消化生物反应器180中厌氧消化之后，一些液体组分可被送至杀菌设备140以进行杀菌或脱色。另外，在将厌氧消化生物反应器180中产生的固体例如残渣挤压或脱水的过程中产生的液体可被送至在生物处理设备120中包含厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、或其组合的的隔室122和氧槽124。
另一方面提供处理厕所废物的方法，该方法包括：通过将厕所废物投入固-液分离厕所而将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物；将所分离的固体厕所废物传送至用于燃烧的燃烧设备并且将所分离的液体厕所废物传送至用于生物处理的生物处理设备；将经生物处理的液体废物传送至用于杀菌的杀菌设备；将经生物处理的液体废物的残渣的一部分传送至燃烧设备并且将该残渣的一部分传送至生物处理设备的缺氧生物反应器而补充以微生物。
将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物可配置成具有以小于或等于可在生物反应器中消耗的平均COD量的量提供液体厕所废物的固体分离率和液体分离率。例如，将厕所废物分离成固体厕所废物和液体厕所废物可配置成分别具有50％-100％的固体分离率和液体分离率。固体分离率是指将引入的厕所废物的固体组分分离成固体的比例。固体分离率可作为如下计算：引入的厕所废物中从TSS分离的固体的总含量的比例。液体分离率是指将引入的厕所废物的液体组分分离成液体的比例。液体分离率可作为如下计算：引入的厕所废物中的其中总体积分离成液体的部分的总体积的比例。固体分离率可例如在60％-100％、70％-100％、80％-100％、90％-100％、95％-100％、97.5％-100％、60％-95％、70％-90％、80％-95％、90％-95％、95％-97.5％、或70％-95％的范围内。另外，液体分离率可例如在60％-100％、70％-100％、80％-100％、90％-100％、95％-100％、97.5％-100％、60％-95％、70％-90％、80％-95％、90％-95％、95％-97.5％、或70％-95％的范围内。例如，固体厕所废物可以大于或等于90％的分离率分离并且被传送至燃烧设备，并且液体厕所废物可以大于或等于80％的分离率分离并且被传送至生物处理设备。分离可与排便和排尿同时进行。分离可在排便和排尿后立即进行，而不储存粪便和尿。固-液分离厕所可包括固体收集单元和液体收集单元。TSS可作为以通过如下获得的百分比表示的比率计算：干燥未能通过具有1um至2um孔尺寸的水平的Watman 934-AH过滤器或与其类似的过滤器的固体。
将所分离的固体厕所废物传送至用于干燥的燃烧设备并且将所分离的液体厕所废物传送至用于生物处理的生物处理设备可进一步包括使所分离的固体厕所废物在被传送至燃烧设备之前脱水。所分离的固体厕所废物可具有在70％-99％、80％-99％、或90％-99％的范围内的水分含量。可通过选自挤压机、离心机和过滤器的设备进行脱水。将所分离的固体厕所废物传送至用于干燥的燃烧设备可包括燃烧经干燥的所分离的固体废物。燃烧可在燃烧设备中进行。燃烧设备可与干燥器一体化。
燃烧设备可包括例如其中经干燥的所分离的固体废物包含在燃烧设备中的容器中的燃料注入器和点火器。另外，干燥器可与燃烧设备分开存在。
在该方法中，生物处理设备120可包括：缺氧生物反应器(A)和含氧生物反应器(O)；缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、和缺氧生物反应器(A)；厌氧生物反应器、缺氧生物反应器(A)、和含氧生物反应器(A)；缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、缺氧生物反应器(A)、和含氧生物反应器(O)；厌氧生物反应器、含氧生物反应器(O)、缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、和缺氧生物反应器(A)；MUCT生物反应器；UCT生物反应器；序批式反应器；部分硝化生物反应器和厌氧氨氧化生物反应器；厌氧氨氧化生物反应器；或其组合。
生物处理设备可在末端部分处包括沉淀槽。生物处理设备可以液体可从含氧生物反应器返回至含氧生物反应器前面的缺氧生物反应器的方式连接。含氧生物反应器可单独地布置或布置在几个含氧生物反应器的末端处。缺氧生物反应器可单独地布置或布置在几个缺氧生物反应器的前面。生物处理设备可包括用于内部返回的内部循环泵。含氧生物反应器可包括氧气供应器。在缺氧生物反应器中，在含氧生物反应器中已经经历硝化的硝酸盐氮可通过脱硝反应转变为氮气。缺氧生物反应器中的DO浓度可为约0mg/L或在约0mg/L至约0.2mg/L、约0mg/L至约0.15mg/L、约0mg/L至约0.1mg/L、约0mg/L至约0.05mg/L、约0mg/L至约0.01mg/L、或约0mg/L至约0.005mg/L的范围内。缺氧生物反应器可包括搅拌器而不是氧气供应器。在含氧生物反应器中，从厌氧生物反应器释放的磷可通过使微生物过度消耗而被除去，并且废物中的氨氮可通过硝化被氧化成硝酸盐氮。另外，没有在厌氧消化生物反应器和缺氧生物反应器中除去的有机物质也可在含氧生物反应器中被除去。含氧生物反应器中的DO浓度可在2.0mg/L-3.0mg/L、2.0mg/L-2.5mg/L、或2.5mg/L-3.0mg/L的范围内。在厌氧消化生物反应器中，有机物质可被分解以产生有机酸，然后有机酸经受厌氧消化。在此，微生物可分泌磷。厌氧消化生物反应器可包括用于混合的搅拌器。厌氧消化生物反应器可不包括氧气供应器，例如，空气供应器。厌氧消化生物反应器中的DO浓度可为约0mg/L或在约0mg/L至约0.005mg/L的范围内。
杀菌可通过杀菌设备进行。杀菌设备可为家庭厕所废物处理系统所属领域公知的任何杀菌设备。杀菌设备可连接至生物反应器以供使用。杀菌设备可与家庭厕所废物处理系统的其它元件布置在一个构筑物中，而不是在分开的构筑物中。
杀菌设备可为设置有杀菌介质的设备。杀菌介质可包括蒸汽、热、辐射、等离子体、臭氧、汽化过氧化氢、汽化过乙酸、至少一种气体消毒剂、至少一种液体消毒剂、或过滤介质。杀菌设备可包括加热器、辐射照射器、电化学杀菌设备、或过滤装置。电化学杀菌设备可包括电极，并且可通过经由电极使电流流向水而引发杀菌物种的电化学产生。杀菌物种可包括由水本身产生的物种例如臭氧，或由溶解在水中的那些产生的物种例如将氯离子氧化为游离氯的那些。杀菌设备可包括例如臭氧发生器、紫外照射器、臭氧发生器和紫外照射器、加热器、等离子体发生器、过滤装置、电化学杀菌设备、或其组合。例如，杀菌可通过紫外照射器、臭氧发生器、或紫外照射器和臭氧发生器二者进行。杀菌可通过使经生物处理的液体废物与包含臭氧的液体接触而实现。接触可通过使经生物处理的液体废物和包含臭氧的液体以逆流的方式流动而实现。
该方法可包括将在杀菌步骤中杀菌的液体传送至冲洗水储存器。在此，液体可为水。该方法可进一步包括将经杀菌的液体在被传送至冲洗水储存器之前进行过滤。
该方法可包括将经生物处理的液体废物的残渣的一部分传送至用于干燥的燃烧设备并且将残渣废物的一部分传送至生物处理设备的缺氧生物反应器而补充以微生物。
在此，残渣可为沉淀槽中的沉淀。传送至缺氧生物反应器的残渣的比率可在0％-100％的范围内调整以保持含氧生物反应器中混合液悬浮固体(MLSS)的浓度。通常，该比率可在20％-60％的范围内。传送至燃烧设备的残渣的比率可指的是在返回至缺氧生物反应器后残留的残渣的量，并且可在0％-100％的范围内调整。通常，该比率可在40％-80％的范围内。
该方法可指的是处理厕所废物的方法，包括将厕所废物投入家庭厕所废物处理系统的固-液分离厕所，其中家庭厕所废物处理系统可包括：用于将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物的固-液分离厕所100；用于对从固-液分离厕所传送的液体厕所废物进行生物处理的生物处理设备120；用于对从生物处理设备传送的经生物处理的液体废物进行杀菌的杀菌设备140；以及用于干燥从固-液分离厕所传送的固体厕所废物和从生物处理设备传送的经生物处理的固体废物的燃烧设备164。在厕所废物的处理中，家庭厕所废物处理系统与以上描述的相同。
另一方面提供处理厕所废物的方法，该方法包括：通过将厕所废物投入固-液分离厕所而将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物；将所分离的固体厕所废物传送至用于厌氧消化的厌氧消化生物反应器；将在分离步骤时分离的液体厕所废物和在厌氧消化步骤时溶解的液体废物传送至用于生物处理的生物处理设备；将经生物处理的液体废物传送至用于杀菌的杀菌设备；将在生物处理步骤时生物处理的液体废物的残渣的一部分传送至用于燃烧的燃烧设备并且将该残渣的一部分传送至生物处理设备的缺氧生物反应器而补充以微生物；以及将在厌氧消化步骤时获得的残渣传送至用于燃烧的燃烧设备。
将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物可配置成具有适合于以小于或等于可在生物反应器中消耗的平均COD量的量提供液体厕所废物的固体分离率和液体分离率。例如，将厕所废物分离成固体厕所废物和液体厕所废物可配置成分别具有50％-100％的固体分离率和液体分离率。固体分离率是指将引入的厕所废物的固体组分分离成固体的比例。固体分离率可作为如下计算：引入的厕所废物中从TSS分离的固体的总含量的比例。液体分离率是指将引入的厕所废物的液体组分分离成液体的比例。液体分离率可作为如下计算：引入的厕所废物中的其中总体积分离成液体的部分的总体积的比例。固体分离率可例如在60％-100％、70％-100％、80％-100％、90％-100％、95％-100％、97.5％-100％、60％-95％、70％-90％、80％-95％、90％-95％、95％-97.5％、或70％-95％的范围内。另外，液体分离率可例如在60％-100％、70％-100％、80％-100％、90％-100％、95％-100％、97.5％-100％、60％-95％、70％-90％、80％-95％、90％-95％、95％-97.5％、或70％-95％的范围内。例如，固体厕所废物可以大于或等于90％的分离率分离并且被传送至燃烧设备，并且液体厕所废物可以大于或等于80％的分离率分离并且被传送至生物处理设备。分离可与排便和排尿同时进行。分离可在排便和排尿后立即进行，而不储存粪便和尿。固-液分离厕所可包括固体收集单元和液体收集单元。
该方法包括将所分离的固体转移至用于厌氧消化的厌氧消化槽。在厌氧消化生物反应器中，有机物质可被分解以产生有机酸，然后有机酸经受厌氧消化。在此，微生物可分泌磷。厌氧消化生物反应器可包括用于混合的搅拌器。厌氧消化生物反应器可不包括氧气供应器，例如，空气供应器。厌氧消化生物反应器中的DO浓度可为约0mg/L或在约0mg/L至约0.005mg/L的范围内。
该方法可包括将在分离步骤时分离的液体厕所废物和在厌氧消化步骤时溶解的液体废物传送至用于生物处理的生物处理设备。
在生物处理中，生物处理设备可为不包括厌氧消化生物反应器的生物反应器、或其组合。不包括厌氧消化生物反应器的生物反应器可包括厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、含氧生物反应器、或其组合。这样的组合可包括如下的情况：其中至少一个缺氧生物反应器与至少一个含氧生物反应器连接，使得在前面的生物反应器反应中处理的液体厕所废物被传送至后面的生物反应器以进行连续处理。
另外，生物处理设备可任选地包括厌氧消化(AD)生物反应器。AD生物反应器可与如下组合地布置：不包括AD生物反应器的生物反应器、或其组合。AD生物反应器可布置在不包括AD生物反应器的生物反应器、或其组合的前面，使得从固-液分离厕所传送的液体厕所废物可流入，并且有机物质可通过厌氧消化溶解。AD生物反应器可进一步包括用于使从AD生物反应器传送的经厌氧消化的液体厕所废物沉淀的连接至其的沉淀槽。沉淀槽可连接至燃烧设备以将在液体厕所废物中沉淀的固体组分传送至燃烧设备。沉淀槽可连接至生物反应器，例如，不包括AD生物反应器的生物反应器、或其组合，以将在液体厕所废物中未沉淀的液体组分传送至随后连接的生物反应器。AD生物反应器可包括形成为排放在厌氧消化过程期间产生的气体的排气口。气体可包括CH4、CO2、或N2气体。当生物处理设备120包括厌氧消化生物反应器180'时，从其中固体废物经历厌氧消化的厌氧消化生物反应器180传送的经厌氧消化的废物可被传送至不包括厌氧消化生物反应器的生物反应器、或其组合。
生物处理设备可在末端部分处包括沉淀槽。生物处理设备可以液体可从含氧生物反应器返回至含氧生物反应器前面的缺氧生物反应器的方式连接。含氧生物反应器可单独地布置或布置在几个含氧生物反应器的末端处。缺氧生物反应器可单独地布置或布置在几个缺氧生物反应器的前面。生物处理设备可包括用于内部返回的内部循环泵。含氧生物反应器可包括氧气供应器。在缺氧生物反应器中，在含氧生物反应器中已经经历硝化的硝酸盐氮可通过脱硝反应转变为氮气。缺氧生物反应器中的DO浓度可为约0mg/L或在约0mg/L至约0.2mg/L、约0mg/L至约0.15mg/L、约0mg/L至约0.1mg/L、约0mg/L至约0.05mg/L、约0mg/L至约0.01mg/L、或约0mg/L至约0.005mg/L的范围内。缺氧生物反应器可包括搅拌器而不是氧气供应器。在含氧生物反应器中，从厌氧生物反应器释放的磷可通过使微生物过度消耗而被除去，并且废物中的氨氮可通过硝化被氧化成硝酸盐氮。另外，没有在厌氧消化生物反应器和缺氧生物反应器中除去的有机物质也可在含氧生物反应器中被除去。含氧生物反应器中的DO浓度可在0.2mg/L-7.0mg/L、1.0mg/L-7.0mg/L、1.0mg/L-5.0mg/L、1.0mg/L-4.0mg/L、或1.0mg/L-3.0mg/L的范围内。在厌氧消化生物反应器中，有机物质可被分解以产生有机酸，然后有机酸经受厌氧消化。在此，微生物可分泌磷。厌氧消化生物反应器可包括用于混合的搅拌器。厌氧消化生物反应器可不包括氧气供应器，例如，空气供应器。厌氧消化生物反应器中的DO浓度可为约0mg/L或在约0mg/L至约0.005mg/L的范围内。
在厌氧消化步骤时溶解并且被传送至生物处理设备的液体废物的比率可在10％-100％的范围内。
杀菌步骤可包括将通过使用紫外照射器、臭氧发生器、或紫外照射器和臭氧发生器二者杀菌的液体传送至冲洗水储存器。在此，液体可为水。该方法可进一步包括将经杀菌的液体在被传送至冲洗水储存器之前进行过滤。
该方法可包括：在生物处理中，将经生物处理的液体废物的残渣的一部分传送至用于燃烧的燃烧设备并且将该残渣的一部分传送至生物处理设备的缺氧生物反应器而补充以微生物；以及将在厌氧消化步骤时获得的残渣传送至用于燃烧的燃烧设备。
在以上步骤中，该方法可进一步包括，在传送至燃烧设备之前，使在厌氧消化步骤时获得的残渣和经生物处理的液体废物的残渣的一部分脱水。经脱水的残渣可具有在60％-90％范围内的水分含量。可通过选自挤压机、离心机和过滤器的设备进行脱水。在以上步骤中，该方法可包括燃烧经干燥的所分离的固体废物。经干燥的残渣可具有在0％-40％范围内的水分含量。燃烧可在燃烧设备中进行。燃烧设备可与干燥器一体化。燃烧设备可包括例如其中经干燥的所分离的固体废物包含在燃烧设备中的容器中的燃料注入器和点火器。另外，干燥器可与燃烧设备分开存在。
在此，残渣可为沉淀槽中的沉淀。传送至缺氧生物反应器的残渣的比率可在0％-100％的范围内调整以保持含氧生物反应器中MLSS的浓度。通常，该比率可在20％-60％的范围内。传送至燃烧设备的残渣的比率可指的是在返回至缺氧生物反应器后残留的残渣的量，并且可在0％-100％的范围内调整。通常，该比率可在40％-80％的范围内。
缺氧生物反应器可单独的布置或布置在几个缺氧生物反应器的前面。生物处理设备可包括用于内部返回的内部循环泵。含氧生物反应器可包括氧气供应器。在缺氧生物反应器中，在含氧生物反应器中已经经历硝化的硝酸盐氮可通过脱硝反应转变为氮气。缺氧生物反应器中的DO浓度可为约0mg/L或在约0mg/L至约0.2mg/L、约0mg/L至约0.15mg/L、约0mg/L至约0.1mg/L、约0mg/L至约0.05mg/L、约0mg/L至约0.01mg/L、或约0mg/L至约0.005mg/L的范围内。缺氧生物反应器可包括搅拌器而不是氧气供应器。在含氧生物反应器中，从厌氧生物反应器释放的磷可通过使微生物过度消耗而被除去，并且废物中的氨氮可通过硝化被氧化成硝酸盐氮。另外，没有在厌氧消化生物反应器和缺氧生物反应器中除去的有机物质也可在含氧生物反应器中被除去。含氧生物反应器中的DO浓度可在0.2mg/L至7.0mg/L、1.0mg/L至7.0mg/L、1.0mg/L至5.0mg/L、1.0mg/L至4.0mg/L、或1.0mg/L至3.0mg/L的范围内。在厌氧消化生物反应器中，有机物质可被分解以产生有机酸，然后有机酸经受厌氧消化。在此，微生物可分泌磷。厌氧消化生物反应器可包括用于混合的搅拌器。厌氧消化生物反应器可不包括氧气供应器，例如，空气供应器。厌氧消化生物反应器中的DO浓度可为约0mg/L或在约0mg/L至约0.005mg/L的范围内。
附图说明
图1为示意性地显示家庭厕所废物处理系统的实例的图。
图2为描述通过使用图1的家庭厕所废物处理系统的实例的厕所废物处理过程的流程图的实例。
图3为示意性地显示包括厌氧消化生物反应器180'的家庭厕所废物处理系统的实例的图。
图4为描述通过使用图3的包括厌氧消化生物反应器180'的家庭厕所废物处理系统的实例的厕所废物处理过程的流程图的实例。
图5为示意性地显示包括厌氧消化生物反应器的家庭厕所废物处理系统的实例的图。
图6为描述通过使用图5的家庭厕所废物处理系统的实例的厕所废物处理过程的流程图的实例。
图7为AD-AO生物反应器的示意图。
图8为AD-mAO生物反应器的示意图。
图9为说明连接至AD-mAO生物反应器的臭氧发生器和通过使用臭氧发生器对来自AD-mAO生物反应器的流出物杀菌的过程的图。
图10为显示要求保护的家庭厕所废物处理系统和说明通过其处理每天10人份的厕所废物的流程图的图。
图11为示意性地显示要求保护的包括厌氧生物反应器的家庭厕所废物处理系统的实例的图。
图12为示意性地显示要求保护的家庭厕所废物处理系统的另一实例的图。
具体实施方式
下文中，下面将参照实施例详细描述本公开内容。然而，仅出于说明性目的提供这些实施例，并且本公开内容的范围不限于此。
实施例1：包含含氧生物反应器的生物处理设备和使用其的厕所废物处理
在该实施例中，准备几个各自包括含氧生物反应器的生物反应器并且将其用于处理厕所废物。对于用作厕所废物，使用Swiss Federal Institute of Aquatic Scienceand Technology(EAWAG)报道的带有冲洗水且无纸的模拟粪便和尿。之后，实际的粪便和尿用于重新验证。
作为生物反应器，准备以下四种生物反应器：AO、AOA、AD-AO、和AD-mAO。
在此，A表示缺氧生物反应器，O表示含氧生物反应器，AD表示厌氧消化生物反应器，并且mAO表示其中缺氧生物反应器和含氧生物反应器连接的单元重复整数m次。在该实施例中，使用其中m为4的mAO。AO表示缺氧生物反应器和含氧生物反应器顺序地布置并且彼此连接以将在缺氧生物反应器中处理的液体废物传送至含氧生物反应器。AOA表示AO连接至另外的缺氧生物反应器以将在AO的含氧生物反应器中处理的液体废物传送至另外的缺氧生物反应器。含氧生物反应器可包括用于供应氧气的氧气供应器。氧气供应器可为喷气装置或空气供应器。AD生物反应器和缺氧生物反应器可各自包括搅拌器。AD-AO表示AD生物反应器连接至AO，其中，在AO中，缺氧生物反应器可连接至含氧生物反应器以将在含氧生物反应器中处理的液体废物内部返回至缺氧生物反应器。AD-AO是简单的且可为可能小型化的。AD-mAO表示4列(组)后续的厌氧和含氧生物反应器连接至厌氧消化生物反应器AD，其中AO生物反应器被重复地应用以节省能量并提高处理速度。AD生物反应器中的未降解的固体被定期地通过沉淀而除去。因此，AD生物反应器可连接至沉淀槽。
在各生物反应器中处理10人份的模拟粪便和尿。模拟粪便和尿通过R.Penn等，Water Research 132(2018)222-240中描述的方法制备，并且模拟尿根据相应论文中描述的Colon等2015的方法制备。
一人份模拟粪便和尿包括3kg粪便/天、15L尿/天、和100L冲洗水/天。粪便包含75％的水，并且尿包含96％的水。表1显示模拟粪便和尿的组分。
表1
Figure BDA0004113752060000301
首先，关于AO生物反应器和AOA生物反应器，将每天10人份的模拟粪便和尿投入缺氧生物反应器(A)中而没有进行液体/固体分离，并且然后相继地进行缺氧反应和含氧反应。结果，评价分别从AO和AOA的最终生物反应(即，含氧生物反应器和缺氧生物反应器)释放的流出物的水品质。根据ISO 30500的厕所废物处理标准如下表2中所示(Doulaye Kone，World Toilet Summit，Expo.Sao Paolo，Brazil，Nov.18-19,2019.)。
表2
流出物的品质 类别A 类别B
COD(mg/l) ≤50 ≤150
TSS(mg/l) ≤10 ≤30
总氮(TN) ≥70％降低
总磷(TP) ≥80％降低
pH 6-9
在表2中，类别A显示非限制性城市用途的阈值。类别B显示地表水排放或其它限制性城市用途的阈值。结果，当将模拟粪便和尿投入AO生物反应器和AOA生物反应器中并进行处理时，发现在AO生物反应器和AOA生物反应器中COD和浊度是高的。同时，关于AD-AO生物反应器和AD-mAO生物反应器，将其中液体和固体被分离的每天10人份的模拟粪便和尿投入厌氧消化生物反应器(AD)中，并且然后，仅容许在厌氧消化生物反应器(AD)中溶解的液体流入缺氧生物反应器(A)和含氧生物反应器(O)中。结果，评价从AD-AO生物反应器和AD-mAO生物反应器的最后生物反应(即，含氧生物反应器)释放的流出物的水品质。
图7为AD-AO生物反应器的示意图。如图7中所示，AD-AO生物反应器包括厌氧消化生物反应器、缺氧生物反应器、含氧生物反应器、和沉淀槽。厌氧消化生物反应器可包括用于引入液体厕所废物的入口。厌氧消化生物反应器和缺氧生物反应器可各自包括用于搅拌液体厕所废物的搅拌器。AD生物反应器连接至缺氧生物反应器以将经厌氧消化的液体厕所废物传送至缺氧生物反应器。另外，缺氧生物反应器连接至含氧生物反应器以将经缺氧处理的液体厕所废物传送至含氧生物反应器。含氧生物反应器连接至沉淀槽以将经含氧处理的液体厕所废物传送至沉淀槽。另外，含氧生物反应器连接至缺氧生物反应器以将经含氧处理的液体厕所废物的一部分传送至缺氧生物反应器。另外，含氧生物反应器包括氧气供应器或空气供应器。沉淀槽连接至缺氧生物反应器以使沉淀的废物外部返回至缺氧生物反应器。因此，沉淀槽中的沉淀的废物可外部返回至缺氧生物反应器。另外，沉淀槽连接至燃烧设备以将沉淀的废物传送至燃烧设备。因此，沉淀槽中的沉淀的废物可外部传送至燃烧设备。如图7中所示，在厌氧消化生物反应器AD中发生碳溶解反应，在缺氧生物反应器A中发生脱硝反应，并且在含氧生物反应器O中发生硝化反应。
表3显示评价当将每天10人份的模拟粪便和尿分离成固体和液体并且将所分离的液体进给至厌氧消化生物反应器AD时操作3个月后从厌氧消化生物反应器AD排放的流出物的品质的结果。在此，厌氧消化生物反应器AD的温度为35℃，且含氧生物反应器的温度为25℃，且操作持续3个月。
表3
条目 流入物(mg/L) 流出物(mg/L) 除去率(％) ISO标准 说明
TCOD 8,909 334 96 <150mg/L 需要的额外的臭氧处理
TN 1,021 229 78 >70％ 达到标准
另外，通过使用相同的AD-AO生物反应器和使用实际的粪便和尿代替模拟粪便和尿，根据相同的过程处理实际的粪便和尿。结果示于表4中。如表4中所示，COD和TN值与使用模拟粪便和尿的那些类似或优于使用模拟粪便和尿的那些。
表4
条目 流入物(mg/L) 流出物(mg/L) 除去率(％) ISO标准 说明
TCOD 10,775 520 95 <150mg/L 需要的额外的臭氧处理
TN 1,006 212 79 >70％ 达到标准
图8为AD-mAO生物反应器的示意图。如图8中所示，AD-mAO生物反应器包括厌氧消化生物反应器AD和4列随后的厌氧和含氧生物反应器。厌氧消化生物反应器可包括用于引入液体厕所废物的入口。厌氧消化生物反应器和缺氧生物反应器可各自包括用于搅拌液体厕所废物的搅拌器。厌氧消化生物反应器连接至缺氧生物反应器以将经厌氧消化的液体厕所废物传送至缺氧生物反应器。另外，缺氧生物反应器连接至含氧生物反应器以将经缺氧处理的液体厕所废物传送至含氧生物反应器。含氧生物反应器连接至缺氧生物反应器以将经含氧处理的液体厕所废物传送至安装在其后的缺氧生物反应器。
另外，布置在最后的含氧生物反应器连接至缺氧生物反应器以将经含氧处理的液体厕所废物的一部分传送至缺氧生物反应器。另外，含氧生物反应器包括氧气供应器或空气供应器。在图8中，根据取决于通风的溶解氧的量，缺氧生物反应器与含氧生物反应器进行区分。
表5显示评价当使用每天10人份的模拟粪便和尿并将其分离成固体和液体并且将所分离的液体进给至厌氧消化生物反应器AD时的操作2个月后从厌氧消化生物反应器AD排放的流出物的品质的结果。在此，将厌氧消化生物反应器AD的温度从35℃降低至25℃并保持，并且含氧生物反应器的温度为25℃，并且操作持续2个月。另外，在含氧生物反应器中，增加微生物的浓度，并且为了微生物的浓度的稳定性，包含微生物载体。
表5
条目 流入物(mg/L) 流出物(mg/L) 除去率(％) ISO标准 说明
TCOD 8,909 270-340 97 <150mg/L 需要的额外的臭氧处理
TN 1,021 220 78 >70％ 达到标准
如表3、4和5中所示，当使用AD-AO生物反应器和AD-mAO生物反应器并且仅将通过将厕所废物分离成固体厕所废物和液体厕所废物获得的液体厕所废物投入生物反应器中以供处理时，COD为约300mg/L，这是好的，但是不包括在ISO 30500标准内。TN除去率为78％，其包括在ISO 30500标准内。因此，为了满足根据ISO 30500标准的COD要求，意在使流出物经历额外的COD降低过程。COD降低过程可为，例如，臭氧处理或膜过滤。证实臭氧处理不仅具有杀菌的效果，而且具有COD降低和浊度降低的效果。
实施例2：包含臭氧发生器和含氧生物反应器的生物处理设备以及使用其的厕所废物处理
在该实施例中，作为杀菌器的臭氧处理装置连接至包括含氧生物反应器的生物处理设备以制备包括臭氧处理装置和含氧生物反应器的生物处理设备，并且通过使用其处理厕所废物。包括含氧生物反应器的生物处理设备使用实施例1中描述的AD-mAO(m＝4)生物反应器，并且臭氧处理装置被布置成对臭氧处理装置中的从AD-mAO(其中m＝4)传送的流入物进行臭氧处理。臭氧处理装置包括臭氧发生器和用于容纳或流动产生的臭氧的容器。容器配置成使臭氧化的空气的气泡尺寸小型化以增加臭氧和流出物之间的接触面积，并且连接成具有相对于流出物流动的方向逆流的流体流动。另外，容器配置成以这样的方式具有多个隔室，例如5个隔室，使得从臭氧发生器供应的臭氧化的空气和从AD-mAO生物反应器(其中m＝4)传送的流出物具有逆流的流体流动。作为臭氧发生器，使用OzeneTech Inc.的LAB-I装置(180W的功耗)。
臭氧发生器配置成通过产生高频波而将空气中的氧气转变成臭氧。为了减少臭氧发生器的功耗，通过开/关控制寻找流出物的色度和COD降低条件。结果，达到根据流出物COD的标准所需的处理时间和能量如表5中所示。在臭氧处理后，流出物的色度由浑浊变为清澈。
表6
Figure BDA0004113752060000331
如表6中所示，当流出物TCOD为300mg/L时，5.3小时的装置操作将达到目标150mg/L，并且需要0.95kWh/d的功率。另外，当流出物TCOD增加至350mg/L和400mg/L时，达到标准的时间和所需的能量增加。这些增加表明，需要降低流出物COD以节省能量。通常，微生物的杀菌仅用在1小时内的臭氧处理是足够的。另外，通过臭氧处理的厕所液体废物的杀菌、COD的降低、和色度的降低可通过UV照射的组合使用而提高。另外，要求保护的家庭厕所废物处理系统可将固体废物从生物处理设备、厌氧消化生物反应器、或固-液分离厕所传送至用于干燥和燃烧的燃烧设备。要求保护的家庭厕所废物处理系统可在固体处理过程期间对微生物以及寄生物进行杀菌。因此，在厕所液体废物中残留的COD降低。图9为说明连接至AD-mAO生物反应器的臭氧发生器和通过使用臭氧发生器对从AD-mAO生物反应器排放的流出物杀菌的过程的图。在图9中，臭氧处理装置具有包括五个隔室的容器，用于在相对于流出物的逆流方向上提供臭氧处理装置中产生的臭氧化的空气。
实施例3：通过使用家庭厕所废物处理系统的厕所废物处理的模拟
对于具有表7中所示的生物反应器配置的家庭厕所废物处理系统，模拟家庭厕所废物的处理。该模拟证实要求保护的家庭厕所废物处理系统是否可小型化并且达到处理效率。该模拟是通过使用废水处理模型和GPS-X模拟软件(Hydromantis EnvironmentalSoftware Solutions,Inc.)进行的。通过该模拟，试图找到能够在具有350L内的体积的生物反应器中达到小于或等于150mg/L的流出物COD以及分别达到大于或等于70％和大于或等于80％的TN和TP除去率的工艺。模拟结果如表7中所示。
表7
Figure BDA0004113752060000341
Figure BDA0004113752060000351
固体分离效率是指没有经历到包含粪便的混合溶液的损失的初始粪便的百分比。当固体厕所废物的一部分通过冲洗水或尿损失到液体厕所废物时，固体分离效率降低。液体分离效率是指没有经历以初始量到混合溶液的损失的尿或冲洗水的百分比。当液体厕所废物与粪便混合并进入包含固体的混合溶液时，液体分离效率下降。在表7中，在具有AD前缀的AD-A2O或AD-AO工艺中，已经经历AD的液体被送至脱水器，并且将经脱水的液体和从厕所分离的液体废物混合并传送至含氧生物反应器。在含氧处理过程中产生的残渣沉淀被送至脱水器以与经AD处理的液体混合并脱水。
在表7中，缩写表示以下含义。
AO：缺氧-含氧工艺，AOA：厌氧-氧-缺氧工艺，A2O：厌氧-缺氧-含氧工艺，Bardenpho：缺氧-氧-缺氧-氧工艺，AD-AO：厌氧消化-缺氧-氧工艺，AD-A2O：厌氧-厌氧-缺氧-氧工艺；和HRT：水力停留时间。
如表7中所示，模拟总共6个生物处理工艺和7个固液分离情形。所述6个生物处理工艺是A2O、4阶段bardenpho、AO、AOA、AD-A2O、和AD-AO。首先，当厕所废物仅通过含氧工艺处理而不分离成固体厕所废物和液体厕所废物时，在所有评述的工艺中COD、TN和TP都不满足处理标准。评述的工艺包括A2O、Bardenpho、AO和AOA工艺。
另外，通过改变分离率而将厕所废物分离成固体厕所废物和液体厕所废物，并且然后，以使得所分离的固体厕所废物通过厌氧消化生物反应器(AD)进行处理且所分离的液体厕所废物通过含氧处理工艺进行处理(即，A2O或AO工艺)的方式进行模拟处理。结果，在其中将厕所废物被分离成固体厕所废物和液体厕所废物，固体厕所废物在厌氧消化生物反应器中进行处理并且液体厕所废物进行含氧处理的所有工艺中，均满足流出物品质标准。在情形2的固体/液体分离效率(即，90％的固体分离效率和80％的液体分离效率)的情况下，还在AD-AO(其为最简单的工艺)中也满足根据ISO 30500的流出物品质标准。也就是说，通过包括使用具有AD组合的含氧生物反应器的工艺(例如，AO、A2O、AOA等)的生物处理设备、固-液分离厕所和脱水器的家庭厕所废物处理设备，可满足根据ISO 30500的流出物品质标准。在家庭厕所废物处理系统的实例中，固体分离效率可在约85％至约95％的范围内，且液体分离效率可在约75％至约85％的范围内。在家庭厕所废物处理系统的实例中，可在集成到家庭单元中的系统中在不将厕所废物通过管道传送至外部生物处理设备和/或外部厌氧消化生物反应器的情况下连续地处理厕所废物。而且，在家庭厕所废物处理系统的实例中，可将从厕所废物净化的水再循环作为固体分离型厕所中的冲洗水。另外，在厌氧消化生物反应器中产生的生物气例如甲烷可用作燃烧设备中的燃料。
图10为显示要求保护的家庭厕所废物处理系统和说明通过其处理每天10人份的厕所废物的流程图的图。如图10中所示，家庭厕所废物处理系统的实例包括：固-液分离厕所100；包括缓冲槽102、缺氧生物反应器122、含氧生物反应器124、和沉淀槽200的生物处理设备120；杀菌设备140；厌氧消化生物反应器180、脱水器186、和燃烧设备164。在投入固-液分离厕所110中的厕所废物中的液体可被传送至缓冲槽102并且储存在缓冲槽102中，并且可将液体的一部分引入至用于缺氧处理的缺氧生物反应器122并且然后传送至含氧生物反应器。在含氧生物反应器中的经含氧处理的液体废物的一部分可被返回至缺氧生物反应器，而另一部分可被传送至沉淀槽。传送至沉淀槽的经生物处理的液体废物可通过沉淀进行沉淀。沉淀槽中的液体的一部分可被传送至杀菌设备，进行杀菌，并且然后通过出口排出。沉淀槽200中的残渣的一部分可被传送至缺氧生物反应器的前面，并且然后与从缓冲槽传送的液体废物一起被传送至缺氧生物反应器。沉淀槽200中的残渣的一部分可被传送至脱水器186，进行脱水，并且然后被送至用于干燥和燃烧的燃烧设备164。燃烧设备可任选地选择包括干燥器。另外，如果存在的话，干燥器可单独地存在并连接至燃烧设备。
投入固-液分离厕所100中的厕所废物的固体可被传送至厌氧消化生物反应器180，并且厌氧处理并溶解的液体可被传送至缓冲槽260。在厌氧消化生物反应器180中的经厌氧处理的固体废物(即残渣)可被传送至脱水器186，进行脱水，并且然后被送至用于干燥和燃烧的燃烧设备164。
图11为示意性地显示要求保护的包括厌氧生物反应器的家庭厕所废物处理系统的实例的图。如图11中所示，家庭厕所废物处理系统的实例包括：包括含氧生物反应器124的生物处理设备120；作为杀菌装置的臭氧发生器140和UV照射器240；固-液分离厕所100；厌氧消化生物反应器180；沉淀槽182；传送装置188(例如，传送螺杆或螺旋钻)、脱水器186、干燥器162、子燃烧装置160、冲洗水储存器220、和生物气装载器260。脱水器186、干燥器162、和子燃烧装置160形成单个单元且可构成燃烧设备164。在家庭厕所废物处理系统的实例中，投入固-液分离厕所100中的厕所废物中的液体可被送至用于含氧处理的生物处理设备120，并且然后被传送至用于杀菌和脱色和COD除去的杀菌设备140。然后，经含氧处理的液体废物可被送至冲洗水储存器220并且用作厕所冲洗水。从厌氧消化生物反应器180和生物处理设备120传送的固体废物(例如残渣)可通过传送装置188被传送至脱水器186，进行脱水，并且然后被传送至用于干燥和燃烧的干燥器162和子燃烧装置160。在图10中，在生物反应器中产生的生物气可被储存或保持在生物气装载器160中，并且然后被传送至燃烧设备164。
图12为示意性地显示要求保护的家庭厕所废物处理系统的另一实例的图。
如图12中所示，家庭厕所废物处理系统的实例包括：包括含氧生物反应器124的生物处理设备120；作为杀菌装置的臭氧发生器140和紫外照射器240；固-液分离厕所100；脱水器186；干燥器162；子燃烧装置160；冲洗水储存器220；传送装置188；和固体储存器158。固体储存器158可储存从固-液分离厕所100传送的固体厕所废物和/或从生物处理设备120传送的固体(例如残渣)。脱水器186、干燥器162、和子燃烧装置160形成单个单元且可构成燃烧设备164。固体储存器158可包括浸渍器。储存的固体可通过传送装置188被传送至脱水器186，并且然后，被送至用于干燥和燃烧的干燥器162和子燃烧装置160。

Claims (27)

1.家庭厕所废物处理系统，其包括：用于将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物的固-液分离厕所；用于对从固-液分离厕所传送的液体厕所废物进行生物处理的生物处理设备；用于对从生物处理设备传送的经生物处理的液体废物进行杀菌的杀菌设备；以及用于燃烧从固-液分离厕所传送的固体厕所废物和从生物处理设备传送的经生物处理的固体废物的燃烧设备。
2.如权利要求1所述的家庭厕所废物处理系统，其中固-液分离厕所包括用于容纳所分离的液体厕所废物的液体收集单元和用于容纳所分离的固体厕所废物的固体收集单元。
3.如权利要求1所述的家庭厕所废物处理系统，其中固-液分离厕所配置成分别具有50％-100％的固体分离率和液体分离率。
4.如权利要求1所述的家庭厕所废物处理系统，其中生物处理设备包括：缺氧生物反应器(A)和含氧生物反应器(O)；缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、和缺氧生物反应器(A)；厌氧生物反应器、缺氧生物反应器(A)、和含氧生物反应器(O)；缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、缺氧生物反应器(A)、和含氧生物反应器(O)；厌氧生物反应器、含氧生物反应器(O)、缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、和缺氧生物反应器(A)；MUCT生物反应器；UCT生物反应器；序批式反应器；部分硝化生物反应器和厌氧氨氧化生物反应器；厌氧氨氧化生物反应器；或其组合。
5.如权利要求1所述的家庭厕所废物处理系统，其中生物处理设备包括厌氧消化(AD)生物反应器。
6.如权利要求5所述的家庭厕所废物处理系统，其中AD生物反应器布置在前面，使得从固-液分离厕所传送的液体厕所废物流入，并且有机物质通过厌氧消化而溶解。
7.如权利要求5所述的家庭厕所废物处理系统，其进一步包括连接至AD生物反应器并且使从AD生物反应器传送的经厌氧消化的液体厕所废物沉淀的沉淀槽。
8.如权利要求1所述的家庭厕所废物处理系统，其中杀菌设备包括臭氧发生器、紫外照射器、或其组合。
9.如权利要求1所述的家庭厕所废物处理系统，其中燃烧设备进一步包括用于干燥厕所废物的干燥器。
10.如权利要求1所述的家庭厕所废物处理系统，其进一步包括用于使从固-液分离厕所传送至燃烧设备的固体厕所废物、从生物处理设备传送至燃烧设备的经生物处理的固体厕所废物、或其组合脱水的脱水器。
11.如权利要求1所述的家庭厕所废物处理系统，其中生物处理设备进一步包括用于使经生物处理的厕所废物沉淀的沉淀槽。
12.如权利要求1所述的家庭厕所废物处理系统，其中生物处理设备连接至水储存器，使得经生物处理的厕所水能被传送至水储存器。
13.家庭厕所废物处理系统，其包括：用于将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物的固-液分离厕所；用于对从固-液分离厕所传送的液体厕所废物进行生物处理的生物处理设备；用于在厌氧条件下对从固-液分离厕所传送的固体厕所废物进行生物处理的厌氧消化(AD)生物反应器；用于对从生物处理设备传送的经生物处理的液体废物进行杀菌的杀菌设备；以及用于燃烧从厌氧消化生物反应器传送的经厌氧消化的固体厕所废物和从生物处理设备传送的经生物处理的固体厕所废物的燃烧设备。
14.如权利要求13所述的家庭厕所废物处理系统，其中固-液分离厕所包括用于容纳所分离的液体厕所废物的液体收集单元和用于容纳所分离的固体厕所废物的固体收集单元。
15.如权利要求13所述的家庭厕所废物处理系统，其中固-液分离厕所配置成分别具有50％-100％的固体分离率和液体分离率。
16.如权利要求13所述的家庭厕所废物处理系统，其中生物处理设备包括：缺氧生物反应器(A)和含氧生物反应器(O)；缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、和缺氧生物反应器(A)；厌氧生物反应器、缺氧生物反应器(A)、和含氧生物反应器(O)；缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、缺氧生物反应器(A)、和含氧生物反应器(O)；厌氧生物反应器、含氧生物反应器(O)、缺氧生物反应器(A)、含氧生物反应器(O)、和缺氧生物反应器(A)；MUCT生物反应器；UCT生物反应器；序批式反应器；部分硝化生物反应器和厌氧氨氧化生物反应器；厌氧氨氧化生物反应器；或其组合。
17.如权利要求13所述的家庭厕所废物处理系统，其中杀菌设备包括臭氧发生器、紫外照射器、或其组合。
18.如权利要求13所述的家庭厕所废物处理系统，其中燃烧设备进一步包括用于干燥厕所废物的干燥器。
19.如权利要求13所述的家庭厕所废物处理系统，其进一步包括用于使从AD生物反应器传送的经厌氧消化的固体厕所废物、从生物处理设备传送的经生物处理的固体厕所废物、或其组合脱水的脱水器。
20.如权利要求13所述的家庭厕所废物处理系统，其中生物处理设备进一步包括用于使经生物处理的厕所废物沉淀的沉淀槽。
21.如权利要求20所述的家庭厕所废物处理系统，其中沉淀槽连接至生物处理设备的生物反应器以使沉淀返回至生物反应器，或连接至燃烧设备以将沉淀传送至燃烧设备。
22.如权利要求13所述的家庭厕所废物处理系统，其进一步包括用于将从AD生物反应器传送的经厌氧消化的固体厕所废物分离成固体废物和液体废物的固-液分离生物反应器，其中AD生物反应器连接至固-液分离生物反应器以将经厌氧消化的固体厕所废物传送至固-液分离生物反应器。
23.如权利要求22所述的家庭厕所废物处理系统，其中固-液分离生物反应器连接至燃烧设备，使得所分离的固体废物能被传送至燃烧设备。
24.如权利要求13所述的家庭厕所废物处理系统，其中AD生物反应器连接至生物处理设备，使得经厌氧消化的固体厕所废物的液体组分能被传送至生物处理设备。
25.如权利要求13所述的家庭厕所废物处理系统，其进一步包括用于将从AD生物反应器传送的经厌氧消化的固体厕所废物分离成固体废物和液体废物的固-液分离生物反应器，其中AD生物反应器连接至固-液分离生物反应器以将经厌氧消化的固体厕所废物传送至固-液分离生物反应器，并且固-液分离生物反应器连接至生物处理设备以将经厌氧消化的固体厕所废物的液体组分传送至生物处理设备。
26.处理厕所废物的方法，该方法包括：将厕所废物投入家庭厕所废物处理系统的固-液分离厕所中，其中家庭厕所废物处理系统包括：用于将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物的固-液分离厕所；用于对从固-液分离厕所传送的液体厕所废物进行生物处理的生物处理设备；用于对从生物处理设备传送的经生物处理的液体厕所废物进行杀菌的杀菌设备；以及用于燃烧从固-液分离厕所传送的固体厕所废物和从生物处理设备传送的经生物处理的固体废物的燃烧设备。
27.处理厕所废物的方法，该方法包括：将厕所废物投入家庭厕所废物处理系统的固-液分离厕所中，其中家庭厕所废物处理系统包括：用于将厕所废物分离成液体厕所废物和固体厕所废物的固-液分离厕所；用于对从固-液分离厕所传送的液体厕所废物进行生物处理的生物处理设备；用于在厌氧条件下对从固-液分离厕所传送的固体厕所废物进行生物处理的厌氧消化(AD)生物反应器；用于对从生物处理设备传送的经生物处理的液体废物进行杀菌的杀菌设备；以及用于燃烧从厌氧消化生物反应器传送的经厌氧消化的固体厕所废物和从生物处理设备传送的经生物处理的固体厕所废物的燃烧设备。
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