DE2853537C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Förderung von Abwasser mittels Vakuum - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwässerungsanlage zur Förderung von Abwasser von mehreren mit jeweils nach einem bestimmten Abwesservolumen eine bestimmte Luftmenge in das Leitungssystem einlassenden Ventilen versehenen Sanitärinstallationen über ihre Anschlußleitungen und ein im wesentlichen senkrechtes Rohr zu einem Sammelbehälter durch mittels einer Vakuumpumpe erzeugten Unterdruck von mindestens 3 m WS.

Solche Vakuum-Entwässerungsanlagen müssen mit verhältnismäßig starkem Unterdruck betrieben werden, weil, z. B. auf Schiffen, Steigungen von mehreren Metern Höhe zu überwinden sind und/oder der kräftige System-Unterdruck wesentlich ist für die Funktion der angeschlossenen sanitären Objekte (z. B. Vakuum-Toiletten). Der praktisch notwendige Unterdruck kann von den im Handel erhältlichen preiswerten Kunststoffrohren ohne weiteres aufgenommen werden Ein wesentlicher Kostenfaktor ist jedoch der speziell für die Belastung durch Unterdruck mit verstärkter Wandung in Sonderausführung herzustellende Sammelbehälter. Wegen des knappen und kostbaren Raums auf Schiffen kann außerdem im Einzelfall das Volumen des Sammelbehälters Bedeutung erlangen.

Es ist weiterhin zu berücksichtigen, daß derartige Entwässerungsanlagen, bei denen die Unterdruckleitungen bis zu den einzelnen Sanitätobjekten reichen, normalerweise verhältnismäßig kleine, in sich abgeschlossene Unterdrucksysteme mit einem verhältnismäßig geringen Rohrvolumen sind. Der Unterdruck reagier! deshalb verhältnismäßig stark auf das Öffnen eines Einlaßventils, durch welches zunächst Abwasser und dann Luft einströmt, denn bei geöffnetem Einlaßventil ist die Vakuumpumpe nicht in der Lage, den System-Unterdruck aufrechtzuerhalten, und das geringe Rohrvolumen bildet nur einen kleinen Energiespeicher in Form eines sog. Vakuumreservoirs.

Unter diesen Voraussetzungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verkleinerung und Verbilligung des Sammelbehälters unter Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit des Systems zu erhalten.
Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelost, daß das senkrechte Rohr höher ist als die dem Unterdruck entsprechende Wassersäule und oben an die Vakuumpumpe und die Anschlußleitungen der Sanitärinstallationen angeschlossen ist und unten unter Bildung eines Wasserverschlusses in das Abwasser im auf atmosphärischem Druck gehaltenen Sammelbehälter eintaucht.

Damit werden folgende Vorteile erreicht:

1. Es kann ein dünnwandiger, verhältnismäßig billiger Sammelbehälter Verwendung finden, da er nicht unter Vakuum steht.

2. Der Sammelbehälter kann kleiner gewählt werden, da das große Endrohr selbst als Sammelbehälter dient.

2n 3. Die verhältnismäßig hohe Wassersäule im senkrechten Rohr trägt zur Vakuum-Energiespeicherung bei.

4. Während des Betriebs schwankt die Wassersäule im senkrechten Rohr infolge des Öffnens der Ventile der verschiedenen Sanitärobjekte beträchtlich. Da das Rohr jedoch im Sammelbehälter und nicht etwa in einer weiterführenden Leitung mündet, ist sichergestellt, daß selbst bei sehr starken Druckschwankungen oder gar einem völligen Unterdruckverlust die funktionsnotwendige Flüssigkeitsdichtung nicht verlorengeht, da bei fallender Wassersäule im Rohr gleichzeitig notwendigerweise der Wasserspiegel im Sammelbehälteransteigt.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 und 3.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die in der Zeichnung schematisch gezeigte Abwasseranlagt eines Schiffs dient zur Entsorgung von Wasch- und Toilettenräumen 10 mit Waschbecken 11 und anderen Sanitärinstallationen 12, wie Toiletten. Bei den Toiletten handelt es sich um Vakuumtoiletten, welche an Anschlußleitungen 13 angeschlossen sind, die im oberen Bereich eines verhältnismäßig langen Rohrs 14 münden. Dieses Rohr kann einen Teil des Leitungssystems bilden und denselben Durchmesser haben wie die anderen Rohre des Leitungssystems. Das so Rohr 14 erstreckt sich von einem Sammelbehälter 15 aus senkrecht nach oben. Wenn das gezeigte Abwassersystem auf einem Schiff installiert ist, kann der Sammelbehälter ein herkömmlicher dünnwandiger Tank sein, dessen Volumen und Kosten verhältnismäßig niedrig gehalten werden können. Das untere Ende 16 des Rohrs 14 ist offen, während das obere Ende 17 geschlossen und über eine Verbindungsleitung 19 an eine Vakuumpumpe 18 angeschlossen ist. Die Vakuumpumpe hält einen Unterdruck von 0,3 bis 0,7 atm im w> oberen Teil des Rohrs Γ4 aufrecht. Dies bedeutet, daß während des normalen Betriebs der Anlage im Rohr 14 eine drei bis sieben Meter hohe Flüssigkeitssäule steht. Das untere, offene Ende des Rohrs ist weit in den Sammelbehälter 15 eingesenkt. Somit bildet die Ί5 Flüssigkeit im Sammelbehälter einen Wasserverschluß, der verhindert, daß Luft in das Rohr 14 eingesaugt wird. Der obere Teil des Sammelbehälters 15 steht über eine Entlüftungsleitung 20 mit der Außenatmosphäre in

Verbindung. Auf diese Weise kann der Sammelbehälter 15 mittels einer Leitung 21 und einer Pumpe 22 geleert werden, um das Abwasser einer Kläranlage an Land zuzuführen. Es ist natürlich auch möglich, das Abwasser vom Sammelbehälter 15 zu einer Kläramage auf dem Schiff zu leiten. Dies könnte z. B. in einfacher Weise dadurch geschehen, daß das Abwasser über einen Überlauf am Sammelbehälter 15 direkt zur Kläranlage fließt. Eine solche Ausbildung hat z. S. den Vorteil, daß ein verhältnismäßig kontinuierlicher Abwasserfluß zur Kläranlage erhalten wird, im Gegensatz zu Systemen, bei denen das Abwasser der Kläranlage durch die genannten Pumpen intermittierend zugeführt wird.

Bei dem in der Zeichnung gezeigten System wird das Wasser von den Waschbecken ungeklärt über Leitungen 23 direkt zur Umgebung abgeleitet Es ist natürlich auch möglich, ein getrenntes Abwassersystem für dieses Wasser zu verwenden oder es mit dem Toilettenabwasser zu mischen.

Das vorstehend beschriebene System arbeitet wie folgt:

Wenn eine Toilette gespült wird, öffnet das zugehörige Ventil, und der Inhalt der Toilette wird durch die Druckdifferenz zwischen der Außenatmosphäre und dem Leitungssystem in die Vakuumleitung gedrückt. Das Ventil wird dann noch eine bestimmte Zeit geöffnet gehalten, damit nach der Flüssigkeit noch eine bestimmte Menge Luft in die Leitung gelangt. Je nach dem Abstand zwischen der Toilette und dem senkrechten Rohr 14 wird der Flüssigkeitspfropfen direkt bis zu dem senkrechten Rohr 14 gefördert oder zerfällt zunächst im Leitungssystem unter Bildung neuer Pfropfen, so daß die Flüssigkeit t>chrittweise entsprechend den Spülvorgängen zu dem Rohr 14 geführt wird. Wenn die Flüssigkeit das senkrechte Rohr 14 erreicht, fließt sie darin nach unten, während die Luft durch die Vakuumpumpe 18 nach oben aus dem Rohr 14 abgesaugt wird. Da in dem Rohr 14 durch den Unterdruck nur eine in der Höhe diesem entsprechende Flüssigkeitssäule gehalten werden kann, führt weiter zulaufende Flüssigkeit dazu, daß eine entsprechende

ίο Flüssigkeitsmenge das Rohr 14 an seinem unteren Ende 16 verläßt und sich im Sammelbehälter 15 sammelt, bis dieser geleert wird.

Wenn viele sanitäre Einheiten an das System angeschlossen sind, kann es geschehen, daß das von der Vakuumpumpe erzeugte Vakuum nicht ausreicht. Für solch einen Fall kann ein geschlossenes Gefäß vorgesehen werden, welches an geeigneter Stelle installiert werden und an den oberen Teil des senkrechten Rohrs oder an die Verbindungsleitung 19 angeschlossen werden kann. Bei auf Schiffen installierten Vakuumsystemen besteht außerdem die Möglichkeit, am unteren Ende 16 des Rohrs 14 ein Rückschlagventil anzuordnen, um zu verhindern, daß die Flüssigkeitssäule im Rohr 14 bis zum oberen Teil des Rohrs ansteigt und in die Vakuumpumpe eindringt, wenn sich das Schiff plötzlich nach abwärts bewegt. Dieses Rückschlagventil, welches z. B. ein kugelförmiger Schwimmer sein kann, der dicht an einem konischen Bereich des unteren Endes 16 des Rohrs 14 anliegt, öffnet, wenn Abwasser in den Sammelbehälter 15 einfließt, verhindert aber andererseits, daß Flüssigkeit im Rohr 14 aufwärts fließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Entwässerungsanlage zur Förderung von Abwasser von mehreren mit jeweils nach einem bestimmten Abwasservolumen eine bestimmte Luftmenge in das Leitungssystem einlassenden Ventilen versehenen Sanitärinstallationen über ihre Anschlußleitungen und ein im wesentlichen senkrechtes Rohr zu einem Sammelbehälter durch mittels einer Vakuumpumpe erzeugten Unterdruck von mindestens 3 m WS, dadurch gekennzeichnet, daß das senkrechte Rohr (14) höher ist als die dem Unterdruck entsprechende Wassersäule und oben an die Vakuumpumpe (18) und die Anschlußleitungen (13) der Sanitärinstallationen (12) angeschlossen ist und unten unter Bildung eines Wasserverschlusses in das Abwasser im auf atmosphärischem Druck gehaltenen Sammelbehälter (15) eintaucht.

2. Entwässerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rohr (J4) ein Rückschlagventil angeordnet ist.

3. Entwässerungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende (17) des Rohrs (14) oder dessen Verbindungsleitung (19) zur Vakuumpumpe (18) an einen unter Unterdruck gehaltenen Behälter angeschlossen ist.