專利名稱：糞、尿分離器兼好氧框的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是在任何有集中排泄糞便的坑口處將糞尿及時分離 開、各行其道，避免尿載糞或者用水沖糞時造成大量的超負荷厭氧污水的自 控裝置，也可作為風干糞便的好氧發(fā)酵框，適用于衛(wèi)生間，公共廁所，畜禽 舍和其它動物舍。
背景技術：
本發(fā)明是前專利ZL00114861. 3 "空分防疫環(huán)保型免舍"的 補充發(fā)明技術，前專利技術特征是將廄舍或者樓室組合建設構造風潮，就 地集中封存排泄的糞便并能按特定路線將舍內氣體拔出空中，獲取大氣壓自 然新風以供給居室或舍內生命體之需要，隨即風流向坑口流去，帶走廢氣進 入蓄糞室，再利用尾氣風干糞稀。但缺陷是未進行糞尿分離，糞便干處理 受困，適用功能受限。實際問題是糞尿分離難度大，但卻很關鍵。糞便應及 時從尿或水中分離出來，并進行脫濕經分解發(fā)酵風干消除臭.味后，也才容易 將其裝載運出系統(tǒng)。
現(xiàn)狀簡析城巿規(guī)劃建設的居民樓室衛(wèi)生間、公共廁所，清除糞便是使 用"沖洗水"并鋪設下水道管網，又在下游或末端搞污水治理，在"定程度 上這解決和滿足了人們日常生活的衛(wèi)生要求、方便和舒適。但使用"沖洗水" 這種習慣、行為方式要以損耗資源、犧牲環(huán)境為代價的，這本來是不合理的， 因為對糞便實體完全可以甩其它方法來控制處理的，但現(xiàn)在被發(fā)展到使用 "沖洗水"沖糞便無處不在、無時不有。我們知道一旦用水沖糞便，其污染 負荷成幾何倍數(shù)放大，諾再企圖通過物化，生化方法處理污水達標排放，這 本身就顯示出考難以維持運行的，更不用說正本清源，還損耗其他資源、轉 移污染介質。那些到處排放、滲漏的污水還向地下延伸很危及。我國"三河"和"三湖"久治耗巨資致今不達標，就因為有源頭污本！
畜牧業(yè)生產中工業(yè)化養(yǎng)殖方式是畜禽高度密集伺養(yǎng)，并用機械通風換 氣，使用"沖洗水"清洗廄舍和運載糞便。比如我國"九五"科技攻關項 目"規(guī)?；半u場糞污處理關鍵設備研究"和"規(guī)?；i場糞污處理關鍵設 備研究"產.生的XJG-25型鈄板擠壓固液分離機和螺旋擠壓固液分離機，(舉 為科研重大成果)它是在將畜禽糞便用水沖入糞池以后，再進行機械固液分 離，是已經造成或者產生大量污水負荷的情況下而為，污水還需要后續(xù)處理 的，而且該分離機耗能、成本高難以推廣。在形成工業(yè)化技術路線的畜禽舍 內，糞口也是當堂敞開的，不管是否利用了熱壓和風壓進行自然通風，還是 釆取了機械通風，結果都是空氣質量(惡臭、刺激性氣味、潔凈度等)達不 到要求，畜禽舍內就地排泄糞便是產生污濁氣體的主要因素，為了規(guī)避臟臭 使用"沖洗水"沖糞便就是常事了。囯家環(huán)保總局調查結論"養(yǎng)殖廢水C0D (化學需氧量)已超過工業(yè)廢水和生活廢水的排放量，是農村面源污染的主 要因素，養(yǎng)殖場所造成的環(huán)境污染相當嚴重。" — 鑒上分析日常生活和畜牧生產中有關排泄物處理失控，不能自律的問 題。 一是不能控制內環(huán)境的空氣衛(wèi)生質量，其次是對糞便的處理采用了 "沖 洗水"的方式，沖出大量的厭氧污水治理不了。工業(yè)化技術對于普遍使用"沖 洗水"造成的污染負荷客觀上僅只能是一局部末端治理的過程，是已經放棄 對糞便實體的控制，亦即先污染后治理之環(huán)節(jié)和過程，其實我們應該另行其 道，更應該以主要利用來自自然的的能源作為輔助來控制這個系統(tǒng)，正如專利 ZL00114861. 3做的那樣。因為處理排泄物最好的辦法就是能讓糞便自然分 解、發(fā)酵、風干后回歸自然，并且是在一自律性的控制系統(tǒng)內實現(xiàn)。對于人、畜排泄物處理吟"節(jié)能減排"問題,自,性密閉工藝(利用自然能)是一個 帶方向性選擇的、關鍵的、舉足輕重的問題。 ，
發(fā)明內容:選用混凝土，工程塑料，陶瓷等材料制作如圖l所示截面 為直角梯形，上下底面為平行四邊形，上底開有凹槽，下底與斜面的角Z ABC = 50° ，高AG-0.6AB(下底寬)，(制作時依據a角在柵條一對角處沿截面削 去三角體如

圖1和圖3所示)的柵條ABCDEFG-abcdefg，將數(shù)根柵條相組平 行依次傾斜疊放與平面成a角(a角=10-30° ),柵條的梯形底面相互平行 并依次傾斜疊放與平面成P角(P = 45° -55° )如圖3 、圖4所示，圖4 是圖3的左側視圖，在建立的直角坐標系里，X軸表示水平面。柵條的'P角'
面依次傾斜疊放的位置在直角坐標系里是向Y軸方向依次上移(4 + 0.1 ) x
2
AB (AB-柵條下底寬)，在'X軸方向依次向左(右)移動(^ — 0.15) xAB,
2
以形成上下相鄰柵條之間的遮蓋漏縫8 。柵條依次向上點的軌跡如Bi , B2,. B3, B4， B5,是俞加陡峭的軌跡，如ZBiCCi = 45°時(Ci點在X軸上)，則 ZB20Ci = 54° 28' , ZB30Ci=54° 53' ， ZB4OC1 = 55° 3' , ZBsOCi = 55° 8'。 該組合柵條具有雙傾角(a、P )多條遮蓋薪縫的工作斜面S和分尿溢'流面' BbcC和AagG及GFfg,將該組柵條用支架或直接澆灌在上面開口 (入糞口) 側面有開口 (出糞口 )，內底為圓弧的方框內，得到糞尿分離器如圖2所示。 通過同樣的方法可得到一漏斗式的好氧框如圖io所示，框內中間裝有與前后 框壁導通的通風管。管的'截面上部為A字蓋板，下部為多孔小V字承板，組 合成XX字形的中空通風管，好氧框底配制旋轉式閘門開關。圖5、圖6、圖 7、圖8是分別配上糞尿分離器的坐式、登式、水沖式(改造型)、踏式(畜 禽舍用)的各類馬桶。這些馬桶及其好氧框在前專利技術特征的位置如圖9
5所示，圖IO所示的特征可適用于，樓室衛(wèi)生間(可單元.式的)、公共廁所、 畜禽舍等。
下面結合圖1-10詳細說明根據本發(fā)明提出具體的細節(jié)及工作情況 在系統(tǒng)內(衛(wèi)生間、公廁、畜禽舍)控制空氣環(huán)境、保持有自然大氣壓 新風及引導空氣流向，用糞尿分離器將被排泄的糞尿及時分離開，避免糞便再 次與尿或水流接觸，既對糞便封閉脫濕、好氧發(fā)酵，供風風干，這是系統(tǒng)實 現(xiàn)糞便干處理及環(huán)境控制的基本條件。
通常解大便伴有小便，大小便都是入坑的，這是糞尿分離前提，在需要 用少量水沖洗馬桶的情況下必須保證糞尿分離器有足夠的抗水沖擊力',另糞 便尤其是人糞粘度不一，其沾粘性大，糞便在沿重力方向墜落或沿斜面S下 滑過程中，不能阻塞漏.縫，且糞便也不能在斜面S滑道上堆積，以影響尿液 從漏縫處溢流。
用水力學源理分析時，可把糞便也看做非層流狀態(tài)下的"牛頓液體"。通 過對比觀測可知糞便與以上工程材料的摩擦因數(shù)"》<1,選擇工作斜面S的 &角>45° ，就能保證糞便沿P角面克服摩擦阻力向下滑動，并通過糞尿分 離器出口，當然柵條俞往上俞陡峭質點的軌跡是有利于糞便克服滑動摩擦力 下滑和避免在斜面S上堆積的，因為加大了糞便向下的慣性力，另斜面S上 有尿液也利于碓少滑動摩擦系數(shù)，但是保證^角>45°是必要的。
尿是含有4%。物質的水，是沾性大于水的液體。因無固定形狀、易流動， 流動時受到慣性力與黏滯力的作用(對比關系)水量小、流層薄、速度慢時， 在表面張力的作用下，少量用水或尿流在柵條的各個堰面上發(fā)生貼附溢流， 如圖4中(參照圖l理解)，在柵條底AsBsb5as堰面上水流沿P角向下流動，
6貼附溢流繞過邊緣線B5b5沿B5b5C5C5堰面流動致邊緣線CC，.水流在CC線處下墜
落入尿溝，.方向如細箭頭2、 3、 4所示，當水流量稍大時，水流在Bsb5線落 .坎時，會發(fā)生回旋繞流被卞一柵條的A4a4線沾接、^流又沿A4a4g4G4堰面流動
繞過G4g4邊緣線，沿堰面G4F4f4g4流動到F4f4邊緣線，又在F4f4線處墜落，方
向如細箭頭5、 6、 7所示，細箭頭3、 6所示尿流方向是因為有a角，柵條高 端的溢流體向低端流動，水流被柵，的各個堰面分流并經邊緣線墜落如圖2 虛線箭頭所示，經上面柵堰漏縫未分流完的液體會繼續(xù)被下面的柵堰漏縫分 流直致分流完畢，-糞便的滑落方向如圖3、圖4的粗箭頭1、 6所示，被分流
的尿液用管20接出。 '
有關ct角，把柵條豎直放，當上端固定下端左右擺動一角度時產生了 ct
角，這時從柵條頂端下流的液體就會隨a角的偏移程度而偏移流向，其作用
就是要把沿l3角傾直而下的水流向旁引開，當水流有一定程度偏移時，水流
在Bsb5邊緣幾很難挑起水舌，從而加快水流從漏縫中分流出去。在一定范圍
內a角俞大抗水沖擊力俞強。
7角，在圖4中為ZBiCiO-5。既柵堰面BbcC與平面有倒5°角，這是 為增大貼附溢流，并把溢流引到Cc線再墜落。
水沖式馬桶如圖7,馬桶的.出口諾為10cm直徑圓口，在不考慮沖水量 和流速的情況下，在糞水(糞因有粘性，最初在水中將保持固態(tài))被沖出并 落在糞尿分離器入口處時向下的初速度為零，糞、水混合體再沿斜面S的p 角面下流，這時流動層厚度5〈2cm ,如前所述，液體將發(fā)生貼附溢流，從 柵堰漏縫依次分離出去，糞以固形物沿0角面滑出分離器，不受cc角面影響。
好氧框采用與糞尿分離器相同的組合柵條形式是因為氣和水都是流體，有相似的性質。 一方面它能避免漏縫被糞便阻塞，另一方面使好氧框內堆積 的糞便與空氣(氧)有更多的接觸面。再漏斗式好氧框使糞便依次下落，一 開始供氧充足，再逐漸減少供氧，(底層糞'供.氧小)這是有利于好氧發(fā)酵規(guī) 律的。這個過程免除了翻動糞便，好氧框中間的通風管除透氣供氧外，實陣 還有翻動糞便的作用，通過好氧框閘門開關向下面的裝載糞桶卸出糞，既使 糞有臭味已經較輕，也可以通過糞桶或裝袋將糞封住后再運出，除糞時打開 除糞門，室外空氣進入蓄糞室，氣流從門外進入，再向風潮上方流去。清理 工不會有惡臭感，糞便實體卻處在可控的狀態(tài)。
本發(fā)明與前專利結合的工'藝過程是當系統(tǒng)(居住樓室的衛(wèi)生間，公共廁 所，畜禽舍等)如圖IO所示，有排泄物時，糞便經糞尿分離器15沿蓄糞室 向下導風流'通道16墜入好氧框14, #便一經與空氣接觸，就分解發(fā)酵，產 生氣體密度較低的氣體沿風潮18上方流動，并經出口 19流出室或舍外，這 時蓄糞室.出現(xiàn)負壓，大氣壓新風向室或舍內補充，經窗戶8進入室或舍內9, 再流經糞尿分離器15,又沿蓄糞室向下流導風道16流動(如氣流箭頭所示)， 空氣流向好氧框14,以補充負壓，供氧，如此糞便的分解發(fā)酵不斷進行，氣 流不斷流動，就能實現(xiàn)對糞便的干處理，包括對室內或舍內充足的新風流供 給，以及對糞便惡臭氣體的控制，這就完成了一個系統(tǒng)自律控制的密閉工藝。
權利要求
1、由橫截面為直角梯形，斜邊與底面夾角為500，上底面開有凹槽，上下底面有一內對角為900-α角的平行四邊形的柵條ABCDEFG—abcdefg，柵條數(shù)根相組平行依次傾斜疊放與平面的X軸成α角，該組柵條底面也相互平行依次傾斜疊放并與水平面的X軸成β角，柵條依次傾斜疊放質點的軌跡是向上移動(AB＝柵條下底寬)、向左(右)移動更依次形成柵條之間的遮蓋漏縫8，再將該組合柵條用支架或澆灌方法固定在內底為圓弧、上方和左(右)側有開口的方框內，得到一糞尿分離器。
2、 根據權利1傾斜疊放的組合柵條制成左右對稱為漏斗狀的好彔框， 框的中間裝有與酋后框壁導通的通風管，管的截面為A圖形，上部^A字盡板， 下部是V字多孔承板，框底裝配旋轉閘門和開關。
3、 根據權利1是將糞尿分離器與特定的各種類型馬桶(糞缸)相配合為坐式馬桶糞尿分離器;i蹲式馬桶糞尿分離器；水沖式(改造型)馬桶糞尿;分離器；踏式(畜禽舍用)糞尿分離器。國_， >
4、 根據權利要求1 J權利要求2:、'和'權利要求!3j將糞尿分離器和好氣框 紀置在前專!5flT ( Z畫14861.3 )系統(tǒng)內完善密,閉工藝。
5、 根據權利1,傾斜疊放的一組柵條的斜面BbcC與水平面有一倒角
全文摘要
由一組開有凹槽的梯形柵條依次傾斜疊放形成具有滑糞角面，水流緩沖角面，遮蓋漏縫及各柵堰溢流面的柵條集合。配上具有圓弧底溝的邊框，即為適用于有集中排泄糞便坑口處的糞尿分離器裝置，以及作為風干或好氧發(fā)酵糞便的好氧框裝置，糞尿分離器可與多種類型的馬桶配合使用。糞尿分離器和好氧框配制在一具有自然能新風的系統(tǒng)時，完善了一個自律性控制的密閉工藝，糞便可以在不臟不臭系統(tǒng)控制中實現(xiàn)干處理。
文檔編號A47K11/00GK101444399SQ20071012768
公開日2009年6月3日 申請日期2007年6月26日 優(yōu)先權日2007年6月26日
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