CN114604930A - 粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统，包括厕屋、粪尿收集便器、尿液吸附设备、粪污处理设备和通风排气设备，粪尿收集便器设在厕屋中，粪尿收集便器包括间隔布置的尿液收集区和粪污收集区，粪污收集区上设有落粪口和第一排气口；尿液吸附设备设在厕屋中，尿液吸附设备自下而上包括吸附区和雾化区，吸附区设有吸附材料，雾化区设有超声波雾化板，雾化区通过尿液收集管与尿液收集区连通；粪污处理设备设在厕屋内且位于粪尿收集器的下方，粪污处理设备与落粪口相连，粪污处理设备内设有搅拌组件，粪污处理设备上设有出料口和填料口；通风排气设备分别与雾化区、第一排气口和粪污处理设备相连，通风排气设备的上端伸出厕屋顶部。

Description

粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统
技术领域
本发明属于粪污无害化减量化技术领域，具体涉及一种粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统。
背景技术
目前，农村户用厕所粪污主要处理方式是采用堆肥工艺实现粪污快速减量化、无害化、资源化利用。但是针对传统粪尿集中收集厕所，往往粪污含水率较高不利于堆肥反应的进行，需要添加大量含水率低的含碳有机物进行调节，如此操作会增加厕所粪污处理装置的空间体积，不利于厕所粪污处理设备小型化发展。而采用粪尿分集式便器对粪尿进行分集处理的厕所，粪便含水率相对较低，仅添加少量低含水率含碳有机物即可实现粪污的堆肥处理，但随着堆肥的进行产生的氨气并不能得到有效处理。同时因为尿液进行了单独收集，通过自然贮存蒸发方法短时间内往往无法实现快速减量化、无害化、资源化处理。
现有粪尿分集类厕所，随着粪便与尿液贮存处理时间增加，粪污堆肥和尿液贮存产生大量臭气(氨气)，影响如厕环境。同时随着尿液贮存体量的增加，尿液自然蒸发速度对减量化处理效果不佳。
因此，现有的粪污快速无害化减量化厕所系统有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统，采用该厕屋系统可以实现粪污快速减量化、无害化和资源化。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统。根据本发明的实施例，所述厕屋系统包括：
厕屋；
粪尿收集便器，所述粪尿收集便器设在所述厕屋中，并且所述粪尿收集便器包括间隔布置的尿液收集区和粪污收集区，所述粪污收集区上设有落粪口和第一排气口；
尿液吸附设备，所述尿液吸附设备设在所述厕屋中，并且所述尿液吸附设备自下而上包括吸附区和雾化区，所述吸附区设有吸附材料，所述雾化区设有超声波雾化板，并且所述雾化区通过尿液收集管与所述尿液收集区连通；
粪污处理设备，所述粪污处理设备设在所述厕屋内且位于所述粪尿收集器的下方，所述粪污处理设备与所述落粪口相连，所述粪污处理设备内设有搅拌组件，并且所述粪污处理设备上设有出料口和填料口；
通风排气设备，所述通风排气设备分别与所述雾化区、所述第一排气口和所述粪污处理设备相连，并且所述通风排气设备的上端伸出所述厕屋顶部。
根据本发明实施例的粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统，通过布置粪尿收集便器、尿液吸附设备、粪污处理设备和通风排气系统，粪尿收集便器包括间隔布置的尿液收集区和粪污收集区，吸附区设有吸附材料，尿液吸附设备自下而上包括吸附区和雾化区，雾化区设有超声波雾化板，并且雾化区通过尿液收集管与尿液收集区连通，粪污处理设备设在厕屋内且位于粪尿收集器的下方，粪污处理设备与粪污收集便器上的落粪口相连，通风排气设备分别与雾化区、粪污收集区上的第一排气口和粪污处理设备相连，并且通风排气设备的上端伸出厕屋顶部，即在如厕后尿液收集至尿液收集区，粪污收集至粪污收集区，尿液收集区内的尿液通过尿液收集管供给至尿液吸附设备，其中一部分尿液被吸附区的吸附材料吸附，另一部分尿液在雾化区内超声波雾化板的作用下被雾化为雾滴，雾化后液滴约为1～10微米，在通风排气设备的作用下持续向上输送约30～90cm即可完全蒸发消失到空气中，从而大幅度提升尿液处理速度，同时收集至粪污收集区的粪污经落粪口进入粪污处理设备持续进行发酵。由此，采用本申请的厕屋系统可以实现粪污快速减量化、无害化和资源化。
另外，根据本发明上述实施例的粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施方式中，所述雾化区内沿其高度设有多个超声雾化板。由此，可以大幅度提升尿液处理速度。
在本发明的一些实施方式中，所述搅拌组件包括搅拌轴、左螺旋叶片、右螺旋叶片和T形搅拌桨，所述左螺旋叶片和所述右螺旋叶片分别通过第一固定柱环绕设置在所述搅拌轴的两端，所述T形搅拌桨设在所述左螺旋叶片和所述右螺旋叶片之间。由此，可以实现如厕时粪污向两侧输送，降低堆体高度，避免粪污中病菌飞散到外部环境，降低卫生风险；如厕后粪污由两侧向中间输送并搅拌，改善堆体形态(提高堆体保温、增氧效果)提升堆体发酵质量。
在本发明的一些实施方式中，所述T形搅拌桨包括第二固定柱和抄板，所述第二固定柱的一端设在所述搅拌轴上，所述抄板设在所述第二固定柱的另一端。
在本发明的一些实施方式中，所述通风排气设备自下而上包括鸟粪石回收区、连接区、灭菌区、扰流区和排气区，所述连接区自下而上设有第一连接口和第二连接口，所述第一连接口与所述雾化区相连，所述第二连接口分别与所述排气口和所述粪污处理设备相连，所述鸟粪石回收区内布置有Mg(OH)2和H3PO4，所述连接区和所述灭菌区之间设有动力单元，所述灭菌区内设有紫外灭菌灯，所述扰流区内设有扰流组件，所述排气区设有第二排气口。由此，粪污收集区和粪污处理设备内产生的氨气在通风排气设备内遇雾化的尿液液滴转化为氨水，氨水落入鸟粪石回收区与Mg(OH)2和H3PO4反应生成鸟粪石结晶，并且将该鸟粪石结晶添加至粪污处理设备中进行堆肥处理，从而降低氨气挥散到空间环境影响如厕体验，并且实现氨气的资源化利用。
在本发明的一些实施方式中，所述扰流组件包括第一半月形扰流板和第二半月形扰流板，所述第一半月形扰流板和所述第二半月形扰流板沿所述扰流区的高度方向相对布置，并且所述第一半月形扰流板的一端与所述第二半月形扰流板的另一端间隔布置，所述第二半月形扰流板的一端与所述第一半月形扰流板的另一端间隔布置。
在本发明的一些实施方式中，所述第二连接口通过三通分别与所述第一排气口和所述粪污处理设备相连。
在本发明的一些实施方式中，上述厕屋系统进一步包括：感应装置，所述感应装置设在所述厕屋的侧壁上；控制装置，所述控制装置分别与所述感应装置、超声雾化板和所述搅拌轴，所述控制装置在收到所述感应装置反馈的如厕前信号后控制所述搅拌轴正向旋转以降低所述粪污处理设备内的堆体高度；所述控制装置在收到所述感应装置反馈的如厕信号后控制关闭所述超声雾化板，所述控制装置在收到所述感应装置反馈的如厕后信号控制所述搅拌轴反向旋转以提高所述粪污处理设备内的堆体高度，同时控制开启所述超声雾化板。
在本发明的一些实施方式中，所述尿液吸附设备设在所述粪污处理设备的侧壁上。
在本发明的一些实施方式中，所述第二排气口为T形三通。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统中粪尿收集便器的结构示意图。
图3是根据本发明再一个实施例的粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统中粪尿收集便器的结构示意图；
图4是根据本发明一个实施例的粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统的部分结构示意图；
图5是根据本发明一个实施例的粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统的中搅拌组件的结构示意图；
图6是根据本发明一个实施例的粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统的中通风排气设备的爆炸图；
图7是本发明一个实施例的粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统中通风排气设备内扰流区的俯视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明公开了一种粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统。根据本发明的实施例，参考图1，该厕屋系统包括厕屋100、粪尿收集便器200、尿液吸附设备300、粪污处理设备400和通风排气设备500。
根据本发明的实施例，参考图1-3，粪尿收集便器200设在厕屋100中，并且粪尿收集便器200包括间隔布置的尿液收集区21和粪污收集区22，尿液收集区21下方设有尿液排放口211，粪污收集区22上设有落粪口221和第一排气口222。具体的，在如厕时，将尿液和粪污分开收集。
根据本发明的实施例，参考图1和图4，尿液吸附设备300设在厕屋100中，并且尿液吸附设备300自下而上包括吸附区31和雾化区32，吸附区31设有吸附材料(未示出)，雾化区32设有超声波雾化板30，并且雾化区32通过尿液收集管33与尿液收集区21连通。具体的，尿液收集区21内收集得到的尿液经尿液收集管33供给至尿液吸附设备300内，其中一部分尿液被吸附区31的吸附材料吸附，另一部分尿液在雾化区32内超声波雾化板30的作用下被雾化为雾滴，雾化后液滴约为1～10微米。优选地，如图4所示，雾化区32内沿其高度设有多个超声雾化板30。根据本发明的一些实施例，参考图1，尿液吸附设备300设在粪污处理设备400的侧壁上。需要说明的是，吸附材料可以为具有吸附效果的材料，例如生物炭、火山石、陶瓷碎片等。
根据本发明的实施例，参考图1、图4和图5，粪污处理设备400设在厕屋100内且位于粪尿收集器200的下方，粪污处理设备400与落粪口221相连，粪污处理设备400内设有搅拌组件40，并且粪污处理设备400上设有出料口401和填料口402。具体的，粪污收集区22内收集的粪污经落粪口221供给至粪污处理设备400内进行发酵。
根据本发明的一个具体实施例，参考图5，搅拌组件40包括搅拌轴41、左螺旋叶片42、右螺旋叶片43和T形搅拌桨44，搅拌轴41沿水平方向布置，左螺旋叶片42和右螺旋叶片43分别通过第一固定柱45环绕设置在搅拌轴41的两端，T形搅拌桨44设在左螺旋叶片42和右螺旋叶片43之间。具体的，驱动电机带动搅拌轴41旋转，通过设置左螺旋叶片42和右螺旋叶片43以及T型搅拌桨44，在如厕前，搅拌轴41正向旋转(顺时针旋转)，使得粪污向两侧输送，降低粪污处理设备内的堆体高度，避免粪污中病菌飞散到外部环境，降低卫生风险；如厕后搅拌轴41反向旋转(逆时针旋转)，粪污由两侧向中间输送并搅拌，改善堆体形态(提高堆体保温、增氧效果)提升堆体发酵质量。根据本发明的再一个具体实施例，参考图5，T形搅拌桨44包括第二固定柱46和抄板47，第二固定柱46的一端设在搅拌轴41上，抄板47设在第二固定柱46的另一端，优选第二固定柱46垂直搅拌轴41设置。
根据本发明的实施例，参考图1和图4，通风排气设备500分别与雾化区32、第一排气口222和粪污处理设备400相连，并且通风排气设备500的上端伸出厕屋500顶部。具体的，雾化区32得到的雾化后的尿液液滴通过通风排气设备排出厕屋，雾化后液滴约为1～10微米，在通风排气设备500的作用下持续向上输送约30～90cm即可完全蒸发消失到空气中，从而大幅度提升尿液处理速度，并且粪污收集区22和粪污处理设备400内产生的氨气等臭气通过通风排气设备500排放。
根据本发明的一个具体实施例，参考图4和图6，通风排气设备500自下而上包括鸟粪石回收区51、连接区52、灭菌区53、扰流区54和排气区55，连接区52自下而上设有第一连接口501和第二连接口502，第一连接口501与雾化区32相连，第二连接口502分别与第一排气口222和粪污处理设备400相连，鸟粪石回收区51内布置有Mg(OH)2和H3PO4，连接区52和灭菌区53之间设有动力单元503，例如动力单元503为排风机，灭菌区53内设有紫外灭菌灯504，参考图7，扰流区54内设有扰流组件505，排气区55设有第二排气口506。具体的，雾化区32得到的雾化后的尿液液滴通过第一连接口501进入通风排气设备500，雾化后液滴约为1～10微米，在动力单元503的作用下依次经过灭菌区53内紫外灭菌灯504的灭菌，扰流区54内扰流组件505的扰流后经排气区55上的第二排气口506排出，同时粪污收集区22和粪污处理设备400内产生的氨气在通风排气设备500内遇雾化的尿液液滴转化为氨水，氨水落入鸟粪石回收区51与Mg(OH)2和H3PO4反应生成鸟粪石结晶(Mg2++PO4 3-+NH4 ++6H2O→MgNH4PO4.6H2O↓)，并且将该鸟粪石结晶通过粪污处理设备400上的填料口402添加至粪污处理设备400中进行堆肥处理，从而降低氨气挥散到空间环境影响如厕体验，并且实现氨气的资源化利用。优选地，参考图4，第二连接口502通过三通507分别与第一排气口222和粪污处理设备400相连，并且第二排气口506为T形三通，当通风排气设备500外部有持续轻风(约2级风)吹过时，可不开启动力单元503，通过风吹过T形三通，在扰流区54内部形成螺旋气流，不断将通风排气设备500内气体向外排放。
根据本发明的一个具体实施例，参考图7，扰流组件505包括第一半月形扰流板56和第二半月形扰流板57，第一半月形扰流板56和第二半月形扰流板57沿扰流区505的高度方向相对布置，并且第一半月形扰流板56的一端与第二半月形扰流板57的另一端间隔布置，第二半月形扰流板57的一端与第一半月形扰流板56的另一端间隔布置。具体的，在第一半月形扰流板56和第二半月形扰流板57的配合下，进入扰流区54的气流发生扰流，从而快速将雾化后尿液液滴排出通风排气设备500。
根据本发明的实施例，上述厕屋系统进一步包括：感应装置(未示出)和控制装置(未示出)，感应装置设在厕屋100的侧壁上，用于感应如厕状态，并且本领域技术人员可以根据实际需要对感应装置的具体类型进行选择，例如为红外感应装置。控制装置分别与感应装置、超声雾化板30和搅拌轴41制装置相连，控制装置在收到感应装置反馈的如厕前信号后控制搅拌轴41正向旋转以降低粪污处理设备400内的堆体高度，需要说明的是，“如厕前”可以定义为进入厕屋100到如厕时之间的过程，即在如厕前，控制装置控制搅拌轴41正向旋转使得粪污向两侧输送，降低粪污处理设备内的堆体高度，避免粪污中病菌飞散到外部环境，降低卫生风险。控制装置在收到感应装置反馈的如厕信号后控制关闭超声雾化板30，即在如厕过程中，控制装置控制关闭超声雾化板30；而控制装置在收到感应装置反馈的如厕后信号控制搅拌轴41反向旋转以提高粪污处理设备400内的堆体高度，同时控制开启超声雾化板30，即在如厕后，控制装置控制搅拌轴41反向旋转(逆时针旋转)，粪污由两侧向中间输送并搅拌，改善堆体形态(提高堆体保温、增氧效果)提升堆体发酵质量，同时控制开启超声雾化板30对尿液吸附设备300内尿液进行雾化。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种粪尿分集式粪污快速无害化减量化厕所系统，其特征在于，包括：
厕屋；
粪尿收集便器，所述粪尿收集便器设在所述厕屋中，并且所述粪尿收集便器包括间隔布置的尿液收集区和粪污收集区，所述粪污收集区上设有落粪口和第一排气口；
尿液吸附设备，所述尿液吸附设备设在所述厕屋中，并且所述尿液吸附设备自下而上包括吸附区和雾化区，所述吸附区设有吸附材料，所述雾化区设有超声波雾化板，并且所述雾化区通过尿液收集管与所述尿液收集区连通；
粪污处理设备，所述粪污处理设备设在所述厕屋内且位于所述粪尿收集器的下方，所述粪污处理设备与所述落粪口相连，所述粪污处理设备内设有搅拌组件，并且所述粪污处理设备上设有出料口和填料口；
通风排气设备，所述通风排气设备分别与所述雾化区、所述第一排气口和所述粪污处理设备相连，并且所述通风排气设备的上端伸出所述厕屋顶部。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述雾化区内沿其高度设有多个超声雾化板。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述搅拌组件包括搅拌轴、左螺旋叶片、右螺旋叶片和T形搅拌桨，所述左螺旋叶片和所述右螺旋叶片分别通过第一固定柱环绕设置在所述搅拌轴的两端，所述T形搅拌桨设在所述左螺旋叶片和所述右螺旋叶片之间。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述T形搅拌桨包括第二固定柱和抄板，所述第二固定柱的一端设在所述搅拌轴上，所述抄板设在所述第二固定柱的另一端。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通风排气设备自下而上包括鸟粪石回收区、连接区、灭菌区、扰流区和排气区，所述连接区自下而上设有第一连接口和第二连接口，所述第一连接口与所述雾化区相连，所述第二连接口分别与所述排气口和所述粪污处理设备相连，所述鸟粪石回收区内布置有Mg(OH)2和H3PO4，所述连接区和所述灭菌区之间设有动力单元，所述灭菌区内设有紫外灭菌灯，所述扰流区内设有扰流组件，所述排气区设有第二排气口。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述扰流组件包括第一半月形扰流板和第二半月形扰流板，所述第一半月形扰流板和所述第二半月形扰流板沿所述扰流区的高度方向相对布置，并且所述第一半月形扰流板的一端与所述第二半月形扰流板的另一端间隔布置，所述第二半月形扰流板的一端与所述第一半月形扰流板的另一端间隔布置。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二连接口通过三通分别与所述第一排气口和所述粪污处理设备相连。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：
感应装置，所述感应装置设在所述厕屋的侧壁上；
控制装置，所述控制装置分别与所述感应装置、超声雾化板和所述搅拌轴，所述控制装置在收到所述感应装置反馈的如厕前信号后控制所述搅拌轴正向旋转以降低所述粪污处理设备内的堆体高度；所述控制装置在收到所述感应装置反馈的如厕信号后控制关闭所述超声雾化板，所述控制装置在收到所述感应装置反馈的如厕后信号控制所述搅拌轴反向旋转以提高所述粪污处理设备内的堆体高度，同时控制开启所述超声雾化板。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述尿液吸附设备设在所述粪污处理设备的侧壁上。
10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二排气口为T形三通。
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