CN104612228B - 带有堆肥处理装置的环保型卫生间 - Google Patents
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Abstract
一种带有堆肥处理装置的环保型卫生间，包括带有卫生间系统、发酵系统、排气系统，其技术要点是：所述卫生间系统包括空压机、储气罐、水箱以及若干坐便器，空压机与储气罐的进气端相连通，储气罐分别与水箱、各坐便器的进气端相连通，水箱分别与各坐便器的上水管相连通；发酵系统包括若干发酵罐以及温控系统；排气系统包括风机、生物过滤器以及活性炭过滤器，排气系统共包括两条管路，其中一条管路将发酵罐与大气直接连通，另一条管路将发酵罐的排气管依次经过风机、生物过滤器以及活性炭过滤器后与大气连通。实现人体排泄物及农作物废弃物等有机废料的再利用，提供了一种环保无污染的堆肥生产系统，并能够消除发酵过程中产生的异味。
Description
技术领域
本发明涉及有机肥生产领域，具体地说是一种带有堆肥处理装置的环保型卫生间。
背景技术
人体排泄物中，粪便含70%～80%水份，20%的有机质（纤维类、脂肪类、蛋白质和硅、磷、钙、镁、钾、钠等盐类及氯化物），少量粪臭质、粪胆质和色素等。其中的氮磷钾类养份高达4%。尿液中含水分、尿素、食盐、尿酸、马尿酸、磷酸盐、铵盐、微量元素及生长素等。尿液中含氮素较多，碳氮比较低，极易分解。众所周知的，氮磷钾类及益生菌属于植物生长的必要成分，若能充分利用人体排泄物中的养份，则必将带来极大的经济及社会价值。但众所周知的，人体排泄物由于异味大、不利于运输等诸多问题，一直未能得到有效的收集和利用而被白白浪费。现有技术中，尚缺乏一种行之有效的方法以解决上述问题，为此发明人提出了如下技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有堆肥处理装置的环保型卫生间，通过对水箱、储气罐、风机、坐便器、发酵罐等设备的合理配置，实现人体排泄物及农作物废弃物等有机废料的再利用，提供了一种环保无污染的堆肥生产系统，同时能够消除发酵过程中产生的异味，具有节能环保的经济价值与社会价值。
本发明的目的是这样实现的：该带有堆肥处理装置的环保型卫生间包括带有卫生间系统、发酵系统、排气系统，其特征在于：所述卫生间系统包括空压机、储气罐、水箱以及若干坐便器，空压机与储气罐的进气端相连通，储气罐分别与水箱、各坐便器的进气端相连通，水箱分别与各坐便器的上水管相连通；
发酵系统包括若干发酵罐以及温控系统，发酵罐为一端可开放的侧门的长方体结构，发酵罐内水平方向上设有导轨，沿导轨限位有可滑动的小车，小车底部设有转轴垂直于水平面的搅拌桨；罐体顶部为部分或全通透的透明玻璃门，发酵罐侧壁设有与储气罐相连通的进气口，发酵罐顶部设有与坐便器的下水管相连通的污水口，相邻发酵罐的污水口之间设置带三通结构的污水管，三通结构内设置转板阀门，发酵罐上设有与排气系统相连通的排气口；
排气系统包括风机、生物过滤器以及活性炭过滤器，排气系统共包括两条管路，其中一条管路将发酵罐与大气直接连通，另一条管路将发酵罐的排气管依次经过风机、生物过滤器以及活性炭过滤器后与大气连通。
所述发酵罐侧门的相对侧设有溢流口，发酵罐的底部设有排污口，溢流口与排污口分别通过污水管与还污水池相连通。
本发明具有的优点及积极的技术效果是：空压机一机多用，将气压储存在储气罐内，储气罐与水箱相连，可为水箱加压，供坐便器的冲水。采用压力喷雾装置冲洗坐便器，便后的喷雾式清洗，用水量比现有冲洗设备的1/50，极大地节约了资源。储气罐直接与坐便器相连，实现便后喷雾式清洗后烘干。储气罐与发酵罐相连，保证发酵罐内的的氧气含量，保证发酵效率。水箱一方面作为下水冲水之用，另一方面作为便后喷雾式清洗的水源。坐便器的下水管汇集后与各发酵罐的污水口相连通，
当其中一个发酵罐内达到存量上限时，通过污水管内的转板阀门将人体排泄物导入相邻的发酵罐。由于发酵时间较长，因此采用多个发酵罐交替使用，以满足需求。发酵罐内还设置带有搅拌桨的小车，搅拌桨随小车作水平运动，同时搅拌物料，保证物料各组分的均匀分布，与氧气充分接触，提高发酵效率，同时防止局部温度过高导致发酵细菌失活。发酵罐顶部设置透明玻璃门，发酵罐可利用太阳能作为热源，以达到最佳发酵温度。当太阳能加热不能满足发酵需求时，则可启动温控系统中加热装置，补充热量，加热装置可选用空气加热器。而发酵罐内所使用的好氧发酵菌，均为人体排泄物中所自带的，无需额外加入。还可在发酵罐内放置植物废弃物（如玉米秸秆、稻谷糟糠等）采用同样的环境进行发酵。若仅为人体排泄物则发酵过程只需两个月。若仅为稻草，则发酵过程需三个月。若为锯末、树皮、农作物秸秆的混合物，则发酵过程需要六个月。
排气系统采用两种方式进行通风，在光照较充足的环境条件下，通过阳光对排气管以及透过玻璃对发酵罐内加热，使发酵罐、排气管、室外三者之间形成温差，产生对流达到自然通风的目的。当光照不足（如阴雨天）或者环境温度较低时，通过启动（离心）风机，以满足通风需求。离心电机可选用功率1.1kw，排放量2260m3/h，全压725Pa的电机。由发酵罐排气口进入排气系统的气体，依次经过生物过滤器、活性炭过滤器除臭后排放清洁空气。
另外，在空间配置上，若将本系统设置在多层建筑内，则将发酵罐、水箱、储气罐、风机、空压机等设置在一层，坐便器按照通常位置安装，污水池设置在地下。发酵罐占用空间较小，一层尚有2/3空间可用作商铺租赁。
综上所述，采用该环保型卫生间的技术方案，即可利用微生物自然发酵后直接转换成有机肥，完全实现零排放。
附图说明
图1为本发明的工作原理示意图；
图2为本发明其中两个相邻发酵罐的管路连接关系示意图；
图3为本发明发酵罐的剖视结构示意图。
附图标记说明：1溢流口、2排气管、3污水管、4排污口、5进气口、6进气管、7罐体、8玻璃门、9小车、10搅拌桨、11侧门、12转板阀门、13导轨。
具体实施方式
以下结合图1~3，通过具体实施例详细说明本发明的内容。该带有堆肥处理装置的环保型卫生间包括带有卫生间系统、发酵系统、排气系统等部分。其中，卫生间系统包括空压机、储气罐、水箱以及若干坐便器，空压机与储气罐的进气端相连通，储气罐分别与水箱、各坐便器的进气端相连通，水箱分别与各坐便器的上水管相连通。
卫生间系统，坐便器的冲洗可采用压力水喷雾系统冲洗，并采用全自动化控制（红外线、电磁阀自动控制系统厕前冲一次，厕后冲一次）。厕所压力水喷雾系统洗便功能，温喷雾冲洗，手动控制。压力空气，恒温空气烘干系统。压力水喷雾系统的内容为现有技术，不再详细阐述。
发酵系统包括十一个并排设置的不锈钢发酵罐以及温控系统（图中未示出），根据实际场地情况制成适宜大小，如制成长4000mm×宽1100mm×高2000mm，容积8.8m3的长方体发酵罐。发酵罐为一端可开放的侧门11的长方体结构，发酵罐内水平方向上设有导轨13，沿导轨13限位有可滑动的小车9，小车9底部设有转轴垂直于水平面的搅拌桨10。罐体7顶部为部分或全通透的透明玻璃门8，发酵罐侧壁设有与储气罐相连通的进气口5，发酵罐顶部设有与坐便器的下水管相连通的污水口，相邻发酵罐的污水口之间设置带三通结构的污水管3，三通结构内设置转板阀门12，发酵罐上设有与排气系统相连通的排气口。
发酵罐侧门的相对侧还设有溢流口1，发酵罐的底部设有排污口4，溢流口1与排污口4分别通过污水管3与还污水池相连通。溢流口1与排污口4为预留设置的，并非为发酵罐使用时的必要部分。因为在初期使用时，较难把握发酵罐内的物料存量，从而导致过量的情况发生。而过量的物料在发酵前难于排出，此时便需要在底部设置排污口4与溢流口1，以便将多余的物料排走，避免物料填满整个发酵罐，导致发酵难于进行。
由于好氧发酵时间的限制，因此采用多个发酵罐以供交替使用。五个不锈钢发酵罐发酵期间，六个不锈钢发酵罐正常使用，两至三个月交换一次。发酵罐上设置排污管、溢流管、有进气管6（氧气），并在发酵罐内部设置搅拌桨10、控制系统等。采用上述规格的发酵罐，每个发酵罐通常可供六个坐便器和两个小便器的正常使用。
排气系统包括风机、生物过滤器以及活性炭过滤器，排气系统共包括两条管路，其中一条管路将发酵罐与大气直接连通，另一条管路将发酵罐的排气管2依次经过风机、生物过滤器以及活性炭过滤器后与大气连通。风机作为强制通风的风源，通过抽气的方式将发酵罐内的恶臭气体通入生物过滤器中。与大气相连通的主排气管2，根据环境调整高度，如设置成直径600mm，高度18m的排气管2，便于接受阳光照射，形成自然通风。
发酵罐内物料的含水率优选为55~70％，密度0.5kg/L，孔隙度≥30％，以保证良好的透气性。定时搅拌，强制通风需通气量50~300L/min·m3，以保证足够的透气性。
例如，将湿重量4t，水份3.4t（含水率85%），固体物量0.6t，有机物量0.48t（有机物含量80%），无机物量0.12t，密度0.85kg/L的人排泄物混合物与湿重量1.6t，水份0.192t（含水率12%），固体物量1.408t，有机物量1.126t（有机物含量80%）的植物废气物在发酵罐（长4m×宽1.1m×高2m）中混合，得到湿重量5.6t，水份3.64t（含水率65%），固体物1.96t，有机物量1.568t（有机物含量80%）无机物量0.392t，密度0.6kg/L的发酵物料混合物。经好氧发酵可分解人排泄物0.144t（分解率30%），分解植物废气物0.507t（45%），分解有机物0.627t，蒸发水份2.184t（分解率60%），最终得到有机肥成分，该有机肥湿重量2.765t，水份1.465t（含水率53%），固体物两1.3t，有机物量0.916（有机物含量70.5%），无机物量0.383t，密度0.55kg/L。
经检测，排气管内未进入生物过滤器的混合气体中主要包括硫化氢15ppm，甲硫醇0.084ppm，二甲硫醚0.394ppm，二硫化二甲基0.142ppm，氨气2.38ppm，臭气2300ppm。经生物过滤器与活性炭除臭后，排气管内的混合气体中各主要成分的含量为硫化氢0.002ppm（净化率99%），甲硫醇0.002ppm（净化率97.8%），二甲硫醚0.082ppm（净化率79.6%），二硫化二甲基0.001ppm（净化率99.3%），氨气0.1ppm（净化率95.8%），臭气200ppm（净化率91.3%），完全符合排放标准。
采用上述实施例的设备配置后，一次性总投资260~300万，管理费支出12万/年（人员工资、设施维护、水电费用）。有机肥产量可达84吨/年(发酵罐5.5个×2.756吨=15.158吨/2个月)，每年一层商铺租金、有机肥销售收入100~130万/年，三年内可收回投资成本。
Claims (1)
1.一种带有堆肥处理装置的环保型卫生间，包括带有卫生间系统、发酵系统、排气系统，其特征在于：所述卫生间系统包括空压机、储气罐、水箱以及若干坐便器，空压机与储气罐的进气端相连通，储气罐分别与水箱、各坐便器的进气端相连通，水箱分别与各坐便器的上水管相连通；
发酵系统包括若干发酵罐以及温控系统，发酵罐为一端可开放的侧门的长方体结构，发酵罐内水平方向上设有导轨，沿导轨限位有可滑动的小车，小车底部设有转轴垂直于水平面的搅拌桨；罐体顶部为部分或全通透的透明玻璃门，发酵罐侧壁设有与储气罐相连通的进气口，发酵罐顶部设有与坐便器的下水管相连通的污水口，相邻发酵罐的污水口之间设置带三通结构的污水管，三通结构内设置转板阀门，发酵罐上设有与排气系统相连通的排气口；
排气系统包括风机、生物过滤器以及活性炭过滤器，排气系统共包括两条管路，其中一条管路将发酵罐与大气直接连通，另一条管路将发酵罐的排气管依次经过风机、生物过滤器以及活性炭过滤器后与大气连通；
发酵罐侧门的相对侧设有溢流口，发酵罐的底部设有排污口，溢流口与排污口分别通过污水管与污水池相连通。
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