一種可以尿便分離的廁所的製作方法
2023-08-06 11:05:26
本發明涉及廁所技術領域，具體涉及一種可以尿便分離的廁所。
背景技術：
馬桶是日常生活和工作中的必備工具，主要用於收集尿液和糞便。
目前許多廁所仍採用老式衝水方式，水衝式馬桶大致分兩種，虹吸式坐便器衝水時先要放水至很高的水面，然後才將汙物衝下去，所以要具備一定水量才可達到衝淨的目的，每次至少要用8升至9升水，相對來說比較費水。虹吸式的排水管也就5、6公分左右，衝水時容易堵塞，所以手紙不能直接扔在馬桶裡中，安裝虹吸式坐便器一般還要配備紙簍和搋子。
直衝式坐便器最大的缺陷就是衝水聲大，還有由於存水面較小，易出現結垢現象，防臭功能不如虹吸式座便器，另外，直衝式坐便器目前在市場上品種比較少，選擇面窄。
如果衝馬桶水壓達不到，大糞可能堵塞下水道，造成卡殼。有時候衝馬桶時候，一次衝洗不乾淨，需要第二次重新衝洗。帶來很大的水資源浪費。
馬桶拉大便過以後總是存在很大的氣味。這樣的氣味可以說是一種環境汙染另外可以減少廁所用水量，減少城市排汙量，傳統的馬桶衝洗10％的排洩物需要90％的乾淨水源，耗水量大，極不符合我國水資源短缺的現狀。據文獻披露，處理一頓生活廢水成本是50元，這個成本使得很多廢水無法經過處理就排放，對環境的破壞，生態的多樣性造成很大的影響。
並且，人尿中含氮0.93％，海洋含氮約為2.7mg/L，如能將這些氮利用起來，那海洋裡氮汙染則能減輕三分之一，有力減輕海水富營養化的危害。尿液中含有的氨氮對於環境具有較大影響：1)氨氮要消耗水體中的溶解氧氨氮進入水體後，可在硝化細菌作用下氧化成硝酸鹽，氧化每毫克氨氮為硝酸鹽氮要消耗水體中的溶解氧4.57克。2)氨氮會與氯作用生成氯胺，並被氧化成氮氨氮會與氯作用生成氯胺，而氯胺的消毒作用比自由氯小，這樣影響氯的消毒效果。同時，氯胺還會繼續被氧化生成氮氣，降低消毒效果。3)氮化合物對人和生物有毒害作用魚類對游離氨非常敏感，即使水體中游離氨的濃度很低，也會影響魚鰓中氧的傳遞，對大部分魚類而言，水體中游離氨的致死量為1mg/l。硝酸鹽和亞硝酸鹽在人體中會轉化為亞硝胺，這是一種潛在威脅。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種可以尿便分離的廁所，用以解決現有技術不足的問題。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種可以尿便分離的廁所，包括主體及設置在主體內的蓋板，所述主體的下部設有排尿口和排便口，所述排尿口和排便口分別設置在主體的前後兩側，所述蓋板的一端與主體的端部鉸接，所述蓋板的另一端位於排尿口與排便口之間；
所述排尿口下方對應設有排尿管，所述排便口下方對應設有排便管，所述排尿管和排便管上均連接有收集槽；
所述排便管與排便口的連接處設有泡沫發生器。
作為優選，為了方便實現自動化控制，所述蓋板與主體之間通過轉軸鉸接，所述轉軸的一側傳動連接有電機，所述電機驅動蓋板環繞轉軸轉動，在使用時，可以通過電機直接驅動蓋板翻轉，提升了使用的便捷性。
作為優選，為了便於實現自動化控制，所述主體上方設有支架，所述支架的頂部設有風扇，所述支架的一側設有第一光電傳感器、第二光電傳感器和第一開關，所述支架上設有控制裝置，所述泡沫發生器、第一光電傳感器、第二光電傳感器、第一開關、風扇和電機均與控制裝置電連接。
第一光電傳感器和第二光電傳感器均用於對人的檢測，第一開關是用來控制電機，實現蓋板的自動開啟或者關閉。
作為優選，所述控制裝置包括中央控制電路，所述中央控制電路包括第二集成電路、第二開關、第五電容、第六電容、第七電容、第八電容、第九電容、第十電容、第十一電容、第十二電容、第十三電容、第十四電容、第一晶振、第二晶振、第一電阻和第二電阻，所述第二集成電路的型號為STM32FRBT6，所述第二集成電路的第一端外接3.3V直流電壓電源，所述第二集成電路的第三端通過第一晶振與第二集成電路的第四端連接，所述第一晶振的兩端分別通過第五電容和第十四電容接地，所述第二集成電路的第五端通過第二晶振與第二集成電路的第六端連接，所述第二晶振的兩端分別通過第六電容和第七電容接地，所述第一電阻與第二晶振並聯，所述第二集成電路的第七端通過第二開關接地，所述第二集成電路的第七端通過第八電容接地，所述第二集成電路的第七端通過第二電阻外接3.3V直流電壓電源，所述第二集成電路的第三十一端接地，所述第二集成電路的第三十二端通過第十一電容接地，所述第二集成電路的第三十二端外接3.3V直流電壓電源，所述第二集成電路的第四十八端外接3.3V直流電壓電源，所述第二集成電路的第四十八端通過第十二電容接地，所述第二集成電路的第四十七端接地，所述第二集成電路的第六十四端外接3.3V直流電壓電源，所述第二集成電路的第六十四端通過第十三電容接地，所述第二集成電路的第六十三端接地。
STM32FRBT6屬於中低端的32位ARM微控制器，採用Cortex內核，功耗比較低，性能也比較穩定。
作為優選，所述控制裝置包括工作電源電路，所述工作電源電路包括第一集成電路、第三開關、第一電容、第二電容、第三電容和第四電容，所述第一集成電路的型號為AMS117-3.3，所述第一集成電路的輸入端分別通過第一電容和第二電容接地，所述第一集成電路的輸入端與第三開關連接，所述第一集成電路的輸出端分別通過第三電容和第四電容接地，所述第一集成電路的接地端接地。
AMS117-3.3是一個正向低壓降穩壓器，在1A電流下壓降為1.2V，固定輸出電壓為3.3V，AMS117-3.3內部集成過熱保護和限流電路，是電源供電的最佳選擇，工作溫度範圍為-40℃-125℃。
作為優選，為了方便排汙，所述排便管為壓力排汙管，所述排便管為可伸縮管，所述排便管為具有彎頭的柔性管，相較於普通的彎管，柔性管能夠產生虹吸現象，可以實現節水的目的。
作為優選，為了更好地收集氨氮，所述收集槽內設有氨氮吹脫反應器，所述氨氮吹脫反應器內設有1.84mol/L的硫酸，所述氨氮吹脫反應器內的PH值為11.5，空氣流量為400L/h，溫度為55℃。
作為優選，為了便於排便管內的水位實現監測，實現自動化控制，所述排便管內設有水位計。
本發明的有益效果是，該可以尿便分離的廁所較傳統馬桶增多一條管道，即分別收集糞、尿，平時小便蓋住通糞口，達到隔臭阻氣的作用，尿液便流入另一排口即通尿口，當需要大便時，打開蓋板，糞便就能進入通糞口，並且在大便時排便管內便會產生泡沫覆蓋以減少臭味，減少水濺。最後通過對尿液處理，對氨氮磷進行利用，達到減少環境汙染的目的。
附圖說明
圖1是本發明的可以尿便分離的廁所的結構示意圖。
圖2是本發明的可以尿便分離的廁所的結構示意圖。
圖3是本發明的可以尿便分離的廁所的結構示意圖。
圖4是本發明的可以尿便分離的廁所的中央控制電路的電路原理圖。
圖5是本發明的可以尿便分離的廁所的工作電源電路的電路原理圖。
圖中：1.主體，2.排尿管，3.排便管，4.支架，5.風扇，6.第一光電感應器，7.第一開關，8.第二光電感應器，9.蓋板，S2.第二開關，S3.第三開關，C1.第一電容，C2.第二電容，C3.第三電容，C4.第四電容，C5.第五電容，C6.第六電容，C7.第七電容，C8.第八電容，C9.第九電容，C10.第十電容，C11.第十一電容，C12.第十二電容，C13.第十三電容，C14.第十四電容，R1.第一電阻，R2.第二電阻，Y1.第一晶振，Y2.第二晶振。
具體實施方式
以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
如圖1-圖5所示，一種可以尿便分離的廁所，包括主體1及設置在主體1內的蓋板9，所述主體1的下部設有排尿口和排便口，所述排尿口和排便口分別設置在主體1的前後兩側，所述蓋板9的一端與主體1的端部鉸接，所述蓋板9的另一端位於排尿口與排便口之間；
所述排尿口下方對應設有排尿管2，所述排便口下方對應設有排便管3，所述排尿管2和排便管3上均連接有收集槽；
所述排便管3與排便口的連接處設有泡沫發生器。
作為優選，為了方便實現自動化控制，所述蓋板9與主體1之間通過轉軸鉸接，所述轉軸的一側傳動連接有電機，所述電機驅動蓋板9環繞轉軸轉動，在使用時，可以通過電機直接驅動蓋板9翻轉，提升了使用的便捷性。
作為優選，為了便於實現自動化控制，所述主體1上方設有支架4，所述支架4的頂部設有風扇5，所述支架4的一側設有第一光電傳感器6、第二光電傳感器8和第一開關7，所述支架4上設有控制裝置，所述泡沫發生器、第一光電傳感器6、第二光電傳感器8、第一開關7、風扇5和電機均與控制裝置電連接。
第一光電傳感器6和第二光電傳感器8均用於對人的檢測，第一開關7是用來控制電機，實現蓋板9的自動開啟或者關閉。
作為優選，所述控制裝置包括中央控制電路，所述中央控制電路包括第二集成電路、第二開關S2、第五電容C5、第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十電容C10、第十一電容C11、第十二電容C12、第十三電容C13、第十四電容C14、第一晶振Y1、第二晶振Y2、第一電阻R1和第二電阻R2，所述第二集成電路的型號為STM32FRBT6，所述第二集成電路的第一端外接3.3V直流電壓電源，所述第二集成電路的第三端通過第一晶振Y1與第二集成電路的第四端連接，所述第一晶振Y1的兩端分別通過第五電容C5和第十四電容C14接地，所述第二集成電路的第五端通過第二晶振Y2與第二集成電路的第六端連接，所述第二晶振Y2的兩端分別通過第六電容C6和第七電容C7接地，所述第一電阻R1與第二晶振Y2並聯，所述第二集成電路的第七端通過第二開關S2接地，所述第二集成電路的第七端通過第八電容C8接地，所述第二集成電路的第七端通過第二電阻R2外接3.3V直流電壓電源，所述第二集成電路的第三十一端接地，所述第二集成電路的第三十二端通過第十一電容C11接地，所述第二集成電路的第三十二端外接3.3V直流電壓電源，所述第二集成電路的第四十八端外接3.3V直流電壓電源，所述第二集成電路的第四十八端通過第十二電容C12接地，所述第二集成電路的第四十七端接地，所述第二集成電路的第六十四端外接3.3V直流電壓電源，所述第二集成電路的第六十四端通過第十三電容C13接地，所述第二集成電路的第六十三端接地。
STM32FRBT6屬於中低端的32位ARM微控制器，採用Cortex內核，功耗比較低，性能也比較穩定。
作為優選，所述控制裝置包括工作電源電路，所述工作電源電路包括第一集成電路、第三開關S3、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3和第四電容C4，所述第一集成電路的型號為AMS117-3.3，所述第一集成電路的輸入端分別通過第一電容C1和第二電容C2接地，所述第一集成電路的輸入端與第三開關S3連接，所述第一集成電路的輸出端分別通過第三電容C3和第四電容C4接地，所述第一集成電路的接地端接地。
AMS117-3.3是一個正向低壓降穩壓器，在1A電流下壓降為1.2V，固定輸出電壓為3.3V，AMS117-3.3內部集成過熱保護和限流電路，是電源供電的最佳選擇，工作溫度範圍為-40℃-125℃。
作為優選，為了方便排汙，所述排便管3為壓力排汙管，所述排便管3為可伸縮管，所述排便管3為具有彎頭的柔性管，相較於普通的彎管，柔性管能夠產生虹吸現象，可以實現節水的目的。
作為優選，為了更好地收集氨氮，所述收集槽內設有氨氮吹脫反應器，所述氨氮吹脫反應器內設有1.84mol/L的硫酸，所述氨氮吹脫反應器內的pH值為11.5，空氣流量為400L/h，溫度為55℃。
作為優選，為了便於排便管3內的水位實現監測，實現自動化控制，所述排便管3內設有水位計。
實際上，本發明利用結構設計、電路控制與化學處理設計一種糞尿分離蹲便器，與傳統蹲便器比較最大特點就是分離糞尿，使糞尿分離開後各自得以利用，特別是對於元素的再利用具有重大意義，尤其是氨氮對環境的影響將能降到最小。
當只需要小便時，則不需要打開蓋板9，尿液直接通過排尿管2排出，然後再通過吹脫反應器實現對氨氮的收集。
例如：取1L尿液進入吹脫反應器前調節pH，在不同pH值、溫度、空氣流量以及吹脫時間等條件下，用500mL濃度為1.84mol/L硫酸吸收氨氣。最佳反應條件為pH 11.5，空氣流量400L/h，在溫度55℃下吹脫2.5h。空氣吹脫法可有效地回收未稀釋存儲黃水中的氨氮，黃水中原始氨氮含量4404.23mg/L，用1.84mol/L硫酸進行氨氣吸收，在最優條件pH＝11.5，進氣流量400L/h，溫度55℃下吹脫2.5h，氨氮吹脫率大於96.5％，吸收效率可達100％，即可回收尿液(黃水)中96.5％的氨氮，得到400mL硫酸銨中氨氮含量4328.57mg/L。
當需要大便時，只要按下第一開關7，蓋板9在電機的驅動之下，就會實現翻轉，露出排便口，就可以進行大便，並且泡沫發生器會產生泡沫，這樣就不會再大便時發生濺射，提升體驗感。
採用柔性排便管3，並且具有彎頭，在彎頭內可以儲存一定的大便，通過控制器的設置，以及水位計水位的設置，實現幾次大便一次衝洗。
比如設置四次大便衝洗，那麼在大便四次以後，即蓋板9開啟四次後，進行壓力衝洗，在沒有達到四次的時候，排便管3內通過水封實現隔味，假設有人大便的量比較多，一次相當於普通人兩次，那麼即使只有三次大便的情況下，只要水位計檢測到排便管3內的水位的高度超過預設值，也會進行衝洗。
第一光電傳感器6和第二光電傳感器8則是用來對人進行檢測的，到檢測到有人時，可以自動打開風扇5，進行排氣，也可以檢測人的使用或者離去，進行相關的衝洗工作。
與現有技術相比，該可以尿便分離的廁所較傳統馬桶增多一條管道，即分別收集糞、尿，平時小便蓋住通糞口，達到隔臭阻氣的作用，尿液便流入另一排口即通尿口，當需要大便時，打開蓋板9，糞便就能進入通糞口，並且在大便時排便管9內便會產生泡沫覆蓋以減少臭味，減少水濺。最後通過對尿液處理，對氨氮磷進行利用，達到減少環境汙染的目的。
雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施例對本發明作了詳盡的描述，但在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬於本發明要求保護的範圍。