排泄物无害化处理方法与流程

本发明涉及排泄物处理技术领域，具体地说是一种排泄物无害化处理方法。

背景技术：

一般而言，人的排泄物既有固体的粪便，又有液体的尿液，在进行排泄物处理时会考虑固液分离，将液体变为可重复利用的水，以及粪便作为一种宝贵的有机肥料，是高效资源化利用必须考虑的环节。现有技术中，人体排泄物在固定场合等(例如，建筑物)都通过厕所用水冲入下水道，进入污水管网进行处理。然而，在火车上、移动洗手间等不可以排入下水道场合，则只能存在一个箱体内，定期进行拉走处理，早期的排泄物分离系统是通过一过滤网实现的过滤方式，后来发展为专用的固液分离器(参考专利cn10462549a)实现，所述的固液分离器包括圆筒形的外表面被聚四氟乙烯材质包裹的滤芯，该滤芯中间具有与高压气源相同的中空管道，以便向滤芯的外表面反向吹气，从而保持固液分离器的自洁，维持多次工作，因为聚四氟乙烯材质上的小孔在多次使用后易被堵塞，从而导致失效，产品可靠性较差。

现有技术还有一种洁具，通过装置可将固液进行分离，但是该装置的粪便和尿液一起进行处理，没有进行分类处理；而且固液分离不充分，固体脱水后含有较多的水分，对于后续的运输和处理带来不便。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明针对上述现有技术存在的固液分离器可靠性差，未对粪便尿液分类处理的技术问题，提出一种可靠性高，进行粪便尿液分类处理的排泄物无害化处理方法，也减小脱水后的水分。

本发明的技术解决方案是，提供一种以下步骤的一种排泄物无害化处理方法，基于排泄物无害化处理装置，所述的排泄物无害化处理装置包括粪便入口、动力件、液体处理装置、固液混合处理装置和脱水装置，所述的粪便入口经管道与总进料管连通，所述的总进料管通过所述动力件和多通阀并经相应的进料管分别与液体处理装置和固液混合处理装置相连通，所述固液混合处理装置的出料端与所述脱水装置相连通，所述液体处理装置设有相应的回料管经所述动力件与所述固液混合处理装置相连通，所述的脱水装置也相应的回料管经所述动力件与所述液体处理装置进料端连接；

液体处理模式为：粪便入口接收为液体时，则由所述动力件将液体泵入所述液体处理装置中进行处理，液体经处理后形成冷凝水被回收；固液混合处理模式为：粪便入口接收为固液混合物时，则由所述动力件将液体泵入所述固液混合处理装置中进行处理，所述固液混合处理装置将处理后的物料经出料端输送给所述脱水装置，所述脱水装置将物料脱水成含水率低的废物固体，脱出的水分经其回流管从所述液体处理装置进料端进入液体处理装置进行处理。

可选地，通过固液选择开关来选择液体处理模式和固液混合处理模式，也可以通过自动判断模块来判断粪便入口接收的是液体还是固液混合物，并根据判断结果进入相应的处理模式。

可选地，所述的液体处理装置包括真空加热蒸发箱和冷凝箱，所述液体处理装置被真空加热蒸发箱与冷凝箱分成上下两层，中间采用隔热板隔开，真空加热蒸发箱设置在冷凝箱的上方；所述的真空加热蒸发箱内安装有加热板、换热翅片、液体均布器、真空发生器和蒸汽管，液体均布器安装换热翅片的上方，真空加热蒸发箱与冷凝箱之间还连通有蒸发进料管、蒸汽管，蒸发进料管一端与过滤器相连，另一端与液体均布器相连，蒸发管一端与真空加热蒸发箱相连，另一端与冷凝管相连。所述冷凝箱内安装有冷凝管，所述冷凝管与冷凝液收集箱相连。

可选地，所述固液混合处理装置包括混合处理箱、搅拌电机和药剂混合机，所述的搅拌电机安装于所述混合处理箱内，所述的药剂混合机的出料端与所述混合处理箱相连通，所述的混合处理箱设有出料口与所述脱水装置相连通。

可选地，所述脱水装置包括固体压榨脱水筒体、压榨油缸、闸板阀和闸板油缸，所述固体压榨脱水筒体的筒壁上设有供流体流出的孔隙，所述的孔隙与压榨液排出管连接，所述压榨液排出管与压榨液收集箱相连，所述的压榨液收集箱与压榨液回料管连接，所述压榨油缸与压榨板连接，用于在打开状态时对脱水后的固体进行卸料。

可选地，所述压榨脱水筒体由内层筒体与外层筒体组成，内层钢筒为过滤网结构，用以过滤压榨出来的液体，而固体留在内层筒体内，内层筒体与外层筒体中间留有一定供液体流出的空隙，外层钢筒与压榨液排出管相连。

可选地，所述的无害化处理装置还包含有定位系统，所述定位系统通过移动网络与移动终端连接，通过所述移动终端实现位置的搜索与位置查看。

可选地，所述自动判断模块为压力传感定时器，通过压力传感和计时两个功能来判断粪便入口接收的是液体还是固液混合物。

可选地，所述的动力件为转子泵，在所述转子泵之前设置有过滤结构，在所述过滤结构与所述粪便入口之间设置有破碎机构。

采用以上方法，本发明具有以下优点：通过固液选择开关或自动识别判断，将小便直接送入液体处理装置进行处理，将大便含固量高的送入固液混合处理装置进行处理，使得大小便分类处理，解决了当前技术将大小便先统一送入处理箱再絮凝分层过滤分别进行处理，该方法更为有效直接，同时通过压力传感计时器检测人体站上蹲坑的压力时间，根据人体工程学的大便和小便时间，判断人体是进行大便还是小便，从而确保分类输送准确，避免大便被输送到液体处理装置中；通过固体压榨深度脱水装置，将固体进行高压压榨，将尽可能多的水分去除，后续可直接资源化利用。

附图说明

图1为排泄物无害化处理装置的结构示意图；

图2为排泄物无害化处理装置的俯视图；

图3为排泄物无害化处理装置的液体处理装置结构图；

图4为排泄物无害化处理装置的固液混合处理装置结构图；

图5为排泄物无害化处理装置的固体压榨深度脱水装置结构图；

图6为排泄物无害化处理装置的侧视图。

如图所示，1、转子泵，2、隔板，3、液体处理装置，3-1、冷凝箱，3-2、冷凝管，3-3、隔热板，3-4、球阀a，3-5、加热板，3-6、带孔洒水管，3-7、液位传感器a，3-8、真空加热蒸发箱，3-9、液位传感器b，3-10、过滤器，3-11、球阀b，4、液体处理室进料管，5、小型抽水泵，6、抽水管，7、蒸汽管，8、真空发生器，9、固液混合进料管，10、电机，11、皮带，12、药剂混合机，13、絮凝剂药箱，14、去异味药剂箱，15、杀菌消毒药剂箱，16、定位系统，17、固液混合处理箱，17-1、搅拌叶片，17-2、搅拌轴，17-3、球阀，17-4、预收集箱，17、固液混合处理箱，17-4、液位传感器。18、压榨油缸，19、压榨进料管,20、固体压榨脱水腔室，20-1、内层钢筒，20-2、外层钢筒，20-3、压榨板，20-4、过滤液排出管,21、闸板阀，22、闸板油缸，23、固体收集筒，24、压力传感箱，25、压榨液体收集箱，26、电动三通球阀，27、压榨液回料管，28、液体处理装置回料管，29、总出料管，30、总进料管，31、蹲坑(坐便器)，32、固液选择开关，33、压力传感计时器，34、冷凝液收集箱，35、控制器，36、造粒机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。此外，本发明之附图中为了示意的需要，并没有完全精确地按照实际比例绘制，在此予以说明。

如图1-6所示，示意了一种排泄物无害化处理方法所基于的排泄物无害化处理装置之具体结构，所述排泄物无害化处理装置包括蹲坑(坐便器)31、转子泵1、隔板2、液体处理装置3、固液混合处理装置、脱水装置(在本实施例中为固体压榨深度脱水装置)、液位传感器、各种管道阀门、控制器35等。该处理装置还包括固液选择开关32、压力传感计时器33，将该压力传感计时器与控制器35连接，转子泵1分别与总进料管30、总出料管29、液体处理室回料管28、压榨液回料管27等连接，液体处理装置3、固液混合处理装置、固体压榨深度脱水装置通过管道阀门与转子泵1互相连通，蹲坑(坐便器)31根据使用场合可以设置一个或者多个，一般在家里设置成坐便器，数量每个卫生间一个，景区、公众场合设置成蹲坑，数量根据人流量和使用情况确定，也可以根据男女使用情况分别设置，排泄物无害化处理装置的处理量大小根据蹲坑(坐便器)31数量确定，液体处理进料管4、固液混合进料管9与总出料管29通过电动三通球阀26相连通，人体排泄物大便、小便通过固液选择开关32与压力传感器计时器33分别送入固液混合处理装置与液体处理装置3进行处理。

排泄物无害化处理装置还包含有定位系统16，该定位系统16可与移动终端(手机)等实现位置的搜索与定位，通过安装定位系统，可与手机的app软件结合，人们通过手机app可搜索到附近的厕所而使用，排泄物无害化处理装置还可根据需要设置成撬装式，将整个处理系统做成可移动式，通过做成移动式，可根据需要灵活将该装置布置到需要的地方，比如临时性的聚会场所、人流密集等地使用。

液体处理装置3包括真空加热蒸发箱3-7、冷凝箱3-1、真空发生器8、液体均布器3-6、加热板3-5、换热翅片3-9、冷凝管3-2、小型抽水泵6、抽水管5、过滤器3-12、液位传感器a3-8、液位传感器b3-10、球阀a3-3、球阀b3-13、隔热板3-5，真空发生器8采用可以去除少量水分的真空发生器，保证其寿命，如旋风的xfcfj-10v真空发生器，液体处理装置3与液体处理进料管4与液体处理装置回料管28连接，液位传感器a3-8数量为2个，设置在真空加热蒸发箱的上下位置，判断进料的液位大小，人体排泄的小便通过固液选择开关32的液体开关、转子泵1、液体处理进料管4输送到液体处理装置3，液体处理装置3被真空加热蒸发箱3-7与冷凝箱3-1分成上下两层，中间采用隔热板3-4隔开，中间设置有小型抽水泵5，冷凝箱3-1内安装有冷凝管3-2、上下两个液位传感器b3-10、过滤器3-12，冷凝箱3-1与液体处理装置回料管28之间还设置有球阀b3-13、流量计3-14，冷凝管3-2与冷凝液收集箱34相连，冷凝管设置成盘管状，真空加热蒸发箱3-7设置在冷凝箱3-1的上方，在真空加热蒸发箱3-7内安装有加热板3-5、换热翅片3-9、液体均布器3-6、真空发生器8、蒸汽管7、上下两个液位传感器a3-8，加热板3-5为电加热，换热翅片3-9为多片均布在加热箱内，材料为换热效果好的铝材，液体均布器3-6可为喷洒式的，也可以通过压力成雾状，液体均布器3-6安装换热翅片3-9的上方，保证液体与换热器的传热效果，真空加热蒸发箱3-7与冷凝箱3-1之间还连通有蒸发进料管3-11、蒸汽管7，蒸发进料管3-11一端与过滤器3-12相连，另一端与液体均布器3-6相连，蒸发管7一端与真空加热蒸发箱3-7相连，另一端与冷凝管3-2相连，球阀3-3设置在真空加热蒸发箱3-7的底部，当工作一段时间后，加热蒸发箱内3-7内会存留有一些固体，通过球阀3-3排入到冷凝箱3-1内。

固液混合处理装置通过固液混合进料管9、转子泵1、固液选择开关32的固体开关将人体排泄物大便吸入，固液混合处理装置通过压榨进料管19与固体压榨深度脱水装置相连接，固液混合处理装置包括固混合处理箱17、搅拌电机10、皮带11、药剂混合机12，药剂混合机12由絮凝剂药剂箱13、去异味药剂药剂箱14、杀菌消毒药剂箱15，絮凝剂药剂为高分子有机絮凝剂pam，可将固液混合的固体絮凝成团后续脱水，去异味药剂用以去除人体排泄物的挥发性气体、类臭素等去除，杀菌消毒药剂用以将人体排泄物的有毒有害细菌、真菌、病原体等，根据箱体的大小及固液处理量的多少，确定三种药剂的添加量，则三种药剂分别通过电机控制螺旋转速实现定量输送，三种药剂分别对应各自的药剂箱，则三种药剂的添加量可以精准控制，在保证处理效果基础上节省药剂，固液混合处理箱17在其左或右上角上角设置一个预处理箱17-4，在预处理箱17-4下端设置有电动球阀17-3，该预处理箱17-4在固液混合物往固体压榨深度脱水装置中输送时工作，将固液混合装置暂时输送到预处理箱17-4。固液混合处理箱17内还装有搅拌叶片17-1、搅拌轴17-2、液位传感器17-5，搅拌轴17-2与搅拌电机10相连。

固体压榨深度脱水装置通过压榨进料管19与固液混合处理装置相连，固体压榨深度脱水装置安装在固液混合处理装置下部，固体压榨深度脱水装置由固体压榨脱水筒体20、压榨油缸18、闸板阀21、闸板油缸22，压榨脱水筒体20由内层钢筒20-1与外层钢筒20-2组成，内层钢筒20-1为目数较大的过滤网结构，可过滤压榨出来的液体，而固体留在压榨脱水腔体内，内层钢筒20-1与外层钢筒20-2中间留有一定供液体流出的空隙，外层钢筒20-2与压榨液排出管20-4相连，压榨液排出管20-4与压榨液收集箱25相连，压榨油缸18与压榨板20-3连接，压榨板大小与内层钢筒20-1一致。

固体压榨深度脱水装置下面设有固体收集筒23，固体收集筒下面设置有压力传感器24，当通过压力传感器检测到固体收集筒已经达到要求的固体量时，将发出信号，将该固体收集筒换移，重新换上新的固体收集筒。

控制器35分别与固液选择开关32、压力传感计时器33、转子泵1、各液位传感器、压力传感器24、三通球阀26、各电动球阀、真空发生器8、药剂混合机12、搅拌电机10、小型抽水泵5、压榨油缸18、闸板油缸22、定位系统等连接，通过固液选择开关32，可将人体排泄物的大小便分别送入到不同的处理装置处理，为了防止人为将固液选择开关32选择错误导致的大便被输送到液体处理装置3内，通过安装在蹲坑(坐便器)31上的压力计时传感器33以及人体工程学上的大小便时间来确保大小便分别被准确的送入到不同的处理装置处理。

排泄物无害化处理装置还包含有造粒机36，造粒机36安装在固体深度脱水处理装置下面，固体被压榨脱水后直接送入到造粒机36进行造粒形成肥料，可直接资源化利用，压榨后的固体含水率较低，可直接进行造粒，造粒成颗粒形式，直接形成肥料。

所述冷凝液收集箱34内的冷凝液可利用，通过管道和泵与液体处理装置3、固液混合处理装置、固体压榨深度脱水装置相连接，对上述装置进行清洗，也可用来洗手、拖地等。

本系统的工作原理如下：当人小便结束，按下固液选择开关的液体(小便)开关，则通过转子泵、电动三通阀将小便排入到液体处理装置，液体通过液体处理进料管进入到冷凝箱，随着液体逐渐排入，冷凝箱内积累的液体越来越多，当冷凝箱上的液位传感器检测到液位已经达到上位时，信号发送给控制器，控制器使小型抽水泵工作，液体经过过滤器的过滤后变成清澈液体送入到液体均布器，从上而下喷洒与换热翅片接触，增大换热面积，此时真空发生器也开始工作，将真空加热蒸发箱抽成一定的真空度，降低蒸发温度，节省能量，液体被蒸发后通过蒸汽管进入到冷凝管，在冷凝管内将热量传递给冷凝箱内的液体，温度降低而冷凝，冷凝箱液体同时又被加热，冷凝液被收集到冷凝液收集箱，被加热的液体源源不断的送入真空加热蒸发箱内进行蒸发，当液体液位下降到被冷凝箱内下端安装的液体传感器检测到，则停止蒸发。虽然液体经过过滤器，但是还是不可避免的会有极少量的固体被带入到真空加热蒸发箱内，当真空加热蒸发箱内的液体固体浓度越来越高，通过球阀a将该浓度较高的液体排入到冷凝箱，通过液体处理室回料管排入到固液混合处理装置进行处理。

当人大便时，按下固液选择开关的液体开关的固体(大便)开关，则通过转子泵、电动三通阀将小便排入到固液混合处理装置，当固液混合处理箱内安装的液位传感器检测到高位时，即输入的量达到一定程度时，三种药剂箱开始工作，絮凝剂、去异味药剂、杀菌消毒剂通过定量数量装置送入到箱体内，搅拌器工作，使得药剂与固液混合物混合均匀，固液混合物被药剂处理后，通过压榨进料管送入固体压榨深度脱水装置，高压油缸推动压榨板将水分挤出，水分通过内层钢筒的过滤网后通过过滤液排出管进入压榨液收集筒，最后通过转子泵输送到液体处理装置进行蒸发冷凝变成冷凝水。在移动使用场合如高铁、大巴、临时聚会使用场合等，压榨后的固体含水率较低，闸板打开输送到固体收集筒，当压力传感器检测到固体收集筒收到的固体达到一定量时，发出信号，将固体收集筒移开重新换上新的收集筒；在固定场合，如景区，则压榨后的固体被输送到造粒机，直接将该固体制成粒状的有机肥，变成宝贵的资源。人体的大小便一起时，按照大便处理方法进行处理。

冷凝液收集箱收到的冷凝水可重复使用，如对系统内的装置清洗，人上完厕所冲水、洗手，拖地等都可。

虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。

以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。