專利名稱：多便位免水沖無排放生態廁所的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種采用微生物降解糞便的生態廁所的技術領域，尤其是一種多便位免水沖無排放生態廁所。
背景技術：
文明的發展、建筑科技的進步，大大促進了人類居住環境的改善，使廁所的面貌也發生了根本的變化，廁所的名字也鮮有人提及了，代替它的稱謂是衛生間、盥洗室等。但這些成果，都是建立在上下水設施完善的地方才能得以實現。在無水、缺水、水貴如油的地方是沒有條件采用沖水馬桶的，(與之相配套的是化糞池，即液態發酵法生化反應器)。另外 即便是在繁華的現代化城市，也難免會有臨時性的集會，短期的工程建設，即發的偶然事件等情況，為此而修建沖水廁所是困難且不現實的，畢竟完成上下水設施的工程量相當大，決不像拉一根電線那么方便，為解決臨時問題而大興土木，經濟上不合算、時間上也來不及。 近年來，一種可以搬運的、免水沖無排放生態廁所，應運而生，巧妙的解決了這一問題。眾所周知糞便在自然界，無論是埋在土壤里，還是在水體里，或是暴露在空氣里， 即便是沒被昆蟲、或更高等的動物吃掉，過段不太長的時間便也會消失的無影無蹤。這種現象的意義頗大，它維持了地球上有生命以來大千世界的潔凈，維持了和生命有關的幾種重要元素的周而復始的平衡循環?，F在人們知道使糞便消失的是眾多人肉眼看不到的微生物的作為，而這種現象和過程，被稱之為生物降解。本發明以及即往所有所謂的生態廁所的科學基礎，就是建立在這個原理之上的。進而說所有免水沖無排放生態廁所，都是采用一種生化反應器，即一臺益菌溫床，更具體的說是采用一固態發酵法的生化反應裝置，將糞便摻入大量富含降解菌的蓬松的生物基料中，不斷的攪拌，同時將這些摻合物加熱、通風， 在維持合適的溫度、濕度和富氧環境下，為優勢的好氧降解菌提供最適宜的生長、繁殖環境條件，以提高其生命活性，強化其降解糞便的能力，達到廁所裝置分解糞便的高速度。免水沖無排放生態廁所的生化反應裝置的結構形態，本應有其自身應遵循的客觀規律和科學合理的設計原則，即便是其存在的目的是同傳統廁所存在的目的一樣都是為解決人類的排便問題，但它沒理由必須與傳統廁所的結構模式保持一致，除了便器為要保持宜于人體舒適的蹲、坐勢式所應有的功能尺寸和形狀，而維持傳統的樣子和大小外，其它一切均應可變，也必須脫胎換骨的改變，才能發揮生化反應裝置及其內置的大量優勢降解菌潛在的能力與優勢，真正的使生態廁所成為一臺高速降解糞便的生化機器。近些年來形形色色的免水沖無排放生態廁所出現在市場上，關于它的發明專利也不少，如:3N13893081、3N16477351、3N14530771、3N17147271、3N14988681、3N1016583981， 3N1021674471.但無一例外，這些免水沖無排放生態廁所，都沒有突破歷史上關于廁所的固有思維，都固守著傳統旱廁的布局、形態、結構模式，活脫脫的就是一個個加了攪拌、加熱和通風設備的不銹鋼旱廁，外加華麗的現代板材包裝。所有的這些廁所的糞坑，即生化反應器容器都采用了 U型槽，即下部是個半圓桶，上部是個方箱子的組合體，以半圓圓心為攪拌軸心，攪拌槳葉有耙型、盤型、帶型、方板型…等，作為微生物載體的生物基料裝在U型槽內，裝料高度埋過底部半圓桶體不多。截面U型的方槽上沿，鋪裝能承重人體的鋼板，板上面，沿軸向開口，鑲裝蹲便器，蹲便器后面，再開一洞口裝筒管和抽排風扇，進風口為蹲便器下排便口 ；容器底部及兩側包裝電加熱層和保溫層。總體上與傳統的坑廁雷同，即下為糞坑、上面鋪板開口，人蹲其上排便。這些廁所，唯一最大最本質的創新，是在容器內投加摻入了大量的富含降解菌的生物基料，具備了快速地生物降解糞便的能力。但是遺憾的是這些廁所均把“糞坑”，即生化反應器擺在地面，高大的設備，使要用廁所的人必須登梯而上，不能實現無障礙通行，與傳統的旱廁相比，不能不承認是一個無奈的退步。另現已推出的所有免水沖無排放生態廁所均是由一個蹲便器下裝一個具U型槽容器的生化反應器(含一攪拌、一電機、一抽排風扇、一溫控儀器…)，這樣的廁所如要有幾個便位就要有幾套相同的裝置以各自獨立的，相互無關的并列組合在一起；必然會導致 造價高、維護工作量大、設備笨重、耗能高、運營管理費用大等問題。所有免水沖無排放生態廁所的生化反應器，都是一種固態物料的混合攪拌裝置， 另輔以加熱，調解溫、濕度和抽排氣充氧的功能，如何實現這些功能，為其內容物(生物基料、糞便)上負載的微生物提供最佳的生長繁殖條件才是最重要的，這些與傳統的一切廁所形式理念無關，理想的免水沖無排放生態廁所應具有一臺高效可靠的生化反應器，數個適合人體功能的便器，除此，只要能把人排入便器的糞便，能用一種裝置可靠便捷地移入生化反應器就行?；谶@種思考，提出了以下發明。

發明內容
為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種多便位免水沖無排放生態廁所。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種多便位免水沖無排放生態廁所，該廁所包括用微生物降解糞便的生化反應器是一臺帶有加熱、抽、排風充氧、可控制溫度濕度的固體料混合機，該生化反應器不用置于廁所便器之下，而是獨立置于便器之旁， 且一個生化反應器可配置多個廁所便位，同時滿足對多個便器所排糞便的生物降解，所述坐便器或者蹲便器排置在兩個并列的螺旋輸料管筒之上，所述兩個螺旋輸料管筒的一端通過一盒型容器相貫通，另一端的兩個端口分別接在生化反應器的出料口、進料口之上，兩個螺旋輸料管筒的螺旋槳葉傾斜方向相反，并且以同速逆向運轉。一個螺旋輸料管筒不斷的將生化反應器內的生物質基料(負載大量優勢降解微生物)送出，經過廁所便器底部，裹挾摻合著糞便，朝逆生化反應器的方向運動，在盒型容器處折返方向，經另一螺旋輸料管筒輸回生化反應器內。糞便和大量的生物基料在生化反應器即固體料混合機內被高效、充分的攪拌混合、在一定溫度、濕度，且氧氣充分的環境下，快速徹底的被分解成氣體，幾乎無殘留物。根據本發明的另一個實施例，進一步包括所述生化反應器是一臺固體料混合機， 所述固體料混合機為螺旋錐形混合機。用微生物降解糞便的生化反應器是一臺固體物料混合機，其型式可以是任何一種固體物料攪拌混合機械，如立式螺帶式混合機、雙螺旋錐形混合機、單螺旋錐形混合機、直筒混合機等等。根據本發明的另一個實施例，進一步包括所述螺旋錐形混合機為懸臂雙螺旋錐形混合機。根據本發明的另一個實施例，進一步包括所述生化反應器的外表面設有可拆裝式電加熱片，其外再包保溫層，其頂部中央向下裝有溫度傳感器，其上部的生物基料空置區的側壁上開有一孔洞，裝引風扇及排風管筒。用微生物降解糞便的生化反應器，具有控溫、控濕功能，其容器外表面包裝可折式電加熱片，其外再包保溫層，容器頂部中央向下裝有溫度傳感器；而容器上部生物基料空置區的側壁上開一孔洞，裝引風扇及排風管筒。用微生物降解糞便的生化反應器，有供生物基料的進出開口，進料口位于容器底部，出料口開在容器下部側面。根據本發明的另一個實施例，進一步包括所述兩個螺旋輸料管筒的直徑相同，均為100 200mm。螺旋輸料管筒一端與生化反器的生物基料出口相連聯，能將其內的生物基料向外輸送，經過諸便器下部，裹挾摻合著糞便，朝背著生化反應器方向運動，在盒型容器處，折返方向，經另一螺旋輸料管筒，將裹挾摻合著糞便的生物基料輸回生化反應器，管筒的另一端與生化反器錐底部的生物基料入口相連聯。兩個螺旋輸料管筒的直徑相同，為 Φ 100 200mm，優選值為Φ150πιπι。兩螺旋輸料管筒內置的螺旋槳葉，葉片傾斜方向相反， 兩螺旋輸料槳葉共用一套電機、減速、傳動機構，該機構可采用齒輪、皮帶、渦輪、渦桿等任何型式。兩螺旋槳葉運轉時同轉速、逆轉向。兩螺旋輸料管筒內置的螺旋槳葉軸頭，一端裝置于盒型容器的外側平板上，兩螺旋輸料槳葉共用的一套電機、減速、傳動機構，也裝設在該平板上，該平板為(異形)法蘭結構，可拆卸，以方便筒內的螺旋輸料槳葉的安裝、拆卸，維護。廁所的多個便器排置在兩個并列的螺旋輸料管筒之上，便器可以為坐便器、蹲便器，其下面的排便口可置于兩個并列的螺旋輸料管筒的任一個管筒的上面，最好按奇、偶數分置于兩管筒上、更有利于糞便的均勻分布，并在該管筒與便器排便口相對應位置上開孔洞，上下兩孔聯接。該孔通道即為排便口也是空氣進口。根據本發明的另一個實施例，進一步包括所述兩個螺旋輸料管筒的直徑為150mm。本發明的有益效果是，本發明摒棄了以往一切傳統廁所以及近年來推出的免水沖無排放生態廁所的雷同模式，除了保留使用微生物降解糞便的方式外，對其傳統的布局、結構、形狀、安裝、運行方式諸元素進行了徹底的創新。本發明提供了一種獨特結構的、新穎的免水沖無排放生態廁所，本發明所提供的生化反應器采用懸臂雙螺旋錐形混合機，攪拌混合功能特別好，快速、均勻、無死角、耗能少，多個便位只配置一臺生化反應器，將加熱、保溫、通風、控溫集中在一起，自然工作效率高，能耗低，而且該核心主體設備設置在一個獨立的工作間，運轉維護方便，費用低。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1是本發明的透視圖； 圖2是本發明的橫剖圖3是本發明生化反應器的縱剖圖； 圖4是本發明一個實施例廁所便位為蹲便器的縱剖圖； 圖5是本發明另一個實施例廁所便位為坐便器的縱剖圖。圖中1、生化反應器，21、第一廁所便位，22、第二廁所便位，23、第三廁所便位，24、 第四廁所便位，31、第一螺旋輸料管筒，32、第二螺旋輸料管筒，4、盒型容器，51、出料口，52、進料口，6、溫度傳感器，7、引風扇，8、電機、減速、傳動機構。
具體實施例方式如圖1所示，一種多便位免水沖無排放生態廁所，該廁所包括用微生物降解糞便的生化反應器1是一臺帶有加熱、抽、排風充氧、可控制溫度濕度的固體料混合機，該生化反應器1獨立置于坐便器或者蹲便器旁，且一個生化反應器可配置至少兩個以上的坐便器或者蹲便器，所述坐便器或者蹲便器排置在兩個并列的螺旋輸料管筒31、32之上，所述兩個螺旋輸料管筒31、32的一端通過一盒型容器4相貫通，另一端的兩個端口分別接在生化反應器1的出料口 51、進料口 52之上，兩個螺旋輸料管筒31、32的螺旋槳葉傾斜方向相反， 并且以同速逆向運轉。所述生化反應器1獨立置于第一廁所便位21，第二廁所便位22，第三廁所便位23，第四廁所便位M旁，且還可配置第五廁所便位、第六廁所便位等等，所述廁所便位既可以為坐便器，也可以為蹲便器，如圖4、圖5所示。所述生化反應器1是一臺固體料混合機，所述固體料混合機為螺旋錐形混合機。 優選為為懸臂雙螺旋錐形混合機。所述生化反應器1的外表面設有可拆裝式電加熱片，其外再包保溫層，其頂部中央向下裝有溫度傳感器6，其上部的生物基料空置區的側壁上開有一孔洞，裝引風扇7及排風管筒。所述兩個螺旋輸料管筒即第一螺旋輸料管筒31和第二螺旋輸料管筒32的直徑相同，均為100 200mm。優選為150mm。生化反應器內置的生物基料由一種或多種木質纖維素含量高的、親水、持水性好的天然物質組成，如小木塊、木屑、刨花、蔗楂、棉籽殼、碎禾秸桿、玉米芯等，其上培養繁殖了大量活性強的好氧降解菌，分解糞便的能力特強。廁所的便位個數決定了螺旋輸料管筒的長度，如圖2所示，每個便器的間距為 700 1500mm，優選900 1300mm，特別優先選1000 1100mm。廁所的便位個數也決定生化反應器的容積，單個便器需生物基料80 180升，優選為100 160升，特別優選120 140升，生化反應器的有效容積系數為.60 70%，所選定的生化反應器的有效容積應大于所有便器所需生物基料的總和。本發明摒棄了以往一切傳統廁所以及近年來推出的免水沖無排放生態廁所的雷同模式，除了保留使用微生物降解糞便的方式外。對其傳統的布局、結構、形狀、安裝、運行方式諸元素進行了徹底的創新。本發明提供了一種獨特結構的、新穎的免水沖無排放生態廁所，其由三個功能部分組成，即(1) 一個生化反應器，(2)兩根螺旋輸料管筒組成的生物基料與糞便的傳送環路，(3)數個坐、蹲便器。如圖3所示，本發明提供的生化反應器采用懸臂雙螺旋錐形混合機，其攪拌混合效率高，效果好，無死角。這種混合機的螺旋的自轉、公轉，能使內容物料(生物基料、糞便) 在錐體內產生復合運動?；旌蠙C兩非對稱螺旋的快速自轉將物料向上提升，形成兩股非對稱的沿筒壁自下向上的螺柱形物料流。轉臂帶動的螺旋公轉運動，又使螺旋外的物料不同程度進入螺柱包絡線內，一部分物料被錯位提升，另一部分物料被拋出螺柱，從而達到全圓周方位物料的不斷更新擴散。被提到上部的兩股物料再向中心凹穴匯合，形成一股向下的物料流，補充了底部的空穴，從而形成對流循環。上述運動的復合，在混合機內產生對流、剪切、擴散，從而達到快速均布混合的目的。特別有利于富含降解菌的生物基料對糞便的高效分散，促使其快速分解。本發明提供的生化反應器采用的雙螺旋錐形混合機，技術成熟，按容積大小有多種類型小至300升，大至12立方米，有十多種規格。一個容積1立方米的混合機，能輕松填裝600多升生物基料，可配套滿足4 5個便位的廁所的運行需要，充分的負擔起降解糞便的需要。本發明提供的螺旋輸料管筒技術成熟，商品規格多，性能可靠，能夠長矩離的輸送物料，并可改變輸送方向，完全能夠可靠的實現將生化反應器1內的生物基料由出口 52經過螺旋輸料管筒31向外輸送，經過坐便器下部，裹挾摻合著糞便后，朝逆生化反應器的方向運動，在盒型容器4處，折返方向，經另一螺旋輸料管筒32，再經生化反應器錐底的進口 52輸入1內。螺旋輸料管筒31和32兩管筒的直徑相同，優選Φ 100 200mm，特別優選 Φ 150mm，兩圓筒內置的螺旋輸送裝置，葉片傾斜方向向反，兩螺旋輸料槳葉共用一套電機、 減速、傳動機構8，與該機構相連的兩螺旋輸料槳葉的軸頭，裝設在盒型容器4外側的平板上，該平板為異形法蘭結構、可拆卸，以方便對筒內的螺旋輸料槳葉的安裝、卸除，維護等。本發明的生態廁所，無論其廁位有幾個，將糞便(被生物基料裹挾)由便器輸至生態反應器的螺旋輸料管只有兩根，(較多的便位需選擇較長的螺旋輸料管筒)，而其驅動機械電機、減速、傳動機構8，也只一套，安裝位置也不在廁位內，露在廁所側壁外(可加保護罩)。本發明所提供的免水沖無排放生態廁所，無論配置多少便位，都只需設一個生化反應器，如需要較多的廁所便位，則只需選擇容積較大的生化反應器，就能方便的滿足需要。零活性大，經濟實惠。特別適宜于建造、應付臨時性的，短期集中大量人員的情況下的廁所。為維持生物質基料中好氧降解菌的生長繁殖，強化其對糞便的分解功能，充分的氧氣供給是必要條件之一，本發明提供的生化反應器上部空置區側面開孔裝抽排氣風扇及管筒7，進氣口為各個蹲、坐便器的下排便口，空氣被抽進后沿螺旋輸料管31、32進入雙螺旋錐形混合機底部向上擴散運動，在復合攪拌下，均勻的分布在錐形的混合機容器內，與容器內的生物基料和糞便的混合物充分的接觸混合，最終由排風扇排出。通入的空氣有效利用率高，熱量散失少，電耗少。本發明每個單元廁位內的設備構成只有一個便器與兩根橫置平放的一米左右的小直徑(Φ 150mm)螺旋輸料管，特別緊湊簡單，廁位內沒有電機、減速、傳動機構和控制儀表等、布局簡潔，空間位置大；可以平步無障礙的進入廁所，可以安設坐便器，為老、弱、病、殘等不便使用臺階者入廁方便，當然也可在廁位內安設蹲便器。本發明所提供的生化反應器采用懸臂雙螺旋錐形混合機，攪拌混合功能特別好， 快速、均勻、無死角、耗能少，多個便位只配置一臺生化反應器，將加熱、保溫、通風、控溫集中在一起，自然工作效率高，能耗低，而且該核心主體設備設置在一個獨立的工作間，運轉維護方便，費用低。本發明所提出的多便位免水沖無排放生態廁所在外形、布局、結構上可能最最不像一個廁所，而很像一套處理某種物料的化工裝置，但其結構的合理性以及因此導致的高效率的生物降解糞便的功能，卻是特別優異的。本實施例意在更好的說明本發明，并不限制本發明申請的權利。一個四廁位的免水沖無排放生態廁所構成組件如下 生化反應器(懸臂雙螺旋錐形混合機)
總容積1立方米； 裝載系數60% ； 電機功率4. 5 kw ； 外型尺寸Φ 1450 X 2700mm。螺旋輸料管管直徑Φ 160mm ； 旋體直徑Φ 140mm ； 電機功率4kw ； 總長6000mm。便器
不銹鋼直排式坐便器，內涂鈉米不粘防污涂料2臺； 不銹鋼蹲便器，內涂鈉米不粘防污涂料2臺。填充物料
選碎松木、杉木生物基料(商品、已接種優勢降解菌株)； 實際裝填量600L。加熱與保溫選可卷折式電加熱片； 保溫采用聚氨酯發泡材料。排風
選Φ 200mm軸流風機。
8
權利要求
1.一種多便位免水沖無排放生態廁所，其特征是，該廁所包括用微生物降解糞便的生化反應器(1)是一臺帶有加熱、抽、排風充氧、可控制溫度濕度的固體料混合機，該生化反應器(1)獨立置于坐便器或者蹲便器旁，且一個生化反應器可配置至少兩個以上的坐便器或者蹲便器，所述坐便器或者蹲便器排置在兩個并列的螺旋輸料管筒(31、32 )之上，所述兩個螺旋輸料管筒(31、32)的一端通過一盒型容器(4)相貫通，另一端的兩個端口分別接在生化反應器(1)的出料口(51)、進料口(52)之上，兩個螺旋輸料管筒(31、32)的螺旋槳葉傾斜方向相反，并且以同速逆向運轉。
2.根據權利要求1所述的多便位免水沖無排放生態廁所，其特征是，所述生化反應器 (1)是一臺固體料混合機，所述固體料混合機為螺旋錐形混合機。
3.根據權利要求2所述的多便位免水沖無排放生態廁所，其特征是，所述螺旋錐形混合機為懸臂雙螺旋錐形混合機。
4.根據權利要求1所述的多便位免水沖無排放生態廁所，其特征是，所述生化反應器 (1)的外表面設有可拆裝式電加熱片，其外再包保溫層，其頂部中央向下裝有溫度傳感器 (6)，其上部的生物基料空置區的側壁上開有一孔洞，裝引風扇(7)及排風管筒。
5.根據權利要求1所述的多便位免水沖無排放生態廁所，其特征是，所述兩個螺旋輸料管筒(31、32)的直徑相同，均為100 200mm。
6.根據權利要求1或5所述的多便位免水沖無排放生態廁所，其特征是，所述兩個螺旋輸料管筒(31、32)的直徑為150mm。
全文摘要
本發明涉及一種采用微生物降解糞便的生態廁所的技術領域，尤其是一種多便位免水沖無排放生態廁所。該廁所包括用微生物降解糞便的生化反應器是一臺帶有加熱、抽、排風充氧、可控制溫度濕度的固體料混合機，該生化反應器不用置于廁所便器之下，而是獨立置于便器之旁，且一個生化反應器可配置多個廁所便位，同時滿足對多個便器所排糞便的生物降解，所述坐便器或者蹲便器排置在兩個并列的螺旋輸料管筒之上，所述兩個螺旋輸料管筒的一端通過一盒型容器相貫通，另一端的兩個端口分別接在生化反應器的出料口、進料口之上，兩個螺旋輸料管筒的螺旋槳葉傾斜方向相反，并且以同速逆向運轉。本發明提供了一種獨特結構的、新穎的免水沖無排放生態廁所。
文檔編號A47K11/02GK102525328SQ20121000626
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者李良柱 申請人:李良柱