专利名称：可生物降解物质的堆肥处理方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种粪便和其它可生物降解物质的收集和堆肥处理方法，在该方法中，为了加速堆肥物质的分解，将待堆肥物质输送到已经铺有底料层的空间，使其落在底料层上，液体从堆肥物质中分离出来，通过分离过程流出堆肥处理空间。本发明还涉及一种实施该方法的装置。
上述类型的堆肥装置早已众所周知，从环境保护的观点出发，它比目前普遍使用的水冲洗系统在可生物降解物质的处理方面要好得多，而水冲洗系统会严重加剧对环境的破坏。在已经公开的专利文献和其它文献中，从来没有详细描述过本文所给出的分解过程。
如果这种类型的堆肥装置不仅能处理粪便，而且还能处理其它家庭可降解废物，那么这种堆肥装置就有更广泛的应用领域，但这种装置必须容易操作，容量能增加，且适应不同的要求和条件，同时该装置还能在例如破坏或不正当使用后，简单地纠正破坏性操作。
早期的这类堆肥装置，是在一固定容器中分解待堆肥物质，用这种容器，要从下部出口除走所形成的堆肥土。在许多情况下，这种装置都能良好地运行，但是还需要在几个方面进行改进。其中包括耙出堆肥土，通常都是打开出口，将堆肥土耙到一敞开的容器中。总之这种方式是不能令人接受的，尤其是当容器放置在住宅区等等时，更是如此。
在例如破坏或不正确使用后，在卸下并更换一个新的堆肥床时，需要向下面的堆肥物质倾倒一种卫生间用的化学试剂，使生物降解过程停止，这是一项费时而又令人不愉快的工作，尤其是耙出旧堆肥床，将堆肥土装入敞开的容器中。此外，在厕所设施偶然超负荷时，会出现一些相应的问题，这意味着在堆肥物质尚需时间分解之前，必须将容器腾空。另一方面，还要关闭堆肥装置一段时间，直到生物降解过程能够恢复正常为止。
同样的问题还会出现在暂时使用的这类堆肥装置中，例如，在不确定的时间内人口大量聚集的避难所或其它场所。当拆除这种场所时，堆肥容器中还含有新的有待处理的粪便。在这种情况下，有传播病原细菌的危险。
此外，当安装有堆肥装置的房屋或公寓主人搬家时，也希望能够除去旧的堆肥物质，建造一个新的堆肥床。
本发明的目的是提供一种简单而便宜的堆肥装置，它能解决许多上述问题，其中包括例如堆肥土的管理，以及在堆肥物质的分解过程中，将传染病传播的危险降低到最小程度。
本发明的另一个目的是显著地增加这种堆肥装置的容量，其中包括加速输送物质的分解，并且使这种分解更为有效。
本发明基于下列知识，在堆肥处理时，在完全分解成堆肥土后，固体材料的体积降低了95-98％。这意味着如果利用容器的整个体积进行堆肥处理时，可长期使用堆肥容器，无需腾空或者更换新容器。
因而，如果找到一种简单而又便宜的容器，就有可能在容器中进行堆肥处理，当容器长期使用后装满时，用一个新容器替换整个容器。这样无需随后耙出已经形成的堆肥土，而且也消除了接触未完全分解的粪便而引发的传染疾病的危险。
通过采用下列技术方案可实现本发明的发明目的，在衬有由柔软且液体不可渗透的材料制成的内层的容器中进行堆肥处理，形成顶部打开的囊状容器，由此对投入的物质进行堆肥处理。
通过在囊状容器中进行堆肥处理，还可以在更换一个新容器时，封存堆肥物质，由此避免与堆肥物质的所有接触，减小传染危险。
通过用简单而又便宜的容器代替先前已知的固定容器，该容器包括支承结构和结实而柔软的内部衬层，当堆肥物质暂时超负荷时，能够用一个新的容器置换该柔软的囊状容器，然后静置替换下来的容器，直到生物降解过程恢复正常，此时再重新放置到厕所设施中。或者，由于费用低，可将囊状容器运输到最终收集站进行堆肥处理，直到所有物质都转化成堆肥土。
为了增加堆肥容器的容量，提高堆肥物质的分解效率，本发明的进一步改进使得装置设计成可以在一开口下在不同的位置之间移动，通过此开口物质传送至容器。用这种方式，可在容器的整个堆肥床上分布所输送的物质，结果由于一方面增大的与含细菌和含蛆的底料层的接触面积以及另一方面增大的暴露在大气层中的表面面积，使其分解更快。此外，可最大限度地利用容器的体积。
通过采用下列技术方案可实现本发明的发明目的，在囊状容器的顶部敞开囊状容器，并将囊状容器设计成可在不同位置压住上面厕所地板下方设置的顶板或者降低的假平顶，在收集期间顶板或假平顶构成了容器的盖。用这种方式，相对于具有固定在限定位置上的容器的设备，装置的容量扩大好几倍。
粪便和其它可生物降解物质的收集和堆肥处理方法及其装置的特定技术特征分别陈述在权利要求1和权利要求6中。此外，本发明的其它技术特征也阐明在引用各个独立权利要求的从属权利要求中。
由于在囊状容器中发生堆肥处理过程，无论是旧的还是新的堆肥物质，如果需要，例如在分解过程结束时，可以简单地除去所有堆肥物质。然后再放入一个新的带有堆肥底料层的容器。将堆肥物质封装在囊状容器，便可对其进行全面控制，其中包括防止病原细菌或寄生生物如血吸虫属曼蚊、血吸虫卵的传播。封闭的容器还可以毫无困难地在住宅区处置。此外，可将囊状容器放在任何场地，无需任何昂贵和专门加工的容器。例如，在难民避难所，可将柔软的容器放置在用普通木板或木条构成的空间，并且无需紧固它们的壁。
下面参照附图，对本发明的实施方式进行详细描述。
图1是本发明堆肥装置第一实施例的剖视图。
图2是沿图1中II-II线的剖视图。
图3是本发明堆肥装置第二实施例的剖视图。
图4是本发明堆肥装置第三实施例的剖视图。
图5是本发明堆肥装置另一装置的剖视图。
图6显示的是图5所示装置中顶板结构的一变化的设计方案。
图7示意性地说明所输送的堆肥物质如何在收集容器中沿堆肥床分布。
在图1和2中，标号1代表部分埋入地下的混凝土沉箱，它有一个可打开的围墙或门2。混凝土沉箱用作粪便和其它可生物降解物质堆肥处理的堆肥区。在这种情况下，混凝土沉箱的顶部或者顶板可以构成被混凝土沉箱支承的卫生间4的地板3。地板3包括用混凝土沉箱支承的混凝土板或者类似物。此时，便桶5可与混凝土板浇注成整体，当然还可以是常规便桶。标号6代表地板3中的开口，用于倾倒厨房废物或其它可生物降解物质。标号7代表适合设置内装式风扇的通风道，且通风道设置在两卫生间之间的隔墙中。
混凝土沉箱1衬有一层柔软且液体不可渗透的材料，该材料构成了囊状容器8，借助于例如伸缩杆9将囊状容器8压在沉箱的墙壁和顶板上，伸缩杆将容器铺开，紧压在顶板3上。当然还可以用其它结构固定囊状容器，使其伸开并紧压在顶板3上。
在图1和2所示的实施例中，囊状容器8的底部支承在两块相向倾斜的斜板11上，且囊状容器的底部设置有一个滤网部件12，该滤网部件位于两斜板之间。在这种情况下，囊状容器底部在位于滤网部件12下方的一槽形部14的每一端设有一个液体出口13。液体出口13还可用来清除槽形部14中漏过滤网部件12的细小颗粒物质。标号15代表与一个或两个液体出口13相连的管道，液体从该管道流到混凝土沉箱外部的收集池。该管道适于设置在斜板11的下方，以使液体能够在重力作用下流动。用这种方式可避免例如当泵失效时液体积累在容器8中。
多个轮子16支承斜板11，当堆肥物质要从堆肥区排出时这些轮子可用来移动装有堆肥物质的容器，打开前围墙或门2可以排出堆肥物质。
在该实施例中，轮子16设计成具有一个可借助于杆17操纵的偏心机构。借助于该杆17可以抬起斜板11，从而借助于垂直管9使容器8的上边缘紧压顶板3，或者当需要拉出带有堆肥物质的容器8时，降低斜板11使其与顶板3脱开。
斜板11的作用包括使液体与固体物质分开，并使液体向下流入滤网部件12，从而流出容器8。剩余固体物质量非常少，这也就是为什么容器8许多年才需要更换一次的原因。当需要更换容器时，从混凝土沉箱中拉出旧容器，插入一个新的微生物和蛆底料层分布在其底部的囊状容器。还可以在由于某种原因分解过程停止或者卫生间设施暂时超负荷时，更换新的囊状容器。
当堆肥物质在囊状容器中分解时，要防止它泄漏到环境中，可对堆肥物质进行简单处理，使其即使容器中含有新堆肥物质时也不会出现问题。还可以消除传染病的传播。
如果在更换时，囊状容器中含有新加入的堆肥物质，可将其放在合适的存放地，随后堆肥处理一年或两年，直到这些新加入的堆肥物质完全分解为止。在这种情况下，需要在这些物质中通入空气，供给使堆肥物质有效分解所需的氧气。最好用那些在存放地暴露在阳光下大约两年后便可降解掉的塑料材料制造囊状容器。在该过程结束时，存放地只有堆肥土，堆肥土是一种有效的培养剂或肥料。还可以用作堆肥容器的底料层。
这种装置的另一个优点是不需要额外容器，由于在沉箱侧面无需耙出堆肥土的空间，因此可最有效地地利用混凝土沉箱。
图3显示的是具有较小堆肥空间的另一实施例，它由一个混凝土沉箱1或类似装置组成，其支承顶板3构成了上面卫生间的地板。该实施例与上述实施例的不同之处在于，给混凝土沉箱设计了一个倾斜底板18，用该底板作分离液体并将液体输送到滤网部件12的斜板。然而，与前述实施例一样，用滤网部件12下方的槽形部14输送液体，再穿过管15输送到外部收集池。标号19代表设置在前方的出口，用于投放例如花园垃圾等等。在该实施例中，囊状容器8的上部紧紧夹在底板3和混凝土沉箱1的墙壁之间。在这种较小型的装置中，打开前围墙或门2便可用手提起囊状容器8，更换新容器。
所设置的斜板18是附加底板，当然，斜板还可以是混凝土沉箱1的底板，此时可省略图中所示的垂直板19。然而，使用附加底板18的好处是可轻松地将其插入混凝土沉箱，并根据需要调节倾斜角度。在图1和2所示的装置中，也可以任意调节斜板11的角度。
图4所示实施例与图3所示实施例的基本区别在于，将斜板20设计成设置在囊状容器8中的板形。因而，可使囊状容器8延伸到混凝土沉箱1的底板19。借助于支腿或支座21将底板20支承在囊状容器中，将支座21设计成可根据需要调节底板20的角度α。
在该实施例中，滤网部件12设置在斜板中，这样可简化沉箱的结构，并降低沉箱造价。在这种情况下，滤网部件12只需要设置一个出口连接管15，引走穿过滤网部件的液体。
为了使斜板20与周围墙壁之间有良好的密封，在该实施例中，沿边缘表面给斜板设置一个环形软管状密封件。通过挤压斜板，使其与囊状容器8压触密封，同时又压住混凝土沉箱的墙壁。这样可防止固体物质流入斜板20下方的空间。
在该实施例中，例如借助于空心杆22，使囊状容器8的上边缘部分压住混凝土沉箱的顶板3。
图5显示的是本发明堆肥装置的另一实施例。在该图中，标号23代表例如可用普通板制成的刚性容器。容器23由一个支架24支承，该支架又支承在带有轮26的支腿25上。标号27代表收集堆肥过程中分离出的液体的收集池。还可以将这些收集池放置在装置的外面，或者换成几个收集容器所共有的一个大水池。
与上述实施例相同，容器23衬有一层柔软的液体不可渗透材料，由此形成一个在顶部打开的囊状容器8。在该实施例中，容器的底部由两个相向倾斜的斜板支承，斜板上放置着堆肥土层，堆肥土中分布着降解所需的细菌和蛆，起着底料层的作用。斜板28可使从堆肥垛30中分离出来的液体向下流到滤网部件31中，例如，该滤网部件可包括外多孔管和内多孔管，例如在外多孔管中装有例如砂子的过滤部件。在这种情况下，沉箱从内多孔管到收集池27之间应设置有带阀门的出口。
可移动的容器23在卫生间下方的地板32下留出一个空间，使圆筒33与便桶(未示出)相连。再将这些圆筒插入可相对圆筒33伸缩移动的圆筒34中，圆筒34可向下伸到容器23中。
在如此结构的移动容器23中，无需将地板32下方的空间划分成对应于厕所单间上方的小区域，而是任意将容器23移动到圆筒34下方的任何位置。这意味着可以以一定的间隔在不同位置之间移动容器23，这取决于实际负荷，由此在斜板上形成几个靠在一起的待堆肥处理物质30的堆肥垛。用这种方式有利于利用堆肥床29的表面积，使待分解物质在整个堆肥床上大致均匀分布。这意味着可使更大面积的待堆肥物质与堆肥床29相接触，由此加速堆肥床中的细菌和蛆对堆肥物质的分解。此外，堆肥物质的表面区域较大，可获得更多大气中的氧气。
此时，当每一垛堆肥物质的高度都较低时，可降低容器的高度。在任何一种情况下，都能很有效地利用所给容器的容积。
当在顶部打开容器23时，可将容器移动到需要的位置，无需预先在容器盖上制造开口。然而，为了使容器23紧密密封，要使其在每一位置都能压紧卫生间下方的顶板，在这种情况下，顶板构成了容器的盖。在所示实施例中，地板32下方使用的是假平顶36。这种结构意味着，必需将连接厕所单间的管道37铺设在地板32与假平顶36之间的空间。假平顶适合设有一个柔软的，例如塑料泡沫材料的下层38，由此在任何位置，通过使容器壁向上挤压该柔软层，都能使容器23密封良好。
在所示的实施方式中，容器23设有一个可伸缩移动的上部39，借助于合适的部件如液压缸40，使其向上压住假平顶36。还可以使用螺杆、钢索等等。另一方面，支架的支腿25可以上升下降。还有在轮子26的下方设置多个楔块，用楔块抬起整个容器，使其向着顶板移动到需要的位置，或者借助于千斤顶抬起容器。标号35代表空气导管。
如果原始顶板不够高，或者如果铺设在地板32下侧的管子使得容器23侧壁的上边缘与顶板之间难以实现密封，可通过采用上述假平顶消除所有与抬起容器有关的问题。
在假平顶下侧设置柔软层38的一种替换方式是，沿着其上边缘给容器的伸缩壁部分39设置一个可压住假平顶的密封件，例如可膨胀软管。
图6显示的是带有柔软层38的假平顶的另一实施方式，该假平顶可借助于例如液压缸上升和下降。从而，当改变容器23的位置时，可抬起顶板，之后使其再次朝容器下降，由此使其上边缘可密封地压住柔软材料层38。
在另一种设计中，顶板36悬挂在钢索上，在更换容器的过程中，抬起顶板36。然后，使顶板再次朝容器下落，用其自身的重力压住容器的上边缘。
在图6中，设置有可移动容器23的区域41使容器只能在往复方向的一个方向上移动。然而，最好该区域既能使容器23在长度方向上移动，又能使其在宽度方向上移动，使得它能够旋转。用这种方式，可将小垛堆肥物质分散到容器的整个堆肥床上。
图7示意性地说明如何首先在容器23的一端形成两垛堆肥物质30。在假平顶36的界限内移动容器，于是在第一排垛的旁边又形成了两个新垛。此后，将容器旋转180度，同理在容器的另一端又形成了另外四个垛。作完这些后，将容器转回来，上述第一排垛中的物质已经被放置了一段时间，它的体积已经明显减小。显然，用这种方式能够在需要更换新容器之前最大限度地利用容器23的体积。
上面按附图所示的实施方式描述了本发明。然而，本发明还可以在权利要求的范围内在几方面进行变化。一个、两个或多个便桶用同一容器。除了像图5那样两个斜板相向倾斜以外，容器还可以设置两个背向倾斜的斜板，在这种情况下，可沿容器两相反壁设置滤网部件。当然，还可以给容器只设计一块底板。另外，还可以将滤网部件设置在囊状容器下方，在这种情况下，囊状容器要设置开口，以便使液体向下流到滤网部件中。还可以用其它方式使液体流到滤网部件，例如借助于设置在容器底表面中的斜槽，在这种情况下，可将整个斜板省去。
权利要求
1.一种粪便和其它可生物降解物质的收集和堆肥处理方法，在该方法中，为了加速堆肥物质的分解，将待堆肥物质输送到已经铺有底料层的空间，使其落在底料层上，液体从堆肥物质中分离出来，通过分离过程流出堆肥处理空间，其特征在于该空间衬有一个柔软且液体不可渗透材料的内层，形成在其顶部开口的囊状容器，将底料层设置在囊状容器中，将容器的上边缘压住在至少一个上面厕所地板下的顶板上，并且顶板至少设置一个与便桶或类似部件相连的开口，当堆肥物质位于囊状容器中时堆肥物质开始分解时，从这些物质中分离出来的液体由一个滤网部件流出容器，当囊状容器中仍然含有堆肥物质时，将完全分解或部分分解的物质运走。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于将囊状容器与其所含的物质一起运到存放地，随后对容器中的物质进行堆肥处理。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于为了加速堆肥物质的最终分解，在囊状容器中设置给堆肥物质提供氧气的装置。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于由于假平顶与容器的边缘部分之间相对移动使囊状容器的上边缘压住设置在厕所地板下方的假平顶。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于将上述空间设计成一个刚性壳体，内部衬有一层柔性材料，并设置在一个移动支架上，在上述厕所下方的区域设置一个由此得到的可移动容器，该容器可在上述区域的不同位置之间移动，使得来自至少一个便桶的物质形成沿容器底料层分布的堆肥垛。
6.一种粪便和其它可生物降解物质的收集和堆肥处理装置，包括一个为了加速落在底料层上的堆肥物质(30)的分解在其中铺有底料层(29)的空间(1，2；23)，以及用于输送从堆肥物质中分离出来的液体的装置(12，13；31)，其特征在于该空间(1，2；23)衬有一个柔软且液体不可渗透材料的内层，形成顶部打开的囊状容器(8)，其中底料层(29)设置在囊状容器中，该装置包括用于将容器的上边缘部分压住在至少一个上面厕所地板(3；32)下的顶板(36)上的装置(17；40)，并且顶板至少设置一个与便桶(5)或类似部件相连的开口，囊状容器(8)被设计成当堆肥物质被分解时封装堆肥物质，该容器包括借助于滤网装置(12；31)，输送从这些物质中分离出来的液体的装置，在输送囊状容器中完全分解或部分分解的物质时，该囊状容器用作外壳。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于该装置包括至少一个设置在囊状容器(8)中或囊状容器(8)之下用于从输送到该空间的物质(30)中分离液体并使这些液体流走的斜板(11；18；20；28)。
8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于该装置包括一个设置在厕所地板(32)下方的假平顶(36)。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于假平顶(36)可下降压住囊状容器(8)的上边缘部分。
10.如权利要求6-9中任一项所述的装置，其特征在于所述空间有一刚性壳体(23)的形状，内部衬有一层柔性材料，并由一个移动支架(24)支撑，形成一个可移动的容器(23，24)，可移动容器设置在上述厕所下方的区域，该容器(23，24)可在不同位置之间移动，使得从便桶输送的物质形成位于柔性容器(8)中的底料层上的分开的堆肥垛(30)。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于外壳的所述壁设计有伸缩部分(39)，该伸缩部分升高将囊状容器(8)的边缘压在上述顶部或假平顶(36)上。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于支架(24)支承在支腿(25)上，支腿(25)可升高将囊状容器(8)的边缘压在上述顶部或假平顶(36)上。
13.如权利要求6-12中任一项所述的装置，其特征在于所述顶部或假平顶(36)设置有柔软材料层(38)用于密封囊状容器(8)的上边缘。
14.如权利要求6-12中任一项所述的装置，其特征在于柔性材料包括那些当囊状容器(8)在存放地贮存一段时间以进行后续堆肥处理时便可降解掉的塑料材料。
全文摘要
一种粪便和其它可生物降解物质的收集和堆肥处理装置,包括一个为了加速落在底料层上的堆肥物质(30)的分解铺有底料层(29)的空间(23)。该空间(23)衬有一个柔软且液体不可渗透材料的内层,形成顶部打开的囊状容器(8)。在囊状容器中设置底料层(29),该装置包括用于将容器的上边缘部分压住在至少一个上面厕所下方地板(32)下的顶板(36)的装置(40),并至少设置一个与便桶相连的开口。囊状容器(8)被设计成当堆肥物质被分解时封装堆肥物质(30),该容器包括借助于滤网装置(31)输送从这些物质中分离出来的液体的装置。囊状容器还设计成用于运输完全分解或部分分解物质时的外壳。本发明还涉及一种粪便的收集和堆肥处理方法。
文档编号B09B3/00GK1260770SQ9880632
公开日2000年7月19日 申请日期1998年6月18日 优先权日1997年6月18日
发明者贝蒂尔·厄斯特伯 申请人:贝蒂尔·厄斯特伯