可生物降解物質的堆肥處理方法和裝置的製作方法
2023-06-21 10:41:06
專利名稱：可生物降解物質的堆肥處理方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種糞便和其它可生物降解物質的收集和堆肥處理方法，在該方法中，為了加速堆肥物質的分解，將待堆肥物質輸送到已經鋪有底料層的空間，使其落在底料層上，液體從堆肥物質中分離出來，通過分離過程流出堆肥處理空間。本發明還涉及一種實施該方法的裝置。
上述類型的堆肥裝置早已眾所周知，從環境保護的觀點出發，它比目前普遍使用的水衝洗系統在可生物降解物質的處理方面要好得多，而水衝洗系統會嚴重加劇對環境的破壞。在已經公開的專利文獻和其它文獻中，從來沒有詳細描述過本文所給出的分解過程。
如果這種類型的堆肥裝置不僅能處理糞便，而且還能處理其它家庭可降解廢物，那麼這種堆肥裝置就有更廣泛的應用領域，但這種裝置必須容易操作，容量能增加，且適應不同的要求和條件，同時該裝置還能在例如破壞或不正當使用後，簡單地糾正破壞性操作。
早期的這類堆肥裝置，是在一固定容器中分解待堆肥物質，用這種容器，要從下部出口除走所形成的堆肥土。在許多情況下，這種裝置都能良好地運行，但是還需要在幾個方面進行改進。其中包括耙出堆肥土，通常都是打開出口，將堆肥土耙到一敞開的容器中。總之這種方式是不能令人接受的，尤其是當容器放置在住宅區等等時，更是如此。
在例如破壞或不正確使用後，在卸下並更換一個新的堆肥床時，需要向下面的堆肥物質傾倒一種衛生間用的化學試劑，使生物降解過程停止，這是一項費時而又令人不愉快的工作，尤其是耙出舊堆肥床，將堆肥土裝入敞開的容器中。此外，在廁所設施偶然超負荷時，會出現一些相應的問題，這意味著在堆肥物質尚需時間分解之前，必須將容器騰空。另一方面，還要關閉堆肥裝置一段時間，直到生物降解過程能夠恢復正常為止。
同樣的問題還會出現在暫時使用的這類堆肥裝置中，例如，在不確定的時間內人口大量聚集的避難所或其它場所。當拆除這種場所時，堆肥容器中還含有新的有待處理的糞便。在這種情況下，有傳播病原細菌的危險。
此外，當安裝有堆肥裝置的房屋或公寓主人搬家時，也希望能夠除去舊的堆肥物質，建造一個新的堆肥床。
本發明的目的是提供一種簡單而便宜的堆肥裝置，它能解決許多上述問題，其中包括例如堆肥土的管理，以及在堆肥物質的分解過程中，將傳染病傳播的危險降低到最小程度。
本發明的另一個目的是顯著地增加這種堆肥裝置的容量，其中包括加速輸送物質的分解，並且使這種分解更為有效。
本發明基於下列知識，在堆肥處理時，在完全分解成堆肥土後，固體材料的體積降低了95-98％。這意味著如果利用容器的整個體積進行堆肥處理時，可長期使用堆肥容器，無需騰空或者更換新容器。
因而，如果找到一種簡單而又便宜的容器，就有可能在容器中進行堆肥處理，當容器長期使用後裝滿時，用一個新容器替換整個容器。這樣無需隨後耙出已經形成的堆肥土，而且也消除了接觸未完全分解的糞便而引發的傳染疾病的危險。
通過採用下列技術方案可實現本發明的發明目的，在襯有由柔軟且液體不可滲透的材料製成的內層的容器中進行堆肥處理，形成頂部打開的囊狀容器，由此對投入的物質進行堆肥處理。
通過在囊狀容器中進行堆肥處理，還可以在更換一個新容器時，封存堆肥物質，由此避免與堆肥物質的所有接觸，減小傳染危險。
通過用簡單而又便宜的容器代替先前已知的固定容器，該容器包括支承結構和結實而柔軟的內部襯層，當堆肥物質暫時超負荷時，能夠用一個新的容器置換該柔軟的囊狀容器，然後靜置替換下來的容器，直到生物降解過程恢復正常，此時再重新放置到廁所設施中。或者，由於費用低，可將囊狀容器運輸到最終收集站進行堆肥處理，直到所有物質都轉化成堆肥土。
為了增加堆肥容器的容量，提高堆肥物質的分解效率，本發明的進一步改進使得裝置設計成可以在一開口下在不同的位置之間移動，通過此開口物質傳送至容器。用這種方式，可在容器的整個堆肥床上分布所輸送的物質，結果由於一方面增大的與含細菌和含蛆的底料層的接觸面積以及另一方面增大的暴露在大氣層中的表面面積，使其分解更快。此外，可最大限度地利用容器的體積。
通過採用下列技術方案可實現本發明的發明目的，在囊狀容器的頂部敞開囊狀容器，並將囊狀容器設計成可在不同位置壓住上面廁所地板下方設置的頂板或者降低的假平頂，在收集期間頂板或假平頂構成了容器的蓋。用這種方式，相對於具有固定在限定位置上的容器的設備，裝置的容量擴大好幾倍。
糞便和其它可生物降解物質的收集和堆肥處理方法及其裝置的特定技術特徵分別陳述在權利要求1和權利要求6中。此外，本發明的其它技術特徵也闡明在引用各個獨立權利要求的從屬權利要求中。
由於在囊狀容器中發生堆肥處理過程，無論是舊的還是新的堆肥物質，如果需要，例如在分解過程結束時，可以簡單地除去所有堆肥物質。然後再放入一個新的帶有堆肥底料層的容器。將堆肥物質封裝在囊狀容器，便可對其進行全面控制，其中包括防止病原細菌或寄生生物如血吸蟲屬曼蚊、血吸蟲卵的傳播。封閉的容器還可以毫無困難地在住宅區處置。此外，可將囊狀容器放在任何場地，無需任何昂貴和專門加工的容器。例如，在難民避難所，可將柔軟的容器放置在用普通木板或木條構成的空間，並且無需緊固它們的壁。
下面參照附圖，對本發明的實施方式進行詳細描述。
圖1是本發明堆肥裝置第一實施例的剖視圖。
圖2是沿圖1中II-II線的剖視圖。
圖3是本發明堆肥裝置第二實施例的剖視圖。
圖4是本發明堆肥裝置第三實施例的剖視圖。
圖5是本發明堆肥裝置另一裝置的剖視圖。
圖6顯示的是圖5所示裝置中頂板結構的一變化的設計方案。
圖7示意性地說明所輸送的堆肥物質如何在收集容器中沿堆肥床分布。
在圖1和2中，標號1代表部分埋入地下的混凝土沉箱，它有一個可打開的圍牆或門2。混凝土沉箱用作糞便和其它可生物降解物質堆肥處理的堆肥區。在這種情況下，混凝土沉箱的頂部或者頂板可以構成被混凝土沉箱支承的衛生間4的地板3。地板3包括用混凝土沉箱支承的混凝土板或者類似物。此時，便桶5可與混凝土板澆注成整體，當然還可以是常規便桶。標號6代表地板3中的開口，用於傾倒廚房廢物或其它可生物降解物質。標號7代表適合設置內裝式風扇的通風道，且通風道設置在兩衛生間之間的隔牆中。
混凝土沉箱1襯有一層柔軟且液體不可滲透的材料，該材料構成了囊狀容器8，藉助於例如伸縮杆9將囊狀容器8壓在沉箱的牆壁和頂板上，伸縮杆將容器鋪開，緊壓在頂板3上。當然還可以用其它結構固定囊狀容器，使其伸開並緊壓在頂板3上。
在圖1和2所示的實施例中，囊狀容器8的底部支承在兩塊相向傾斜的斜板11上，且囊狀容器的底部設置有一個濾網部件12，該濾網部件位於兩斜板之間。在這種情況下，囊狀容器底部在位於濾網部件12下方的一槽形部14的每一端設有一個液體出口13。液體出口13還可用來清除槽形部14中漏過濾網部件12的細小顆粒物質。標號15代表與一個或兩個液體出口13相連的管道，液體從該管道流到混凝土沉箱外部的收集池。該管道適於設置在斜板11的下方，以使液體能夠在重力作用下流動。用這種方式可避免例如當泵失效時液體積累在容器8中。
多個輪子16支承斜板11，當堆肥物質要從堆肥區排出時這些輪子可用來移動裝有堆肥物質的容器，打開前圍牆或門2可以排出堆肥物質。
在該實施例中，輪子16設計成具有一個可藉助於杆17操縱的偏心機構。藉助於該杆17可以抬起斜板11，從而藉助於垂直管9使容器8的上邊緣緊壓頂板3，或者當需要拉出帶有堆肥物質的容器8時，降低斜板11使其與頂板3脫開。
斜板11的作用包括使液體與固體物質分開，並使液體向下流入濾網部件12，從而流出容器8。剩餘固體物質量非常少，這也就是為什麼容器8許多年才需要更換一次的原因。當需要更換容器時，從混凝土沉箱中拉出舊容器，插入一個新的微生物和蛆底料層分布在其底部的囊狀容器。還可以在由於某種原因分解過程停止或者衛生間設施暫時超負荷時，更換新的囊狀容器。
當堆肥物質在囊狀容器中分解時，要防止它洩漏到環境中，可對堆肥物質進行簡單處理，使其即使容器中含有新堆肥物質時也不會出現問題。還可以消除傳染病的傳播。
如果在更換時，囊狀容器中含有新加入的堆肥物質，可將其放在合適的存放地，隨後堆肥處理一年或兩年，直到這些新加入的堆肥物質完全分解為止。在這種情況下，需要在這些物質中通入空氣，供給使堆肥物質有效分解所需的氧氣。最好用那些在存放地暴露在陽光下大約兩年後便可降解掉的塑料材料製造囊狀容器。在該過程結束時，存放地只有堆肥土，堆肥土是一種有效的培養劑或肥料。還可以用作堆肥容器的底料層。
這種裝置的另一個優點是不需要額外容器，由於在沉箱側面無需耙出堆肥土的空間，因此可最有效地地利用混凝土沉箱。
圖3顯示的是具有較小堆肥空間的另一實施例，它由一個混凝土沉箱1或類似裝置組成，其支承頂板3構成了上面衛生間的地板。該實施例與上述實施例的不同之處在於，給混凝土沉箱設計了一個傾斜底板18，用該底板作分離液體並將液體輸送到濾網部件12的斜板。然而，與前述實施例一樣，用濾網部件12下方的槽形部14輸送液體，再穿過管15輸送到外部收集池。標號19代表設置在前方的出口，用於投放例如花園垃圾等等。在該實施例中，囊狀容器8的上部緊緊夾在底板3和混凝土沉箱1的牆壁之間。在這種較小型的裝置中，打開前圍牆或門2便可用手提起囊狀容器8，更換新容器。
所設置的斜板18是附加底板，當然，斜板還可以是混凝土沉箱1的底板，此時可省略圖中所示的垂直板19。然而，使用附加底板18的好處是可輕鬆地將其插入混凝土沉箱，並根據需要調節傾斜角度。在圖1和2所示的裝置中，也可以任意調節斜板11的角度。
圖4所示實施例與圖3所示實施例的基本區別在於，將斜板20設計成設置在囊狀容器8中的板形。因而，可使囊狀容器8延伸到混凝土沉箱1的底板19。藉助於支腿或支座21將底板20支承在囊狀容器中，將支座21設計成可根據需要調節底板20的角度α。
在該實施例中，濾網部件12設置在斜板中，這樣可簡化沉箱的結構，並降低沉箱造價。在這種情況下，濾網部件12隻需要設置一個出口連接管15，引走穿過濾網部件的液體。
為了使斜板20與周圍牆壁之間有良好的密封，在該實施例中，沿邊緣表面給斜板設置一個環形軟管狀密封件。通過擠壓斜板，使其與囊狀容器8壓觸密封，同時又壓住混凝土沉箱的牆壁。這樣可防止固體物質流入斜板20下方的空間。
在該實施例中，例如藉助於空心杆22，使囊狀容器8的上邊緣部分壓住混凝土沉箱的頂板3。
圖5顯示的是本發明堆肥裝置的另一實施例。在該圖中，標號23代表例如可用普通板製成的剛性容器。容器23由一個支架24支承，該支架又支承在帶有輪26的支腿25上。標號27代表收集堆肥過程中分離出的液體的收集池。還可以將這些收集池放置在裝置的外面，或者換成幾個收集容器所共有的一個大水池。
與上述實施例相同，容器23襯有一層柔軟的液體不可滲透材料，由此形成一個在頂部打開的囊狀容器8。在該實施例中，容器的底部由兩個相向傾斜的斜板支承，斜板上放置著堆肥土層，堆肥土中分布著降解所需的細菌和蛆，起著底料層的作用。斜板28可使從堆肥垛30中分離出來的液體向下流到濾網部件31中，例如，該濾網部件可包括外多孔管和內多孔管，例如在外多孔管中裝有例如砂子的過濾部件。在這種情況下，沉箱從內多孔管到收集池27之間應設置有帶閥門的出口。
可移動的容器23在衛生間下方的地板32下留出一個空間，使圓筒33與便桶(未示出)相連。再將這些圓筒插入可相對圓筒33伸縮移動的圓筒34中，圓筒34可向下伸到容器23中。
在如此結構的移動容器23中，無需將地板32下方的空間劃分成對應於廁所單間上方的小區域，而是任意將容器23移動到圓筒34下方的任何位置。這意味著可以以一定的間隔在不同位置之間移動容器23，這取決於實際負荷，由此在斜板上形成幾個靠在一起的待堆肥處理物質30的堆肥垛。用這種方式有利於利用堆肥床29的表面積，使待分解物質在整個堆肥床上大致均勻分布。這意味著可使更大面積的待堆肥物質與堆肥床29相接觸，由此加速堆肥床中的細菌和蛆對堆肥物質的分解。此外，堆肥物質的表面區域較大，可獲得更多大氣中的氧氣。
此時，當每一垛堆肥物質的高度都較低時，可降低容器的高度。在任何一種情況下，都能很有效地利用所給容器的容積。
當在頂部打開容器23時，可將容器移動到需要的位置，無需預先在容器蓋上製造開口。然而，為了使容器23緊密密封，要使其在每一位置都能壓緊衛生間下方的頂板，在這種情況下，頂板構成了容器的蓋。在所示實施例中，地板32下方使用的是假平頂36。這種結構意味著，必需將連接廁所單間的管道37鋪設在地板32與假平頂36之間的空間。假平頂適合設有一個柔軟的，例如塑料泡沫材料的下層38，由此在任何位置，通過使容器壁向上擠壓該柔軟層，都能使容器23密封良好。
在所示的實施方式中，容器23設有一個可伸縮移動的上部39，藉助於合適的部件如液壓缸40，使其向上壓住假平頂36。還可以使用螺杆、鋼索等等。另一方面，支架的支腿25可以上升下降。還有在輪子26的下方設置多個楔塊，用楔塊抬起整個容器，使其向著頂板移動到需要的位置，或者藉助於千斤頂抬起容器。標號35代表空氣導管。
如果原始頂板不夠高，或者如果鋪設在地板32下側的管子使得容器23側壁的上邊緣與頂板之間難以實現密封，可通過採用上述假平頂消除所有與抬起容器有關的問題。
在假平頂下側設置柔軟層38的一種替換方式是，沿著其上邊緣給容器的伸縮壁部分39設置一個可壓住假平頂的密封件，例如可膨脹軟管。
圖6顯示的是帶有柔軟層38的假平頂的另一實施方式，該假平頂可藉助於例如液壓缸上升和下降。從而，當改變容器23的位置時，可抬起頂板，之後使其再次朝容器下降，由此使其上邊緣可密封地壓住柔軟材料層38。
在另一種設計中，頂板36懸掛在鋼索上，在更換容器的過程中，抬起頂板36。然後，使頂板再次朝容器下落，用其自身的重力壓住容器的上邊緣。
在圖6中，設置有可移動容器23的區域41使容器只能在往複方向的一個方向上移動。然而，最好該區域既能使容器23在長度方向上移動，又能使其在寬度方向上移動，使得它能夠旋轉。用這種方式，可將小垛堆肥物質分散到容器的整個堆肥床上。
圖7示意性地說明如何首先在容器23的一端形成兩垛堆肥物質30。在假平頂36的界限內移動容器，於是在第一排垛的旁邊又形成了兩個新垛。此後，將容器旋轉180度，同理在容器的另一端又形成了另外四個垛。作完這些後，將容器轉回來，上述第一排垛中的物質已經被放置了一段時間，它的體積已經明顯減小。顯然，用這種方式能夠在需要更換新容器之前最大限度地利用容器23的體積。
上面按附圖所示的實施方式描述了本發明。然而，本發明還可以在權利要求的範圍內在幾方面進行變化。一個、兩個或多個便桶用同一容器。除了像圖5那樣兩個斜板相向傾斜以外，容器還可以設置兩個背向傾斜的斜板，在這種情況下，可沿容器兩相反壁設置濾網部件。當然，還可以給容器只設計一塊底板。另外，還可以將濾網部件設置在囊狀容器下方，在這種情況下，囊狀容器要設置開口，以便使液體向下流到濾網部件中。還可以用其它方式使液體流到濾網部件，例如藉助於設置在容器底表面中的斜槽，在這種情況下，可將整個斜板省去。
權利要求
1.一種糞便和其它可生物降解物質的收集和堆肥處理方法，在該方法中，為了加速堆肥物質的分解，將待堆肥物質輸送到已經鋪有底料層的空間，使其落在底料層上，液體從堆肥物質中分離出來，通過分離過程流出堆肥處理空間，其特徵在於該空間襯有一個柔軟且液體不可滲透材料的內層，形成在其頂部開口的囊狀容器，將底料層設置在囊狀容器中，將容器的上邊緣壓住在至少一個上面廁所地板下的頂板上，並且頂板至少設置一個與便桶或類似部件相連的開口，當堆肥物質位於囊狀容器中時堆肥物質開始分解時，從這些物質中分離出來的液體由一個濾網部件流出容器，當囊狀容器中仍然含有堆肥物質時，將完全分解或部分分解的物質運走。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於將囊狀容器與其所含的物質一起運到存放地，隨後對容器中的物質進行堆肥處理。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於為了加速堆肥物質的最終分解，在囊狀容器中設置給堆肥物質提供氧氣的裝置。
4.如權利要求1-3中任一項所述的方法，其特徵在於由於假平頂與容器的邊緣部分之間相對移動使囊狀容器的上邊緣壓住設置在廁所地板下方的假平頂。
5.如權利要求1-4中任一項所述的方法，其特徵在於將上述空間設計成一個剛性殼體，內部襯有一層柔性材料，並設置在一個移動支架上，在上述廁所下方的區域設置一個由此得到的可移動容器，該容器可在上述區域的不同位置之間移動，使得來自至少一個便桶的物質形成沿容器底料層分布的堆肥垛。
6.一種糞便和其它可生物降解物質的收集和堆肥處理裝置，包括一個為了加速落在底料層上的堆肥物質(30)的分解在其中鋪有底料層(29)的空間(1，2；23)，以及用於輸送從堆肥物質中分離出來的液體的裝置(12，13；31)，其特徵在於該空間(1，2；23)襯有一個柔軟且液體不可滲透材料的內層，形成頂部打開的囊狀容器(8)，其中底料層(29)設置在囊狀容器中，該裝置包括用於將容器的上邊緣部分壓住在至少一個上面廁所地板(3；32)下的頂板(36)上的裝置(17；40)，並且頂板至少設置一個與便桶(5)或類似部件相連的開口，囊狀容器(8)被設計成當堆肥物質被分解時封裝堆肥物質，該容器包括藉助於濾網裝置(12；31)，輸送從這些物質中分離出來的液體的裝置，在輸送囊狀容器中完全分解或部分分解的物質時，該囊狀容器用作外殼。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於該裝置包括至少一個設置在囊狀容器(8)中或囊狀容器(8)之下用於從輸送到該空間的物質(30)中分離液體並使這些液體流走的斜板(11；18；20；28)。
8.如權利要求6或7所述的裝置，其特徵在於該裝置包括一個設置在廁所地板(32)下方的假平頂(36)。
9.如權利要求8所述的裝置，其特徵在於假平頂(36)可下降壓住囊狀容器(8)的上邊緣部分。
10.如權利要求6-9中任一項所述的裝置，其特徵在於所述空間有一剛性殼體(23)的形狀，內部襯有一層柔性材料，並由一個移動支架(24)支撐，形成一個可移動的容器(23，24)，可移動容器設置在上述廁所下方的區域，該容器(23，24)可在不同位置之間移動，使得從便桶輸送的物質形成位於柔性容器(8)中的底料層上的分開的堆肥垛(30)。
11.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於外殼的所述壁設計有伸縮部分(39)，該伸縮部分升高將囊狀容器(8)的邊緣壓在上述頂部或假平頂(36)上。
12.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於支架(24)支承在支腿(25)上，支腿(25)可升高將囊狀容器(8)的邊緣壓在上述頂部或假平頂(36)上。
13.如權利要求6-12中任一項所述的裝置，其特徵在於所述頂部或假平頂(36)設置有柔軟材料層(38)用於密封囊狀容器(8)的上邊緣。
14.如權利要求6-12中任一項所述的裝置，其特徵在於柔性材料包括那些當囊狀容器(8)在存放地貯存一段時間以進行後續堆肥處理時便可降解掉的塑料材料。
全文摘要
一種糞便和其它可生物降解物質的收集和堆肥處理裝置,包括一個為了加速落在底料層上的堆肥物質(30)的分解鋪有底料層(29)的空間(23)。該空間(23)襯有一個柔軟且液體不可滲透材料的內層,形成頂部打開的囊狀容器(8)。在囊狀容器中設置底料層(29),該裝置包括用於將容器的上邊緣部分壓住在至少一個上面廁所下方地板(32)下的頂板(36)的裝置(40),並至少設置一個與便桶相連的開口。囊狀容器(8)被設計成當堆肥物質被分解時封裝堆肥物質(30),該容器包括藉助於濾網裝置(31)輸送從這些物質中分離出來的液體的裝置。囊狀容器還設計成用於運輸完全分解或部分分解物質時的外殼。本發明還涉及一種糞便的收集和堆肥處理方法。
文檔編號B09B3/00GK1260770SQ9880632
公開日2000年7月19日 申請日期1998年6月18日 優先權日1997年6月18日
發明者貝蒂爾·厄斯特伯 申請人:貝蒂爾·厄斯特伯