专利名称：多便位免水冲无排放生态厕所的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用微生物降解粪便的生态厕所的技术领域，尤其是一种多便位免水冲无排放生态厕所。
背景技术：
文明的发展、建筑科技的进步，大大促进了人类居住环境的改善，使厕所的面貌也发生了根本的变化，厕所的名字也鲜有人提及了，代替它的称谓是卫生间、盥洗室等。但这些成果，都是建立在上下水设施完善的地方才能得以实现。在无水、缺水、水贵如油的地方是没有条件采用冲水马桶的，(与之相配套的是化粪池，即液态发酵法生化反应器)。另外 即便是在繁华的现代化城市，也难免会有临时性的集会，短期的工程建设，即发的偶然事件等情况，为此而修建冲水厕所是困难且不现实的，毕竟完成上下水设施的工程量相当大，决不像拉一根电线那么方便，为解决临时问题而大兴土木，经济上不合算、时间上也来不及。 近年来，一种可以搬运的、免水冲无排放生态厕所，应运而生，巧妙的解决了这一问题。众所周知粪便在自然界，无论是埋在土壤里，还是在水体里，或是暴露在空气里， 即便是没被昆虫、或更高等的动物吃掉，过段不太长的时间便也会消失的无影无踪。这种现象的意义颇大，它维持了地球上有生命以来大千世界的洁净，维持了和生命有关的几种重要元素的周而复始的平衡循环。现在人们知道使粪便消失的是众多人肉眼看不到的微生物的作为，而这种现象和过程，被称之为生物降解。本发明以及即往所有所谓的生态厕所的科学基础，就是建立在这个原理之上的。进而说所有免水冲无排放生态厕所，都是采用一种生化反应器，即一台益菌温床，更具体的说是采用一固态发酵法的生化反应装置，将粪便掺入大量富含降解菌的蓬松的生物基料中，不断的搅拌，同时将这些掺合物加热、通风， 在维持合适的温度、湿度和富氧环境下，为优势的好氧降解菌提供最适宜的生长、繁殖环境条件，以提高其生命活性，强化其降解粪便的能力，达到厕所装置分解粪便的高速度。免水冲无排放生态厕所的生化反应装置的结构形态，本应有其自身应遵循的客观规律和科学合理的设计原则，即便是其存在的目的是同传统厕所存在的目的一样都是为解决人类的排便问题，但它没理由必须与传统厕所的结构模式保持一致，除了便器为要保持宜于人体舒适的蹲、坐势式所应有的功能尺寸和形状，而维持传统的样子和大小外，其它一切均应可变，也必须脱胎换骨的改变，才能发挥生化反应装置及其内置的大量优势降解菌潜在的能力与优势，真正的使生态厕所成为一台高速降解粪便的生化机器。近些年来形形色色的免水冲无排放生态厕所出现在市场上，关于它的发明专利也不少，如:3N13893081、3N16477351、3N14530771、3N17147271、3N14988681、3N1016583981， 3N1021674471.但无一例外，这些免水冲无排放生态厕所，都没有突破历史上关于厕所的固有思维，都固守着传统旱厕的布局、形态、结构模式，活脱脱的就是一个个加了搅拌、加热和通风设备的不锈钢旱厕，外加华丽的现代板材包装。所有的这些厕所的粪坑，即生化反应器容器都采用了 U型槽，即下部是个半圆桶，上部是个方箱子的组合体，以半圆圆心为搅拌轴心，搅拌桨叶有耙型、盘型、带型、方板型…等，作为微生物载体的生物基料装在U型槽内，装料高度埋过底部半圆桶体不多。截面U型的方槽上沿，铺装能承重人体的钢板，板上面，沿轴向开口，镶装蹲便器，蹲便器后面，再开一洞口装筒管和抽排风扇，进风口为蹲便器下排便口 ；容器底部及两侧包装电加热层和保温层。总体上与传统的坑厕雷同，即下为粪坑、上面铺板开口，人蹲其上排便。这些厕所，唯一最大最本质的创新，是在容器内投加掺入了大量的富含降解菌的生物基料，具备了快速地生物降解粪便的能力。但是遗憾的是这些厕所均把“粪坑”，即生化反应器摆在地面，高大的设备，使要用厕所的人必须登梯而上，不能实现无障碍通行，与传统的旱厕相比，不能不承认是一个无奈的退步。另现已推出的所有免水冲无排放生态厕所均是由一个蹲便器下装一个具U型槽容器的生化反应器(含一搅拌、一电机、一抽排风扇、一温控仪器…)，这样的厕所如要有几个便位就要有几套相同的装置以各自独立的，相互无关的并列组合在一起；必然会导致 造价高、维护工作量大、设备笨重、耗能高、运营管理费用大等问题。所有免水冲无排放生态厕所的生化反应器，都是一种固态物料的混合搅拌装置， 另辅以加热，调解温、湿度和抽排气充氧的功能，如何实现这些功能，为其内容物(生物基料、粪便)上负载的微生物提供最佳的生长繁殖条件才是最重要的，这些与传统的一切厕所形式理念无关，理想的免水冲无排放生态厕所应具有一台高效可靠的生化反应器，数个适合人体功能的便器，除此，只要能把人排入便器的粪便，能用一种装置可靠便捷地移入生化反应器就行。基于这种思考，提出了以下发明。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种多便位免水冲无排放生态厕所。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种多便位免水冲无排放生态厕所，该厕所包括用微生物降解粪便的生化反应器是一台带有加热、抽、排风充氧、可控制温度湿度的固体料混合机，该生化反应器不用置于厕所便器之下，而是独立置于便器之旁， 且一个生化反应器可配置多个厕所便位，同时满足对多个便器所排粪便的生物降解，所述坐便器或者蹲便器排置在两个并列的螺旋输料管筒之上，所述两个螺旋输料管筒的一端通过一盒型容器相贯通，另一端的两个端口分别接在生化反应器的出料口、进料口之上，两个螺旋输料管筒的螺旋桨叶倾斜方向相反，并且以同速逆向运转。一个螺旋输料管筒不断的将生化反应器内的生物质基料(负载大量优势降解微生物)送出，经过厕所便器底部，裹挟掺合着粪便，朝逆生化反应器的方向运动，在盒型容器处折返方向，经另一螺旋输料管筒输回生化反应器内。粪便和大量的生物基料在生化反应器即固体料混合机内被高效、充分的搅拌混合、在一定温度、湿度，且氧气充分的环境下，快速彻底的被分解成气体，几乎无残留物。根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述生化反应器是一台固体料混合机， 所述固体料混合机为螺旋锥形混合机。用微生物降解粪便的生化反应器是一台固体物料混合机，其型式可以是任何一种固体物料搅拌混合机械，如立式螺带式混合机、双螺旋锥形混合机、单螺旋锥形混合机、直筒混合机等等。根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述螺旋锥形混合机为悬臂双螺旋锥形混合机。根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述生化反应器的外表面设有可拆装式电加热片，其外再包保温层，其顶部中央向下装有温度传感器，其上部的生物基料空置区的侧壁上开有一孔洞，装引风扇及排风管筒。用微生物降解粪便的生化反应器，具有控温、控湿功能，其容器外表面包装可折式电加热片，其外再包保温层，容器顶部中央向下装有温度传感器；而容器上部生物基料空置区的侧壁上开一孔洞，装引风扇及排风管筒。用微生物降解粪便的生化反应器，有供生物基料的进出开口，进料口位于容器底部，出料口开在容器下部侧面。根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述两个螺旋输料管筒的直径相同，均为100 200mm。螺旋输料管筒一端与生化反器的生物基料出口相连联，能将其内的生物基料向外输送，经过诸便器下部，裹挟掺合着粪便，朝背着生化反应器方向运动，在盒型容器处，折返方向，经另一螺旋输料管筒，将裹挟掺合着粪便的生物基料输回生化反应器，管筒的另一端与生化反器锥底部的生物基料入口相连联。两个螺旋输料管筒的直径相同，为 Φ 100 200mm，优选值为Φ150πιπι。两螺旋输料管筒内置的螺旋桨叶，叶片倾斜方向相反， 两螺旋输料桨叶共用一套电机、减速、传动机构，该机构可采用齿轮、皮带、涡轮、涡杆等任何型式。两螺旋桨叶运转时同转速、逆转向。两螺旋输料管筒内置的螺旋桨叶轴头，一端装置于盒型容器的外侧平板上，两螺旋输料桨叶共用的一套电机、减速、传动机构，也装设在该平板上，该平板为(异形)法兰结构，可拆卸，以方便筒内的螺旋输料桨叶的安装、拆卸，维护。厕所的多个便器排置在两个并列的螺旋输料管筒之上，便器可以为坐便器、蹲便器，其下面的排便口可置于两个并列的螺旋输料管筒的任一个管筒的上面，最好按奇、偶数分置于两管筒上、更有利于粪便的均勻分布，并在该管筒与便器排便口相对应位置上开孔洞，上下两孔联接。该孔通道即为排便口也是空气进口。根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述两个螺旋输料管筒的直径为150mm。本发明的有益效果是，本发明摒弃了以往一切传统厕所以及近年来推出的免水冲无排放生态厕所的雷同模式，除了保留使用微生物降解粪便的方式外，对其传统的布局、结构、形状、安装、运行方式诸元素进行了彻底的创新。本发明提供了一种独特结构的、新颖的免水冲无排放生态厕所，本发明所提供的生化反应器采用悬臂双螺旋锥形混合机，搅拌混合功能特别好，快速、均勻、无死角、耗能少，多个便位只配置一台生化反应器，将加热、保温、通风、控温集中在一起，自然工作效率高，能耗低，而且该核心主体设备设置在一个独立的工作间，运转维护方便，费用低。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明的透视图； 图2是本发明的横剖图3是本发明生化反应器的纵剖图； 图4是本发明一个实施例厕所便位为蹲便器的纵剖图； 图5是本发明另一个实施例厕所便位为坐便器的纵剖图。图中1、生化反应器，21、第一厕所便位，22、第二厕所便位，23、第三厕所便位，24、 第四厕所便位，31、第一螺旋输料管筒，32、第二螺旋输料管筒，4、盒型容器，51、出料口，52、进料口，6、温度传感器，7、引风扇，8、电机、减速、传动机构。
具体实施例方式如图1所示，一种多便位免水冲无排放生态厕所，该厕所包括用微生物降解粪便的生化反应器1是一台带有加热、抽、排风充氧、可控制温度湿度的固体料混合机，该生化反应器1独立置于坐便器或者蹲便器旁，且一个生化反应器可配置至少两个以上的坐便器或者蹲便器，所述坐便器或者蹲便器排置在两个并列的螺旋输料管筒31、32之上，所述两个螺旋输料管筒31、32的一端通过一盒型容器4相贯通，另一端的两个端口分别接在生化反应器1的出料口 51、进料口 52之上，两个螺旋输料管筒31、32的螺旋桨叶倾斜方向相反， 并且以同速逆向运转。所述生化反应器1独立置于第一厕所便位21，第二厕所便位22，第三厕所便位23，第四厕所便位M旁，且还可配置第五厕所便位、第六厕所便位等等，所述厕所便位既可以为坐便器，也可以为蹲便器，如图4、图5所示。所述生化反应器1是一台固体料混合机，所述固体料混合机为螺旋锥形混合机。 优选为为悬臂双螺旋锥形混合机。所述生化反应器1的外表面设有可拆装式电加热片，其外再包保温层，其顶部中央向下装有温度传感器6，其上部的生物基料空置区的侧壁上开有一孔洞，装引风扇7及排风管筒。所述两个螺旋输料管筒即第一螺旋输料管筒31和第二螺旋输料管筒32的直径相同，均为100 200mm。优选为150mm。生化反应器内置的生物基料由一种或多种木质纤维素含量高的、亲水、持水性好的天然物质组成，如小木块、木屑、刨花、蔗楂、棉籽壳、碎禾秸杆、玉米芯等，其上培养繁殖了大量活性强的好氧降解菌，分解粪便的能力特强。厕所的便位个数决定了螺旋输料管筒的长度，如图2所示，每个便器的间距为 700 1500mm，优选900 1300mm，特别优先选1000 1100mm。厕所的便位个数也决定生化反应器的容积，单个便器需生物基料80 180升，优选为100 160升，特别优选120 140升，生化反应器的有效容积系数为.60 70%，所选定的生化反应器的有效容积应大于所有便器所需生物基料的总和。本发明摒弃了以往一切传统厕所以及近年来推出的免水冲无排放生态厕所的雷同模式，除了保留使用微生物降解粪便的方式外。对其传统的布局、结构、形状、安装、运行方式诸元素进行了彻底的创新。本发明提供了一种独特结构的、新颖的免水冲无排放生态厕所，其由三个功能部分组成，即(1) 一个生化反应器，(2)两根螺旋输料管筒组成的生物基料与粪便的传送环路，(3)数个坐、蹲便器。如图3所示，本发明提供的生化反应器采用悬臂双螺旋锥形混合机，其搅拌混合效率高，效果好，无死角。这种混合机的螺旋的自转、公转，能使内容物料(生物基料、粪便) 在锥体内产生复合运动。混合机两非对称螺旋的快速自转将物料向上提升，形成两股非对称的沿筒壁自下向上的螺柱形物料流。转臂带动的螺旋公转运动，又使螺旋外的物料不同程度进入螺柱包络线内，一部分物料被错位提升，另一部分物料被抛出螺柱，从而达到全圆周方位物料的不断更新扩散。被提到上部的两股物料再向中心凹穴汇合，形成一股向下的物料流，补充了底部的空穴，从而形成对流循环。上述运动的复合，在混合机内产生对流、剪切、扩散，从而达到快速均布混合的目的。特别有利于富含降解菌的生物基料对粪便的高效分散，促使其快速分解。本发明提供的生化反应器采用的双螺旋锥形混合机，技术成熟，按容积大小有多种类型小至300升，大至12立方米，有十多种规格。一个容积1立方米的混合机，能轻松填装600多升生物基料，可配套满足4 5个便位的厕所的运行需要，充分的负担起降解粪便的需要。本发明提供的螺旋输料管筒技术成熟，商品规格多，性能可靠，能够长矩离的输送物料，并可改变输送方向，完全能够可靠的实现将生化反应器1内的生物基料由出口 52经过螺旋输料管筒31向外输送，经过坐便器下部，裹挟掺合着粪便后，朝逆生化反应器的方向运动，在盒型容器4处，折返方向，经另一螺旋输料管筒32，再经生化反应器锥底的进口 52输入1内。螺旋输料管筒31和32两管筒的直径相同，优选Φ 100 200mm，特别优选 Φ 150mm，两圆筒内置的螺旋输送装置，叶片倾斜方向向反，两螺旋输料桨叶共用一套电机、 减速、传动机构8，与该机构相连的两螺旋输料桨叶的轴头，装设在盒型容器4外侧的平板上，该平板为异形法兰结构、可拆卸，以方便对筒内的螺旋输料桨叶的安装、卸除，维护等。本发明的生态厕所，无论其厕位有几个，将粪便(被生物基料裹挟)由便器输至生态反应器的螺旋输料管只有两根，(较多的便位需选择较长的螺旋输料管筒)，而其驱动机械电机、减速、传动机构8，也只一套，安装位置也不在厕位内，露在厕所侧壁外(可加保护罩)。本发明所提供的免水冲无排放生态厕所，无论配置多少便位，都只需设一个生化反应器，如需要较多的厕所便位，则只需选择容积较大的生化反应器，就能方便的满足需要。零活性大，经济实惠。特别适宜于建造、应付临时性的，短期集中大量人员的情况下的厕所。为维持生物质基料中好氧降解菌的生长繁殖，强化其对粪便的分解功能，充分的氧气供给是必要条件之一，本发明提供的生化反应器上部空置区侧面开孔装抽排气风扇及管筒7，进气口为各个蹲、坐便器的下排便口，空气被抽进后沿螺旋输料管31、32进入双螺旋锥形混合机底部向上扩散运动，在复合搅拌下，均勻的分布在锥形的混合机容器内，与容器内的生物基料和粪便的混合物充分的接触混合，最终由排风扇排出。通入的空气有效利用率高，热量散失少，电耗少。本发明每个单元厕位内的设备构成只有一个便器与两根横置平放的一米左右的小直径(Φ 150mm)螺旋输料管，特别紧凑简单，厕位内没有电机、减速、传动机构和控制仪表等、布局简洁，空间位置大；可以平步无障碍的进入厕所，可以安设坐便器，为老、弱、病、残等不便使用台阶者入厕方便，当然也可在厕位内安设蹲便器。本发明所提供的生化反应器采用悬臂双螺旋锥形混合机，搅拌混合功能特别好， 快速、均勻、无死角、耗能少，多个便位只配置一台生化反应器，将加热、保温、通风、控温集中在一起，自然工作效率高，能耗低，而且该核心主体设备设置在一个独立的工作间，运转维护方便，费用低。本发明所提出的多便位免水冲无排放生态厕所在外形、布局、结构上可能最最不像一个厕所，而很像一套处理某种物料的化工装置，但其结构的合理性以及因此导致的高效率的生物降解粪便的功能，却是特别优异的。本实施例意在更好的说明本发明，并不限制本发明申请的权利。一个四厕位的免水冲无排放生态厕所构成组件如下 生化反应器(悬臂双螺旋锥形混合机)
总容积1立方米； 装载系数60% ； 电机功率4. 5 kw ； 外型尺寸Φ 1450 X 2700mm。螺旋输料管管直径Φ 160mm ； 旋体直径Φ 140mm ； 电机功率4kw ； 总长6000mm。便器
不锈钢直排式坐便器，内涂钠米不粘防污涂料2台； 不锈钢蹲便器，内涂钠米不粘防污涂料2台。填充物料
选碎松木、杉木生物基料(商品、已接种优势降解菌株)； 实际装填量600L。加热与保温选可卷折式电加热片； 保温采用聚氨酯发泡材料。排风
选Φ 200mm轴流风机。
8
权利要求
1.一种多便位免水冲无排放生态厕所，其特征是，该厕所包括用微生物降解粪便的生化反应器(1)是一台带有加热、抽、排风充氧、可控制温度湿度的固体料混合机，该生化反应器(1)独立置于坐便器或者蹲便器旁，且一个生化反应器可配置至少两个以上的坐便器或者蹲便器，所述坐便器或者蹲便器排置在两个并列的螺旋输料管筒(31、32 )之上，所述两个螺旋输料管筒(31、32)的一端通过一盒型容器(4)相贯通，另一端的两个端口分别接在生化反应器(1)的出料口(51)、进料口(52)之上，两个螺旋输料管筒(31、32)的螺旋桨叶倾斜方向相反，并且以同速逆向运转。
2.根据权利要求1所述的多便位免水冲无排放生态厕所，其特征是，所述生化反应器 (1)是一台固体料混合机，所述固体料混合机为螺旋锥形混合机。
3.根据权利要求2所述的多便位免水冲无排放生态厕所，其特征是，所述螺旋锥形混合机为悬臂双螺旋锥形混合机。
4.根据权利要求1所述的多便位免水冲无排放生态厕所，其特征是，所述生化反应器 (1)的外表面设有可拆装式电加热片，其外再包保温层，其顶部中央向下装有温度传感器 (6)，其上部的生物基料空置区的侧壁上开有一孔洞，装引风扇(7)及排风管筒。
5.根据权利要求1所述的多便位免水冲无排放生态厕所，其特征是，所述两个螺旋输料管筒(31、32)的直径相同，均为100 200mm。
6.根据权利要求1或5所述的多便位免水冲无排放生态厕所，其特征是，所述两个螺旋输料管筒(31、32)的直径为150mm。
全文摘要
本发明涉及一种采用微生物降解粪便的生态厕所的技术领域，尤其是一种多便位免水冲无排放生态厕所。该厕所包括用微生物降解粪便的生化反应器是一台带有加热、抽、排风充氧、可控制温度湿度的固体料混合机，该生化反应器不用置于厕所便器之下，而是独立置于便器之旁，且一个生化反应器可配置多个厕所便位，同时满足对多个便器所排粪便的生物降解，所述坐便器或者蹲便器排置在两个并列的螺旋输料管筒之上，所述两个螺旋输料管筒的一端通过一盒型容器相贯通，另一端的两个端口分别接在生化反应器的出料口、进料口之上，两个螺旋输料管筒的螺旋桨叶倾斜方向相反，并且以同速逆向运转。本发明提供了一种独特结构的、新颖的免水冲无排放生态厕所。
文档编号A47K11/02GK102525328SQ20121000626
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者李良柱 申请人:李良柱