一种严寒区太阳能粪便无害化反应器的制作方法

本实用新型涉及卫生公共旱厕技术领域，具体涉及一种严寒区太阳能粪便无害化反应器。

背景技术：

公共旱厕的粪池(坑)通常为砖砌结构，不设顶盖，卫生问题十分突出。加之传统的公共旱厕脏乱差偏少，如厕艰难、污染环境、管理缺失，一直是群众反映的突出问题。尤其是在高原严寒农牧区，慢长的采暖期粪尿结冻长达6-10个月，天气对生态动力因子(主要是气温)影响最为显著，粪便微生物代谢所需环境温度不能保持，微生物群落代谢衰减或死亡，无害化最关键和有效的厌氧消化难以实现。如青南高原采用最多的“楼阁式”公共旱厕，粪池后部露天，或不设粪池粪尿就地散落。非采暖期粪尿臭气弥漫，污染土壤地下水，蚊虫滋生，源自不同地区人群带来的病原体、传染病容易蔓延；采暖期粪尿结冻，微生物代谢接近止息，粪便无害化问题积久积重。据《2017中国卫生和计划生育统计年鉴》，青海农村地区无害化厕所覆盖率不足20％，公共旱厕粪池改造升级和粪污卫生治理十分迫切，是“厕所革命”的重点难点，亟待解决。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种适用于高原严寒农牧区，无给水、无排水、无供电、无供热，且粪尿分集运行的公共旱厕的粪池反应器，升级公共旱厕粪池功能，解决采暖期粪便结冻、厌氧消化止息难题，改善如厕环境、卫生条件，防止病原体传播，实现粪便无害化、资源化，支撑严寒区“厕所革命”。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种严寒区太阳能粪便无害化反应器，包括粪池反应器一室1、粪池反应器二室2和粪尿分集式便器3；

所述粪尿分集式便器3上设置有排粪口5，所述排粪口5与粪池反应器一室1通过输料管道相连；

所述粪池反应器一室1邻侧设置有粪池反应器二室2，粪池反应器二室2的底端低于粪池反应器一室1的底端；

所述粪池反应器一室1与粪池反应器二室2之间设置有过粪口4；所述过粪口4处设置有可开闭的室间闸板6；

所述粪池反应器一室1、粪池反应器二室2的室内底部均设置有热盘管；所述粪池反应器一室1、粪池反应器二室2的下部均设置有极端天气下补热的相变储热结构7，所述相变储热结构上设置有热盘管；所述粪池反应器一室和粪池反应器二室下部的相变储热结构7设置依热平衡计算确定。

所述粪池反应器一室1、粪池反应器二室2的室内底部的热盘管及设置于粪池反应器一室1和粪池反应器二室2下部的热盘管这4套热盘管通过分(集)水器与热媒循环泵连通，传输所需热量，使采暖期粪便温度≥5℃，非采暖期满足4周内粪便腐熟的温度要求。

进一步地，所述粪池反应器一室1为生料收集室，所述粪池反应器二室2为熟料消化室，收储处理粪尿分集后的粪便。所述粪池反应器二室2是生料经厌氧消化变熟料实现无害化、资源化的主要场所。

进一步地，所述粪池反应器一室1和粪池反应器二室2的顶部均设置有检查井8、进气管道9和排气管道10，所述排气管道10安装有排气扇，保持如厕期间厕室为负压，保持粪池反应器一室和粪池反应器二室臭气浓度处于安全区间。

进一步地，所述粪池反应器一室1的底部设置有斜坡11，斜坡11的一端置于侧壁输料管道下方，另一端置于排粪口，斜坡的设计考虑了粪便生料流(滑)动、室间运移。

进一步地，粪池反应器一室、粪池反应器二室的有效容积与生料收储、厌氧消化、熟料清掏周期相适应。

本实用新型严寒区太阳能粪便无害化反应器具有如下有益效果：

(1)本发明反应器分为粪池反应器一室(生料收集室)和粪池反应器二室(熟料消化室)，生料熟料分室处理不混合，冬季可保持粪便微生物活性不结冻，春夏秋季腐熟无害化后清掏施用，解决了采暖期粪便结冻、厌氧消化止息难题。

(2)粪池反应器二室是生料经厌氧消化变熟料，实现了无害化、资源化。

附图说明

图1为本实用新型反应器结构示意图；

图中，1-粪池反应器一室；2-粪池反应器一室；3-粪尿分集式便器；4-过粪口；5-排粪口；6-闸板；7-相变储热结构；8-检查井；9-进气管道；10-排气管道；11-斜坡。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供一种严寒区太阳能粪便无害化反应器，包括粪池反应器一室1生料收集室、粪池反应器二室2熟料消化室和粪尿分集式便器3，粪池反应器二室2收储处理粪尿分集后的粪便，是生料经厌氧消化变熟料实现无害化、资源化的主要场所。

粪尿分集式便器3上设置有排粪口5，所述排粪口5与粪池反应器一室1通过输料管道相连；所述粪池反应器一室1邻侧设置有粪池反应器二室2，粪池反应器二室2的底端低于粪池反应器一室1的底端；粪池反应器一室1与粪池反应器二室2之间设置有过粪口4；所述过粪口4处设置有可开闭的室间闸板6，用于控制生料的流料。

粪池反应器一室1、粪池反应器二室2的室内底部均设置有热盘管；粪池反应器一室1、粪池反应器二室2的下部均设置有极端天气下补热的相变储热结构7，相变储热结构上设置有热盘管；所述粪池反应器一室和粪池反应器二室下部的相变储热结构7设置依热平衡计算确定。

所述粪池反应器一室1、粪池反应器二室2的室内底部的热盘管及设置于粪池反应器一室1和粪池反应器二室2下部的热盘管这4套热盘管通过分(集)水器与热媒循环泵连通，传输所需热量，使采暖期粪便温度≥5℃，非采暖期满足4周内粪便腐熟的温度要求。

进一步地，所述粪池反应器一室1和粪池反应器二室2的顶部均设置有检查井8、进气管道9和排气管道10，所述排气管道10安装有排气扇，保持如厕期间厕室为负压，保持粪池反应器一室和粪池反应器二室臭气浓度处于安全区间。

进一步地，所述粪池反应器一室1的底部设置有斜坡11，斜坡11的一端置于侧壁输料管道下方，另一端置于排粪口，便于粪便生料流(滑)动，本发明粪池反应器一室、粪池反应器二室的有效容积与生料收储、厌氧消化、熟料清掏周期相适应。

实施例2

一种严寒区太阳能粪便无害化反应器，基于该反应器设计建设了公共旱厕，选址海拔2550米。旱厕土建部分包括建筑主体、粪池反应器等部分；旱厕设备部分包括发电蓄电供电系统、发热储热供热系统和相变储热结构。

粪池反应器。设地下粪池反应器1座，划分为粪池反应器一室和粪池反应器二室。为c30钢筋混凝土结构，壁厚250mm，满足抗渗规定，防止污染土壤地下水。粪池反应器密闭、有盖，满足粪便推移导流、机械清掏、构造要求。粪池反应器二室有效容积4.5立方米，设计清掏周期180天，粪池反应器一室和二室分别设进气、排气道，通风排气装置，经数值模拟和现场发co2气体测试实验，达到沼气排放和厕室消臭规定要求，使该厕所具备通风排气消臭功能。

电热设备。屋顶设太阳能板1组，厕室外设风力发电机1台，并设置蓄电池1组，形成光风互补供电系统，满足四季照明、指示、排气扇、热媒循环泵等用电需求。屋顶设太阳能集热装置1套，粪池反应器一室、二室下部分别设相变储热结构各1组，满足冬季极端天气下粪便微生物代谢、春夏秋季粪便加速腐熟无害化用热需求。

处理与清掏。粪池反应器一室为生料收集室，有效容积按90天计，每周运移1次；粪池反应器二室为熟料消化室，有效容积按180天计。通过科学确定清掏周期和时机，生料与熟料在一个厌氧消化腐熟周期30天内不掺和，粪便无害化保障率明显提高。清掏周期可在90-270天内对应作物生长情况分2-3次清掏施用。粪肥清掏施用前，可结合天气气象情况，提前3-7天调增热力供应，加速消化腐熟，保证无害化效果，操作比较灵活。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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