粪便处理装置和粪便处理系统的制作方法

本发明涉及粪便处理技术领域，尤其是涉及一种粪便处理装置和粪便处理系统。

背景技术：

在我国干旱缺水地区的农村中，厕所问题严峻，这主要由于缺少水源及疏于管理，厕所内外弥漫着刺激性气味，蚊蝇肆虐，卫生条件差，且粪便处理不便，容易造成环境污染。厕所作为最基本设施条件，仍滞后于其他民生事业的发展，是破解乡村治理难题的短板。干旱缺水地区农村厕所改造对改善农村卫生环境、改变农村社会的陋习、提高农民的健康水平起到重要作用。改造和普及农村生态卫生厕所，实现粪便无害化处理，是控制和降低肠道传染病流行及寄生虫病感染的治本措施。

有鉴于此，特提出本发明以解决上述技术问题中的至少一个。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种粪便处理装置，在使用过程中不需要冲水，不仅节省了水资源，适合于干旱缺水地区使用，同时还利用粪便与秸秆可发酵的原理，使粪便转化为有机肥，大大提升了粪便、秸秆的利用效率，且不会对环境造成污染，改善了传统旱厕存在的气味难闻、卫生条件差且粪便处理不便，容易造成环境污染等问题。

本发明的第二目的在于提供一种粪便处理系统，包括上述粪便处理装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种粪便处理装置，包括便器、用于盛放秸秆的秸秆箱和化粪箱，所述便器和秸秆箱分别与所述化粪箱连接；

所述便器包括便器本体、第一挡板和第一踏板，所述第一挡板设置于所述便器本体内，所述第一踏板设置于所述便器本体外侧，所述第一踏板与第一挡板连接以控制第一挡板开启或闭合。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述第一踏板通过连接杆控制所述第一挡板开启或闭合。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述第一挡板为平板或弧形板。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述便器本体通过第一管道与所述化粪箱连接；

所述第一管道与所述便器本体连接的一端高于所述第一管道与所述化粪箱连接的一端。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述秸秆箱通过第二管道与所述第一管道连接。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述第二管道内设置第二挡板，所述秸秆箱外设置第二踏板，所述第二踏板与第二挡板连接。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述第二踏板与所述第二挡板通过弹簧联轴控制所述第二挡板转动，以使第二挡板开启或闭合。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述化粪箱外部设有太阳能发热板。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述化粪箱上还设置有换气装置。

本发明还提供了上述一种粪便处理系统，包含上述粪便处理装置。

与现有技术相比，本发明提供的粪便处理装置和粪便处理系统具有以下技术效果：

(1)本发明提供的一种粪便处理装置，包括便器、用于盛放秸秆的秸秆箱和化粪箱，便器和秸秆箱分别与化粪箱连接，便器包括便器本体、第一挡板和第一踏板，第一挡板设置于便器本体内，主要是用于实现便器本体与化粪箱的连通或分隔，第一踏板与第一挡板连接以控制第一挡板开启或闭合；化粪箱则是实现粪便与秸秆的混合，从而达到制得有机肥的目的；当未使用该粪便处理装置时，可利用第一踏板将第一挡板闭合，使得第一挡板将便器本体与化粪箱隔离开来，防止化粪箱中的异味返至便器本体；当使用该粪便处理装置时，可利用第一踏板将第一挡板开启，使得便器本体与化粪箱直接连通，粪便可通过便器本体直接或者间接进入化粪箱，使用完毕后，再利用第一踏板将第一挡板闭合；

通过对该粪便处理装置结构的具体限定，使得该粪便处理装置在使用过程中不需要冲水，粪便直接通过便器进入到化粪池中，并利用粪便与秸秆箱中的秸秆在化粪箱中混合进行发酵，从而将粪便转化为有机肥，该粪便处理装置在使用过程中不需要水，不仅节省了水资源，适合于干旱缺水地区使用，同时还利用粪便与秸秆可发酵的原理，使粪便转化为有机肥，大大提升了粪便与秸秆的利用效率，且不会对环境造成污染，改善了传统旱厕存在的气味难闻、卫生条件差且粪便处理不便，容易造成环境污染等技术问题；

另外，该粪便处理装置结构简单，制作方便，成本低，适合于在干旱缺水地区推广使用。

(2)本发明提供了一种粪便处理系统，包含上述粪便处理装置，鉴于上述粪便处理装置所具有的优势，使得农村中常见的粪便以及秸秆均得到有效利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种实施方式下的粪便处理装置的结构简图；

图2为本发明提供的一种实施方式下的便器的结构简图；

图3为图2中便器处于不同工作状态的结构简图；

图4为本发明提供的一种实施方式下的第一踏板、第一挡板和连接杆的连接示意图；

图5为本发明提供的另一种实施方式下的便器的结构简图；

图6为图5中便器处于不同工作状态的结构简图。

图标：10-便器；11-便器本体；12-第一踏板；13-第一挡板；14-第一管道；15-连接杆；20-秸秆箱；21-第二踏板；22-第二挡板；23-第二管道；30-化粪箱；31-太阳能发热板。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

根据本发明的第一个方面，本实施例提供了一种粪便处理装置，包括便器10、用于盛放秸秆的秸秆箱20和化粪箱30，便器10和秸秆箱20分别与化粪箱30连接；

便器10包括便器本体11、第一挡板13和第一踏板12，第一挡板13设置于便器本体11内，第一踏板12设置于便器本体11外侧，第一踏板12与第一挡板13连接以控制第一挡板13开启或闭合，具体如图1所示。

本发明提供的粪便处理装置，包括便器、用于盛放秸秆的秸秆箱和化粪箱，通过对粪便处理装置结构的具体限定，使得该粪便处理装置在使用过程中不需要冲水，粪便直接通过便器进入到化粪池中，并将粪便与秸秆箱中的秸秆置于化粪箱中混合以进行发酵，从而将粪便转化为有机肥，该粪便处理装置在使用过程中不需要水，不仅节省了水资源，适合于干旱缺水地区使用，同时还利用粪便与秸秆可发酵的原理，使粪便转化为有机肥，大大提升了粪便的利用效率，且不会对环境造成污染，改善了传统旱厕存在的气味难闻、卫生条件差且粪便处理不便，容易造成环境污染等技术问题。

便器10，主要是人们用于如厕的装置。便器10的结构不作具体限定，典型但非限制性的为蹲便器或坐便器。蹲便器是指使用时以人体取蹲式为特点的便器。坐便器是指使用时以人体取坐式为特点的便器。

便器本体11内设置第一挡板13，便器本体11外设置第一踏板12，第一挡板13与第一踏板12连接，可利用第一踏板12控制第一挡板13的开启或闭合。设置第一挡板13的目的，是实现便器本体11与化粪箱30的连通或分隔。

化粪箱30的结构不作具体限定，只要能够实现粪便以及秸秆的混合，并确保二者能够发酵即可。

具体的，当未使用该粪便处理装置时，可利用第一踏板12将第一挡板13闭合，使得第一挡板13将便器本体11与化粪箱30隔离开来，防止化粪箱30中的异味返至便器本体11，从而影响环境空气质量。当使用该粪便处理装置时，可利用第一踏板12将第一挡板13开启，使得便器本体11与化粪箱30直接连通，粪便可通过便器本体11直接或者间接进入化粪箱30。使用完毕后，再利用第一踏板12将第一挡板13闭合。

作为本发明的一种可选实施方式，第一挡板13为平板，具体如图2和图3所示。此时，第一挡板13可通过多种方式实现其开启与闭合。

例如，当未使用该粪便处理装置且第一挡板13闭合时，第一挡板13是沿便器本体11内水平方向伸出的，如图2中所示状态，从而将便器本体11与化粪箱30隔离开来；当使用该粪便处理装置且第一挡板13开启时，则第一挡板13从原来的水平方向向上或向下转至竖直方向，如图3中所示状态，从而使得便器本体11与化粪箱30相连通。

第一挡板13可以是一整块板，也可以是多个平板组合，此处不作具体限定。

作为本发明的一种可选实施方式，第一挡板13为弧形板，具体如图4所示。

作为本发明的一种可选实施方式，第一踏板12通过连接杆15控制第一挡板13转动，以使第一挡板13开启或闭合。

第一踏板12可通过连接杆15与第一挡板13连接，具体连接方式可采用本领域常见的机械连接方式，此处不作具体限定。

当该粪便处理装置未使用且第一挡板13闭合时，构成第一挡板13的两块弧形板的顶端相接触，从而将便器本体11与化粪箱30隔离开来，如图5所示；当使用该粪便处理装置且第一挡板13开启时，则两块弧形板的顶端彼此分开，两块弧形板的底端相接触，如图6中所示状态，此时粪便则掉落在第一挡板13上，也就是两块弧形板的底部位置处，如厕结束后，当将该第一挡板13重新闭合时，伴随着两块弧形板底端彼此分开，顶端相接触，粪便则从第一挡板13上掉落至第一管道14内。

需要说明的是，第一挡板13的结构不限于上述平板或者弧形板，只要其能对便器本体11和化粪箱30起到隔离和连通的作用即可。

作为本发明的一种可选实施方式，便器本体11通过第一管道14与化粪箱30连接；

第一管道14与便器本体11连接的一端高于第一管道14与化粪箱30连接的一端。

由于粪便要通过第一管道14进入到化粪箱30中，且该过程不需要水冲，故第一管道14与便器本体11连接的一端高于第一管道14与化粪箱30连接的一端，使得粪便可利用自身的重力作用直接进入到化粪箱30中。

作为本发明的一种可选实施方式，第一管道14为直管。

由于粪便不借助外界作用直接进入到化粪箱30，若第一管道14存在弯头，则粪便容易在弯头处积存，从而导致第一管道14容易发生堵塞。

作为本发明的一种可选实施方式，秸秆箱20通过第二管道23与第一管道14连接。

秸秆箱20中的秸秆可通过第二管道23进入到第一管道14中，其可以替代传统冲水马桶的输送介质-水，来输送粪便进入化粪箱30，并调节化粪箱30中的碳氮比与含水量，从而使得粪便在化粪箱30中进行发酵反应。

秸秆的种类不作具体限定，典型但非限制性的例如为小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、薯类秸秆、棉花秸秆或甘蔗秸秆等。

考虑到第二管道23以及第一管道14的大小，一般秸秆通常是经过粉碎处理后再放入秸秆箱20中的。粉碎处理后秸秆典型但非限制性的尺寸为0.5cm、1.0cm、1.5cm、2.0m、2.5cm、3.0cm、3.5cm、4.0m、4.5cm或5.0cm。但一般而言秸秆的尺寸要小于第一管道14和第二管道23的管径。

另外，由于秸秆也是通过第二管道23直接进行第一管道14中的，故作为本发明的一种可选实施方式，第二管道23与秸秆箱20连接的一端要高于第二管道23与第一管道14连接的一端。

上述这种设置方式，使得秸秆不需要外接作用力，可依靠自身重力直接通过第二管道23进入到第一管道14中。

作为本发明的一种可选实施方式，第二管道23内设置第二挡板22，秸秆箱20外设置第二踏板21，第二踏板21与第二挡板22连接。

第二挡板22设置的目的是可控制秸秆箱20中的秸秆进入到第一管道14中的时机。当第二挡板22处于闭合状态时，即第二挡板22沿第二管道23的径向或水平方向伸出，使得第二挡板22将秸秆箱20与第一管道14分隔开来。当第二挡板22处于开启状态时，即第二挡板22从第二管道23的径向方向或水平方向向轴向方向转动，使得秸秆箱20与第一管道14直接连通。第二挡板22的工作原理与第一挡板13的工作原理相同。

一般而言，当未使用该粪便处理装置时，第二挡板22处于闭合状态，防止秸秆箱20中的秸秆进入到第一管道14。当人们准备如厕之前，可以先通过第二踏板21将第二挡板22开启，使得秸秆箱20与第一管道14直接连通，秸秆箱20中的秸秆通过第二管道23进入第一管道14。一部分秸秆可能散落到第一管道14的管壁上，一部分秸秆则直接进入到化粪箱30。当进入到第一管道14中的秸秆达到一定用量后，再通过第二踏板21将第二挡板22闭合，从而阻止秸秆箱20中的秸秆进入到第一管道14中。当人们进行如厕时，粪便通过便器本体直接接入到第一管道14中，由于第一管道14的管壁上存在一部分秸秆，秸秆的存在可使得粪便不易粘附到管壁上，同时还可加速粪便向化粪箱30的移动速度。如厕后，还可以继续通过第二踏板21控制第二挡板22开启，使秸秆箱20中的秸秆通过第二管道23进入到第一管道14中，这部分秸秆可输送粪便进入到化粪箱30内。

至于第二踏板21与第二挡板22的连接方式不作具体限定，可采用机械领域常见的机械连接方式，此处不作具体限定。作为本发明的一种可选实施方式，第二踏板21与第二挡板22通过弹簧联轴控制第二挡板22转动，以使第二挡板22开启或闭合。

通过第二踏板21与第二挡板22上述连接方式的限定，使得第二踏板21可灵活控制第二挡板22的开启和闭合。

人们如厕完毕后，粪便与秸秆一同进入到化粪箱30中进行发酵。为了较好的控制化粪箱30中的发酵温度，作为本发明的一种可选实施方式，化粪箱30外部设有太阳能发热板31。

太阳能发热板31，又称太阳能集热器，是可收集太阳光并将其转化为热能的设备。该设备可将热量直接传递到化粪箱30中，从而可以控制化粪箱30的发酵温度。

为了控制化粪箱30中空气流通，有利于化粪箱30中发酵的顺利进行，作为本发明的一种可选实施方式，化粪箱30上还设置有换气装置，在图中未示出。

优选地，换气装置包括换气扇和/和换气管。

另外，为了进一步加快粪便与秸秆的发酵进程，可向化粪池中加入常规的微生物发酵菌剂。该微生物发酵菌剂能有效促进有机物降解，加速粪便腐熟速度，同时有利于消除致臭物质，减轻对环境的污染。

常见的微生物发酵菌剂包括但不限于纤维分解菌、蛋白分解菌、乳酸菌、光合细菌、酵母菌、除臭菌等多种有益微生物。这些微生物发酵菌剂在生长中产生的代谢物质相互利用。在粪便与秸秆发酵过程中微生物发酵菌剂与粪便和秸秆组成复杂而稳定的微生态系统，能够快速使粪便等材料发酵制成水蒸气、二氧化碳和有机肥。

该粪便处理装置无需水冲，可在无上下水设施、排污管道的环境下使用。该粪便处理装置直接解决人们如厕问题的同时，又解决了粪便秸秆的资源再利用问题，改善了干旱缺水地区传统厕所粪便难处理、异味难清除、污物难排放的问题。在使用频次为10人次/日的情况下，日节水可达60l，并且能长期保持无色、无味、无菌且无不悦感。

为验证该粪便处理装置的技术效果，特在甘肃省天水市进行实验。

向秸秆箱中加入经机械粉碎后的平均长度均为1.5cm的玉米秸秆和小麦秸秆，玉米秸秆和小麦秸秆的体积比为1:1，玉米秸秆和小麦秸秆占秸秆箱容积的4/5即可。该粪便处理装置每日处理2-3人的粪便。由于在使用过程中，每天不断向化粪箱中添加粪便和秸秆，化粪箱内基质重量基本维持在使用初期位置，这是由于在粪便中的好氧细菌的作用下，人类排泄物里的蛋白质，秸秆里的纤维素和半纤维素等有机成分被分解成氨气、水、co2等物质，并经换气装置排出，使得重量维持恒定。经过数天发酵处理后，化粪箱中的粪便与秸秆就可发酵成有机堆肥。

实施例二

本发明实施例二还提供了一种粪便处理系统，本实施例是在实施例一基础上的改进，实施例一所描述的技术方案也属于本实施例，在此不再赘述。

本实施例提供的一种粪便处理系统，包括上述粪便处理装置。

除了上述粪便处理装置，该粪便处理系统还包括沼气池，沼气池与化粪池连通。粪便与秸秆可进入到沼气池中，在加入一定的发酵菌种，例如有机质分解菌和甲烷菌后，粪便与秸秆可发酵得到沼气，沼气发酵残留物可返回至化粪池中继续发酵。

该粪便处理系统包含上述粪便处理装置，鉴于上述粪便处理装置所具有的优势，使得农村中常见的粪便以及秸秆均得到有效利用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。