處理人糞尿的活動式系統的製作方法
2023-06-03 12:53:26 1
專利名稱：處理人糞尿的活動式系統的製作方法
處理人糞尿是外界區域的難題。這個問題在只臨時需要儲便設施的地方特別嚴重。例如，臨時儲便設施不能很快地與工地的汙水處理設施相連接。
提供臨時儲便設施的一種方案是予先製造可運輸的儲便站。可運輸的儲便站通常包括一殼室，在室內的一個單獨的容器上面裝有一便池，糞尿從便池流入容器內。但是，混合後的糞尿不能迅速分解，因而須要頻凡倒空這種儲便站。另外，從臨時儲便站取出的糞尿必須運送到汙水處理設施，在專門的系統中進行處置或處理。收集在臨時儲便站中的糞尿通常放出很大的討厭臭味。而且，這種可運輸的儲便站通常很苯重，因而難於運輸。
因而，須要一個能克服和消除上述問題的處理糞尿的新系統。
本發明涉及一種在一可運輸的儲便站內處理人糞尿的新系統。
該系統包括一底座和一置於底座上的外殼。底器內有一混合承器包括一個用於從置於外殼內的糞接收裝置接收糞的糞的入口，一個從該承器取走混合物的混合物出口和一個液體通道，從而，液體可通過液體通道從混合承器排出。一個混合裝置與該混合承器相連，以便將糞充分地暴露在空氣和水中，使糞混合，從而形成一種混合物。在底座內裝一個尿處理裝置，該裝置包括一個從置於外殼中的尿授收裝置接收尿的尿入口;基質，在該基質上載有須氧的硝化菌;和一個液體產品出口。因此，用細菌對尿進行處理，從而產生一種液體產物。在底座內設置一液體貯存容器，用來接收從尿處理承器經液體產物出口流出的液體產物和從混合承器經液體通道排出的液體。一種適於運輸該活動式系統的裝置。
本發明具有許多優點。該儲便站易於拆卸，可分成幾小部分從一處運到另一處。此外，在使用時該儲便站把尿和糞分開了，使糞進行混合。處理尿中的銨離子使之硝化，以形成硝酸、亞硝酸和氮的氧化物，如NO2，NO3和NO4基。這種氮的硝化作用實際上減小了收集的尿放出的臭味。因為尿和糞是分別收集的，所以糞的混合速度可明顯增加。糞中的液體體積也明顯減小，這樣，可大量往糞中通氣。太陽能換氣系統可進一步加速這種通氣。因而，可顯著提高糞的混合速度。糞中的水分含量能得到控制，以便提高所收集的糞的混合速度。
附圖是本發明可運輸的儲便站的一個實施例的剖視圖。
現在對本發明的系統的特徵和其它細節將參照附圖予以具體描述並在權利要求中予以指出。顯然，本發明的具體實施方案用圖示表示並不作為對本發明的限制。本發明的本質特徵可用於不同的實施方案中，這沒有超出本發明的保護範圍。
在
圖1所示的本發明內一個實例中，可運輸的儲便站10包括底座12。底座12包括墊板14，16，18，其高度是可調的，以便在碰到不同的地形時使底座基本上保持水平。此外，在底座12的外圓周上安裝有錨定螺栓22，24，26，以限制可運輸的儲便站10的移動。在底座12內裝有尿承器30，混合承器32和液體貯存容器34。階梯36靠近底座12以便到達底座的上部38。將扶手40固定在階綈表面42和支承壁44上。
支承壁44設置在底座地板46上。支承壁44圍成空間78，其大小足以立、座。支承壁的一部分裝有半透明的窗戶68。門92合適地懸掛在支承壁44內，以便從外面進入空間78內。支承壁44是用耐風雨的材料製造的，其強度足以支承頂箱84。例如，玻璃纖維增強聚酯是一種合適的材料。
底座地板46可從底座12上取下。將防滑板48固定到底座地板46上防止打滑。底座地板的大小和形狀足以蓋住底座12。尿排洩入口50設置在底座地板46中並與尿承器30連通，用於排尿，防止把底座地板46弄髒。衝洗水排洩入口52設置在底座12上並與衝洗口排洩管54和衝洗水排洩出口56連通。衝洗水排洩入口52可將衝洗水58和其它清潔液體從底座12上排走。
頂箱84裝在支承壁44的上方，它具有上箱壁80和下箱壁82。頂箱84的大小和形狀足以蓋住支承壁44圍成的空間78。下箱壁82離地板78的距離足以讓中等身材的人舒適地站在圍成的空間78內的底座地板48上。頂箱84盛有雨水和貯存的水86。頂箱排洩入口88設置在上箱壁80上，用於將水從上箱壁80的上面收集到頂箱84中。
在被圍成的空間78內裝有護蓋便池100。在安裝護蓋便池100的地方也可換裝某個其它類型的便池。在一個實施例中，利用不用水的便池。在護蓋便池100的前面裝有便池階梯118，以防止男人站著將尿便入護蓋便池，這樣可保持便池座的清潔。護蓋便池100的前面的上部空間是受便池階梯118限制的。
護蓋便池100具有把尿和糞隔開的隔板102。便盆104用合適的材料如聚四氟乙烯塗復，以減少糞尿在便盆104上的積存。將多孔網108放置在便盆104內位於尿入口110的上方。尿入口110與尿承器30連通。護蓋隔板112位於便盆104的底部，當人坐在護蓋便池100上使用便池時，便池座120與杆115聯接，使護蓋隔板112移至能夠使糞收集在糞承器入口114中的位置。護蓋便池100裝在臺的頂部116。糞承器32鄰近尿承器30。糞承器32的大小和形狀足以符合可運輸的儲便站10的使用條件。糞承器32位於護蓋便池100的下面。糞承器32包括窗式入口124，這樣便能從可運輸的儲便站10的外面接近糞承器32。在如圖所示的關閉狀態，蓋126蓋住糞出口128，以遮護糞承器32內的混合的糞。最好用鉸鏈130將蓋126安裝到可運輸的儲便站10的壁44上。繞著鉸鏈130轉動蓋126可將其打開，從而能夠接近糞承器32內的混合的糞131。在一個實施例中，利用裝在支承壁44外面的蓋的鉤環132使蓋保持在打開狀態。糞承器32具有糞承器液體出口136，用於使液體從糞承器32排洩至液體儲存容器34內。
本文所用的術語「混合」是指糞的分解，生成分解了的有機廢物，適於消毒後作肥料，或與土壤混合，作表土層，一旦糞開始被混合，在糞層131暴露在足以保持使糞混合的條件的過程中，糞層131中的固態糞便的混合就繼續下去。混合能自然地開始，或通過使收集在糞承器32中的糞與合適的填充物如木屑相結合，充分通氣和排出糞層131中的水而引起混合。在從糞層131取出分解了的糞以前，糞承器32中的糞層131的細菌含量最好降低大約百分之九十五。
糞承器32所具有的容積足以容納在糞層131中混合所須用量的糞。在一個實施例中，糞承器32的容器大約70立方英尺。糞層131中的糞暴露在足以使糞混合的條件下，從而生成混合產物。足以使糞混合的條件包括以足以使糞床131中的糞基本上混合的速度使空氣通入糞層131。
間歇地將水加入到糞層131的上部，使糞層131的水分含量保持在適合於使糞層131混合的範圍。糞層131的水分含量保持在使糞混合從而生成混合產物的範圍。糞層131的水分含量最好保持在約65(重)%至約80(重)%之間。用間歇地往糞層131上部加水的方法，可使糞層131中的水分含量保持在適當的範圍。糞層131中的水分含量可用公知的方法確定。
糞層131的溫度保持適於使糞混合從而生成混合產物的範圍。糞層131的溫度最好保持在約18℃至約40℃之間。當然，可採用其它裝置混合固態糞便。例如，可將蚯蚓放入糞層131，形成吃固態糞便的蚯蚓群，使固態糞便混合。
小便池138設置在鄰近護蓋便池100的內壁140上。小便池138是傾斜的，以便把尿流引向小便池138的最低點，此處裝有小便池的排尿口144。小便池排放口144是足夠大的，它所處的位置足以使尿靠重力作用流入小便池排尿管146。小便池排尿管146與小便池承器入口148相連通。
尿承器30位於底座12內的小便池138的下面。尿承器30的大小足夠在予定期間內使用而不須要倒空。在一個實施例中，尿承器30的容積約為300加侖。尿承器30具有小便池進口110和尿承器出口150。氮的硝化床152設置在尿承器30內，其緻密程度足以防止通過氮的硝化床152的尿分布不均或形成通道。
氮的硝化床152包括基質，該基質是需氧的硝化菌的載體，並且比較穩定。一些合適的基質還能保持足夠的水分含量，並可保證充分地通氣，維持需氧的硝化菌硝化收集在尿承器30內的尿中的大部分銨離子。例如，合適的基質包括沃土，木屑和其它纖維質材料等。在一個最佳實施例中，氮的硝化床152包括泥炭地。
由氮的硝化床152上的基質承載的需氧的硝化菌的量足以硝化在可運輸的儲便站10的予期的使用條件下所收集的尿中的大部分銨離子。銨離子的氮的硝化作用使銨離子生成例如硝酸鹽或亞硝酸鹽。用培育原有的細菌或用人工將需氧的硝化菌放入氮的硝化床152的辦法，可使需氧的硝化菌進入氮的硝化床152內。例如，合適的需氧的硝化菌包括硝化桿菌，亞硝化毛桿菌等。
液體貯存容器34設置在尿承器30的下面。液體貯存容器34與尿承器出口150，糞承器液體出口136和排液口154連通。將排液口154設置在底座12內，以便通過排放或使用泵(未表示)將貯存在液體貯存容器中的黑水156排出。
糞氣體出口158設置在糞承器32的上方。糞氣體出口158與排氣孔160連通。排氣孔160的大小和形狀足以確保糞承器32的通風充分，以使糞層131的糞混合。排氣孔160的排氣口162在頂箱84上。糞層131產生的氣體從排氣孔160排出。
用換氣扇170將小便池138和護蓋便池100內的氣體全部排出。安裝在排氣口162處的換氣扇170通過電線與太陽能板166相連接。換氣扇170的排氣量足以給糞承器32換氣。在一個實施例中，換氣扇170的排氣量約為100英尺3/分。例如，一臺合適的換氣扇的工作直流電壓為12伏，電流為0.5安培，具有一個長期蓄電池，以便保持連續地排氣。在一個實施例中，所用的換氣扇170是由Pabst公司製造的無刷電子勵磁開關風扇。使收集在糞承器32內的糞混合所產生的臭氣基本上能從可運輸的貯便站10內排出。此外，在排氣口162的上方安裝有排氣網164，防止昆蟲或其它小動物進入糞承器32。
用太陽能電池板支架168將太陽能電池板166支承在頂箱84上。太陽能電池板166產生的電足以驅動換氣扇170。在一個實施例中，太陽能電池板是由許多矽片組成的電池板。太陽能電池板與陽光成一合適的角度174，以便在各種天氣條件下充分吸收輻射能，驅動換氣扇170。太陽能電池板166設置在平臺173上。平臺173與樞軸175相連。樞軸175與上箱壁80相連，使太陽能電池板166能繞樞軸175轉動。
頂箱84具有出水口176。出水口176與具有調節裝置180的水管178相連。水管178與糞承器32相連。調節裝置180調節經過噴嘴182添加到糞承器32的水量，使糞以適當的速度混合，防止糞過幹或過溼。
運輸可運輸的儲便站10包括拆卸可運輸的儲便站10和隨後把拆下的零件放入底座12。例如，用螺栓，螺釘或其它合適的連接件把底座地板46固定在底座12上。用螺釘、鉸鏈或易於拆裝的類似裝置把支承壁44連接到底座地板46上。此外，用螺釘、螺栓或十分易於拆裝的類似裝置把支承壁44沿著它們的垂直邊固定好。
在拆卸可運輸的儲便站10時，將糞層131和氮的硝化床152從可運輸的儲便站取出，將液體貯存容器34和頂箱84中的液體排空，取出底座地板46，把拆下的可運輸的儲便站10的零件堆放在底座12內。可運輸的儲便站10被拆開後可用合適的裝置運輸。例如，這種合適的裝置是一種平板卡車。
本領域的普通技術人員會判明、即只利用慣常的分析方法就能夠確定本說明書中具體描述的本發明的具體實施例的許多替代結構，這些替代結構應被包括在權利要求書的保護範圍之內。
權利要求
1.一種用於混合糞和處理尿的活動式系統，包括a)一個底座；b)一個置於底座上面的外殼；c)一個置於底座內的混合承器，包括一個從置於外殼中的糞接收器裝置接收糞的糞入口，一個從糞承器取出混合產物的混合產物出口和一個液體通道，從而，液體可從混合承器通過液體通道流出；d)與混合承器相連的用於使糞充分地暴露在空氣和水中，以便使糞混合，從而生成混合產物的裝置；e)一個置於底座內的尿處理承器，包括一個從置於外殼中的尿接收裝置接收尿的尿入口，基質，由該基質承載的需氧的氮的硝化菌和一個液體產物出口，從而，尿被細菌處理後，生成液體產物；f)一個置於底座內的液體貯存容器，用於從尿處理承器通過液體產物出口接收液體和從混合承器通過液體通道接收排出的液體；和g)用於運輸該活動式系統的裝置。
2.按權利要求1的系統，其特徵在於，該混合裝置包括一個能夠產生驅動換氣扇的電能的太陽能電池板。
3.按權利要求2的系統，其特徵在於，該太陽能電池板以某一角度置於頂部，在該角度下足以產生電力供給換氣裝置，有足夠的電力使空氣從混合承器向該活動式系統外面的大氣循環。
4.按權利要求3的系統，其特徵在於，該太陽能電池板安裝在一個用於轉動該太陽能電池板的樞軸上，以使該太陽能電池板朝向太陽。
5.按權利要求4的系統，其特徵在於，還包括一外殼地板，該地板包括一個與尿處理承器相連通的地板排洩口，以使液體排人尿處理承器，並防止把外殼地板表面弄髒。
6.按權利要求1的系統，其特徵在於，外殼四壁和外殼頂是可拆開的，以便能夠將儲便站拆開。
7.按權利要求1的系統，其特徵在於，該底座置於至少三塊用於調節該底座水平的可調支承塊上。
8.通過將糞和尿收集在一個處理容器中並將收集到的糞暴露在充足的空氣和水份中以便使糞混合的用於混合糞和收集尿的系統，改進之處包括將承載需氧的氮的硝化菌的基質設置在尿處理承器中，尿處理承器至少部分地與該混合承器隔開，尿流經尿處理承器，從而，當尿流經該基質時，靠基質上的細菌的作用生成液體產物。
全文摘要
一種用於混合糞和處理尿的新的活動式系統，包括一個混合承器，該混合承器包括一個用於使糞暴露在充足的空氣和水中，使糞混合，從而生成混合產物的混合裝置；一個尿處理承器，該尿處理承器具有由基質承載的需氧的氮的硝化菌，從而使尿被細菌處理，生成液體產物；一適合於運輸該活動式系統的裝置。
文檔編號C05F3/04GK1069308SQ92103689
公開日1993年2月24日 申請日期1992年4月18日 優先權日1991年4月18日
發明者卡爾·R·林斯特龍 申請人:克萊夫厄斯·馬爾特朗公司