科技模块6——循环回收
水循环
1. 雨水收集:因为我们的max为北高南低,降落在max顶上的雨水可以顺着我们的收集装置自动向下流动,在最南端的雨水储蓄罐里收集。在max顶部有一层10cm左右的雨水渗透层,雨水渗入10cm以下的微型管道顺着坡度向下流动,在max最南端的一个规格为 高3m半径1m的雨水收集罐内暂时储存。在晴朗的日子里会借助太阳光能和少量电能进行过滤净化。净化后将运往居民区。
2. max内部农业区:农业区为自上而下的六层,农业区建有两个蓄水池,一个在最底部,一个在最顶部,用泵水装置将底层水泵往顶部,然后凭借重力从管道里向下流到每一层里,在每层之间都会有一个微型滤水系统,负责将有机物杂质滤出,并添加相应的营养液以供下一层的植物所需。在最后一层是畜牧区,这里的水将从底部直接抽取(从上面留下来的灌溉用水已经不适合畜牧)。最后废水将从最后一层流向max内部的下水管道。
3. max内部工业区:从农业区流出的废水将优先通往邻近的工业区,由于这里的大部分工作为3d打印,所需水量和质量均较小,从农业区中流过来的废水经过简单的处理后即可作为工业用水,而打印所需的水原材料将从直接将废水蒸发得到蒸馏水用(量很小)。
4. 居民区用水:居民区用水有三种来源:质量要求不高的生活用水(卫生间等)将使用居民区内部循环处理后的用水,要求较高(沐浴、冲洗等)将使用完整处理后的海水;饮用水则将使用完全净化的雨水(会人为补充适量物质以形成饮料)。而居民区产生的废水也有两个去处:卫生间、冲洗等污水从下水道流走将和工农业用水共同流入污水处理池;从洗手台、盥洗池等较干净的地方流走的将在居民区内部专门的收集池内净化再循环。
5. max区域外的雨水收集与循环:在max区域外的绿地上,以图片内(引自宾夕法尼亚大学shoemaker green)为模板建设。在绿地土层下铺有若干较细的下水管道(深度在1m左右),我们会将工业区的地势建设得最低,收集来的雨水都会因为重力而顺着管道流向工业区作为工业用水。
6. max外工业区水循环:工业区独立水循环,工业用水无毒净化处理后将再次用作工业用水,净化产生的废料将运往废料处理厂,循环一次造成的水资源减少将由绿地收集得雨水补充。
7. 沙滩边码头水循环,在沙滩附近将设置有排水池,会将产生的废水收集,并和抽上来的海水合并,在沙滩边海水净化装置处淡化净化处理。净化后运往max
8. max内总水循环。工、农业和生活废水将运往这里进行统一净化处理,净化处理后将去往max环中北边的圆环重新用作工农业用水,海水淡化后得水将由管道运往这里并去往南边的圆环用作居民生活用水。
9. 科研用水:用量极少,可直接划入居民生活用水。
10. 公共设施用水:划入居民生活用水。
11. 在水资源不足时将紧急抽取地下水,而在水资源充足时会回补。
我们将不同水资源化为不同等级:
1. 饮用水、净化雨水
2. 地下水、净化海水、河水
3. 高质量生活用水、3d打印原材料、畜牧用水、公共设施用水、科研用水
4. 3d打印工业用水、灌溉用水、低质量生活用水
高等级的水可以用到低等级去,最后都会变为4等级,经过净化后变成2等级。而1等级因为雨水可以源源不断获取而可以自给,在雨水不足时也可用完全净化后的海水或地下水用作1等级
废物循环
一、概述
以对生存世界环境产生最小影响的原则,以效率和节能为宗旨的城市循环体系。
二、垃圾循环处理及物料循环
(1)垃圾气力管道运输与自动化系统
在主max里,采用垃圾气力管道运输的方式进行生活垃圾的回收、循环和处理(与传送带位置结合勿需占用多余空间);仿照现世界芬兰、瑞典的居民生活垃圾处理方式,提高垃圾分类、处理效率,优化城市环境。
(2)分级生态自动化处理垃圾
居民垃圾投放时进行分类,可燃垃圾会被扔进当地热电厂的焚烧炉,燃烧产生的能量一部分转化成了电能,另一部分热能则被水流吸收,并跟随“暖气管”进入小区居民的家中,发挥余热。有机垃圾则被送进沼气池,产生的沼气一部分进了居民的厨房,一部分供给了主max的传送带运输系统。剩下的残渣作为有机肥料,返回到土地中。废纸等可回收品则进入循环回收系统,被制成其他纸制品继续使用。
(3)智能垃圾循环系统
应用了人工智能图像识别技术、物联网、内部机械手臂及管道运输的方式,将湿垃圾就地处理高效循环,减少干垃圾二次分类,打造出一站式垃圾分类及循环系统,主要应用于世界工业区。详见:《基于人工智能的“垃圾分类循环系统”设计》。
能量循环
(1)居民生活侧能量循环
1.垃圾进行焚烧发电
为保证环境尽量不受污染,我世界对焚烧物料的选择和处理技术都采用最高标准,以及技术。详见:《城市固体垃圾焚烧处理技术及处理效果评价》、《城市生活垃圾焚烧处理中二噁英的产生机理及防控》。
(2)工农业能量循环体系
1. 生物质能循环
沼气发电由植物工厂中的动物粪便等产生,就近、及时供给植物工厂整体(包含动物植物特殊照明需求,与以玉米秸秆等生物质为一次能源输入的植物工厂供暖系统)。详见:《温室蔬菜大棚生物质能火墙供暖系统》。
2.余热回收
- 热交换:
- 通过换热设备将余热能量直接传递给自身工艺的耗能流程,降低一次能源消耗。
- 热功转换
- 利用热功转换可提高余热的品位,将热能与机械能转换,促进工业区机械运作
- 第三种是采用热泵(溴冷机)系统回收余热
- 适用于工业和民用的低温余热回收
3.总体能量
由中央电站供电与生物质能发电形式进行结合,其中获得的电量将用于电制热、电制冷供给植物工厂,依托热电联产的形式(对不同品质的能量进行梯级利用,温度比较高的、具有较大可用能的热能用来被发电,而温度比较低的低品位热能则被用来供热或是制冷)进行电力分配,将会参考图片内容;