DE102005062364A1 - Process to remove and dispose of municipal liquid effluent by separation into two fractions for part storage and part disposal - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System, ein Verfahren und eine Verwendung eines Systems zur Abwasserentsorgung in Städten und Gemeinden.The The present invention relates to a system, a method and a Use of a system for sanitation in cities and Communities.
Abwasserentsorgung ist grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei werden die in den Städten und Gemeinden anfallenden flüssigen und festen Reststoffe mit großen Mengen von wenig verschmutztem Wasser verdünnt und vermischt und bilden so das kommunale Abwasser.sanitation is basically known from the prior art. Here are those in the cities and Municipalities accumulating liquid and solid residues with large Dilute and mix quantities of low contaminated water and form so the municipal sewage.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Abwasserentsorgung in Städten und Gemeinden zu verbessern, insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zukunftsorientierte Abwasserentsorgung in Städten und Gemeinden zur Verfügung zu stellen, mit dem das häusliche Abwasser ordnungsgemäß entsorgt wird und gleichzeitig die Nährstoffe und Energie weitgehend aus dem Abwasser zurückgewonnen werden können.task The present invention is the sanitation in cities and To improve communities, in particular, it is the task of the present Invention, a future-oriented sanitation in cities and Municipalities available with which the domestic Wastewater disposed of properly becomes and at the same time the nutrients and energy can largely be recovered from the wastewater.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, ein System gemäß Anspruch 9 und ein durch eine Verwendung gemäß Anspruch 14 gelöst.These The object is achieved by a Method according to claim 1, a system according to claim 9 and one solved by a use according to claim 14.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. System können nicht nur die Ablaufqualität einer Kläranlage wesentlich verbessert, sondern auch die im kommunalen Abwasser enthaltenen Nährstoffe (Stickstoff N, Phosphor P usw.) und Energie weitergehend als bisher zurückgewonnen werden. Das durch Ausführungsformen der Erfindung gewonnene konzentrierte Schwarzwasser (Gemisch von Urin und Fäkalien) kann in der Klärschlammbehandlung der Kläranlage zur Nährstoff- und Energiegewinnung verwertet werden. Auf der Kläranlage können nach der Umstellung auf das neue Entsorgungsverfahren das wenig verschmutzte Grauwasser (häusliches Abwasser ohne Schwarzwasser), industrielle Abwässer und ggf. ein Teil vom Niederschlagswasser gereinigt werden.With the method according to the invention or system can not only the drainage quality a sewage treatment plant significantly improved, but also those contained in municipal wastewater Nutrients (nitrogen N, phosphorus P, etc.) and energy recovered further than previously become. That by embodiments The invention obtained concentrated black water (mixture of Urine and feces) can in sewage sludge treatment the sewage treatment plant to the nutrient and energy recovery. On the sewage treatment plant can after switching to the new disposal procedure the little polluted greywater (domestic Wastewater without black water), industrial wastewater and possibly a part of Rainwater to be cleaned.
Die vorliegende Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass die heutige Abwasserentsorgung in Städten und Gemeinden in der Regel auf einer Schwemmkanalisation und einer oder mehreren Zentralkläranlagen basiert. Das historisch gewachsene Entsorgungsprinzip hat zwar in der Vergangenheit für eine schadlose Ableitung und ordnungsgemäße Reinigung des häuslichen Abwassers gesorgt. Die vorliegende Erfindung hat jedoch erkannt, das bestehende Entsorgungsverfahren grundsätzliche Mängel im Hinblick auf eine nachhaltige Entwicklung aufweisen.The present invention includes the recognition that today's sanitation in cities and Municipalities usually on a canalization and one or several central sewage treatment plants based. The historically grown disposal principle has indeed in the past for one harmless drainage and proper cleaning of the domestic Sewer worried. However, the present invention has recognized the existing disposal procedure fundamental shortcomings with regard to a sustainable Development.
Ein wesentliches Problem des konventionellen Entsorgungsverfahrens ist hierbei die Verdünnung und Vermischung der in den Städten und Gemeinden anfallenden flüssigen und festen Reststoffe mit großen Mengen von Schwemmwasser. Dies führt zur Verschwendung der wertvollen Wasserressource, macht die Reinigung des Abwassers auf kommunalen Kläranlagen aufwendig und eine wirtschaftliche Rückgewinnung von Nährstoffen aus kommunalen Abwasser unmöglich. Nur ein kleiner Teil von der im Abwasser enthaltenen Energie kann mit diesem Entsorgungssystem durch aufwendige Verfahrensschritte zurückgewonnen werden.One essential problem of the conventional disposal method is here the dilution and mixing in the cities and municipalities accumulating liquid and solid residues with big ones Amounts of flooding water. This leads to Waste of valuable water resource, does the cleaning of waste water on municipal sewage treatment plants consuming and an economic recovery of nutrients from municipal sewage impossible. Only a small part of the energy contained in the wastewater can with this disposal system through complex process steps recovered become.
Mit der steigenden Knappheit von verfügbaren Ressourcen (Wasser, Energie und Nährstoffe) wurde von der Erfindung die Notwendigkeit der Einführung von neuen Entsorgungskonzepten mit einer Kreislaufwirtschaft erkannt. Die Erfindung bein haltet die Erkenntnis, dass es zur Schonung der vorgenannten Ressourcen notwendig ist, nutzbare Nährstoffe möglichst in die örtlichen Nahrungsketten zurückzuführen. Hierbei hat die Erfindung erkannt, dass zum Ermöglichen einer Rückgewinnung der Nährstoffe aus dem Abwasser, die Abwasserströme getrennt zu sammeln sind.With the increasing scarcity of available resources (water, Energy and nutrients) of the invention, the need for the introduction of new disposal concepts recognized with a circular economy. The invention includes the leg Realizing that it is necessary to protect the aforementioned resources is, usable nutrients preferably in the local Attributed to food chains. in this connection has recognized the invention that for facilitating recovery of nutrients from the sewage, the wastewater streams are collected separately.
Die Erfindung hat in diesem Zusammenhang die Bedeutung erkannt, eine Abwasserentsorgung zu entwickeln, mit der die Abwässer von einer ganzen Stadt oder Gemeinde auch dann noch wirtschaftlich entwässert werden können, wenn Vakuumabsaugetechnik verwendet wird. Für eine wirtschaftliche Nutzung der Vakuumabsaugetechnik sollte das System ausbaufähig sein und sollte beliebig erweiterbar sein, so dass auch in vorhandenen Abwasserentsorgungssystemen das neue System schrittweise ausgebaut werden kann.The Invention has recognized the meaning in this context, a To develop sanitation with which the effluents of a whole city or municipality even then be economically drained can, if vacuum extraction technology is used. For an economical use In the vacuum extraction technique, the system should be upgradeable and should be arbitrarily expandable, so even in existing ones Wastewater disposal systems, the new system will be gradually expanded can.
Die Erfindung liefert insbesondere den wirtschaftlich bedeutsamen Ansatz, dass ein zentrales Vakuumversorgungsnetz für die Sammlung des Schwarzwassers in einer Stadt oder Gemeinde verwendet wird. Das Vakuumnetz ist für jeden zugänglich und kann beispielsweise von einem kompetenten Entsorgungsunternehmen betrieben werden.The Invention provides in particular the economically significant approach, that a central vacuum supply network for the collection of black water is used in a city or town. The vacuum network is for each accessible and, for example, from a competent waste management company operate.
Entscheidend ist, dass durch die erfindungsgemäße Verwendung eines solchen Gemeinde- oder Stadt-übergreifenden Vakuumversorgungsnetzes auch wirtschaftlich sinnvoll die Möglichkeit besteht, jeden einzelnen Haushalt nach belieben an das zentrale Vakuumversorgungsnetz – auch temporär – anzuschließen und von diesem – auch temporär – wieder abzukoppeln.critical is that by the inventive use of such Community or city-overarching Vacuum supply network also makes economic sense the possibility exists, each individual household at will to the central Vacuum supply network - too temporarily - to connect and from this - too temporarily - again decouple.
Dabei können vorteilhafte bekannte Vakuumtoiletten verwendet werden. Das verwendbare Schwarzwasser kann vor Ort in spezifischen Vakuum-/Speichertanks zwischengelagert und regelmäßig, beispielsweise wöchentlich, beispielsweise mittels Saugwagen entleert und zur Verwertung abgefahren werden. Das restliche, wenig verschmutzte Grauwasser (häusliches Abwasser ohne Urin und Fäkalien) und das Regenwasser können z. B. wie zuvor über die Kanalisation zur Kläranlage abtransportiert und dort gereinigt werden.In this case, advantageous known vacuum toilets can be used. The usable black water can be stored on site in specific vacuum / storage tanks and regularly, for example, weekly, for example, with Suction truck emptied and driven off for recycling. The remaining, little polluted gray water (domestic wastewater without urine and faeces) and rainwater can z. B. as previously transported over the sewage to the treatment plant and cleaned there.
Das neue Verfahren zeichnet sich bevorzugt auch dadurch aus, dass es im laufenden Betrieb von herkömmlichen Abwasserbehandlungsanlagen fließend integriert werden kann, unabhängig vom Mengenanfall des Schwarzwassers. Weiterhin unterstützt das Verfahren uneingeschränkt den Einsatz von Wasserspartechniken, ohne den Erfolg des Entsorgungsvorgangs zu gefährden, wie das bei der herkömmlichen Abwasserableitung der Fall ist.The new method is preferably characterized by the fact that it on the fly from conventional Wastewater treatment plants fluent can be integrated, regardless from the quantity of black water. Furthermore, this supports Procedures unrestricted the use of water saving techniques, without the success of the disposal process to endanger, like that with the conventional one Wastewater collection is the case.
Zwar
ist es im Zusammenhang mit einem Sammeln von Schwarzwasser grundsätzlich bekannt,
Vakuumtoiletten einzusetzen. Dabei wird die Abwasserleitung unter
Vakuum gehalten und damit das Abwasser abgesaugt.
Die Erfindung hat aber erkannt, dass die oben beschriebene bekannte dezentrale Vakuumerzeugung folgende entscheidende Nachteile bezüglich einer Abwasserentsorgung in Städten und Gemeinden hat:
- a. Eine Mindestanzahl von Toiletten, beispielsweise mehr als 20 Toiletten, ist erforderlich, um die bekannte dezentrale Vakuumerzeugungsanlage wirtschaftlich zu betreiben. Das Betreiben einer einzelnen Toilette und insbesondere eine ständige Anpassung an eine Veränderung der Anzahl der mit Vakuum zu versorgenden Toiletten mit der Vakuumerzeugungsanlage in einem größeren Gebiet mit einer großen Anzahl von Toiletten ist somit auf wirtschaftliche Weise nicht möglich.
- b. Andererseits kann die bekannte dezentrale Vakuumerzeugungsanlage nur die Anzahl von Toiletten, beispielsweise 500 Toiletten absaugen, für die die Anlage ausgelegt ist, um für jede Toilette noch die erforderliche Vakuumkraft zu gewährleisten.
- c. Der Sammeltank kann nicht direkt mit einem Saugwagen abgesaugt werden. Dafür müsste ein zusätzlicher Zwischenspeichertank errichtet werden.
- d. Beim Defekt einer Komponente des bekannten Systems kann das ganze System lahmgelegt werden.
- e. Da die Sperrstoffe, z.B. Toilettenpapier, durch die Vakuumabwasserleitung in den Tank geführt werden müssen, ist die Verstopfungsgefahr relativ groß.
- f. Die benutzte Vakuum- und Abwassermenge von einzelnen Anwendern können nicht messtechnisch erfasst werden. Dies verhindert eine Einführung eines branchenüblichen und zur Finanzierung unbedingt notwendigen Gebührerhebungssystems.
- a. A minimum number of toilets, for example, more than 20 toilets, is required to operate the known decentralized vacuum generator economically. The operation of a single toilet, and in particular a constant adaptation to a change in the number of vacuum-supplied toilets with the vacuum generating plant in a larger area with a large number of toilets is thus not possible in an economical manner.
- b. On the other hand, the known decentralized vacuum generating system can only vacuum the number of toilets, for example 500 toilets, for which the system is designed to provide the necessary vacuum force for each toilet.
- c. The collection tank can not be sucked off directly with a suction truck. For an additional intermediate storage tank would have to be built.
- d. If one component of the known system fails, the whole system can be paralyzed.
- e. Since the barrier materials, eg toilet paper, must be guided through the vacuum sewer line into the tank, the risk of clogging is relatively high.
- f. The amount of vacuum and waste water used by individual users can not be measured. This prevents the introduction of an industry-standard fee collection system which is absolutely necessary for financing.
Aus diesen Gründen ist das oben beschrieben bekannte System höchstens für einen punktuellen Einsatz für bspw. eine Gruppe von Häusern noch wirtschaftlich, wo bspw. geographische Verhältnisse für eine Schwerkraftentwässerung ungünstig sind.Out these reasons is the known system described above at most for a punctual use for example a group of houses still economical, where, for example, geographical conditions for gravity drainage unfavorable are.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.preferred embodiments The invention will become apparent from the dependent claims and the following description.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung zeigt:in the The following are preferred embodiments the invention described with reference to the drawing. The drawing shows:
Die Funktionsweise einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entsorgungssystems mit einem erfindungsgemäßen zentralen Vakuumversorgungsnetz für die Schwarzwasserabsaugung kann anhand der bevorzugten Ausführungsformen der Zeichnung wie folgt beschrieben werden.The operation of an embodiment of a disposal system according to the invention with A central vacuum supply network according to the invention for the black water extraction can be described as follows with reference to the preferred embodiments of the drawing.
Bei
dem in
Die
Entleerung des Vakuum-/Speichertanks
Nach
der Absaugung werden das Dreiwegeventil
Für öffentliche Gebäude, z.B. Schulen, Theater, Bürogebäude, Krankenhäuser, Sportstadien usw. können das Gelbwasser (Urin) und die Abwässer wie das Braunwasser (Fäkalien) mit dem gleichen System getrennt gesammelt werden. Hierfür können spülwasserfreie Urinale eingesetzt werden.For public Building, e.g. Schools, theaters, office buildings, hospitals, sports stadiums etc. can the yellow water (urine) and the waste water like the brown water (faeces) be collected separately with the same system. For this purpose, rinsing free Urinals are used.
In
einer großen
Stadt ist es zweckmäßig und wirtschaftlich
vorteilhaft, mehrere Abladestationen für das Schwarzwasser zu errichten,
um den Transportaufwand zu minimieren bzw. zu optimieren. Die Saugwagen
fahren das Schwarzwasser bis zu den Abladestationen. Von dort wird
das Schwarzwasser mit Pumpen und Druckleitungen in eine Kläranlage
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Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
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2005
- 2005-12-23 DE DE102005062364.6A patent/DE102005062364B4/en not_active Expired - Fee Related
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