生物处理无水型环保厕所及其液体排泄物处理系统的制作方法

文档序号:15227719发布日期:2018-08-21 18:52阅读:157来源:国知局

本实用新型属于卫生设施,具体涉及一种生物处理无水型环保厕所。



背景技术:

随着水资源日益匮乏和环境污染压力的加重,传统水冲厕所带来的资源浪费和环境污染问题就突显出来,此外,传统水冲厕所需要建设排污管道和后期污染物处理设施,基础建设投入巨大,后期处理成本过高的问题也明显。还有些地方使用传统旱厕,问题更严重,特别到了夏天,蚊蝇滋生,臭味熏天,容易造成疾病传播。尿液直接渗入地下,日积月累,容易造成局部土壤严重污染。粪便清掏直接还田,无法完全腐熟,造成土壤污染等问题。人们在使用传统旱厕时往往无法忍受其视觉上的脏乱差,嗅觉上的恶臭味儿,对于越来越重视卫生的现代社会的人类来讲,是急需改进的。在使用水冲厕所时,排泄过程中也会有臭味产生,降低了人们使用厕所的舒适度。还有各种移动厕所,基本都是以水冲为主,排泄物处理还是要在污染物处理设施中集中处理,成本高,处理效果差。

为了解决这些问题,或者其中的一类问题,各种类型的厕所也应运而生。有一类节水型厕所如:高压气水冲式厕所,泡沫封堵型厕所,虽然用水量少了,但是还是耗费了水资源。粪水一体,后期污染物处理成本还是没有办法降低。设备投入成本高,而且一旦设备损坏,厕所就完全无法使用。其中泡沫封堵型厕所起泡液基本是化学合成物,不容易降解,容易造成二次污染。有一类无水打包型厕所,虽然不用水冲,但是粪水一体需要清运集中处理,同时还要处理打包袋,增加了处理难度和处理成本,运输过程容易造成破损而污染环境,有些包装材料还不易降解,形成二次污染。打包机需要经常维护,一旦损坏,厕所就无法正常使用。还有一类微生物型厕所,通过使用搅拌轴搅拌,利用微生物促进污染物分解,但是设备投入成本高,搅拌过程又是一种耗能过程,对菌种要求高,对环境要求高,适用范围窄。所有以上形式的厕所都不能做到排泄物减量处理。目前市面上还没有一种厕所能够同时解决以上所有问题。



技术实现要素:

本实用新型的一个目的在于提供一种生物处理无水型环保厕所。

本实用新型的另一个目的在于一种液体排泄物处理系统。

本实用新型提供的环保厕所在使用过程中零用水,节约了水资源,省去了后期粪水混合物处理的难度和费用。本实用新型的环保厕所可减去排污基础设施的建设,节约了基础设施的投入,不仅节约资金,还节约了占地面积。本实用新型的环保厕所对污染物进行生物三级处理,处理效率高,无污染,真正做到污染物原位、减量和无害化处理,处理完的污染物可以资源化利用。处理过程无需消耗能源,低碳环保。本实用新型的环保厕所可实现零排放,尿液处理变成液体肥料,粪便处理变成优质有机肥料,都可以直接还田,安全无污染,还增加使用者的舒适度,使用过程中无异味,空气清新,视觉上无脏乱感。

为实现上述目的,本实用新型采用以下的技术方案为:

一种生物处理无水型环保厕所,包括固体排泄物处理系统和液体排泄物处理系统,所述固体排泄物处理系统包括固体排泄物处理池,所述固体排泄物处理池上方设有排泄口,排泄口与便池连通;固体排泄物处理池包括固液排泄物分离装置,将固体排泄物和液体排泄物分离;所述液体排泄物处理系统包括一个集尿器或多个连通的集尿器,用于收集尿液。

其中,所述固液排泄物分离装置为设置在固体排泄物处理池内的中下部的一斜面,所述斜面对应排泄口的位置高于另一边,靠近所述斜面的最低端连接设有尿液过滤层。

进一步的,所述斜面由两层板面和中间导流层组成,上层板面为漏板,下层板面为实心板,上层和下层的间距为1cm-5cm。

固液分离装置的第一层漏板的末端拐角处水平延伸架设在过滤层上;固液分离装置的第二层实心板的末端和过滤层无缝交接。从而实现将尿液和粪便分离的目的。同时还能让粪便保持较高的湿度,以适合食粪生物的生产和繁殖;保证排泄物(包括最底层)可以进行微生物好氧发酵和食粪类生物处理,防止厌氧发酵的产生,有效遏制甲烷气的产生,消除了安全隐患,大大减少了臭味和污染环境的可能。

该生物厕所通过将尿液和粪便分离,利用生态处理剂与固体粪便混合,并初步发酵,得到适合食粪生物(如蚯蚓等)采食的物质;随后由食粪生物处理;食粪生物采食后的排泄物经微生物进一步发酵处理,基本上利用微生物和食粪生物就能完全分解固体排泄物,得到性能优良的生物质肥料,而且能够通过养殖蚯蚓等食粪生物获得高收益。

如上所述的环保厕所,优选地,所述斜面上方,靠近排泄口的位置设有加注器,所述加注器内加有生态处理剂,所述加注器可将生态处理剂加注到斜面上。

如上所述的环保厕所,优选地,所述生态处理剂包括植物源有机物料和具有腐熟降解功能的微生物或腐熟剂,所述植物源有机物料包括落叶、树枝、秸秆、木屑中的任一种或任两种或混合物,所述腐熟降解功能的微生物为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、米曲霉、绿色木霉、植物乳杆菌和解淀粉芽孢杆菌中的任一种或多种的混合物。

如上所述的环保厕所,优选地,所述液体排泄物处理系统还包括一个集尿器或多个连通的集尿器,所述集尿器上部顶端设有第一排气管进行排气,所述集尿器的上端设有通入底部的进气气管,所述进气气管内设有第一管道排风扇,所述集尿器上端通过污水泵连通所述固体排泄物处理池的底端,所述集尿器的下端还设有出液口。

当设有多个集尿器时,连通是指多个集尿器的上部侧边通过管道连通,多个集尿器的顶端设有连通的第一排气管进行排气,最末端的集尿器的下端还设有出液口。

如上所述的环保厕所,优选地,所述第一排气管的终端设有气滤装置,所述集尿器内设有的微生物投放器,所述微生物投放器为网状圆柱体,里面设有微生物。在使用时,在第一集尿器通过设置的微生物投放器,加入可将尿液处理后自然形成的亚硝酸盐和硝酸盐的微生物。例如可采用自然界中存在的可以分解尿液的野生微生物,也可以采用枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌进行分解。

如上所述的环保厕所,优选地,所述固体排泄物处理池的上方还设有第二排气管道,所述第二排气管道内设有第二管道排风扇。

如上所述的环保厕所,优选地,在所述第二排气管道内,所述第二管道排风扇的上方还设有气滤装置。

如上所述的环保厕所,优选地,所述固体排泄物处理池的上方还设有湿度控制器,所述湿度控制器用于监测排泄处理物的湿度,并启动或关闭喷水装置。

如上所述的环保厕所,优选地,所述固体排泄物处理池还设有尿液排放装置,所述尿液排放装置用于将固体排泄物处理池按照液位计的设置将液体自动排出。

如上所述的环保厕所,优选地,所述固体排泄物处理池设于地下。

一种液体排泄物处理系统,其包括一个集尿器或多个连通的集尿器,所述集尿器上部顶端设有排气管进行排气,所述集尿器的上端设有通入底部的进气气管,所述进气气管内设有管道排风扇,所述集尿器上端设有用于进入尿液的进口,所述集尿器的下端还设有出液口,所述集尿器内设有的微生物投放器。

所述微生物投放器为网状圆柱体,里面设有微生物。

如上所述的一种液体排泄物处理系统,优选地,所述多个连通的集尿器为多个集尿器的上部侧边通过管道连通,多个集尿器的顶端设有连通的第一排气管进行排气。

与现有技术比较,本实用新型的优点是:

1.本实用新型的固体排泄物处理系统,可有效处理固体排泄物,使其变成安全的有机肥料,更利于作物吸收。

2.本实用新型的环保厕所使用过程中可不用水,节约水资源。

3.本实用新型的环保厕对固体排泄物进行生物处理,不耗能,进行原位生物三级处理,主要指的是第一步生态处理剂与固体排泄物混合,初步发酵;第二步食粪生物处理,第三步食粪生物排出后混合进一步发酵处理,利用微生物和食粪生物能分解有机物的特性,安全可靠效率高。

4.本实用新型的环保厕进行了固液分离使粪便处理和尿液处理都简单化,降低了处理成本和难度。

5.本实用新型的环保厕对排泄物原位减量处理,将生物技术引入,不仅处理效果好,还降低了异地处理的中途运输的财力物力,转运过程产生的二次污染,以及粪水混合物后期处理的设施投入。与进入市政排污管路的排泄物相比较,免去了市政排污管道的建设,节省了投入,降低了处理成本。

6.本实用新型可视为真正意义上的环保厕所,将排泄物变废为宝,资源化利用,有效减轻了环境的负担,还可以培肥土壤,代替了一部分化肥的使用,利国利民。

7.本实用新型的环保厕所在使用中不产生任何异味,让使用者有愉快的如厕体验,可大大改观人们对厕所的印象。

8.本实用新型的环保厕所建造成本低,使用成本低,后期维护费用低,日常维护维修简单,没有复杂的构造,整套生物处理无水环保厕所可以长期不间断使用。

附图说明

图1为本实用新型一优选的实施例1中环保厕所的结构示意图。

图2为本实用新型一优选的实施例3中环保厕所的结构示意图。

图3为滤板的结构示意。

附图标记说明

1、固体排泄物处理池;2、排泄口;3、斜面;4、过滤层;5、液体存储箱;6、小便池;7、加注器;8、排泄处理物;9、污水泵;10、第一集尿器;11、第二集尿器;12、第三集尿器;13、尿液;14、进气气管;15、第一排气管;16、气滤装置;17、出液口;18、第二排气管道;19、第二管道排风扇;20、湿度控制器;21、第一管道排风扇;22、微生物投放器。

具体实施方式

本实用新型采用了生物技术来处理排泄物,并且通过一系列控制系统,如碳氮比调节系统,固液分离系统,湿度控制系统,尿液抽离系统,负压控制系统,尿液处理系统,废弃气体除味系统的设计,为三级生物处理提供一个适运行环境,使其能够高效的完成排泄物的处理,而这一系列的控制系统又被融入和运用到无水环保旱厕的设计中,使其成为一个整体的以生物技术为核心的环保厕所系统。

以下实施例用于进一步说明本实用新型,但不应理解为对本实用新型的限制。在不背离本实用新型精神和实质的前提下,对本实用新型所作的修饰或者替换,均属于本实用新型的范畴。

若未特别指明,实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1

一种固体排泄物处理系统,其包括固体排泄物处理池和生态处理剂,生态处理剂置于固体排泄物处理池内,生态处理剂是一种植物源有机物料和有特定腐熟降解功能的微生物经过特定工艺制成的混合物。其主要作用是调节待处理排泄物的碳氮比和加快待处理排泄物的分解,以便于食粪类生物的进一步分解和消化,从而达到处理排泄物的目的。植物源有机物料可以是落叶,树枝,秸秆、木屑等经过适当粉碎的混合物。腐熟降解功能的微生物可以是枯草芽孢杆菌(CGMCC1.15)、地衣芽孢杆菌(CGMCC 1.7461)、酿酒酵母(CGMCC 2.3880)、米曲霉(CGMCC 3.2068)、绿色木霉(CGMCC 3.3744)、植物乳杆菌(CGMCC 1.2566)和解淀粉芽孢杆菌(CGMCC 1.10901)中的几种的搭配。其中,生态处理剂中腐熟微生物添加量按照每克有机物料含有0.5亿或更高菌为标准,落叶,树枝、秸秆、木屑比例随意。也就是说,落叶,树枝、秸秆、木屑按照随意比例混合,按照堆肥方法进行发酵腐熟,然后按照上述菌数标准添加微生物进行混合,即可制成生态处理剂。特定腐熟降解功能的微生物也可采用市面上出售的腐熟剂替换。

当固体排泄物处理池内放置有固体粪便等排泄物时与生态处理剂混合后,经生态处理剂中的微生物初步发酵后,变成食粪类生物(食粪昆虫和蚯蚓)爱吃的食物,经过他们采食,不仅将排泄物吃掉,还同时把里面所含的微生物一同吃掉(包括病原菌),最终通过排泄道排泄出来变成安全的有机肥料。

可将上述的固体排泄物处理系统用于一种生物处理无水型环保厕所,如图1所示,其包括固体排泄物处理系统和液体排泄物处理系统,所述固体排泄物处理系统包括固体排泄物处理池1,固体排泄物处理池上方设有排泄口2,固体排泄物处理池的内部下方设有一斜面3,斜面对应排泄口2的位置高于另一边,靠近斜面3的最低端设有尿液过滤层4,斜面3将固体排泄物处理池1的下方隔离形成一个液体存储箱5即可存储过滤后的尿液。

在排泄口的后方设有加注器,加注器内加有生态处理剂,加注器可将生态处理剂加注到斜面上。可通过设有类似拉水冲厕所一样的拉杆,进行添加生态处理剂。每次使用完厕所拉一下加注器拉杆,往池内添加20-100克的生态处理剂。这样,厕所使用后,斜面4上留有粪和生态处理剂的排泄处理物,由已投入的食粪类生物进行后续处理。

粪便通过排泄口落在斜面上,经生态处理剂中含有分解功能的微生物初步发酵后,变成食粪类生物(食粪昆虫和蚯蚓)爱吃的食物,排泄处理物通过食粪类生物采食后,排泄出来的排泄物又经过微生物再次分解,变成高品质有机肥。食粪生物的养殖在固体排泄物处理池内,此处是调整固体排泄物的碳氮比,使食粪生物更易采食。本实用新型充分考虑到微生物发酵的碳氮比问题和食粪类生物的适口性,并且还考虑了人们使用水冲厕所的习惯问题,特设计了调节碳氮比的设施,在用完厕所后,使用者可以通过类似拉水冲厕所一样的拉杆,完成往便池内添加碳氮比调节物的过程。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上,在斜面的上层对应设有带有滤孔的滤板,排泄处理物置于滤板上方,斜面下层设有实心板,滤板与实心板之间有一定距离,形成液体导流空间便于尿液留下来。滤板作为固液分离部件,将尿液分离开。滤板上的滤孔孔径可以阻止固体通过滤孔,保证导流层无大颗粒固体,这样,液体自然可以通过重力下渗,并且通过滤孔进入导流层,导流层不堵,尿液也就不会堵。

固体排泄物处理池的底部设有污水泵,污水泵连接一个尿液处理系统,尿液处理系统作为液体排泄物处理系统的一部分,也是尿液处理部件,即液体排泄物处理系统还包括第一集尿器、第二集尿器和第三集尿器,第一集尿器、第二集尿器和第三集尿器的上部侧边通过管道连通,形成一个连通器,当第一集尿器中液体满后会流向第二集尿器,第二集尿器中液体满后会流向第三集尿器;分别在第一集尿器、第二集尿器和第三集尿器上部顶端设有连通的排气管,排气管的终端设有一个气滤装置。在第一集尿器的上端设有通入底部的进气气管,所述第一集尿器上端通过污水泵连通所述固体排泄物处理池的底端,所述第三集尿器的下端还设有出液口,用于将第三集尿器中的液体排出。

为了使微生物和食粪生物更有效的处理排泄物,本实用新型在便池内设计了一个斜面,斜面的上层对应设有带有滤孔的滤板,其目的一是为了让尿液和粪便能够靠重力进行分离,即粪便留在滤板上方,尿液渗透流入液体导流层,沿着实心板斜面,进入过滤层,这样做到了粪水分离,二使整个微生物发酵不处于厌氧状态,提高了微生物发酵效率,三为食粪类生物提供了湿度适宜的生活环境,四还杜绝了厌氧发酵恶臭气体的产生。

本实用新型将尿液和粪便分离分别处理,降低了两者混合物的处理难度和成本,为了使两者分离效果更好,特设计加入滤板,使固体和液体彻底分离,保证了尿液能够单独被收集起来处理。

粪便和尿液经排泄口排入固体排泄物处理池(生态池),然后通过生态处理剂加注器往生态池内加注生态处理剂,作为碳氮调节部件,用于调节排泄物碳氮比和加入微生物,尿液通过重力作用沿着导流斜面留到尿液过滤层,储存于生态池下方。

粪便经微生物初步发酵后,变成食粪类生物(食粪昆虫和蚯蚓)爱吃的食物,经过他们采食,不仅将排泄物吃掉,还同时把里面所含的微生物一同吃掉(包括病原菌),最终通过排泄道排泄出来变成安全的有机肥料,由于生态处理剂中含有益微生物,不断添加过程保证了其在生态池内的优势菌群地位,其通过占位优势抑制有害菌的数量,它们进一步分解食粪类生物排出的粪便,这一过程使有机肥品质更高,更利于作物吸收。食粪类生物不断获取食物,保持很高的繁殖速度,加快了处理排泄物的速度。有资料表明,一亿条蚯蚓一天可以吃掉400吨废弃物。这一过程也做到了排泄物的数量的减少,使得有限的生态池可以经得起更多人次的使用。一般情况下,单人位生态池可以在连续使用一年以上时间才需要清掏出处理完的排泄物(高品质有机肥料)。

尿液下渗至导流斜面,经过尿液过滤层的初级处理进入生态池下方,达到一定液位后,污水泵自动启动将生态池下方存储的尿液抽出排入集尿器内。本实施例中的集尿器是一个微生物三级处理装置,在第一个集尿器内有微生物投放器,并且通过进气气管通入容器底部,不断往里加入空气,为微生物繁殖提供氧气,废气通过排气管经一气滤装置排出。尿液通过第一集尿器完成第一步处理后进入第二集尿器内进一步处理,最后进入第三处理器进行第三步处理后即可变成液体肥料。这一过程是将原先化学形态不稳定的尿液(尿素分解产生氨气)分解成化学形态和生物形态都相对稳定的亚硝酸盐和硝酸盐,通过稀释可以变成了非常好的液体肥料。由于尿液和粪便分离,使含有粪便,生态处理剂,微生物和食粪生物的混合物能共存于一个湿度适宜且有氧的环境,为排泄物的处理提供了最佳环境。由于粪尿不混合,厌氧发酵不会发生,也就不产生甲烷气体和恶臭气味,排除了安全隐患,营造了好的环境。

实施例3

本实施例是在实施例2的基础上,结构如图2所示,在固体排泄物处理池1上方左侧设有排泄口2,右侧设有小便池6,排泄口2的后方设有用于加注生态处理剂的加注器7,在固体排泄物处理池1的内部设有斜面3,斜面3的上层设有滤板,斜面3的上层滤板之上设有排泄处理物8,滤板的结构示意图如图3所示,斜面3的左侧偏高,右侧下端设有低于斜面最底端的尿液过滤层4,在固体排泄物处理池1下端左侧设有污水泵9,污水泵9连接尿液处理系统中的第一集尿器,固体排泄物处理池底部的尿液13通过污水泵9进入第一集尿器10,第一集尿器10的上端设有进气气管14,进气气管14的上端设有第一管道排风扇21,利用第一管道排风扇21从外向第一集尿器内送空气,起到增氧作用,为微生物提供氧气,加速其分解尿液的速度。连通第一集尿器10、第二集尿器11和第三集尿器12的排气管作为第一排气管15,其的出口端设有气滤装置16,用于尿液除味部件,第三集尿器12的下端设有出液口17。

第一集尿器10内设有的微生物投放器22,微生物投放器为网状圆柱体,里面放置微生物,微生物可将尿液处理后自然形成的亚硝酸盐和硝酸盐。微生物可采用枯草芽孢杆菌CGMCC1.15,巨大芽孢杆菌ACCC10011处理,微生物放入投放器,由于不断通氧,微生物快速繁殖,并活跃分解尿液。有利于加快尿液的处理速度。

为了给微生物发酵和食粪类生物提供足够的氧气,以及防止排泄物处理过程中散发的臭味,本实用新型中特设计了一套单向通气系统,作为负压部件,使便池始终保持负压状态,新鲜空气不断被引入便池内,浊气通过空气过滤装置经管道排出室外,排出气体主要是CO2和H2O气体。

单向通气系统,即在固体排泄物处理池1的上方设有第二排气管道18,并在第二排气管道内设有第二管道排风扇19。进一步地,第二管道排风扇19的上方还设有一个气滤装置16。

第二管道排风扇19将固体排泄物处理池1(即生态池)内的排泄物分解产生的主要以二氧化碳和水汽为主的气体,单向通过排气管道经气滤装置排出,这一过程在生态池内形成负压,使池子内气体不会从排泄口和/或小便器口排出,而是通过排泄口和/或小便器口源源不断往生态池内送入新鲜空气。为微生物,食粪生物提供了氧气,利于排泄物的分解,同时保证了厕所内空气的清新,提高了使用者的舒适度。

微生物和食粪生物都需要在适合的湿度下存活,比如,蚯蚓的适合生存湿度为30-70%,在这个湿度范围,蚯蚓不仅繁殖快,而且也是最活跃的,处理粪便就会更高效。因此,特设计出一套自动控制便池内排泄物湿度的系统,该系统在便池内待处理物料湿度低于30%时自动启动,往便池内喷水提高湿度至适合范围。具体是在固体排泄物处理池的上方还设有湿度控制器20,作为湿度控制部件,湿度控制器用于监测排泄处理物的湿度,并启动或关闭喷水装置。当排泄处理物湿度过低时自动启动,向生态池内喷水,并在湿度达到合适范围时自动停止。喷水的水源可以使用尿液处理系统中出液口排出的尿液处理液或者其他无污染水源。

为了给微生物和食粪生物提供适宜温度,本实用新型还对生态池进行了保温设计,这主要针对北方,可以将固体排泄物处理池埋在地下,通过地温来保暖。使得本实用新型的生物处理无水型环保厕所在温度比较低的地方可以使用。

固体排泄物处理池还设有尿液排放装置,尿液排放装置包括液位计和污水泵,用于将固体排泄物处理池按照液位计的设置将液体自动排出。在南方,大雨较多,如果遇到雨水倒灌进排泄物处理池内,在池内水份过多时,容易导致食粪生物逃走或淹死,因此,需要及时抽取,本实用新型中的固液分离部件和尿液抽离设计可以起到防止水淹的作用,当排泄物处理池内水过多时,通过斜面过滤层进入排泄物处理池下方液体存储空间内,在液体存储空间内安装有液位计,液位计连通污水泵,液体一到启动液位,污水泵会启动把池内水份抽离,池内上方的水通过固液分离部件又进入池内下方,到达启动液位,污水泵再次启动,周而复始,直到进入池内下方液体不再达到启动液位为止,此时,斜面上方多余水份已经被排出。这样污水泵的设置能够给起到防涝作用。

本实用新型提供的生物处理无水型环保厕所采用了固液分离部件、负压部件、尿液处理部件、尿液除味部件、污水泵的防涝部件、碳氮调节部件、湿度控制部件,分别为液体排泄物处理系统和固体排泄物处理系统服务,不用水,节约水资源,进行原位生物三级处理,耗能低,安全可靠效率高,并将排泄物变废为宝,资源化利用,有效减轻了环境的负担,还可以培肥土壤,代替了一部分化肥的使用,利国利民;在使用中不产生异味,让使用者有愉快的如厕体验,可大大改观人们对厕所的印象,其建造成本低,使用成本低,后期维护费用低,日常维护维修简单,没有过于复杂的构造,并可以长期不间断使用。

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