人粪无害化处理及资源化利用的方法与流程

本发明属于废弃物无害化处理及资源化利用领域，尤其涉及一种人粪无害化处理及资源化利用的方法。

背景技术：

人体排泄物主要包括粪以及尿液，其具有极高的回收价值，粪发酵可得到绿色无污染的有机肥，尿液可以提取尿蛋白酶，治疗血栓类疾病的尿激酶，治疗胰腺炎的乌司他丁以及治疗不孕不育的促性腺激素，更有治疗癌症的尿肽等有效成分。另外对人体排泄物合理的回收利用可有效的提高资源利用率，避免环境污染，其为打造可循环生态经济中不可或缺的一部分。

目前中国人口已经突破13亿，每天会产生大量的排泄物。大多数人体排泄物直接排入城市下水系统，其直接与其它生活污水混合，无法有效的回收利用。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种人粪无害化处理及资源化利用的方法。

本发明采用如下技术方案：

一种人粪无害化处理及资源化利用的方法，包括如下步骤：

1)在卫厕中安装可在人如厕时分别对粪便和尿液进行收集的便器；便器包括粪便通口和尿液通口；

2)将粪便通口与粪便储存装置相连，将尿液通口与尿液储存装置相连，粪便和尿液分别暂存于粪便储存装置和尿液储存装置中。

3)将粪便储存装置和尿液储存装置中的粪便和尿液分别输送至发酵系统和尿液处理系统中进行处理利用。

优选的，尿液储存装置包括尿液储存罐以及可对尿液储存罐中的尿液进行加热或降温的保鲜系统。

优选的，发酵系统包括旋切机1、发酵罐4以及翻抛机5；旋切机1的输出端与去石风管2相连，去石风管2的输出端通过第一进料绞龙6与粉碎机3相连，粉碎机3的输出端依次通过第二进料绞龙7和皮带输送机8与发酵罐4相连，发酵罐4的卸料口与翻抛机5相连。

优选的，灭菌除臭装置内部设置有光触媒除臭机构。

优选的，尿液储存装置内的尿液温度为0℃ˉ5℃。

优选的，粪便储存装置和尿液储存装置分别与灭菌除臭装置相连。

本发明可有效的将人体排泄物进行分别处理，将人体排泄物进行系统化处理，提高人体排泄物的无害化处理及资源化利用率，降低污染。

附图说明

图1是本发明的流程结构示意图。

图2是本发明发酵系统的结构示意图。

图3是本发明粪便总储罐与发酵罐之间的连接关系结构示意图。

图4是本发明去石风管的结构示意图。

图5是本发明粪便储存装置的结构示意图。

图6是本发明定位底板与粪便储罐位置关系结构示意图。

图7是本发明定位卡盘与压盘的位置关系的结构示意图。

在附图中，1旋切机、2去石风管、21竖直管段、22进料管段、23出料管段、3粉碎机、4发酵罐、41粪便总储罐、42过滤器、43浓浆泵、44风机、45三通、5翻抛机、6第一进料绞龙、61除尘器、7第二进料绞龙、8皮带输送机、9定位底盘、91粪便储罐、92定位卡盘、93压盘、94操控装置、95驱动装置、96主轴。

具体实施方式

以下结合附图1-6给出的实施例，进一步说明本发明的具体实施方式。本发明不限于以下实施例的描述。其中，固体排泄物为粪便，液体排泄物为尿液。

如图1-2所示：一种人粪无害化处理及资源化利用的方法，其包括如下步骤：步骤一，固液分离，通过分离设备，将排泄物中的粪便和尿液进行分离；所述分离设备为带有固液分离功能的便器。

在卫厕中安装可在人如厕时分别对粪便和尿液进行收集的便器；便器包括粪便通口和尿液通口；

步骤二，将粪便通口与粪便储存装置相连，将尿液通口与尿液储存装置相连，尿液和粪便暂存于与其对应的储存装置中，当储存装置满料后再将料液进行转送。

步骤三，将粪便储存装置和尿液储存装置中的粪便和尿液分别输送至发酵系统和尿液处理系统中进行处理利用；粪便经过发酵系统发酵后可制成有机肥，尿液在尿液处理系统中提取有效药用成分后，可用作制作叶面肥。

所述粪便储存装置和尿液储存装置分别于灭菌除臭装置相连。

优选的，尿液储存装置包括尿液储存罐以及可对尿液储存罐中的尿液进行加热或降温的保鲜系统。保鲜系统可有效的将尿液的温度维持在适宜温度，其具有加热和降温的功能防止尿液温度过高或过低，其结构不限于某种优选方案，本领域技术人员常用的可加热和降温的结构即可。如压缩机制冷系统、电磁加热套或加热水套等。

优选的，在尿液储存装置与便器之间还设置有灭菌装置，灭菌装置可对尿液进行加热，消除尿液中的部分细菌。

优选的，所述便器为无水便器，尿液和粪便的重排无需用水，在进一步提高整个系统的节能环保程度的同时可进一步提高进入尿液储存装置和粪便储存装置中的尿液和粪便的纯度，有利于后期处理利用。

如图1所示：优选的，所述发酵系统包括旋切机1、发酵罐4以及翻抛机5；旋切机1的输出端与去石风管2相连，去石风管2的输出端通过第一进料绞龙6与粉碎机3相连，粉碎机3的输出端依次通过第二进料绞龙7和皮带输送机8与发酵罐4相连，发酵罐4的卸料口与翻抛机5相连。第一进料绞龙6与第二进料绞龙7上分别设置有除尘器61，第一进料绞龙6和第二进料绞龙7分别为封闭式进料绞龙。发酵罐4可对发酵罐4内部的料液进行发酵。在使用时，秸秆、稻草等作物根茎辅料通过旋切机1进行初步处理，然后通过去石风管2将初步处理后的辅料进行去杂，除去石块等大比重杂质，再经过第一进料绞龙6输送至粉碎机3，将辅料进一步粉碎，最后经过第二进料绞龙7和皮带输送机8输送到发酵罐4中，在发酵罐4中辅料与粪便混合并发酵。

如图3所示，进一步地，发酵系统还包括粪便总储罐41，粪便总储罐41通过化粪管路与发酵罐4相连，化粪管路上设置有过滤器42以及浓浆泵43，在化粪管路上还设置有一条内循环管路，内循环管路通过三通45与化粪管路相连，当发酵罐4内供料达到上限时，化粪管路供给的粪便会通过内循环管路流回粪便总储罐41中，防止发酵罐4内压力过高，同时也给关闭化粪管路提供截断缓冲的时间。另外，在粪便总储罐41与发酵罐4之间设置有负压管路，负压管路的两端分别与粪便总储罐41与发酵罐4内部相通，负压管路上设置有风机44，风机44将发酵罐4内发酵产生的气体抽离并排入粪便总储罐41内。

如图7所示：优选的，所述去石风管2包括竖直管段21，竖直管段21上下两端为通口；在竖直管段21的一侧设置有与竖直管段21内部相通的进料管段22，竖直管段21的上口与出料管段23相连，去石风管2上还安装有为整个去石风管2提供送料负压的送料风机。进一步地，送料风机设置于出料管段23上。在进行送料过程中，经过旋切机1旋切的辅料在送料风机负压作用下从进料管段22向出料管段23运动，在辅料经过竖直管段21时，辅料内掺杂的石块、硬土块等杂质在重力作用下从竖直管段21的下口落出，在快捷有效的输送辅料的同时，确保辅料中无石块等杂质。进一步地，进料管段22与旋切机1的出料端相连，出料管段23与设置在第一进料绞龙6进料端上的进料仓相连，进料仓与第一进料绞龙6的送料腔相通；进一步地，第一进料绞龙6上的除尘器通过进料仓与第一进料绞龙6相通。

优选的，灭菌除臭装置内部设置有光触媒除臭机构。

优选的，尿液储存装置包括尿液储存容器，尿液储存容器上设置有循环管路，循环管路可对尿液储存容器内的尿液进行内部循环，使得尿液处于蠕动状态。进一步地，尿液储存装置包括储尿罐体，储尿罐体上设置有与其内部相通的循环管路，循环管路上设置有循环泵，循环管路的进口设置于储尿罐体底部。

优选的，尿液储存装置内的尿液温度为0℃ˉ5℃，即制冷系统保证尿液储存装置内的尿液温度为0℃ˉ5℃，防止尿液变质。

进一步地，固液分离：即使排泄物中的固体和液体区分开来，即将粪便和尿液进行区分，分别处理。通过便器从源头使粪便和尿液进行分离，固体排泄物通过与便器出口相连的输送机(密闭的管式输送)进入粪便储存装置，液体排泄物进入尿液储存装置。

进一步地，所述便器的开口包括尿液通口和粪便通口，在人体正常排泄时，尿液通口用于收集尿液，尿液自尿液通口进入尿液储存装置；粪便通口用于收集粪便。粪便自粪便通口进入粪便储存装置。

进一步地，每间卫厕中分别设置有便器，便器的开口分别设置有封门装置，将系统内外隔绝，工作时(来人感应)封门处于开启状态，不工作时(无人状态)处于关闭状态，负压设备将系统内气体收集到灭菌除臭装置中处理。固体排泄物(粪便)经由输送设备输送到粪便储存装置中。

灭菌除臭装置通过光触媒可分解氧化整个系统中的可挥发性有机物(恶臭物质：吲哚、硫化氢、氨气等有机物)，促使有机物分解成二氧化碳和水，硫化氢分解为水和单质硫，氨气分解为氮气和水，将空中浮游的病毒和细菌杀死，从而达到灭菌后达标排放。

优选的，光触媒除臭机构包括外框架，以及设置在外框架内的纳米光触媒、与纳米光触媒配合使用的uv紫外灯、离子箱以及金属过滤器，粪便储存装置和尿液储存装置中的废气(即臭气)进入光触媒除臭机构后，可有效的除臭除菌，降低污染。废气先经过金属过滤器进行过滤滤除气体中颗粒杂质物，再经过离子箱进一步除尘并杀菌，最后经过纳米光触媒与uv紫外灯进行杀菌。

进一步地，灭菌除臭装置上设置有制冷装置，通过制冷装置对灭菌除臭装置内的气体(臭气)进行降温，进一步提高整个装置的除臭效果。进一步地，制冷装置采用压缩机制冷或半导体制冷。

优选的，由于输送装置是刚性的直线设备，即其主要由封闭管路组成，不能转弯，厕位均与其相连，即限制了厕位分布只能在一直线上，限制了厕位的分布。故，采用两厕位作为一个单元，设置一套存储单元，即两个侧位上的便器分别与同一个粪便储存装置和尿液储存装置相连，这样在厕位布局上可以更灵活，适应性更强。

优选的，固体排泄物(即粪便)被输送到储存装置中，粪便储存装置内的温度为-15℃ˉ-18℃，粪便储存装置的容量控制在15kgˉ20kg，回收时将粪便储存装置内储存粪便的容器一并回收，回收运输过程中容器仍处于密封状态，避免了二次污染。运输车为定制绿色节能电动运输车，车厢箱式结构便于运输。

优选的，尿液通过便器上的尿液通口经管道进入尿液储存装置，尿液储存装置上设置有制冷系统，尿液储存装置处于0℃ˉ5℃的密封环境，每厕设尿液储存装置，其尿液容量分别为800l；男女各一，容器满位报警后通过定制恒温罐车输送至尿液处理系统中，尿液处理系统中可设置于尿液处理厂中，尿液储存装置中的储尿容器每周清洗一次。

优选的，固体排泄物容器由人工从厕所搬运至运输车，发酵系统和尿液处理系统设置于厂区内，其中的容器盖的开启、倾倒、清洗、消毒工作采用智能化设备完成。尿液的存储采用动态存放防止沉淀，措施为增加设备保证尿液处于长期的蠕动状态。

人工清洗容器的清洗方案及时更新，以达到先进性避免人的干预。粪便和尿液的回收时间为22:00-05:00，避免白天回收对公厕的使用影响，减少对道路交通资源的占用，且回收效率高，所述的粪便和尿液的回收是指将粪便和尿液分别从粪便储存装置和尿液储存装置中转送/输送到发酵系统和尿液处理系统中。回收车、周转容器、人员等资源配置根据每个城市厕所的数量、分布、回收距离等因素科学设置并及时优化。

优选的，从固液分离、灭菌输送到密闭存储都需要设备执行，都需要精准控制，本智能控制系统采用专用单片机精准控制，可使设备自行运转，从来人自动感应、设备运行状态到温度控制、存储容器满料报警指示，到人走设备的运行和停止等，均无需人工操作。

进一步地，便器上设置有感应器，感应器可以感应到是否有人如厕，当有人如厕时，感应器将信号传递给便器的封门装置，此时封门打开，粪便通口和尿液通口开启，可正常如厕；当如厕人离开后，封门关闭，封闭尿液通口和粪便通口。

粪便储存装置和尿液储存装置中分别带有料位满位报警功能，分别将感应器设置于粪便储存装置和尿液储存装置内，当料位到达设定高度后，感应器将信号传递给报警器，报警器提醒工作人员及时清理、收料。保鲜系统的温度自动控制，低位启动，高位停止。

另外整个设备上还设置有故障报警，提高检修便捷度。

如图4-6所示，优选的，所述粪便储存装置包括定位底盘9，均布设置在定位底盘9上的两个以上的粪便储罐91，定位底盘9可带动粪便储罐91以定位底盘9的中心为轴转动；定位底盘9中部设置有主轴96，主轴96通过轴承与地面等固定平台相连；粪便储罐91通过输送管道与便器相通，输送管道与粪便储罐91进口相连的一端上设置有定位卡盘92，定位卡盘92固定设置在输送管道的出口端外侧；定位卡盘92的出口端还设置有一个压盘93，压盘93上设置有可带动压盘93上下运动的操控装置94，所述操控装置94优选为气缸或油缸；压盘93内设置有一个凸形通道，即一个变径式通道，一端大径，一端小径，定位卡盘92与“凸”形通道的大径部分间隙配合，输送管道与凸形通道的小径部分间隙配合；当操控装置94带动压盘93向下运动时，定位卡盘92可卡置在凸形通道的大径与小径之间。当输送管道与粪便储罐91相连时，气缸或油缸将压盘93压紧在粪便储罐91的进口端上。进一步地，压盘93与粪便储罐91的进口端之间设置有密封胶垫。

进一步地，定位底盘9与驱动装置95相连，驱动装置95可带动定位底盘9转动；进一步地，驱动装置95包括伺服电机。

粪便储罐91可分别与输送管道相连，粪便储罐91内设置有可感应内部料位的感应器，当粪便积累到一定高度后，感应器将信号传递给操控装置94，操控装置94中的气缸或油缸控制压盘93向上运动，使得压盘93与粪便储罐91的进口端分离，即粪便储罐91与输送管道断开，然后驱动装置95带动定位底盘9转动，使得空置的粪便储罐91与输送管道的出口相对，此时操控装置94带动压盘93压紧在粪便储罐91进口端，完成连接转换。该实施例所述粪便储存装置，在进行粪便转运时，无需对粪便储存装置内的粪便进行容器转移，可直接将粪便储罐91进行运送，极大的提高了粪便转运效率；另外，多个粪便储罐91可替换使用，当其中一个罐体出现问题，无法继续使用，可转换为另外一个罐体正常使用，不会影响整个系统，降低了系统故障率。

进一步地，当压盘93与粪便储罐91的进口端分离时，便器上的封门装置处于关闭状态，即尿液通口与粪便通口处于封闭状态。

优选的，尿液储存装置包括定位底盘9、设置在定位底盘9上的多个尿液储罐、与定位底盘9相连的驱动装置95以及与尿液储罐相连的输送管道，输送管道和尿液储罐之间的连接与输送管道和粪便储罐91之间的连接方式相同；尿液储罐的转换方式与粪便储罐的转换方式相同。在多个尿液储罐之间设置有相互连通的连通管路，当其中一个尿液储罐液位到达上限时，尿液储罐内的传感器将信号传递给电磁阀，连通管路上的电磁阀开启，将尿液转移到下一个尿液储罐中。进一步地，连通管路上设置有控制管路开通/关闭的阀门，当需要移动尿液储罐时，将控制管路开通/关闭的阀门关闭，拆除连通管路即可。

进一步地，尿液储罐和粪便储罐91外壁上分别设置有多个吊装环，便于转运设备对尿液储罐和粪便储罐进行整体移动。

本发明通过系统化的对人体排泄物进行处理利用，最大限度的实现了排泄物的无害化处理及资源化利用，起到了节能环保的作用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。