高效环保的利用黑水虻处理排泄物的生态厕所及处理方法

本发明涉及生态厕所，尤其涉及一种高效环保的利用黑水虻处理排泄物的生态厕所及处理方法。

背景技术：

1、随着社会经济发展和“厕所革命”在乡村地区的推进，迫切需要既能满足农民现代化使用需求又能实现粪污资源化利用的生态厕所。农民历来有使用粪尿肥田的习惯，人粪尿是其重要的肥料来源。传统旱厕的简单敞口式设计，导致厕所内臭味熏天、蚊蝇滋生，粪便无害化效果不能保障，如厕舒适性和便利性低，无法满足现代化的使用需求。尽管水冲厕所可以满足现代化使用需求，但是会导致水资源的浪费，而且经过大量冲厕水稀释粪污的资源利用率极低。

2、黑水虻是双翅目水虻科扁角水虻属的昆虫，黑水虻一生经过卵、幼虫、预蛹、蛹和成虫等虫态，能够取食有机废弃物，生产优质有机肥和高价值的动物蛋白。因其繁殖迅速，生物量大，食性广泛、吸收转化率高，饲养成本低，动物适口性好等特点，利用其处理畜禽粪便可实现资源化利用。通过黑水虻幼虫对畜禽粪便进行处理，不仅能有效减少粪便堆积、减少臭味、防止蚊蝇，还能获得有机肥与虫体蛋白，具有很好的环境效益和经济效益。目前，利用黑水虻处理畜禽粪便受到广泛关注，同时将其用于处理人的排泄物也引起了人们的关注。因此，将黑水虻幼虫应用于人排泄物处理具有重要意义。

3、然而，目前的生态厕所至少存在以下不足：黑水虻降解仓中的臭气容易自马桶的粪便排泄口向上逸散至厕所内部，且填料湿度无法被精准、稳定地自动调节，现有技术中湿度传感器仅用于监测降解室环境湿度，而非直接检测填料本身湿度，且采用单一阈值控制易导致执行器频繁启停；同时，仓体更换困难，通常需连同内部搅拌机构一同操作，劳动强度大，仓体整体的密封性较差。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高效环保的利用黑水虻处理排泄物的生态厕所及处理方法，使黑水虻降解仓中的臭气不能通过马桶粪便排泄口向上逸散至厕所中，同时实现填料湿度的精准自动调节和仓体的便捷更换，从而保证厕所内部环境，提高运行稳定性和维护便利性，解决现有技术中存在的上述问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的一种高效环保的利用黑水虻处理排泄物的生态厕所，包括马桶、黑水虻降解仓、排气管、储尿罐和湿度传感器，所述黑水虻降解仓位于所述马桶底部，并通过连接管路与所述马桶的粪便排泄口连通，所述连接管路侧壁上连通有所述排气管，所述排气管向上延伸至厕所外部，所述粪便排泄口与所述排气管之间在压差的作用下形成气流通路，所述马桶设置有所述粪便排泄口和尿液排泄口，所述尿液排泄口连通有储尿罐，所述储尿罐通过进液泵和进液阀门与所述黑水虻降解仓连通，所述黑水虻降解仓包括仓体和仓盖，所述仓盖固定在所述马桶底部，所述仓体以可分离的方式与所述仓盖对接配合，所述仓体底部设置有用于检测黑水虻填料湿度的湿度传感器，所述湿度传感器与所述进液泵和所述进液阀门电连接，所述湿度传感器监测到所述黑水虻填料的湿度降低至第一设定值以下时，所述进液泵和所述进液阀门自动开启，向所述黑水虻降解仓中添加尿液；当所述湿度传感器监测到所述黑水虻填料的湿度达到第二设定值时，所述进液泵和所述进液阀门自动关闭，所述第一设定值低于所述第二设定值；所述仓体与所述仓盖之间通过密封条进行密封。

4、进一步的，所述仓体底部还设置有用于检测黑水虻填料温度的温度传感器。

5、进一步的，还包括升降机构和底座，所述仓体设置在所述升降机构上，所述升降机构滑动设置在所述底座上。

6、再进一步的，所述仓盖上设置有搅拌器，所述搅拌器的搅拌端伸入所述仓体内部。

7、进一步的，所述仓盖上设置有通风口，所述通风口通过管路与厕所外部环境连通。

8、进一步的，所述黑水虻填料湿度控制在70%-80%。

9、进一步的，所述仓体上还设置用于观察其内部的透视窗。

10、再进一步的，所述厕所内壁的顶部安装有人体感应灯，所述人体感应灯还连接光控开关，所述厕所外壁顶部设置有太阳能发电组件，所述太阳能发电组件与所述人体感应灯电连接。

11、本发明还提供一种高效环保的利用黑水虻处理排泄物的处理方法，包括以下步骤：

12、步骤一：将黑水虻幼虫与饲料混合后放入黑水虻降解仓的仓体中，黑水虻填料湿度控制在70%-80%，将仓体与仓盖密封扣合；

13、步骤二：正常使用厕所，排泄物经马桶的粪便排泄口通过连接管路进入仓体，黑水虻幼虫对排泄物进行分解；

14、步骤三：在分解过程中，设置于仓体底部的湿度传感器实时监测黑水虻填料的湿度，当湿度降低至第一设定值以下时，进液泵和进液阀门自动开启，将储尿罐中的尿液添加至黑水虻填料中；当湿度达到第二设定值时，进液泵和进液阀门自动关闭，其中，第一设定值低于第二设定值；

15、步骤四：当黑水虻幼虫进入预蛹期后，清出幼虫及饲料，重新投入新的黑水虻幼虫与饲料的混合物。

16、进一步的，所述步骤一中，所述黑水虻幼虫为3-5日龄，填料铺设厚度为8cm-10cm；所述步骤三中，所述第一设定值为60%，控制器控制设置于仓盖上的搅拌器每2小时搅拌一次，当设置于所述仓体中的温度传感器监测到填料温度低于25℃时，控制器控制搅拌器进行搅拌或投入新的黑水虻幼虫。

17、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

18、本发明的高效环保的利用黑水虻处理排泄物的生态厕所通过设置向上延伸至厕所外部的排气管，利用排气管管口处因高度差产生的自然压差形成吸力，使外部空气自马桶的粪便排泄口向下流动并自排气管排出，在马桶粪便排泄口处形成向下气流屏障，黑水虻降解仓中的臭气无法通过马桶粪便排泄口向上逸散至厕所内部，保证了厕所内部环境的清洁卫生；并且，本发明将湿度传感器设置于黑水虻降解仓的仓体底部，直接检测黑水虻填料本身的湿度，能够真实反映黑水虻幼虫所处介质的水分状况，同时湿度传感器与进液泵、进液阀门电连接，采用双阈值控制逻辑，当填料湿度降低至第一设定值以下时自动启动进液泵和进液阀门向填料添加尿液，当湿度回升至第二设定值时自动关闭，避免了单一阈值控制导致的执行器频繁启停问题，实现了对填料湿度的精准、稳定、自动化调节，保障了黑水虻幼虫长期处于适宜的湿度环境，有利于提高降解效率，并且通过将粪尿分离，尿液经储尿罐收集后用于黑水虻填料的湿度调节，实现了尿液的原位资源化利用，无需外加水源，节约了水资源；同时，本发明将仓盖固定设置于马桶底部，仓体以可分离的方式与仓盖对接配合，当需要更换填料或清理仓体时，仅需将仓体单独取下即可，无需连同搅拌器等部件一同操作，降低了劳动强度，提高了维护便捷性，并且仓体与仓盖之间通过密封条进行密封，在确保仓体可分离的前提下维持良好的气密性，防止臭气泄漏。

19、综上所述，本发明利用压差形成向下气流阻隔臭气逸散，借助湿度传感器与进液系统的电连接及双阈值控制实现填料湿度的精准自动调节，通过仓体与仓盖的可分离对接配合及密封条密封实现便捷维护与可靠密封，并配合尿液收集回用实现原位资源化利用，有效解决了现有技术中臭气逸散、湿度控制不精准、仓体维护不便的问题，具有良好的推广应用前景。