一种粪尿源分离型生态厕所

1.本实用新型涉及环境保护技术领域，特别涉及一种粪尿源分离型生态厕所。


背景技术：

2.据世界卫生组织/联合国儿童基金会供水、环境卫生和个人卫生联合监测规划统计，2015年全球只有29亿人得到了安全管理的环境卫生服务，6亿人使用“有限的环境卫生服务”，仍然有大量地区缺乏安全的卫生服务。iso/pc 305“无下水通道卫生处理系统项目委员会”、“非洲水资源协会”(afwa)和“厕所委员会联盟”(tbc)共同起草的iso35000标准中，提出了对无下水道厕所卫生处理系统的一些列要求，旨在于帮助提高现有地公共厕所、国家公园、绿色建筑和农村社区等地区地卫生问题。该系统更多的是面向社区规模面向资源的卫生处理系统，对于我国一些居住人口分散的农村地区并不适用。
3.我国目前仍有众多的农村使用旱厕且缺乏后端处理系统，未对厕所堆积物进行有效地处理。人类排泄物是细菌、病毒、真菌、蠕虫和其他病原体的理想栖息环境，夏季温度升高时极其滋生蚊虫且易散发难闻气味，不仅会给居民带来不适感还有可能对居民健康造成潜在的威胁，极大地影响了居民地生活质量。
4.相关的研究资料表明，刚排出人体的尿液中氮元素主要以尿素的形式存在，其含量为8000～10000mg/l；磷元素主要以磷酸盐的形式存在，含量为700～2000mg/l左右,粪便中同样富含氮磷营养盐和有机物。粪便与尿液经过消毒杀菌、脱色除臭等处理后可作为良好的有机肥用于浇灌农作物或直接排放到植物培养系统中。
5.中国专利cn 108442478公布了一种基于粪便源分离的营养物质原为回收生态厕所，但该装置需要采用真空抽滤系统以及磷酸铵镁沉淀，运行成本高，只适用于景点、城市街道等厕需求量的地区。中国专利cn 206365844 u公布了一种农村的源分离家用厕所，该装置解决了农村地区粪尿源分离的问题，运行费用低、占地空间小，但并未能很好的利用到排泄物中的氮磷等营养物质，缺乏对农村地区绿地优势的利用。专利cn 112127447 a提出利用黑水虻就地处理排泄物的源分离厕所，可通过黑水虻和微生物的协同作用分解排泄物，但黑水虻的生长条件收到环境的限制，温度会限制其活性、饲料的含水量也会影响黑水虻幼虫的生长，需要对环境因子做好调控，控制较为麻烦。
6.因此，针对于居住分散、无法集中处理的农村地区，采用低成本或无成本，能够充分利用农村土地优势和排泄物中的营养物质的生态厕所具有重大意义。从源头进行分离处理、制造便宜、运行成本低，能够达到无臭、无毒并且充分回收利用氮磷的农村厕所才能得到真正的推广使用。


技术实现要素：

7.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种粪尿源分离型生态厕所，实现粪尿分离，并分别进行收集处理。
8.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种粪尿源分离型生态
厕所，包括前端
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源分离便器和后端
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处理系统，所述前端
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源分离便器的便槽底部设有第一排污管和第二排污管，后端
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处理系统包括土壤渗滤系统和化粪池，土壤渗滤系统包括从上至下依次设置的种植土壤层、微生物处理层、砂滤层和防渗层，微生物处理层和砂滤层之间设有分隔网板，第一排污管引流至土壤渗滤系统，第二排污管引流至化粪池中，第二排污管上端设有供堵水塞穿过的槽孔，便槽下方设有与操作架配合的安装通道，操作架一端与堵水塞连接，另一端设有分离踏板。
9.优选的方案中，所述安装通道侧壁设有与限位杆配合的通孔，限位杆与操作架连接，限位杆上穿设弹簧。
10.优选的方案中，所述土壤渗滤系统包括从上至下依次设置的种植土壤层、微生物处理层、砂滤层和防渗层，微生物处理层和砂滤层之间设有分隔网板。
11.优选的方案中，所述微生物处理层包括相互交错分布的吸附砖，吸附砖之间设有好氧间隙。
12.优选的方案中，所述种植土壤层和微生物处理层之间设有第二土壤层。
13.优选的方案中，所述第一排污管端部连接布水管，布水管设置滴孔或滴头。
14.优选的方案中，所述化粪池包括依次布置的腐化池、深度腐化池和澄清池，腐化池连接排气管，第二排污管与腐化池连通，腐化池和深度腐化池之间以及深度腐化池和澄清池之间均设有过粪管，腐化池和深度腐化池顶部均设有清渣口，澄清池顶部设有抽粪口。
15.优选的方案中，所述澄清池设有抽滤管，抽滤管与输送泵连接。
16.本实用新型提供的一种粪尿源分离型生态厕所，具有以下有益效果：
17.1、采用粪尿源分离系统分别收集和处理尿液与粪便，克服了现有生态厕所的不足，缩小了传统化粪池的尺寸，减少了冲厕用水，可有助于实现家庭式厕所污水处理模式的开展。
18.2、经过处理后的化粪池出水用于浇灌植物培养系统，可实现水资源的重复利用，粪便经过处理后还可以转化为高品质的有机肥，用于农田施肥，实现了营养物质的原位回收。
19.3、维护简单、运行费用低，一般只需要一个月抽一次水，半年清理一次残渣即可，在减少资金投入的同时还能增加景观价值，充分体现了新型生态厕所的经济和生态功能。
附图说明
20.下面结合附图和实施实例对本实用新型作进一步说明：
21.图1为本实用新型的整体结构示意图；
22.图2为便器的结构示意图；
23.图3为化粪池的立体示意图；
24.图4为优选的土壤渗滤系统的结构示意图；
25.图中：便槽1，第一排污管2，第二排污管3，化粪池4，堵水塞5，操作架6，安装通道7，分离踏板8，限位杆9，弹簧10，输送泵11，种植土壤层12，第二土壤层13，微生物处理层14，砂滤层15，防渗层16，分隔网板17，布水管18，抽滤管19，分离凸起101，尿液收集区102，粪便收集区103，腐化池401，深度腐化池402，澄清池403，排气管404，过粪管405，抽粪口406，通孔701，吸附砖1401，好氧间隙1402。
具体实施方式
26.如图1～2所示，一种粪尿源分离型生态厕所,包括前端
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源分离便器和后端
‑
处理系统，所述前端
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源分离便器的便槽1底部设有第一排污管2和第二排污管3，后端
‑
处理系统包括土壤渗滤系统和化粪池4，土壤渗滤系统包括从上至下依次设置的种植土壤层12、微生物处理层14、砂滤层15和防渗层16，微生物处理层14和砂滤层15之间设有分隔网板17，第一排污管2引流至土壤渗滤系统，第二排污管3引流至化粪池4中，第二排污管3上端设有供堵水塞5穿过的槽孔，便槽1下方设有与操作架6配合的安装通道7，操作架6一端与堵水塞5连接，另一端设有分离踏板8。
27.第一排污管2埋设在种植土壤层12底部。
28.所述土壤渗滤系统的设计尺寸为长
×
宽
×
高为2000
×
2000
×
1800mm，可根据除污负荷适当更改尺寸，人口多、气温低的地区土壤渗滤系统负荷强度大、处理能力较弱，可增加系统的尺寸。
29.所述种植土壤层12深度为300mm，微生物处理层14为1100mm，砂滤层15深度为150mm，防渗层16深度为50mm。
30.所述种植土壤层12采用结构和通气性良好的土壤，通过土筛搭配不同颗粒级配的土壤构成土壤层，可定时翻动土壤增加其通气性，土壤保持较好的通气性利于植物培养系统的生长。
31.种植土壤层12上主要种植净化能力较强、根系发达的植物，如黑麦草等。
32.微生物处理层14由数块吸附砖1401搭建而成，交错垒成，并留下好氧间隙1402，吸附砖1401由沸石、砂、土壤混合后制成。
33.第一排污管2将污水排送至土壤渗滤系统后，由于重力作用逐渐向下移动，微生物处理层14起到了主要的处理作用，在整个土壤渗滤系统中，最终被植物培养系统吸收利用。
34.所述防渗层16采用强度等级为c25的混凝土砌成，土壤渗滤系统四周也采用了相应强度的混凝土构成保护层,保证污水不会渗漏，能够在土壤渗滤系统中保持足够的停留的时间。
35.优选的，所述安装通道7侧壁设有与限位杆9配合的通孔701，限位杆9与操作架6连接，限位杆9上穿设弹簧10。
36.通过设置弹簧10有利于堵水塞5的自动复位。
37.具体使用时，小便时，堵水塞5处于关闭状态，将第二排污管3进行封堵，尿液仅能流入第一排污管2，随后与冲厕水进入到土壤渗滤系统进行处理；大便时，进行冲厕时，推动分离踏板8，带动堵水塞5移动，第二排污管3打开状态，此时粪便和冲厕水进入第二排污管3，随后进入化粪池4中。
38.该厕所实现尿、便分离，方便后续处理，能够很大程度上节约化粪池4的体积。
39.在本实施例中，所述化粪池4长
×
宽为2950
×
1350mm，有效容积为2m3，并提供不同容积的相应数据如下:
40.表1化粪池尺寸对照表
41.化粪池型号长(mm)宽(mm)有效容积(m3)型号代号1号295013502g1
‑
2sqf2号480013504g2
‑
4sqf
3号480016006g3
‑
6sqf4号480021009g4
‑
9sqf5号4800210012g5
‑
12sqf6号6000260016g6
‑
16sqf7号6000310020g7
‑
20qsf
42.土壤渗滤系统还可以埋设渗水管，管向朝上，上部从土壤渗滤系统伸出，并贴上透明膜防止土壤掉入管中堵塞管道，根据连通器原理，可由此判断土壤渗滤系统内部水位情况。
43.优选的，所述种植土壤层12和微生物处理层14之间设有第二土壤层13，第二土壤层13中添加铁粉。
44.第二土壤层13对于氨氮和磷的吸附截留具有一定的作用，铁粉在水和氧的作用下释放亚铁离子，随后在高do下进一步转化为铁离子，可有助于吸收污水中的磷。
45.优选的，所述第一排污管2端部连接布水管18，布水管18可以设置为多条，布水管18设置滴孔或滴头。
46.通过设置布水管18可以提高排入土壤渗滤系统的污水的分布均匀性。
47.优选的，如图3所示，所述化粪池4包括依次布置的腐化池401、深度腐化池402和澄清池403，腐化池401连接排气管404，第二排污管3与腐化池401连通，腐化池401和深度腐化池402之间以及深度腐化池402和澄清池403之间均设有过粪管405，腐化池401和深度腐化池402顶部均设有清渣口，澄清池403顶部设有抽粪口406。
48.通过设置排气管404，便于直接将腐化池反应产生的气体排出到室外，防止内部升温和气压过高。
49.过粪管405采用upvc管，这种材质的管道耐磨性、抗化学腐蚀性好、耐酸耐碱，性价比优越。
50.所述经过改造的化粪池4相较于传统化粪池尺寸更小，分别有三格组成，粪便经过第二排污管3进入腐化池401进过初级腐化，随着腐化池401液位上升，经过过粪管405进入深度腐化池402，经过发酵后，体积减小，虫卵被杀灭，分解发酵为高品质的有机肥，并通过过粪管405进入澄清池403中，被压缩抽取作为农家肥得到利用。
51.所述澄清池403设有抽滤管19，抽滤管19与输送泵11连接。抽滤管19高度可以调整，抽滤管19下端还可以设置滤网，可防止大体积残渣进入抽滤管19堵塞管道。抽滤管19可以将上层澄清水抽送至土壤渗滤系统进行处理。
52.所述输送泵11连接出水管，抽滤管19连接至土壤渗滤系统系统，进行处理。
53.该厕所采用粪尿源分离系统分别收集和处理尿液与粪便，克服了现有生态厕所的不足，缩小了传统化粪池的尺寸，减少了冲厕用水，可有助于实现家庭式厕所污水处理模式的开展。