[發明專利]一種改進的糞便源分離裝置與方法

有效

• 申請號: 201810142520.4
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108301475B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 任武昂;柴蓓蓓;馬保成;金鵬康
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: E03D5/00
• 分類號: E03D5/00;E03D5/10;E03D11/04;E03F1/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種改進的糞便源分離裝置，包括分離便器、高壓沖洗水管路和真空抽吸系統，在廁位墻壁上設置用于判斷如廁體位的紅外檢測探頭，根據如廁體位和如廁持續時間由PLC控制系統判定如廁類型，并在完成如廁后啟動與之匹配的收集管路系統，防止小便大量混入大便而導致糞便源分離不徹底；本發明針對男女如廁時小便姿勢的不同以及大小便如廁持續時間的差別，啟動與之匹配的收集系統，防止小便大量混入大便而導致對后續糞便資源化處置設備產生不利影響；本發明中連接便器的管道系統為負壓，糞便散發的臭味不會擴散，提高了公廁內的衛生條件；單次大便沖洗耗水量不超過0.5L，較傳統大便器沖洗水箱用水量減少約80～90％。

技術領域

本發明屬于環境保護技術領域，特別涉及一種改進的糞便源分離裝置與方法。

背景技術

現有的研究資料表明，人類尿液中含有大量的氮磷等營養物質，剛排出人體的尿液中氮元素主要以尿素的形式存在，其含量為8000～10000mg/L；磷元素主要以聚磷酸鹽的形式存在，含量為700～2000mg/L。尿液是生活污水中氮磷等營養物質的主要來源。此外，糞便中同樣富含氮磷營養鹽和有機物。目前，采用鳥糞石沉淀法可對尿液中的氮磷進行高效回收，氮磷營養鹽回收率可達95％以上；此外，可采用好氧堆肥的方式對糞便中高濃度的有機物進行穩定化，在該過程中同時可殺死病原菌，最終腐熟的堆肥產物可作為高品質的有機肥用于園林綠化和農業生產。以上方法均為成熟的糞便無害化、資源化處置技術方法，但其應用的前提是對尿液和糞便進行源分離收集。

因此，高效、穩定的對糞便進行源分離，并且盡量保證收集到的糞便內不引入外來的水量、表面活性劑、化學除臭劑等物質，對保證后續的糞便資源化利用具有重要意義。為了達到尿液與糞便源目標，發明人申請了專利“一種糞便源分離的裝置與方法”(申請號：CN201810112103.5)，采用特制的大小便分離便器分別收集大便與尿液，如廁完畢并給出沖洗信號后，高壓沖洗閥開啟對便器進行短時沖洗，隨后在真空抽吸系統的作用下將收集到的糞便抽吸至真空轉換腔內，糞便在墻體內短暫停留后被輸送至糞便處置系統，尿液收集區內的尿液則以重力自流的方式進行收集，通過尿液輸送干管的自動排放閥定時將尿液輸送至處理系統進行營養物質回收。該方法在減少水資源消耗、保障廁所環境衛生的基礎之上，實現了尿液、糞便的源分離，為分類回收其中的營養元素和水資源提供基礎。

然而，在該裝置的試驗應用過程中，由于男士小便時一般采取站立姿勢，直接將小便排泄到位于便器后部的大便收集區，無法實現徹底的尿液糞便源分離目標，導致糞便在后續的資源化處置過程中由于含水率過高造成處理效果不佳乃至失敗的風險。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種改進的糞便源分離裝置與方法，針對男女如廁時小便姿勢的不同以及大小便如廁持續時間的差別，在廁位墻壁上增設檢測探頭以判斷如廁排便類型，并啟動與之匹配的收集系統，防止小便大量混入大便而導致對后續糞便資源化處置設備產生不利影響；采用特制的大小便分離便器分別收集大便與尿液，在如廁完畢后由檢測探頭給出沖洗信號后，高壓沖洗閥開啟對便器進行短時沖洗，隨后在真空抽吸系統的作用下將收集到的糞便抽吸至真空轉換腔內，糞便在墻體內短暫停留后被輸送至糞便處置系統，尿液收集區內的尿液則以重力自流的方式進行收集，通過尿液輸送干管的自動排放閥定時將尿液輸送至處理系統進行營養物質回收。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種改進的糞便源分離裝置，包括：

分離便器1，主要由便器主體踏板1-4、位于便器前方的尿液收集區1-1，位于便器后方的大便收集區1-2，位于大便收集區1-2上方的便器高壓水沖器一1-3和位于尿液收集區1-1上方的便器高壓水沖器二1-5組成；

高壓沖洗水管路，與便器高壓水沖器一1-3和便器高壓水沖器二1-5連接，其中連接便器高壓水沖器二1-5的管路上設置電磁閥二2-2，連接便器高壓水沖器一1-3的管路上設置電磁閥一2-1；