无下水道尿分离输送式生态堆肥厕所 |
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| 申请号 | CN202410174792.8 | 申请日 | 2024-02-07 | 公开(公告)号 | CN117860137A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 河南瓦蓝环境科技有限公司; | 发明人 | 刘传学; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及厕所领域，具体涉及一种无下 水 道尿分离输送式生态堆肥厕所。旨在解决现有厕所用水量大、能耗高、污染严重、废物 回收利用 难、安装和运维成本高的问题。本发明包括包括形成 密闭空间 的厕所空间，所述厕所空间包括如厕空间和堆肥空间，如厕空间与堆肥空间相邻，之间有隔墙，隔墙底部有开口，所述隔墙底部开口处设置尿分离输送式厕所组件，所述尿分离输送式厕所组件包括得以实现尿液和固体废物分离的尿分离输送式便器装置，处理尿液的尿液 发酵 滴灌 装置和处理固体废物的固体废物堆肥装置。优点在于：具备完成的尿液与固体废物分离，尿液与固体废物就地处理并资源化利用，厕所结构紧凑，节省处理成本，实现完全无水化工作。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种无下水道尿分离输送式生态堆肥厕所，其特征在于：包括形成密闭空间的厕所空间，所述厕所空间包括上下相邻的如厕空间和堆肥空间，如厕空间与堆肥空间之间有隔墙，隔墙底部有开口；隔墙底部开口处设置尿分离输送式厕所组件，所述尿分离输送式厕所组件包括得以实现尿液和固体废物分离的尿分离输送式便器装置，处理尿液的尿液发酵滴灌装置和处理固体废物的固体废物堆肥装置（5）； |
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| 说明书全文 | 无下水道尿分离输送式生态堆肥厕所技术领域[0001] 本发明涉及厕所领域，具体涉及一种无下水道尿分离输送式生态堆肥厕所。 背景技术[0002] 现有厕所技术多为水冲式，水冲式厕所将废物混合，变成粪污水，经过排污管道运送污水处理厂，污水处理厂处理后的水排放到河流中，形成的污泥进行填埋处理。这种水冲式厕所系统在工作中需要消耗大量的水资源，在处理过程中需要消耗大量的能源，经过污水处理厂处理后的水含有较高的氮、磷元素排放到河流中污染水体，造成水体富营养化，破坏生态多样性，形成的污泥填埋后污染土壤，造成土壤板结，另外，粪尿中植物所需要的营养物质无法回收利用，土壤有机质流失，农业生态循环受阻，温室气体排放加大，碳排放的压力加重。这种水冲式厕所系统不可持续。随着人们对绿色生活、健康生活的不断追求，建立一个可持续可循环的生态厕所系统，减少厕所对水资源的消耗和厕所粪水对环境的污染，以及废物可以变废为宝回归农业，实现生态循环就成实现绿色生活中不可忽略且无法回避的重要问题之一。 [0003] 生态厕所的优势越来越受到人们的欢迎，在景区、街道和公园应用中，人们对采用生态厕所的兴趣也与日俱增。因此，许多具有节水功能和减少环境污染的环保生态厕所也就应运而生。近几年出现的生态厕所主要有以下几种类型：负压微水循环型、干式微生物堆肥型、泡沫封堵节水型和塑料袋打包式免水冲型等。上述生态厕所虽各具一定的优点，但在实际使用中也存在一些不足之处，如负压微水循环型厕所成本高、噪音大、技术难度高，一旦故障不易维修，后期维护难；如干式微生物堆肥型厕所在使用时需限定使用人数，一旦在规定时间内使用人数超标，其处理效果将会变差，而且能耗比较高；而塑料袋打包式免水冲型厕所在实际使用中则存在着运行成本高和污物搬运的尴尬问题；这些类型的生态厕所也都存在着实际运行成本较高的问题，即“节水不节支”问题，因而也影响到上述生态厕所的大面积推广使用。 [0004] 综上所述，现阶段，亟待需要一种无需水冲、无需排污、厕所洁净无味，而且废物可以全量回收堆肥利用，又同时安装和维护成本低的生态堆肥厕所。 发明内容[0006] 本发明的目的就是为了解决现有厕所用水量大、能耗高、污染严重、废物回收利用难、安装和运维成本高的问题。 [0007] 本发明的具体方案是：设计一种无下水道尿分离输送式生态堆肥厕所，包括形成密闭空间的厕所空间，所述厕所空间包括上下相邻的如厕空间和堆肥空间，如厕空间与堆肥空间之间有隔墙，隔墙底部有开口；隔墙底部开口处设置尿分离输送式厕所组件，所述尿分离输送式厕所组件包括得以实现尿液和固体废物分离的尿分离输送式便器装置，处理尿液的尿液发酵滴灌装置和处理固体废物的固体废物堆肥装置；所述尿分离输送机构包括一个上盖，其开口与便器外壳尿液和固体废物入口对齐，接收尿液和固体废物，所述环形输送部件的上端延伸穿过便器外壳的固体废物出口并进入堆肥空间，分流的固体废物被置入该堆肥空间中的固体废物堆肥装置中。 [0008] 所述尿分离输送式便器装置包括一个蹲式或坐式便器外壳和一个尿分离输送机构。所述蹲式或坐式便器外壳包括：尿液和固体废物入口和固体废物出口；所述便器外壳内部得以容纳安装尿分离输送机构，所述尿分离输送机构包括一个由控制部件驱动的部件导向的环形输送部件，所述环形输送部件安装在与水平面有倾斜角度的底座上，形成高端和低端；所述环形输送部件底部端下方安装收集尿液的V型尿液收集槽，所述V型尿液收集槽连接导流管，所述导流管的另一端连接尿液发酵滴灌装置，所述环形输送部件高端的下方安装固体废物堆肥装置，所述控制部件的动力源连接有机械脚踏板，或动力源连接有动力电机，环形输送部件两侧设有挡水裙边，上部设有防溅外壳，所述防溅外壳开口与便器外壳尿液和固体废物入口对齐。 [0010] 所述机械式脚踏板包括踏板和连杆传动结构，即所述踏板端部固定连接连杆，所述连杆另一端依次经由铰支连接安装摇杆、主动轮、从动轮，所述环形输送部件的转向为单向，所述踏板和连杆的固定端上安装驱动轴，所述环形输送部件的驱动轴上安装单向轴承。 [0011] 所述V型收集槽底部设有平移装置，和为平移装置实现定时驱动的定时驱动装置，所述收集槽内还设有爬犁状格栅，所述爬犁状格固定在沿水平方向上的滑轨内，所述爬犁状格栅上设有部件动其移动或转动的动力源，所述堆肥空间与尿分离输送式便器装置相邻。 [0012] 所述尿液发酵滴灌机构包括收集发酵罐和滴灌管，所述收集发酵罐外接一根或多根滴灌管，所述滴灌管埋于地下，埋深30cm以上，所述尿液收集发酵罐包括至少两腔室，第一腔室内有过滤隔层，过滤材料采用通用滤沙或碳基材料,过滤材料厚度在2‑3cm，第二腔室的入口与第一腔室连接，出口连接所述滴灌管，处理量不小于每小时2升，所述尿液收集发酵罐的出口设有溢流式开关阀门，所述第一腔室上还设有碱水开关以灌注碱水。 [0013] 所述滴灌管外部套装柱状饱水袋，所述饱水袋包括套装的多个饱水材料制成的饱水球，所述滴灌管沿液体流动方向渐低，所述滴灌管的端部还设有溢流储罐，所述溢流储罐外接出口，所述出口设有抽取负压源，所述出口高于地面。 [0014] 所述固体废物堆肥装置包括一个桶状容器和一个有驱动部件驱动的搅拌器，所述桶装容器有一个接收固体废物的开口和一个通风用的排风口；所述搅拌器每分钟2‑3转；所述固体废物堆肥装置内填装有包括稻壳、木屑的碳基混合物填料，所述碳基混合物填料需要添加到桶装容器的三分之一处，所述固废收集堆肥装置内铺装厚度大于1.5‑3mm的土工布防水膜层。 [0015] 所述堆肥空间，包括至少有一个壁口；一个与墙壁开口相对的门、以及一个或多个尿分离输送式便器装置,以连接一个或多个尿分离输送式厕所组件。堆肥空间包括用于向堆肥空间外部排气的空气净化循环装置。 [0016] 本发明的有益效果在于：整套设备近似全自动设备，降低了野外作业对于配套的电力的需求门槛； 整套设备中，采用无水化的处理方式，降低了野外作业对于水资源的需求门槛，同时，无水的方案也降低了后期蚊虫细菌的滋生速度，一定程度上使低频率的维护成为可能； 具备完成粪尿源头彻底分离，无需水冲，无需下水管道，节约了大量的能源和投资成本，粪尿作为有用的资源回归农业；绿色、低碳并且有效防止粪污对水源和土壤污染，保护生态环境，使人类废物的管理进入到可持续的生态循环新阶段，实现人与自然和谐共生。 [0017] 同时该厕所不受所在区域供水和排污设施的限制，随置随用，并且可以有效降低维护频率，也可以大大降低厕所管养和运维的成本，而且维护难度低。 [0018] 对尿液的处理过程，既可以高效的完成处理，又可以滋养野外植被，实现野外施肥的自动化，同时对消化速度的控制，可以有效防止烧肥的现象发生；加装的弹簧，其本身的震动，更加便于设备上污物的掉落； 设备整体可以实现每年只需1‑2次的保养维护，尿液就地发酵疏散滋养植物，固体废物堆肥1‑3年清理一回，日常保洁15天一清理，极大的节省了工作人员的工作时间和劳动强度，避免工作人员与危险废物的接触。 附图说明 [0019] 图1是本发明工作状态的组装示意图；图2是本发明结构的立体图； 图3是蹲式便器装置结构示意图； 图4是做事便器装置示意图； 图5是图2所示结构的主视图； 图6是图2所示结构的俯视图； 图7是图2所示结构的左视图； 图8是图2所示结构的右视图； 图9是图2所示结构的仰视图； 图10是另一实施方式的结构的立体图； 图11是图10实施方式的主视图； 图12是图10的另一角度示意图； 图13是工作流程示意图； 图14是滴灌管的截面示意图； 图15是图1中C处放大示意图； 图16是堆肥装置示意图； 图17是堆肥空间示意图； 图18是另一角度堆肥空间示意图； 图中各部件名称：1. 如厕装置；2. 蹲式或坐式便器外壳；3.厕所门；4. 排气出口；5. 固体废物堆肥装置；6. V型尿液收集槽；7. 固体废物入口；8.输送架；9. 环形输送部件；10.刮板；11.第二刮板刮板；12.弹簧；13. 曲轴；14.连杆；15.摇杆；16.主动轮；17.从动轮；18. 脚踏板；19. 挡板；20.导流管；21. 滴灌管；22. 溢流储罐的压力式入料阀门； 23.尿液收集发酵罐；24. 柱状饱水袋；25.溢流储罐；26.溢流储罐的抽取管道。 具体实施方式[0020] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1 [0021] 一种无下水道尿分离输送式生态堆肥厕所，参见图1至图18，设计包括形成密闭空间的厕所空间，所述厕所空间包括上下相邻的如厕空间和堆肥空间，如厕空间与堆肥空间之间有隔墙，隔墙底部有开口；隔墙底部开口处设置尿分离输送式厕所组件，所述尿分离输送式厕所组件包括得以实现尿液和固体废物分离的尿分离输送式便器装置，处理尿液的尿液发酵滴灌装置和处理固体废物的固体废物堆肥装置5；所述尿分离输送机构包括一个上盖，其开口与便器外壳尿液和固体废物入口对齐，接收尿液和固体废物，所述环形输送部件9的上端延伸穿过便器外壳的固体废物出口并进入堆肥空间，分流的固体废物被置入该堆肥空间中的固体废物堆肥装置5中。。 [0022] 所述尿分离输送式便器装置包括一个蹲式或坐式便器外壳2和一个尿分离输送机构。所述蹲式或坐式便器外壳2包括：尿液和固体废物入口和固体废物出口；所述便器外壳内部得以容纳安装尿分离输送机构，所述尿分离输送机构包括一个由控制部件驱动的部件导向的环形输送部件9，所述环形输送部件9安装在与水平面有倾斜角度的底座上，形成高端和低端；所述环形输送部件9底部端下方安装收集尿液的V型尿液收集槽6，所述V型尿液收集槽6连接导流管20，所述导流管20的另一端连接尿液发酵滴灌装置，所述环形输送部件9高端的下方安装固体废物堆肥装置5，所述控制部件的动力源连接有机械脚踏板18，或动力源连接有动力电机，环形输送部件9两侧设有挡水裙边，上部设有防溅外壳，所述防溅外壳开口与便器外壳尿液和固体废物入口对齐。 [0023] 所述输送框架架上还设有与所述环形输送部件9之间形成压切的多重清扫部件，所述多重清扫部件安装有自复位弹簧，所述多重清扫部件为长方形，其切边设有清扫刮条，所述清扫刮条设有快拆机构。 [0024] 所述机械式脚踏板包括踏板和连杆传动结构，即所述踏板端部固定连接连杆，所述连杆另一端依次经由铰支连接安装摇杆、主动轮、从动轮，所述环形输送部件的转向为单向，所述踏板和连杆的固定端上安装驱动轴，所述环形输送部件的驱动轴上安装单向轴承。 [0025] 所述V型收集槽6底部设有平移装置，和为平移装置实现定时驱动的定时驱动装置，所述收集槽6内还设有爬犁状格栅，所述爬犁状格固定在沿水平方向上的滑轨内，所述爬犁状格栅上设有部件动其移动或转动的动力源，所述堆肥空间与尿分离输送式便器装置相邻。 [0026] 所述尿液发酵滴灌机构包括收集发酵罐和滴灌管21，所述收集发酵罐外接一根或多根滴灌管21，所述滴灌管21埋于地下，埋深30cm以上，所述尿液收集发酵罐23包括至少两腔室，第一腔室内有过滤隔层，过滤材料采用通用滤沙或碳基材料,过滤材料厚度在2‑3cm，第二腔室的入口与第一腔室连接，出口连接所述滴灌管21，处理量不小于每小时2升，所述尿液收集发酵罐23的出口设有溢流式开关阀门，所述第一腔室上还设有碱水开关以灌注碱水。 [0027] 所述滴灌管21外部套装柱状饱水袋24，所述饱水袋包括套装的多个饱水材料制成的饱水球，所述滴灌管21沿液体流动方向渐低，所述滴灌管21的端部还设有溢流储罐25，所述溢流储罐25外接出口，所述出口设有抽取负压源，所述出口高于地面。工作过程中，尿液可以通过滴灌的方式，缓慢浸入周边土壤，实现消解和土壤增肥的作用，进一步的，增加了一个存储装置和配套的溢流式开关，设计作用在于，当短时间内尿液收集过多时，进行一道拦截，让拦截不住时，收入溢流储罐进行外接式清理，这样可以保证渗透进土壤中的尿液不会过多，防止烧肥的情况发生，同时保证挥发速度相对平均，便于统筹管理。 [0028] 所述固体废物堆肥装置5包括一个桶状容器和一个有驱动部件驱动的搅拌器，所述桶装容器有一个接收固体废物的开口和一个通风用的排风口；所述搅拌器每分钟2‑3转；所述固体废物堆肥装置5内填装有包括稻壳、木屑的碳基混合物填料，所述碳基混合物填料需要添加到桶装容器的三分之一处，所述固废收集堆肥装置内铺装厚度大于1.5‑3mm的土工布防水膜层。 [0029] 所述堆肥空间，包括至少有一个壁口；一个与墙壁开口相对的门、以及一个或多个尿分离输送式便器装置,以连接一个或多个尿分离输送式厕所组件。堆肥空间包括用于向堆肥空间外部排气的空气净化循环装置。所述堆肥空间包括一个与墙壁开口相对的门。所述堆肥空间与尿分离输送式便器装置相邻。工作过程中，使用者如厕后，人工踩踏脚踏板18或者电动驱动，带动环形输送部件9运行，运行过程中尿液与固体废物从便器外壳的入口出进入到尿分离输送机构，在尿分离输送机构的运动下，尿液流入V型收集槽6，固体废物经由环形输送部件9输送，落入固体废物堆肥装置5中。 [0030] 尿液收集发酵罐23是一个两腔室的罐体，第一腔室内有过滤隔层，过滤材料采用通用滤沙或碳基材料,过滤材料厚度在2‑3cm，发酵收集罐上部有尿液流入接口，排气口，检修口，底部有排出接口。分离装置的V形收集槽6的导流管20与尿液发酵滴灌疏散组件的尿液流入接口连接，使分离便器组件分离出来的尿液废物进入尿液收集发酵罐23的第一腔室，经过过滤层进入第二腔室发酵腔室内发酵，发酵产生的气体通过排气口排出，所述尿液收集发酵罐23根据厕所的大小和使用频率，尿液收集发酵罐23可以设计容纳3‑7天的尿液容量，尿液发酵完成后由底部排出口排出进入尿液滴灌疏散部件。 [0031] 尿液滴灌疏散部件由直径50mm‑110mm部件滴灌孔的PVC或PE螺纹疏散管、透水土工布、发泡EPS过滤颗粒制成。部件滴灌孔螺纹疏散管外包覆透水土工布和发泡EPS过滤颗粒，发酵后的尿液通过尿液收集发酵罐23底部排出口与尿液滴灌疏散部件连接，发酵后的尿液进入疏散部件后被均匀的滴灌到植物的根部土壤，为植物提供营养，供植物生长，从而将尿液处理并资源化利用。 [0032] 固体废物堆肥空间包括一个密闭的堆肥空间，该空间至少有一个墙壁开口；以及一个或多个尿分离输送式便器装置，每个尿分离输送式便器装置包括一个尿分离输送机构，用于分离进入尿分离输送机构的尿液和固体废物，尿分离输送机构包括由控制装置驱动的倾斜的环形输送部件，用于通过重力分离尿液废物和固体废物，其中尿液废物被分流到倾斜的环形输送部件的底端，固体废物被分流到倾斜的环形输送部件的顶端；安装在倾斜的环形输送部件底端的V型尿液收集槽，用于收集分流的尿液废物进行处理； 和一个外形为坐式或蹲式便器外壳，其尺寸可容纳尿分离输送机构，其中便器外壳包括一个与尿分离输送机构对齐的开口，尿液和固体废物通过该开口进入尿分离输送机构，便器外壳还包括一个固体废物出口，倾斜的尿分离输送机构的上端通过该出口将固体废物分流处理；其中每个便器外壳的固体废物出口与密闭堆肥空间的墙壁开口密封接合，环形输送部件的上端通过该出口延伸，将固体废物分流到堆肥空间处理。 [0033] 采用无下水道尿分离输送式生态堆肥厕所会产生一些与安装和操作无下水道尿分离输送式生态堆肥厕的实用性有关的问题，特别是在城市中使用。例如，在大多数情况下，无下水道尿分离输送式生态堆肥厕的安装和运行需要与建筑物的现有基础设施相适应，包括空间效率、安装简便性、与现有建筑物基础设施的兼容性、使用和维护简便性以及满足用户需求等方面。这些问题并不局限于城市场所，也可能出现在更偏远的场所，如露营地和景区。因此，虽然此处描述的无下水道尿分离输送式生态堆肥厕的示例性实施例与城市环境有关，但可以理解的是，本公开的无下水道尿分离输送式生态堆肥厕可用于其他环境，如农村和工业场所。 [0034] 根据本公开实施例设计的无下水道尿分离输送式生态堆肥厕易于安装和使用。尿分离输送式便器装置设计紧凑，在尿分离输送式便器装置主体内设有尿分离输送机构，用于在尿分离输送式便器装置之外和远离尿分离输送式便器装置的地方处理和堆肥废物。通过这种方式，本公开的尿分离输送式便器装置可提高空间效率。根据本公开的实施例，尿分离输送式便器装置的紧凑设计可适应一系列空间，包括现有结构中通常狭小而有限的空间。 [0035] 本公开的尿分离输送式便器装置设计紧凑，可以很容易与现有基础设施相匹配。特别是，根据本公开的某些实施例，尿分离输送式便器装置的安装和运行不需要对现有基础设施进行复杂、广泛的改造。 [0036] 具体来说，根据本公开的实施例，尿液与固体废物的分离发生在尿分离输送式便器装置内部，固体废物和尿液废物分离出来离开尿分离输送式便器装置后进行处理。在某些实施例中，尿分离输送式便器装置可连接到基础设施的现有排污管网系统。然后，尿液废物被转移到现有的污水处理系统中进行处理。这样，本公开的尿分离输送式便器装置就可以与环境中现有的基础设施兼容，而无需进行大规模的改造。由于尿液废物从固体废物中分离出来并单独处理，因此尿液不会影响堆肥过程。因此，本公开的尿分离输送式便器装置可以容纳进入输送式便器装置的任何液体废物，包括通常用于普通水冲厕所的清洁产品，而不会影响堆肥过程的运行。根据本公开的实施例，分离出的固体废物被转移到指定的固体废物堆肥装置中，在那里使用本领域技术人员已知的任何堆肥方法进行处理。实施例2 [0037] 在优选实施例中，固体废物通过堆肥处理，堆肥空间内保持有利于堆肥的条件。根据本公开的实施例，分离出来的固体废物会从尿分离输送便器装置转移到外部堆肥空间进行处理。根据某些实施例，堆肥空间是一个密闭的外壳，通过墙壁开口与尿分离输送便器装置密封接合，但在其他方面与尿分离输送便器装置分离。堆肥空间位于地面上，可用于接收来自一个或多个尿分离输送便器装置的固体废物。在一个实施例中，堆肥空间被配置为接收来自一个尿分离输送便器装置的固体废物。在其他实施例中，堆肥空间被配置为接收来自多个尿分离输送便器装置的固体废物。位于地面便于安装本公开的堆肥空间，并可容纳一个或多个尿分离输送便器装置。这样，本公开的尿分离输送便器装置就能适应用户的实际需求，因为用户通常需要多厕所设施，堆肥空间被配置为接收来自位于地面层的一个或多个尿分离输送便器装置的固体废物。 [0038] 当需要冲洗时，可以利用机构本身，入口处倒入适当的净水，同时控制传送带转动，实现对传送带的冲洗，同时，净水进入滴灌管后，实现缓释，可以适当降低土壤中氮元素的浓度，控制土壤墒情。 [0039] 最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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