CN103417158A

CN103417158A - 无害化资源化干式洁具及粪便的处理方法

Info

Publication number: CN103417158A
Application number: CN2012101468310A
Authority: CN
Inventors: 张珂
Original assignee: Shanghai Yijie Environmental Protection Equipment Engineering Co Ltd
Current assignee: Shanghai Yijie Environmental Protection Equipment Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2013-12-04

Abstract

本发明涉及一种洁具，尤其涉及一种无害化资源化干式洁具，包括一便斗，一搅拌装置、向该搅拌装置输送粉料的给粉装置和对肥料进行收集处理的粪肥收集装置；搅拌装置设于便斗下方，具有搅拌桶、设于搅拌桶内的搅拌叶和驱动搅拌叶旋转的搅拌电机；给粉装置具有粉剂箱，该粉剂箱内盛载的粉料为粪便处理添加剂；给粉装置和粪肥收集装置与搅拌桶连通。还包括便液分离装置和能自动清洁尿液和洁具本身的自洁装置。本发明还涉及一种粪便处理的方法，包括将粪便与粪便处理添加剂充分混合的步骤。该方法可完美地解决粪便处理的难题；对于发展可循环、环保、节能经济具有重要意义；由此延伸出多种优势和利益，可产生难以估量的巨大经济效益和社会效益。

Description

无害化资源化干式洁具及粪便的处理方法

技术领域

本发明涉及一种具有便斗的洁具和粪便处理方法，尤其涉及一种无害化资源化干式洁具。

背景技术

传统的抽水马桶是一种具有便斗的洁具，许多科学家把它看作是技术史上伟大的发明，在当时，它对人类卫生文化的贡献是巨大的。它之所以必须使用水，主要是因为必须依靠水的流动性冲走粪便，以使粪便远离洁具；其次是利用水的清洁功能完成清洁洁具本身的需要。然而，近年来，干式洁具引起人们越来越多的重视，这主要是因为该洁具的使用中，无需大量用水，可以节约宝贵的水资源，传统的抽水马桶显然难以具备这一优点；

而且，人体排泄物中，可能含有病毒、细菌，仅仅依靠水冲走粪便，无法保证环境不受到排泄物中的病毒、细菌的危害；

此外，粪便不加处理地排放掉，也是一种浪费，最终难以形成对人类有益的资源。

粪便从不加处理地排放掉，到进行人工处理，是一种历史的进步。一种粪便处理方法是把生物菌种与粪便混合，在微生物的作用下使粪便分解为二氧化碳和水排放掉，但由于微生物具有与病毒、细菌类似的生长环境，这种方法难以消除粪便中的有害物；并且粪便大部分被分解掉，无法形成资源；此外该方法的使用还受到微生物的生长环境温度的限制。

粪便是有机原料，历代农民没有可能去弄清粪便中的每种成分。在我国农村和城市中，粪便的处理一直是个难题，粪便的处理方法还是一个尚待开发的领域。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种无害化资源化干式洁具。

本发明的无害化资源化干式洁具，包括一用于承接人体的排泄物的便斗，其特征是该无害化资源化干式洁具还包括：

一用于搅拌所述排泄物的搅拌装置、向该搅拌装置输送粉料的给粉装置和对于肥料进行收集处理的粪肥收集装置；所述搅拌装置设于便斗下方，具有一搅拌桶、设于搅拌桶内的搅拌叶和驱动搅拌叶旋转的搅拌电机；所述给粉装置具有粉剂箱，该粉剂箱内盛载的粉料为粪便处理添加剂；所述给粉装置和粪肥收集装置与所述搅拌桶连通。

所述粪便处理添加剂由活性酶、消毒剂和除臭剂组成。

所述给粉装置还包括：

位于粉剂箱下方的螺杆；

驱动该螺杆旋转的电机；

与该电机相连的PIC智能控制器，其依预先设计的程序控制该电机的旋转状态，用以计量供给所述粪便处理添加剂。

所述搅拌装置还包括位于所述搅拌桶和搅拌电机之下的减振垫。

还包括:

一便液分离装置；其包括位于所述搅拌桶上方的过滤网、该过滤网外围的导流槽以及与该导流槽连通的尿液主动接受器。

所述过滤网呈环绕的栅栏状。

还包括：

一与所述尿液主动接受器连通的自洁装置；用于对所述尿液进行处理；包括第一搅拌箱和第二搅拌箱；与第一搅拌箱相连通的药剂箱和与第二搅拌箱连通的固液分离箱；该固液分离箱内部设有过滤网。

所述自洁装置还包括：

一内部设有液面控制装置的贮便箱，用于贮存尿液直到尿液足量后，向第一搅拌箱输送。

所述固液分离箱上设有连接到所述粪肥收集装置的固体出口管，用于将分离出的尿液中的絮状固体物收集起来。

所述自洁装置还包括：

与所述固液分离箱连通的中水回用箱和设于便斗上的自洁环管；该自洁环管与中水回用箱连通，用于冲洗便斗内壁。

所述中水回用箱内设有液面控制装置。

本发明的粪便处理添加剂主要由活性酶、消毒剂和除臭剂组成，活性酶使粪便产生熟化和发酵作用，成为植物可吸收的有机质，粪便进入到粪肥收集装置，经熟化后，可被收集起来利用，作为优良的土壤改良剂，形成一种资源；消毒剂可对粪便消毒，杀灭和抑制粪便中的有害微生物，消除对环境的危害；这对于农业发展可循环、环保节能型经济具有重要意义。由于粪便成为粉末状后依靠空气负压力被吸入到粪肥收集装置中暂时储存，并最终由人工搬走，本发明的洁具在使用时无须大量用水，是一种干式洁具；可以节约宝贵的水资源和能源，具有现实意义。

本发明要解决的技术问题之二是提供一种粪便处理的方法。

本发明的粪便处理的方法，其特征是包括将粪便与粪便处理添加剂充分混合的步骤。

所述粪便处理添加剂由活性酶、消毒剂和除臭剂组成。

由于本发明的粪便处理添加剂的特性，本发明的粪便处理方法可以消除粪便中的有害物；并可以形成资源；且其使用较少受到环境温度的限制。本发明的粪便处理方法可完美地解决粪便处理的难题，并转化为我国农业急需的大量有机肥；由此延伸出诸如城市建筑排污管道的省却；农村粪便污染水源的避免等多种优势和利益，可以产生难以估量的巨大经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明的无害化资源化干式洁具的总体结构图；

图2是本发明的洁具本体的内部结构图；

图3是本发明的便液分离装置的结构图；

图4是本发明的搅拌装置的结构图；

图5是本发明的给粉装置的正视图；

图6是图5的A剖视图；

图7是本发明的自洁装置的立体图；

图8是本发明的自洁装置的正视图；

图9是图8的D剖视图。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参看图1，本发明的无害化资源化干式洁具由洁具本体10、粪肥收集装置20和主要进行尿液处理的自洁装置30组成。为了清楚表达的需要，图中略去了洁具本体10与粪肥收集装置20之间的用于输送粉状粪便的连接管道和洁具本体10与自洁装置30之间的用于输送液体的连接管道。

参看图2~图6，洁具本体主要由一便斗11，一便液分离装置12、一搅拌装置13和一给粉装置14组成。

便斗11用于承接人体的排泄物，其内壁涂有一层特氟龙材料，由于该层材料的不粘和光洁的特性，排泄物几乎不留痕迹地沿便斗11内壁滑下来，落到便液分离装置12的隔板121上；

隔板121上设有一由纳米材料构成的过滤网122；过滤网122呈环绕的栅栏状，过滤网122的外围设有导流槽123，导流槽123与尿液主动接收器124相通。一般地，人体排泄物中同时含有大便和尿液；尿液经过过滤网122排出，并由导流槽123进入尿液主动接收器124，剩下的排泄物主要为固体状的大便。隔板121由两块可开合的平板组成，当其打开时，固体状的大便由于重力落入其下面的搅拌装置13；

搅拌装置13主要由搅拌桶131和搅拌叶132组成，搅拌叶132设于转轴133上，该转轴133与一搅拌电机134相连，当搅拌电机134启动时，带动转轴133高速旋转，于是搅拌叶132也处于高速旋转状态，由上落下的固形大便被切成粉末状；同时，经由搅拌桶131内侧壁的给粉孔1311，一定量的粪便处理添加剂到达搅拌桶131内。粪便处理添加剂与粉末状的大便一起搅拌后，达到均匀混合状态；经由与搅拌桶131相连通的集便管135，进入粪肥收集装置20。搅拌桶131和搅拌电机134均设于一底板136上，为了减震的需要，搅拌桶131与底板136之间、搅拌电机134与底板136之间设有减震垫137。

给粉装置14包括一粉剂箱141，其设于便斗11后侧，换言之，粉剂箱141可以为经过改良传统的抽水马桶的蓄水箱后制成，在本实施例中，粉剂箱141用于盛载粪便处理添加剂，其内部呈漏斗型结构，以利于粪便处理添加剂的输出；粉剂箱141底部的输送管142将粪便处理添加剂输送到螺杆143的正上方，螺杆143位于上述的给粉孔1311内，其与一电机144相连，当电机144旋转时，螺杆143高速转动，到达其正上方的粪便处理添加剂经由给粉孔1311被送入搅拌桶131内。需注意的是，为了一次便后输送一定量的粪便处理添加剂，电机144与一PIC智能控制器相连，其依预先设计的程序控制电机144的启动，转速和停止，使得计量供给粪便处理添加剂成为可能。

本发明的粪便处理添加剂主要由活性酶、消毒剂和除臭剂组成，活性酶使粪便产生熟化和发酵作用，成为植物可吸收的有机质；消毒剂可对粪便消毒，杀灭和抑制粪便中的有害微生物；除臭剂可以吸收H₂S等恶臭因子。粪便进入到粪肥收集装置20后，经24小时熟化后，可被利用起来作为优良的土壤改良剂，由“垃圾”变成“资源”；又由于除臭剂和消毒剂对粪便的高效的除臭、灭菌作用，不但对粪肥收集装置20附近的空间环境无影响，也对农田的土壤环境无害，使一般对环境有害的粪便在这里实现了“无害化”。

上述过程可概括为一种粪便处理的生化方法。该方法可完美地解决粪便处理的难题，并转化为我国农业急需的大量有机肥；较之现有的容易对土壤造成板结危害的工业化肥，进步性是显而易见的；这对于农业发展可循环、环保型经济具有重要意义。由此延伸出诸如城市建筑排污管道的省却；农村粪便污染水源的避免等多种优势和利益，可产生难以估量的巨大经济效益和社会效益。

在本发明中，粪便是首先成为粉末状后依靠空气负压力被吸入到粪肥收集装置20中暂时储存，并最终由人工搬走，显然，本发明的洁具在使用时无须大量用水冲走粪便，是一种“干式”洁具，可以节约宝贵的水资源，这对于水源缺乏地区，具有积极的现实意义。

需说明的是，便液分离装置12并非完成上述功能所必须的。但便液分离装置12的发明却能起到一般技术人员预想不到的技术效果，将成为该领域的技术分野。

首先，在粪肥收集装置20的容积相同的条件下，具有便液分离装置12的洁具的可使用人次较先前大大增加，两者相差4~5倍，这对于客运车辆上的应用具有重大意义。尤其在火车车厢上，无须外悬挂系统就可满足单位时间内的高使用人次的要求，并且车辆的气动性能不受影响；

其次，它可以有效降低粪便含水量，满足国家有机肥原料含水量要求，收集的粪肥无须再处理就可使用，有利于本发明的土壤改良剂的推广应用，较少受到农民习惯对新事物的抵触心理的影响；

最后，便液分离装置使得尿液收集起来，为下一步的直接排放、或处理后排放、乃至处理后再利用，提供前提条件。

参看图7~图9，尿液经自洁装置30的进口31进入后，在贮便箱32内临时储存起来，由于设于贮便箱32上的液面控制装置的控制，液面达到一定高度后，尿液由泵抽到第一搅拌箱33内；第一药剂箱34内的药剂经设于其下部的计量供给装置35进入第一搅拌箱33内，充分搅拌后，达到对尿液消毒、脱色、杀菌和除臭的目的；之后，尿液进入第二搅拌箱36内，与来自第二药剂箱37、第三药剂箱38内的药剂混合搅拌后产生凝絮现象；之后，尿液经设于其下方的能定时开合的自动电控阀361进入固液分离箱39，固液分离箱39内设有一过滤网391，该过滤网391可挡住尿液中的凝絮状固体物质，使过滤网391一侧的尿液成为“中水”；之后，所述“中水”由泵经中水出口392抽走，而过滤网391的另一侧为纯粹的凝絮状固体物质，该凝絮状固体物质由于空气负压经固体出口管393被吸入到粪肥收集装置20中，成为肥料；而经处理后的中水已完成了无害化处理，达到了国家野外排放标准，成为清洁的水源。由此可以看出，本发明的洁具具有自动清洁尿液的功能，这是本发明的洁具具有自洁功能的一个方面。

经处理后的中水可以直接排放掉，减轻粪便收集、搬运的工作压力，这一点可以极大地方便移动厕所的推广应用；得益于本发明的便液分离、自动清洁尿液的特性，移动厕所将在现代生活中扮演越来越重要的角色；

经处理后的中水也可以回收利用，对于地球上的干旱、缺水地区的人们，这是一种重要的抉择；对于将来太空中的人类生活，更是一种方案性的选择。

但本发明的目的还不止于此，注意图2中，在便斗11的内侧设有一自洁环管110，其与一中水回用箱相连，中水出口392与中水回用箱之间设有管道连通，中水可由该管道到达该中水回用箱中暂时贮存起来，供应流向自洁环管110的水源，中水回用箱中同样设有一液面控制装置，当中水贮存过多时，由液面控制装置的控制，使多余的中水排放掉；而保留足量的用于清洁便斗11内壁的中水，使得本发明的洁具无须额外用水就可达到自身清洁的目的，这是本发明的洁具具有自洁功能的另一方面。

为了保证洁具本身的清洁，现有的方案大多是使用水清洁洁具；而本发明却采用了无须额外用水的方案，实质是用人体自身排泄的“尿”清洁洁具，或者进一步说，是用“尿”冲洗 “粪”，具有有益的效果；“尿”、“粪”和“洁具“三者的关系和功效在这里出现了崭新的面目，较之传统的抽水马桶，本发明的思路更代表了一种先进的理念。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种无害化资源化干式洁具，包括一用于承接人体的排泄物的便斗，其特征是该无害化资源化干式洁具还包括：

2.如权利要求1所述的无害化资源化干式洁具，其特征是：

所述粪便处理添加剂由活性酶、消毒剂和除臭剂组成。

3.如权利要求1所述的无害化资源化干式洁具，其特征是所述给粉装置还包括：

位于粉剂箱下方的螺杆；

驱动该螺杆旋转的电机；

4.如权利要求1所述的无害化资源化干式洁具，其特征是：

5.如权利要求1~4之一所述的无害化资源化干式洁具，其特征是还包括:

6.如权利要求5所述的无害化资源化干式洁具，其特征是：

所述过滤网呈环绕的栅栏状。

7.如权利要求5所述的无害化资源化干式洁具，其特征是还包括：

8.如权利要求7所述的无害化资源化干式洁具，其特征是所述自洁装置还包括：

9.如权利要求7所述的无害化资源化干式洁具，其特征是所述固液分离箱上设有连接到所述粪肥收集装置的固体出口管，用于将分离出的尿液中的絮状固体物收集起来。

10.如权利要求7所述的无害化资源化干式洁具，其特征是所述自洁装置还包括：

11.如权利要求10所述的无害化资源化干式洁具，其特征是：

所述中水回用箱内设有液面控制装置。

12.一种粪便处理的方法，其特征是包括将粪便与粪便处理添加剂充分混合的步骤。

13.如权利要求12所述的粪便处理的方法，其特征是所述粪便处理添加剂由活性酶、消毒剂和除臭剂组成。