铁路机车生态卫生间的制作方法

本实用新型属于轨道交通装备技术领域，具体涉及一种铁路机车生态卫生间。

背景技术：

目前配备卫生间的车辆主要为火车、客车等长途车辆，也有车载卫生间，但各种移动卫生间的结构简单，如火车卫生间一般仅仅是一个便器，便器上部与水管及水阀连通，便器底部直接连通车体外部，影响环境卫生，而客车的卫生间以及车载卫生间一般是设有粪便储集室，便器底部管路连通储集室，待储集室装满后，再倒往无害化处理中心进行处理，达到环保要求排放，避免对环境造成污染，但是，该处理过程复杂。

技术实现要素：

本实用新型针对现有交通工具配备的卫生间排泄物处理过程复杂以及影响环境卫生的问题，提供铁路机车生态卫生间。

本实用新型采用如下技术方案：

铁路机车生态卫生间，包括壳体，壳体内分别设有坐便器和水箱，水箱的上水口和溢水口分别通过管路连接于壳体底部，壳体上设有PLC系统和控制器，坐便器底部设有与坐便器连通的装有载体和生物菌的搅拌槽，搅拌槽后侧设有电机，搅拌槽内设有搅拌轴，PLC系统输出端与控制器输入端连接，控制器输出端与电机输入端连接，电机输出轴与搅拌轴连接，壳体在位于坐便器的上方和前方分别设有通风扇，搅拌槽一侧顶端设有循环风扇和排风管，排风管的一端与循环风扇出风口连接，另一端从壳体顶端伸出。

所述搅拌轴包括横杆和T形的竖杆，横杆两端与搅拌槽连接，竖杆沿横杆上下间隔布置。

所述搅拌槽外壁设有橡胶电加热丝层。

所述水箱和管路外壁设有保温材料层。

所述铁路机车生态卫生间内还包括与坐便器平行设置的梳妆台、取暖器和手纸盒，顶部设有照明灯。

本实用新型的工作原理如下：铁路机车生态卫生间通过基本的机械运动原理，在PLC智能系统的协调和管理下，把每次排泄物与生物菌以及载体迅速混合，生物菌水解菌种释放具有降解有机物功能的高蛋白酶，将排泄物中的有机物降解为糖、脂肪酸和氨基酸等小分子有机物，生物菌产酸菌种再将其降解为有机酸，经甲烷菌的进一步作用及代谢、完全氧化分解为水、气体等简单的无机物，而且自身也同时以几何级数繁殖。产生的水分及其它气体通过密封的管道直接蒸发排至大气中，分解后极少量的残渣富含有机质、N、P、K和微量元素，可回收为高效有机肥料，同时包含大量好氧生物菌的高效生物活性肥料。可将排泄物中的臭气吸收转化，实现排泄物的分解、脱臭、净化一体化处理，而排泄物中的大肠杆菌、寄生虫卵等有害病菌及杂菌也被生物菌群落所吞噬，从而实现安全卫生无害化达到废弃资源再利用的目的。

本实用新型的有益效果如下：

1. 免冲水：与传统的水冲或干式卫生间相比，可节省大量能源。

2. 免清掏：生物菌整体卫生间的最终产物为水蒸气、二氧化碳及微量的氨气，不需要清掏，就地处理，避免二次污染；省去了水冲卫生间的污物箱的排放以及干式卫生间的污物打包处理，节约了人力物力。

3. 能有效抗冻，厕所设有防冻设计，适合北方干旱、寒冬地区。其中微生物生存能力强，能在-55℃～75℃环境中生存；与水冲式卫生间相比不存在冬季使用时下上水管、溢流管以及车上的水箱结冰、堵塞的情况。

4. 能有效控制异味，生物菌卫生间中，好氧微生物的繁殖，消耗掉了产生臭味的气体，生化反应将其转化为二氧化碳、水蒸气等稳定物质，并且在生化反应过程当中，有益微生物将病原菌和蛔虫卵消耗掉。另外，生化反应产生的温度也会对人类粪尿进行消毒。

5. 体积与质量减小，减去水箱的位置，铁路机车生态卫生间的占地面积减小，为机车其他部件提供空间，其次铁路机车生态卫生间的壳体采用的是蜂窝铝板与铝型材，极大的减少了铁路机车生态卫生间的重量。

附图说明

图1为本实用新型壳体主视示意图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为本实用新型壳体俯视示意图；

图4为本实用新型坐便器主视示意图；

图5为本实用新型坐便器侧视示意图；

图6为本实用新型坐便器俯视示意图；

其中：1-壳体；2-控制器；3-坐便器；4-水箱；5-搅拌槽；6-搅拌轴；7-通风扇；8-循环风扇；9-排风管。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型作进一步说明。

铁路机车生态卫生间，包括壳体1，壳体1内分别设有坐便器3和水箱4，水箱4的上水口和溢水口分别通过管路连接于壳体1底部，壳体1上设有PLC系统和控制器2，坐便器3底部设有与坐便器3连通的装有载体和生物菌的搅拌槽5，搅拌槽5后侧设有电机，搅拌槽5内设有搅拌轴6，PLC系统输出端与控制器2输入端连接，控制器2输出端与电机输入端连接，电机输出轴与搅拌轴6连接，壳体1在位于坐便器3的上方和前方分别设有通风扇7，可循环输送新鲜空气，保持卫生间内空气清新，搅拌槽5一侧顶端设有循环风扇8和排风管9，排风管9的一端与循环风扇8出风口连接，另一端从壳体1顶端伸出，最终将发酵槽内粪便发酵过程产生的二氧化碳、水蒸气经排气系统排出机车外。

所述搅拌轴6包括横杆和T形的竖杆，横杆两端与搅拌槽5连接，竖杆沿横杆上下间隔布置。

所述搅拌槽5外壁设有橡胶电加热丝层，当温度低于0℃，橡胶电加热丝层加热升温，当搅拌槽内温度高于50℃时，温控器自动保护控制。可保证菌种的活跃条件，菌种更加活跃充分分解。

所述水箱4和管路外壁设有保温材料层。

所述铁路机车生态卫生间内还包括与坐便器3平行设置的梳妆台、取暖器和手纸盒，顶部设有照明灯。

本实用新型的使用条件如下：

环境温度：-40℃～40℃；存储温度：-40℃～70℃；海拔高度：不超过2500m；月平均最大相对湿度（该月月平均最低温度不低于25℃）95%；环境条件：能承受风、沙、雨、雪、盐雾、粉尘和偶有雾霾的侵袭。

壳体最大外型（mm）：（长×宽×高）：1000x900x2122。

坐便器通过底部的两个孔和后部的两个螺母座用螺栓与机车车体相连。

控制器2根据卫生间使用频次分3个档位控制搅拌，可调节正反转时间，依次为10s、20s、30s，使用人数跟正反时间成正比。间歇时间依次为30min、60min、90min，自动循环，简单方便。当粪便进入搅拌槽，人性化设计符合个人文明习惯，如厕使用后，轻按复位按钮，搅拌均匀，更利于分解。控制器2根据环境气候设计分3个档位，间隙时间依次为15min、30min、60min，选择自主选择间隙档位后，控制系统将自动打开电机开始搅拌，发酵槽5中的载体、生物菌及粪尿充分混合，达到消毒、杀菌和除臭及无污染等目的。

搅拌槽5是粪便的床体，由耐腐蚀高强度不锈钢制成。

卫生间内灰水（即洗面盆内的洗手水）通过水箱的溢流管排到车外。

水箱4采用不锈钢焊接，承受100Kpa水压5min不渗漏。卫生间给排水管路采用不锈钢材质。水箱4及内部管路具有防冻加热功能：在机车正常通电下，当内部温度为-25℃到0℃时，保证卫生间内部管路不冻。水箱4外侧贴有保温材料。当气候温度低于0℃时机车断电后，请司机及时排空水箱清洁用水，防止冻结。

整体生物菌菌群能在-55℃～75℃环境温度内使用。载体及生物菌储存条件为阴凉、干燥、无化学物品环境内存放。

生物菌分为分解发酵菌种和除臭菌种两种，其均采集于自然界土壤中的生物菌，具有升温快、温度高、腐熟周期短、除臭效果好等特点，并有解磷解钾固氮的功能。载体是一种有特殊性能的半炭化木片。这种载体不会被生物菌消化，在高温、高湿环境下不腐烂，微孔多，具有很好的耐磨性、耐腐蚀性、吸水脱水性、臭气吸附性等特点，保证卫生间的长效工作。能够有效杀灭和抑制粪便中的有害生物菌，同时熟化粪便，达到除臭和资源化的目的。经处理后，粪便的各项监测指标满足国家相应技术标准的要求，使之成为有机肥，充分做到变废为宝，资源再利用。

载体和分解发酵菌直接投入搅拌槽5内，除臭菌用水稀释5倍后倒入搅拌槽内，水应无化学物质，含氯自来水应存放1到2天后待氯散发后才能使用。搅拌槽内最初放入载体20升，分解发酵菌4升，除臭菌0.5升（用水稀释后共3升），水1升。生物菌和载体将粪便处理时，反应槽体应保持湿润状态。水与调节载体、生物菌的湿度有关，水分太干，容易出现扬灰，水分太多，发酵效果就会降低。当搅拌槽内载体和生物菌量太少、水分太多和产生异味时，可以补充菌种和载体。当搅拌槽内菌种和载体出现水分太多、严重腐烂和发臭时，即需要更换载体和菌种。菌种和载体的更换与使用人次、使用环境温度有关，无固定的更换时间。

每台车自带带分解发酵菌8升，除臭菌1升，载体40升。

粪便经过生物菌生化反应处理24小时后，完全被菌种吸收，反应过程中除臭菌起作用，无明显异味。处理物符合GB7959-1987《粪便无害化卫生标准》和GB14554-1993《恶臭污染物排放标准》的规定。