生態(tài)公廁固液分離機(jī)成套裝置的研究

趙文峰 沙 莎 何偉寧

(山東省泰安市農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究所，山東 泰安 271000)

·機(jī)械與設(shè)備·

生態(tài)公廁固液分離機(jī)成套裝置的研究

趙文峰 沙 莎 何偉寧

(山東省泰安市農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究所，山東 泰安 271000)

介紹了公廁的發(fā)展變化，指出了我國生態(tài)公廁存在的問題，開發(fā)設(shè)計(jì)了一種新型生態(tài)公廁固液分離機(jī)成套裝置，達(dá)到了糞便固液分離可靠連續(xù)工作的目的，符合我國資源化再利用、保護(hù)環(huán)境、創(chuàng)建和諧型可持續(xù)發(fā)展社會(huì)的基本國策。

生態(tài)公廁，固液分離，糞便再利用

1 開發(fā)設(shè)計(jì)的目的意義

生態(tài)公廁是環(huán)保廁所中的一類，是指具有不對環(huán)境造成污染，并且能充分利用各種資源，強(qiáng)調(diào)污染物自凈和資源循環(huán)利用概念和功能的一類廁所[1]。

公共廁所逐步從傳統(tǒng)的水沖式公共廁所向生態(tài)型公共廁所轉(zhuǎn)變。目前的公共廁所雖然冠以生態(tài)公廁的名號(hào)，但由于關(guān)鍵的壓榨脫水設(shè)備技術(shù)落后，極易堵塞，故障頻發(fā)，基本上投入使用之時(shí)，也就是壓榨設(shè)備開始出故障、停用甚至拆除的開始，之后又變成了普通水沖式公廁，無法真正實(shí)現(xiàn)節(jié)約淡水資源、綠色環(huán)保的目的[2,3]。

針對現(xiàn)有公廁固液分離機(jī)技術(shù)落后，極易堵塞等的問題，我們參考螺旋式壓榨機(jī)的結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了由螺旋壓榨輥和微小間隙活片組成的固液分離裝置,即螺旋軸根徑由小到大并且螺旋導(dǎo)程逐漸縮小，壓縮機(jī)內(nèi)的容積也就是說空余體積逐漸縮小，壓縮逐漸增大，而使糞便混合物中的清液被擠壓出來，在工作時(shí)，活動(dòng)片隨著絞龍的旋轉(zhuǎn)，在兩個(gè)固定葉片之間的微小間隙內(nèi)，進(jìn)行徑向跳動(dòng)和軸向擺動(dòng)，徹底解決了微小物的粘結(jié)，拒絕堵塞現(xiàn)象[4,5]。

2 開發(fā)設(shè)計(jì)的總體構(gòu)想

生態(tài)公廁固液分離機(jī)成套裝置的總體構(gòu)想是：設(shè)計(jì)開發(fā)一種由螺旋攪龍、固定片、間隙墊片、活動(dòng)片、穿軸、泵、污水池等組成的長期、安全可靠、連續(xù)、高效運(yùn)行的生態(tài)公廁固液分離機(jī)成套裝置。

3 主要結(jié)構(gòu)組成

下面結(jié)合圖1～圖3來論述其主要結(jié)構(gòu)組成。

圖1為本裝置主視圖。

圖2為圖1的剖視圖A—A。

圖3為活動(dòng)片(10)的示意圖。

該成套裝置由機(jī)架(1),螺旋攪龍(2),端部軸承(3),端部殼體(4),緊固螺母(6),固定片(8),間隙墊片(9),活動(dòng)片(10),穿軸(12),尾部殼體(13),電機(jī)(14),鏈輪Ⅰ(15),電機(jī)支架(16),鏈輪Ⅱ(17),尾部軸承(18),泵(20),污水池(21)等組成。端部軸承和尾部軸承固定在機(jī)架上，螺旋攪龍裝配在端部軸承和尾部軸承上，螺旋攪龍的螺距由左往右逐漸減小，端部殼體和尾部殼體固定在機(jī)架上，端部殼體設(shè)有進(jìn)料口和端部固定法蘭，尾部殼體設(shè)有尾部固定法蘭和出料斗，穿軸穿過尾部固定法蘭、多組交替裝配的固定片、間隙墊片之后再穿過端部固定法蘭，通過螺母可靠緊固，活動(dòng)片裝配在兩個(gè)固定片中間并穿在螺旋攪龍上，活動(dòng)片呈圓環(huán)形，活動(dòng)片內(nèi)徑d1小于螺旋攪龍的外徑，活動(dòng)片厚度小于間隙墊片的厚度，活動(dòng)片厚度與間隙墊片厚度差值形成固液分離的篩網(wǎng)孔隙，電機(jī)固定在電機(jī)支架上，電機(jī)支架固定在機(jī)架上，鏈輪Ⅰ與電機(jī)連接，鏈輪Ⅱ與螺旋攪龍連接，鏈輪Ⅰ與鏈輪Ⅱ通過鏈連接，污水池固定在機(jī)架上，泵通過管子與污水池相連。

4 具體工作步驟

工作時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)，糞便由上一級設(shè)備真空抽吸泵輸入到進(jìn)料口進(jìn)入到螺旋攪龍中，活動(dòng)片在兩個(gè)固定片之間隨螺旋攪龍的旋轉(zhuǎn)做徑向跳動(dòng)和軸向擺動(dòng)，加上固液分離中，尺寸小于活動(dòng)片厚度與間隙墊片厚度差值形成的篩網(wǎng)孔隙的擠壓而濾出的廢液沖刷，徹底避免了微小間隙的堵塞難題，從而實(shí)現(xiàn)對糞便的壓榨，壓榨后的廢液直接流入污水池中，經(jīng)泵抽走，壓榨后的固體殘?jiān)S螺旋攪龍的旋轉(zhuǎn)經(jīng)尾部殼體和出料斗排出，定時(shí)集中收集，進(jìn)入下一步綜合處理，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)資源化再利用。

5 使用過程中的注意事項(xiàng)

使用該裝置過程中，要經(jīng)常注意檢查以下幾點(diǎn)：

1)廁所安裝后要對房體平整，基礎(chǔ)穩(wěn)固進(jìn)行校驗(yàn)檢查，確認(rèn)無誤后進(jìn)行空機(jī)試驗(yàn)同時(shí)對電控統(tǒng)校驗(yàn)檢查，空載運(yùn)行無誤后方可運(yùn)行；2)廁所要有專人管理，負(fù)責(zé)設(shè)施的日常維護(hù)，保持廁間及管理間的衛(wèi)生整潔；3)如廁人員要按廁所門鎖上的“有人”“無人”顯示選擇用廁，進(jìn)廁后旋轉(zhuǎn)門鎖上的關(guān)閉鈕，以閉鎖廁門；4)使用小便器時(shí)，人距光電開關(guān)不大于0.4 m可聽見“咔、咔”聲響的電磁閥動(dòng)作聲，此為釋放小便處理液，不影響使用小便器；5)如廁時(shí)應(yīng)注意不可將排泄物之外的其他東西進(jìn)入蹲便器或小便器內(nèi)，嚴(yán)禁將手紙、衛(wèi)生巾等物品扔入便池；6)如廁時(shí)如不慎意外將鑰匙、筆記本、手機(jī)等掉入蹲便器后要立即通知管理人員取出，否則將會(huì)造成損壞；7)幼兒、高齡、醉酒、神志不清者等使用廁所時(shí)要有正常人幫助；8)冬季雨雪、結(jié)冰氣候時(shí)要在人行落腳處加設(shè)防滑鋪墊；9)設(shè)備間各容器及設(shè)備定期保潔無污物；10)及時(shí)做到設(shè)備間分離出烘干的糞渣；11)嚴(yán)冬要保持室內(nèi)溫度，調(diào)整管路伴熱帶溫度控制，防止水管及容器凍裂；12)一個(gè)月以上的長期停用廁所再次使用時(shí)還要對主機(jī)進(jìn)行全面檢查，試運(yùn)行無誤后再使用。

由此可見使用該生態(tài)公廁固液分離機(jī)成套裝置，徹底解決了傳統(tǒng)糞便固液分離機(jī)易堵塞不耐用的難題，真正起到糞便固液廢棄物長期連續(xù)可靠分離的作用，實(shí)現(xiàn)了糞便資源化再利用，符合我國保護(hù)環(huán)境、創(chuàng)建和諧型可持續(xù)發(fā)展社會(huì)的基本國策。

[1] 馬繼申,周文宏.淺談生態(tài)型公共廁所[J].中國城市環(huán)境衛(wèi)生,2006(4):29-33.

[2] 劉松波.淺談生態(tài)公廁環(huán)保建設(shè)的現(xiàn)狀及對策[J].北方經(jīng)貿(mào),2007(8):149-150.

[3] 宋森根.生態(tài)公廁調(diào)查[J].浙江預(yù)防醫(yī)學(xué),1997(5):20.

[4] 何英華,付洪博,王曉華.生態(tài)建筑(生態(tài)公廁)的研究與應(yīng)用[J].中國衛(wèi)生工程學(xué),2002,1(4):210-211.

[5] 中國生態(tài)廁所行業(yè)調(diào)查分析及市場前景預(yù)測報(bào)告(2015—2022年).中國產(chǎn)業(yè)調(diào)研網(wǎng)[Z].

[6] 周 維.智能化的公共廁所沖水器—PROG-111應(yīng)用實(shí)例[J].電子制作,2003(5):33-34.

[7] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

[8] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015.

Onincorporateddeviceofsolid-liquidseparatorofpublicecologicaltoilets

ZhaoWenfengShaShaHeWeining

(ShandongTai’anAgriculturalMechanicAcademy,Tai’an271000,China)

The paper introduces the development of the public toilets, points out the problems in the public ecological toilets in China, develops the incorporated device for the solid-liquid separator in the toilets, so as to achieve the reliable and continuous solid-liquid separation, adhere to the basic state policies of the recycling of resources, environment protection, harmonious sustainable development in China.

public ecological public, solid-liquid separation, fecal reuse

X321

A

1009-6825(2017)26-0225-02

2017-07-05

趙文峰(1965- ),男,高級工程師; 沙 莎(1985- ),女,工程師; 何偉寧(1981- ),男,工程師