[发明专利]一种多系统的城市自循环系统

说明书

本发明公开了一种多系统的城市自循环系统，它为城市内部循环系统，含有多个可进行物质—能量变换的子系统，实现城市可持续运行，包括主要本体城市。城市内部循环系统包括沼气系统、人工湿地系统、雨水花园系统、都市农场系统以及太阳能发电系统。本发明运用多种物质—能量子系统与城市系统相结合，由城市向子系统输入废物以及废水等，在子系统工作后，产生用于城市的能源以及清洁水，实现了城市的可持续运行，即城市自循环设计的完善。本发明对于中小型城镇中污染率大，废物利用率低的问题具有改善作用，在完善的系统中可以实现不借助外来输入的城市可持续自循环运行。

技术领域

本发明涉及城市可持续自循环设计领域，具体涉及一种能够维持城市低碳环保、自给自足可持续运行的多系统的城市自循环系统。

背景技术

如今，城市中能源与废弃物之间的矛盾愈发凸显，在世界上一些中小型城镇这样的现象尤为明显。城市向自然环境排放大量废物，并且在生产城市所需能源的过程中耗费更多能源。垃圾填埋造成大量的土壤污染；污水处理厂的建造需要花费大量的资源，而运营需要持续的能源投入；传统的发电模式消耗的是不可再生的矿石燃料，并且被转化的能源中很大部分反而直接成为造成空气污染的废物。解决城市中能源再利用措施匮乏、城市废物利用率低的现状需要设计合适的生态可持续系统。

传统的城市循环系统主要采用包括人工湿地系统、沼气系统、雨水花园系统综合治理的方式提高城市废物利用率。通过沼气系统解决城市中产生的有机废物，转化成可以使用的沼气以及包含氮、磷的无机物；通过人工湿地系统解决城市中产生的污水，转化为可以使用的净水，并提供给城市和沼气系统；通过雨水花园系统解决前两个系统造成的水资源缺额问题，作为城市中的补充水源。但缺少清洁能源和食物的补充的城市系统是无法长时间存在的，因此采用更多子系统的城市自循环系统可以解决城市持续运行的任务，对于推广到其他大中小型城镇解决可持续运行问题具有重要的经济价值和社会价值，这成为亟待了解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种多系统的城市自循环系统，通过此系统可实现城市内部物质—能量内循环，保持其长时间可持续运行，且具有低污染、废物利用率高的优点，是今后城市模型推广的重要基础。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种多系统的城市自循环系统，为城市内部循环系统，含有多个可进行物质—能量变换的子系统，实现城市可持续运行，包括主要本体城市，所述城市内部循环系统包括沼气系统、人工湿地系统、雨水花园系统、都市农场系统以及太阳能发电系统；

所述本体城市用于实现城市内部居住人的基本需求，并实现可持续自循环运行，其包括多种能量、物质的输入与输出；

所述沼气系统用于对城市产生的粪便等有机质废物通过微生物降解，转化为沼气、二氧化碳以及无机形式的氮、磷化合物；

所述人工湿地系统用于提供城市清洁用水，将本体城市中产生的废水通入人工湿地系统后，通过微生物、生物和物理、化学手段将废水进行处理，转化为可用水；

所述雨水花园系统用于补充沼气系统和人工湿地系统损失的水，作为雨水采集系统，获得可用水来弥补损失的水；

所述都市农场系统用于产生应用于本体城市就近、就地补充的食物；

所述太阳能发电系统用于无污染地产生用于本体城市以及其他系统的电能。

优选地，所述本体城市为标准且完整的中小型城镇地区，市中心地区拥有健全的商业、办公、居住、教育功能，且其位于阳光、雨水充足的宜居环境。

优选地，所述沼气系统含多个能量交换口，至少包括沼气—城市交换口、沼气—都市农场交换口；所述沼气—城市交换口用于本体城市向沼气系统输送产生的有机废物、沼气系统向本体城市输送产生的沼气和肥料；所述沼气—都市农场交换口用于沼气系统向都市农场系统输送产生的肥料。