DE102015222989A1

DE102015222989A1 - Verfahren und eine Vorrichtung zur Abwasserwiederaufbereitung eines Schienenfahrzeugs

Info

Publication number: DE102015222989A1
Application number: DE102015222989.0A
Authority: DE
Inventors: Ralph Gärtner; Thomas Hammer; Andreas Häußler; Thomas KÜBECK; Christian Schneider; Markus Ziegmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2017-05-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abwasserwiederaufbereitung eines Schienenfahrzeugs. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte: a) Aufspalten des Abwassers in einen Filterkuchen und ein flüssiges Filtrat durch Filtration; b) Aufspalten des flüssigen Filtrats in ein Kondensat und ein Konzentrat durch ein thermisches Trennverfahren; c) Sammeln des Filterkuchens und des Konzentrats; d) Zuführen des Kondensats zu einem Grauwasserprozess. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst: – ein Filtermedium (27) zur Aufspaltung des Abwassers in einen Filterkuchen und ein flüssiges Filtrat, – Vorrichtung (11, 13) zur Aufspaltung des flüssigen Filtrats in ein Kondensat und ein Konzentrat, – einen Abwasserbehälter (5) zur Sammlung des Filterkuchens und des Konzentrats, und – eine Rohrleitung (34) zur Zuführung des Kondensats zu einem Grauwasserprozess.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abwasserwiederaufbereitung eines Schienenfahrzeugs.
In Nasszellen von Schienenfahrzeugen kann Frischwasser für das WC und das Handwaschbecken zur Verfügung gestellt werden. Ein Schema einer Nasszelle ist in 1 dargestellt. Das verbrauchte Wasser des WCs inklusive des Eintrages durch den Fahrgast (Kot, Urin, Toilettenpapier, Seife, usw.) wird in Abwasserbehältern gesammelt und darf aufgrund seiner hygienischen Relevanz nicht auf das Gleis abgelassen werden. Die Abwasserbehälter sind beispielsweise so ausgelegt, dass sie das Volumen einer üblichen, dreitägigen Benutzung sammeln können. Alle drei Tage das Abwasser aus den Tanks der Schienenfahrzeuge abzusaugen, bedeutet einen hohen Aufwand und damit hohe Betriebskosten für die Betreiber der Schienenfahrzeuge. Das Abwasser besteht dabei zu einem großen Anteil, beispielsweise bis zu ca. 95%, aus Flüssigkeit, insbesondere Wasser.
Das Wasser aus dem Handwaschbecken kann unter bestimmten Voraussetzungen auf das Gleis abgelassen werden. Dadurch kann die Menge des zu sammelnden Wassers reduziert werden. Darüber hinaus existieren Systeme zur Aufbereitung des Handwaschwassers. So kann das Grauwasser mechanisch mit Filtern oder über Sedimentation der Feststoffe aufbereitet und das so aufbereitete Handwaschwasser dem WC zur Verfügung gestellt werden. Die DE 10 2013 205 084 B3 offenbart eine Aufbereitungsvorrichtung für Grauwasser mit einem Kulissenfilter.
Es ist grundsätzlich auch für WC-Abwasser möglich, es so aufzubereiten, dass sowohl Feststoffe als auch gelöste Wasserinhaltsstoffe von der flüssigen Phase abgetrennt werden und das gereinigte Wasser anschließend auf das Gleis abgelassen werden kann. Ein Beispiel für ein solches System ist der Bioreaktor der Firma AKW A + V Protec Rail GmbH. Gemäß der Produktbroschüre „Der Protec Bioreaktor", http://www.akwauvprotec.com/xist4c/download/web/Produktbrosch%25C3%25BCre%2BBi oreaktor%2B_uplId_40810__coId_12505_.pdf, abgerufen am 30.10.2015, wird das Abwasser in dem dort beschriebenen Bioreaktor biologisch aufbereitet und anschließend auf das Gleis abgelassen.
Da das WC-Abwasser, wie oben bereits ausgeführt, hauptsächlich aus Flüssigkeit besteht, kann so ein Großteil des ansonsten im Abwasserbehälter zu sammelnden Volumens auf das Gleis abgelassen werden. Dadurch wird das Absaugintervall von drei Tagen bei einem Sammeltank auf ca. zwei bis sechs Monate ausgedehnt. Dadurch kann viel Servicezeit eingespart werden. Der technische Aufwand ist jedoch deutlich höher. Der Bioreaktor hat einen hohen Energie- und Druckluftbedarf. Die Aufbereitung hängt von der Aktivität der Biologie ab. Ist sie nicht aktiv, findet keine Aufbereitung statt. Die Funktion der biologischen Komponente lässt sich im Betrieb nicht überwachen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige Wiederaufarbeitung von Abwässern in einem Schienenfahrzeug vorzuschlagen, um somit die Betriebskosten des Schienenfahrzeugs zu senken.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche 1 und 9. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche wieder.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufarbeitung von Abwasser für ein Schienenfahrzeug umfasst ein Filtermedium zur Aufspaltung des Abwassers in einen Filterkuchen und ein flüssiges Filtrat, eine Vorrichtung zur Aufspaltung des flüssigen Filtrats in ein Kondensat und ein Konzentrat, einen Abwasserbehälter zur Sammlung des Filterkuchens und des Konzentrats, und eine Rohrleitung zur Zuführung des Kondensats zu einem Grauwasserprozess des Schienenfahrzeugs.
Die Aufspaltung des Abwassers in einen Filterkuchen und ein flüssiges Filtrat mittels eines Filtermediums wird auch als Filtration bezeichnet. Dabei wird insbesondere in der Flüssigkeit mitgeführter Feststoff aus der Flüssigkeit heraus getrennt. Das Filtermedium, umgangssprachlich auch Filter genannt, hält dabei Feststoffe aus der Flüssigkeit zurück. Die feststofffreie Phase wird bei der Filtration von Flüssigkeiten als Filtrat bezeichnet. Der an der Oberfläche des Filtermediums, beispielsweise einem Sieb, zurückbleibende Feststoff heißt Filterkuchen. Ob die Phase feststofffrei ist, hängt von der Trenngrenze des Filtermediums ab. Als feststofffrei wird das Filtrat bei einer Mikrofiltration mit 0,45 µm Porendurchmesser bezeichnet. Damit geht ein entsprechender Druckverlust einher. Wird diese Filtration nicht ganz erreicht, könnte auch von feststoffreduziert gesprochen werden.
Die Aufspaltung des flüssigen Filtrats in ein Kondensat und ein Konzentrat erfolgt durch ein thermisches Trennverfahren. Als thermische Trennverfahren sind beispielsweise ein- oder mehrstufige Verdunstungsverfahren bekannt geworden. Die Vorrichtung zur Aufspaltung des flüssigen Filtrats in ein Kondensat und ein Konzentrat ist entsprechend geeignet ausgebildet zur Ausführung eines thermischen Trennverfahrens. Sie umfasst weitergebildet einen Verdampfer oder Verdunster zur Verdampfung oder Verdunstung des flüssigen Filtrats durch Zuführung von thermischer Energie, und einen Kondensator zur Abscheidung des Kondensats durch Kondensation des verdampften oder verdunsteten Filtrats.
Der Verdampfer oder Verdunster kann den Kondensator mit umfassen, wodurch Kondensator und Verdampfer oder Verdunster als ein integrales Bauteil ausgebildet sein können.
Verdampfer oder Verdunster sind allgemein Apparate zur Umwandlung einer Flüssigkeit in ihren dampfförmigen Zustand.
Als Kondensatoren werden gleichermaßen Apparate bezeichnet, in welchen Stoffe vom gasförmigen Aggregatzustand in den flüssigen Aggregatzustand überführt werden.
Das Verdampfen ist der Phasenübergang einer Flüssigkeit oder eines Flüssigkeitsgemisches in den gasförmigen Aggregatzustand. Als Verdunstung wird eine Verdampfung von einer Flüssigkeit unterhalb ihres Siedepunkts in ein überströmendes Gas wie z.B. Luft bezeichnet. Um die Flüssigkeit zu verdampfen, wird Energie benötigt, die der Verdampfungsenthalpie entspricht. Die gleiche Menge an Energie wird freigegeben, wenn der gebildete Dampf wieder kondensiert wird.
Das bei der Verdampfung oder Verdunstung des flüssigen Filtrats zurückbleibende Konzentrat sammelt sich beispielsweise zunächst im sogenannten Sumpf des Verdampfers oder Verdunsters. Anschließend kann es dem Abwasserbehälter zugeführt werden, wo es zusammen mit dem Filterkuchen gesammelt wird. Alternativ umfasst der Abwasserbehälter den Verdampfer oder Verdunster. Der Verdampfer oder Verdunster kann also in den Abwasserbehälter integriert sein. Der Sumpf des Verdampfers oder Verdunsters fungiert somit als Abwasserbehälter.
Ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug umfasst wenigstens eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
Wie eingangs bereits beschrieben, beeinflusst allgemein das im Schienenfahrzeug mitgeführte Frisch- und Abwasser einerseits das Fahrzeuggewicht negativ und andererseits muss es regelmäßig nachgefüllt bzw. entleert werden, was zu hohen Wartungs- bzw. Betriebskosten führt. Durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich viel Frischwasser sparen, da etwa 2/3 des auf dem Schienenfahrzeug in WC-Systemen verwendeten Frischwassers für das WC benötigt werden. Zugleich verlängert sich der Wartungszyklus für das Absaugen des Abwasserbehälters deutlich.
Es gibt Untersuchungen, die zeigen, dass etwa 10% des Fahrgasteintrages aus Feststoffen (Müll, Toilettenpapier und Kot) bestehen. Da diese Feststoffe abgeschieden werden, ist das Partialvolumen dieser Feststoffe entscheidend für das Absaugintervall, da im Wesentlichen jetzt nur noch die Feststoffe abgesaugt werden müssen. Der Gesamteintrag in den Abwassertank betrug vorher: Handwaschwasser (ca. 0,2 l), WC-Spülwasser (ca. 0,4–0,5 l) und der Eintrag des Fahrgastes (ca. 0,3–0,5 l, davon 10% Feststoffe). Das Handwaschwasser kann separat auf das Gleis geleitet werden. Je nach Auslegung gelangen so etwa 0,9 bis 1,2 l pro Spülung in den Abwassertank (0,7 bis 1 l, wenn das Handwaschwasser auf das Gleis geleitet wird), mit einem Feststoffanteil von 0,03 l bis 0,05 l. Der Feststoffanteil bei den dem Tank zugeführten Abwässern beträgt somit insgesamt weniger als 5%. Geht man von einem gegenüber konventioneller Ausführung unverändertem Abwassertankvolumen aus, lässt sich so der Wartungszyklus bis der Tank voll ist etwa verzwanzigfachen. Dabei sollte das Konzentrat immer noch flüssig sein, um es durch die Wasseraufbereitung fördern zu können. Gänzlich wasserfrei sollte das Konzentrat also nicht sein. Ein zehnmal so langes Absaugintervall ist auf diese Weise darstellbar. Da die Komponenten Platz benötigen wird von dem ursprünglichen Abwassertankvolumen einiges für das System benötigt werden.
Durch die gesparten Wartungskosten werden die Kosten für die komplizierte Aufbereitung kompensiert. Für die Absaugung kann der Abwassertank jetzt zusätzlich eine Spüldüse aufweisen. Bisher war das Wasser-Feststoffgemisch sehr dünnflüssig, wodurch es genügte das Gemisch abzusaugen. Durch die Trennung wird der Feststoff konzentriert, so dass für die Entleerung des Abwassertanks nun diese Spüldüse im Abwassertank notwendig sein kann, die die Feststoffe verdünnt, so dass sie abgesaugt werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet im Gegensatz zur eingangs vorgestellten biologischen Abwasseraufbereitung des Stands der Technik rein physikalisch ohne Verwendung von Mikroorganismen, wodurch die Probleme des undefinierten Zustandes der Biologie und der Anfälligkeit der biologischen Komponenten gegenüber Reinigungsmitteln oder Desinfektionsmitteln umgangen werden. Somit ist auch die Zuverlässigkeit der Abwasseraufbereitung gesteigert.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Abwasserwiederaufbereitung in einem Schienenfahrzeug umfasst folgende Verfahrensschritte:

a) Aufspaltung des Abwassers in einen Filterkuchen und ein flüssiges Filtrat;
b) Aufspaltung des flüssigen Filtrats in ein Kondensat und ein Konzentrat durch ein thermisches Trennverfahren;
c) Sammeln des Filterkuchens und des Konzentrats, insbesondere in einem Abwasserbehälter;
d) Zuführen des Kondensats zu einem Grauwasserprozess des Schienenfahrzeugs.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abwasserwiederaufbereitung, insbesondere zum Betreiben des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs. Umgekehrt ist die erfindungsgemäße Vorrichtung geeignet ausgebildet zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Wie oben bereits beschrieben, erfolgt die Aufspaltung des Abwassers in einen Filterkuchen und ein flüssiges Filtrat durch Filtration, insbesondere mittels des Filtermediums. Es werden also Partikel, in der Regel Feststoffe, während des Filtrationsvorganges vom Filtermedium zurückgehalten und lagern sich auf diesem ab. Dadurch bildet sich über die Zeit eine Partikelschicht aus, der sogenannte Filterkuchen.
Der Filterkuchen wird insbesondere in dem Abwasserbehälter gesammelt.
Das flüssige Filtrat hingegen wird einem thermischen Trennverfahren zugeführt und in ein Kondensat und ein Konzentrat aufgespalten. Analog zur Vorrichtung umfasst dieser Verfahrensschritt gemäß einer Weiterbildung folgende Verfahrensschritte:

e) Verdampfung oder Verdunstung des flüssigen Filtrats durch Zuführung von thermischer Energie, insbesondere mittels des Verdampfers oder Verdunsters;
f) Abscheidung des Kondensats durch Kondensation des verdampften oder verdunsteten Filtrats, insbesondere mittels des Kondensators.

Nach erfolgter Filtration wird das flüssige Filtrat insbesondere dem Verdampfer oder Verdunster zugeführt. Dort wird dem flüssigen Filtrat thermische Energie zugeführt, wodurch es verdampft oder verdunstet. Anschließend wird das verdampften oder verdunsteten Filtrats insbesondere dem Kondensator zugeleitet, wo Kondensat durch Kondensation des verdampften oder verdunsteten Filtrats abgeschieden wird.
Kondensator und Verdampfer oder Verdunster können auch als ein integrales Bauteil ausgebildet sein. Wie oben bereits ausgeführt, kann der Verdampfer oder Verdunster auch in Abwasserbehälter integriert sein. Das bei der Verdampfung oder Verdunstung des flüssigen Filtrats zurückbleibende Konzentrat wird wiederum insbesondere in dem Abwasserbehälter gesammelt. Das Kondensat hingegen wird einem Grauwasserprozess des Schienenfahrzeugs zugeführt. Eine weitere Variante könnte darin bestehen, einen vom Abwasserbehälter separaten Konzentratsammelbehälter vorzusehen, in welchem das Konzentrat getrennt vom Abwasser gesammelt wird. Es kann dann auch getrennt vom Abwasser entsorgt werden.
Grauwasser ist fäkalienfreies, gering verschmutztes Abwasser, wie es üblicherweise beim Händewaschen in den Sanitäranlagen eines Schienenfahrzeugs anfällt. Es genügt keinen Frischwasservorschriften. Grauwasser wird beispielsweise zur Toilettenspülung im Schienenfahrzeug eingesetzt oder auf das Gleis des Schienenfahrzeugs abgelassen. Der Grauwasserprozess umfasst somit zumindest das Spülen einer Toilette mit Grauwasser und/oder das Ablassen des Grauwassers auf das Gleis. Das weitergebildete, erfindungsgemäße Schienenfahrzeug umfasst wenigstens eine Toilette und/oder mindestens einen Grauwasserauslass auf ein Gleis, wobei die Rohrleitung zur Zuführung des Kondensats zu dem Grauwasserprozess mit der Toilette, insbesondere mit einem Spülwasserbehälter der Toilette, und/oder dem Grauwasserauslass strömungstechnisch verbunden ist.
Die Toilette kann somit zumindest teilweise mit dem Kondensat gespült werden. Das Kondensat kann dazu einem separaten Grauwasserbehälter, beispielsweise dem Spülwasserbehälter der Toilette, zugeführt werden, oder ein Kondensatbehälter zum Auffangen des Kondensats dient als Spülwasserbehälter der Toilette.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird das flüssige Filtrat als Kühlmittel im thermischen Trennverfahren, insbesondere bei der Kondensation des verdampften oder verdunsteten Filtrats gemäß Verfahrensschritt verwendet, wodurch es sich selbst erwärmt.
Der Kondensator ist dazu beispielsweise als Wärmetauscher, z.B. als Rohrbündelwärmeübertrager, ausgebildet. Er ist dann weitergebildet so zum Filtermedium und zum Verdampfer oder Verdunster angeordnet, dass das flüssige Filtrat stromabwärts des Filtermediums und stromaufwärts des Verdampfers oder Verdunsters dem Kondensator zugeführt wird und als Kühlmedium für das stromabwärts des Verdampfers oder Verdunsters dem Kondensator zugeführte verdampfte oder verdunstete Filtrat dient.
Ein Wärmetauscher, auch Wärmeübertrager genannt, ist ein Apparat, der thermische Energie von einem Stoffstrom auf einen anderen überträgt. Als zu erwärmender Stoffstrom gilt in dieser Ausführungsform das flüssige Filtrat. In diesem ersten Stoffstrom ist der als Wärmetauscher ausgebildete Kondensator in einer Reihe zwischen Filtermedium und Verdampfer oder Verdunster stromabwärts des Filtermediums und stromaufwärts des Verdampfers oder Verdunsters angeordnet. Der zweite Stoffstrom wird durch das verdampfte oder verdunstete Filtrat gebildet. Dieses wird durch das flüssige Filtrat abgekühlt, wodurch es kondensieren kann. Umgekehrt dient das flüssige Filtrat als Kühlmedium für das verdampfte oder verdunstete Filtrat und wird seinerseits erwärmt.
Eine weitere Variante besteht darin, dass die Kühlung bei der Kondensation durch Umgebungsluft erfolgt. Der Kondensator ist dann als Wärmetauscher ausgebildet und so im Schienenfahrzeug angeordnet, dass über- oder durchströmende Umgebungsluft des Schienenfahrzeugs als Kühlmedium für das stromabwärts des Verdampfers oder Verdunsters dem Kondensator zugeführte verdampfte oder verdunstete Filtrat dient. Dieses gibt seine Wärme über den Kondensator an die Umgebungsluft des Schienenfahrzeugs ab und kann so im Kondensator kondensieren.
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die thermische Energie zur Verdampfung oder Verdunstung des flüssigen Filtrats durch Abwärme, insbesondere mittels eines zu kühlenden Kühlmittels eines Kühlprozesses, einer, insbesondere zu kühlenden, Komponente des Schienenfahrzeugs zugeführt wird. Die Komponente ist geeignet ausgebildet, ausreichend Abwärme abzugeben. Als Komponenten kommen daher insbesondere in Frage Komponenten der Leistungselektronik wie beispielsweise Stromrichter oder Antriebsmotoren, Transformatoren, gegebenenfalls auch Batterien oder deren Ladegeräte oder Klimaanlagen. Die Abwärme kann wiederum über einen Wärmetauscher auf das noch flüssige Filtrat übertragen werden. Weitergebildet umfasst das Schienenfahrzeug daher einen Wärmetauscher, der mit einem Kühlkreislauf der Komponente des Schienenfahrzeugs so verbunden ist, dass thermische Energie von der Komponente des Schienenfahrzeugs auf das flüssige Filtrat übertragen wird. Wiederum bildet das Kühlmedium des Kühlkreislaufs der zu kühlenden Komponente den zu kühlenden Stoffstrom im Wärmetauscher, wobei das flüssige Filtrat den zu erwärmenden Stoffstrom im Wärmetauscher darstellt. Thermische Energie wird also von dem Kühlmittel zur Kühlung der Komponente des Schienenfahrzeugs auf das flüssige Filtrat übertragen, wodurch sich dieses erwärmt und/oder verdampft und wodurch sich das Kühlmittel selbst abkühlt.
Zusätzlich oder alternativ erfolgt die Zufuhr der thermischen Energie mittels einer Heizung, insbesondere einer elektrischen Heizung.
Wie bereits ausgeführt kann das flüssige Filtrat einem Verdunster zugeführt werden, der als Rieselfilmverdunster ausgebildet ist. Das flüssige Filtrat kann also bereits vor dem Eintritt in den Verdunster erwärmt werden. Der Wärmetauscher ist somit stromaufwärts des Verdunsters vorzusehen. Dieses Verfahren kann somit nach dem Prinzip der konvektiv unterstützten Verdunstung von Wasser in einem Rieselfilmverdunster in entgegen gerichtet strömender Luft arbeiten, kombiniert mit rohwassergekühlter Kondensation von sauberem Produktwasser bei gleichzeitiger Rückgewinnung der Verdunstungswärme. Das Rohwasser wird durch das flüssige Filtrat gebildet, das Produktwasser ist dann entsprechend das Kondensat.
Beim Verdampfen in einem Verdampfer wird hingegen die thermische Energie zum Verdampfen im Verdampfer selbst auf das dann noch flüssige Filtrat übertragen.
Weitergebildet umfasst somit der Verdampfer oder Verdunster den oben beschriebenen Wärmetauscher zur Übertragung der thermischen Energie auf das flüssige Filtrat zur Verdampfung oder Verdunstung des flüssigen Filtrats, der mit einem Kühlkreislauf der zu kühlenden Komponente des Schienenfahrzeugs so verbunden ist, dass thermische Energie von der Komponente des Schienenfahrzeugs auf das flüssige Filtrat übertragen wird. Die Abwärme der Komponente des Schienenfahrzeugs wird dem flüssigen Filtrat zugeführt.
Alternativ umfasst der Verdampfer oder Verdunster eine Heizung, beispielsweise eine elektrische Heizung. Oder stromaufwärts vor dem Verdampfer oder Verdunster ist eine Heizung, beispielsweise eine elektrische Heizung, angeordnet, die das flüssige Filtrat erwärmt.
Eine weitere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sieht vor, dass das Konzentrat vor dem Sammeln im Abwasserbehälter gekühlt wird. Daher kann eine Kühlvorrichtung zur Kühlung des Konzentrats vorgesehen sein, welche insbesondere stromabwärts des Verdampfers oder Verdunsters und stromaufwärts des Abwasserbehälters angeordnet ist, so dass das Konzentrat vor der Zuführung zu dem Abwasserbehälter und vor dem Sammeln im Abwasserbehälter gekühlt wird.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung wird vor der Aufspaltung des Abwassers in den Filterkuchen und das flüssige Filtrat das Abwasser im Abwasserbehälter gesammelt.
Weitergebildet umfasst der Abwasserbehälter das Filtermedium. Dieses kann beispielsweise als Sieb vorgegebener Maschenweite zwischen einem Anschluss zur Zuführung von Abwasser, beispielsweise aus einem abwasserführenden Leitungssystem des Schienenfahrzeugs, und einer Entnahmestelle von Abwasser aus dem Abwasserbehälter zur Abwasserwiederaufbereitung, beispielsweise im Bereich der genannten Entnahmestelle von Abwasser aus dem Abwasserbehälter, angeordnet sein.
Neben der Entnahmestelle, also einem Anschluss zur Entnahme von Abwasser aus dem Abwasserbehälter zur Abwasserwiederaufbereitung, kann der Abwasserbehälter weitere Anschlüsse umfassen, wie z.B. einen Anschluss zur Entnahme von Abwasser aus dem Abwasserbehälter zur Entsorgung des Filterkuchens, des Konzentrats und des restlichen Abwassers im Abwasserbehälter. Daneben kann ein separater Anschluss zur Zuführung des Konzentrats so am Abwasserbehälter angeschlossen sein, dass dieses nicht mehr durch das Filtermedium zum Anschluss zur Entnahme von Abwasser aus dem Abwasserbehälter zur Abwasserwiederaufbereitung transportiert wird. Alternativ wird das Konzentrat einem vom Abwasserbehälter verschiedenen Konzentratsammelbehälter zugeführt und dort getrennt vom Abwasser gesammelt. So könnte der Kreislauf nur mit der Menge an neuem Abwasser aus dem Abwasserbehälter über den Filter gefüttert werden, wie auf der anderen Seite Kondensat gebildet wird.
Insbesondere erfolgt somit die Filterung und somit die Aufspaltung des Abwassers in den Filterkuchen und das flüssige Filtrat nach der Sammlung des Abwassers im Sammelbehälter und vor dem Entzug des flüssigen Filtrats.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung wird dem Abwasserbehälter zur Durchführung der Verfahrensschritte nur so viel Flüssigkeit zur Wiederaufbereitung, insbesondere flüssiges Filtrat, welches in diesem Augenblick noch als Schwarzwasser bezeichnet werden kann, entzogen, dass eine vorgegebene Restmenge an Flüssigkeit im Abwasserbehälter verbleibt.
Dazu umfasst der Abwasserbehälter eine Entnahmestelle für das Abwasser zur Abwasserwiederaufbereitung, insbesondere das flüssige Filtrat, welche, insbesondere stromabwärts des Filtermediums, erhöht über einem Boden des Abwasserbehälters angeordnet ist, so dass eine vorgegebene Restmenge an Flüssigkeit im Abwasserbehälter verbleibt.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Sie wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert, in denen jeweils ein Ausgestaltungsbeispiel dargestellt ist. Gleiche Elemente in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt schematisch ein Funktionsdiagramm einer herkömmlichen Sanitärzelle eines Schienenfahrzeugs,
2 zeigt schematisch ein Funktionsdiagramm einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sanitärzelle eines Schienenfahrzeugs,
3 zeigt schematisch ein Funktionsdiagramm einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sanitärzelle eines Schienenfahrzeugs,
4 zeigt schematisch ein Funktionsdiagramm einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sanitärzelle eines Schienenfahrzeugs,
5 zeigt schematisch ein Funktionsdiagramm einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sanitärzelle eines Schienenfahrzeugs,
6 zeigt schematisch ein Funktionsdiagramm einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sanitärzelle eines Schienenfahrzeugs,
7 zeigt schematisch ein Funktionsdiagramm einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sanitärzelle eines Schienenfahrzeugs,
8 zeigt schematisch ein Funktionsdiagramm einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sanitärzelle eines Schienenfahrzeugs.
In 1 ist schematisch ein Funktionsdiagramm einer herkömmlichen Sanitärzelle eines Schienenfahrzeugs des Stands der Technik dargestellt.
Wasser aus einem Frischwassertank 1 wird, durch einen Schmutzfänger 2 gefiltert, einem Waschbecken 3 und einem WC-System 4 bereitgestellt. Die jeweiligen Abwässer werden einem Abwasserbehälter 5 zugeleitet. Zur Dosierung des Handwaschwassers ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Magnetventil 6 zwischen Frischwassertank 1 und Waschbecken 3 angeordnet. Das Abwasser des Waschbeckens 3 darf, wenn es entsprechende Grauwasserqualität aufweist, auf das Gleis abgelassen werden. Dazu ist hier ein Grauwasserauslass 7 vorgesehen, hier über ein 3-Wege-Ventil 15 mit dem Waschbecken 3 und dem Abwasserbehälter 5 verbunden. Der Anschluss zur Zuführung von Abwasser 8 des Abwasserbehälters 5 oder auch Zulauf genannt befindet sich im Einbauzustand des Abwasserbehälters 5 an seiner Oberseite, einen Anschluss 9 zur Absaugung und damit zur Entnahme von Abwasser aus dem Abwasserbehälter 5 befindet sich im Bereich seines Bodens 10.
2 veranschaulicht eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufarbeitung von Abwasser eines Schienenfahrzeugs.
Das Wasser wird nach dem Handwaschbecken 3 oder dem WC 4 im Abwassertank 5 gesammelt. Dort findet eine erste Trennung der Feststoffe von der Flüssigkeit mit einem Grobfilter 27 statt. Das Grobfilter 27 kann in einfacher Weise als Sieb vorgegebener Maschenweite zum Abscheiden von Feststoffen vorgegebener Mindestgröße aus der Flüssigkeit ausgebildet sein. Bevorzugt umfasst es einen Kulissenfilter, wie aus dem Stand der Technik bekannt. Der Feststoff wird im Abwassertank 5 durch den Grobfilter 27 als Filterkuchen zurückgehalten. Das gefilterte Abwasser wird als Filtrat bezeichnet.
Eine Schwarzwasserpumpe 19 fördert das Filtrat als Kühlmittel durch einen Kondensator 11, der zwei Funktionen hat. Der Kondensator 11 ist als Wärmetauscher ausgebildet, wobei er so angeschlossen ist, dass ihm das flüssige Filtrat stromabwärts des Grobfilters 27 und stromaufwärts eines Verdunsters 13 als Kühlmittel zugeführt wird, wobei es durch den Kondensator 11 fließt und sich dabei selbst erwärmt. Somit wird die beim Kondensationsvorgang abgegebene Wärme rückgeführt, was thermische Energie einspart. Im Kondensator 11 kann das Wasser allerdings nicht stark genug erwärmt werden. Die restliche Energie für eine effiziente Verdunstung wird durch eine Heizung 12 zugeführt. Die Heizung umfasst hier ein elektrisches Heizelement, insbesondere einen Heizwiderstand, welches das flüssige Filtrat weiter erwärmt, insbesondere auf die notwendige Temperatur (> 75°C) für die nachgelagerten Prozessschritte.
Nach der Erwärmung wird das Filtrat in einen Verdunster 13 bzw. Verdampfer (Verdunster bei Wassertemperaturen < 100°C; Verdampfer bei Temperaturen > 100°C) geleitet. Dort wird das Wasser im Gegenstrom mit Luft gekühlt und die Luft im Gegenzug erwärmt (> 75°C) und befeuchtet (nahe 100 % relative Feuchte) Diese Luft 26 wird zum Kondensator 11 geleitet. Im Kondensator 11 wird die Luft abgekühlt und es kondensiert Wasser aus und in einem Kondensatbehälter 23 gesammelt. Allgemein handelt es sich um Aufspaltung des ursprünglich gefilterten Abwassers in ein Kondensat und ein Konzentrat durch ein thermisches Trennverfahren, hier durch Verdampfung und anschließende Kondensation. Das so durch Kondensation gewonnene Wasser ist annähernd frei von Fremdstoffen und völlig frei von Feststoffen. Die genaue Wassermenge, die bei dem Prozess ausfällt, hängt von den Temperaturen und der Luftfeuchtigkeit ab. Die abgekühlte Luft 25 wird wieder zum Verdunster 13 zurückgeführt.
Das Kondensat kann entweder zum Spülen des WC-Systems 4 benutzt werden oder auf das Gleis abgelassen werden. Allgemein wird das Kondensat einem Grauwasserprozess zugeführt. Es kann eine Pumpe 20 benötigt werden, um das Kondensat zum WC-System 4 oder auf das Gleis zu fördern. Je nach Anordnung der Komponenten kann dies aber auch über die Schwerkraft geschehen. Ventile 16 steuern hierbei den Wasserfluss.
Im Sumpf des Verdampfers 13 sammeln sich hierbei die nicht flüchtigen Stoffe und nicht verdunstetes Wasser an. Dieses Konzentrat muss regelmäßig aus dem Verdampfer 13 gespült werden. Dies kann über ein Magnetventil 17 und eine Pumpe 18 gesteuert wieder in den Abwasserbehälter 5 gefördert werden, wo es gesammelt wird. Der Zulauf in den Abwassertank 8 sollte so verlegt sein, dass die Flüssigkeit nicht erneut den Grobfilter 27 passieren muss.
Dadurch lässt sich viel Frischwasser sparen und zugleich der Wartungszyklus für das Absaugen des Abwasserbehälters 5 deutlich verlängern. Für die Absaugung ist im Abwasserbehälter 5 zusätzlich eine Spüldüse 22 vorgesehen. Durch sie kann dem Abwasserbehälter 5 Flüssigkeit zugeführt werden, um die Feststoffe im Abwasserbehälter 5 zu verdünnen, so dass sie abgesaugt werden können.
In 3 ist skizziert eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Schienenfahrzeug. Nachfolgend sind lediglich die Unterschiede zur vorherigen Ausgestaltungsbeispiel gemäß 2 herausgestellt.
Anstelle einer elektrischen Heizung zur Erwärmung des Abwassers vor dem Verdunster 13 wird die Abwärme anderer Zugkomponenten genutzt. Auf einem Schienenfahrzeug gibt es verschiedene Komponenten, die zum Teil gekühlt werden müssen. Die Abwärme dieser Komponenten zu nutzen bedeutet nochmals auf dem Schienenfahrzeug Energie zu sparen.
Hierzu ist die Heizung 12 als Wärmetauscher ausgebildet, welcher dazu dient, thermische Energie in Form von Abwärme einer Komponente des Schienenfahrzeugs zuzuführen. Als Heizmedium könnte beispielsweise ein Kühlmedium eines Kühlprozesses zur Kühlung von leistungselektronischen Bauteilen wie Stromrichter oder von Transformatoren des Schienenfahrzeugs dienen.

Je nach Temperaturdifferenz, um die das Wasser erwärmt werden muss, benötigt man eine Heizleistung von etwa 5 kW. Folgende Komponenten befinden sich auf verschiedenen Schienenfahrzeugen. Angegeben sind diese mit ihren üblichen Verlustleistungen:

Transformator 15kV:	10–300kW bei 150°C,
Transformator 25kV:	10–150kW bei 150°C,
Gleichstrom-Transformator:	ca. 60kW
Stromrichter:	ca. 20kW
Fahrmotor:	ca. 33kW
Vierquadrantensteller:	ca. 17kW
Kombikühlsystem:	ca. 75kW Kühlleistung

Die Wärme wird bevorzugt übertragen durch einen separaten Kühlkreislauf mit einem Kühlmittel, insbesondere einem geeigneten Fluid, das seinen Siedepunkt oberhalb der in der Abwasseraufbereitung auftretenden Maximaltemperatur und unterhalb der in der zu kühlenden Komponente auftretenden Maximaltemperatur hat. Dabei kann es sich um sauberes Kühlwasser (Siedepunkt bei Normaldruck 100 °C) oder um ein synthetisches Kühlmittel mit davon abweichendem Siedepunkt wie z.B. einem perfluorierten Keton (Beispiele: Perfluoro-(isopropyl-1-methyl-2-oxapentyl)ketone, Siedepunkt 112 °C, Perfluoro-2,4-Bis(Perfluoropropoxy)Pentan-3-0ne, Siedepunkt 142°C). Insbesondere trägt die Nutzung der potenziell hohen Temperaturen der Bordelektrik dazu bei, das Verfahren kompakt zu gestalten.
Hier ist ein weiterer Wärmetauscher 29 und eine Kühlmittelpumpe 28 mit der als Wärmetauscher ausgebildeten Heizung 12 verbunden, um die Abwärme der Komponente zu übertragen.
Der Zwischenkreislauf mit einem separaten Fluid verhindert Anbackungen in der zu kühlenden Komponente, die zu einem Verlust an Kühlleistung und damit zum Ausfall durch Überhitzung führen könnten. Durch verdunstende Kühlmittel ist eine besonders effiziente Kühlung der zu kühlenden Komponenten gewährleistet: Durch latente Wärme wird bei gleichem Durchsatz des Kühlfluids wesentlich mehr Wärme übertragen als durch sensible Wärme. Durch Kondensation wiederum wird die Wärme besonders effizient auf das aufzuheizende Abwasser übertragen. Insgesamt wird so, durch die Nutzung latenter Wärme zur effizienten Gestaltung eines Wärmeübertragungsprozesses, ein besonders kompakter Aufbau gewährleistet.
Bei den zur Verfügung stehenden großen Mengen an Abwärme im Schienenfahrzeug ist auch eine Entkopplung der beiden Funktionen des Kondensators denkbar, wie 4 illustriert.
Die gesamte Erwärmung des Abwassers kann durch die zur Verfügung stehende Abwärme geschehen. Dann kann im Gegenzug die Kühlung der Luft im Kondensator 11 durch eine Verbindung zur Umgebungsluft erfolgen. Hier ist ein Ventilator 30 symbolisch gezeichnet, um die Luftkühlung zu veranschaulichen. Der Ventilator 30 sorgt für einen gleichbleibenden, kühlenden Luftstrom. Der Strang der Schwarzwasserleitung, zwischen der Entnahmestelle 21 und durch die Schwarzwasserpumpe 19, führt hier direkt vom Abwasserbehälter 5 zu einem Wärmetauscher 12, in dem das flüssige Filtrat erwärmt wird. Der Kondensator 11 wird zudem seine Wärme an die Umgebungsluft abgeben. Bei Schienenfahrzeugen lässt sich die Verbindung zur Umgebungsluft leicht realisieren.
Der Kondensatbehälter 23 wird in der Variante gemäß 5 vor dem WC-Modul 4 angeordnet und entsprechend die Kondensatpumpe 20 zwischen Kondensator und Kondensatbehälter.
Wie oben wird das Kondensat einem Grauwasserprozess zugeführt, hier in dem Kondensatbehälter 23 gesammelt, der gleichzeitig als Grauwasserbehälter, also auch zum Auffangen von Waschwasser aus dem Waschbecken 3 dienen könnte, als auch hier als Spülwasserbehälter für das WC-System 4 dient. Alternativ kann das Kondensat auch wiederum via Ventil 16 durch Ablassen auf die Gleise aus dem Schienenfahrzeug herausgeführt werden.
Das WC-System 4 wird nun aus dem Kondensatbehälter 23 gespeist. Hat dieser einen niedrigen Füllstand, wird das Kondensat über die Rohrleitung 34 mit der Kondensatpumpe 20 aus dem Kondensator 11 in den Kondensatbehälter gefördert. Ist im Kondensator 11 kein Wasser verfügbar, wird Frischwasser aus dem Frischwassertank 1 benutzt. Auf diese Weise spart man einen zweiten Zulauf zum WC-Modul 4 und eine entsprechende Steuerung, wann durch welchen Zulauf Wasser zu beziehen ist.
Wie im Ausführungsbeispiel der 4 wird auch gemäß der Ausführungsform gemäß 6 die elektrische Heizung gemäß 2 durch einen Wärmetauscher als externe Wärmequelle ersetzt. Dabei wird das flüssige Filtrat vorher aber bereits durch den Kondensator 11 geleitet, um vorgewärmt zu werden.
Um die Abwasseraufbereitung unter allen Betriebsbedingungen arbeitsfähig zu halten, ist hier eine Kühlung des Abwassers, also des Konzentrats, vorgesehen, das den Verdunster 13 verlässt. Um Abwassertemperaturen oberhalb eines bestimmten Schwellwertes auf jeden Fall zu vermeiden, kann hierfür ein Kühlmittel eingesetzt werden, das seinen Siedepunkt an diesem Schwellwert hat. Hierbei kann es sich z.B. um ein perfluoriertes Keton mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen handeln (Beispiele: Heptafluor-lsopropyl-Trifluormethyl-Keton, Siedepunkt 24 °C, Novec 1230 von 3M, Siedepunkt 49 °C).
Eine Kühlmittelpumpe 31 versorgt einen Abwasserkühler 32 zwischen Verdunster 13 und Abwasserbehälter 5 mit ausreichend kühlem Kühlmittel, indem sie den Kühlmittelkreislauf befördert.
7 verdeutlicht das Prinzip der Entnahme an flüssigem Filtrat aus dem Abwasserbehälter 5. Diesem wird nur höchstens so viel flüssiges Filtrat entzogen wird, dass der verbleibende Filterkuchen eine vorgegebene Restmenge an Flüssigkeit umfasst. Dazu wird dem Abwasserbehälter 5 im unteren Bereich Wasser entnommen. Dies könnte am tiefsten Punkt des Abwasserbehälters 5 erfolgen. In diesem Fall wäre es denkbar, dass alles Wasser aus dem Tank entzogen wird und die Feststoffe, die im Abwassertank 5 verbleiben, antrocknen, wodurch sie beim Absaugen sehr schwer zu entfernen sind. Es ist daher sinnvoll, die Entnahme in einer bestimmten Höhe über dem Boden 10 anzuordnen, so dass immer eine Restmenge Wasser im Abwasserbehälter 5 verbleibt, damit die Feststoffe anschließend leichter abzusaugen sind. Diese Flüssigkeitsmenge wird Precharge genannt. Hier ist der Anschluss 21 zur Entnahme von Abwasser aus dem Abwasserbehälter 5 in einer vorgegebenen Höhe über dem Boden 10 des Abwasserbehälters 5 angeordnet.
Hier ist die Konzentratzuführung zum Abwasserbehälter 5 zwischen dem Filter 27 und dem Anschluss 21 zur Entnahme von Abwasser aus dem Abwasserbehälter 5 vorgesehen. So kann das Konzentrat immer wieder im Kreislauf geführt werden und setzt sich nicht am Filter 27 ab. Der Prozess der Aufkonzentrationen kann mehrere Umläufe erfordern, weil pro Umlauf durch Verdunstung nur ein kleinerer Teil des Wassers als Kondensat anfallen. Bei einmaliger Passage werden je nach Auslegung nur ca. 10% bis maximal 15% des Wassers verdunstet, dementsprechend ist der Volumenstrom, der umgewälzt wird auch deutlich höher als der Kondensatstrom bzw. der Volumenstrom an nachzuführendem frischem Abwasser. Das Verfahren kann kontinuierlich verlaufen, da dem Abwasserbehälter wird ja in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen neues Grau-/Schwarzwasser zugeführt, das mit dem Konzentrat gemischt wird. Ein vorgegebener Wasserpegel im Abwasserbehälter wird nicht unterschritten.
Um das Gesamtsystem kompakter zu gestalten, kann gemäß 8 der Sumpf des Verdunsters oder Verdampfers als Abwasserbehälter 5 fungieren. Ein Verdampfer ist hier in den Abwasserbehälter 5 integriert. Nach dem Grobfilter 27, d.h. einem Bereich, in dem das flüssige Filtrat gesammelt wird, wird diese durch ein Heizelement 12 erhitzt und Wasserdampf erzeugt. Dieser Dampf wird dann über einen Luftkreislauf in den Kondensator 11 geleitet. Hier wird er im oberen Bereich 33 des Abwasserbehälters 5 abgesaugt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ausgelegt die nötige Wärme/Kühlung einzukoppeln. Sie ist kompakt ausgebildet und trotz Kompaktheit wartungsfreundlich. Probleme mit Fliehkräften, beispielsweise der Eintrag von Schwallwasser in das Gebläse, werden vermieden, beispielsweise durch einen tiefen Schwerpunkt. Die Komponenten der Vorrichtung wie z.B. die Pumpen sind auf die Art des Abwassers/zirkulierenden Wassers angepasst. Insbesondere die Kombination der Filterung, die Handhabung der Feststoffe und des Konzentrats sowie die Art der Abwärmenutzung elektrischer Anlagen des Schienenfahrzeugs bedingen die Vorteile der Erfindung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013205084 B3 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Der Protec Bioreaktor“, http://www.akwauvprotec.com/xist4c/download/web/Produktbrosch%25C3%25BCre%2BBi oreaktor%2B_uplId_40810__coId_12505_.pdf [0004]

Claims

Verfahren zur Abwasserwiederaufbereitung in einem Schienenfahrzeug, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Aufspalten des Abwassers in einen Filterkuchen und ein flüssiges Filtrat durch Filtration; b) Aufspalten des flüssigen Filtrats in ein Kondensat und ein Konzentrat durch ein thermisches Trennverfahren; c) Sammeln des Filterkuchens und des Konzentrats; d) Zuführen des Kondensats zu einem Grauwasserprozess.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt b) umfasst: e) Verdampfen oder Verdunsten des flüssigen Filtrats durch Zuführung von thermischer Energie; f) Abscheiden des Kondensats durch Kondensation des verdampften oder verdunsteten Filtrats.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Filtrat als Kühlmittel bei der Kondensation gemäß Verfahrensschritt f) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass thermische Energie gemäß Verfahrensschritt e) durch Abwärme einer Komponente des Schienenfahrzeugs zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Energie mittels eines geeigneten Fluids übertragen wird, dessen Siedepunkt oberhalb von 100°C liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grauwasserprozess gemäß Verfahrensschritt d) das Spülen einer Toilette (4) und/oder das Auslassen des Kondensats auf ein Gleis umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Konzentrat vor dem Sammeln gemäß Verfahrensschritt c) gekühlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufspalten des Abwassers in den Filterkuchen und das flüssige Filtrat gemäß Verfahrensschritt a) das Abwasser in einem Abwasserbehälter (5) gesammelt wird, wobei dem Abwasserbehälter (5) zur Durchführung der weiteren Verfahrensschritte derart viel flüssiges Filtrat entzogen wird, dass eine vorgegebene Restmenge an Flüssigkeit im Abwasserbehälter (5) verbleibt.
Vorrichtung zur Abwasserwiederaufbereitung für ein Schienenfahrzeug, umfassend: – ein Filtermedium (27) zur Aufspaltung des Abwassers in einen Filterkuchen und ein flüssiges Filtrat, – Vorrichtung (11, 13) zur Aufspaltung des flüssigen Filtrats in ein Kondensat und ein Konzentrat, – einen Abwasserbehälter (5) zur Sammlung des Filterkuchens und des Konzentrats, und – eine Rohrleitung (34) zur Zuführung des Kondensats zu einem Grauwasserprozess.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Aufspaltung des flüssigen Filtrats in ein Kondensat und ein Konzentrat umfasst: – einen Verdampfer oder Verdunster (13) zur Verdampfung oder Verdunstung des flüssigen Filtrats durch Zuführung von thermischer Energie, und – einen Kondensator (11) zur Abscheidung des Kondensats durch Kondensation des verdampften oder verdunsteten Filtrats.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (11) als Wärmetauscher ausgebildet und so zum Filtermedium (27) und zum Verdampfer oder Verdunster (13) angeordnet ist, dass das flüssige Filtrat stromabwärts des Filtermediums und stromaufwärts des Verdampfers oder Verdunsters (13) dem Kondensator (11) zugeführt wird und als Kühlmedium für das stromabwärts des Verdampfers oder Verdunsters (13) dem Kondensator (11) zugeführte verdampfte oder verdunstete Filtrat dient.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwasserbehälter (5) den Verdampfer oder Verdunster (13) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwasserbehälter (5) das Filtermedium (27) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwasserbehälter (5) eine Entnahmestelle (21) für das flüssige Filtrat umfasst, welche erhöht über einem Boden (10) des Abwasserbehälters (5) angeordnet ist, so dass eine vorgegebene Restmenge an Flüssigkeit im Abwasserbehälter (5) verbleibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kühlvorrichtung (32) zur Kühlung des Konzentrats umfasst, welche stromaufwärts des Abwasserbehälters (5) angeordnet ist.
Schienenfahrzeug umfassend wenigstens eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Wärmetauscher (12) umfasst, der mit einem Kühlkreislauf einer Komponente des Schienenfahrzeugs so verbunden ist, dass thermische Energie von dem Kühlmittel zur Kühlung der Komponente des Schienenfahrzeugs auf das flüssige Filtrat übertragen wird.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (11) als Wärmetauscher ausgebildet und so im Schienenfahrzeug angeordnet ist, dass über- oder durchströmende Umgebungsluft des Schienenfahrzeugs als Kühlmedium für das stromabwärts des Verdampfers oder Verdunsters (13) dem Kondensator (11) zugeführte verdampfte oder verdunstete Filtrat dient.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Toilette (4) und/oder einen Grauwasserauslass umfasst, wobei die Rohrleitung (34) zur Zuführung des Kondensats zu dem Grauwasserprozess mit der Toilette (4) und/oder dem Grauwasserauslass verbunden ist.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Kondensatbehälter (23) zum Auffangen des Kondensats umfasst, welcher als Spülwasserbehälter der Toilette (4) dient.