CN109518782A - 一种粪尿源分离集便器及其源分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粪尿源分离集便器，所述的粪尿源分离集便器由坐便装置、便体传输装置、便体收集装置和冲水装置组成。在所述的坐便装置下安装便体传输装置和便体收集装置，在所述的坐便装置上安装冲水装置。通过本发明的粪尿源分离集便器可实现对粪尿进行分离，同时也实现了便体与冲洗水的分离，节约用水的同时降低了冲洗水对便体的稀释作用，进而减少污水处理量、降低污水污染物浓度、提高便体肥效。
Description
技术领域
本发明涉及农村污水处理领域，具体地，涉及一种粪尿源分离集便器及其源分离方法。
背景技术
目前随着我国农村居民生活方式越来越城市化，农村人均日用水量和生活污水量也急剧增加。根据水质情况，农村生活污水可分为灰水和黑水两类，其中灰水来自厨房与卫生间的洗涤、洗浴水，黑水由粪便（含手纸）、尿液和冲洗水等组成。灰水水量较大，占农村生活污水的50~80%，但其中的污染物浓度较低，且易于处理；黑水水量较小，但污染物浓度高，处理难度大。若将灰水和黑水混合处理，整体水量既大又难处理。此外，粪便和尿液中均含有大量的氮、磷、钾，氮磷钾又均是农作物生长必须的有机营养物质，灰水和黑水混合会导致大量有机营养物质不能施用于农田。
基于黑水中存在利用价值较高的有机物，上世纪末欧洲、北美学者相继提出源分离技术，即在尽量少稀释的情况下单独收集高浓的粪便和尿液。我国传统的旱厕，能很好地收集高浓度的粪便和尿液，但便体转出困难，且卫生条件巨差，特别是在夏季，苍蝇、蚊虫等横生，四处散发着臭味。而市场上销售的冲水马桶，虽然能够改善旱厕引发的环境问题，但是冲洗水会将粪尿上百倍的稀释，粪尿不仅得不到高效利用，还造成水体污染。因此，需要提供一种新型集便器，实现粪尿源分离，且该方法既能保留冲水马桶和旱厕的优点，又能摒弃两者的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种粪尿源分离集便器，能够实现便体与冲洗水的分离，不仅节约用水、改善厕所环境，而且降低冲洗水对便体的稀释作用，进而污水处理量减少、污水污染物浓度降低、便体肥效提高。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种粪尿源分离集便器，包括便池，与便池配合设置的冲水装置，其特征在于便池内设置有挡板，在所述的挡板前后设有小便槽和大便槽，所述小便槽和大便槽上方均设有与冲水装置配合的出水口，所述的小便槽下方设有排尿管，所述排尿管与便体收集装置连通，大便槽下方设有平板阀门，以及与平板阀门配合的平板阀门滑道，平板阀门下方设有便体收集装置，平板阀门上方留有一段水封空间，所述水封空间的侧面设置排水管。
进一步地，所述便体收集装置包括小便收集池和大便收集池，所述排尿管与小便收集池连接，所述大便收集池设置于平板阀门下方，或者平板阀门下方设置便体传输装置，所述便体传输装置与大便收集池连接。
进一步地，平板阀门下方连接有气囊堵头，所述的气囊堵头分别与真空泵、气泵连接。
进一步地，所述便池为坐便池或蹲便池，坐便池上方设置盖板。
进一步地，所述的便体收集装置分别设有排气口。
进一步地，所述的冲水装置设有冲水按钮、进水管、补水管、溢流管、和冲水管。
进一步地，所述集便器包括智能面板，所述智能面板分别与真空泵、气泵及便体传输装置连接，以便控制真空泵、气泵及便体传输装置动作，如厕结束后，真空泵启动，气囊堵头逐渐收缩并带动平板阀门打开；2~3s后真空泵关闭，气泵启动，气囊堵头逐渐打开并带动平板阀门关闭；2~3s后气泵关闭；平板阀门打开时，智能面板控制便体传输装置启动，8~10s后关闭。
本发明的另一目的在于提供一种粪尿源分离集便器的源分离方法，通过粪尿源分离集便器对粪尿进行分离。该方法能够实现便体与冲洗水的分离，不仅节约用水、改善厕所环境，而且降低冲洗水对便体的稀释作用，进而污水处理量减少、污水污染物浓度降低、便体肥效提高。
为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种粪尿源分离集便器的源分离方法，其特征在于所说方法包括以下步骤：
如厕时，小便落入便池内的小便槽内，并通过排尿管收集到小便收集池，大便则落入大便槽下方的平板阀门上；
如厕结束后，真空泵启动，位于平板阀门下方的气囊堵头逐渐收缩并带动平板阀门打开，将落在平板阀门上的大便刮下，刮下的大便落至平板阀门下方的便体传输装置；同时便体传输装置启动，将大便送至大便收集池；
真空泵关闭，气泵启动，气囊堵头逐渐打开并带动平板阀门关闭；2~3s后气泵关闭；
便体传输装置停止；
按下冲水按钮，小便则按下小便按钮，冲水装置冲洗小便槽，冲洗水经过排尿管进入便体收集装置；大便则按下大便按钮，冲水装置冲洗大便槽，冲洗水经过平板阀门上方侧面的排水管排出。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
1、本发明中坐便装置内设有挡板，将大、小便分离，小便后的冲洗水量小于大便时的，整体水量较传统冲水马桶减少；且该坐便装置还设有平板阀门，如厕结束时，平板阀门打开，大部分便体进入便体传输装置，随后平板阀门关闭，冲洗装置只需冲洗残留的便体，进一步地节约用水；
2、本发明中集便器冲洗后的水形成水封，改善厕所环境，避免旱厕带来的恶臭、蚊蝇等问题，因此保留了冲水马桶的优点，摒弃了旱厕的缺点；
3、本发明采用便体收集装置收集便体，便于用作农作物的肥料，因此保留了旱厕的优点，摒弃了冲水马桶的缺点；
4、本发明实现了便体与冲洗水的分离，降低了冲洗水对便体的稀释作用，进而减少了污水处理量、降低了污水污染物浓度、提高了便体肥效。
附图说明：
图1是本发明集便器侧面结构示意图；
图2是本发明集便器的俯视图。
图中包括：1、坐便装置；2、便体传输装置；3、小便收集装置；4、大便收集装置；5、冲水装置、6、盖板；7、坐便池；8、挡板；9、小便槽；10、大便槽；11、排尿管；12、平板阀门；13、平板阀门滑道；14、气囊堵头；15、真空泵；16、气泵；17、智能面板；18、冲水按钮；19、进水管；20、补水管；21、溢流管；22、冲水管；23、排水管。
具体实施方式：
结合附图和实例对本发明进一步说明：如图1 所示，一种源分离集便器由坐便装置1、便体传输装置2、小便收集装置3、大便收集装置4和冲水装置5组成。
在所述的坐便装置1下安装便体传输装置2、小便收集装置3、大便收集装置4，其中便体传输装置2的存在可让大便收集装置4的位置不受限制，不用非得安装在大便槽的正下方，如果便体收集装置便于设置在大便槽下方，则便体传输装置可取消。
为了避免旱厕带来的环境问题，在所述的坐便装置1上安装冲水装置5。所述的坐便装置包括盖板6和坐便池7，当然坐便池也可换做蹲便池。
在所述的坐便池内设置有挡板8，在所述的挡板前后设有小便槽9和大便槽10，一方面为了将大小便分开收集，另一方面冲水时可使用不同的水量，进而实现节约用水。
在所述的小便槽下方设有排尿管11，尿液和少量冲洗水均从此管道排出，所述的排水管道与便体收集装置3连接。
在所述的大便槽下方设有平板阀门12，平板阀门12上方形成水封空间，侧方设有平板阀门滑道13，水封空间的侧壁设置平板阀门滑道处，可设置刮便结构，以便在平板阀门移动进平板阀门滑道时，将落在平板阀门上的大便刮下；所述的平板阀门顶端与气囊堵头14的顶端连接，所述的气囊堵头分别与真空泵15、气泵16连接，所述的真空泵和气泵由智能面板17控制。一般情况下，所述气囊堵头应充满空气，并带动平板阀门闭合，当如厕结束时，智能面板控制真空泵将气囊堵头内的气抽空，此时气囊堵头端头向左移动，与气囊堵头连接的平板阀门也将向左进入平板阀门滑道，至此，平板阀门打开，便体被刮下；随后智能面板控制气泵将气囊堵头充满空气，并向右移动，此时与气囊堵头连接的平板阀门也将向右离开平板阀门滑道，至此，平板阀门关闭。此处设立气囊堵头是为了避免平板阀门封闭不紧密时，上方的冲洗水流入便体收集装置，起到二次密封的效果。
所述的便体传输装置2由智能面板17控制，另一端与便体收集装置4连接。智能面板根据平板阀门关闭这一信号，启动便体传输装置，将便体输送至便体收集装置。
由于便体收集装置属于厌氧环境，会有一定量的气体产生，因此所述的小便收集装置3、大便收集装置4分别设有排气口。
所述的冲水装置设有冲水按钮18、进水管19、补水管20、溢流管21、冲水管22和排水管23，其中排水管采用P型管，设置在水封空间的侧面。
为了避免平板阀门未关闭前冲洗水，导致冲洗水进入便体收集装置，所述的冲水按钮20，由智能面板17控制。当平板阀门未关闭，冲水按钮无法按下，当平板阀门关闭后，冲水按钮才能按下。
本发明提供的粪尿源分离方法，包括以下步骤：
1）打开盖板，如厕；结束起身时，在智能面板的控制下（可以感应检测是否起身，或者利用按钮控制），真空泵启动，气囊堵头收缩同时带动平板阀门打开；2~3s后智能面板控制真空泵关闭、气泵启动，此时气囊堵头打开并带动平板阀门关闭，2~3s后智能面板控制气泵关闭；
2）真空泵启动的同时，智能面板控制便体传输装置启动，8~10s后关闭；
3）手动按下冲水按钮，若是小便，则按下左侧按钮，冲洗水量大约0.5L；若是大便，则按下右侧按钮，该冲洗水量大约1 L，远小于传统的冲水马桶；
4）冲洗水大部分通过排水管外排，小部分冲洗水会经过排尿管进入便体收集装置，但水量较小，对便体浓度几乎没有影响。
通过本发明，可以实现便体和冲洗水的分离，不仅节约用水、改善厕所环境，而且降低冲洗水对便体的稀释作用，进而污水处理量减少且污染物浓度降低、便体肥效也大大提高。
Claims (8)
1.一种粪尿源分离集便器，包括便池，与便池配合设置的冲水装置，其特征在于便池内设置有挡板，在所述的挡板前后设有小便槽和大便槽，所述小便槽和大便槽上方均设有与冲水装置配合的出水口，所述的小便槽下方设有排尿管，所述排尿管与便体收集装置连通，大便槽下方设有平板阀门，以及与平板阀门配合的平板阀门滑道，平板阀门下方设有便体收集装置，平板阀门上方留有一段水封空间，所述水封空间的侧面设置排水管。
2.如权利要求1所述的一种粪尿源分离集便器，其特征在于，所述便体收集装置包括小便收集池和大便收集池，所述排尿管与小便收集池连接，所述大便收集池设置于平板阀门下方，或者平板阀门下方设置便体传输装置，所述便体传输装置与大便收集池连接。
3.如权利要求2所述的一种粪尿源分离集便器，其特征在于，平板阀门下方连接有气囊堵头，所述的气囊堵头分别与真空泵、气泵连接。
4.如权利要求1所述的一种粪尿源分离集便器，其特征在于，所述便池为坐便池或蹲便池，坐便池上方设置盖板。
5.如权利要求1所述的一种粪尿源分离集便器，其特征在于，所述的便体收集装置分别设有排气口。
6.如权利要求1所述的一种粪尿源分离集便器，其特征在于，所述的冲水装置设有冲水按钮、进水管、补水管、溢流管、和冲水管。
7.如权利要求3所述的一种粪尿源分离集便器，其特征在于，所述集便器包括智能面板，所述智能面板分别与真空泵、气泵及便体传输装置连接，以便控制真空泵、气泵及便体传输装置动作，如厕结束后，首先控制真空泵启动，气囊堵头逐渐收缩并带动平板阀门打开；然后真空泵关闭，气泵启动，气囊堵头逐渐打开并带动平板阀门关闭；最后气泵关闭；同时在平板阀门打开时，智能面板控制便体传输装置启动。
8.一种粪尿源分离集便器的源分离方法，其特征在于所说方法包括以下步骤：
A、如厕时，小便落入便池内的小便槽内，并通过排尿管收集到小便收集池，大便则落入大便槽下方的平板阀门上；
B、如厕结束后，真空泵启动，位于平板阀门下方的气囊堵头逐渐收缩并带动平板阀门打开，将落在平板阀门上的大便刮下，刮下的大便落至平板阀门下方的便体传输装置；同时便体传输装置启动，将大便送至大便收集池；
C、真空泵关闭，气泵启动，气囊堵头逐渐打开并带动平板阀门关闭；2~3s后气泵关闭；
D、便体传输装置停止；
E、按下冲水按钮，小便则按下小便按钮，冲水装置冲洗小便槽，冲洗水经过排尿管进入便体收集装置；大便则按下大便按钮，冲水装置冲洗大便槽，冲洗水经过平板阀门上方侧面的排水管排出。
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