粪尿分集式厕所粪桶的堆肥搅拌垫料制备方法及其粪桶装置

技术领域

本发明涉及农村旱厕改进技术领域，属于粪尿分集式厕所的堆肥垫料制备方法，特别是一种粪尿分集式厕所的堆肥搅拌垫料制备方法及其粪桶装置。

背景技术

农村地区旱厕改造采用的方式主要有三格式户厕、双瓮式户厕、沼气式户厕、粪尿分集式户厕，前三种方式没有将粪和尿分开，不可避免使粪污进行厌氧发酵产生大量沼气，而粪尿分集式厕所是将粪和尿分开收集进行资源化和减量化，好氧发酵分解快速，而且异味较少。它的主要原理是粪落入粪桶后通过搅拌与垫料和堆肥微生物混合独立发酵，垫料优越的蓬松性能促进了粪的好氧发酵，粪与微生物的通过搅拌充分结合，有利于发酵腐熟，在搅拌过程中垫料将粪覆盖，使异味大大减少。通过好氧堆肥实现了粪的减量化和资源化，最终形成有机肥，可直接施用于农田。此外，粪便中还有75%的水分，通风干燥使水分蒸发，减少了粪污的体积，为粪的减量化又创造了条件。而尿液经过静置发酵也可以资源化，根据农办社[2020]7号文件农业农村部办公厅 国家卫生健康委办公厅生态环境部办公厅关于印发《农村厕所类污无害化处理与资源化利用指南》和《农村厕所类污处理及资源化利用典型模式》的通知：粪尿分集式卫生旱厕收取的尿液，贮存10天左右后可稀释利用。因此粪尿分集式厕所中尿液可以自然腐熟，而粪桶必须加入垫料和复合菌种后才可以堆肥成为有机肥进行资源化利用。

目前，很多粪尿分集式厕所使用的垫料借鉴了垃圾及养殖堆肥采用的垫料，如草木灰、树枝、树叶等。通过对用于粪尿分集式厕所的搅拌垫料进行了筛选，发现适用于粪尿分集式厕所的搅拌垫料必须满足疏松、质量(比重)轻盈、比表面积大、吸水率低、颗粒小这几个特点。目前堆肥最常见的垫料如树枝、秸秆、树叶如果用于粪尿分集式厕所搅拌垫料，会造成吸水性不足，蓬松度不够，容易造成搅拌非常吃力，好氧发酵不充分等缺陷。

目前，粪尿分集式厕所采用的复合菌剂一般采用放线菌和细菌的不同菌种复配而成，菌剂直接影响粪污腐熟和降解效果，当前粪尿分集式厕所的搅拌堆肥垫料还没有添加专用菌剂，主要采用的是养殖粪污处理复合菌剂，例如苏州顶裕节能设备有限公司报道了《一种畜禽生物粪便降解的混合菌种、载体及方法》CN201810184175.0，江苏欧尔润生物科技有限公司《用于牲畜粪料生物降解的成品菌种制备方法及其使用》CN201710557238.8，这些菌剂针对养殖粪污堆肥。而干式厕所的粪桶一般是人的粪污，通过微生物分解和新风系统干化，一般至少1年才清掏一次，因此其中的复配菌种需要满足温度适应能力强，分解效果好，异味少等特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粪尿分集式厕所的堆肥搅拌垫料制备方法，其垫料蓬松，吸水性强，添加的复配菌种温度适应能力强，分解效果好，异味少。

本发明的另一个目的是提供一种粪尿分集式厕所的堆肥搅拌垫料制备方法的粪桶装置，其结构合理，操作方便，可以轻松将垫料和粪便搅拌均匀，并通过好氧发酵快速腐熟。

本发明的目的是这样实现的：一种粪尿分集式厕所的堆肥搅拌垫料制备方法，包括如下步骤,

1)垫料制作：垫料为稻谷壳或稻谷杆或麦秸秆或玉米杆，采用稻谷杆或麦秸秆或玉米杆时，需要粉碎至1厘米左右；

2)菌种复配：复配菌种含有7种，分别是嗜热放线菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、产朊假丝酵母、乳酸菌、黑曲霉、米曲霉，其添加配比为3:3:1:1:5:1:1，混匀，以重量份计；

3)菌种活化：将复配后的混合菌种添加浓度为20%的红糖水中活化，其中混合菌种的添加重量比为14-16%，红糖水为84-86%，活化温度31℃-33℃，活化时间4-6小时，得到菌种混合液备用；

4)接种：按照体积比，菌种混合液：垫料=1:1000，将上述菌种混合液均匀喷洒至垫料上，混合均匀后投加至粪桶装置的集粪桶内，堆肥垫料的添加量以与集粪桶中部水平搅拌轴轴线齐平为准；

5)搅拌腐熟：通过集粪桶的手动转杆带动水平搅拌轴转动，使集粪桶内的垫料和粪便混匀，经好氧发酵快速腐熟后，通过集粪桶下侧设置的卸料活门出料。

混合菌种与红糖水的添加重量比为其中混合菌种为15%，红糖水为85%。

菌种活化的活化温度为32℃。

本发明的目的是这样实现的：一种粪尿分集式厕所的堆肥搅拌垫料制备方法的粪桶装置，粪桶装置由具有集尿口和集粪口的坐便器、集尿桶和集粪桶组成，坐便器的集尿口连接着集尿桶，集粪口连接着集粪桶，在集粪桶内通过轴承安装着水平搅拌轴，在水平搅拌轴上均布设置着搅拌叶片，位于集粪桶外，上端设置有摇把的转杆通过蜗杆减速器传动水平搅拌轴转动，在集粪桶的下部设置着卸料口上配合安装着卸料活门。

集粪桶桶体的长度为820mm，宽度为539mm，高度为680mm。

在集粪桶的四壁和底部包裹有电伴热系统，其中电伴热外层设置着防水塑料布，电伴热为软索式电热元件，其呈盘蛇状织入或缝入毛毡里，电伴热系统设置着温度控制器。

温度是决定堆肥中许多微生物分布的主要因素之一。本发明垫料中添加的菌种采用了耐热能力较强的芽孢杆菌和放线菌。复配菌种含有7种，分别是嗜热放线菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、产朊假丝酵母、黑曲霉、米曲霉、乳酸菌。添加部分放线菌和曲霉还可以在堆肥过程的后期可以分解木质素和纤维素。添加部分乳酸菌，分泌多种有机酸，可以减少臭味产生，同时提高蛔虫卵及各种蝇、蛆成虫的死亡率。由于微生物的分解作用，有机氮会随温度上升不断分解释放出大量氨气，pH快速上升，添加部分乳酸菌也有利于稳定pH值。使粪在落入集粪桶以后，可以轻松的搅拌均匀，并通过好氧发酵快速腐熟。

本发明适用的粪尿分集式厕所中的集粪桶的四周和底部包裹有电伴热系统，电伴热外层选用防水塑料布，软索式电热元件呈盘蛇状织入或缝入毛毯里，电伴热系统一般冬季时使用，通过温度控制器进行调节温度。

本发明适用的粪尿分集式厕所中的集粪桶及搅拌装置：桶体的长×宽×高=820mm×539mm×680mm，粪通过落粪口进入集粪桶，桶内的搅拌轴连接了4根搅拌叶片，人每次如厕后，利用搅拌杆旋转，带动涡轮和蜗杆转动进而使连接的搅拌轴转动，进而使集粪桶内部的垫料和粪便混匀。

有益效果：

(1)本发明选用的垫料以稻谷壳为佳，采用稻谷杆、麦秸秆、玉米杆时，需要粉碎至1厘米左右。垫料满足疏松、质量(比重)轻盈、比表面积大、吸水慢、颗粒小这几个特点。疏松有力与粪便的好氧发酵，质量(比重)轻盈有利于搅拌，比表面积大和颗粒小有利于搅拌后垫料覆盖于粪便后降低异味飘散，吸水慢降低了坨化有利于粪便中的水分挥发。因此集粪桶中不宜添加如草木灰(吸水快速)、树枝和树叶(比重较大，吸水较快)等；

(2)温度是决定堆肥中许多微生物分布的主要因素之一。本专利垫料中添加的菌种采用了耐热能力较强的芽孢杆菌和放线菌。复配菌种含有7种，分别是嗜热放线菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、产朊假丝酵母、黑曲霉、米曲霉、乳酸菌。添加部分放线菌和曲霉还可以在堆肥过程的后期可以分解木质素和纤维素。添加部分乳酸菌，分泌多种有机酸，可以减少臭味产生，同时提高蛔虫卵及各种蝇、蛆成虫的死亡率。由于微生物的分解作用，有机氮会随温度上升不断分解释放出大量氨气，pH快速上升，添加部分乳酸菌也有利于稳定pH值；

(3)本发明适用的粪尿分集式厕所中的集粪桶的四周和底部包裹有电伴热系统，电伴热外层选用防水塑料布，软索式电热元件呈盘蛇状织入或缝入毛毯里，电伴热系统通过温度控制器进行调节，该方式适用于冬季最低温度低于10℃的寒冷地区。

该集粪桶储存体积为240L-340L之间，适用于3-5口人户用，≥2个月可清掏，清掏后熟化15-20天左右使用。在粪污减量过程中，一部分通过垫料和菌种发酵进行降解，一部分通过无动力风球的吸风系统进行自然风干减量化，因此最长可达2年清掏一次，清掏时不必全部清掏，可保留1/3—1/4的底料，作为下次发酵的菌种，不必再次添加菌种，只需添加垫料至水平搅拌轴，即可继续使用。

本发明的制备方法垫料蓬松，吸水性强，添加的复配菌种温度适应能力强，分解效果好，异味少。

本发明的粪桶装置结构合理，操作方便，可以轻松将垫料和粪便搅拌均匀，并通过好氧发酵快速腐熟。

附图说明

下面将结合附图对本发明做进一步的描述，图1为本发明的主视结构示意图。

具体实施方式

一种粪尿分集式厕所的堆肥搅拌垫料制备方法，如图1所示，包括如下步骤：

1)垫料制作：垫料以稻谷壳为佳，采用稻谷杆、麦秸秆、玉米杆时，需要粉碎至1厘米左右;

2)菌种复配：复配菌种含有7种，分别是嗜热放线菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、产朊假丝酵母、乳酸菌、黑曲霉、米曲霉，添加配比=3:3:1:1:5:1:1，混匀，以重量份计；

3)菌种活化：将复配后的菌种添加至20%红糖水中活化，混合菌种的添加重量比为15%，活化温度32℃，活化时间4-6小时，得到菌种混合液备用;

4)接种：按照体积比菌种混合液：垫料=1:1000将上述菌种混合液均匀喷洒至垫料，混合均匀后投加至集粪桶内，堆肥垫料的添加量以与集粪桶中部的水平搅拌杆齐平为准;

5) 搅拌腐熟：通过集粪桶的手动转杆带动水平搅拌轴转动，使集粪桶内的垫料和粪便混匀，经好氧发酵快速腐熟后，通过集粪桶下侧设置的卸料活门出料。

一种粪尿分集式厕所的堆肥搅拌垫料制备方法的粪桶装置，如图1所示，粪桶装置由具有集尿口2和集粪口3的坐便器1、集尿桶4和集粪桶5组成，坐便器1的集尿口2连接着集尿桶4，集粪口3连接着集粪桶5，在集粪桶5内通过轴承安装着水平搅拌轴6，在水平搅拌轴6上均布设置着搅拌叶片7，位于集粪桶5外，上端设置有摇把8的转杆9通过蜗杆减速器10传动水平搅拌轴6转动，在集粪桶5的下部设置着卸料口11上配合安装着卸料活门。或者采用脚踩装置联动的方式进行集粪桶搅拌。

在集粪桶和集尿桶的侧上方，可加装排风管道，排风管道上部安装无动力风球进行自然排风。在集粪桶的四壁和底部包裹有电伴热系统，其中电伴热外层设置着防水塑料布，电伴热为软索式电热元件，其呈盘蛇状织入或缝入毛毡里，电伴热系统设置着温度控制器，根据室外不同温度自动调节集粪桶及集尿桶的内部温度。