專利名稱：用于降解人類排泄物的消化器的制作方法
技術(shù)領域：
清除的消化器。具體而言，本發(fā)明提供一種裝置，其用于有效地生物 降解人類排泄物和用于安全環(huán)境清除的化學處理。
背景技術(shù)：
存在各種類型的有機污染物，主要包括人類排泄物(糞肥)、動物 排泄物、食品和化學工業(yè)廢物。這些廢物如果排放到水體中會受到自 然微生物群的分解，這將消耗周圍溶解的氧氣，導致干擾水生植物群 和水生動物群。在這些廢物中，人類排泄物由于其感官煩擾與環(huán)境煩 擾受到高度關(guān)注。人類排泄物甚至在從人體排出之前就開始變質(zhì)。除 了導致有機污染外，人類排泄物更是病菌的溫床，并且是各種水傳染 疾病如霍亂、黃疽以及傷寒的根源。
歷史上，人類曾在開闊區(qū)域排便，讓其干化/自然降解。后來，由 于人類排泄物的自然降解不但產(chǎn)生有氣味的化合物而且還弄臟和污 染自然環(huán)境，于是便將人類排泄物物理運輸?shù)街付ǖ母綦x區(qū)域。隨著 文明的發(fā)展，研究者們一直在尋找用于安全清除人類排泄物的更新的 方法。目前，在世界各地實行著各種方法，包括物理運輸、化學和生
物處理(USPT:5580457)。由于鄰近區(qū)域的土地價格高以及如果排泄物 運至低價偏遠地點的相關(guān)操作成本，從高人口密集區(qū)運輸排泄物是件 高成本的事情。如果將液體排泄物運輸?shù)角宄龍鏊鶆t特別成問題。而 由于有害氣體的排放以及高成本，焚燒排泄物正面臨越來越多的公眾 抵制。 一般來說，用于處理排泄物的化學制品不能完全地降解人類排 泄物，且結(jié)果會增加環(huán)境污染。生物降解由于其自身持續(xù)性、成本效益以及生態(tài)親和性而認為是
最為可取的方式。其以兩種不同的方式進行需氧型和厭氧型。需氧
過程使用在能量產(chǎn)生中具有使用氧氣能力的細菌。由于這種能力，向 生物反應器/消化器中添加氧氣或空氣可迅速增加需氧菌群。這種菌群 的增加導致生物降解率的提高，但不幸的是，需氧菌群則成為污泥/ 污染物。這些污泥必須在已處理材料排放到環(huán)境中之前被移除。而且， 需氧過程是一種能量密集過程，其需要用于曝氣的能量。而另一方面， 厭氧過程使用嚴格在缺空氣/氧氣情況下成長的細菌。這些細菌受到富 氧環(huán)境的抑制。厭氧過程本質(zhì)上不需要用于其運行的能量而且由于其 在缺氧情況下產(chǎn)生更低的生物量，故產(chǎn)生的污泥數(shù)量相對非常少。厭 氧降解的主要產(chǎn)物包括曱烷、二氧化碳以及硫化氫。曱烷是天然氣的 主要成分且易燃，因此可燃燒以產(chǎn)生能量而不會表現(xiàn)出任何顯著的環(huán) 境危害。而且，眾所周知，厭氧過程使得存在于人類排泄物中的病菌 失活。
人類排泄物處理系統(tǒng)有兩種。在第一種中，在城市中的所有住宅、 企事業(yè)以及公共機構(gòu)通過衛(wèi)生下水道網(wǎng)絡連接至中央污水處理廠。第 二種是主要安裝在通常未連接下水道的單一家庭的化糞池系統(tǒng)。然 而，沒有可用于在如火車、公共汽車、輪船、飛機等公共交通工具中 現(xiàn)場處理人類排泄物的系統(tǒng)/裝置。在這些公共交通工具中唯一 的方法 是將排泄物收集在封閉的容器中，并運輸?shù)教幚韴鏊榱吮苊庠谑?集場所的難聞氣味，在收集物中加入最終延緩/延遲生物降解過程的化 學制品，但這些化學制品在生物處理場所會產(chǎn)生問題。換句話說，這 種方法需要人力、基礎設施以及金錢來清除在公共運輸車輛中產(chǎn)生的 人類排泄物。印度鐵路是世界上最大的公共運輸工具。目前，沒有提 供對在旅途中廁所里產(chǎn)生的人類排泄物的存放收集和運輸，人類排泄 物排放到鐵軌上，因此引起了感官煩擾、難聞的氣體、昆蟲的繁殖地 以及因存在病菌的各種疾病風險。在火車站的情況甚至更為危險。
因此，需要一種裝置(以下稱為消化器)，其可安裝在公共運輸車輛上并降解人類排泄物以便于其安全清除。 發(fā)明目的
本發(fā)明的主要目的是提供能生化降解人類排泄物的消化器。 本發(fā)明的另 一 目的是提供能厭氧降解人類排泄物的消化器。 本發(fā)明的又一目的是對生物處理過的排泄物進行氯化處理，以使 其擺脫難聞氣味的化合物以及病菌微生物。
進一步而言，本發(fā)明的目的是提供可安裝在公共運輸車輛上而不 會影響車輛載客量的消化器。
該消化器的另 一 目的是容易使用和維護以及成本低廉。 本發(fā)明進一步的目的是提供經(jīng)久耐用以及抵抗沖擊和各種環(huán)境 情形的消化器。
另一目的是在過程中設計自身可持續(xù)的消化器，例如，消化器不 需要用于其運行的任何外部能量。
另一目的是在人類排泄物處理的過程中，不需要重復添加細菌而 且一次添加種菌即足夠。
還有另 一 目的是提供可將人類排泄物轉(zhuǎn)化為無味及易燃的沼氣 的消化器。
本發(fā)明的另 一 目的是提供用于固定細菌的基體以便將它們保持 在高濃度而便于快速生物降解。
還有另一目的是提供用于附著細菌的生物降解表面，使得消化器 可承受旅客過量用水時對細菌的沖洗。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于人類排泄物降解的消化
器，其包括具有生化處理隔室2與化學處理隔室3的主箱1，該生 化處理隔室2與化學處理隔室3通過作為經(jīng)生化處理的排泄物至化學 處理隔室的通道的連接管4相連接；該生化處理隔室具有至少一個+>配合的分隔壁5與用于接收排泄物的至少一個入口 6/7，至少一個氣 體出口管9/10與用以移除污泥的至少一個排泄物排出管11/12;該化 學處理隔室具有用以排放處理過的排泄物與過剩液體的排放裝置8， 以及用以釋放用于化學處理的化學制品的浮球組件14。
松配合的分隔壁5在生化隔室中是從上方或下方或其組合地開著的。
松配合的分隔壁5在其至少一側(cè)上附有PVC片。該生化隔室的內(nèi) 側(cè)面13以及底部也附有PVC片。 連接管4為倒"L"形電鍍鐵管。
化學處理隔室3具有浮球組件14，其安裝在桿上以供應在化學處 理隔室中用于化學處理的化學制品。進一步而言，該用于化學處理的 化學制品是氯球。
排放裝置8是虹吸管。
主箱1在中間頂部中具有用于連接不同火車車廂的供給線路的凹 槽15。
進一步而言，該主箱具有至少四個掛鉤以及至少兩個內(nèi)裝式支 架。而且，至少兩個把手設置在消化器的頂蓋處以便于維護。


現(xiàn)在借助于示出本發(fā)明實施例的附圖對本發(fā)明進行說明。要注意 的是，發(fā)明的原理與特征可并入不同的實施例中而不脫離本發(fā)明的范 圍。
圖1:顯示了消化器的等距視圖。 圖2:顯示了消化器的內(nèi)部等距視圖。 圖3:顯示了消化器的等距視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在借助于示出本發(fā)明實施例的附圖對本發(fā)明進行說明。要注意的是，發(fā)明的原理與特征可并入不同的實施例中而不脫離本發(fā)明的范 圍。
在發(fā)明的第一實施例中提供了用于通過厭氧細菌持續(xù)降解人類 排泄物的消化器。該消化器具有兩個腔， 一個用于生物降解人類排泄 物而第二個用于化學處理。該消化器由不銹鋼制成，矩形形狀且足以
處理35-40人的排泄物。該箱安裝在車廂的底部上。它幾乎覆蓋車廂 的全寬度并且具有中間凹部，該中間凹部作為用于連接不同火車車廂 的供給線路的通道。排泄物經(jīng)過兩個進口管從廁所進入消化器的一 側(cè)，在此進行生物處理。附在分隔壁的側(cè)面、底壁以及中間分隔件的 兩側(cè)面上的聚氯乙烯片作為用于厭氧微生物群的固定基體，用以抵御 對培養(yǎng)出來的細菌的沖洗以及為了在如pH、 VFA以及溫度極值的不 利情況下微生物更好的耐受性。發(fā)酵的人類排泄物經(jīng)過電鍍鐵管進入 氯化腔。氯球通過浮球組件加到排泄物中，該浮球組件通過管子連接 到容納氯球的盒子上。流出物通過虹吸管布置從氯化箱排放到消化器 外。來自發(fā)酵腔的沼氣通過氣體管持續(xù)地釋放出來。兩個排出口設在 箱底部以便于消化器的維護。
參照圖1，消化器由一個具有3mm厚度以及650-750L工作容積 的矩形不銹鋼箱l組成。該箱被分為兩個腔； 一個腔2用于生物處理， 另一個腔3用于化學處理。該箱具有2350-2500mm長x 650-750mm 寬x 575-625mm深的尺寸以及在中間頂部中具有475-525mm長x 650-750mm寬x 175-225mm深的凹槽15。兩個直徑為70-100mm的浸 沒式進口管6,7用于將車廂兩個相對的廁所連接到該箱上。發(fā)酵腔具 有四個高度為475-500mm、厚度為2mm的分隔壁5，該分隔壁5橫跨 不銹鋼箱的寬度。具有59m2/g表面積以及7-10mm厚度的PVC片設 置在分隔壁5的兩側(cè)上以及內(nèi)側(cè)壁13上，另外還設置在生化處理隔 室的底部處。氯化箱3相對于主箱的進口側(cè)通過"&置不4秀鋼壁而制成。 氯化箱的尺寸為190-210mmx 650-750mmx 575-625mm。發(fā)酵箱與氯 化箱之間的分隔件包含直徑為35-40mm的倒"L"形電鍍鐵管4，其作為發(fā)酵的排泄物進入氯化箱的通道。氯化箱安裝有氯球分配組件 14，以便逐一地分配氯球到經(jīng)生物處理的排泄物中。氯化組件用于自 動添加氯球到經(jīng)生物處理的排泄物中。其基于安裝在與轉(zhuǎn)輪相連接的 桿上的浮球的水壓運動，該轉(zhuǎn)輪包含一次只能放置一個氯球的凹部。 氯球裝在消化器外的盒子中，盒子通過管子與組件相連接。當經(jīng)生物 處理過的排泄物水在氯化箱體中積蓄時，氯化組件的浮球開始上升， 導致組件的轉(zhuǎn)輪也開始旋轉(zhuǎn)。當達到預設高度后，轉(zhuǎn)輪中的凹部離開 裝有氯球的管子，然后氯球下落。由于處理過的水的積蓄，浮^t進一
步上升，到達直徑為12-17mm的出口管8完全充滿處理過的水的階段。 此出口管設計成用以^像虹吸管一樣工作。在此階^殳，虹吸管一皮激活并 導致處理過的水從氯化腔完全排出。當處理過的水完全排出后，氯化 組件的轉(zhuǎn)輪和浮球回到它們的初始位置，并為下一循環(huán)的氯球添加以 及通過激活虹吸管排放處理過的排泄物做準備。該消化器具有兩個直 徑為10-12mm的氣體出口管9,10，以及在任一側(cè)上具有用于維護目的 的直徑為35-40mm的排泄物排出管11,12。
在本發(fā)明的第二實施例(圖2和圖3)中提供了通過厭氧細菌持續(xù) 降解人類排泄物的消化器。該消化器由不銹鋼(SS)制成，矩形形狀且 足以處理15-20人的排泄物。該箱安裝在車廂的底部上。該消化器具 有兩個腔； 一個腔l用于生物降解人類排泄物，第二個腔2用于化學 處理。排泄物經(jīng)過進口管3從廁所進入消化器的一側(cè)，在此進行生物 處理。附在側(cè)壁、底壁以及中間分隔件兩側(cè)上的聚氯乙烯(PVC)片作 為用于厭氧微生物群的固定基體4,5，以抵御對培養(yǎng)出來的細菌的沖 洗以及為了在如pH、 VFA及溫度極值的不利情況下對微生物更好的 耐受性。發(fā)酵的人類排泄物經(jīng)由電鍍鐵(GI)管6進入氯化腔2。在氯 化腔2中氯通過進口管7加入到生物處理過的排泄物中。來自氯化箱 的流出物通過出口管8排出消化器外。沼氣通過氣體管9持續(xù)地從發(fā) 酵腔釋放出。若需要，將窗10設在發(fā)酵腔的側(cè)面上以便于維護。四 個掛鉤與兩個內(nèi)裝式不銹鋼支架11設置在一起。兩個把手12設在消化器的頂蓋上以便于維護。
分隔件、底部以及側(cè)面上采用PVC形式的固定基體，用于粘附細 菌以防止沖洗，該基體具有更高的細胞量以增強發(fā)酵、不利環(huán)境情形 下更好的細菌耐受性以及具有更好的節(jié)流。浸沒式進口管防止難聞氣 味從頂部空間進入廁所。發(fā)酵腔側(cè)面上的維護窗有助于維護以及污泥 的移除。
參照圖l和圖2，該裝置由一個具有3mm厚以及300-400L工作 容積的矩形不銹鋼箱構(gòu)成。該箱分為兩個腔； 一個腔1用于生物處理， 另 一個腔2用于化學處理。該箱具有900-1000mm長x 650-750mm寬 x 575-625mm深的尺寸。 一個直徑為70-100mm的浸沒式進口管3用 于將車廂的廁所連接至該箱上。發(fā)酵腔借助于高為475-500mm、厚度 為2mm的分隔壁4，5而分為五個子腔。具有59 m2/g表面積以及 7-10mm厚的PVC片設在分隔壁4的兩側(cè)面上以及側(cè)壁5內(nèi)側(cè)上，此 外還設置在在底部處。氯化箱2通過提供不銹鋼壁沿著進口腔而制成。 氯化箱的尺寸為190-210mmx 325-425mmx 575-625mm。發(fā)酵箱與氯 化箱之間的分隔件包含直徑為50-60mm的倒"L"形電鍍鐵管6，其 作為發(fā)酵的排泄物進入氯化箱的通道。氯化箱安裝有進口管7，該進 口管與氯分配組件相連接，以將氯分配至生物處理過的排泄物中。消 化器具有直徑為50-60mm的一個流出物排放管8。該消化器具有直徑 為10-12mm的一個氣體出口管9，以及用于維護目的的150 x 150mm 的維護窗10。該消化器還設有結(jié)果成為四個掛鉤11的兩個內(nèi)裝式不 銹鋼支架，其將用于將消化器固定在車廂底下。兩個把手12設在消 化器的蓋子上以便于維護時將其打開。
發(fā)明的優(yōu)點
本發(fā)明具有以下優(yōu)點
該消化器有益地用于火車、公共汽車以及其它公共運輸系統(tǒng)的人 類排泄物的隨車處理，其將排泄物轉(zhuǎn)化成無臭、沒有病菌以及不會引起任何感官煩擾的流出物。
該消化器提供對人類排泄物的現(xiàn)場處理，避免需要將其運送到處 理場所。
該消化器具有厭氧腔，具有用于生物處理的長路徑和時間。 分隔件、底部以及側(cè)面上采用PVC形式的固定基體，用于附著細
菌以防止沖洗，具有更高的細胞量以便增強發(fā)酵，以及不利環(huán)境情況
下細菌更好的耐受性并且具有更好的節(jié)流。
浸沒式進口管防止難聞的氣體從頂部空間進入廁所。 發(fā)酵腔側(cè)面上的維護窗有助于污泥的移除以及維護。 消化器利用一體式的氯化腔提供對人類排泄物的生化處理。 自動氯化處理發(fā)酵排泄物的裝置。
以持續(xù)模式最終并安全排放生化處理過的人類排泄物的裝置。
權(quán)利要求
1.一種用于降解人類排泄物的消化器，包括具有生化處理隔室(2)和化學處理隔室(3)的主箱(1)，所述生化處理隔室(2)與所述化學處理隔室(3)通過作為經(jīng)生化處理的排泄物至所述化學處理隔室的通道的連接管(4)相連接；所述生化處理隔室具有至少一個松配合的分隔壁(5)與用以接收排泄物的至少一個進口(6/7)，至少一個氣體出口(9/10)以及用以移除污泥的至少一個排泄物排出管(11/12)；所述化學處理隔室具有用以排放經(jīng)處理的排泄物和過剩液體的排放裝置(8)，以及用以釋放用于化學處理的化學制品的浮球組件(14)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消化器，其特征在于，所述松配合的分 隔壁在所述生化隔室中是從上方或下方或其組合地開著的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消化器，其特征在于，所述松配合的分 隔壁、所述隔室的內(nèi)側(cè)面以及底部在至少一側(cè)上附有PVC片。
4. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的消化器，其特征在于，所述連接管是倒 "L"形電鍍鐵管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消化器，其特征在于，所述化學處理隔 室具有安裝在桿上的浮球組件，用以在所述化學處理隔室中提供用于 化學處理的化學制 品。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消化器，其特征在于，所述排放裝置為 虹吸管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的消化器，其特征在于，用于化學處理的 所述化學制品為氯球。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消化器，其特征在于，所述主箱在中間 頂部具有凹槽。
9. 一種用于降解人類排泄物的消化器，包括 具有生化處理隔室(1)和化學處理隔室(2)的主箱，所述生化處理隔室(1)與所述化學處理隔室(2)通過作為經(jīng)生化處理的排泄物至所述化學處理隔室的通道的連接管(6)相連接；所述生化處理隔室具有至少一 個松配合的分隔壁(4)和用以接收排泄物的至少一個進口(3)，以及至少 一個氣體出口(9);所述化學處理隔室具有用以排放經(jīng)處理的排泄物和 過剩液體的至少一個排放裝置(8)，以及用以釋放用于化學處理的化學 制品的進口管(7)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的消化器，其特征在于，至少四個掛鉤 (1 l)與內(nèi)裝式支架設置在一起。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的消化器，其特征在于，至少兩個把手 (12)設在所述消化器的頂蓋上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的消化器，其特征在于，維護窗(10)設置 成用于所述消化器的清潔和維護。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的消化器，其特征在于，所述松配合的 分隔壁、所述隔室的內(nèi)側(cè)面以及底部在至少一個側(cè)面上附有PVC片。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的消化器，其特征在于，所述連接管為 倒"L"形電鍍鐵管。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的消化器，其特征在于，排放裝置為虹 吸管。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的消化器，其特征在于，用于化學處理 的所述化學制品為氯球。
17. 用于降解人類排泄物的消化器大致如本文描述及

中 的那樣。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于降解人類排泄物的消化器，其包括具有生化處理隔室與化學處理隔室的主箱，該生化處理隔室與化學處理隔室通過作為經(jīng)生化處理的排泄物至化學處理隔室的通道的連接管連接；該生化處理隔室具有至少一個松配合的分隔壁與至少一個用以接收排泄物的進口，至少一個氣體出口與至少一個用以移除污泥的排泄物排出管；該化學處理隔室具有用以排放經(jīng)處理的排泄物與過剩液體的排放裝置，以及用以釋放用于化學處理的化學制品的浮球組件。
文檔編號B01D21/00GK101616722SQ200780032599
公開日2009年12月30日 申請日期2007年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月7日
發(fā)明者A·托馬, D·V·坎博, K·塞克哈, L·辛格, R·C·米納, V·K·岡沃 申請人:防衛(wèi)研究及發(fā)展組織