CN105859089B - 一种小型微波粪便处理装置及粪便处理方法 - Google Patents

一种小型微波粪便处理装置及粪便处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种小型微波粪便处理装置及粪便处理方法。一种小型微波粪便处理装置，包括螺旋送料装置、推料装置、微波热解腔、高温热解腔、气体处理装置、高温风机和排料装置；高温热解腔和气体处理装置均位于微波热解腔内；螺旋送料装置和高温风机均位于微波热解腔外。本发明小型微波粪便处理装置，运用微波技术，将排泄物灭菌、除臭、减量使其满足要求；同时具有占地少、耗能低、效率高等优势，可运用于移动公厕、高铁公厕。

Description

一种小型微波粪便处理装置及粪便处理方法
技术领域
本发明涉及一种小型微波粪便处理装置及粪便处理方法，属于粪便处理领域。
背景技术
移动式公厕，是指公厕建筑可以重复且较为方便地整体移动到需要设置的地点为公众提供如厕服务的设施。移动式公厕具有占地面积小(一般为5-10m2左右)、机动性较强、可以重复使用等优点，减少了因拆迁而造成的浪费，非常适合受地形条件限制和时段性服务需求的场所使用。
目前，景区景点的移动公厕排泄物主要采用冷藏车运输集中处理，高铁上的移动公厕采用高压粉碎喷洒的方式将排泄物排出车厢。然而依靠冷藏车运输，不仅成本高昂，且运输过程中存在一定的安全隐患，尤其在黄金周等旅游高峰期，长时间的运输周期容易产生公共卫生安全隐患；高压粉碎喷洒也存在成本高昂、治标不治本的缺陷。
发明内容
为了解决现有技术中粪便处理存在的成本高、治标不治本等缺陷，本发明提供一种小型微波粪便处理装置及粪便处理方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种小型微波粪便处理装置，包括螺旋送料装置、推料装置、微波热解腔、高温热解腔、气体处理装置、高温风机和排料装置；高温热解腔和气体处理装置均位于微波热解腔内；螺旋送料装置和高温风机均位于微波热解腔外；
螺旋送料装置上设有第一进料口和第一出料口；
推料装置包括推料气缸和推料仓；
推料仓为方管状，推料仓一端与推料气缸相接，推料仓另一端伸入微波热解腔直至高温热解腔内，推料仓与推料气缸相接的一端设有第二进料口，推料仓伸入高温热解腔内的一端设有第二出料口，第二进料口与第一出料口无缝相接；
推料仓的底面设有相互平行的第一齿条，第一齿条与推料仓的长度方向平行；推料气缸的推杆为长方体结构，推杆底部设有与第一齿条捏合的第二齿条，推料气缸的推杆在推料气缸的驱动下在推料仓上作往复运动；
高温热解腔由微波放热材料制备而成；
气体处理装置包括微波发热盒体、透波盖板和四条微波发热隔板；微波发热盒体的横截面为梯形状；微波发热盒体与透波盖板相互匹配；四条微波发热隔板交错设置在微波发热盒体内相对的两侧壁上，并将微波发热盒体内的空间分割为连续的蛇形通道；在蛇形通道一端的微波发热盒体侧壁上设有进气口、蛇形通道另一端的微波发热盒体侧壁上设有出气口；其中，进气口与高温热解腔相通，出气口通过管路与高温风机相通；
排料装置一端与高温热解腔底部无缝相接，排料装置另一端伸出微波热解腔外，排料装置的两端之间设有双重开关，双重开关之间设有水冷套管。
推料仓的底面设有相互平行的第一齿条，即推料仓的底面设有齿状凹槽；推料仓与推料气缸的推杆采用相互捏合的齿状结构，物料经螺旋送料装置送入推料仓后落入推料仓底部的齿状凹槽内，形成薄条状，在与其捏合的推杆的推动下，将薄条状物料推进高温热解腔，物料不断的被送入，而推杆则在气缸的推动下不停地作往复运动，从而实现了物料的不断推送。高温热解腔由微波放热材料制备而成，吸收微波后，能保证腔内850℃的高温。推料仓的底面指粪便送入推料仓时直接落入的面。推料仓的一端、另一端指推料仓长度方向上的一端、另一端，物料的流动方向与推料仓的长度方向一致。
上述高温风机用于抽出经过处理的气体，并降温排出。
上述气体处理装置通过结构的设计保证了气体处理装置内1150℃左右的高温，微波可通过透波盖板进入催化气体反应。
排料装置上设有双重开关，物料由高温热解腔热解后，打开第一重开关进入排料装置中存储越30分钟后，打开第二重开关排出；第一重开关与第二重开关之间设有水冷套管，这样既保证了固体、气体无法从排出口泄漏，也能冷却处理后的固体物料。
本申请微波热解腔可以是现有各种微波加热装置。本申请各装置的一端到另一端的方向与物料流动方向一致。
为了提高处理效率，高温热解腔为中空长条结构。
为提高处理效率，同时节约占地，推料气缸的推杆、推料仓及高温热解腔均与水平面呈45°夹角。
推料气缸采用膜片式气缸，推料气缸顶端安装水封装置。这样进一步保证了装置的密封性，保证了在推料过程中推料腔体内无排泄物残留，且臭气无法从气缸排出。
为了防止空气的污染，第二进料口安装有水冷槽。这样保证了推料装置处于常温状态，阻止气体提前排放。
高温热解腔由高温陶瓷制备而成，高温热解腔的内表面设有高温釉面层。这样进一步保证了物料不会沾粘在腔体表面，保证了润滑效果。
透波盖板由高纯度透波材料制备而成，微波发热盒体、四条微波发热隔板和高温热解腔均采用耐高温吸波放热材料制备而成。这样不仅可以保证腔体内高温热解，同时使一部分微波穿过腔体直接作用与排泄物物料，加速热解，灭菌除臭。微波热解腔中的温度始终保持在750℃-850℃。
进一步优选，高纯度透波材料为99.96％二氧化硅，耐高温吸波放热材料为碳化硅与多晶硅质量比为10:1的复合材料。
为了保证处理效果和效率，同时节省空间，方便移动，气体处理装置为直角梯形状，其中，上底为0.65m、下底为0.3m、高为0.3m、厚为0.1m。
利用上述小型微波粪便处理装置处理粪便的方法，包括如下步骤：
A、密封进料：粪便由螺旋送料装置送料落在推料仓底部的齿状凹槽内，形成薄条状，在与其捏合的推杆的推动下，将薄条状粪便推进高温热解腔内；
B、固体料微波热解：薄条状粪便在高温热解腔内热解，高温热解腔内的温度为750℃-850℃；
C、气体微波热解：热解粪便过程中产生的臭气抽入气体处理装置中，并停留3秒以上，然后由高温风机抽出降温后排出，气体处理装置内温度为1150±20℃；
D、固体料保温：经过微波热解腔热解所得的固体料落入排料装置中进行降温储存，最后排出。
经上述方法处理无毒臭气体排放，且所得固体物料为碳粉，质量不足处理前物料质量的十分之一。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明小型微波粪便处理装置，运用微波技术，将排泄物灭菌、除臭、减量使其满足要求；同时具有占地少、耗能低、效率高等优势，可运用于移动公厕、高铁公厕。
附图说明
图1为本发明小型微波粪便处理装置结构示意图。
图2为推料仓底面结构示意图。
图中，1为螺旋送料装置、2为推料气缸、3为推料仓、4为微波热解腔、5为高温热解腔、6为气体处理装置、7为高温风机、8为排料装置、9为微波发热隔板、10为第一重开关、11为第二重开关、12为第一进料口、13为第一出料口、14为第二进料口、15为第二出料口
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
如图所示，小型微波粪便处理装置，包括螺旋送料装置、推料装置、微波热解腔、高温热解腔、气体处理装置、高温风机和排料装置；高温热解腔和气体处理装置均位于微波热解腔内；螺旋送料装置和高温风机均位于微波热解腔外；
螺旋送料装置上设有第一进料口和第一出料口；
推料装置包括推料气缸和推料仓；
推料仓为方管状，推料仓一端与推料气缸相接，推料仓另一端伸入微波热解腔直至热解腔内，推料仓与推料气缸相接的一端设有第二进料口，推料仓伸入高温热解腔内的一端设有第二出料口，第二进料口与第一出料口无缝相接；
推料仓的底面设有相互平行的第一齿条，第一齿条与推料仓的长度方向平行；推料气缸的推杆为长方体结构，推杆底部设有与第一齿条捏合的第二齿条，推料气缸的推杆在推料仓内作往复运动；
高温热解腔由微波放热材料制备而成；
气体处理装置包括微波发热盒体、透波盖板和四条微波发热隔板；微波发热盒体的横截面为梯形状；微波发热盒体与透波盖板相互匹配；四条微波发热隔板交错设置在微波发热盒体内相对的两侧壁上，并将微波发热盒体内的空间分割为连续的蛇形通道；在蛇形通道一端的微波发热盒体侧壁上设有进气口、蛇形通道另一端的微波发热盒体侧壁上设有出气口；其中，进气口与高温热解腔相通，出气口通过管路与高温风机相通；
排料装置一端与高温热解腔底部无缝相接，排料装置另一端伸出微波热解腔外，排料装置的两端之间设有双重开关，双重开关之间设有水冷套管。
高温热解腔为中空长条结构；推料气缸的推杆、推料仓及高温热解腔均与水平面呈45°夹角。
推料气缸采用膜片式气缸，推料气缸顶端安装水封装置；第二进料口安装有水冷槽。
高温热解腔由高温陶瓷制备而成，高温热解腔的内表面设有高温釉面层。
透波盖板由高纯度透波材料制备而成，微波发热盒体、四条微波发热隔板和高温热解腔均采用耐高温吸波放热材料制备而成，高纯度透波材料为99.96％的二氧化硅，耐高温吸波放热材料为碳化硅与多晶硅质量比为10:1的复合材料。
气体处理装置为直角梯形状，其中，上底为0.65m、下底为0.3m、高为0.3m、厚为0.1m。
利用上述小型微波粪便处理装置处理粪便的方法，包括如下步骤：
A、密封进料：粪便由螺旋送料装置送料落在推料仓底部的齿状凹槽内，形成薄条状，在与其捏合的推杆的推动下，将薄条状粪便推进高温热解腔内；
B、固体料微波热解：薄条状粪便在高温热解腔内热解，高温热解腔内的温度为750℃-850℃；
C、气体微波热解：热解粪便过程中产生的臭气抽入气体处理装置中，并停留3秒以上，然后由高温风机抽出降温后排出，气体处理装置内温度为1150±20℃；
D、固体料保温：经过微波热解腔热解所得的固体料落入排料装置中进行降温储存，最后排出。
以6坑位移动公厕为例，小型微波粪便处理装置功率为8千瓦，处理前需预热1小时，每批次处理时间20分钟，单次处理排泄物4公斤，100公斤排泄物经微波处理后仅剩不到10公斤碳粉，满足移动公厕处理需要，无有异味、有毒气体的排放。

Claims (10)

1.一种小型微波粪便处理装置，其特征在于：包括螺旋送料装置、推料装置、微波热解腔、高温热解腔、气体处理装置、高温风机和排料装置；高温热解腔和气体处理装置均位于微波热解腔内；螺旋送料装置和高温风机均位于微波热解腔外；
螺旋送料装置上设有第一进料口和第一出料口；
推料装置包括推料气缸和推料仓；
推料仓为方管状，推料仓一端与推料气缸相接，推料仓另一端伸入微波热解腔直至高温热解腔内，推料仓与推料气缸相接的一端设有第二进料口，推料仓伸入高温热解腔内的一端设有第二出料口，第二进料口与第一出料口无缝相接；
推料仓的底面设有第一齿条、且各条第一齿条间相互平行，第一齿条与推料仓的长度方向平行；推料气缸的推杆为长方体结构，推杆底部设有与第一齿条捏合的第二齿条，推料气缸的推杆在推料仓内作往复运动；
高温热解腔由微波放热材料制备而成；
气体处理装置包括微波发热盒体、透波盖板和四条微波发热隔板；微波发热盒体的横截面为梯形状；微波发热盒体与透波盖板相互匹配；四条微波发热隔板交错设置在微波发热盒体内相对的两侧壁上，并将微波发热盒体内的空间分割为连续的蛇形通道；在蛇形通道一端的微波发热盒体侧壁上设有进气口、蛇形通道另一端的微波发热盒体侧壁上设有出气口；其中，进气口与高温热解腔相通，出气口通过管路与高温风机相通；
排料装置一端与高温热解腔底部无缝相接，排料装置另一端伸出微波热解腔外，排料装置的两端之间设有双重开关，双重开关之间设有水冷套管。
2.如权利要求1所述的小型微波粪便处理装置，其特征在于：高温热解腔为中空长条结构。
3.如权利要求2所述的小型微波粪便处理装置，其特征在于：推料气缸的推杆、推料仓及高温热解腔均与水平面呈45°夹角。
4.如权利要求1-3任意一项所述的小型微波粪便处理装置，其特征在于：推料气缸采用膜片式气缸，推料气缸顶端安装水封装置。
5.如权利要求1-3任意一项所述的小型微波粪便处理装置，其特征在于：第二进料口安装有水冷槽。
6.如权利要求1-3任意一项所述的小型微波粪便处理装置，其特征在于：高温热解腔由高温陶瓷制备而成，高温热解腔的内表面设有高温釉面层。
7.如权利要求1-3任意一项所述的小型微波粪便处理装置，其特征在于：透波盖板由高纯度透波材料制备而成，微波发热盒体、四条微波发热隔板和高温热解腔均采用耐高温吸波放热材料制备而成。
8.如权利要求7所述的小型微波粪便处理装置，其特征在于：高纯度透波材料为99.96％的二氧化硅，耐高温吸波放热材料为碳化硅与多晶硅质量比为10:1的复合材料。
9.如权利要求1-3任意一项所述的小型微波粪便处理装置，其特征在于：气体处理装置为直角梯形状，其中，上底为0.65m、下底为0.3m、高为0.3m、厚为0.1m。
10.利用权利要求1-9任意一项所述的小型微波粪便处理装置处理粪便的方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、密封进料：粪便由螺旋送料装置送料落在推料仓底部的齿状凹槽内，形成薄条状，在与其捏合的推杆的推动下，将薄条状粪便推进高温热解腔内；
B、固体料微波热解：薄条状粪便在高温热解腔内热解，高温热解腔内的温度为750℃-850℃；
C、气体微波热解：热解粪便过程中产生的臭气抽入气体处理装置中，并停留3秒以上，然后由高温风机抽出降温后排出，气体处理装置内温度为1150±20℃；
D、固体料保温：经过微波热解腔热解所得的固体料落入排料装置中进行降温储存，最后排出。
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