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Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung
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von Gemischen fester und flüssiger Abfallstoffe Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Beseitigung von Gemischen fester und flüssiger Abfallstoffe, wie
zum Beispiel menschlichen Exkrementen, wie sie insbesondere in der Personenbeförderung
dienenden Fahrzeugen anfallen, sowie einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Im Stande der Technik ist bekannt, die'in Motor-Caravans, Wohnmobilen
oder dergleichen durch Benutzung der Bordtoil ette anfallenden Abfallstoffe, die
im wesentlichen ein Gemisch menschlicher Exkremente, Urin und Spülwasser darstellen,
in einem Kübel anzusammeln, der von Zeit zu Zeit entleert wird. In nachteiliger
Weise geschieht dies häufig durch Auskippen des Kübels in freies Gelände oder Gewässer,
Seen, Flüsse oder dergleichen, was eine erhebliche Verschmutzung der Landschaft
und der Gewässer, insbesondere bei durch eine größere Anzahl benutzten Standplätzen,in
nachteiliger Weise zur Folge hat. Aus diesem Grunde ist es inzwischen zur Regel
geworden, den Aufenthalt von Motor-Caravans, Wohnmobilen oder dergleichen an Seen
oder auf Campingplätzen entweder grundsätzlich zu verbieten, oder nur für eine kurze
Zeit, beispielsweise für einen Tag, zu erlauben. Durch diese Praxis werden die Nutzungsmöglichkeiten
derartiger Fahrzeuge, vor allem an attraktiven Standorten stark eingeschränkt oder
sogar völlig unmöglich gemacht.
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Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens
zur Aufgabe gemacht, mit dessen Hilfe
Gemische fester und flüssiger
Abfallstoffe ohne Belastung der Umwelt beseitigt werden können.
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Als Lösung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, als erstes die festen
von den flüssigen Bestandteilen zu trennen, die festen Bestandteile zu trocknen
und anschließend in einem Behälter zwischenzulagern. Das zu beseitigende Gemisch
ist beispielsweise ein Konglomerat aus Exkrementen, Urin und Spülwasser, dessen
feste und flüssige Bestandteile auf einer der üblichen Weisen, beispielsweise durch
Filterverfahren, voneinander getrennt werden. Anschließend werden die beispielsweise
in Form des Filterkuchens erhaltenen festen Bestandteile getrocknet und in einem
eigens hierfür vorgesehenen Behälter zwischengelagert. Die Trocknung hat nicht alleine
die Aufgabe der Kompaktierung der festen Bestandteile, sondern sie bewirkt auch
darüberhinaus ein Abtöten von Krankheitserregern und, insbesondere bei Trocknung
vermittels Heißluft ~den Aufbau von Kulturen aerober Mikro-Organismen. Diese sorgen
für einen raschen Abbau von Ammoniak-Schwefelwasserstoff und anderer geruchsintensiver
Substanzen, in dem sie diese weitgehend zu anorganischen Substanzen abbauen. Desweiteren
bewirkt der in der zugeführten Heißluft enthaltene Sauerstoff eine Oxidation der
geruchsintensiven Substanzen, wodurch sie ebenfalls geruchsfrei werden. Durch das
Abtrennen der flüssigen Bestandteile und der Trocknung erfahren die Festen eine
wesentliche Kompaktierung, was es ermöglicht, daß größere Mengen in den Behälter
gelagert und aufbewahrt werden können, bevor dieser entleert werden muß. Auf diese
Weise wird die Benutzung der Bordtoil ette über einen längeren Zeitraum möglich,
ohne daß der Behälter entleert werden muß. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich
anwenden in allen dem Personentransport dienenden Fahrzeugen, wie zum Beispiel Motorcaravans,
Wohnmobilen, Wohnwagen, Reisebusse, Eisenbahnzüge und Flugzeuge.
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Aber auch für einen längeren Zeitraum stationär angebrachte
Toillettenanlagen,
wie zum Beispiel Toil ettencontainer oder in Wochenendhäusern, empfiehlt sich das
erfindungsgemäße Verfahren. Toil ettencontainer werden eingesetzt bei Fest-, Sport-
und Musik-Großveranstaltungen, bei Truppenmanövern, auf Autobahn-Rastplätzen und
Campingplätzen.
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Ein weiterer Vorschlag der Erfindung geht dahin, die festen Bestandteile
vor der Zwischenlagerung zu verdichten und/oder zu brikettieren und/oder zu tablettieren
und/oder zu pelletisieren und/oder zu pulverisieren. Durch alle diese Maßnahmen
tritt eine stärkere Kompaktierung der festen Bestandteile ein, so daß sich eine
größere Menge in dem der Zwischenlagerung dienenden Behälter unterbringen lassen,
womit sich der bis zur Entleerung verstreichende Zeitraum auf diesem Wege verlängern
läßt. Zusätzlich erreicht man, durch die#Verbesserung der Handhabbarkeit der zwischengelagerten,
festen Bestandteile eine Vereinfachung des Ausleerens dieses Behälters.
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Grundsätzlich ist es denkbar, die durch das Abtrennen erhaltenen flüssigen
Komponente in das Erdreich oder in Abwasserkanäle zu leiten. Als besonders günstig
empfiehlt die Erfindung stattdessen, die flüssigen Bestandteile Aufbereitungsverfahren
üblicher Art, wie zum Beispiel Schönungs- und/oder Entkeimungs-und/oder Klärungsverfahren,zu
unterziehen. Der Begriff Aufbereitungsverfahren umfaßt im Sinne der Erfindung und
über die 3 genannten Beispiele hinausgehend alle Maßnahmen, durch die eine Verbesserung
der Wasserqualität erreicht wird.
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Die flüssigen Bestandteile lassen sich nach Ihrer Aufbereitung einem
erneuten Nutzungszweck zuführen, beispielsweise als Spül- und/oder Waschwasser wieder
verwenden (Recycling-Prinzip). Der spätere Nutzungszweck bestimmt hierbei im wesentlichen
den Grad und die Art der Reinigung. In der Regel wird hierbei eine eine Reinigung
durchgeführt, durch die nochmals Feststoffe aus dem flüssigen Bestandteil abgetrennt
werden.
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Ihre weitere Behandlung kann auf dieselbe Weise und zusammen mit den
festen Bestandteilen entsprechend Anspruch 1 und 2 vorgenommen werden.
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Für die in dem Behälter zwischengelagerten Feststoffe wird als zweckmäßig
vorgeschlagen, diese an Tank- oder Sammelstellen oder Deponien abzugeben und/oder
sie als Düngemittel zu verwenden. Die Art dieser Behandlung bestimmt im wesentlichen
die äußere Form, in welche die festen Bestandteile in vorteilhafter Weise gebracht
werden (siehe Anspruch 2). Bei der Verwendung als Düngemittel ist zur Erreichung
einer gleichmäßigen Verteilung der Pulverform den Vorzug zu geben, wohingegen für
die Lagerung in einer Sammelstelle oder Deponie zur Verbesserung der Stapel fähigkeit
der Brikett form den Vorzug zu geben ist.
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Im Rahmen der Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
eine Vielzahl an Möglichkeiten. Eine hierfür von der Erfindung als besonders vorteilhaft
erkannte Vorrichtung ist durch die in Anspruch 6 genannten Merkmale gekennzeichnet.
Diese Vorrichtung weist eine vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff bestehende
Trommel auf, die zunächst unterhalb des Klosettbeckens mit ihrem offenen Ende nach
oben weisend angebracht ist und das aus Exkrementen, Urin und Spülwasser bestehende
Gemisch aufnimmt. Anschließend wird diese Trommel räumlich versetzt und hierdurch
mit einem Antrieb in Angriff gebracht, der die Trommel in Rotation versetzt und
dadurch als Zentrifuge wirkt. Durch die als Filter ausgebildeten Wände der Trommel
treten weitgehend alle flüssigen Bestandteile entweder unmittelbar bei der Beschickung
oder spätestens bei der Rotation nach außenShin aus. Zurück bleibt innerhalb der
Trommel der im wesentlichen nur noch aus den festen Bestandteilen gebildete Filterkuchen.
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Nach einer Trocknung durch Heißluft wird dieser über einen Schieber
von den inneren Filterwänden abgenommen, der vom offenen Ende her und in axialer
Richtung zur Trommel bewegbar ist und bei Erreichen eines bestimmten Druckes die
bodenseitig in der Trommel befindliche Klappe öffnet, so daß die festen Bestandteile
in einen darunter befindlichen Behälter fallen. Neben der Abnahme besteht eine weitere
Funktion des Schiebers darin, die festen Bestandteile zusätzlich zu verdichten.
Schließlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Absaugvorrichtung ausgestattet,
durch die das Filtrat, also die aus der Trommel austretendenfflüssigen Bestandteile
aufgesammelt werden. Dabei ist der Begriff "Absaugvorrichtung" im Rahmen der Erfindung
weit auszulegen, denn er soll auch all jene baulichen Maßnahmen umfassen, durch
welche die flüssigen Bestandteile allein unter dem Einfluß der Schwerkraft zusammengeführt
und gesammelt werden. Aufgabe der Absaugvorrichtung ist, das durch das Trennen der
festen und flüssigen Bestandteile entstehende Filtrat möglichst vollständig aufzunehmen.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zur besseren
Entleerbarkeit der Behälter herausnehmbar ausgebildet, beispielsweise in Form einer
Schublade.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß zwischen Klappe und Behälter
eine Pulverisier- und/oder Tablettier-und/oder Pelletier- und/oder Brikettier-Vorrichtung
angeordnet ist. Durch den in die Trommel ejngreifenden Schieber wird der Filterkuchen
entfernt und hierbei auch teilweise verdichtet. Jedoch wird der in den Behälter
eingebrachte Filterkuchen nur in unregelmäßigen Bruchstücken vorliegen, wenn nicht
entsprechend der vorgeschlagenen Maßnahme eine zusätzliche Vorrichtung zwischengeschaltet
wird, durch die eine weitere Bearbeitung und Formung sowie eine hierbei mögliche
Verdichtung des Filterkuchens vorgenommen wird.
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Die gewählte, endgültige Form, wie zum Beispiel Pulver, Pellets,Briketts
usw. wird entsprechend der weiteren Verwendung -der festen Bestandteile gewählt.
So wird im Falle der Ausbringung als Düngemittel dem pulverförmigen Zustand, und
bei einem möglichst raumsparenden Stapel in einer Sammelstelle oder Deponie der
Brikett form den Vorzug gegeben.
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Schließlich kann ein Schalter angebracht sein, der die Vorrichtung
durch Herunterklappen des Deckels in Betrieb setzt. In diesem Falle bedarf es keiner
besonderen Weisungen an den Benutzer der Bordtoillette.
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Grundsätzlich ist es möglich, die Trommel während der Rotation sowie
der anschließenden Entleerung des Filterkuchens über den Schieber in ihrer Position
unterhalb des Klosettbeckens zu belassen. Dies erfordert einen erheblichen technischen
Aufwand, weshalb durch die Erfindung vorgeschlagen wird, die Trommel, bevor sie
mit dem Antrieb in Eingriff gebracht wird, einer räumlichen, vorzugsweisen radialen
Verschiebung zu unterziehen. In diesem Fall befindet sich die Trommel während der
Rotation und der Beseitigung des Filterkuchens mit Hilfe des Schiebers an einer
anderen Stelle, so daß die Lagerung von Antrieb und insbesondere die des Schiebers
relativ unkompliziert und damit kostengünstig möglich ist, da diese Teile innerhalb
der Vorrichtung unmittelbar ober- oder unterhalb der Trommel angebracht werden können.
Jedoch ist hierbei als nachteilig anzusehen, daß während dieser Phase die Bordtoilette
nicht benutzbar ist, es sei denn, daß eine zweite Trommel während dieses Vorgangs
unterhalb des Klosettbeckens positioniert wird. Es empfiehlt sich weiter, diese
zweite Trommel vom gleichen Aufbau wie die erste zu wählen, so daß ein kontinuierlicher
Betrieb mit Hilfe dieser beiden Trommeln möglich ist.
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Wartezeiten für Benutzer kommen bei einer solchen Ausführungsform
nicht vor.
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Eine der Möglichkeiten zur Beseitigung der bei Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrensjerhaltenen flüssigen Bestandteile besteht darin, diese unmittelbar nach
ihrem Entstehen direkt in'die Abwasserkanalisation oder in das Erdreich einzuleiten.
Dies bedeuteteine Belastung der Umwelt, die sich dadurch vermeiden läßt, wenn, wie
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, die flüssigen Bestandteile in
einem Aufbewahrungsgefäß gesammelt werden, aus dem sie, bei entsprechend günstiger
Gelegenheit abladbar sind. Dies erübrigt sich völlig, wenn, wie weiter vorgesehen,
zwischen Absaugvorrichtung und Aufbewahrungsgefäß eine Wasseraufbereitungsvorrichtung
angeordnet ist. Durch sie werden die flüssigen Bestandteile soweit aufbereitet,
daß sie als Brauchwasser, beispielsweise als Wasch-, Spülwasser oder dergleichen
wieder verwendet werden können. In einem solchen Fall dient das Aufbewahrungsgefäß
gleichzeitig als Brauchwasserspeicher. Eine Belastung der Umwelt ist dann völlig
ausgeschlossen.
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Schließlich empfiehlt sich die Anbringung einer Lampe, durch welche
die Notwendigkeit der Auswechslung des Filters angezeigt wird. Diese Maßnahme trägt
zu einer Erhöhung der Betriebssicherheit bei, denn sie stellt sicher, daß rechtzeitig
der Filter der Vorrichtung ausgetauscht wird, so daß es zu keinen Unterbrechungen
des Betriebs durch Verstopfen oder dergleichen kommen kann. -.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Sie zeigt eine Prinzipskizze einer das erfindungsgemäße
Verfahren
realisierenden Vorrichtung.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt in seinem linken oberen
Teil eine Trommel 1, die sich innerhalb eines Gehäuses 2 befindet. Dieses ist an
seiner Oberseite, ebenso wie die Trommel 1,mit einer Öffnung versehen, durch welche
das zu beseitigende Gemisch aus festen und flüssigen Abfallstoffen in vertikaler
Richtung in das Gehäuse 2 und in die Trommel 1 einfällt.
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Die Wand 3 der Trommel 1 ist als Filter ausgebildet, so daß die flüssigen
Bestandteile des einfallenden festflüssigen Gemisches als Filtrat aus der Trommel
1 austreten und über eine schräg nach unten verlaufende Leitung 4 abgeführt werden.
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Der rechte obere Teil zeigt ebenfalls eine Trommel 1, die in ihrem
Aufbau mit der soeben beschriebenen übereinstimmt. Ein wesentlicher Unterschied
besteht im Aufbau des umgebenden Gehäuses 5. Dieses zeigt an seiner Oberseite einen
Schieber 6, der so bemessen ist, daß er von oben her in die Trommel 1 eingreifen
und den auf den inneren Filterwänden sitzenden Filterkuchen ablöst und nach unten
zu befördert. Die Trommel 1 ist an ihrem unteren Ende über eine Klappe 7 verschlossen,
die jedoch öffnet , so bald der Schieber 6 einen bestimmten vorgegebenen Druck erreicht.
In diesem Teil der Zeichnung ist die Klappe 7 bzw. die Trommel 1 in geöffnetem Zustand
wiedergegeben. Unterhalb dieser ist der Boden 8 des Gehäuses 5, ebenfalls durch
Verschieben, geöffnet, so daß nunmehr über den Schieber 6 der Filterkuchen innerhalb
der Trommel 1 abgenommen und in vertikaler Richtung nach unten zu befördert wird,
wo er in einen Behälter 9 einfällt. Auf diese Weise werden die in der Trommel 1
zurückgehaltenen festen Bestandteile des Gemisches fester und flüssiger Abfallstoffe
aus dieser entfernt und in den Behälter 9 eingebracht.
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Dies erfolgt erst, nachdem die Trommel 1 durch Eingriff eines Antriebes
10 in Rotation versetzt wurde, so daß sie alsZentrifuge wirkend im wesentlichen
alle flüssigen Bestandteile durch die als Filter ausgebildeten Wände 3 nach außen
presst. Von dort laufen die flüssigen Bestandteile innerhalb des Gehäuses 5 nach
unten und fließen durch Vermittlung des - dann eingeschobenen -Bodens 8 über eine
Leitung 4 schräg nach unten ab.
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Der mit Bezugsziffer 10 bezeichnete Antrieb greift in axialer Richtung
von unten her in die Trommel 1 ein und treibt diese an. Der Antrieb 10 ist hierbei
in punktierter Linie eingezeichnet, um anzudeuten, daß der gezeigte Zustand, also
bei Öffnung der Klappe 7 und des Bodens 8, nicht die Betriebsphase darstellt, in
welcher der Antrieb 10 die Trommel 1 in Rotation versetzt. Dies geschieht vielmehr
bei geschlossener Klappe 7 und geschlossenem Boden 8 und in der oberen Ausgangsposition
sich befindlichen Schiebers 6.
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Eine weitere Entfernung der flüssigen Bestandteile aus dem sich innerhalb
der Trommel 1 ausbildenden Filterkuchen läßt sich erreichen, in dem über eine an
der Oberseite des Gehäuses 5 angebrachte Heißluftzuführung 11 eine Trocknung vorgenommen
wird. Dies empfiehlt sich vor allem nach Abschluß der Rotation von Trommel 1.
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Der unterhalb des Gehäuses 5 angeordnete Behälter 9 nimmt den mit
Hilfe des Schiebers 6 aus der Trommel 1 entfernten Filterkuchen für eine Zwischenlagerung
auf.
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Der Behälter 9 ist als Schublade ausgebildet, so daß von Zeit zu Zeit
auf einfache Art und Weise die sich dort ansammelnden festen Bestandteile entleert
werden können.
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Wie bereits ausgeführt, werden über die Leitungen 4 die abgetrennten
flüssigen Bestandteile weg- und einem Aufbewahrungsgefäß 12 zugeführt. Dieser Vorgang
kann dadurch unterstützt werden, daß in die Leitung 4 unmittelbar vor
dem
Einmünden in das Aufbewahrungsgefäß 12 eine Absaugvorrichtung 13 angebracht ist.
Ebenso ist es möglich, stat dessen oder zusätzlich eine Wasseraufbereitungsvorrich
tung 14 vorzusehen, deren Aufgabe es ist, die flüssigen Bestandteile soweit aufzubereiten,
daß sie als Brauchwasser, insbesondere als Spül- oder Waschwasser verwendet werden
können. Dann sammelt sich im Aufbewahrungsgefäß 12 Brauchwasser an, das über einen
Hahn 15 bei Bedarf entnommen bzw. über eine Pumpe und zusätzliche Leitung wieder
als Spülwasser/ Brauchwasser verwendet werden kann.
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Die Funktion der soeben beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: Zunächst
wird die im Gehäuse 2 befindliche Trommel 1 in vertikaler Richtung und von oben
her mit dem zu beseitigenden Gemisch aus festen und flüssigen Abfallstoffen beschickt.
Da die Wände 3 der Trommel 1 als Filter ausgebildet sind, verläßt ein Teil der flüssigen
Bestandteile recht bald wieder die Trommel 1 und wird durch Vermittlung von Gehäuse
2 und Leitung 4 eventuell mit Unterstützung der Absaugvorrichtung 13 dem Aufbewahrungsgefäß
zugeführt. Dabei können die flüssigen Bestandteile unmittelbar davor eine Wasseraufbereitungsvorrichtung
14 passieren, die diese in Brauchwasser umwandelt.
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Die sich im Aufbewahrungsgefäß 12 ansammelnde Flüssigkeit kann wunschgemäß
über Hahn 15 bzw. Pumpe zur Wiederverwendung entnommen werden. Sobald die im Gehäuse
2 befind liche Trommel 1 hinreichend gefüllt ist, wird sie von dort in das Gehäuse
5 verbracht, wo sie den nachfolgenden Behandlungsvorgängen unterworfen wird. Als
erstes greift Antrieb 10 derart in die Trommel 1, daß diese in Rotation versetzt
wird, mit der Folge, daß durch die auftretenden zentrifugalen Kräfte die flüssigen
Bestandteile durch die Wand 3 nach außen gepresst werden, von wo sie über Gehäuse
5, Boden 8 und Leitung 4 auf die gleiche, oben bereits beschriebene Weise dem Aufbewahrungsgefäß
12 zugeführt wird.
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In dieser Betriebsphase stellt die Trommel eine Zentrifuge dar. Nach
Beendigung dieses Vorganges erfolgt eine weitere Trocknung durch Betätigung der
Heißluftzuführung 11, die sich an der Oberseite des Gehäuses 5 befindet, damit sie
durch die austretende Flüssigkeit während der Zentrifugierphase nicht zugesetzt
wird. Ist der innerhalb der Trommel 1 sich bildende Filterkuchen hinreichend getrocknet,
wird der Schieber 6 betätigt, der von oben her in die Trommel 1 eingreift und auf
diese Weise den Filterkuchen abtrennt und nach unten befördert, von wo er, sofern
Klappe 7 und Boden 8 herausgezogen sind (Öffnungszustand), in den Behälter 9 fällt.
Dieser dient der Zwischenlagerung und ist als Schublade ausgebildet, so daß er sich
von Zeit zu Zeit leicht und bequem entleeren läßt.
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Durch den soeben beschriebenen Vorgang wird die Trommel 1 von den
flüssigen Bestandteilen mitHilfe Antrieb 10 und Heißluftzuführung 11 und von den
festen Bestandteilen durch Schieber 6 befreit, so daß die Trommel 1 aus dem Gehäuse
5 herausgenommen und zur erneuten Beschickung wiederum in Gehäuse 2 angeordnet werden
kann. Auf diese Weise schließt sich der von der Trommel 1 durchlaufende Kreislauf.