CN103860095A - 粪尿分离式节水型生态厕所 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粪尿分离式节水型生态厕所，包括粪尿分离式蹲便器，该尿分离式蹲便器将尿液和粪便分别收集，尿液通过收集口的滤网进入尿液收集池，粪便经粪便冲洗槽进入锥形堆肥反应器，尿液收集池内有浮球，尿液收集池底部外有水泵，该水泵通过可收缩式吸水管的进水口和冲水管将尿液收集池内尿液连接至粪便冲洗槽上方；锥形堆肥反应器上有加料口，在锥形堆肥反应器内有内螺旋搅拌器和外螺旋搅拌器，内螺旋搅拌器和外螺旋搅拌器通过转轴由机械传动装置提供动力；在锥形堆肥反应器上还设有温度控制装置，湿度检测装置、温度监测装置和加热层。有利于粪便和反应介质更好的混合，节约水资源，降低了管网负荷，避免了环境污染。

Description

粪尿分离式节水型生态厕所

技术领域

本发明涉及环境卫生设备领域，具体涉及一种粪尿分离式节水型生态厕所，具体指集尿液真空冲洗、粪尿分离、锥形堆肥反应器及螺旋装置排渣为一体的粪尿分离式节水生态厕所。

背景技术

现有的公共厕所，为了达到人们的卫生要求，大部分采用自来水冲洗厕所，经过水冲洗后的粪尿混合物进入市政管网或化粪池集中处理。这样的处理方式仅适用于居民集中地区或水资源丰富地区，许多中小村镇、旅游景区交通不便利、管网不健全，因而开发节水型、免水型厕所势在必行。近年来开发了比较经济和实用的生态厕所和真空抽吸式厕所。

生态厕所是指具有不对环境造成污染，并且能充分利用各种资源，强调污染物自净和资源循环利用概念和功能的一类厕所。目前已经出现了生物自净、物理净化、水循环利用、粪污打包等不同类型的生态厕所。生态厕所属于分散式卫生系统，尤其适用于农村和旅游景点，它便于将杂排水（灰水）、粪便、尿液等分别收集分别处理，容易实现资源就地回收。但目前生态厕所存在粪便残留于卫生器具、循环水处理繁琐、浪费资源及残渣不易清理等问题。

为了解决城镇传统重力排泥系统模式存在的缺陷和问题，最近研发了一种新型卫生排污系统，即真空抽吸式厕所。该真空厕所系统是一种依靠便器和排污管内的空气压力差，产生挟裹污水的高速气流，从而是粪便污水由便器通过排污系统进入污水储存柜或污水处理装置。虽然真空抽吸式厕所具有节水、卫生等优点，但此设备在管网不健全的地区，存在粪便无法处理污染环境等威胁。

发明内容

针对现有厕所具有粪便残留于卫生器具、循环水处理繁琐、浪费资源、残渣不易清理及粪便无法处理污染环境等缺点，本发明的目的在于，提供一种卫生、节水、环保的粪尿分离式节水型生态厕所。通过安装真空泵来冲洗卫生器具，冲洗水使用收集到的尿液，采用锥形堆肥反应器来处理粪便，锥形反应器装有螺旋杆式的搅拌器，可以利于清理残渣，且利于粪便更好滑到反应器底部，反应器壁残留物更少。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种粪尿分离式节水型生态厕所，其特征在于，包括粪尿分离式蹲便器，该尿分离式蹲便器将尿液和粪便分别收集，尿液通过收集口的滤网进入尿液收集池，粪便经粪便冲洗槽进入锥形堆肥反应器，所述的电动闸门由真空泵控制开启/闭合；其中：

所述的尿液收集池内有浮球和可收缩式吸水管，尿液收集池底部外有水泵，该水泵通过可收缩式吸水管的进水口和冲水管将尿液收集池内尿液连接至粪便冲洗槽上方；

所述的锥形堆肥反应器上有加料口，在锥形堆肥反应器内有内螺旋搅拌器和外螺旋搅拌器，其中，内螺旋搅拌器位于锥形堆肥反应器中央，内螺旋搅拌器和外螺旋搅拌器同心设置，由套筒隔离并连接，且内螺旋搅拌器和外螺旋搅拌器的叶片旋向相反，内螺旋搅拌器和外螺旋搅拌器通过转轴由机械传动装置提供动力；在锥形堆肥反应器上还设有温度控制装置，湿度检测装置、温度监测装置和加热层；

在套筒上方外壁上还有套管支架，用于连接弯头套管。

本发明的粪尿分离式节水型生态厕所，与目前开发使用的生态厕所相比，具有以下优点和创新：

1、采用装有螺旋搅拌装置的锥形堆肥反应器有利于粪便和反应介质更好的混合，及粪便更易滑落到反应器底部，不易残留。

在已有的生态厕所中，大部分采用桨叶式横轴搅拌器，且反应器一般为长方体或柱体。而本发明采用锥形反应器，采用螺旋式竖轴搅拌器，反应物由侧面滑落到反应器底部，经螺旋搅拌器搅拌提升至顶部，然后在掉落于两侧，这样的上下混合更加均匀，且反应器为锥形，有利于反应物的滑落，减少了反应器壁面的残留。

2、将蹲便器设计为粪尿分开收集的装置，尿液通过便器的尿液收集口进入尿液收集池，使尿液回收利用，节约了水资源，降低了管网负荷，避免了环境污染。

本发明的粪尿分离式节水型生态厕所，由于将尿液进行了收集并且将尿液回收冲厕，这样就可以不用再接入自来水冲厕，节约了水资源；尿液被收集到尿液收集池中，而后用于冲厕，这样就不用将尿液排入市政管网，也没有自来水冲洗水的排入，降低了管网的负荷；在没有市政管网的地区，尿液只能直接排放，造成环境污染，而本发明避免了尿液的排放，有利于环境保护。

3、采用真空抽吸装置冲厕，可以保证卫生要求，节约水资源。

本发明采用真空抽吸装置来冲洗粪便，现有的生态厕所大多是免水型厕所，但免水型厕所容易让粪便残留到卫生器壁上，从而不能保证卫生要求，基于节水及保证卫生要求的理念，采用真空抽吸装置来冲洗厕所，这样不仅用水量少，几乎不用补充新水，而且也能保证如厕的环境质量。

4、采用螺旋搅拌装置有利于粪便的清理

本发明的锥形堆肥反应器采用螺旋搅拌装置，一般反应器都采用浆叶式搅拌装置，清理残渣时需要将搅拌装置拆除，才能进行清理。而本发明的螺旋搅拌装置可以将底部的残渣提升到反应器顶部，在顶部套弯头套管即可将残渣清理干净。

5、尿液收集池中的吸水管采用可收缩式水管，可以保证吸取的水为尿液上清液。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。其中，图1（a）为粪尿分离式节水型生态厕所正常工作时的结构示意图，图1（b）粪尿分离式节水型生态厕所清理时的结构示意图，图1（c）正常情况下蹲便器的示意图，图1（d）冲洗粪便时蹲便器工作示意图，图1（e）清理时套管的安装示意图。

图2滤网结构详图

图3为可收缩吸水管详图。

图4锥形堆肥反应器的结构图；其中，上图为主视图，下图为俯视图；

图5为粪尿分离式节水型生态厕所工作流程示意图；

图6为粪尿分离式节水型生态厕所局部布置示意图；

图中的标号分别表示：1、粪尿分离式蹲便器，2、粪便冲洗槽，3、滤网，4、尿液收集池，5、水泵，6、可收缩式吸水管，7、浮球，8、进水口，9、锥形堆肥反应器，10、机械传动装置，11、内螺旋搅拌器，12、套筒，13、加料口，14、电动闸门，15、温度控制装置，16、湿度检测装置，17、温度监测装置18、加热层，19、真空泵，20、套管支架，21、转轴，22、冲水管，23、人孔，24、爬梯，25、反应器顶盖、26、弯头套管，27、控制器（继电器控制），28、滤网卡扣，29、外螺旋搅拌器，30、卡槽。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的核心思想是设计一种节水、卫生、环保和方便的生态厕所，该厕所不仅能够利用尿液和真空抽吸装置冲厕来节约水资源，而且还可以通过螺旋搅拌器来定期清理反应后的残渣。

基本设计思路在于，将蹲便器设计为粪尿分开收集，尿液通过尿液收集口进入尿液收集池，水泵将尿液收集池上层尿液抽吸到冲洗水箱冲洗粪便，粪便冲洗主要是通过真空泵产生压力差来完成的，粪便和部分尿液混合物进入锥形堆肥反应器进行生化反应，达到无害化程度而排放，反应后残渣通过生态反应器中螺旋搅拌装置提升至反应器顶部，在反应器顶部加弯头套管，实现残渣的排除。

如图1（a、b）所示，本实施例给出一种粪尿分离式节水型生态厕所，包括粪尿分离式蹲便器1，该尿分离式蹲便器1将尿液和粪便分别收集，尿液通过滤网3进入尿液收集池4，粪便经粪便冲洗槽2由电动闸门14控制进入锥形堆肥反应器9，电动闸门14由真空泵19控制开启/闭合；其中：

所述的尿液收集池4内有浮球7可收缩式吸水管6，尿液收集池4底部外有水泵5，该水泵5通过可收缩式吸水管6的进水口8和冲水管22将尿液收集池4内尿液连接至粪便冲洗槽2上方；

所述的锥形堆肥反应器9上有加料口13，在锥形堆肥反应器9内有内螺旋搅拌器11和外螺旋搅拌器29，其中，内螺旋搅拌器11位于锥形堆肥反应器9中央，内螺旋搅拌器11和外螺旋搅拌器29同心设置，由套筒12隔离并连接，且内螺旋搅拌器11和外螺旋搅拌器29的叶片旋向相反，即内螺旋搅拌器11叶片旋向向上，将底部的粪便提升到顶部，外螺旋搅拌器29的叶片旋向向下，将粪便滑落到锥形反应器9底部，内螺旋搅拌器11和外螺旋搅拌器29通过转轴21由机械传动装置10提供动力；在锥形堆肥反应器9上还设有温度控制装置15，湿度检测装置16、温度监测装置17和加热层18；

在套筒12上方外壁上还有套管支架20，用于连接弯头套管26。

滤网3上均匀分布有滤网卡扣28，该卡扣28和尿液收集口上的卡槽30相匹配。

锥形堆肥反应器9上还有反应器顶盖25。

尿液收集池4中的可收缩式吸水管6为可收缩式的，在管顶部安装浮球7，与可收缩式吸水管6固定连接，在可收缩式吸水管6上部侧壁开孔，当水面升高或降低时，浮球7的位置及可收缩式吸水管6的管路的长度也会跟着变化，这样可以保证无论水为如何变化，可收缩式吸水管6都是吸取尿液收集池4中的上清液。

如图1（a）所示，当该粪尿分离式节水型生态厕所正常运行时，尿液从粪尿分离式蹲便器1的滤网3排入尿液收集池4，由可收缩式吸水管6经水泵5抽送到粪便冲洗槽2上方，当粪便排入粪尿分离式蹲便器1的粪便冲洗槽2内，此时真空泵19也启动，将粪尿分离式蹲便器1的粪便冲刷到锥形反应器9中，经内螺旋搅拌器11搅拌提升到上部，然后又经外螺旋搅拌器29向下运输，使粪便跌落，如此反复完成混合，可在锥形反应器9启动前向加料口13加入反应介质；如图1（b）所示，当该粪尿分离式节水型生态厕所进行清理和维修时，可将锥形堆肥反应器9的反应器顶盖25打开，将弯头套筒26套到套筒12上，启动内螺旋搅拌装置11，将残渣提升到顶部，经弯头套筒26排出。在布局中，还要考虑在厕所的空间留出人孔23和爬梯24，以便进行维护。当维修机械传动装置10时，可通过人孔23和爬梯24下到底部来维修（图6）。

如图1（c、d）是粪尿分离式蹲便器1正常情况下和冲洗粪便工况下的示意图，正常情况下，尿液经粪尿分离式蹲便器1的滤网3进入尿液收集池4中，而粪便则进入粪尿分离式蹲便器1的粪便冲洗槽2中，此时粪便冲洗槽2中有水，当人们按下冲水按钮时，真空泵19启动，然后启动电动闸门14，利用压差将粪便冲入锥形堆肥反应器9中。如图1（e）是清理残渣时弯头套管26与套筒12的安装方式示意图。

如图2所示，为尿液收集池4上方的滤网3详图，滤网3上的卡扣28在粪尿分离式蹲便器1工作时可安装在排尿口处设置的卡槽30内，当滤网3堵塞需要清理时，可以将滤网3拔出清洗。

如图3所示，图为可收缩式吸水管6的结构详图，将管道做成几节短管，管径逐渐扩大，然后将管与管进行连接，连接处要管管相扣，做成可以活动式的，在吸水管6顶部固定安装浮球7，吸水管6上部开设进水口8，以保持吸水管6的进水口8一直在靠近水面位置。

如图4所示，为锥形堆肥反应器9的结构图（上图为主视图，下图为俯视图），锥形堆肥反应器9为圆锥形的，粪便进入锥形堆肥反应器9后经外螺旋搅拌器29滑落到底部，再经内螺旋搅拌器11搅拌提升至上部，然后再经外螺旋搅拌器29向下运输跌落在锥形堆肥反应器9四周，如此反复上升跌落，完成混合过程，锥形堆肥反应器9上部有一个加料口13，可以在反应前将反应介质加入到锥形堆肥反应器9中，混合物进入锥形堆肥反应器9中反应效果受温度湿度控制，因此在锥形堆肥反应器9上设有温度控制装置15、湿度监测装置16和温度监测装置17，保证反应条件，而同时为了保证反应温度，在锥形堆肥反应器9外层加了一层加热层18。

如图5所示，粪尿分离式节水型生态厕所工作流程示意图，可采用控制器27（继电器控制）控制真空泵19、冲水管22上的阀门以及电动闸门14。

当人如厕完毕时，粪便和尿液分别进入粪便冲洗槽2和尿液收集池4中，尿液经水泵5和冲水管22被抽吸到粪便冲洗槽2上方，按下冲洗按钮，即启动真空泵19，随后将电动闸门14打开，完成整个粪便冲洗过程，粪便和尿液混合物进入锥形堆肥反应器9内进行反应，锥形堆肥反应器9内装有温度控制器15、湿度监测装置16和温度监测装置17，来控制反应条件。

其工作原理是，尿液进入尿液收集池4后经过澄清，然后利用水泵5抽取尿液收集池4的上清液，进入到冲洗水箱中，而粪便进入粪便冲洗槽2中，按下冲洗水箱开关，水箱开始供水冲洗粪便，同时启动真空泵19，真空泵19启动后将电动闸门打开，水和粪便进入到锥形堆肥反应器9中，粪便进入锥形堆肥反应器9通过外螺旋搅拌器29滑落到锥形反应器9底部，由于锥形堆肥反应器9内的内螺旋搅拌器11和外螺旋搅拌器29叶片旋向相反，内螺旋搅拌器11将粪便提升到顶部，然后由外螺旋搅拌器29将粪便向下跌落到锥形反应器9底部四周，经过反复上下翻滚，完成混合过程，当经过一段时间的反应后，剩余残渣可通过在锥形反应器的套筒外部套上弯头套筒，然后通过内螺旋搅拌器11提升，完成残渣的清理。

Claims (2)

1.一种粪尿分离式节水型生态厕所，其特征在于，包括粪尿分离式蹲便器（1），该尿分离式蹲便器（1）将尿液和粪便分别收集，尿液通过滤网（3）进入尿液收集池（4），粪便经粪便冲洗槽（2）由电动闸门（14）控制进入锥形堆肥反应器（9），所述的电动闸门（14）由真空泵（19）控制开启/闭合；其中：

所述的尿液收集池（4）内有浮球（7）和可收缩式吸水管（6），尿液收集池（4）底部外有水泵（5），该水泵（5）通过可收缩式吸水管（6）的进水口（8）和冲水管（22）将尿液收集池（4）内尿液连接至粪便冲洗槽（2）上方；

所述的锥形堆肥反应器（9）上有加料口（13），在锥形堆肥反应器（9）内有内螺旋搅拌器（11）和外螺旋搅拌器（29），其中，内螺旋搅拌器（11）位于锥形堆肥反应器（9）中央，内螺旋搅拌器（11）和外螺旋搅拌器（29）同心设置，由套筒（12）隔离并连接，且内螺旋搅拌器（11）和外螺旋搅拌器（29）的叶片旋向相反，内螺旋搅拌器（11）和外螺旋搅拌器（29）通过转轴（21）由机械传动装置（10）提供动力；在锥形堆肥反应器（9）上还设有温度控制装置（15），湿度检测装置（16）、温度监测装置（17）和加热层（18）；

在套筒（12）上方外壁上还有套管支架（20），用于连接弯头套管（26）。

2.如权利要求1所述的粪尿分离式节水型生态厕所，其特征在于，所述的滤网（3）上均匀分布有滤网卡扣（28），该卡扣（28）和尿液收集口上的卡槽（30）相匹配。

Images