CN110939296B - 农村生态厕所 - Google Patents

Abstract

本发明公开了农村生态厕所，采取蹲便式，可以通过对农村普通旱厕进行低成本的机械结构改造来实现；在用水上通过高压冲水的结构设置，有效减少了用水量，使得日常雨水基本可满足需求，无须依赖自来水管网；在用电上仅需要供给电动搅拌刀头和磁力感应延迟开关的短时间间歇运行，使得日常太阳能储电基本可满足需求，无须依赖电力管网；而且，搅拌处理和发酵分区处理、椰糠球和泡沫铜的使用、封闭式发酵处理区等等，这些设置使得厕所完全无臭气；发酵的粪尿排泄物可用作肥料，实现了资源化处理。综上，上述厕所是非常适合用于农村厕所改革的新型农村生态厕所。

Description

农村生态厕所

技术领域

本发明属于卫生设备领域，具体涉及一种农村生态厕所。

背景技术

厕所环境卫生与人类健康密切相关，农村地区的厕所环境卫生状况尤其令人担忧。据相关资料记载，不卫生的如厕条件，尤其是粪便、黑水、灰水、黄水的不安全排放将污染人类食物和饮用水，从而导致全球每年约有150万儿童感染疾病，落后地区导致死亡的概率已远远超过其它各种因素。

在农村，比较多使用的仍然是传统旱厕，为“一个坑两块砖”的简单构建模式，粪尿不分离且普遍为敞口式，导致厕所内臭味熏天，蚊蝇滋生，寄生虫病、肠道传染病和血吸虫病流行，严重影响着农村环境卫生和人们的身心健康。在农村厕所改革中，一度将水冲式厕所(三格式和双瓮式)作为改造传统旱厕的主要手段。虽然水冲式厕所提高了厕所卫生条件，但是，由于资源型社会发展的要求，水冲式厕所被提出是20世纪“最失败的发明”，其弊端：①水资源耗费巨大。据统计，每人每次平均排泄物为145g，需4～12升自来水冲洗，即用99％的清洁水冲洗1％的污物，产生100％的生活污水，国内668座城市有约107949座公厕，再加上居民冲厕用水，每年厕所用水就要消耗100多亿吨自来水，相当于50多座中型城市的年自来水用量，造成水资源的巨大浪费。②由于城市污水的处理量大，污水厂运行电负荷和成本显著提高。③存在污泥处置和氮磷等资源回收与利用问题。粪便尿液中含有多种污染物及多种形态的无机氮、无机磷等物质，未经有效处理直接排放进入自然领域，极易造成自然水体的污染及富营养化，严重影响水体的生态平衡；粪便尿液中因含有丰富的有机质，往往是蚊、蝇、老鼠等疾病媒介的温床；粪便尿液中含有多种病原体，是引发流行传染病的重要原因之一；粪便尿液中大量有机质腐烂后易产生多种有害气体，是城市恶臭的主要来源之一。因此，设计具有“无害化”及“资源化”特点的新生态厕所，是当前研究的热点。

所谓生态厕所，是以减少水消耗为特点，以废物能转变为有用的资源、对环境不造成污染为特征，并且无臭、安全卫生的厕所。从目前生态厕所研究的初衷和发展的趋势来看，可以广泛的认为生态厕所是指使环境免受粪便污染，对资源的占有量少，并能充分利用资源，强调污染物自净和资源循环利用，借助生态学原理进行设计，以卫生系统的闭合处理环路为重要特征，对环境友好的一类厕所的总称。其核心思想是水资源和营养物质在人类社会和经济的发展中以闭合循环的方式运行，并以安全、经济、可靠的方法来完成这一闭合循环，以达到保护和节约使用有限的水资源，同时实现营养物质资源化的目的。

关于生态厕所，国内外已有一些前沿的研究，例如利用电化学技术、膜技术(膜生物反应器或反渗透膜)、高温高压氧化或碳化处理，这些新技术可从粪尿排泄物中回收资源，但都存在运行难度高、使用条件苛刻、成本高、维护困难等问题，而在大多数农村的实际情况是基础设施薄弱、经济能力有限，所以，这些新型生态都不能很好地适用在农村。目前我国大力推行的生态厕所为粪尿分集式生态卫生厕所，也叫生态卫生旱厕。生态卫生旱厕是通过一个设计科学合理的粪尿分集式专用便器来实现的，该便器是按人的生理排便口对接收集，前端有一小孔，下部接上一条导管，将收集到的尿液引到一个专用容器内，便器后端有一大孔，是收集粪便的通口，每次大便后加灰，不需冲水。所需设备：建一个0.6m³的双坑储粪池，一条直径为1m、长4m的排气管，一条约2m的导管，一个能装10kg液体的容器，一个废纸篓，一个长嘴水壶。粪便通过添加偏碱性覆盖物来干燥脱水，提高pH值，达到无害化，最终成为优质有机肥；尿可直接利用。生态卫生旱厕建造简单，使用方便，维护容易。但是，生态卫生旱厕也存在一些问题：其使用和维护比不上水冲式厕所方便，每次均需要添加草木灰；而且，需要有可长期且容易得到的生态性覆盖物(如草木灰等)作支撑，由于燃料结构的变化，草木灰今后会越来越少，可持续性存在问题；最重要的是，人的使用和管理是关键，使用不当，管理不善，直接影响粪便无害化处理的效果，最常见的现象是卫生状况不佳，滋生虫害。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种农村生态厕所，有望通过对普通旱厕进行低成本的机械结构改造，实现对粪尿排泄物的封闭式无臭气资源化处理，在处理过程中所使用的水和动力资源，也尽可能地依赖于自然资源。

一种农村生态厕所，包括：厕所本体、太阳能收集与利用装置、以及雨水收集与利用装置，所述太阳能收集与利用装置包括设置在所述厕所本体顶面上的太阳能电池板和与所述太阳能电池板连接的蓄电池，所述雨水收集与利用装置包括设置在所述厕所本体顶面周沿的集水沟槽，所述厕所本体内设置有便槽、分布在所述便槽左右两侧的第一踩踏墩和第二踩踏墩、第一踩踏机构和第二踩踏机构、以及排泄物处理装置，其中，

在所述集水沟槽的出水口的下方设置有集水箱，所述集水箱挂设在所述厕所本体的外墙侧壁上，所述集水箱内设置有活性炭过滤层，所述集水箱的底部接有雨水管；所述雨水管上开设有一接口，通过一段连接管与洗手用水龙头连接；所述雨水管的末端连接储水箱，所述储水箱连接有出水管，所述出水管的末端套接伸缩管的一端，所述伸缩管的另一端接喷淋头，所述伸缩管中部设有单向阀，所述单向阀内阀芯与所述出水管的末端之间连接有金属丝；同时，在所述出水管内靠近其末端设有第一喉管，在所述第一喉管和所述出水管的末端之间设有第一空心弹性球，所述第一空心弹性球连接有第一软管，所述第一软管通过设在所述出水管上的开孔延伸至所述出水管外，并与第二空心弹性球连接，所述第二空心弹性球的上方设有第三踏板，所述第三踏板设在所述便槽附近；

所述便槽包括便槽主体和底板，所述底板的左侧边沿和右侧边沿分别位于所述便槽主体的左右两侧，所述便槽主体底部的左侧边沿上设置有磁力感应延时开关，所述底板的左侧边沿上设置有磁铁，所述便槽主体底部的右侧边沿与所述底板通过铰链在第一铰接处铰接，所述第一铰接处到所述底板的右侧边沿的距离与所述第一铰接处到所述底板的左侧边沿的距离之比为1:2～1:3；所述底板的下方设置有弹簧片，所述弹簧片由第一竖直杆支撑，所述弹簧片的顶面抵靠着所述底板的底面；在所述便槽主体上还设置有单向门，所述单向门的位置与所述喷淋头的位置相对应，以便于所述喷淋头在所述单向门打开时向所述便槽内喷水；

所述第一踩踏机构由第一踏板、固定在所述第一踏板底面的向下的第一硬杆、套设在所述第一硬杆上的第一竖直弹簧、和固定在所述第一硬杆的底端的第一圆球构成；其中，所述第一踏板设置在所述第一踩踏墩的顶面上，所述第一竖直弹簧的顶端固定在所述第一踩踏墩上，所述第一竖直弹簧的底端与所述第一硬杆连接；

所述第二踩踏机构由第二踏板、固定在所述第二踏板底面的向下的第一连接杆、套设在所述第一连接杆上的第二竖直弹簧、以及与所述第一连接杆的底端相连接的第一杠杆构成；其中，所述第二踏板设置在所述第二踩踏墩的顶面上，所述第二竖直弹簧的顶端固定在所述第二踩踏墩上，所述第二竖直弹簧的底端与所述第一连接杆连接，所述第一连接杆的底端与所述第一杠杆的第一端部活动连接，所述第一杠杆由第二竖直杆支撑，所述第二竖直杆的顶端与所述第一杠杆在所述第一杠杆的支点处铰接，所述第一杠杆的第二端部抵靠着所述底板，抵靠点位于所述第一铰接处与所述底板的右侧边沿之间；

所述排泄物处理装置包括有第一处理室、第二处理室和椰糠球供应室，其中，

所述第一处理室包括：处理室主体和处理室顶部，所述处理室顶部固定有泡沫铜板，所述处理室主体为锥形桶，所述锥形桶位于所述便槽的侧下方，在所述锥形桶的相对的第一侧面和第二侧面上分别设有第一开口和第二开口；所述第一开口与所述底板的左侧边沿相对应，使得所述底板的左侧边沿向下完全打开时刚好能搁置在所述第一开口上；在所述第二开口处设有杠杆门，所述杠杆门由第一门和第二硬杆构成，所述第一门与所述第二开口相对应，所述第二硬杆的底端与所述第一门的顶端固定连接，所述第二硬杆与所述第一门的连接处构成所述杠杆门的支点；所述第二硬杆的顶端固定有凸出的第二圆球，所述第二圆球靠近所述第一圆球且位于所述第一圆球的左侧下方，所述杠杆门的支点铰接在所述锥形桶的第二侧面上，铰接处位于所述第二开口的顶面上，所述第二硬杆的中部与所述锥形桶的第二侧面之间设有水平弹簧；所述锥形桶的底部设置有电动搅拌刀头和连通口，所述电动搅拌刀头与所述磁力感应延迟开关电连接，所述电动搅拌刀头和所述磁力感应延迟开关均与所述蓄电池连接，在所述连通口处设有一扇连接门，所述连接门连接有向上的第二连接杆，所述第二连接杆的另一端与所述底板的左侧边沿连接；

所述椰糠球供应室包括椰糠球储存室和斜管，所述斜管设置在所述锥形桶的一侧，并通过所述第二开口与所述锥形桶连通，所述椰糠球储存室设在所述斜管的顶端，所述椰糠球储存室的底部向下倾斜设置；

所述第二处理室位于所述锥形桶的下方，并通过所述连通口与所述锥形桶连通，所述第二处理室的侧面设有处理物出口，在所述处理物出口处设置有外开门。

优选的技术方案中，在所述连接管内设有第二喉管，在所述第二喉管与所述水龙头之间设有第三空心弹性球，所述第三空心弹性球连接有第二软管，所述第二软管通过设在所述连接管上的开孔延伸至所述连接管外，并与第四空心弹性球连接，所述第四空心弹性球的上方设置有第四踏板，所述第四踏板设在洗手水池旁边地上。

优选的技术方案中，在所连接管内靠近所述水龙头的端部设置有纳滤填料。

优选的技术方案中，所述椰糠球是在2-4g/L的磷酸氢二钾溶液中浸泡24～48小时后烘干得到的椰糠球。

优选的技术方案中，所述第一杠杆为折弯形状。

优选的技术方案中，所述第二空心弹性球的数量为多个，多个所述第二空心弹性球通过所述第一软管依次串接，其中任何一个第二空心弹性球被挤压，都会将空气挤压进第一空心弹性球中，让第一空心弹性球膨胀。

优选的技术方案中，在所述第二处理室内壁环设有一层泡沫板。

优选的技术方案中，所述电动搅拌刀头设置在所述锥形桶的底部的中心位置处，所述连通口设置在所述锥形桶底部靠近第一侧面处。

优选的技术方案中，所述便槽的表面涂覆有疏水层。

优选的技术方案中，所述底板用轻质硬塑料。

优选的技术方案中，所述弹簧片为弧形弹簧片。

优选的技术方案中，所述厕所本体的顶面设置为坡型顶面。

优选的技术方案中，所述第一空心弹性球、第二空心弹性球、第三空心弹性球、第四空心弹性球中，所述空心弹性球为空心橡胶球。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

1)本发明的农村生态厕所采取蹲便式，其在结构上与普通旱厕的区别主要在于增加了一些机械装置，可以通过对农村普通旱厕进行低成本的机械结构改造来实现，当然，该生态厕所的直接制造成本也非常低。

2)本发明的农村生态厕所在冲厕和洗手这些水资源使用场景下，均增设了高压冲水机构，从而极大地减少了用水量，这样一来，日常收集的天然雨水基本可满足用水需要，既不必依赖于公共基础设施的自来水管网，也不必劳烦拥有者经常添加储水。

3)本发明的农村生态厕所仅有电动搅拌刀头和磁力感应延迟开关需要外来能量，由于椰糠球已经加工处理过，且具有极强的吸水能力，其与粪尿排泄物混合后能迅速吸收液体，无需进行粪尿分离，而且混合物也非常容易搅拌，因此动力能源要求不高，这样一来，日常收集的太阳能转换的电能基本可满足用电需要，同样既不必依赖于公共基础设施的电网，也不必劳烦拥有者经常更换蓄电池。

4)本发明的农村生态厕所使用时粪尿排泄物能够及时进入到排泄物处理区，避免了厕所使用过程的臭气外溢；在粪尿即时处理过程中，产生的废气少，仅在粉碎和搅拌混合的过程中产生废气，而粉碎过程中产生的氨气能够被泡沫铜板所吸附，搅拌混合中产生的废气可以被椰糠吸收和吸附，因此也没有臭气；此外，粪尿即时处理和后期发酵为分离的处理区，且发酵处理区为封闭式结构。所以，本发明的农村生态厕所完全无臭气。

5)本发明的农村生态厕所实现了对粪尿排泄物的资源化处理，处理所得产物可用作肥料，发酵过程中的热量可以杀灭细菌、病毒等。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。

附图说明

图1是本发明的农村生态厕所的第一具体实施例的结构示意图。

图2是本发明的农村生态厕所的第一具体实施例中厕所本体内局部结构示意图。

图3是本发明的农村生态厕所的第一具体实施例中出水管的末端的局部放大图。

图4是本发明的农村生态厕所的第一具体实施例中连接管的局部放大图。

(符号说明)

1厕所本体 2太阳能电池板

3蓄电池 4集水沟槽

5集水箱 6活性炭过滤层

7雨水管 7-1接口

7-2连接管 8储水箱

9出水管 10喷淋头

11便槽 11-1便槽左侧

11-2便槽右侧 12第一踩踏墩

13第二踩踏墩 14第一踏板

15第二踏板 16水龙头

17水池 18排水管

19花槽 20布水管

21第二喉管 22第三空心橡胶球

22-1纳滤填料 23第二软管

24第四空心橡胶球 25-1第三踏板

25-2第四踏板 26第一硬杆

27第一竖直弹簧 28第一圆球

29第一连接杆 30第二竖直弹簧

31第一杠杆 32底板

32-1底板的左侧边沿 32-2底板的右侧边沿

33铰接处 34锥形桶

34-1第一开口 34-2第二开口

34-3连通口 35电动搅拌刀头

36第二处理室 37外开门

38连接门 39第二连接杆

40弹簧片 40-1第一竖直杆

41第二竖直杆 42第一杠杆的支点

43磁铁 44磁力感应延时开关

45单向门 46伸缩管

47单向阀 48阀芯

49第一喉管 50第一空心橡胶球

51第一软管 52第二空心橡胶球

53斜管 54椰糠球

55第一门 56第二圆球

57水平弹簧 58椰糠球储存室

59泡沫铜板 60椰糠球

61金属丝

具体实施方式

以下，结合附图和实施例，对本发明的实施方式进行详细说明，以更清楚地理解本发明的技术内容。

如图1～图4示出了本发明的一具体实施例中的农村生态厕所，包括：厕所本体1、太阳能收集与利用装置、以及雨水收集与利用装置。

太阳能收集与利用装置包括设置在厕所本体1顶面上的太阳能电池板2和与太阳能电池板2连接的蓄电池3，日常天气晴朗的时候，太阳能电池板2收集太阳能并将光能转换成电能，并由蓄电池3储存电能。

雨水收集与利用装置包括设置在厕所本体1顶面周沿的集水沟槽4，用来收集雨水；在集水沟槽4的出水口的下方设置有集水箱5，集水箱5挂设在厕所本体1的外墙侧壁上，集水箱5内设置有活性炭过滤层6，集水箱5的底部接有雨水管7。日常下雨天的时候，雨水经由集水沟槽4汇流入集水箱5中，经活性炭过滤层6过滤后，提供给雨水管7。

雨水管7上开设有一接口7-1，接口7-1通过一段连接管7-2与水龙头16连接，水龙头16下方有水池17，水池17的排水管18接到厕所外花槽19，花槽19内有布水管20，以让水分散到各个区域。这样一来，雨水管7的水进入水龙头16供洗手使用，洗手的水还可以再用来浇灌植物，提高了水的重复使用率。

雨水管7的末端连接储水箱8，储水箱8连接有出水管9。如图3所示，出水管9的末端套接伸缩管46的一端，伸缩管46的另一端接喷淋头10；同时，在出水管9内靠近其末端设有第一喉管49，在第一喉管49和出水管9的末端(出水管9的末端即为出水管9与伸缩管46套接处)之间设有第一空心橡胶球50，第一空心橡胶球50连接有第一软管51，第一软管51通过设在出水管9上的开孔延伸至出水管9外，并与第二空心橡胶球52连接，第二空心橡胶球52的上方设有第三踏板25-1，第三踏板25-1设在便槽11的前方；伸缩管46内中部设有单向阀47，单向阀47内阀芯48与出水管9的末端之间连接有金属丝61。当使用者踩踏第三踏板25-1时，压力使得第二空心橡胶球52压缩并使得其中的空气跑到第一空心橡胶球50中，第一空心橡胶球50膨胀堵住第一喉管49，出水管9以及与出水管9套接的伸缩管46内压力增大，使得伸缩管46由自然状态变为伸长状态，伸缩管46的长度变长，带动单向阀47向喷淋头10的方向移动，阀芯48也一同向喷淋头10的方向移动，由于金属丝61还拉着阀芯48，随着阀芯48向喷淋头10的方向移动，单向阀47打开，水通过单向阀47进入喷淋头10，冲洗便槽11；由于喷淋头10流出的是高压水流，可对便槽11形成高压冲洗，可以有效节省用水。

厕所本体1内设置有便槽11、分布在便槽左侧11-1和便槽右侧11-2的第一踩踏墩12和第二踩踏墩13、第一踩踏机构和第二踩踏机构、以及排泄物处理装置。

便槽11包括便槽主体和底板32，底板32的左侧边沿32-1和右侧边沿32-2分别位于便槽主体的左右两侧。便槽主体底部的左侧边沿上设置有磁力感应延时开关44，与此相对应的，底板32的左侧边沿32-1上设置有磁铁43，当磁铁43接触磁力感应延时开关44时，磁力感应延时开关44接通；便槽主体底部的右侧边沿与底板32通过铰链在铰接处33铰接，底板32可以绕着铰接处33转动；铰接处33到底板32的右侧边沿32-2的距离与铰接处33到底板32的左侧边沿32-1的距离之比为1:2～1:3。

底板32的下方设置有弹簧片40，弹簧片40由第一竖直杆40-1支撑，弹簧片40的顶面抵靠着底板32的底面，厕所未使用时，底板32呈水平状态，弹簧片40顶住底板32，对底板32进行辅助支撑，便槽11底部封闭；当厕所使用时，底板32绕铰接处33转动而使得底板32的左侧边沿32-1向下时，弹簧片40向下弯曲；当厕所使用完毕，底板32恢复水平状态时，弹簧片40也及时复位并继续支撑底板32，便槽11底部封闭。

在便槽主体上还设置有单向门45(仅在需要时向便槽11内打开)，单向门45的位置与喷淋头10的位置相对应。厕所未使用时，伸缩管46处于正常的缩回状态，喷淋头10在便槽11外，单向门45关闭；厕所使用完冲洗时，伸缩管46在水压作用下伸长顶向单向门45并使其向便槽主体内打开时，喷淋头10伸到便槽11内，并向便槽主体喷出高压水流，对便槽11形成高压冲洗。

第一踩踏墩12和第二踩踏墩13的顶面上分别设置有第一踏板14和第二踏板15。

在第一踏板14的底面固定有向下的第一硬杆26，第一硬杆26上套设有第一竖直弹簧27，第一竖直弹簧27的顶端固定在第一踩踏墩12上，第一竖直弹簧27的底端与第一硬杆26连接，第一硬杆26的底端固定有第一圆球28。第一踏板14、第一硬杆26、第一竖直弹簧27和第一圆球28构成第一踩踏机构。当使用者向下踩踏第一踏板14时，第一竖直弹簧27被拉长，第一硬杆26向下运动，带动第一圆球28向下运动；当使用者离开第一踏板14时，第一竖直弹簧27复位，带动第一硬杆26和第一圆球28向上运动并复位，第一踏板14复位。

在第二踏板15的底面固定有向下的第一连接杆29，第一连接杆29上套设有第二竖直弹簧30，第二竖直弹簧30的顶端固定在第二踩踏墩13上，第二竖直弹簧30的底端与第一连接杆29连接，第一连接杆29底端与第一杠杆31的第一端部活动连接，第一杠杆31由第二竖直杆41支撑，第二竖直杆41的顶端与第一杠杆31在第一杠杆的支点42处铰接，第一杠杆31的第二端部抵靠着底板32，抵靠点位于铰接处33与底板32的右侧边沿32-2之间。第二踏板15、第一连接杆29、第二竖直弹簧30和第一杠杆31构成第二踩踏机构。当使用者向下踩踏第二踏板15时，第二竖直弹簧30被拉长，第一连接杆29向下运动，带动第一杠杆31围绕支点42转动，第一杠杆31的第一端部向下，第一杠杆31的第二端部向上，带动底板32转动，使得底板32的左侧边沿32-1向下，使得便槽11的底部得以打开，粪尿排泄物沿着底板32向下滑落。当使用者离开第二踏板15时，第二竖直弹簧30复位，带动第一连接杆29和第一杠杆31复位，第二踏板15复位。由于第一杠杆31复位，底板32也复位，使得便槽11的底部关闭。

排泄物处理装置包括有第一处理室、第二处理室和椰糠球供应室。第一处理室是用来对粪尿排泄物进行混合搅拌处理，第二处理室是用来对混合搅拌处理的粪尿排泄物进行发酵处理，椰糠球供应室用于储存和输送椰糠球。

第一处理室包括：处理室主体和处理室顶部，处理室顶部固定有泡沫铜板59，处理室主体为锥形桶34，锥形桶34位于便槽11的侧下方，在锥形桶34的相对的第一侧面和第二侧面上分别设有第一开口34-1和第二开口34-2。

第一开口34-1与底板32的左侧边沿32-1相对应，使得底板32的左侧边沿32-1向下完全打开时刚好能搁置在第一开口34-1上，这样一来，沿着底板32向下滑落的粪尿排泄物刚好通过第一开口34-1落入锥形桶34内。

在第二开口34-2处设有杠杆门，杠杆门由第一门55和第二硬杆60构成，第一门55与第二开口34-2相对应，第二硬杆60的底端与第一门55的顶端固定连接，第二硬杆60与第一门55的连接处构成杠杆门的支点；第二硬杆60的顶端固定有凸出的第二圆球56，第二圆球56靠近第一圆球28且位于第一圆球28的左侧下方(故而与第一圆球28相比，第二圆球56在远离便槽11或远离锥形桶34的第二侧面的那一侧)，杠杆门的支点铰接在锥形桶34的第二侧面上，铰接处为第二开口34-2的顶面上，第二硬杆60的中部与锥形桶34的第二侧面之间设有水平弹簧57，水平弹簧57对第二硬杆60起到弹性固定的作用。这样，当第一圆球28因第一踏板14被踩踏而向下运动时，会挤压第二圆球56向远离锥形桶34的第二侧面的方向运动，第二圆球56带动第二硬杆60运动，继而，整个杠杆围绕支点转动，第一门55向锥形桶34内打开并产生缝隙。

锥形桶34的底部设置有电动搅拌刀头35和连通口34-3，电动搅拌刀头35与磁力感应延迟开关44电连接，电动搅拌刀头35和磁力感应延迟开关44均与蓄电池3连接，在连通口34-3处设有一扇连接门38，连接门38连接有向上的第二连接杆39，第二连接杆39的另一端与底板32的左侧边沿32-1连接。当底板32的的左侧边沿32-1因第二踏板15而向下运动至搁置在第一开口34-1上时，带动第二连接杆39向下运动，使得连接门38向下打开，连通口34-3连通。

椰糠球供应室包括椰糠球储存室58和斜管53，斜管53设置在锥形桶34的一侧，并通过第二开口34-2与锥形桶34连通，椰糠球储存室58设在斜管53的顶端，椰糠球储存室58的底部向下倾斜设置，以便于椰糠球储存室58内的椰糠球54能够滑入斜管53中，使得斜管53中随时装满椰糠球54。当第二开口34-2处的第一门55打开有缝隙时，斜管53中一个椰糠球54通过第二开口34-2滚落到锥形桶34底部，同时，椰糠球储存室58中一个椰糠球54滑入斜管53。

第二处理室36位于锥形桶34的下方，并通过连通口34-3与锥形桶34连通，第二处理室36的侧面设有处理物出口，在处理物出口处设置有外开门37。外开门37平时关闭，形成封闭的处理区，隔一段时间定时开启，以回收发酵处理物进行使用。

当然，本领域技术人员可以理解，上述实施例也可以存在一些变形或优化，具体举例如下：

例如，为了更加节省用水，还可以在连接管7-2内增设省水结构，如图4所示，在连接管7-2内设置第二喉管21，在第二喉管21与水龙头16之间设有第三空心橡胶球22，第三空心橡胶球22连接有第二软管23，第二软管23通过设在连接管7-2上的开孔延伸至连接管7-2外，并与第四空心橡胶球24连接，第四空心橡胶球24的上方设置有第四踏板25-2，第四踏板25-2设在水池17旁边地上，供洗手时踩踏。这样一来，使用者使用完厕所后，来到水池17旁边，通过踩踏第四踏板25-2，压缩第四空心橡胶球24并使得第四空心橡胶球24中的空气跑到第三空心橡胶球22中，第三空心橡胶球22膨胀堵住第二喉管21，使水龙头16前端的水压变大，打开水龙头16，得到高压水流可以洗手，能够很好地节省用水。

进一步，还可以在连接管7-2内靠近水龙头16的端部设置纳滤填料22-1，纳滤填料22-1，进一步净化流出的水，更适合用来洗手。

例如，椰糠球54可以是在2-4g/L的磷酸氢二钾溶液中浸泡24～48小时后烘干得到的椰糠球，钾元素能为后期微生物降解提供必要的营养。一般来说，椰糠球54可以从市场上获得，这里的椰糠是指椰子外壳经加工的粉末。椰子外壳来源丰富，容易获得。

例如，第一杠杆31在图2中是折弯形状，但实际上其他形状也是可行的。

例如，第二空心橡胶球52可以设置有多个，多个第二空心弹性球52通过第一软管51依次串接，其中任何一个第二空心弹性球52被挤压，都会将空气挤压进第一空心弹性球50中，让第一空心弹性球50膨胀。有多个第二空心橡胶球52时，可以将第三踏板25-1设置在多个第二空心橡胶球52上方，也可以分别在每个第二空心橡胶球52上各设置一个第三踏板25-1。

例如，图1中厕所本体1的顶面设置为坡型顶面，主要是为了方便雨水收集以及太阳能收集。但是，也可以根据实际情况将厕所本体1的顶面设置为其他形状，通过简单增加方便雨水收集和太阳能收集的结构，一样可以实现本发明的技术效果。

例如，底板32可以采用轻质硬塑料，这样方便转动，对弹簧片40的压力也小。

例如，弹簧片40为弧形弹簧片。

例如，便槽11的表面涂覆有疏水层，易于冲洗。

例如，在第二处理室36内壁环设有一层泡沫板，以起到保温作用，能够使得发酵效果更好。

例如：第一连接杆29底端与第一杠杆31的第一端部活动连接，可以是铰接，也可以是套接。

例如：第一竖直杆40-1和第二竖直杆41可以如图2中那样设置，将第一竖直杆40-1的底端和第二竖直杆41的底端固定在第二处理室36顶部。当第二处理室36采取更小的空间或其他情况时，也可以将第一竖直杆40-1的底端和第二竖直杆41的底端固定在其他地方，比如直接固定在厕所本体1的底部或者直接固定在地里。

例如：上述第一空心橡胶球50、第二空心橡胶球52、第三空心橡胶球22、第四空心橡胶球24，也可以采取其他材质的空心弹性球。

例如：电动搅拌刀头35设置在锥形桶34的底部的中心位置处，方便对椰糠球54和粪尿排泄物进行混合；连通口34-3设置在锥形桶34底部靠近第一侧面处，便于粪尿排泄物在锥形桶34内充分搅拌混合后再通过连通口34-3进入第二处理室36。

上述生态厕所的工作原理如下：

使用者使用厕所时，双脚分别踩上第一踏板14和第二踏板15，带动第一踩踏机构和第二踩踏机构运行。

第一踩踏机构运行时，第一圆球28向下运动，挤压第二圆球56向远离锥形桶34的方向运动，带动第二硬杆60运动，第一门55向锥形桶24内打开并产生缝隙，斜管53中一个椰糠球54通过第二开口34-2滚落到锥形桶34底部。

第二踩踏机构运行时，第一杠杆31的第一端部向下，第一杠杆31的第二端部向上，带动底板32转动，底板32的左侧边沿32-1向下，使得便槽11的底部打开，底板32的左侧边沿32-1搁置在第一开口34-1上，粪尿排泄物沿着底板32经由第一开口34-1向下滑落到锥形桶34内。由于底板32的左侧边沿32-1向下时会带动第二连接杆39向下运动，使得连接门38向下打开，连通口34-3连通。

在锥形桶34底部的椰糠球54与粪尿排泄物混合，排泄物中的尿液迅速被椰糠球54吸收。

当使用者用完厕所，双脚离开第一踏板14和第二踏板15，带动第一踩踏机构和第二踩踏机构复位。

第一踩踏机构复位时，第一圆球28向上运动，挤压第二圆球56向远离锥形桶34的方向运动，带动第二硬杆60运动，第一门55向锥形桶24内打开并产生缝隙，斜管53中一个椰糠球54通过第二开口34-2滚落到锥形桶34底部。

第二踩踏机构复位时，第一杠杆31的第一端部复位，底板32复位回复水平状态，弹簧片40顶住底板32提供支撑。由于底板32的左侧边沿32-1复位，磁铁43和磁力感应延时开关44接触，接通磁力感应延时开关44，电动搅拌刀头35开始运行，将锥形桶34底部的椰糠球54和粪尿排泄物粉碎搅拌混合，3-5分钟后，磁力感应延时开关44自动断开，电动搅拌刀头35自动停止。同时，由于底板32的左侧边沿32-1向上运动复位时会带动第二连接杆39向上运动，使得连接门38恢复关闭状态，连通口34-3关闭。

当下一个使用者使用厕所时，由于底板32的左侧边沿32-1向下时会带动第二连接杆39向下运动，使得连接门38向下打开，连通口34-3连通，混合好的粪尿排泄物通过连通口34-3进入第二处理室36，继续发酵。隔一段时间定时开启第二处理室36的外开门37，以回收发酵处理物进行使用。

当使用者用完厕所后，从第一踏板14和第二踏板15上下来后，通过踩踏前方的第三踏板25-1，使得喷淋头10喷出高压水流，从而对便槽11进行高压冲洗。

当使用者完成上述冲洗动作后，来到洗手水池17旁边，踩踏第四踏板25-2，获得高压水流进行洗手。

上述运行过程中，磁力感应延时开关44和电动搅拌刀头35所用到的电能由太阳能电池板2和蓄电池3提供。冲洗便槽和洗手的水来自于集水箱5内收集的雨水。

上述厕所采取蹲便式，可以通过对农村普通旱厕进行低成本的机械结构改造来实现；在用水上通过高压冲水的结构设置，有效减少了用水量，使得日常雨水基本可满足需求，无须依赖自来水管网；在用电上仅需要供给电动搅拌刀头和磁力感应延迟开关的短时间间歇运行，使得日常太阳能储电基本可满足需求，无须依赖电力管网；而且，搅拌处理和发酵分区处理、椰糠球和泡沫铜的使用、封闭式发酵处理区等等，这些设置使得厕所完全无臭气；发酵的粪尿排泄物可用作肥料，实现了资源化处理。综上，上述厕所是非常适合用于农村厕所改革的新型农村生态厕所。

由此可见，本发明的目的已经完整并有效的予以实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明，在不背离原理的情况下，实施方式可作任意修改。所以，本发明包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种农村生态厕所，包括：厕所本体、太阳能收集与利用装置、雨水收集与利用装置，所述太阳能收集与利用装置包括设置在所述厕所本体顶面上的太阳能电池板和与所述太阳能电池板连接的蓄电池，所述雨水收集与利用装置包括设置在所述厕所本体顶面周沿的集水沟槽，所述厕所本体内设置有便槽、分布在所述便槽左右两侧的第一踩踏墩和第二踩踏墩、第一踩踏机构和第二踩踏机构、以及排泄物处理装置，其特征在于，

在所述集水沟槽的出水口的下方设置有集水箱，所述集水箱挂设在所述厕所本体的外墙侧壁上，所述集水箱内设置有活性炭过滤层，所述集水箱的底部接有雨水管；所述雨水管上开设有一接口，通过一段连接管与洗手用水龙头连接；所述雨水管的末端连接储水箱，所述储水箱连接有出水管，所述出水管的末端套接伸缩管的一端，所述伸缩管的另一端接喷淋头，所述伸缩管中部设有单向阀，所述单向阀内阀芯与所述出水管的末端之间连接有金属丝；同时，在所述出水管内靠近其末端设有第一喉管，在所述第一喉管和所述出水管的末端之间设有第一空心弹性球，所述第一空心弹性球连接有第一软管，所述第一软管通过设在所述出水管上的开孔延伸至所述出水管外，并与第二空心弹性球连接，所述第二空心弹性球的上方设有第三踏板，所述第三踏板设在所述便槽附近；

所述便槽包括便槽主体和底板，所述底板的左侧边沿和右侧边沿分别位于所述便槽主体的左右两侧，所述便槽主体底部的左侧边沿上设置有磁力感应延时开关，所述底板的左侧边沿上设置有磁铁，所述便槽主体底部的右侧边沿与所述底板通过铰链在第一铰接处铰接，所述第一铰接处到所述底板的右侧边沿的距离与所述第一铰接处到所述底板的左侧边沿的距离之比为1:2～1:3；所述底板的下方设置有弹簧片，所述弹簧片由第一竖直杆支撑，所述弹簧片的顶面抵靠着所述底板的底面；在所述便槽主体上还设置有单向门，所述单向门的位置与所述喷淋头的位置相对应，以便于所述喷淋头在所述单向门打开时向所述便槽内喷水；所述便槽的表面涂覆有疏水层；

所述第一踩踏机构由第一踏板、固定在所述第一踏板底面的向下的第一硬杆、套设在所述第一硬杆上的第一竖直弹簧、和固定在所述第一硬杆的底端的第一圆球构成；其中，所述第一踏板设置在所述第一踩踏墩的顶面上，所述第一竖直弹簧的顶端固定在所述第一踩踏墩上，所述第一竖直弹簧的底端与所述第一硬杆连接；

所述第二踩踏机构由第二踏板、固定在所述第二踏板底面的向下的第一连接杆、套设在所述第一连接杆上的第二竖直弹簧、以及与所述第一连接杆的底端相连接的第一杠杆构成；其中，所述第二踏板设置在所述第二踩踏墩的顶面上，所述第二竖直弹簧的顶端固定在所述第二踩踏墩上，所述第二竖直弹簧的底端与所述第一连接杆连接，所述第一连接杆的底端与所述第一杠杆的第一端部活动连接，所述第一杠杆由第二竖直杆支撑，所述第二竖直杆的顶端与所述第一杠杆在所述第一杠杆的支点处铰接，所述第一杠杆的第二端部抵靠着所述底板，抵靠点位于所述第一铰接处与所述底板的右侧边沿之间；

所述排泄物处理装置包括有第一处理室、第二处理室和椰糠球供应室，其中，

所述第一处理室包括：处理室主体和处理室顶部，所述处理室顶部固定有泡沫铜板，所述处理室主体为锥形桶，所述锥形桶位于所述便槽的侧下方，在所述锥形桶的相对的第一侧面和第二侧面上分别设有第一开口和第二开口；所述第一开口与所述底板的左侧边沿相对应，使得所述底板的左侧边沿向下完全打开时刚好能搁置在所述第一开口上；在所述第二开口处设有杠杆门，所述杠杆门由第一门和第二硬杆构成，所述第一门与所述第二开口相对应，所述第二硬杆的底端与所述第一门的顶端固定连接，所述第二硬杆与所述第一门的连接处构成所述杠杆门的支点；所述第二硬杆的顶端固定有凸出的第二圆球，所述第二圆球靠近所述第一圆球且位于所述第一圆球的左侧下方，所述杠杆门的支点铰接在所述锥形桶的第二侧面上，铰接处位于所述第二开口的顶面上，所述第二硬杆的中部与所述锥形桶的第二侧面之间设有水平弹簧；所述锥形桶的底部设置有电动搅拌刀头和连通口，所述电动搅拌刀头与所述磁力感应延迟开关电连接，所述电动搅拌刀头和所述磁力感应延迟开关均与所述蓄电池连接，在所述连通口处设有一扇连接门，所述连接门连接有向上的第二连接杆，所述第二连接杆的另一端与所述底板的左侧边沿连接；

所述椰糠球供应室包括椰糠球储存室和斜管，所述斜管设置在所述锥形桶的一侧，并通过所述第二开口与所述锥形桶连通，所述椰糠球储存室设在所述斜管的顶端，所述椰糠球储存室的底部向下倾斜设置；

所述第二处理室位于所述锥形桶的下方，并通过所述连通口与所述锥形桶连通，所述第二处理室的侧面设有处理物出口，在所述处理物出口处设置有外开门。

2.如权利要求1所述的农村生态厕所，其特征在于：在所述连接管内设有第二喉管，在所述第二喉管与所述水龙头之间设有第三空心弹性球，所述第三空心弹性球连接有第二软管，所述第二软管通过设在所述连接管上的开孔延伸至所述连接管外，并与第四空心弹性球连接，所述第四空心弹性球的上方设置有第四踏板，所述第四踏板设在洗手水池旁边地上。

3.如权利要求1或2所述的农村生态厕所，其特征在于，在所连接管内靠近所述水龙头的端部设置有纳滤填料。

4.如权利要求1或2所述的农村生态厕所，其特征在于，所述椰糠球是在2-4g/L的磷酸氢二钾溶液中浸泡24～48小时后烘干得到的椰糠球。

5.如权利要求1或2所述的农村生态厕所，其特征在于，所述第二空心弹性球的数量为多个，多个所述第二空心弹性球通过所述第一软管依次串接。

6.如权利要求1或2所述的农村生态厕所，其特征在于，所述第一杠杆为折弯形状。

7.如权利要求1或2所述的农村生态厕所，其特征在于，在所述第二处理室内壁环设有一层泡沫板。

8.如权利要求1或2所述的农村生态厕所，其特征在于，所述底板用轻质硬塑料。

9.如权利要求1或2所述的农村生态厕所，其特征在于，所述电动搅拌刀头设置在所述锥形桶的底部的中心位置处，所述连通口设置在所述锥形桶底部靠近所述锥形桶的第一侧面处。

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