CN110664293B - 一种尿便分离的环保型旱厕及排泄物的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了排泄物的处理装置以及使用该处理装置的一种尿便分离的环保型旱厕；所述旱厕壳体顶板设有尿便蹲便器，该尿便分离蹲便器上面设置有密封盖板，防止旱厕内的臭气溢出；在排泄物处理装置中，设置一发酵槽，用于容纳原料和排泄物质，该发酵槽中设有混合排泄物和原料的搅拌装置，设置一温度控制装置和电加热装置，用于调节发酵槽内温度，设置一湿度监控装置对发酵物料水分进行监控；设置一风机工作的感应器和计时控制元件，设置一混合搅拌机工作的感应器和计时控制元件，设置一气体净化罐对臭气进行处理；应用本发明的环保型旱厕，不用水冲，节省水资源，无臭气排放到环境，不存在排放污水和污泥的二次公害问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种尿便分离的环保型旱厕，具体的说涉及一种厕所排泄物生物降解转化成有机肥料的处理装置和方法。
背景技术
随着我国农村厕所革命和振兴乡村计划的实施，要求对农村家庭厕所粪便进行无害化处理，对于北方缺水的农户家庭大多采用了旱厕，传统的旱厕粪污暴露在空中，滋生苍蝇蚊虫，臭气熏天，污染环境；目前，新改进的旱厕采用尿液与大便干湿分离对粪污进行分别处理，但是，分离出的大便采用自然堆肥发酵方法，每使用一次厕所要添加一次木屑，秸秆粉，...等发酵介质遮盖大便，发酵周期长，发酵中臭气向外冒出严重污染环境；关于旱厕的新技术已有相关报道，在CN204813659U《一种堆肥式农村卫生旱厕便箱》中，公开了粪便先进行尿便分离，收集尿液，再将微生物的干粉或液体洒在大便上进行自然堆肥，存在发酵中臭气向外挥发污染环境，自然堆肥属于原料的表面与空气接触，原料内部无氧供应，自然堆肥存在发酵速度慢，需要发酵箱的体积大，占地面积也大，特别是发酵箱内没有搅拌机械导致粪便发酵不彻底，发酵产物容易堆积和填满发酵箱，需要经常用人工清除发酵箱内的发酵产物；在CN108433622A《一种无需水电的环保旱厕》中，公开了尿便干湿分离，尿液流入小便收集器，大便进入大便收集桶，将粉碎的秸秆及木屑等垫料洒在大便桶内的大便上进行自然堆肥发酵，存在发酵中臭气向外挥发污染环境，发酵速度慢，发酵箱桶体积大，特别是发酵桶内没有搅拌机械导致粪便发酵不彻底，发酵产物容易堆积和填满发酵桶；在CN100387174C《排泄物处理装置，使用其的环保马桶及排泄物的处理方法》中，公开了尿便进入马桶发酵槽进行生物降解的方法，尿便发酵中产生的有害臭气没有进行无害化处理，严重的污染农家居住环境，发酵桶内没有配置好氧降解所需要的空气进口管，仅靠发酵槽物料表面的空气接触，发酵物料不能与足量的空气接触，属于一种供氧量不足的自然堆肥发酵方式，导致粪便、尿液的降解速度慢，发酵时间长，一般要花几天时间才能将人体的排泄物转化成有机肥料，增大了发酵槽的单位处理容积和占地面积；特别地，采用螺旋状叶片的搅拌装置，螺旋状叶片旋转时具备物料输送和移动的客观功能，因此，当混合装置上的螺旋状叶片旋转时，处理槽内的发酵物料从处理槽的一端移向另一端，发酵的物料(排泄物，锯末和微生物)易被压紧成块和结板，发酵物料不松散，极大的影响了排泄物的生化降解效果；特别的，依照生化发酵原理，排泄物的好氧发酵水分应该控制在50-60％(Wt％)，尿液进入发酵桶使发酵物料含水率高于60％(Wt％)，降低了好氧微生物的生物活性，降低了排泄物的生化分解效率，需要增加电热蒸发过量的水分至50-60％(Wt％)，这增大了排泄物分解的处理成本；在日本专利号3160859中，公开了一种环保马桶，如图1A-1B所示，人体排泄物——粪便以及尿液，是直接落入到处理装置10中，采用单螺旋杆搅拌器搅拌物料，轴的扭矩大，易损坏搅拌器，处理装置10内没有配置好氧降解所需要的空气进口管，仅靠处理装置10表面的空气接触，发酵物料不能与足量的空气接触，属于一种自然堆肥发酵方式，导致人体排泄物——粪便以及尿液的降解速度慢，发酵时间长；这，就是现行农村环保型旱厕或马桶存在的缺陷；
本发明就是要克服和弥补现有旱厕、马桶的缺陷，从而提供一种没有臭气排放，厕所排泄物快速生化降解转化成有机肥料的《一种尿便分离的环保型旱厕及排泄物的处理方法》，以适应我国乡村厕所粪便的净化达标处理，满足振兴乡村计划快速实施和改善农村生态环境的需求；
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种尿便分离的环保型旱厕，所述的一种尿便分离的环保型旱厕，由旱厕壳体，该旱厕壳体内配置的排泄物处理装置，尿便分离蹲便器，密封盖板，尿液收集桶和控制箱组成；
所述的旱厕壳体，其材质是金属、木、玻璃钢、塑料、有机复合材料，该壳体顶板设置尿便分离蹲便器，该尿便分离蹲便器上面设置密封盖板，该密封盖板可将尿便分离蹲便器封闭，防止旱厕内的臭气向外溢出；所述的尿便分离蹲便器，该蹲便器由前端的尿液导流器和后端的设有脚踏防滑板的大便入口框二部分组成(见图3和图9)，属于市场上销售的常规尿液和大便分离的蹲便器；所述的尿液收集桶属于常规的圆柱体或方体的容器，所述的尿液导流器用于排便时的小便收集，该尿液导流器底部设有排尿孔，该排尿孔通过排尿管与尿液收集桶顶部进口联通；人蹲着排便时，小便排入尿液导流器内，经过排尿管进入尿液收集桶中缓存和作施肥之用，大便经过大便入口框进入发酵槽内进行生化分解处理；排便时，先揭开所述的密封盖板，当人排便完后，盖上该密封盖板，使密封盖板至水平线，对尿液分离蹲便器的大便入口框和尿液导流器进行密封，以防旱厕内的排泄物散发的臭气向外溢出。
所述的控制箱，配置在旱厕壳体外面，其内部配置有带控制功能的电路板；控制箱外壁配置有控制风机运转或停止的感应器二，以及配置有控制混合搅拌机一运转或停止的感应器一，混合搅拌机一转动时，混合搅拌机二同步跟着转动，混合搅拌机一停止转动时，混合搅拌机二同步停止转动。
所述电路板中设置有如下功能的控制装置：
a.混合搅拌机一运转、停止的控制装置，其中包括：控制混合搅拌机一运转、停止的计时控制元件；控制混合搅拌机一运转或停止的感应器一与电路板上的控制混合搅拌机一运转、停止元件的电路接通；
b.风机运转、停止的控制装置，其中包括预定风机转动、或停止的的计时控制元件；控制风机运转或停止的感应器二与电路板上的控制风机运转、停止元件的电路接通；
c.温度控制装置，维持发酵槽内温度在一个预定的范围内；
d.湿度控制装置，监测发酵槽内发酵物料的含水率；
f.远程监控装置，将控制箱电路板上的控制装置运行情况通过互联网方式传送到监控中心；
所述电路板上的外接电源线与该电路板上各个控制装置的电路联通；
所述的控制箱，用于排泄物生化降解变成有机肥料的操作控制，以及旱厕使用人进入旱厕时的监控，所述的电路板中的各个控制装置，属于公知的工业自动化电路板；
所述的排泄物处理装置，该装置配置在旱厕壳体中，该排泄物处理装置由发酵槽，风机和气体净化罐组成；所述的风机固定在发酵槽外壁或是固定在所述旱厕壳体内壁上，风机进口管设置于发酵槽壳体外面与旱厕壳体内壁之间的区域中，风机的出口管经过管道与气体净化罐的气体进口联通，气体净化罐的气体出口经过管道与旱厕壳体上的达标气体出口联通，风机的电源线通过导线与控制箱内电路板上的风机控制装置的接线端子连接相通，风机和气体净化罐固定在发酵槽壳体外壁上或旱厕壳体内壁上；风机运行时，将旱厕的密封盖板盖好，对尿便入口封闭，旱厕壳体内或发酵槽内的有害气体被抽出，被输送到气体净化罐内进行净化处理，气体净化罐内的气体净化材料能对发酵产生的有害气体进行吸附的净化处理，净化后无臭味的达标气体被排出该旱厕壳体，风机运行时，旱厕壳体内或发酵槽内气体被抽出，发酵槽内形成负压，旱厕壳体外面的新鲜空气通过旱厕壳体上的空气进口管一和发酵槽上的空气进口管二被负压吸入到发酵槽内，风机的转动能够给发酵槽内输送足量的排泄物好氧生化降解所需的氧气；
所述的发酵槽，该发酵槽不设置顶盖，其底部是平底，截面是矩形，或是其底部是二个凹陷部，截面为弧面；设置一温度控制装置，用于保持发酵槽内部的温度在一个预定的范围内，用保温材料把发酵槽壳体外壁包围起来，用于给发酵槽保温；发酵槽内部配置混合搅拌机一和混合搅拌机二，该混合搅拌机一和混合搅拌机二的搅拌轴上分别配置“T”形叶片，该混合搅拌机一和混合搅拌机二的旋转轴的二端轴头分别固定在发酵槽内壁的支架上，该混合搅拌机一上的电动减速机固定在发酵槽壳体外壁上，所述混合搅拌机一的电动减速机配置在发酵槽壳体外壁支架上，混合搅拌机一的搅拌轴端上配置齿轮盘一和混合搅拌机二的搅拌轴端上配置齿轮盘二，所述的齿轮盘一和齿轮盘二对齿相合，当混合搅拌机一受电动减速机驱动旋转时，混合搅拌机一上的齿轮盘对齿相合跟着旋转，并驱动对齿相合的混合搅拌机二搅拌轴上的齿轮盘同步旋转，从而带动混合搅拌机二旋转，所述的电动减速机的电源接线端子用导线与控制箱电路板上的混合搅拌机控制装置的接线端子连接相通；所述的发酵槽内部配置温度探测仪，该温度探测仪的信号输出线与控制箱电路板上的温度控制装置的接线端子之间用导线连接相通，该温度探测仪用于对发酵槽内排泄物生化降解反应温度进行监控；发酵槽内配置湿度探测仪，该湿度探测仪的信号输出线与控制箱电路板上的湿度控制装置的接线端子之间用导线连接相通，该湿度探测仪用于对发酵槽内物料的水分含量、湿度进行监控；
本发明能将适量的空气输送到发酵槽内，极大地加快了排泄物的好氧生化降解反应速度，提高了旱厕的使用性能，缩短了排泄物的处理周期；
本发明对发酵后的有害臭气进行净化处理后再排放，保护了旱厕周围的环境不被有害气体污染；
本发明的另一个目的在于提出一种分解处理有机排泄物的方法，该方法包括下列步骤：设置一发酵槽，其底部是平底，截面是矩形，或是其底部是二个凹陷部，截面为弧面，用于添加锯末、排泄物；在发酵槽中，设置混合搅拌机一和混合搅拌机二，二者并列配置，用于对发酵槽内的原料进行搅拌，所述的混合搅拌机一的搅拌轴上和混合搅拌机二的搅拌轴上分别配置“T”形叶片，配置了“T”型叶片的搅拌轴转动时，能使物料上下翻滚的混匀搅拌，物料变得松散，不会使物料向一端移动而导致物料被压紧成块，克服了螺旋状叶片旋转时，物料在上下翻滚的同时向一端移动，导致物料被压紧成块；所述混合搅拌机一和混合搅拌机二的搅拌轴二端的轴头分别固定在发酵槽内壁的支架上，所述混合搅拌机一的电动减速机配置在发酵槽外壁支架上，混合搅拌机一的搅拌轴上和混合搅拌机二的搅拌轴上分别配置齿轮盘，所述的二个齿轮盘对齿相合，当混合搅拌机一受电动减速机驱动旋转时，混合搅拌机一上的齿轮盘跟着旋转，并驱动对齿相合的混合搅拌机二搅拌轴上的齿轮盘同步转动，从而带动混合搅拌机二转动，混合搅拌机一转动时，混合搅拌机二同步跟着转动，混合搅拌机一停止转动时，混合搅拌机二同步停止转动；
设置一温度控制装置，用于将发酵槽内部温度控制在一个预定的范围内，用保温材料把所述发酵槽外表面包围起来，用于给发酵槽保温；
设置一湿度监控装置，用于将发酵槽内的物料含水率进行监控；
设置一控制风机运行、停止的红外线感应器二，该感应器二与风机运行控制装置相连接，用于人在排便时，风机开始转动抽风，将旱厕内的有害臭气抽走至气体净化罐内进行净化处理后再排放，遏制有害气体从尿便入口向外溢出污染旱厕周围环境；
设置一预定风机转动、或停止的计时控制元件，该计时控制元件可以控制风机运行的时间或停歇的时间，旱厕使用完后，驱动该风机的计时控制元件工作；
设置一控制混合搅拌机一转动、停止的红外线感应器一，该感应器一与混合搅拌机一转动、停止的控制装置相连接，用于人在排便时让混合搅拌机一停止转动，以防止因搅拌机的搅动而加速发酵物料中的有害臭气从尿便入口溢出到环境，造成有害气体对排便人的健康影响；
设置一混合搅拌机一运行的一计时装置，用于检测该混合搅拌机一处于静止状态下的时间间隔，以及如果混合搅拌机一处于静止状态下的时间间隔达到一定预定时间，驱动该混合搅拌机一搅拌原料(锯末，排泄物)，旱厕使用完后，启动该计时装置工作；混合搅拌机一转动时，混合搅拌机二同步跟着转动；混合搅拌机一停止转动时，混合搅拌机二同步停止转动；
设置一气体净化罐，对发酵槽排出的甲硫醇、硫化氢、氨气有害臭气进行净化处理；
设置一空气进口管，该空气进口管与发酵槽内部相通，利用风机运行时，旱厕壳体内和发酵槽内的气体被抽出形成负压，旱厕壳体外面的新鲜空气通过旱厕壳体上的空气进口管被负压吸入到发酵槽内，风机的运行能够给发酵槽内输送足量的排泄物好氧生化降解所需要的空气；
利用配置有混合搅拌机一和混合搅拌机二的发酵槽，在高温，合适的水分和适量的氧气条件下让好氧微生物在锯末、秸秆粉的特有环境下快速繁殖，以加快排泄物的分解，从而提高了处理效率；
本发明通过发酵槽中的混合搅拌机一和混合搅拌机二，使排泄物与锯末、秸秆粉充分混合和搅拌，用风机引入适量的空气到发酵槽中，在预设的温度下，让好氧性微生物在特定的环境下快速繁殖，加速排泄物生化降解的处理周期，而有效地提高了排泄物分解的效果，这种生物降解过程在预定的合适温度下进行，既可以杀死灭活一般致病菌，也可以起到除臭效果；
本发明对排泄物发酵后产生的甲硫醇、硫化氢、氨气等恶臭有害气体通过气体净化罐除去，从而减少了旱厕周围的环境污染；
采用控制箱对排泄物生化降解变成有机肥料操作进行自动控制，确保了旱厕使用者的方便与安全；
本发明的一种尿便分离的环保型旱厕，无需水冲，节省了水资源，而且没有污水和污泥二次公害排放，对于缺水地区的生态环保厕所的推广应用有着积极的社会效益；经过本发明方法对厕所排泄物的快速生化降解处理，粪便排泄物转变成了农家所需要的优质腐殖质有机肥料，变肥为宝，改善环境，造福子孙万代；
附图说明
在图1，图2，图3，图4，图5，图6，图7，图8，图9和图10中，1-旱厕壳体，2-密封盖板，3-控制箱，4-控制箱的电路板，5-控制风机运转或停止的感应器二，6-控制箱外接电源线插孔，7-风机与控制箱之间的导线，8-电加热板与控制箱之间的导线，9-温度探测仪与控制箱之间的导线，10-混合搅拌机一与控制箱之间的导线，11-风机，12-控制混合搅拌机一运转或停止的感应器一，13-气体净化罐，14-气体出口管，15-混合搅拌机一上的电动调速机，161-混合搅拌机一，162-混合搅拌机二，17-温度探测仪，181-固定套一，182-固定套二，183-固定套三，184-固定套四，19-发酵槽壳体，20-电加热板，21-保温层，22-空气进口管二，23-气体净化材料，24-风机与气体净化罐之间的管道，25-湿度探测仪与控制箱之间的导线，26-湿度探测仪，27-远程监控系统接口，28-空气进口管一，29-齿轮盘一，30-齿轮盘二，31-大便入口框，32-单向阀，33-尿液导流器，34-尿便分离蹲便器，35-发酵槽，36-排尿管，37-尿液收集桶。
下面结合附图通过对本发明较佳实施例的描述，将使本发明的上述技术方案以及其他优点显而易见。
图1是本发明一种尿便分离的环保型旱厕结构示意图；显示了控制箱(3)配置在旱厕壳体(1)外面，旱厕壳体(1)中配置由发酵槽(35)，风机(11)和气体净化罐(13)组成的排泄物处理装置；
所述的旱厕壳体(1)，其材质是金属、木、玻璃钢、塑料、有机复合材料，该壳体(1)顶板设置尿便分离蹲便器(34)，该尿便分离蹲便器(34)上面设置密封盖板(2)，该密封盖板(2)可将尿便分离蹲便器(34)封闭，防止旱厕内的臭气向外溢出；所述的尿便分离蹲便器(34)，该蹲便器(34)由前端的尿液导流器(33)和后端的设有防滑脚踏板的大便入口框(31)二部分组成，属于市场上销售的常规尿液和大便分离的蹲便器；所述的尿液收集桶(37)属于常规的圆柱体或方体的容器，所述的尿液导流器(33)用于排便时的小便收集，该尿液导流器(33)底部设有排尿孔，该排尿孔通过排尿管(36)与尿液收集桶(36)顶部进口联通；人蹲着排便时，小便排入尿液导流器(33)内，经过排尿管(36)进入尿液收集桶(37)中缓存，另作液体肥料之用，大便经过大便入口框(31)进入发酵槽(35)内进行生化分解处理；排便时，先揭开所述的密封盖板(2)，当人排便完后，盖上密封盖板(2)，使密封盖板(2)处于水平线方向，对尿便分离蹲便器(34)的大便入口框(31)和尿液导流器(33)进行密封，以防旱厕内的排泄物散发的臭气向外溢出；
图2是排便人使用本发明一种尿便分离的环保型旱厕的示意图；
图3是本发明一种尿便分离的环保型旱厕俯视结构示意图；
图4是本发明一种尿便分离的环保型旱厕中发酵槽结构示意图；
图5是本发明一种尿便分离的环保型旱厕中发酵槽(35)A-A剖面俯视结构示意图，发酵槽(35)内部配置混合搅拌机一(161)，混合搅拌机二(162)；混合搅拌机一(161)的搅拌轴上和混合搅拌机二(162)的搅拌轴上分别配置“T”形叶片，混合搅拌机一(161)的搅拌轴的轴头一端固定在发酵槽壳体(19)内壁的固定套一(181)上，其轴头另一端固定在发酵槽壳体(19)内壁的固定套二(182)上；混合搅拌机二(162)的搅拌轴的轴头一端固定在发酵槽壳体(19)内壁的固定套三(183)上，其轴头另一端固定在发酵槽壳体(19)内壁的固定套四(184)上；混合搅拌机一(161)的电动减速机(15)配置在发酵槽(35)外壁支架上，混合搅拌机一(161)的搅拌轴上配置齿轮盘一(29)，混合搅拌机二(162)的搅拌轴上配置齿轮盘二(30)，齿轮盘一(29)和齿轮盘二(30)对齿相合；当混合搅拌机一(161)受电动减速机(15)驱动旋转时，混合搅拌机一(161)上的齿轮盘一(29)跟着旋转，并驱动对齿相合的混合搅拌机二(162)搅拌轴上的齿轮盘二(30)同步旋转，从而带动混合搅拌机二(162)旋转；发酵槽(35)侧面配置温度探测仪(17)，湿度探测仪(26)和空气进口管(28)；
图6是本发明对排泄物分解处理的流程示意图；
图7是本发明感应器二(5)连接风机(11)，感应器一(12)连接混合搅拌机一(161)的工作示意图；
图8是本发明风机(11)的工作示意图；
图9是本发明旱厕壳体(1)，尿便分离蹲便器(34)，密封盖板(2)，尿液导流器(33)，排尿管(36)和尿液收集桶(37)的配置结构示意图；
图10是本发明发酵有害气体的净化处理流程示意图；
具体实施方式
本发明采用的是好氧发酵工艺，用好氧微生物将排泄物分解转化成二氧化碳，水和有机肥料；
参阅图1和图5，所述的一种尿便分离的环保型旱厕，由旱厕壳体(1)，该旱厕壳体内配置的排泄物处理装置，尿便分离蹲便器(34)，密封盖板(2)，尿液收集桶(37)和控制箱(3)组成；
所述的旱厕壳体(1)，其材质是金属、木、玻璃钢、塑料、有机复合材料，该壳体(1)顶板设置尿便分离蹲便器(34)，该尿便分离蹲便器(34)上面设置密封盖板(2)，揭开密封盖板(2)，用于往发酵槽(35)内排泄大小便、添加原料或取出被转化的有机肥料，所述的尿便分离蹲便器(34)，该蹲便器由前端的尿液导流器(33)和后端的设有脚踏防滑板的大便入口框(34)二部分组成(见图9和图3)，属于市场上销售的常规尿液和大便分离的蹲便器；所述的尿液收集桶(37)属于常规的圆柱体或方体的容器，所述的尿液导流器(33)用于排便时的小便收集，该尿液导流器(33)底部设有排尿孔，该排尿孔通过排尿管(36)与尿液收集桶(37)顶部进口联通；人蹲着排便时，小便排入尿液导流器(33)内，经过排尿管(36)进入尿液收集桶(38)中缓存和作施肥之用，大便经过大便入口框(34)进入发酵槽(35)内进行生化分解处理；排便时，先揭开所述的密封盖板(2)，当人排便完后，盖上该密封盖板(2)，使密封盖板(2)至水平线方向，对尿液分离蹲便器(34)的大便入口框(31)和尿液导流器(33)进行密封，以防旱厕内的排泄物散发的臭气溢出和污染环境；
设置一控制箱(3)，用于排泄物生化降解变成有机肥料的操作控制，以及旱厕使用人进入旱厕时的监控；所述的控制箱(3)中的电路板(4)属于公知的工业上使用的控制电路板，控制箱(3)配置在旱厕壳体(1)外面，排泄物处理装置配置在旱厕壳体(1)中；
参阅图1，图2，图4，图5，图6，图7和图8，所述的控制箱(3)，其内部配置有带控制功能的电路板(4)，控制箱(3)外壁配置有控制风机(11)运转或停止的感应器二(5)，以及配置有控制混合搅拌机一(161)上的电动减速机(15)运转或停止的感应器一(12)。电路板(4)中设置有如下功能的控制装置：
a.设置混合搅拌机一(161)运转、停止的控制装置，其中包括：有控制混合搅拌机一(161)运转、停止的计时控制元件，该计时控制元件可以控制混合搅拌机一(161)运行的时间或停歇的时间；将控制混合搅拌机一(161)运转或停止的感应器一(12)与电路板(4)上的控制混合搅拌机一(161)运转、停止的控制元件的电路接通；混合搅拌机一(161)转动时，混合搅拌机二(162)被带动同步转动，混合搅拌机一停止转动时，混合搅拌机二同步停止转动；
b.设置风机(11)运转、停止的控制装置，其中包括：设置一预定风机(11)转动、或停止的计时控制元件，该计时控制元件可以控制风机(11)运行的时间或停歇的时间；将控制风机(11)运转或停止的感应器二(5)与电路板(4)上的控制风机(11)运转、停止的控制元件的电路接通；
c.设置有温度控制装置，维持发酵槽(35)内温度在一个预定的范围内一般控制温度范围是30-80℃，最佳控制温度在40-70℃；
d.设置有湿度控制装置，监测发酵槽(35)内发酵物料的含水率，维持发酵物料的含水率在50-60％(Wt％)；
f.设置有远程监控装置，将控制箱(3)电路板(4)上的控制装置运行情况通过互联网方式传送到监控中心；
所述电路板(4)上的外接电源线(6)与电路板(4)上各单元控制装置的电路联通；
所述的感应器工作原理：
控制混合搅拌机运转或停止的感应器一(12)和控制风机(11)运转或停止的感应器二(5)的工作原理是：通过红外线的反射原理，当旱厕使用人或密封盖板(2)被垂直的揭开处在感应器的红外线发射管发射的红外线区域内时，红外线发射管发出的红外线由于旱厕使用人或密封盖板(2)垂直揭开时，遮挡反射到红外线接收管，通过集成线路内的微电脑处理后的信号发送给电磁感应开关，当旱厕使用人或密封盖板(2)离开红外线范围，电磁感应开关不能接受信号；电磁感应开关属于无触点开关，信号放大，是一个单稳态触发器，通过中央处理单元的程序进行操作，电磁感应开关接受到信号指令后，可以对风机(11)或电动减速机(15)的电源线开关执行事先设置好的关闭或打开的自动操作；
参阅图1，图6，图7和图8，所述的排泄物处理装置，由发酵槽(35)，风机(11)和气体净化罐(13)组成；发酵槽(35)，它用于容纳锯末以及排泄物；风机(11)固定在发酵槽(35)外壁或是固定在所述旱厕壳体(1)内壁上，风机(11)进口管设置于发酵槽(35)外面与旱厕壳体(1)内壁之间的区域中，风机(11)的出口管经过连接的管道与气体净化罐(13)的气体进口联通；启动风机(11)，可以将一种环保型旱厕外面的空气吸进到发酵槽(35)内，供给排泄物生化降解反应所需要的氧气，同时的，风机(11)进口管可以吸走发酵槽(35)内产生的甲硫醇、硫化氢、氨气等恶臭有害气体，风机(11)出口管将吸进的有害气体送入气体净化罐(13)内进行净化处理，然后排入环境中，从而减少了马桶周围的环境污染；气体净化罐(13)的气体出口经过连接的管道与旱厕壳体(1)上的气体出口管(14)联通，风机(11)的电源线通过导线(10)与控制箱(36)内电路板(4)上的风机控制装置的接线端子连接相通，风机(11)和气体净化罐(13)固定在发酵槽(35)外壁上或旱厕壳体(1)内壁上；风机(11)运行时，旱厕壳体(1)内或发酵槽(35)内的有害气体被抽出，被输送到气体净化罐(13)内进行净化处理，气体净化罐(13)内的活性炭、树脂、硅胶或分子筛的气体净化材料(23)能对发酵产生的有害气体进行吸附、清除的净化处理，净化后的达标气体被排出旱厕壳体(1)，风机(11)运行时，旱厕壳体(1)内或发酵槽(35)内气体被抽出形成负压，旱厕壳体(1)外面的新鲜空气通过旱厕壳体(1)上的空气进口管一(28)和发酵槽(35)上的空气进口管二(22)被负压吸入到发酵槽(35)内，风机(11)的运行能够给发酵槽(35)内输送足量的排泄物好氧生化降解所需的空气；
所述的发酵槽(35)不设置顶盖，其底部是平底，截面是矩形，或是其底部是二个凹陷部，截面为弧面；在控制箱(3)的电路板(4)上设置一温度控制装置，用于保持发酵槽(35)内部的温度在一个预定的范围内，电加热板(20)设置在发酵槽(35)壳体(19)底部外壁，或是设置在发酵槽(35)壳体(19)侧面外壁，用保温材料(21)把电加热板(20)和发酵槽(35)壳体(19)包围起来，用于给发酵槽(35)保温；发酵槽(35)内部配置混合搅拌机一(161)，混合搅拌机二(162)；混合搅拌机一(161)的搅拌轴上配置“T”形叶片和混合搅拌机二(162)的搅拌轴上配置“T”形叶片，该“T”形叶片旋转时，可以将发酵物料上下翻动的混合均匀，不会使物料向一端移动将物料压紧成块；混合搅拌机一(161)的搅拌轴的轴头一端固定在发酵槽壳体(19)内壁的固定套一(181)上，其轴头另一端固定在发酵槽壳体(19)内壁的固定套二(182)上；混合搅拌机二(162)的搅拌轴的轴头一端固定在发酵槽壳体(19)内壁的固定套三(183)上，其轴头另一端固定在发酵槽壳体(19)内壁的固定套四(184)上；混合搅拌机一(161)的电动减速机(15)配置在发酵槽(35)外壁支架上，混合搅拌机一(161)的搅拌轴上配置齿轮盘一(29)，混合搅拌机二(162)的搅拌轴上配置齿轮盘二(30)，齿轮盘一(29)和齿轮盘二(30)对齿相合；当混合搅拌机一(161)受电动减速机(15)驱动旋转时，混合搅拌机一(161)上的齿轮盘一(29)跟着旋转，并驱动对齿相合的混合搅拌机二(162)搅拌轴上的齿轮盘二(30)同步旋转，从而带动混合搅拌机二(162)旋转；电动减速机(15)上的电源线与控制箱电路板(4)上的混合搅拌机控制装置的接线端子用导线连接相通；
所述的发酵槽(35)内部配置温度探测仪(17)，该温度探测仪(17)的信号输出线与控制箱电路板(4)上的温度控制装置的接线端子之间用导线(8)连接相通，该温度探测仪(17)用于对发酵槽(35)内排泄物生化降解的反应温度进行监控；适宜的温度是满足排泄物分解的重要条件，因此，本发明还在发酵槽(35)的外侧表面设置了电加热板(20)，以及配置了控制电加热板(20)工作的温度控制装置，用于保持发酵槽(35)内部处于一预订的温度范围，合适的温度可以使微生物保持好的生物活性，加速排泄物的生化分解；
发酵槽(35)内配置湿度探测仪(26)，该湿度探测仪(26)的信号输出线与控制箱电路板(4)上的湿度控制装置的接线端子之间用导线(25)连接相通，该湿度探测仪(26)用于对发酵槽(35)内物料的水分含量、湿度进行监控，发酵中的发酵物料水分控制在50-60％(Wt％)，堆肥菌剂的生物活性好，有利于排泄物的快速发酵分解，因此，当发酵物料水分大于60％(Wt％)时，通过调节温度控制装置以及电加热装置给发酵槽加热，将发酵槽内发酵物料中的水分加热蒸发除去，使发酵物料含水率维持在50-60％(Wt％)，当发酵物料水分小于50％(Wt％)时，将适量的水分到发酵槽中，使发酵物料水维持在50-60％(Wt％)；
参阅图10，所述的气体净化罐(13)，属于常规的气体净化装置，其内部配置活性炭、分子筛、吸附树脂或碱性吸附材料，能对有害臭气进行吸附除去，这是本发明的特征之一；
所述的风机(11)，属于常规的污水处理中采用的抽风机；
本发明能将适量的空气输送到发酵槽(35)内，极大地加快了排泄物的好氧生化降解反应速度，提高了旱厕的使用性能，缩短了排泄物的处理周期；
本发明对发酵后的有害臭气进行净化处理后再排放，保护了旱厕周围的环境不被有害气体污染；
通常地，发酵槽(35)内排泄物转化成有机肥料的堆肥工艺经过四个阶段：嗜温阶段、嗜热阶段、降温阶段和腐熟阶段；1是发热阶段：堆肥中的微生物以中温性种类为主，主要是芽孢杆菌和霉菌等嗜温菌微生物，它们启动堆肥的发酵过程，迅速分解可溶性及可降解的混合物，并产生大量的热，不断提高堆肥温度，从20左右上升至40℃，称为中温阶段；2是高温阶段：随着温度的提高，好热性的嗜热菌微生物逐渐取代中温性的嗜温菌种类而起主导作用，温度持续上升，在高温阶段，好热放射线菌和好热真菌成为主要种类，它们对排泄物进行强烈分解，热量积累，堆肥温度上升至60℃-80℃，进入高温阶段，对人体治病的微生物被高温灭活和杀死，风机(11)吸入的室温空气通入到发酵槽(35)中，将发酵槽(35)内的高温降低到预先设置的发酵所需的限值温度，高温阶段时，嗜热菌微生物将蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素和半纤维素的混合物进行分解；3是降温阶段：当高温阶段持续一定时间后，排泄物的大部分有机物被嗜热菌微生物分解，随着嗜热菌微生物碳源能量的耗尽，堆肥温度逐渐降低，剩下了很难分解的复杂成分(如木质素)和腐殖质，当温度逐步下降至40℃以下，中温性的嗜温菌微生物又成为优势种类，控制堆肥的后期阶段----腐熟阶段，堆温下降至稍高于气温，使有机质矿化作用减弱，以利于保肥；排泄物的堆肥发酵过程是嗜温菌--嗜热菌--嗜温菌交替的新陈代谢、繁殖的过程，有机物的分解产生热量；本发明通过设置温度控制装置、通风装置，以及通过设定搅拌的周期等，可以是本发明配置的排泄物处理装置满足上述微生物的分解条件。
参考图6所示的流程图，本发明的处理方法包括下列步骤：首先，在步骤A31，设置一发酵槽(35)，用于添加原料。然后，在步骤A32，在发酵槽(35)内并列设置混合搅拌机一(161)和混合搅拌机二(162)，每个混合搅拌机包括一搅拌轴和固定在搅拌轴上的“T”形叶片；在步骤A34，设置一温度控制装置，用于将发酵槽(35)的温度控制在一预定的范围内，以分解排泄物；接下来，在步骤A35，设置一计时装置，用于检测该装置处于静止状态下的时间间隔，在步骤A37，检测该时间间隔是否等于一值？如果是，执行步骤A39，利用一控制单元驱动该混合搅拌机搅动原料和排泄物，如果否，执行步骤A35，继续检测该时间间隔。
参考图7所示，本发明的处理方法还包括设置传感器的步骤，在步骤A21，首先设置一感应器二(5)，用于检测是否有使用者进入旱厕？感应器二(5)与风机(11)控制装置连接，如果是，则执行步骤A22，启动风机控制装置，风机(11)开始运行和旋转抽风，人排便时产生的臭气被风机(11)抽走；如果否或排便人离开，执行步骤A24，风机控制装置处于感应器二(5)无红外线反射时的操作状态，并重新步骤A21；在步骤A11，设置一感应器一(12)，用于检测是否有使用者进入旱厕？感应器一(12)与混合搅拌机一(161)控制装置连接，如果是，则执行步骤A12，混合搅拌机一(161)控制装置给出指令，停止混合搅拌机一(161)转动，以防止人排便时搅拌装置伤人，遏制发酵槽(35)内的臭气从尿便入口(31)向外溢出污染环境；如果否，执行步骤A13，维持混合搅拌机一(161)控制装置处于感应器一(12)无红外线反射时的操作状况，并重复A11步骤；
参照图8所示的本发明风机(11)运行的控制装置示意图，本发明的处理方法还包括设置风机(11)运行的计时步骤，在步骤A41，设置一时间控制装置，用于控制风机(11)处于静止状态下的时间间隔，在步骤A42，检测该时间间隔是否等于一值？如果是，执行步骤A42，利用风机控制装置驱动风机(11)运行，风机(11)运行时，发酵槽(35)内的有害气体被抽出，被输送到气体净化罐(13)内进行净化处理，如果否，执行步骤A41，继续检测该时间间隔，并重复步骤A41；
根据本发明的上述处理方法，利用温度控制装置可以使排泄物处理装置处于可调节温度的范围为30℃-80℃，最佳控制温度在40-70℃，；通过本发明的上述处理装置以及处理方法，本发明的旱厕对排泄物生化降解时间约为6-8小时，在高温下可以在一小时内将细菌杀死，最后发酵形成的有机肥料的时间约为1天左右，发酵产生的有害臭气被风机(11)抽走，并经过气体净化罐(13)处理后，达标气体被排到环境；因此，本发明的一种尿便分离的环保型旱厕，可以被广泛的应用到农户家庭、旅游景点等地方。
Claims (3)
1.一种尿便分离的环保型旱厕，由旱厕壳体，该旱厕壳体内配置的排泄物处理装置，尿便分离蹲便器，密封盖板，尿液收集桶和控制箱组成，其特征在于：
所述的旱厕壳体，其材质是金属、木、玻璃钢、塑料、有机复合材料，该壳体顶板设置尿便分离蹲便器，该尿便分离蹲便器上面设置密封盖板，该密封盖板可将尿便分离蹲便器封闭，防止旱厕内的臭气向外溢出；所述的尿便分离蹲便器，该蹲便器由前端的尿液导流器和后端的设有脚踏防滑板的大便入口框二部分组成，属于市场上销售的常规尿液和大便分离的蹲便器；所述的尿液收集桶属于常规的圆柱体或方体的容器，所述的尿液导流器用于排便时的小便收集，该尿液导流器底部设有排尿孔，该排尿孔通过排尿管与尿液收集桶顶部进口联通；
所述的控制箱，配置在旱厕壳体外面，其内部配置有带控制功能的电路板；控制箱外壁配置有控制风机运转或停止的感应器二，以及配置有控制混合搅拌机一运转或停止的感应器一，混合搅拌机一转动时，混合搅拌机二同步跟着转动，混合搅拌机一停止转动时，混合搅拌机二同步停止转动；
所述电路板中设置有如下功能的控制装置：
a.混合搅拌机一运转、停止的控制装置，其中包括：控制混合搅拌机一运转、停止的计时控制元件；控制混合搅拌机一运转或停止的感应器一与电路板上的控制混合搅拌机一运转、停止元件的电路接通；
b.风机运转、停止的控制装置，其中包括预定风机转动、或停止的计时控制元件；控制风机运转或停止的感应器二与电路板上的控制风机运转、停止元件的电路接通；
c.温度控制装置，维持发酵槽内温度在一个预定的范围内；
d.湿度控制装置，监测发酵槽内发酵物料的含水率；
f.远程监控装置，将控制箱电路板上的控制装置运行情况通过互联网方式传送到监控中心；
所述电路板上的外接电源线与该电路板上各个控制装置的电路联通；
所述的控制箱，用于排泄物生化降解变成有机肥料的操作控制，以及旱厕使用人进入旱厕时的监控，所述的电路板中的各个控制装置，属于公知的工业自动化电路板；
所述的排泄物处理装置，该装置配置在旱厕壳体中，该排泄物处理装置由发酵槽，风机和气体净化罐组成；所述的风机固定在发酵槽外壁或是固定在所述旱厕壳体内壁上，风机进口管设置于发酵槽壳体外面与旱厕壳体内壁之间的区域中，风机的出口管经过管道与气体净化罐的气体进口联通，气体净化罐的气体出口经过管道与旱厕壳体上的达标气体出口联通，风机的电源线通过导线与控制箱内电路板上的风机控制装置的接线端子连接相通，风机和气体净化罐固定在发酵槽壳体外壁上或旱厕壳体内壁上；风机运行时，将旱厕的密封盖板盖好，对尿便入口封闭，旱厕壳体内或发酵槽内的有害气体被抽出，被输送到气体净化罐内进行净化处理，气体净化罐内的气体净化材料能对发酵产生的有害气体进行吸附的净化处理，净化后无臭味的达标气体被排出该旱厕壳体，风机运行时，旱厕壳体内或发酵槽内气体被抽出，发酵槽内形成负压，旱厕壳体外面的新鲜空气通过旱厕壳体上的空气进口管一和发酵槽上的空气进口管二被负压吸入到发酵槽内，风机的转动能够给发酵槽内输送足量的排泄物好氧生化降解所需的氧气；
所述的发酵槽，该发酵槽不设置顶盖，其底部是平底，截面是矩形，或是其底部是二个凹陷部，截面为弧面；设置一温度控制装置，用于保持发酵槽内部的温度在一个预定的范围内，用保温材料把发酵槽壳体外壁包围起来，用于给发酵槽保温；发酵槽内部配置混合搅拌机一和混合搅拌机二，该混合搅拌机一和混合搅拌机二的搅拌轴上分别配置“T”形叶片，该混合搅拌机一和混合搅拌机二的旋转轴的二端轴头分别固定在发酵槽内壁的支架上，该混合搅拌机一上的电动减速机固定在发酵槽壳体外壁上，所述混合搅拌机一的电动减速机配置在发酵槽壳体外壁支架上，混合搅拌机一的搅拌轴端上配置齿轮盘一和混合搅拌机二的搅拌轴端上配置齿轮盘二，所述的齿轮盘一和齿轮盘二对齿相合，当混合搅拌机一受电动减速机驱动旋转时，混合搅拌机一上的齿轮盘对齿相合跟着旋转，并驱动对齿相合的混合搅拌机二搅拌轴上的齿轮盘同步旋转，从而带动混合搅拌机二旋转，所述的电动减速机的电源接线端子用导线与控制箱电路板上的混合搅拌机控制装置的接线端子连接相通；所述的发酵槽内部配置温度探测仪，该温度探测仪的信号输出线与控制箱电路板上的温度控制装置的接线端子之间用导线连接相通，该温度探测仪用于对发酵槽内排泄物生化降解反应温度进行监控；发酵槽内配置湿度探测仪，该湿度探测仪的信号输出线与控制箱电路板上的湿度控制装置的接线端子之间用导线连接相通，该湿度探测仪用于对发酵槽内物料的水分含量、湿度进行监控。
2.一种利用权利要求1所述的旱厕对排泄物进行处理的方法，其特征在于：包括下列步骤：
设置一发酵槽，其底部是平底，截面是矩形，或是其底部是二个凹陷部，截面为弧面，用于添加锯末、排泄物；在发酵槽中，设置混合搅拌机一和混合搅拌机二，二者并列配置，用于对发酵槽内的原料进行搅拌，所述的混合搅拌机一的搅拌轴上和混合搅拌机二的搅拌轴上分别配置“T”形叶片，配置了“T”型叶片的搅拌轴转动时，能使物料上下翻滚的混匀搅拌；所述混合搅拌机一和混合搅拌机二的搅拌轴二端的轴头分别固定在发酵槽内壁的支架上，所述混合搅拌机一的电动减速机配置在发酵槽外壁支架上，混合搅拌机一的搅拌轴上和混合搅拌机二的搅拌轴上分别配置齿轮盘，所述的二个齿轮盘对齿相合，当混合搅拌机一受电动减速机驱动旋转时，混合搅拌机一上的齿轮盘跟着旋转，并驱动对齿相合的混合搅拌机二搅拌轴上的齿轮盘同步转动，从而带动混合搅拌机二转动，混合搅拌机一转动时，混合搅拌机二同步跟着转动，混合搅拌机一停止转动时，混合搅拌机二同步停止转动；
设置一温度控制装置，用于将发酵槽内部温度控制在一个预定的范围内，用保温材料把所述发酵槽外表面包围起来，用于给发酵槽保温；
设置一湿度监控装置，用于将发酵槽内的物料含水率进行监控；
设置一控制风机运行、停止的红外线感应器二，该感应器二与风机运行控制装置相连接，用于人在排便时，风机开始转动抽风，将旱厕内的有害臭气抽走至气体净化罐内进行净化处理后再排放；
设置一预定风机转动、或停止的计时控制元件，该计时控制元件可以控制风机运行的时间或停歇的时间，旱厕使用完后，驱动该风机的计时控制元件工作；
设置一控制混合搅拌机一转动、停止的红外线感应器一，该感应器一与混合搅拌机一转动、停止的控制装置相连接，用于人在排便时让混合搅拌机一停止转动，以防止因搅拌机的搅动而加速发酵物料中的有害臭气从尿便入口溢出到环境；
设置一混合搅拌机一运行的一计时装置，用于检测该混合搅拌机一处于静止状态下的时间间隔，以及如果混合搅拌机一处于静止状态下的时间间隔达到一定预定时间，驱动该混合搅拌机一搅拌原料，旱厕使用完后，启动该计时装置工作；混合搅拌机一转动时，混合搅拌机二同步跟着转动；混合搅拌机一停止转动时，混合搅拌机二同步停止转动；
设置一气体净化罐，对发酵槽排出的甲硫醇、硫化氢、氨气有害臭气进行净化处理；
设置一空气进口管，该空气进口管与发酵槽内部相通，利用风机运行时，旱厕壳体内和发酵槽内的气体被抽出形成负压，旱厕壳体外面的新鲜空气通过旱厕壳体上的空气进口管被负压吸入到发酵槽内，风机的运行能够给发酵槽内输送足量的排泄物好氧生化降解所需要的空气。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：发酵槽内温度预定的范围约为40℃-70℃，发酵物料含水率在50-60％(Wt％)。
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