CN102587475A - 生物处理和水冲两用的集装箱厕所及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及户外可搬运厕所的技术领域，尤其涉及一种生物处理和水冲两用的集装箱厕所及其工作方法。其外壳为形状结构及尺寸同标准的集装箱，可方便的整装整卸的箱体。集装箱内划分为工作间、至少一个厕所间、洗手间和动力设备仓。通过一进二出的三根筒管式螺旋输送机将诸厕所便器与悬臂式双螺旋混合机生化反应器连通，共同构成了生物基料与粪便进出生化反应器的循环回路。所设高位水箱，由带有自控电磁阀的水管与螺旋输送机的筒管相联接，组成了给水、冲水、排(污)水的管筒系统。还设有发电机、水泵、电机及传动装置。将上述装置经不同的分隔、拆并、组合、简单的改造，就可随意的组成一典型的生物处理厕所或者典型的间歇集中冲水式厕所。

Description

生物处理和水冲两用的集装箱厕所及其工作方法

技术领域

本发明涉及户外可搬运的厕所领域，尤其涉及一种生物处理和水冲两用的集装箱厕所及其工作方法。

背景技术

吃、喝、拉、撒、睡是人日常生活中最最基础的行为，厕所是保障人最最基础的行为中不可或缺的必要设施之一，冲水厕所是人类现代文明的标志之一，它的采用，大大提升了人类的居住及生活质量。但是冲水厕所仅适应于有上下水设施的地方，在许多场合和临时处所，例如:在野外、山林等自然环境以及工矿、工地、集会会场等临时场合，往往不一定都具备有上下水的条件。

为此，近些年来市场上推出了多款可搬运的户外厕所，如:粪便打包型厕所、免水无排放生态厕所、泡沫封堵型厕所…这些可搬运的临时用厕所无一例外的都是免水或微水型的，这类厕所虽然适应范围广，只需用电(或耗水很少)就能运行，但与传统的冲水厕所相比较，结构较复杂、耗电多、运行和维修费用高、则是不争的事实，在清洁卫生方面也略逊一筹。如将上述的临时可搬运的厕所，用于给排水设施齐备的地方如:城市的某些街道、广场、工地以及在有天然水源的自然环境、矿山等处，是不太适宜的，白白闲置了资源，放弃了一些较便宜的水，多耗了较贵的电，得不偿失。当然，即便是有水，如果不是永久需要，为解决临时的如厕需要，而修建传统的永久型冲水式厕所同样也是不适宜的，更不经济。现市场上还没有可搬运的临时性水冲式厕所，究其原因，应是:这类作为应对临时需要的厕所，不能随机适宜于多种(无水)环境，利用率低，闲置期长。迄今，市场和报导上也尚未有:即可以冲水、也可免水用生物处理的两用厕所。

理想的需求是:提供一种可应用于多种场合，针对不同环境下的不同资源条件，可选择最有效、最经济、最合理、最科学的运行模式的可搬运临时厕所，即水冲和免水冲(生物降解)可切换功能的厕所，最好是能装置在标准规格集装箱:如20GP、40GP、40HC、45GP等内，能方便的整装整卸的厕所。

以前的技术:免水冲无排放生态厕所都是采用一个厕位一台U型槽生化反应器(内装填负载优势降解菌的生物基料)；都是一对—的配置了动力、搅拌、加热。抽排风、自控仪表等装置，所有设备与布置方式与水冲式厕所无一共同点，两者构成部件无法相互通用，功能不能更变。

本人的发明专利:(申请号:201210006262.X):多便位免水冲无排放生态厕所，创造性的推出:多个便位共用一台生化反应器及其伺服机构，且生化反应器不再置于便器之下，而是置于厕所一旁，与多个便器下由共用的输送粪便的筒管螺旋输送机相连通，这样的结构为本发明两用厕所的提出奠定了基础，将上述的多便位免水冲无排放生态厕所共用的生化反应器用闸(板)阀隔离断开，将便器下的管筒螺旋输送机的螺旋桨叶抽出，空管筒即可用作为冲水厕所的排水管道，将其用软管联接至排污系统，配上水箱等给水、冲水设施，便可改装成为一个间歇集中冲水的厕所。

发明内容

      为了克服现有的户外可搬运的厕所的不足，本发明介绍了一种生物处理和水冲两用的集装箱厕所及其工作方法。

      本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种生物处理和水冲两用的集装箱厕所，包括一个外形、结构及尺寸与通用标准集装箱相同的箱体，箱内划分为一个工作间、至少一个厕所间、洗手间，和一个动力设备仓,所述工作间，位于集装箱一端，内置一台悬臂式双螺旋混合机式生化反应器，其圆锥型容器壳体外设有电加热层和保温层，侧上部开有孔洞，连有排气管筒并装有轴流风机，悬臂式双螺旋混合机生化反应器的圆锥形容器底部，生物基料的进口，连接一筒管式螺旋输送机一，圆锥形容器的上中部径向对称位置有两个生物基料的出口，分别连接筒管式螺旋输送机二和筒管式螺旋输送机三，这两筒管式螺旋输送机还与厕所的便器连通，筒管式螺旋输送机二、筒管式螺旋输送机三和筒管式螺旋输送机一，这三个管式螺旋输送机的另一端，经腰形盒体通道相联接，两出一进，共同组成了生物基料与粪便进出生化反应器的循环回路；所述生化反应器的生物基料两个出口，通往筒管式螺旋输送机二和筒管式螺旋输送机三之间设有闸(板)阀一和闸(板)阀二，管式螺旋输送机二和筒管式螺旋输送机三与腰形盒体通道的相连接处设有闸(板)阀三和闸(板)阀四；工作间内还配置有高位水箱一和高位水箱二，两水箱分别有水管与筒管式螺旋输送机二和筒管式螺旋输送机三的外管筒相连接，这两根水管上分别设有自控电磁阀门一和自控电磁阀门二，这些设施又共同组成:给水、冲水、排污水系统。

      根据本发明的另一个实施例，进一步包括，工作间内还配置有生物处理厕所需要的温度自控仪表，间歇集中冲水厕所需要的时间、水箱水位自控仪表。

      根据本发明的另一个实施例，进一步包括，位于集装箱另一端的动力设备仓内设有:内燃发电机，水泵，以及分别装置在筒管式螺旋输送机一、筒管式螺旋输送机二、筒管式螺旋输送机三轴端的电动机及传动装置一、电动机及传动装置二、电动机及传动装置三。

      实施生物处理和水冲两用的集装箱厕所的生物处理粪便的工作方法是，在不使用高位水箱一、高位水箱二，两水箱不联接给水系统;连接高位水箱一、高位水箱二与筒管式螺旋输送机二、筒管式螺旋输送机三的水管上的电磁阀一、电磁阀二处于休停状态的情况下，排入便器的粪便落入下面的筒管式螺旋输送机二和筒管式螺旋输送机三内，被其内连续输送的生物基料所裹挟、混合、分散，经腰形盒体进入筒管螺旋输送机一内，折转方向，输送至生化反应器的锥体容器内与更多的负载大量优势降解菌株的生物基料充分的搅拌混合，同时:也有相当量的空气经由同样的入口与途径被不断抽入生化反应器内，在适宜的温度、湿度、和富氧环镜下被迅速的生物降解，这样，便形成了一个典型的用微生物处理粪便的免水冲无排放生态厕所。

      实施生物处理和水冲两用的集装箱厕所的水冲粪便的工作方法是，作为冲水厕所用时，要先关闭闸(板)阀一和闸(板)阀二，阻断生化反应器内物料的外输，继续运行筒管式螺旋输送机一、筒管式螺旋输送机二、筒管式螺旋输送机三，将其管筒内的生物基料与粪便的混合物全部输入生化反应器的锥体容器内，再关闭闸(板)阀三和闸(板)阀四，将生化反应器与全部生物基料完全隔离出系统，并停止运转，之后，再将筒管式螺旋输送机二和筒管式螺旋输送机三于动力设备仓内一端的电机及传动机构二和电机及传动机构三卸下，端盖打开抽出螺旋桨叶，再把两空筒管连接上排水软管至下水系统;将高位水箱一与高位水箱二接通给水系统，启用高位水箱一、高位水箱二，以及其连接筒管式螺旋输送机二、筒管式螺旋输送机三的外壳管筒的水管上的自控电磁阀一和自控电磁阀二，其受水箱水位和时间继电器控制而动作，这样:就由水箱、水管、电磁阀以及若干个便器、便器下的空管筒，一同构成了一个完整的粪便水冲系统，这样的组合、开启的厕所设备及运行模式，形成一个典型的间歇集中冲水式的厕所。

      本发明具有以下特点：外壳采用标准规格的集装箱结构及外型尺寸，可方便的整装整卸；箱体可分隔安排多个相互独立的厕所间，若干个洗手间以及一个安置生化反应器、高位水箱、自控仪表等设备的工作间，和一个动力设备仓。布局合理，空间利用率高，方便灵活；在无水有电的地方，接上电源就是一个多便位免水冲无排放生态厕所，在无水无电的地方，靠自备发电机发电，仍可启动用作多便位免水冲无排放生态厕所功能，在上、下水，条件具备的地方，接通上、下水，经简单快捷的改装，即可用作为间歇集中冲水式公厕，在有天然水源的地方，无论有无供电，也可将自备水泵、发电机启动，同样可用作间歇集中冲水式厕所。本发明厕所适宜于多种环境下的使用。特别适宜于部队、科考等人员在野外作业时作生活保障用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是以40HC型集装箱为外壳，箱体各功能部分分隔布局示意图；

图2箱内主体设备俯视图；

图3 A-A向剖视图；

图4 B-B向剖视图；

图5 C-C向剖视图；

图6 D-D向剖视图；

图7是以20GP型集装箱为外壳，箱体各功能部分分隔布局示意图；

以上图中，1、生化反应器(悬臂式双螺旋混合机)，2.1、筒管螺旋输送机一，2.2、筒管螺旋输送机二，2.3、筒管式螺旋输送机三，2.1.1、电动机及传动装置一，2.2.1、电动机及传动装置二，2.3.1、电动机及传动装置三，3.1、高位水箱一，3.2、高位水箱二，3.1.1、自控电磁阀门一，4、内燃发电机，5、水泵，6、排气管筒，6.1、闸（板）阀一，6.2、闸（板）阀二，6.3、闸(板)阀三，6.4、闸(板)阀四，7、轴流风机，8、腰形盒体，9、工作间，10、厕所间，11、洗手间，12、动力设备仓，13、便器。

具体实施方式

      如下具体的实施方式只为了更好的说明本专利，并不限制专利所申请的权利。

本发明厕所外壳(壁)采用标准规格的集装箱(例如: 20GP、40GP、40HC、45GP等型号的集装箱)的结构与外形尺寸，对应不同规格尺寸的集装箱式箱体，可分隔安排不同数目的独立的厕所间，若干个洗手间，一个共用的工作间和一个动力设备仓。工作间其内安装有一台生化反应器，两个高位水箱。还设有:温度、时间、水位自控仪表。动力设备仑内安装发电机、水泵、电动机及传动装置。

如图1所示，(外壳箱体采用40HC型集装箱尺寸)，集装箱厕所及其生物处理和水冲两用的工作方法，箱体内分隔布局如下:工作间1个、厕所间10个，洗手间2个和动力设备仓1个。所述工作间位于集装厕所箱体的一端，动力设备仓位于箱体的另一端。

 如图7所示，(外壳箱体采用20GP型集装箱尺寸)，集装箱厕所及其生物处理和水冲两用的工作方法，箱体内划分布局如下:工作间1个、厕所间4个，动力设备仓1个。所述工作间位于集装厕所箱体的一端，动力设备仓位于箱体的另一端。

 如图1～7所示，悬臂式双螺旋混合机1设于工作间9内，其上侧部开有孔洞，连有排气管筒6，上装有轴流风机7。工作间内还配置有高位水箱一3.1和高位水箱二3.2，动力设备仓内设有内燃发电机4与水泵5。

 如图1～7所示，所述生化反应器1的圆锥形容器底部，生物基料进料口处连接筒管式螺旋输送机一2.1，圆锥形容器的上中部径向对称位置有两个生物基料出料口，分别连接筒管式螺旋输送机二2.2、筒管式螺旋输送机三2.3，该三个筒管式螺旋输送机2.1 、2.2、 2.3与生化反应器悬臂式双螺旋混合机1、腰形盒体8相互连通，并形成生物基料一进两出生化反应器的循环回路。

如图1～7所示，筒管式螺旋输送机2.2、2.3上开有孔洞，并安装着多个便器13，筒管式螺旋输送机:2.1、2.2、2.3均位于集装箱底部，并列平行的穿过多个厕所间，通至动力设备仓，该三个筒管式螺旋输送机的电机及传动装置:2.1.1、2.2.1、2.3.1，均装置于动力设备仓内。

本发明提出的:主体的生化反应器的悬臂式双螺旋混合机1，内装填有负载了丰富优势降解菌的生物基料，其圆锥型容器壳体外还设有电加热层和保温层，上侧部开有孔洞，连有排气管筒6、轴流风机7，可以保障生化反应器内合适的温、湿度和充足的氧气。两根筒管式螺旋输送机2.2、2.3上开有多个孔洞，上面排列、连接、安装着多个便器，其间距约1200～1500 mm，排入便器13的粪便落入下面的筒管式螺旋输送机2.2、2.3内，就会被其内连续输送的生物基料所裹挟、混合、分散、输送，经腰形盒体8进入螺旋送料机2.1内，折转方向，输送至生化反应器1的圆锥体容器内，而其内填充着大量的生物基料和足量的不断被抽进的空气，粪便与负载有丰富优势降解菌株的生物基料—齐被充分的搅拌、混合、分散和加热，在适宜的温度、湿度、和富氧环镜下，即被迅速的生物降解。这样的设备及运转模式(此时高位水箱3.1和3.2，和该两水箱与两管筒式螺旋输送机2.2、2.3外筒管的连接水管上的电磁阀3.1.1和3.2.1均处停用状态)，便形成了一个免水冲无排放生态厕所。

如图4、图6所示，在生化反应器1的生物基料的两个出口，通往筒管式螺旋输送机2.2、2.3之间设有闸(板)阀6.1和闸(板)阀6.2，筒管式螺旋输送机2.2和2.3与腰形盒体通道8的相连接处设有闸(板)阀6.3和闸(板)阀6.4。四个闸(板)阀均夹装在两片法兰间。

图4中，闸(板)阀6.1(闸板标有剖面线)，表示关闭状态，闸(板)阀6.2，处于打开状态。图6中，闸(板)阀6.3(闸板标有剖面线)，表示关闭状态，闸阀或闸板6.4，处于打开状态。图6中，筒管式螺旋输送机2.3只画出圆筒管，表示己抽出螺旋桨叶状态，筒管式螺旋输送机2.2为未抽出螺旋桨叶状态。

在有水的地方，包括自来水、天然水源，本发明厕所可快捷方便的改装为水冲式厕所:首先关闭闸(板)阀6.1、闸(板)阀6.2，阻断了生化反应器1内物料的外输，继续运行筒管式螺旋送料机2.1、2.2、2.3，将其内的生物基料与粪便的混合物全部输入生化反应器的锥体容器1内，再关闭闸(板)阀6.3、闸(板)阀6.4，生化反应器与全部生物基料就被完全隔离出系统，停止其运转。而后，将动力设备仓内，管式螺旋送料机:2.2、2.3的电机及传动机构: 2.2.1、2.3.1卸下，端盖打开抽出螺旋桨叶，再在空管筒上连接上排水软管至下水系统;再将水箱3.1与3.2接通给水系统，开启、使用联接螺旋送料机2.2、2.3的外壳管筒与高位水箱3.1、3.2的水管上的自控电磁阀3.1.1、3.2.1 (受水箱水位和时间继电器控制)，如此这般:就由高位水箱、水管、电磁阀以及多个便器，以及便器下的空管筒，一同构成了一个完整的粪便水冲系统，这时的厕所设备及运行模式，就组成了一个典型的间歇集中冲水式的厕所。

本发明集装箱厕所可方便的运输及整装整卸，其功能是可快捷的切换。本发明厕所自备有内燃发电机和水泵，可更广泛的应对多种环境及场合，针对不同的环境，不同的资源条件，可选用最有效、最经济、最合理的运行模式。在无水、缺水、水极珍贵的地方，无论有电无电，均可将其以一个多便位的生物处理粪便的免水冲无排放生态厕所的模式来运行。而在有水的地方，包括自来水、天然水源，无论有电无电，均可将其改装为一个间歇集中冲水的多便位临时公厕使用。本发明特别适宜于部队、科考等人员在野外作业时做生活保障用。

      以下举更具体的实施方案：

(一)选用: 40HC 规格的集装箱作厕所外壳(壁)

外尺寸: 12.182 × 2.438 ×2.896 m

内尺寸: 12.032 ×2.352 ×2.69 m

分隔布局如图1 (9工作间、10洗手间、 11厕所间、12动力设备仓)

生化反应器（悬臂双螺旋锥形混合机）

总容积：2立方米；(DSH-2000L)

装载系数：60%；

电机功率：5.5 KW；

外型尺寸：Φ1850×2500mm。

填充物料(生物基料)

选碎松木、杉木生物基料（商品、已接种优势降解菌株）；

实际装填量:2000L(其中含管形螺旋输料装置内装量:800L)。

加热与保温

选可卷折式电加热片；

保温采用聚氨酯发泡材料。

排风

选Φ250mm轴流风机；

螺旋输料管；

管直径：

(2.1)        Φ300mm；

(2.2)、(2.3)  Φ200mm。

便器

不锈钢蹲便器，内涂钠米不粘防污涂料：10台。

高位水箱(3.1)、(3.2)   

300×800×600 mm 。

(二)选用: 20GP 规格的集装箱作厕所外壳(壁)。

外尺寸:6096× 2438 ×2591  mm

内尺寸: 5925×2340 ×2379  mm

分隔布局如图7 (9工作间、10厕所间、12动力设备仓)

生化反应器（悬臂双螺旋锥形混合机）

总容积：1立方米；(DSH-1000L)

装载系数：60%；

电机功率：4 .5kw；

外型尺寸：Φ1500×2200mm。

填充物料

选碎松木、杉木生物基料（商品、已接种优势降解菌株）；

实际装填量:1000L(其中含管形螺旋输料装置内装量:350L)。

加热与保温

选可卷折式电加热片；

保温采用聚氨酯发泡材料。

排风

选Φ200mm轴流风机。

Claims (5)

1.一种生物处理和水冲两用的集装箱厕所，包括一个外形、结构及尺寸与通用标准集装箱相同的箱体，箱内划分为一个工作间（9）、至少一个厕所间（10）、洗手间（11），和一个动力设备仓（12）,其特征是，所述工作间（9）位于集装箱一端，内置一台悬臂式双螺旋混合机式生化反应器(1)，其圆锥型容器壳体外设有电加热层和保温层，侧上部开有孔洞，连有排气管筒（6）并装有轴流风机（7），悬臂式双螺旋混合机生化反应器(1)的圆锥形容器底部，生物基料的进口，连接一筒管式螺旋输送机一(2.1)，圆锥形容器的上中部径向对称位置有两个生物基料的出口，分别连接筒管式螺旋输送机二(2.2)和筒管式螺旋输送机三(2.3)，筒管式螺旋输送机二(2.2)和筒管式螺旋输送机三(2.3)上方均与厕所的便器（13）连通，筒管式螺旋输送机二(2.2)、筒管式螺旋输送机三(2.3)和筒管式螺旋输送机一(2.1)三个筒管式螺旋输送机的另一端，经腰形盒体（8）通道相联接，两出一进，共同组成了生物基料与粪便进出生化反应器的循环回路；所述生化反应器的生物基料两个出口，通往筒管式螺旋输送机二(2.2)和筒管式螺旋输送机三(2.3)之间设有闸阀或闸板一（6.1）、闸阀或闸板二（6.2），筒管式螺旋输送机二(2.2)和筒管式螺旋输送机三(2.3)与腰形盒体(8)通道相连接处设有闸阀或闸板三（6.3）、闸阀或闸板四（6.4）；工作间（9）内还配置有高位水箱一(3.1)和高位水箱二(3.2)，高位水箱一(3.1)和高位水箱二(3.2)分别有水管与筒管式螺旋输送机二(2.2)和筒管式螺旋输送机三(2.3)的外管筒相连接，高位水箱一(3.1)和筒管式螺旋输送机二(2.2)外管的连接水管上设有自控电磁阀门一（3.1.1）,高位水箱二(3.2) 和筒管式螺旋输送机三(2.3)外管的连接水管上设有自控电磁阀门二。

2.根据权利要求1所述的一种生物处理和水冲两用的集装箱厕所，其特征是，工作间（9）内配置有生物处理厕所需要的温度自控仪表，间歇集中冲水厕所需要的时间、水箱水位自控仪表。

3.根据权利要求1所述的一种生物处理和水冲两用的集装箱厕所，其特征是，位于集装箱另一端的动力设备仓内设有:内燃发电机（4），水泵（5），以及分别装在筒管式螺旋输送机一(2.1)、筒管式螺旋输送机二(2.2)、筒管式螺旋输送机三(2.3)轴端的电动机及传动装置一（2.1.1）、电动机及传动装置二（2.2.1）、电动机及传动装置三（2.3.1）。

4.一种实施权利要求1所述的生物处理和水冲两用的集装箱厕所，其生物处理粪便的工作方法，其特征是:在不使用高位水箱，水箱不连接给水系统，连接高位水箱一（3.1）、高位水箱二（3.2）与筒管螺旋输送机管筒二(2.2)、筒管螺旋输送机管筒三(2.3)的水管上的电磁阀一（3.1.1）、电磁阀二（3.2.1）、处于休停状态的情况下，排入便器（13）的粪便落入下面的筒管式螺旋输送机二(2.2)和筒管式螺旋输送机三(2.3)内，与其内连续输送的生物基料所裹挟、混合、分散，经腰形盒体(8)进入筒管螺旋输送机一(2.1)内，输送至生化反应器(1)的锥体容器内与更多的负载大量优势降解菌株的生物基料充分的搅拌混合，同时:也有空气经由同样的入口与途径被抽入生化反应器内(1)，在适宜的温度、湿度、和富氧环镜下被迅速的生物降解，形成一个用微生物处理粪便的免水冲无排放生态厕所。

5.一种实施权利要求1所述的生物处理和水冲两用的集装箱厕所，其水冲粪便的工作方法，其特征是:作为冲水厕所用时，先关闭闸阀或闸板一（6.1）和闸阀或闸板二（6.2），阻断生化反应器(1)内物料的外输，运行筒管式螺旋输送机一(2.1)、筒管式螺旋输送机二(2.2)、筒管式螺旋输送机三（2.3)，将其管筒内的生物基料与粪便的混合物全部输入生化反应器(1)的锥体容器内，再关闭闸阀或闸板三（6.3）和闸阀或闸板四（6.4），将生化反应器与全部生物基料隔离出系统，并停止运转，之后，将筒管式螺旋输送机二(2.2)和筒管式螺旋输送机三(2.3)置于动力设备仓内一端的电动机及传动装置二（2.2.1）、电动机及传动装置三（2.3.1）卸下，端盖打开抽出螺旋桨叶，把空筒管连接上排水软管至下水系统;将高位水箱一(3.1)与高位水箱二(3.2)接通给水系统，启用高位水箱一(3.1)、高位水箱二(3.2)，以及其连接筒管式螺旋输送机二(2.2)、筒管式螺旋输送机三(2.3)的外壳管筒的水管上的自控电磁阀一（3.1.1）和自控电磁阀二，其受水箱水位和时间继电器控制而动作，形成一个间歇集中冲水式的厕所。

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