专利名称：城乡粪便处理桶装化及绿色节水桶装坐便器的制作方法
当今世界各国许多城乡居民的粪便处理排放已逐渐向先进的管道化方式发展，分别是抽水马桶(坐厕)和水冲式粪槽(蹲厕)处理粪便，使粪便通过排粪管道进入化粪池内再溢水屯集粪便，有抽粪车抽取粪便，运到码头再用船运往处理地，看起来这种粪便的排放和处理是比较卫生而先进的，但是现在根据长期的应用，发现了许多的缺点和不足。
粪便在排放处理过程中是通过排粪管道进入化粪池，使水溢出屯集在化粪池内，当管道堵塞和断裂时或者因暴雨、洪水和地震等自然因素，就会使化粪池内的粪便冒溢出来造成周围环境的污染，还招引虫蝇的孳生，也容易造成病菌的传播，如98.5.9.上海劳动报登载了一文为“下水道堵塞，粪便外溢，想堵堵不住，超市遭殃”。文章讲诉了化粪池下水管道堵塞，粪便大量外溢殃及商场，影响工作和生活又造成环境污染。像类似情况在单位、家庭、社区和其它国家及地区都发生过。再讲，平时在冲洗马桶和粪槽时或当化粪池内的粪便经长期屯积后大量的粪便也会随着溢水流入阴沟再流到江河湖海，造成所经过的水域严重污染。还有像上海的旧石库门房子和其它地方的旧房屋因结构的原因而没有卫生设施(抽水马桶)，那些居民只能用一般的木制马桶每天要倒粪洗桶而受之其苦，再则倒粪洗桶时也会有很多的粪便污水流入阴沟再流入江河湖海造成水域环境污染。现在农村和许多城镇也是如此，像荣成市现在全面实施村庄兼并战略，大力提倡建4层以上的公寓楼，引导几村联合兴建一个生活小区，现有97个村庄消失(摘自良友周报99.2.6.第8版)。另外，粪便内还有大量的病毒菌，随着流水流入江河湖海，很难预防控制病毒菌的传染和扩散，如88年上海甲肝病毒流入崇明岛海域使大量的毛蚶受到污染，至今还不能食用，使得渔业经济受到影响，凡受污染的水域都会使渔业资源和食用水资源遭受影响，特别是夏季许多的病毒菌容易繁殖容易传染和扩散，极可能随着粪便的污水流入江河湖海造成严重的危害，据有关资料人类的疾病80％是与水的卫生有关。
从抽水马桶(坐式)和水冲式蹲厕来讲，它们在冲洗粪便时需要很多的生活用水，才能把粪便冲洗干净，而抽水马桶冲洗一次的用水量要6至8升的水，冲洗蹲厕(公厕)一次的用水量要10升以上的水。像上海有1300万人口的城市，每天单是冲洗粪便的生活用水就要用去6000万升水(估算每人每天6升水，人口匡计1000万)，还不计因管道、水箱、阀门等漏水的耗损，如今有许多国家的城市和地区都缺乏生活用水。如中东阿拉伯地区的水贵如油；墨西哥(城)的水要限量使用；台湾岛的淡水资源则靠天雨的赐给；中国山东济南市供水严重短缺(摘自98年3月31日上海新民晚报)类似情况在中国还很多。像上海有着江河水域的沿海城市也属于短缺水资源地区，更何况那些缺江少河地区的水资源缺乏就更为严重。我国现在已经把江河湖海的水资源纳入法制“渠道”，水可能是21世纪全人类最关注的资源，我国水资源人均占有量仅为世界人均量的四分之一，一些城市为了索取清洁水和生活用水超采地下水已造成地面下沉，到2010年，我国将缺水315亿立方米(摘自98年3月11日劳动报头版)。再则当抽水马桶和公厕的水冲便槽在缺水断水的情况下，人们在用厕时的那种感受就可想而知了。另外，现在的抽水马桶基本都是用陶瓷制作的，陶瓷制品在制造运输和按装使用过程中很容易损坏，会造成很大的资源耗损，陶土的开采和烧制过多对生态环境都是很不利的。
再则那些化粪池内积满的粪便是有环卫抽粪车来抽取粪便，这些粪便在抽取时把许多的水也一同抽取了，实际上1|3是粪2|3是水，这就减少了粪便的实际运输量。装满粪水的运输车还要把粪水运至码头卸入集粪池内，再有驳船把粪水运往目的地，运输中还存在滴漏现象沿途环境受到污染。另据98.3.10.上海劳动报第5版“赶潮的女船工们”和98.7.6.上海新民晚报第28版十日谈栏内“撑船女”等其它报刊上都记载着有关环卫工人运输粪便的报道，讲诉了那些环卫工人工作的繁重和辛苦，在恶劣环境极差条件下不管是刮风下雨、暴热严寒，还是白天黑夜都得启锚开航。像上海市的粪便每天要用120多艘驳船(共有15个船队，每队8艘船，每船装50多吨)轮番地把2千多吨的粪水运出申城，这样所做的一切也仅仅处理粪便总量的30％，也就是说像上海有着1300万人口的粪便每天有910吨左右{每人每天排泄粪便估为100克左右(1300万×100克×70％=910吨)}是流入江河湖海之中，而农作物所需要大量的有机肥(人的粪便最佳)却流失了。据有关资料记载像上海这样处理粪便的方法在全国还算是比较良好的，可卫生指标达标率也只是27.8％，其数据摘录98.11.15.解放日报第二版《上海粪便处理将实现管道化》。以上就是粪便在排放和处理运输中的缺点和弊端。
在生活实践中本人根据有关的启发设计了一种有效而有益的方法和实施方法的设施(绿色节水桶装坐便器)。这方法就是城乡粪便处理桶装化，它属于环境卫生领域的技术应用，该发明涉及一种粪便排放，特别是涉及一种粪便排放的处理，是一种粪尿分离及粪便纸袋(盒)桶装的方法。这种方法使用很简单，只是人们在排泄粪便时直接把粪便排泄到防水纸袋(盒)的装粪塑料桶内{塑料桶在使用前先垫放一只防水纸袋、盒(可降解树脂薄膜，30至60天可自行降解，对环境无二次污染)}，待十天左右粪便装满之后，再把粪桶送往收集点或者有环卫保洁员上门收取。收集点设立在一个新村及一个住宅小区或一个里委居住区或者设在公共厕所旁内，进行空满桶的调换，等装满粪便的塑料桶聚集到一定数量时，有环卫工人用车运往粪便预处理厂(由高速沉降式卧螺离心机，使粪便形成粪渣装入集装箱。这是上海将粪便处理实现管道化的新工艺方法)，可以直接运往沼气厂制成燃料或者运往制肥厂(化肥厂)把粪便经发酵、灭菌后制成各种颗粒状(不易随风飘移)的肥料，那样方便了暖室棚屋内的植物施肥，从而解决了农作物所需要大量的有机肥，又可以作为饲养蚯蚓、蝇蛹等食用性昆虫的饲料和菌菇类植物的肥料。粪便处理桶装化，为什么要用纸质防水袋(盒)，而不用塑料制品袋垫放在桶内，则是为了防止白色污染，另外的作用是为了减少清洗粪桶的工作量和用水量，也便于倾倒桶内的粪便，桶装的目的只是便于运送粪便时避免纸袋(盒)的破损。其方法的目的是节约生活用水，保护水资源不受污染，防止和根治粪便对生态环境的污染，运就是方法设计的基本要点和作用。
以上只是解决粪便处理和治理污染问题的方法，要想解决实际问题并得到理想而实际的效果和利益，那就要设计一种能够有效实施方法的设备(坐便器)。以下就是我根据实际情况设计的一种绿色节水桶装坐便器。绿色节水桶装坐便器的设计现为Ⅰ型手推式，家用或者公用都可以应用，根据实际情况和需要坐便器(简称)和装粪塑料桶及防水纸袋(盒)的尺寸规格可以放大，设家用的装载量为5公斤，公用的装载量为10公斤比较适合。随着该技术开发应用的扩大还能设计研制出一系列的产品如电动式，电脑全自动或半自动等式样。该技术和产品是属于建筑装璜材料设备制造领域，本发明涉及一种坐便器，特别是涉及一种坐便器内部结构。下面是以家用装载量为5公斤而设计手动式(I型)坐便器的说明书附图
的解释，解释I型坐便器的结构原理图和工作原理与使用图及尺寸示意图。
图P1是坐便器的结构示意图，有主视图(1)，俯视图(3)和右剖视图(2)三幅视图所组成，其结构基本明了。Ⅰ型(简称)的总长为65厘米，总宽为30厘米，总高为38厘米，其它尺寸多是以1∶10为比例单位尺寸为厘米。图(1)为主视图，其数字1表示进水软管和抽气软管的托架；2表示活动挡板；3表示抽气扇电源开关；4表示进水口和抽气口(二者可换位)；5表示钩住桶盖的钩子；6表示按放粪便桶的滑动架；7表示滑动架的道轨；8表示拆卸式挡饰板；9表示大便或小便时的移动板。图(2)是图(1)的右剖视图，其图主要显示前内部移动板构造。图内数字1表示进水软管和抽气软管的托架；2表示拆卸式手纸箱(左右可换位)；3表示大便或小便时的移动板；4表示小便池出水口；5表示小便池内胆；6表示滑动架；7表示坐便器的外壳。图(3)为便器Ⅰ型的俯视图，表明便器的外形和内部基本结构。其数字1表示滑动架推拉杆的手柄(左右可换位应用)；2表示抽气扇电源开关位置。
图P2，是坐便器的工作示意图，表明使用原理中的基本要点。图与实物的尺寸单位为厘米，比例为1∶10。图(4)表示装粪塑料桶的关闭，可以将小便尿入小便池内，那小便池出水口的S形虚点表示小便池出水口与下水道口的连接软管在按装时最好形成S形，这样可以避免从下水道出来的异味和小虫。图(5)表示大便时将滑动架由手柄向前推出到位，桶盖则有钩子钩住，防水纸袋(盒)塑料装粪桶随滑动架的前移桶口恰好移至肛门下，同时抽气扇开始工作，待大便完毕后，把粪桶滑动架拉回原处，桶盖自动盖好，抽气扇停止工作。图(6)表示待粪桶装满后，翻开坐便器上的面板取出粪桶，将备用空桶放进滑动架内，把桶盖上的扣环钩在钩子上即可重新使用。图(7)表示进水软管“2”(小圆点为清洗水出口)的走向和抽气软管“1”的位置。
图P3，是坐便器的装粪塑料桶图(8)和盖子图(9)的三视图。桶的尺寸单位为厘米长为29.5，宽为21，高为32，盖子的尺寸单位为厘米长为30、宽为22、厚度为1.5，图和实物的比例为2∶10。空桶在使用前先垫放一只和桶大小一样的防水纸袋(盒)，这样可以使粪便不会粘在桶上，便于倾倒粪便，减少清洗粪桶的用水量和工作量，从而有效地避免第二次污染。
图P4，是坐便器的尺寸示意图为图(10)，其单位为厘米，比例为1∶10，基本表明了坐便器的内外尺寸。
Ⅰ型坐便器整个工作原理和使用方法是这样的，当坐便器按装好后，把防水纸袋、盒装粪塑料桶按放在滑动架上试一试各个活动部位是否正常，如正常就可以使用了。使用的方法很简单则是在小便时不要把装粪桶的滑动架推出，直接把小便尿入小便池内，女性只是把坐圈放下就可使用。大便时将手按在滑动架的手柄上向前推动到位，这时小便池变小，防水纸袋(盒)装粪塑料桶口正好移至肛门下，同时抽气扇开始工作{抽气扇的形状大小与静音电吹风相似，只是工作原理相反，抽气扇按装在窗口等高处，抽气扇的出风口向外，进气口用塑料软管(空调滴水管)连接在坐便器上的抽气口处}；也可以按装一只先进的电子自动消臭器(国内已经引进使用)，粪便即可直接排泄到防水纸袋(盒)装粪塑料桶内，如有少量的小便滴入桶内也无妨，尽量避免过多的小便尿入粪桶内，那样可以增加粪便的装载量，待大便完毕后，把滑动架拉回到原处，这时小便池变大抽气扇或电子自动消臭器停止工作，滑动架上的粪桶进入里层同时桶口被关闭，所以使用时不会有异味外泄。坐便器的进水管最好连接在洗手池的出水口上，这样可以利用洗手水冲洗小便池达到节水的目的。也可使用洗澡用的移动式莲蓬头清洗小便池。最好的是按装一台新式自动洁身便座，运样可以洁身又能利用那些水冲洗小便池达到一水二用的效果。待十天左右粪桶装满后(三口之家)，翻开坐便器上面的面板取出粪桶，再将备用空桶(使用前先垫放一只防水纸袋或纸盒)放在滑动架上，把桶盖上的扣环钩在钩子上就可重新使用，然后把装满粪便的桶送到粪便收集点调换空桶，或者有环卫保洁员上门来收取粪桶同时调换空桶和按放空桶(对孤老或残疾人)，这像现在人们所饮用的瓶装饮用水(18升左右)那样满桶进空桶出，与我设计的方法恰好相反(满桶出空桶进)。绿色节水桶装坐便器则是实施城乡粪便处理桶装化的基本设施。
绿色节水桶装坐便器的应用会使粪便桶装化产生许多的优点和效益，它能1)防止病毒菌(痢疾霍乱等)的传染和扩散，便于消毒灭菌扼制病毒菌的繁殖(尤其是医院和病人)，更有效的控制大量流动人员所带某些病毒菌的传染和扩散。2)有效地控制粪便对江河湖海的污染，还能避免因人为和自然因素(软布、卫生巾和其它物件或因挖地施工使管道断裂堵塞和马桶堵塞以及地震、暴雨、洪涝等)所造成的环境污染。3)可以节约很多的生活用水。4)还能免去减少许多的排粪管道和化粪池等设置，对那些因房屋(简易房、四合园、石库门等)结构没有排粪管和化粪池等设备而每天要倾倒马桶的住户解决了难题。5)粪便的桶装化由于是粪尿分离的形式处理粪便，因此桶装粪便的含水量少，这样就提高了粪便的装载量和运输效率，又减轻环卫工人清掏运输工作的繁重和辛苦。6)还减少运输粪便的车辆和船舶与其它设施(集粪池、集粪站、粪码头等)及中转流程。7)由于桶装粪便的含水量少，粪便就可以有效的运往沼气厂制成燃料或者把粪便运往制肥厂(化肥厂)制成颗粒状的肥料或饲料。8)在客机上使用这种方法和设施就可以减少客机上的载水量，客船也是如此；还能解决列车因进站等因素而不能使用马桶的难题，解决大型广场和周边没有卫生设置的地方而设立一个流动式车辆厕所。其作用具有减少水资源的浪费，有助于自然环境的保护，也有助于人类生活的卫生和身体的健康，还可增加经济效益和社会效益，在以后的运用中还会产生一些优点。但这种方法唯一的缺点只是十天左右要倾倒一次粪便，这与每天倒垃圾一样方便。
绿色节水桶装坐便器的制造工艺和材料选择有多种，材料可选用不锈钢、ABS塑料、彩钢压型薄板、铝合金、彩钢复合板、塑钢等能使坐便器具有防水防锈耐磨，能承受一定的压力和重量。另外，滑动架的道轨最好采用先进的滚珠式滑轨，使滑动架能灵活轻巧的移动。小便池的进水清洗管选用一根塑料软管，把出水口封住并在管的前段打一排小孔[图P2的图(7)中数字2已表明]，按装在托架上，将小孔口转至朝下。制造装粪塑料桶的原材料要选择比较好的(装乳胶涂料的那种塑料桶)不容易使粪桶破碎和爆裂，避免在使用中造成麻烦和不便，从而影响工作和生活。再者防水纸袋、盒的制造加工材料要采用“绿色”环保型的原料如甘蔗渣、玉米芯等还可以选用可降解树脂薄膜，30至60天可自行降解，对环境无二次污染，桶与纸袋盒的并用就能在使用、运输、倾倒清洗时带来方便。在制造坐便器的工艺中可以采用分段[以图P1的图(1)中间剖面线为界]冲压和整体模压坐便器的主要部件，然后拼装而成。外壳材料的厚度根据所选用该材料特性而定，外壳一般为3毫米左右，内胆小便池为2毫米左右，手纸箱和三块挡饰板为1毫米左右并采用拆卸式和其它容易装配的方法进行制造和加工。这样坐便器就容易按装便于运输，使坐便器小巧灵活，减少占地增加移位性，凡有下水道的地方都可以按装使用。
权利要求
城乡粪便处理桶装化的方法是一种粪尿分离的形式，将小便由小便池及S形连接管排入下水道，而粪便直接排泄到防水纸袋、盒的装粪塑料桶内，待十天左右粪便装满后有自己或环卫保洁员把粪便桶送往收集点进行空满桶调换，而收集点只设在新村小区和住宅小区或公共厕所旁内，等粪桶聚集到一定数量时有环卫工人把粪桶运往粪便预处理厂或沼气厂和制肥厂。绿色节水桶装坐便器的结构由外壳、小便池内胆、滑动架、道轨、移动板、抽气扇或电子消臭器、手纸箱、进水软管、抽气软管、S形连接软管、推拉杆手柄、装粪塑料桶及防水纸袋、盒组成。其主要部件材料可选用不锈钢、ABS塑料、铝合金、塑钢等具有防水防锈耐磨，能承受一定的压力和重量；道轨采用滚珠式滑轨；装粪塑料桶要选择不容易破碎和爆裂象装乳胶涂料的那种塑料桶；防水纸袋、盒要用环保型的原料如甘庶渣、玉米芯等相类似的植物和可降解树脂薄膜。其坐便器的制造工艺可以根据材料的特性采用分段冲压和整体模压主要部件，然后进行组合拼装。该坐便器的工作原理是通过推拉杆手柄，由滑动架与道轨和移动板的活动使粪桶能前移和回原，桶盖能自动开启和关闭，抽气扇或消臭器能同时工作。这种坐便器的使用方法在小便时不要推出滑动架上的粪桶，小便直接尿入小便池内(坐着使用放下坐圈)；大便时把滑动架上的粪桶由推拉手柄向前推动到位，装粪桶口正好移至肛门下，抽气扇或电子消臭器同时开始工作，这时将粪便直接排入防水纸袋、盒的装粪塑料桶内，等大便完毕后把滑动架拉回原处，粪桶进入里层桶口被关闭，抽气扇或消臭器停止工作；另外，可以利用洗手水冲洗小便池，待十天左右粪桶装满后，翻开坐便器上面的面板取出粪桶，再把备用空桶(使用前先垫放一只防水纸袋或纸盒)按放在滑动架上，将桶盖上的扣环钩在钩子上就可以重新使用，然后把装满的粪桶，送到收集点调换空桶或者有环卫保洁员上门收取粪桶的调换和按放空桶(对孤老或残疾人)。以上这些都是绿色节水桶装坐便器的结构组合、材料选用、制造工艺、工作原理、使用方法的基本特征。由于城乡粪便处理桶装化和绿色节水桶装坐便器二者是从属关系不可单独设立应用。如仅有城乡粪便处理桶装化的方法而没有绿色节水桶装坐便器就无法实现和达到城乡粪便处理桶装化的目的和效果。如果只应用绿色节水桶装坐便器就不能显示城乡粪便处理桶装化的主要性。
全文摘要
城乡粪便处理桶装化的技术方法是属于环境卫生领域,其方法只是人们大便时把粪便直接排泄到防水纸袋(盒)的装粪塑料桶内,装满后有自己或有社会保洁员上门收取送往收集点并进行空满桶调换;收集点设立在居住小区或公共厕所旁内,待粪桶聚集一定数量时有环卫工人运往粪便预处理厂或沼气厂及制肥厂进行处理应用。绿色节水桶装坐便器是属于建筑装潢制造领域,该便器是实施粪便处理桶装化的必要设施,它的制造很简单,只是把选择的材料进行分段冲压或整体模压而成,可以现场装配,所有的卫生间或有下水道的地方都能安装使用,使用时根据大小便的需要把便器上的装粪桶(使用前桶内先垫放一只防水纸袋、盒)由滑动架向前推动到位即可使用,另外再设一只备用空桶以作调换之用。
文档编号E03D5/00GK1283432SQ99113499
公开日2001年2月14日 申请日期1999年3月3日 优先权日1999年3月3日
发明者陈伟亮 申请人:陈伟亮