CN104105552A - 有机废弃物的处理 - Google Patents
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Abstract
一种装置，该装置包括容器(12)、第一分配器(22)和第二分配器(26)，该容器(12)用于在其中保持有机废弃物(14)，该第一分配器(22)可操作以将氧化剂(24)分配到有机废弃物，使引起导致有机废弃物燃烧的放热反应，该第二分配器(26)可操作以分配还原剂(28)，该还原剂(28)中和在放热反应之后残留的氧化剂的剩余量。
Description
技术领域
本发明总体涉及用于定量供给氧化剂的装置，用于有成本效益地处置宠物、农场、野生动物以及人类的有机废弃物等，并且更具体地涉及一种通过氧化剂有效处理有机废弃物等的改进装置和方法，通过放热反应，以减少其水含量，减少恶臭、细菌污染、寄生虫和传染病。
背景技术
由于世界上人口和动物数量的不断增加，有机废弃物的增加水平造成巨大的生态、健康和经济问题。
过去已开发了处理这些问题的各种方法和系统。污水处理系统的缺点是需要昂贵的基础设施，化学厕所的缺点是需要在一个良好的监管处置场所进行化学处理过的废弃物的交付和处置。
焚烧炉厕所也已经被开发用来消毒所述有机废弃物，但通常最终得到的固体和液体需要在一个中央废弃物处理系统中进行处置。
发明内容
本发明总体涉及用于定量供给氧化剂的装置，用于有成本效益地处置宠物、农场、野生动物以及人类的有机废弃物等，并且更具体地涉及一种通过氧化剂有效处理有机废弃物等的改进装置和方法，通过放热反应，以减少其水含量，减少恶臭、细菌污染、寄生虫和传染病。
本发明试图提供改进的装置和方法，用于定量供给适当量的氧化剂的，如高锰酸钾或任何其它氧化剂，将所述氧化剂供给到收集在一个反应器中有机废弃物上或其中以确保导致与半固体有机物进行放热反应的有效的量，结果产生水蒸汽。这减少了废弃物的重量，并降低了微生物负荷、传染性病原体和恶臭。
所述装置包括反应容器，混合装置以及例如但不限于高锰酸钾的氧化剂源，所述氧化剂加入到所述有机废弃物中以启动放热反应，在放热反应中的水分蒸发，所述有机物被氧化主要得到作为挥发物被释放的二氧化碳、氮氧化物，剩下的无菌无臭灰是磁铁矿打火机材料级别，并且可以用作肥料或者甚至作为用于化学工业的矿物源。
本发明的潜力在于显著降低有机废弃物的处理成本，改善卫生和健康，减少危害臭氧层的如甲烷的温室气体，并从废弃物中提取有用的能量。
由此，根据本发明的实施例提供的装置包括用于在其中保持有机废弃物的容器、第一分配器和第二分配器，该第一分配器可操作以将氧化剂分配到有机废弃物，使进行放热反应从而导致有机废弃物燃烧，该第二分配器可操作以分配一种还原剂，用来减少在放热反应之后残留的氧化剂的剩余量。
根据本发明的实施例，设置传感器用来感测氧化剂的剩余量，该传感器与所述第二分配器通信，使得第二分配器根据来自所述传感器的信息分配还原剂。
例如，所述传感器可以包括温度传感器，所述第二分配器根据在预定时间后放热反应的产物已达到预定温度来分配还原剂。
作为另一个例子，该传感器可包括湿度传感器，所述第二分配器根据在预定时间后放热反应的产物已达到预定湿度来分配还原剂。
作为另一个例子，该传感器可包括化学传感器，所述第二分配器根据在预定时间后放热反应的产物已达到预定化学成分来分配还原剂。
作为另一个例子，该传感器可包括重量传感器，所述第二分配器根据在预定时间后放热反应的产物已达到预定重量来分配还原剂。
作为另一个例子，操作员估计(例如，在视觉上)有机废弃物的量，命令第一分配器释放具有一些余量的适量氧化剂，并在预定时间后所述第二分配器分配还原剂。
所述氧化剂和还原剂的反应可导致氧化剂的颜色变化。还原剂的反应中和了被处置物的氧气电位，从而消除了起火的危险。
所述容器可以是但不限于：狗粪便收集器、猫砂盒、鸟笼、农场动物粪便收集器或垃圾处置装置的一部分。
附图说明
从以下结合附图的详细说明将更充分地理解本发明，在附图中：
图1是根据本发明非限定性的实施例构造和操作的、用于处置有机废弃物的装置10的简化图示；以及
图2-8是根据本发明实施例的用于实施本发明的容器的简化图示。
具体实施方式
现在参考图1，图1示出了根据本发明的非限定性的实施例构造和操作的、用于处置有机废弃物的装置10，。
装置10包括一个容器12用于在其中容纳有机废弃物14，例如但不限于，狗、猫或其它任何家养或野生动物的排泄物。容器12可以具有一个入口16用于将有机废弃物14导入其中，和一个用于混合和/或研磨(切碎，粉碎等)有机废弃物14用于其更充分氧化的搅拌器(混合器)18。可设置收集器20用于在其中收集有机废弃物14的氧化产物。
第一分配器22将氧化剂24分配到有机废弃物14，以使放热反应引起有机废弃物14的燃烧优选成为灰。氧化剂24的非限制性例子包括过氧化物，如过氧化氢、过氧化钙、和/或过氧化镁等等；过硫酸盐，如过硫酸钠、过硫酸钾和/或过硫酸铵等；臭氧；高锰酸盐如高锰酸钠、高锰酸钾等；二氧化氯；和/或卤素，如氯、溴、碘、和/或氟等。氧化剂可以单独使用，或者两种或更多种混合使用，也可以是液体、固体、凝胶等。
第二分配器26分配还原剂28以中和在放热反应之后氧化剂24的剩余量，还原剂28的非限制性实例包括抗坏血酸、金属亚硫酸盐、金属氢盐、金属硫代硫酸盐、金属焦亚硫酸盐、金属连二亚硫酸盐、亚磷酸(H2PHO3)及其金属盐、次磷酸(HPH2O2)及其金属盐等。金属亚硫酸盐、金属氢盐、金属硫代硫酸盐、金属连二亚硫酸盐和亚磷酸和次磷酸的金属盐包括，例如，碱金属盐和碱土金属盐。其中的例子可以包括亚硫酸钠(Na2SO3)、亚硫酸氢钠(NaHSO3)、硫代硫酸钠(Na2S2O3)、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)、亚磷酸钠(Na2PHO3)、次磷酸钠(NaPH2O2)和偏亚硫酸氢钾(K2S2O5)。还原剂可分别单独使用，或以两种或更多种混合使用，也可以是液体、固体、凝胶等。
第二分配器26可以将还原剂28分配到容器12中，或者另选择地将还原剂28分配到容器12外侧的氧化过程的产物上。
根据本发明的实施例设置传感器用于感测氧化剂24的剩余量。所述传感器与第二分配器26通信使得第二分配器26根据来自传感器的信息分配还原剂28。
例如，所述传感器可以包括温度传感器30，第二分配器26根据在预定时间之后放热反应的产物已达到预定温度来分配还原剂28。作为一个例子，在导致温度升高的放热反应开始后，只要温度不降低所述分配器就继续添加小预定量的氧化剂。当温度开始下降时，这就向系统表明有机物已经被消耗，分配被停止。
作为另一个例子，所述传感器可以包括湿度传感器34，第二分配器26根据在预定时间之后放热反应的产物已达到预定湿度来分配还原剂28。
作为另一个例子，所述传感器可以包括化学传感器34，第二分配器26根据在预定时间之后放热反应的产物已达到预定化学成分来分配还原剂28。
作为另一个例子，所述传感器可以包括重量传感器34，第二分配器26根据在预定时间之后放热反应的产物已达到预定重量来分配还原剂28。
例如，湿度的降低意味着水分移除的终止。其他可以被安装用来监测反应的传感器为气体传感器，所述气体传感器可检测CO2、CO、NO或者从反应器中排放的任何其他挥发性物质。其它传感器可以是导电性，电阻，比色或可与氧化剂24和有机物质的放热反应相关联的任何物理或化学参数传感器。该传感器可以是一个确定有机废弃物重量的发送器，用于发送信号到控制分配器的微处理器。可另选地，所述传感器能够确定有机废弃物的体积。
还原剂28与氧化剂24的反应可能引起氧化剂24的颜色变化。例如这可以消除物质的氧化电位，并防止典型为高锰酸钾的紫染色。
所述分配器可以被射频识别系统38控制和致动，系统38包括例如RFID标签，天线，控制器和致动机构。
没有传感器的感应，确定还原剂28合适的量用于中和在放热反应之后存留的氧化剂24的剩余量是不可预测的，否则就需要大量具有不同相对湿度的不同类型粪便的实验。
替代控制电路或如上所述的自动分配，可以将所述量的氧化剂24或者还原剂28手动释放到反应中。手动定量供给装置可以是用来释放进行反应的合适的预定量的分配器。所述分配量可以通过用户基于制造商的建议和/或以往的经验的进行估计。所述分配器可以是分配固定或可变剂量的粉状、粒状或胶囊封装材料的类型。用于氧化剂24的分配器可以很简单地为以一剂量预先包装的胶囊或片剂，该剂量适合于引起与通常量的有机废弃物发生放热反应。用于还原剂28的分配器可以很简单地为以一剂量预先包装的胶囊或片剂，该剂量适合于中和剩余的氧化剂24。
该反应器可以是移动或静止的，一次性或永久的，收集装置或单独装置的一部分。由放热反应产生的热量可通过热电装置被转换为电能。可另选地，由放热反应产生的水蒸汽可用于操作发电机。
废弃物的氧化以及过量氧化剂的还原的例子：
100克狗粪便中混合4个部分的高锰酸钾，每个部分2.5克，约20秒后发生放热反应，温度升至约100℃，并出现干燥的无臭物质。加入两克亚硫酸氢钾并与剩余的固体混合。由此产生的灰渣直接放置在绿色的草坪上。在30天观察期内没有紫色的污渍，也无植物毒性的迹象。
图2-8示出了用于实现本发明的容器的不同的、非限制性的例子。所述容器可以是但不限于狗粪便收集器40的一部分，设有用于收集排泄物的瓢42，如图2所示。在图3中，所述容器是猫砂盒44，其中第一分配器22和第二分配器26被设置为盒或者可以内置到砂盒44中。在图4A-4B中，所述容器为鸟笼46，其中第一分配器22和第二分配器26被设置为盒或者可以内置到笼46的废物托盘48中。
在图5中，所述容器为农场动物粪便收集器50。收集器50可以包括一个瓢51用来收集分泌物。盖52可设置有电眼53或其它合适的传感器用于盖的自动打开。第一和第二分配器22和26可被设置为盒用于插入到盖52中。可设置一个或多个控制按钮54用于操作该设备。刷55可被设置在旋转轴56上用于清洁收集器50的侧面。
在图6中，所述容器为垃圾处理装置60，可安装在厨房水槽等的下方。
在图7和8中，容器70设置有真空泵72，其通过集合管74将有机废弃物14吸引并收集到容器70中。在图7中，容器70是背包，而在图8中它被安装到车辆上。
Claims (14)
1.一种装置，该装置包括：
容器，该容器用于在其中保持有机废弃物；
第一分配器，该第一分配器能操作以将氧化剂分配到所述有机废弃物，使得引起导致所述有机废弃物燃烧的放热反应；以及
第二分配器，该第二分配器能操作以分配还原剂，该还原剂中和在所述放热反应之后残留的所述氧化剂的剩余量。
2.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括传感器，该传感器用于感测所述氧化剂的所述剩余量，所述传感器与所述第二分配器通信，使得所述第二分配器根据来自所述传感器的信息分配所述还原剂。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述传感器包括温度传感器，所述第二分配器根据在预定时间之后所述放热反应的产物已达到预定温度来分配所述还原剂。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述传感器包括湿度传感器，所述第二分配器根据在预定时间之后所述放热反应的产物已达到预定湿度来分配所述还原剂。
5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述传感器包括化学传感器，所述第二分配器根据在预定时间之后所述放热反应的产物已达到预定化学成分来分配所述还原剂。
6.根据权利要求2所述的装置，其中，所述传感器包括重量传感器，所述第二分配器根据在预定时间之后所述放热反应的产物已达到预定重量来分配所述还原剂。
7.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一分配器根据使用者视觉观察的所述有机废弃物的量来分配所述氧化剂，并且所述第二分配器在预定时间之后分配所述还原剂。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述还原剂与所述氧化剂的反应引起所述氧化剂的颜色变化。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述容器包括狗粪便收集器的一部分。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述容器包括猫砂盒的一部分。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述容器包括鸟笼的一部分。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述容器包括农场动物粪便收集器的一部分。
13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述容器包括垃圾处置装置的一部分。
14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述容器包括真空泵，该真空泵通过收集管将所述有机废弃物吸引并收集到所述容器中。
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