DE2833933A1 - Geschlossenes abfallbeseitigungssystem mit rezirkulationswirkung - Google Patents

Geschlossenes abfallbeseitigungssystem mit rezirkulationswirkung

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DE2833933A1 DE19782833933 DE2833933A DE2833933A1 DE 2833933 A1 DE2833933 A1 DE 2833933A1 DE 19782833933 DE19782833933 DE 19782833933 DE 2833933 A DE2833933 A DE 2833933A DE 2833933 A1 DE2833933 A1 DE 2833933A1
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Description

  • Geschlossenes Abfallbeseitigungssystem mit Rezirkulations-
  • wirkung.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein geschlossenes Abfallbeseitigungssystem mit Rezirkulationswirkung mit einer mit einem Einlaß versehenen Spüleinrichtung und einer mit einem Auslaß versehenen Abführeinrichtung.
  • Allgemein bezieht sich die Erfindung auf Verbesserungen von Toiletten und vor allem auf Rezirkulationstoiletten.
  • In Urlauberfahrzeugen wie Campingwagen oder Booten ist die Beseitigung von Abwässern bzw. das Toilettenproblem schwierig. Obwohl bereits Aufbewahrungstanks entwickelt wurden, war doch deren Größe wegen der Notwendigkeit, Raum und Gewicht zu sparen, beschränkt. Aus diesem Grunde können damit ausgerüstete Fahrzeuge lediglich für eine beschränkte Zeitdauer betrieben werden, bevor die Behäl-ter entleert werden müssen.
  • Nach der Erfindung ist ein Toilettensystem vorgesehen, bei dem das gleiche Wasser, das zum Spülen der Toilette verwendet wird, immer wieder verwendet werden kann, wobei der Toilettenabfall so behandelt wird, -um die Feststoffe auf ein Minimum zu reduzieren, die innerhalb des Systems zurückgehalten werden müssen. Zunächst werden die behandelten Feststoffe in Gase-einschließlich Sauerstoff, Chlor, Kohlendioxyd und Wasserstoff umgewandelt. Weiterhin verbleibt genügend restliches Chlor, um das gesamte System geruchsfrei und hygienisch einwandfrei zu halten. Das von den Feststoffen getrennte Wasser wird rezirkuliert.
  • Nach der Erfindung ist eine übliche Bord-Toilettenschüssel vorgesehen, die eine eingebaute Spülpumpe und eine das Abwasser abführende Mazerations-Pumpe aufweist, so daß die Toilette elektrisch betrieben werden und der Abfall gründlich mazeriert werden kann, bevor er abgeführt wird. Der mazerierte Rohabfall gelangt ion ein Tankaggregat (= TA) und wird von da durch eine Zelleneinrichtung hindurchgepumpt, wo er elektrochemisch behandelt wird, um eine Sterilisation des- aus festen und flüssigen Bestandteilen bestehenden Abfalles zu bewirken, und wo ein- Ausflocken und Abtrennen der Feststoffe erfolgt. Der behandelte Abfall wird dann in das TA zurückgebracht, wo die Feststoffe vom Wasser getrennt werden, und das Wasser wird in einen Spülwasserteil für die Wiederverwendung eingeführt.
  • Der Aufbau von Feststoffen geschieht relativ langsam, so daß das System sehr oft benutzt werden kann, bevor eine Reinigung notwendig wird.
  • Es folgt eine Beschreibung der Erfindung an Hand von Zeichnungen.
  • Es zeigt: Figur 1 eine schematische Darstellung, welche das (,esamtsystem zeigt und insbesondere die Einzelheiten des Tankaggregates darstellt, der in Draufsicht gezeigt ist, Figur 2 einen Vertikalschnitt durch das Tankaggregat längs der Linie 2-2 von Figur 1, Figur 3 einen Querschnitt durch das Tankaggregat längs der Linie 3-3 von Figur 2 mit weiteren Einzelheiten, und Figur 4 einen teilweisen Querschnitt längs der Linie 4-4 von Figur 2.
  • Bei dem in Figur 1 dargestellten Gesamtsystem ist das Toilettensystem allgemein mit der Ziffer 5 bezeichnet. Das Toilettensystem 5 enthält eine allgemein mit 6 bezeichnete Toilette, welche die Form einer üblichen Bordtoilettenscllüssel 7 mit einer üblichen Spülpumpe 8 und einer üblichen Mazerationspumpe 9 aufweist.
  • Das Toilettensystem 5 enthalt auch ein TA, welches allgemein mit 10 bezeichnet ist, Das TA 10 hat vorzugsweise die Form eines einheitlichen Bauteiles welches in mehrere Teile abgeteilt ist, obwohl jedes Teil die Form eines getrennten Behälters haben könnte. Das TA 10 enthält einen Rnh-Abfallteil 11> der an einem Ende des TA 10 angeordnet ist, und einen Spülwasssrbehälter 12, der am entgegengesetzten Ende desselben angeordnet ist. Zwischen dem Roh-Abfallteil- 11 und Spülwasserteil 12 liegt ein Flotations- oder Aufschwemm-Trennteil, das allgemein mit 13 bezeichnet ist, Das Teil 13 erstreckt sich über die volle Breite des Tankaggregates 10 zwischen den Teilen 11 und 12 und enthält ein Hauptte-il 14> das im allgemeinen in der Mitte angeordnet ist, und ein Paar von Hilfsteilen 15, die diesem gegenüber angeordnet sind.
  • Unter besonderer Bezugnahme auf Figur 3 ist zu ersehen, daß ds Hauptteil 14 im allgemeinen trapezförmige Außenabmessungen hat und sich von einem breiten Bogen zu einem engen oberen Ende nach oben verjüngt. Die Hilfsteile 15 verjüngen sich nach unten, wobei jedes ein weites oberes Ende und einen schmalen Boden aufweist. Die kombinierten Breiten des Hauptteiles und der Hilfsteile am oberen Ende und am Boden sind im wesentlichen gleich, so daß das Gesamtteil 13 rechteckig ist und den gleichen Gesamtquerschnitt wie die Teile 11 und 12 aufweist.
  • Wenn das TA 10 die Form eines Einzelbehälters hat, so werden die verschiedenen Teile 11 bis 15 durch die Bodenwand 17, durch Begrenzungswände 18 und 19s durch Seitenwände 20 und 21 sowie durch eine- obere Wand 22 gebildet. Zwischen den Seitenwänden 20 und 21 erstrecken sich querliegende Teilwände 23 und 24, welche die Teile 11, 12 und 13 bilden. Wie am besten aus der Figur 1 zu ersehen ist, erstrecken sich zwischen den querliegenden Teilwänden 23 und 24 längs auf fende Teilwände 25 und 26, welche den Teil 13 in den Hauptteil 14 und die Hilfsteile 15 unterteilen.
  • Die Oberwand 22 ist abnehmbar und gegenüber den Wänden 18, 19, 20 und 21 auf beliebige Weise abgedichtet, um das Säubern des TA 10 zu erleichtern.
  • Es sei erwähnt, daß der Hauptteil 14 einen Eingangsaufnahmeraum aufweist, der allgemein mit 27-bezeichnet ist. Der Eingangsaufnahmeraum 27 ist am oberen Ende des Hauptteiles quer angeordnet, wobei eine Wand durch den oberen Teil der querliegenden Teilwand 24 gebildet wird. Parallel zur Wand 24 ist eine Wand 28 vorgesehen. Eine Bodenwand 29, welche die Wände 24 und 28 miteinander verbindet, erstreckt sich zwischen den Wänden 25 und 26. Die Wände 25 und 26 bilden gegenüberliegende Enden des Aufnahmeraumes 27. Der Aufnahmeraum 27 hat eine eigene obere Wand 30. Die obere Wand 30 weist einen mit Innengewinde versehenen Einlaß 31 auf, der mit einer Öffnung 32 der oberen Wand 22 fluchtet. Die Wand 28 endet oberhalb der Wand 29, um einen aus dem Aufnahmeraum 27 herausführenden Abführschlitz 33 zu bilden.
  • Die Toilettenschüssel 7 enthält eine übliche Abführeinrichtung, die allgemein mit 34 bezeichnet ist. Die Abführeinrichtung 34 nimmt den Rohabfall von der Mazerations-Pumpe 9 auf und leitet ihn in ein Rohr 35, das seinerseits mit einem Fitting 36 verbunden ist, das an der Seitenwand 20 befestigt ist und sich in das Abwasserteil 11 in der Nähe des Bodens desselben öffnet.
  • Die Begrenzungswand 18 weist ein Fitting 37 auf, daß in einem Abstand von Fitting 36 angeordnet und mit einem Rohr 38 verbunden ist. In das Roh-r 38 ist eine Pumpe 39 eingebaut. Das Rohr 38 führt zu einem Zellenaggregat 40 mit Sterilisations-, Ausflockung-s- und Trennwirkung. Das ZA 40 ist im US-Patent 3,728,245 vom 17.4.1973 in allen Einzelheiten beschrieben. Die besonderen Einzelheiten des ZA 40 und die Wirkungsweise der einzelnen Zellen 41 und 42 werden daher hier nicht in allen Einzelheiten beschrieben. Es sei jedoch bemerkt, daß die'Zelleneinheiten 41 und 42 durch ein Rohr 43 in Reihe geschaltet sind.
  • Der behandelte Rohabfall tritt an der Stelle 44 von der Zelleneinheit 42 in ein Rohr 45, das mit der Gewindebohrung 31 verbunden ist und in den Aufnahmeraum 27 führt.
  • Die durch den Aufnahmeraum 27 aufgenommene Flüssigkeit fließt durch den Abführschlitz 33 in das Hauptteil 14 und von da quer in die Hilfsteile 15 über untergetauchte, relativ- kleine Öffnungen 46. Die- Flüssigkeit (in erster Linie Wasser) fließt dann von den Hilfsteilen 15 durch kleine, untergetauchte Öffnungen 47 innerhalb der querliegenden Teilwand 24 hindurch in das Spülwasserteil 12.
  • Unter besonderer Bezugnahme auf die Figuren 2 und 4 ist ersichtlich, daß der obere Teil jenes Abschnittes de-r querliegenden Teilwand 23, der eine Wand des Hauptteiles 14 bildet, entfernt ist, um einen Ausschnitt 48 zu bilden. Der Ausschnitt 48 weist seinerseits einen Überlauf 49 auf, über welchen Flüssigkeit vom Teil 13 in den Roh-Abfallteil 11 fließen kann, wenn das Teil 14 einmal bis auf die in Figur 2 dargestellte Höhe gefüllt ist. Die Teile 15 werden innerhalb des Behandlungszyklus in Folge des langsamen Durchgehens durch die Öffnung 46 zu einem späteren Zeitpunkt gefüllt.
  • Der Spülwasserteil 12 wird zu einem noch späteren Zeitpunkt innerhalb des Behandlungszyklus aufgrund des langsamen Durchgehens durch Öffnungen 47 bis zu seiner vollen Kapazität gefüllt.
  • Wie am besten aus den Figuren 3 und 4 hervorgeht, sind in den oberen Abschnitten der querliegenden Teilwände 23 und 24 geeignete Überlauföffnungen 50 gebildet, um eine Verbindung der Hilfsteile 15 mit dem Roh-Abfallteil 11 und dem Spülwasserteil 12 herzustellen.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf Figur 1 ist ersichtlich, daß das Toilettensystem 5 ein elektrisches System enthält, das allgemein mit 51 bezeichnet ist. Das elektrische System 51 enthält eine elektrische Spannungsquelle 52, üblicherweise in Form einer Batterie. Das elektrische System 51 wird durch einen Schalter 53 gesteuert, der beim monentanen geschlossenen Zustand dazu dient, Zeitgeber 54, 55 und 56 unter Enriezufuhr zu setzen. Der Zeitgeber 54 steuert die Energiezufuhr der Zelleneinheiten 41 und 42 und der Pumpe 39, während der Zeitgeber 55 die Energiezufuhr der Spülpumpe 8 steuert. Der Zeitgeber 56 steuert den Betrieb der Mazerations-Pumpe 9.
  • Während für das getrennte Steuern des Betriebes der Spülen pumpe 8 und der Pumpe 9 getrennte Zeitgeber 55 und 56 dargestellt sind, könnte selbstverständlich auch ein einziger Zeitgeber zum Steuern beider Pumpen verwendet werden.
  • Des erfindungsgemäße System arbeitet wie folgt: Zum Stertzeitpunkt wird ein kleines Volumen von Wasser, annähernd 24,6 Liter (6-1/2 Gallons)> in den Behälter 10 eingeführt, wobei es in das Hauptteil 14 fließt, von da in die Hilfsteile 15 und das Spülwasserteil 12. Eine kleine Menge Wassers kann in den Roh-Abfallteil 11 fließen.
  • Fells das verwendete Wasser nicht Salzwasser -ist> wird ein Teil Salz, das gewöhnliches Tafelsalz sein kann, hinzugefügt, um eine etwa zu 10 % gesättigte Salzlösung zu erhalten, oder den gleichen Betrag, der dem Salzgehalt von normalem Meerwasser entspricht. Der Sinn dieser Zugabe von Natriumchlorid (Salz) bei diesem System ist es, eine Chlorquelle für die Elektrolyse zu erhalten. Die zu 10 % gesättigte Salzlösung weist den nötigen Pegel der elektrischen Leitfähigkeit auf, um den Betrieb des ZA 40 innerhalb der Energiekapazität eines kleinen Fahrzeuges oder Campingwagens aufreGht-zuerhalten. Es wurde festgestellt, daß eine 12 Voltgleichstromquelle ausreicht, um nicht nur das ZA 40> sondern auch das gesamte elektrische System 51 zu versorgen. Im allgemeinen kann die Stromquelle 52 ein Standard 12-Volt, 100-Ah-Akkumulator sein. Die Pumpen 8, 9 und 39 werden vorzugsweise durch eine 12-Volt-Gleichstromenergieversorgung angetrieben-.
  • Die Steuerung des ZA 40 könnte jedoch von derjenigen der Pumpen getrennt werden, und die Pumpen könnten eine völlig andere Stromversorgung verwenden.
  • Nach der Benutzung der Toilette 6 wird diese innerhalb von Sekunden gespült, was durch den Zeitgeber 55 gesteuert wird.
  • Das Spülwasser kommt aus dem Spülwasserteil 12. Im gleichen Augenblick, in welchem das Spülen anfängt, beginnt die-Zirkulations-Pumpe 39 mit dem Pumpen von Abfall aus dem Roh-Abfallteil durch das ZA 40, welches ebenfalls beim Beginn des Spülens unter Energiezufuhr gesetzt wird. Wenn der Abfall innerhalb des ZA ist, so arbeitet dieses in der im US-Patent 3,728,245 beschriebenen Weise, wobei Gase einschließlich Sauerstoffs, Chlors und Wasserstoffs in Folge der Elektrolysetätigkeit am Salz und Wasser erzeugt werden.
  • Die Rezirkulation des Abfalles aus dem Rohabfallteil -11 durch das ZA 40 dauert für eine Zeit in der Größenordnung von 2-1/2 Minuten an.
  • Der behandelte Abfall aus dem ZA 40 tritt in den Trennteil 13 ein. Während dieser Zeit, wenn die behandelte Lösung in den Trennteil eintritt, hängen sich kleine Gasbläschen von selbst an die vielen suspendierten festen Teilchen an, die durch die behandelte Lösung diffundiert werden, und es erfolgt ein Aufsteigen der festen Teilchen, wenn sie in den Trennteil entleert werden. Wenn die festen Teilchen innerhalb des Hauptteiles 14 die Oberfläche erreichen, fließen sie über den über lauf 49 in den Roh-Abfallteil 11 zurück. Gleichzeitig setzt sich ein kleiner Teil der chlorierten und geklärten Flüssigkeit ab und fließt nach unten und durch die Öffnungen 46 hindurch in die Hilfsteile 15, die als Stabilisierungskammern arbeiten. Von den Hilfsteilen 15 fließt das geklärte Wasser langsam durch die untergetauchten Öffnungen 47 in das Spülwasserteil 12, wobei dieses allmählich zu seiner maximalen Kapazität aufgefüllt wird, um für den nächsten Spülzyklus bereit zu sein.
  • Es stellte sich heraus, daß das behandelte Wasser nach einer Behandlung von 2-1/2 Minuten ausreichend gechlort ist, um sämtliche enthaltenen Bakterien abzutöten und auf diese Weise die im System entha-ltenen Kolibakterien auf null zu reduzieren. Es verbleibt ausreichend Chlor, um das gesamte System geruchsfrei und hygienisch einwandfrei- zu halten.
  • Es konnte festgestellt werden, daß dieses System für mehrere Monate ohne Reinigung oder erneute Füllung betrieben werden konnte. Wenn eine erneute Füllung notwendig wird, so können die sterilen Feststoffe, die sich angesammelt haben, leicht und ohne Gesundheitsrisiko entfernt werden, nachdem der Deckel oder die obere Wand 22 abgehoben worden sind. Während der Benutzung wurde ein großer Teil des Abfallvolumens in Form von geruchlosem Gas abgebaut.
  • Ein Abführen des Abfalles aus dem System erfolgt nur bei dessen Reinigung. Eine Verschmutzung der Umwelt durch den Abfall erfolgt daher nicht.
  • Wegen einer Änderung der Volumina innerhalb des Systems, wenn die Toilette 6 betätigt wird, und weiterhin im Hinblick auf die Bildung von Gasen innerhalb des Behälters 10 sollte eine geeignete Lüftungs-Öffnung innerhalb der oberen Wand 22 vorgesehen werden.
  • Obwohl lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Toilettensystems im einzelnen dargestellt und beschrieben wurde, so ist leicht verständlich, daß kleinere Abänderungen vorgesehen werden können, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen, wie sie in den Ansprüchen beschrieben ist.
  • Zusammenfassencl bezieht sich die Erfindung, auf ein geschlossenes Abfallbeseitigungssystem mit 1HZ irku latiunswirkung das eine Toilettenschüssel mit einer eingebauten Spülpumpe und einer eingebauten Mazerations-Pumpe, die den Abfall abführt, enthält, wobei der Ausgang der Mazerations-Pumpe mit einem Tankaggregat verbunden ist, um den Roh-Abfall in einen Roh-Abfallteil dieses TA zu liefern. Der Roh-Abfall wird periodisch vom Roh-Abfallteil in ein kombiniertcs ',terilisations- und Ausflockungs-Zellenaggregat gepumpt, wonach die behandelte Flüssigkeit zum Tankaggregat zurückgeführt wird; nachdem die Feststoffe infolge einer Gassuspension, die durch die Behandlung in der Zellenvorrichtung entstanden ist und durch das Ausfließen durch einen Abführspalt unterstützt wird, über einen Überlauf gefallen sind, wird die verbleibende, geklärte und sterilisierte Flüssigkeit in einen Spülwasserteil des TA geleitet, um beim nächsten Toilettenspülen benützt zu werden. Das System sieht eine wiederholte Verwendung des gleichen Wassers für ein vielfaches Spülen der Toilette vor.
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Claims (10)

  1. Geschlossenes Abfallbeseitigungssystem mit Rezirkulationswirkung.
    P A T E N T A N S P R ü C H E 0Geschlossenes Abfallbeseitigungssystem mit Rezirkulationswirkung mit einer mit einem Einlaß versehenen Spüleinrichtung und einer mit einem Auslaß versehenen Abführeinrichtung, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Tankaggregat (5) und -eine Sterilisationsvorrichtung (40), wobei das Tankaggregat (5) einen Spülwasserteil (12) und einen Abwasserteil (11) aufweist, sowie Verbindungen (35, 38, 45), welche den Auslaß (34) des Abführsystems mit dem Abwasserteil (11), den Abwasserteil (11) mit der Sterilisationsvorrichtung (40), diese mit dem Spülwasserteil (12) und den Spülwasserteil mit dem Einlaß des Spülsystems (8) verbinden, wobei das Tankaggregat (5) ein Aufschwemmtrennteil (13) enthält, das zwischen Sterilisationsvorrichtung (40) und Spülwasserteil (12) geschaltet ist.
  2. 2. Abwassersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisationsvorrichtung (40) so ausgebildet ist, daß sie eine Trennung und Ausflockung der Feststoffe innerhalb des behandelten Abwassers bewirkt.
  3. 3. Abwassersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flotations- oder Aufschwemmtrennteil (13) physikalisch zwischen dem Abwasserteil (11) und dem Spülwasserteil (12) angeordnet ist.
  4. 4. Abwassersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschwemmtrennteil (13) physikalisch zwischen dem Abwasserteil (11) und dem Spülwasserteil (12) angeordnet und mit dem Spülwasserteil (12) durch normalerweise untergetauchte oeffnungen (47) und mit dem Abwasserteil (11) durch eine überfließöffnung (50) verbunden ist, wobei das Aufschwemmtrennteil (13) ein Hauptteil (14) und wenigstens ein Hilfsteil (15) enthält, das längs dem Hauptteil (14) angeordnet ist, wobei entsprechende untergetauchte Durchlässe (46) das Hauptteil (14) mit jedem Hilfsteil (15) und Durchlässe (47) jedes Hilfsteil (15) mit dem Spülwasserteil £12) verbinden.
  5. 5. Abwassersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptteil (14) sich nach oben verengt und das Hilfsteil (15) sich nach unten verengt.
  6. 6. Abwassersystem nach Anspruch 5, dadurch- gekennzeichnet, daß zwei Hilfsteile (15) vorgesehen sind, wobei die kombinierten Breiten des Hauptteiles (14) und der Hilfsteile £15) oben und unten im wesentlichen gl.eich sind.
  7. 7. Abwassersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsteil (15) obere Auslaßöffnungen (50) aufweist, die mit dem Abwasserteil (11) und mit -dem Spülwasserteil (12) in Verbindung stehen.
  8. 8. Abwassersystem nach Anspruch 1, dadurch gskennzeichnet, daß das Tankaggregat (5) eine Baueinheit bildet.
  9. 9. Abwassersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführeinrichtung eine Toilette ist und das Abführsystem eine Abwasserpumpe (9) enthält.
  10. 10. Abwassersystem nach Anspruch 1 bis 9, mit einem Behälter (5), einem Abführsystem, der eine Sterilisationseinrichtung (40) aufweist, wobei das Tankaggregat (5) ein Abwasserteil (11) aufweist, der einen Einlaß (36)zur Auf nahme von Abwasser und einen Auslaß (37) zum Abführen des Abwassers aufweist, wobei weiterhin ein Spülwasserteil (12) vorgesehen ist, das einen Auslaß zum Zuführen von umgewälztem Spülwasser enthält, wobei weiterhin ein Flotations- oder Aufschwemmtrennteil (13) zur Aufnahme des behandelten Abwassers und des Wassers vorgesehen ist, das eine Oberlauf-Abflußöffnung (48, 49) in das Abwasserteil (11) enthält, um das fließende Abwasser abzutrennen und abzuführen und wobei weiterhin eine untergetauchte Auslaßöffnung (-46, 47) vorgesehen ist, welche in das Spülwasserteil (12) führt, um das umgewälzte Wasser dem Spülwasserteil (12) zuzuführen.
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