一种源分离型的资源化无水生态厕所

摘要

本发明公开了一种源分离型的资源化无水生态厕所，包括源分离系统和干生物反应器；所述源分离系统包括：便器、位于便器下方向前倾斜的传送带、位于传送带下方的集尿箱、与集尿箱连通的尿液固氮提磷装置；所述干生物反应器包括三个竖立的反应室，第一反应室内设有搅拌装置，二反应室和第三反应室内均设有竖向的螺旋，第二反应室和第三反应室的下部通过一横向的且位于所述传送带后端下方的螺旋输送器连通，所述的螺旋输送器设有开口与所述传送带后端对应。本发明具有完全无水、资源化、维护简单、运行费用低、无二次污染、无使用人数限制、无臭、卫生状况好、处理效果佳、占用空间少等优点。

权利要求

1.一种源分离型的资源化无水生态厕所，其特征是包括源分离系统和干生物反应器；

所述源分离系统包括：便器、位于便器下方向前倾斜的传送带、位于传送带下方的集尿箱、与集尿箱连通的尿液固氮提磷装置、与所述尿液固氮提磷装置连接的尿净化单元；所述干生物反应器包括三个竖立的反应室，第一反应室内设有搅拌装置，第二反应室和第三反应室位于第一反应室的两侧，第二反应室和第三反应室内均设有竖向的螺旋，第二反应室和第三反应室的下部通过一横向的且位于所述传送带后端下方的螺旋输送器连通，所述的螺旋输送器设有开口与所述传送带后端对应；第二反应室和第三反应室的上部均设有开口与第一反应室连通；第一反应室底部设有开口与第二反应室的底部连通；第二反应室上设有出料口。

2.根据权利要求1所述的源分离型的资源化无水生态厕所，其特征是所述集尿箱内置尿激酶在线收集装置，该装置包括管状壳体，壳体内设有换热盘管，并填充阳离子树脂，树脂量的配置按一周尿液量和树脂量为（100－1000）：1的比例设置，换热盘管的进口和出口分别与小型制冷装置连接构成小型冷藏系统，壳体的两端设有进尿口和出尿口，壳体上设有插入到壳体内部的温度在线探头，壳体外壁包裹有保温层。

3.根据权利要求2所述的源分离型的资源化无水生态厕所，其特征是所述的尿液固氮提磷装置包括依次间隔的固氮反应槽、固氮沉淀槽、装有沸石粉的吸附槽和溢流槽，槽与槽之间设有上下错位的连通孔，固氮反应槽上设有自动加药器，并设有与尿激酶在线收集装置的出尿口连接的尿液进口，溢流槽上设有尿液出口。

4.根据权利要求3所述的源分离型的资源化无水生态厕所，其特征是所述传送带后端的下部设有刮便器。

说明书

一种源分离型的资源化无水生态厕所

技术领域

[0001] 本发明属于卫生装置，具体涉及一种源分离型的资源化无水生态厕所。

背景技术

[0002] 目前较流行于市场上的无水或节水生态型厕所可分为四类。1）尿液单独处理的循环水冲洗型生态厕所，它是通过专门设计的分离装置将尿液单独收集起来，自动加入专用药剂去除异味后，回用于冲洗厕所；粪便干燥后可制成农用肥料。它的优点是可以使粪便资源化，但在使用过程中需少量补充水，日常管理要求比较高，粪便外运会产生二次污染。2）粪尿混合处理的循环水冲洗型生态厕所，它是采用好氧生物处理法或膜法等，利用微生物的新陈代谢作用，最终将粪便降解为CO2和H2O，过程中产生的水经处理后回用冲洗厕所，也可排入环境。它的优点是粪尿一并处理，并可以回用冲厕，但仍需定期补水和定期清污，且污染物浓度会随厕所的运行逐步增高，导致其处理难度大，长期运行的成本太高、处理效果普遍不理想。3）免水微生物堆肥型生态厕所，它可分为厌氧型和好氧型两类，采用厌氧发酵或好氧堆肥工艺，粪便最终处理成有机肥或土壤改良剂。其优点是无残渣、无水，但其不足是处理时间长、臭味浓、卫生状况差、占用空间大。4）免水生物降解型生态厕所，如中国专利文献CN201409867Y，它采用专门培育的微生物菌种处理粪便，将大分子有机物降解为糖、脂肪酸和氨基酸等小分子有机物，粪便减量化时间短、效率高，目前在市场上推广较热，但该型厕所受到粪尿比例的限制，如尿液比例过高，影响菌群的生长活性和高效降解；另外其菌种需定期更换且成本高。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种具有完全无水、资源化、维护简单、运行费用低、无二次污染等特点的源分离型的资源化无水生态厕所。

[0004] 实现本发明目的的技术方案是：源分离型的资源化无水生态厕所，包括源分离系统和干生物反应器；所述源分离系统包括：便器、位于便器下方向前倾斜的传送带、位于传送带下方的集尿箱、与集尿箱连通的尿液固氮提磷装置；所述干生物反应器包括三个竖立的反应室，第一反应室内设有搅拌装置，第二反应室和第三反应室位于第一反应室的两侧，第二反应室和第三反应室内均设有竖向的螺旋，第二反应室和第三反应室的下部通过一横向的且位于所述传送带后端下方的螺旋输送器连通，所述的螺旋输送器设有开口与所述传送带后端对应；第二反应室和第三反应室的上部均设有开口与第一反应室连通；第一反应室底部设有开口与第二反应室的底部连通；第二反应室上设有出料口。

[0005] 本发明还包括与所述尿液固氮提磷装置连接的尿净化单元。

[0006] 所述集尿箱内置尿激酶在线收集装置，该装置包括管状壳体，壳体内设有换热盘管，并填充阳离子树脂，树脂量的配置按一周尿液量和树脂量为（100－1000）：1的比例设置，换热盘管的进口和出口分别与小型制冷装置连接构成小型冷藏系统，壳体的两端设有进尿口和出尿口，壳体上设有插入到壳体内部的温度在线探头，壳体外壁包裹有保温层。

[0007] 所述的尿液固氮提磷装置包括依次间隔的固氮反应槽、固氮沉淀槽、装有沸石粉的吸附槽和溢流槽，槽与槽之间设有上下错位的连通孔，固氮反应槽上设有自动加药器，并设有与尿激酶在线收集装置的出尿口连接的尿液进口，溢流槽上设有尿液出口。

[0008] 所述传送带后端的下部设有刮便器。

[0009] 本发明的特点是可利用传送带将粪便和尿液自动分离，利用集尿箱和尿激酶在线收集装置收集尿激酶，利用尿液固氮提磷装置提取和收集尿液中的氮和磷，利用尿净化单元将剩余的尿液进一步处理达到污水综合排放标准一级的要求，直接排放。同时利用干生物反应器将粪便与辅料混合充分并形成兼氧、好氧的生物环境产生好氧堆肥，达到减量化、无害化、资源化的目的。

[0010] 本发明由于采用上述结构，克服了现有生态型厕所的不足，可实现粪便尿液源头分离、实时在线收集尿激酶原料、尿液实时固氮提磷、粪便制取生物有机肥，具有完全无水、资源化、维护简单、运行费用低、无二次污染、无使用人数限制、无臭、卫生状况好、处理效果佳、占用空间少等优点。

[0011] 下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。

附图说明

[0012] 图1是本发明的结构示意图。

[0013] 图2是图1的右视图。

[0014] 图3是本发明中干生物反应器的结构示意图。

[0015] 图4是本发明中的尿激酶在线收集装置的结构示意图

[0016] 图5是本发明中尿液固氮提磷装置的结构示意图

[0017] 图6是本发明中尿净化单元的结构简图

具体实施方式

[0018] 参见图1—图3，源分离型的资源化无水生态厕所，包括源分离系统和干生物反应器；所述源分离系统包括：便器6、位于便器6下方向前倾斜的传送带1、位于传送带1下方的集尿箱3、与集尿箱3连通的尿液固氮提磷装置4；传送带1坡度设计为1－10º，其与电机减速装置2连接，传送带1后端的下部设有刮便器11；所述干生物反应器包括三个竖立的反应室8、18、19，第一反应室18内设有搅拌装置9，第二反应室19和第三反应室8位于第一反应室18的两侧，第二反应室19和第三反应室8内均设有竖向的螺旋12，螺旋12与设在干生物反应器上方的电机16连接，第一反应室18内的搅拌装置9通过皮带20与第二反应室19内的螺旋12连接，第二反应室19的下端设有循环回料管15，在循环回料管15和第三反应室8的下部之间通过一横向的且位于所述传送带1后端下方的螺旋输送器5连通，螺旋输送器5的螺旋轴通过设在其上的皮带轮17与电机13连接，螺旋输送器5上设有漏斗14与传送带1后端对应；第二反应室19和第三反应室8的上部分别设有开口21、22与第一反应室18连通；第一反应室18底部设有开口23与第二反应室19的底部连通；第二反应室19上设有出料口7；生物反应器上面向便器11的位置设有控制传送带1运动的传感器10。

[0019] 所述集尿箱3内置尿激酶在线收集装置31，该装置31如图4所示，包括管状壳体3103，壳体3103内设有换热盘管3106，并填充阳离子树脂3105，树脂量的配置按一周尿液量和树脂量为（100－1000）：1的比例设置，换热盘管3106的进口3110和出口3102分别与小型制冷装置连接构成小型冷藏系统，壳体3103的两端设有进尿口3101和出尿口3108，壳体3103上设有插入到壳体内部的温度在线探头3109和用于固定在集尿箱3上的固定脚
3107，壳体3103外壁包裹有保温层3104。

[0020] 所述的尿液固氮提磷装置4如图5所示，包括依次间隔的固氮反应槽44、固氮沉淀槽45、装有沸石粉47的吸附槽46和溢流槽410，槽与槽之间设有上下错位的连通孔49，固氮反应槽44上设有氧化镁、碳酸钠(或碳酸氢钠、碳酸钙)自动加药器42、43，并设有与尿激酶在线收集装置31的出尿口3108连接的尿液进口41，溢流槽410上设有尿液出口48，固氮提磷装置4内部空间设置为0.01－1m³。

[0021] 本发明还包括与所述尿液固氮提磷装置4的尿液出口48连接的尿净化单元24，尿净化单元24如图6所示，由设有折流板2402的厌氧反应槽2403、设有微曝气装置2408和陶粒2405的微曝气生化槽2404和溢流室2406串联构成，厌氧反应槽2403和溢流室2406分别设有进口2401和出口2407。

[0022] 本发明的工作原理：

[0023] 人进入厕所后，通过人体感应传感器10，启动传送带1，尿液通过坡度自流至集尿箱3，集尿箱3内置尿激酶在线收集装置31，尿液流经树脂组成的空间时，其尿激酶等原料级蛋白质附集于树脂，由人工按1－15天的周期进行树脂更换，收集的树脂送入尿激酶专业厂家进行尿激酶等的提取。与小型冷藏系统连接的换热盘管3106用于吸收尿液的热量，其温度由温度在线探头3109检测控制。尿液经树脂收集尿激酶原料后，流入尿液固氮提磷装置4，当尿液流入时通过自动加药单元42、43把氧化镁、碳酸钠混合按进液量的0.01%－1%投加，形成磷酸氨镁沉淀并收集做为优质缓释肥。剰余尿液经尿净化单元24处理后排放，由于厌氧反应槽2403设置成折流形态，加上微曝气生化槽2404，可在内部形成兼氧、好氧循环交替的环境，达到污水综合排放标准一级的要求，可以直接排放。

[0024] 粪便落在传送带1上，传送带1向尿液自流方向的反向运动，传送带的下端有刮便器11，由与传送带贴近小于1毫米的铁片或不锈钢片、塑料片等固定在传送带支架上来完成传送带上便渣、便渍的清除。因为重力作用和刮便器11工作，粪便落入干螺旋输送器5上的漏斗14中进入干生物反应器，干生物反应器内装有由锯末、米糠、竹炭粉（木碳粉）等组成的辅料，辅料通过第二反应室19底部的循环回料管15落入螺旋输送器5，由螺旋输送器5推入第三反应室8，第二和第三反应室内的螺旋12将辅料向上输送，经开口21、22送入第一反应室18内，第一反应室18的搅拌装置9将辅料不断搅拌，辅料再经第一反应室18底部的开口23进入第二反应室19的底部，这样就形成内部立式循环和上下区域循环，使得粪便与辅料混合充分并形成兼氧、好氧的生物环境产生好氧堆肥，达到减量化、无害化、资源化的目的，干生物反应器的按0.01－1m³的容积设置。

[0025] 干式生物反应器内部的搅拌在厕所被使用时启动运行1分钟，而且在厕所长时间没有人使用时，干式生物反应器内部的搅拌每隔90分钟启动一次，每一次运时间为30秒； 干式生物反应器下部的螺旋输送器5与传送带1联动。