DE3518629A1 - Abwasserlose haustechnik - Google Patents

Description

• Abwasserlose Haustechnik.
• Umweltschutzüberlegungen zwingen zu immer höheren Anforde= rungen an die Abwasserklärung. Zugleich wird die Beschaffung von Trinkwasser hoher Qualität wegen der Bodenüberdüngung immer schwieriger. Andererseits ist gutes Trinkwasser (kühl, mineralreich) kein gutes Brauchwasser (weich, warm) Wenn es gelingt, Abwasser so zu klären, dass es wieder als Brauchwasser verwendet werden kann, löst man zugleich Wasser- und Energieprobleme.
• Tatsächlich ist eine abwasserlose Recyclingtechnik mit Hilfe an sich bekannter und bewährter Verfahren auf dem Stand der Technik möglich. Es bedarf lediglich einer Zusammenfassung von Heiztechnik, Verfahrenstechnik und Abwassertechnik.
• Wirkungsweise und Vorteile der Erfindung sind in folgendem Text und den Abbildungen beschrieben. Es stellen dar: Fig. 1 Ein mögliches Schaltbild. Die in Klammern angegebenen Zahlen sind mittlere Durchflusszahlen in 1 /E.d Fig. 2 Beispiele von je einem Heizungs- und Solardestillier= gerät.
• Fig. 3 Beispiel für inneres Recycling bei einer Waschmaschine.
• Fig. 4 Leitflächen zur Verstärkung der Wirksamkeit von an sich bekannten belüfteten Klärteichen.
• Gem. Fig. 1 wird das in Bad 30 und Küche 31 anfallende dünne Abwasser in einer mehrstufigen belüfteten Teichanlage 32 biologisch geklärt und mit Kondenswasser vermischt.
• In einem Desinfektionsgerät 33, z.B. einer gesilberten Filterkerze, wird Trinkwasserqualität garantiert.
• Es wird als Brauchwasser verbraucht. In Bad und Küche werden nur körperfreundliche Mittel angewendet, die weitest= gehend biologisch abbaubar sind. an kann - muss nicht -auch vollständig abbaubare Mittel anwenden.
• Mit schärfere Putzmittelnbefrachtetes Wasser schüttelt man ins C 3 oder einen nicht gezeigten Ausguss, wenn man Trockenklos verwendet. Bei der Waschmaschine 35 ist zumindest die ausschliessliche Verwendung voll biologisch abbaubarer Mittel problematisch. Das die Waschmaschine verlassende Wasser wird daher als dickes Abwasser behandelt dem ersten Recyclingkreis entzogen. und zusammen mit dem Putzwasser bei Verwendung von Trockenklos über einen belüfteten Puffer= behälter einem Destillator 36 zugeführt oder bei Verwendung von Spülklos 34 einem zweiten Recyclingkreis mit Bioklärung 32a zugeführt. Dieser zweite Spülkreis hat keine Trinkwasserqualität, da er Salz und Waschmittelrück= stände enthält. Das Wasser ist aber geruchsfrei und nahezu steril, weil die belüfteten weiche auch Bakterienbelastung weitestgehend abbauen. Die Einrichtung des Spülkreises ist bei nachträglichem Einbau einer abwasserlosen Haustechnik sinnvoll, weil hier die WO schon vorhanden sind und man die ebenfalls vorhandene Klär- und Versitzgrube zu b-elüftete-n Klärteichen umbauen kann. Es empfliehlt sich, die WO mit Sparspülung zu betreiben, weil der geringere Durchsatz für die Klärung vorteilhaft ist.
• Das ausfliessende Wasser gelangt in den Destillator 36, der alle gelösten Stoffe nahezu vollständig zurückhält. Das destillierte Wasser wird in die Teichanlage 32 zugemischt.
• Das Trinkwasser kann man aus dem öffentlichen Netz ziehen.
• Man sollte" nur wenig ziehen, da das Verhältnis von Trinkzu W~ohdenswasser die Weichheit des Brauchwassers bestimmt.
• Wässerüberschüsse werden aus dem Kondenswasser dem Regen= wasser beigemischt.
• Man kann auch ganz autark werden,wenn man Kondenswasser zu Trinkwasser aufbereitet. Dies kann z.B. in einem belüfteten mit grobem gewaschenem Kiqs gefüllten Behälter 37 geschehen, dem noch eine gesilberte Filterkerze und ein Sandfilter nachgeschaltet sein kann. Fehl- und Obermengen werden mit Hilfe einer Zisterne 38 ausgeglichen.
• Fig. 2 zeigt eine Möglichkeit für einen parallelbetriebenen Tleizungs-Solardestillator. Ein Ofen, der mit einem Ölbrenner betrieben werden kann,- und dem man zusätzlich einen Pest stoffofen (nicht gezeigt) vorschaltn kann, enthält einen Boiler 1. Dieser Boiler 1 besitzt einen Sumpf 15, in den Konzentrate und Schlämme absinken können, sodass sie in eine kühlere Zone gelangen, wo sie nicht an der Wandung anbacken.
• Durch einen Verschluss 19 kann man die Schlämme in einen Behälter 3 ablassen, wo sie vollständig austrocknen. Hier werden auch die in Klärteichen in geringen Mengen anfallenden Schlämme sowie vorgetrocknete Biomasse endgetrocknet und brennfähig gemacht. Die Abgase streichen nun über die offene Wasserfläche und mischen sich mit dem Dampf. Durch den Kontakt mit dem basischen Abwasser tritt Neutralisierung der im Abgas enthaltenen schwefligen Säure auf. Dieser Vorgang wird gem. Fig. 2a durch einen Quirl 14 verbessert, der in die Wasseroberfläche hineinragt und Wasser hochspritzt, sodass auch die obere Gefässwandung ständig benetzt wird. Es entsteht ein inniger Kontakt zwischen Wassertropfen und Abgas, sodass einerseits fast alle Heizenergie in Dampfform vorliegt, andererseits zugleich eine Abgaswäsche stattfindet.
• Das Abgas-Dampf-Gemisch kann nun über einen der Wrmwasser= bereitung dienenden Wärmetauscher 4 geleitet werden und gelangt schliesslich in eine Heizwand 5. Eine solche Heizwand heizt bei Anwendung der "extremen Dämmung" ( k L 0,2 W/m2K ein ganzes Haus genauso komfortabel wie eine Zentralheizung.
• Die Heizwand besteht aus einem Dampfkanal 6 mit dazwischen liegenden Luftkanälen 7. Der Wärmetausch ist so stark, dass auch Kondenswasser aus den Heizgasen ausfällt. Hergestellt wird so eine Wand aus zwei gegeneinandergestellten Betonríp= penwänden. Der Beton wird mit Dichtungsmitteln und einem Schutzanstrich versehen. Oben und unten befinden sich Deckel, die alle Kanäle zugänglich machen. Kondenswasser wird unten aufgefangen und abgeleitet. Zum Abstreifen von Sedimentationen kann ein Rechen 2 eingebaut werden.
• Der Solarteil kann die Hauptverdunstungsmengen übernehmen.
• In südlichen Ländern reicht er allein aus. In kalten Ländern ist der Ileizungsteil deshalb von Bedeutung, weil beide zusammen selbststabilisierend sind: Schlechtes Wetter mit wenig Solarverdunstung führt zugleich zu mehr Heizung.
• Dari.berhinaus kann Tqan den Solarteil kleiner dimensionieren, sodass mehr Süddachfläche für die Frischlufterwärmung oder andere Nutzung verbleibt.
• Das Wasser wird in eine obenliegende Rinne 9 gepumpt, die so geformt ist, dass sie bei Erreichen eines bestimmeten Füllungsgrads ihren Inhalt auskippt und den Zufluss abschaltet.
• Das Wasser wird so gleichmässig auf eine aufnahmefähige Fläche 16 verteilt und verdunstet hier teilweise. Die Endverdunstung mit Sedimentation findet in einer flachen Wanne 10 statt.
• Ein Ueberlauf 18 befördert Überschüsse in den Pufferbehälter 8 zurück. Im Idealfall arbeitet die Schaltung so, dass Sedimen tationen nicht in der Fläche 16 stattfinden und dass nichts in den Behälter 8 zurückläuft. Da dies am Anfang sicher nicht gelingen wird, wird alles zugänglich gestaltet. Im oberen Ende kann ein der Warmwasserbereitung dieneter Wärmetauscher 13 eingebaut werden.
• Bei der Waschmaschine 35 kann man durch eine in den Ablauf eingebaute Klappe die dicke Waschlauge vom dünnen Spülwasser trennen. Das geht besonders einfach bei handelsüblichen Maschinen, die für warm-#und Kaltwasser eigene Einläufe haben.
• Fig. 3. zeigt eine Möglichkeit mit innerem Recycling, bei der die Spülwässer eines Waschgangs für Wasch-und ersten Spülgang des nächsten Waschvorgangs verwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass keinerlei Waschmittel ins Dünnwasser kommen.
• Das erste und zweite Spülwasser des vorherigen Waschgangs seien in den Behältern 41, 40. Sie werden belüftet.
• Da Waschmaschineneinlaufventile meist für einen gewissen Mindestdruck ausgelegt sind, werden sie durch drucklose Ventile 47 ersetzt. Zwei weitere Magnetventile 42, 44 schliessen immer dann, wenn Ventil 47 öffnet. Beim Einschlten der Maschine öffnet eine Nachlaufsohaltung die Ventile 42,44.
• Eine eigene Entlüftung sorgt dafür, dass das Wasser aus dem Behälter 41 schnell ausläuft und langsam aus dem Behälter 40 nachgefüllt wird. Der Behälter 40 wird wieder aufgefüllt, bis ein Schwimmerventil 43 schliesst. Bei immer gleichen Wassermengen funktioniert das Gerät mit dieser Schaltung, die natürlich nicht die einzig mögliche ist.
• Die Gesohirrepülmaschine kann mit nur einem Vorbehälter auf gleiche Weise betrieben werden.
• Der Wärmebedarf der Maschinen kann auch zur Destillation bei gleichzeitiger Stromersparnis verwendet werden, indem man Dickwasser in einem Behälter 45 verdampft und den Dampf in die Maschine leitet. Im einfachsten Fall kann die Energie von einem Gasherd geliefert werden, Die wichtigere Anwendung geschieht im Zusammenhang mit einer eigenen Stromversorgung, bei der es ja darum geht, möglichst viel Strom durch Abwärme= nutzung zu ersetzen: Die Abwärme wird in einem Ölbehälter 46 bei hoher Temperatur gespeichert. Dies geschieht durch einen Abgaswärmetauscher und" dadurch, dass man das Öl direkt als Kühlmittel verwendet.
• Der Behälter 45 hat guten Wärmekontakt zum Öl. Mit der jeweils eingegebenen Wassermenge kann man die Waschtemperatur festlegen. Auf gleiche Weise kann man mit Dampf bügeln.
• Das Ganze ist am wirtschaftlichsten, wenn mehrere Wohneinheiten versorgt werden. Man hat dann einen gemeinsamen boiler 1 und leitet den Dampf mit Leitungen in die Wohnungen, die man so gestaltet, dass sie routinemässig gereinigt werden können.
• Die Umsetzungsvorgänge von belüfteten Klärteichen, insbesondere sogenannten Simultanteichen finden überwiegend an den Ober= flächen von Schlainmschichten statt. Weiterhin ist es sinnvoll, die Belüftung so zu gestalten, dass die Luftblasen nicht senkrecht nach oben steigen, da dies ein ungünstiges Verhältnis zwischen Kompressorleistung und Belüftung mit sich bringt.
• Gem. Fig. 4 kann man in Teichen, die bei der vorliegenden Anwendung jeweils für ein ftaus gedacht sind und ca. im3 gross sind Leitflächen 21 anbringen, die so gestaltet sind, dass sich an ihrer Oberseite eine Schlammschicht bildet und zugleich eine Wasserzirkulation entsteht, die den Sauerstoff an den Boden des neichs befördert0 Wenn man die Leitflächen in der Weise durchlässig gestaltet, dass der Schlamm sie durchdringt, z. B. mit textilem Gewebe, entsteht an der Unterseite ein inniger Kontakt zwischen Luftbläschen und 'ichlammO Gern. Fig. 4b kann man auch mehrere solche Leitflächen über= einander anordnen Bei Anbringung der Klärteiche im blau; lot es sinnvoll, die Belitftungsluft nicht einzupressen, sondern dichte Deckel vorzusehen und die Luft abzusaugen ( Wasserpf#ifenprinzip) Man vermeidet so Geruchsbelästigungen.
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Claims (11)

Abwasserlose Haustechnik. Patentansprüche.

1. Abwasserlose Haustechnik, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Abwassers, vorzugsweise der schwächer befrachtete Teil (Dünnwasser) biologisch geklärt wird und der Rest, vorzugsweise der stärker befrachtete Teil (Dickwasser) durch Destillation zu Kondenswasser geklärt wird, und dass Kondenswasser dem biologisch geklärten Dünnwasser beigemischt und das Gemisch erneut als Brauchwasser verwendet wird.

2. Abwasserlose Haustechnik nach Anspruch 1, dadurch gekenn= zeichnet, dass Kondenswasser durch geeignete Massnahmen, z.B. Mineralisierung, Belüftung und Desinfektion zu Trinkwasser aufbereitet wird, dass Überschüsse bzw.

Fehlmengen durch eine Zisterne ausgeglichen werden, dergestalt, dass auch eine von aussen kommende Wasserversorgung entfallen kann.

3. Abwasserlose Haustechnik nach Anspruch 1, dadurch gekenn= zeichnet, dass der Destillation eine biologische Klärung vorgeschaltet ist.

4. Abwasserlose Haustechnik nach Anspruch 1, dadurch gekenn= zeichnet, dass die für die Destillation benötigte Energie aus Heizenergie,und-oder Solarenergie und-oder der Abwärme von Wärmekraftmaschinen dergestalt entnommen wird, dass keine gesonderte Energie bereitgestellt werden muss.

5. Destillator nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Boiler 1 einen Sumpf 15 besitzt, an dem nur geringer Wärmetausch stattfindet, dergestalt, dass sich hier Sedimentationen ansammeln können, ohne an der Wandung anzukleben, und dass er ein unteres Trockenfach enthält, in dem Schlämme und Konzentrate ausgetrocknet werden.

6. Destillator nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsgase über die Wasseroberfläche im Boiler geleitet werden, sodass durch Kontakt mit der Wasseroberfläche Abgasreinigung stattfindet.

7. Destillator nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gerät 14 in die Wasseroberfläche eintaucht, das durch Verspritzen von Wasser und Peuchthalten der oberen Abdeckung einen innigen Abgas-Wasser-Kontakt erzeugt.

8. Destillator nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass hinter lichtdurchlässigen Abdeckungen 11 und 12 ein Plüssigkeitsbehälter 10 liegt, dessen Verdunstungsoberfläche durch eine feuchtgehaltene Schicht 16 vergrössert werden kann, dergestalt, dass bei Einstrahlung eine aufwärtsgerich= tete Strömung mit Dampraufnahme und zwischen den Abde<Skungen 11, 12 eine abwärts'gerichtete Strömung mit Kondensation entsteht,

9. Destillator nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Bereich ein der Warmwasserbereitung dienender Wärmetauscher 13 eingebaut ist.

10. Abwasserlose Haustechnik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an sich bekannte belüftete Teiche 20 mit Leitflächen 21 versehen werden, die durch Verlängerung des Wegs der Belüftungsluft einen innigen Kontakt zwischen Luft und Wasser erzeugen und die wirksame Fläche durch Schaffung einer weiteren Schlammschicht vergrössern.

11. Leitflächen nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet dass sie aus durch#lässigem Material bestehen, das vom aufliegenden Schlamm abgedichtet wird, dergestalt, das ein Kontakt zwischen der Schlammunterseite und der daran entlangperlenden Luft entsteht.