一种粪尿分离的超节水厕所及使用方法

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1.本发明涉及卫生设施技术领域，特别是指一种粪尿分离的超节水厕所及使用方法。

背景技术：

2.我国属于严重缺水国家，人均水资源占有量不到2100立方米，仅为世界平均水平的28％；而年用水总量高达6015.5亿立方米，年平均缺水量500多亿立方米，有超过2/3的城市面临严重的缺水问题。节约用水至关重要。
3.减少厕所的冲水量对节约日常用水极为重要。据行业调查数据显示，卫生间用水量占家庭用水总量的70％～80％，其中厕所冲水是卫浴用水的主要去向，占生活用水总量的1/3以上。传统冲水厕所的水力冲污机制导致其在使用和运行过程中产生了一系列的问题：(1)通过大量冲水进行水压直冲或制造虹吸动力，浪费水资源；(2)冲厕时冲刷力度不足，易残留粪便污物。通过改变便池结构及厕所冲污机制，可有效解决上述问题。
4.粪、尿中所含氮(n)、磷(p)、钾(k)及有机物(cod)分别占污水中相应含量的97％、90％、66％和59％，有极高的资源化利用价值。目前传统冲厕方式主要是直冲式和虹吸式，两种方法都只能将大小便和冲厕水混合排入下水道，无法实现排泄物后续的分离及分级资源化利用。因此目前亟需一种节水、清洁效率高、可将粪尿分离回收利用的新型厕所冲污方法。
5.经调研发现，传统厕所一次冲厕的用水量为6～8l，每人每天至少需使用6次厕所，如能减少厕所一次冲厕的用水，同时将粪便和尿液进行源分离，可以节约大量的水资源，且便于后续尿液中氮磷的回收，减少生活污水处理系统对氮、磷的处理负担而提高污水的处理效率。为此，本发明设计了一种基于偏心轮转结构的粪尿分离超节水厕所，并提供了该装置的操作方法，为日常生活中的厕所使用提供了一种新颖高效的用水量小、粘污少，同时可在前端进行粪尿分离的新型节水厕所。

技术实现要素：

6.本发明为解决传统冲水厕所使用过程中耗水量大、清洁效率低、管道易堵塞等问题，提供一种粪尿分离的超节水厕所及使用方法。
7.该厕所包括粪尿分离系统、残余粪污清洁系统和偏心转轮粪污翻转系统，其中，粪尿分离系统包括便池主体、尿液收集区、粪便收集区、集尿槽、尿液出口管道、储尿桶和储粪桶；残余粪污清洁系统包括第一水箱、第二水箱、第一冲水管道、第二冲水管道、喷洗环和射水喷头；偏心转轮粪污翻转系统包括偏心转轮、卡位棘轮、卡位机构、120
°
棘轮、拨杆和传动轴；便池主体分隔为尿液收集区和粪便收集区，尿液收集区和粪便收集区侧壁上部设置一圈喷洗环，尿液收集区下部为集尿槽，集尿槽下部连接尿液出口管道，尿液出口管道另一端连接储尿桶，粪便收集区下部通过偏心转轮连接储粪桶，第一水箱通过第一冲水管道连接喷洗环，第二水箱通过第二冲水管道连接射水喷头，射水喷头对准偏心转轮，传动轴将卡位
棘轮和120
°
棘轮与偏心转轮直接相连，卡位棘轮与卡位机构咬合，120
°
棘轮与拨杆结合。
8.其中，尿液收集区、粪便收集区以及偏心转轮表面均附有聚四氟乙烯超疏水材料。
9.粪尿分离系统的尿液收集区与粪便收集区分别收集排泄时的尿液和粪便，尿液通过尿液出口管道最终进入储尿桶，粪便通过偏心转轮最终进入储粪桶。
10.偏心转轮粪污翻转系统的卡位棘轮与卡位机构结合保证偏心转轮的固定与松开；120
°
棘轮与拨杆的交互作用控制偏心转轮的旋转开始以及精确旋转120
°
后停止。
11.该厕所在使用时，具体过程如下：排泄结束后，按动第一水箱的按钮，储水进入第一冲水管道从喷洗环中射出，清洁便池主体的尿液收集区与粪便收集区，进行第一次清洁；然后松开卡位机构，卡位棘轮被松开，拨动拨杆，120
°
棘轮与拨杆的固定被取消，偏心转轮因粪便和清洁水的重力作用开始旋转，120
°
棘轮旋转120
°
后再度与拨杆咬合而停止旋转，污物随偏心转轮旋转120
°
后倾倒入储粪桶，卡位机构再度与卡位棘轮咬合固定；最后按动第二水箱的按钮，储水进入第二冲水管道从射水喷头中射出，清洁偏心转轮，进行第二次清洁。
12.本发明的上述技术方案的有益效果如下：
13.(1)本装置采用偏心转轮进行粪便输送的方法，可利用粪便本身的重力快速从便池转移至储粪桶，输送过程无水化，再使用压力水流冲洗清洁残留粪污，可显著节约水资源；
14.(2)本装置通过设计机械卡位装置实现对偏心转轮的旋转和固定的控制，并确保其控制的稳定性与旋转的精确性，无需使用电力，节约能源；
15.(3)本装置可实现源头粪尿分离，便于后续粪尿分别回收利用，利于实现排泄物分类高效资源化利用。
附图说明
16.图1为本发明的粪尿分离的超节水厕所整体结构示意图；
17.图2为本发明的粪尿分离系统结构示意图；
18.图3为本发明的残留粪便清洁系统结构示意图；
19.图4为本发明的偏心转轮粪污翻转系统中卡位棘轮和卡位机构配合示意图；
20.图5为本发明的偏心转轮粪污翻转系统中传动轴上部件配合示意图；
21.图6为本发明的偏心转轮粪污翻转系统中120
°
棘轮和拨杆配合示意图。
22.其中：1
‑
便池主体；2
‑
尿液收集区；3
‑
粪便收集区；4
‑
集尿槽；5
‑
尿液出口管道；6
‑
储尿桶；7
‑
偏心转轮；8
‑
储粪桶；9
‑
第一水箱；10
‑
第二水箱；11
‑
第一冲水管道；12
‑
第二冲水管道；13
‑
喷洗环；14
‑
射水喷头；15
‑
卡位棘轮；16
‑
卡位机构；17
‑
120
°
棘轮；18
‑
拨杆；19
‑
传动轴。
具体实施方式
23.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
24.本发明提供一种粪尿分离的超节水厕所及使用方法。
25.如图1和图2所示，该厕所包括粪尿分离系统、残余粪污清洁系统和偏心转轮粪污
翻转系统，其中，粪尿分离系统包括便池主体1、尿液收集区2、粪便收集区3、集尿槽4、尿液出口管道5、储尿桶6和储粪桶8；残余粪污清洁系统包括第一水箱9、第二水箱10、第一冲水管道11、第二冲水管道12、喷洗环13和射水喷头14；偏心转轮粪污翻转系统包括偏心转轮7、卡位棘轮15、卡位机构16、120
°
棘轮17、拨杆18和传动轴19；便池主体1分隔为尿液收集区2和粪便收集区3，尿液收集区2和粪便收集区3侧壁上部设置一圈喷洗环13，尿液收集区2下部为集尿槽4，集尿槽4下部连接尿液出口管道5，尿液出口管道5另一端连接储尿桶6，粪便收集区3下部通过偏心转轮7连接储粪桶8，如图3所示，第一水箱9通过第一冲水管道11连接喷洗环13，第二水箱10通过第二冲水管道12连接射水喷头14，射水喷头14对准偏心转轮7，如图4、图5和图6所示，传动轴19将卡位棘轮15和120
°
棘轮17与偏心转轮7直接相连，卡位棘轮15与卡位机构16咬合，120
°
棘轮17与拨杆18结合。
26.上述，尿液收集区2、粪便收集区3以及偏心转轮7表面均附有聚四氟乙烯超疏水材料。
27.如图4、图5和图6所示，偏心转轮粪污翻转系统的卡位棘轮15与卡位机构16结合保证偏心转轮7的固定与松开；120
°
棘轮17与拨杆18的交互作用控制偏心转轮7的旋转开始以及精确旋转120
°
后停止。
28.残留粪污清洁系统的设计能够很好的对便池以及偏心转轮进行清洁；偏心转轮粪污翻转系统保证偏心转轮使用时的稳定性与旋转时的精确性。
29.该厕所的尿液收集区2与粪便收集区3分别收集排泄时的尿液和粪便，尿液通过尿液出口管道5最终进入储尿桶6，粪便通过偏心转轮7最终进入储粪桶8。
30.该厕所的具体使用过程如下：
31.排泄结束后，按动第一水箱9的按钮，储水进入第一冲水管道11从喷洗环13中射出，清洁便池主体1的尿液收集区2与粪便收集区3，进行第一次清洁；然后松开卡位机构16，卡位棘轮15被松开，拨动拨杆18，120
°
棘轮17与拨杆18的固定被取消，偏心转轮7因粪便和清洁水的重力作用开始旋转，120
°
棘轮17旋转120
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后再度与拨杆18咬合而停止旋转，污物随偏心转轮7旋转120
°
后倾倒入储粪桶8，卡位机构16再度与卡位棘轮15咬合固定；最后按动第二水箱10的按钮，储水进入第二冲水管道12从射水喷头14中射出，清洁偏心转轮7，进行第二次清洁。
32.该厕所有效解决了传统冲水厕所使用过程中耗水量大、清洁效率低、管道易堵塞等问题，具有运行成本低，操作简便，安全卫生性好，粪尿分离回收利用，并能高效节水等优势，可推广应用到居民家庭、公共厕所等，在日常使用厕所过程中节省大量水资源，具有很好的经济价值。其设计思路契合国家节能减排和可持续发展理念，具有广阔的应用前景。
33.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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