EP0551079B1 - Kanalisationssystem für Gebäude und Fahrzeuge, insbesondere Reisezugwagen - Google Patents

Kanalisationssystem für Gebäude und Fahrzeuge, insbesondere Reisezugwagen Download PDF

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EP0551079B1
EP0551079B1 EP93100047A EP93100047A EP0551079B1 EP 0551079 B1 EP0551079 B1 EP 0551079B1 EP 93100047 A EP93100047 A EP 93100047A EP 93100047 A EP93100047 A EP 93100047A EP 0551079 B1 EP0551079 B1 EP 0551079B1
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Peter Fabel
Ulrich Coenes
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Duewag AG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D5/00—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D11/00—Other component parts of water-closets, e.g. noise-reducing means in the flushing system, flushing pipes mounted in the bowl, seals for the bowl outlet, devices preventing overflow of the bowl contents; devices forming a water seal in the bowl after flushing, devices eliminating obstructions in the bowl outlet or preventing backflow of water and excrements from the waterpipe
    • E03D11/02—Water-closet bowls ; Bowls with a double odour seal optionally with provisions for a good siphonic action; siphons as part of the bowl
    • E03D11/11—Bowls combined with a reservoir, e.g. containing apparatus for disinfecting or for disintegrating

Definitions

  • the invention relates to a digestor sewer system for buildings (see US-A-4,107,795) and vehicles, especially passenger coaches, with a wastewater generating unit, for example a water closet or a kitchen sink, and one Transport route for connecting the unit to a container.
  • the invention has for its object a sewer system of the generic type in the simplest possible and inexpensive way to design that accruing Environmental waste water in the form of perfectly cleaned, germ-free water can be easily supplied, residues in the form of solids in the waste water should be avoided.
  • the transport path is provided with a cutting device for comminuting solid parts of the wastewater, a filter bed for the biological decomposition of the comminuted solid parts being arranged essentially in CO 2 and water, and the container also being a Device for the evaporation of both the waste water and the water produced by the biological decomposition and a condensation space open to the atmosphere.
  • a waste water generating unit 1 here a water closet, is located in the end area of the passenger car whose Floor 9 is drawn in dash-dotted lines.
  • This unit 1 For flushing this unit 1 via a downpipe 10 on a domestic water tank 11 connected. Sewage and faeces get into it via a transport route 2 into a disposal container 3, wherein the transport route 2 consists essentially of one Pipeline 2b and a pump 2c with an integrated Cutting unit 2a for crushing solids in the Sewage exists.
  • the pipe 2b also contains one Non-return valve 2d to the transport route 2 in view on the high speed traffic towards the Close toilet unit 1 pressure-tight.
  • a filter bed 6 made of specially prepared, natural filter fibers is arranged within the container 3.
  • This filter bed 6 is used for the biological decomposition of solids in the wastewater with the help of bacteria and organisms, which are mainly contained in human waste.
  • Decomposition mainly produces CO 2 and water.
  • the CO 2 passes through an opening 7a in a vent line 7 to the outside.
  • the biologically acting filter bed 6 is supplied with oxygen through the opening 7a.
  • the biological decomposition is further promoted by the cutting of the solids by the cutting unit 2a.
  • the wastewater and the water resulting from the decomposition flow into a storage chamber 8 within the container 6 and from this chamber 8 to a device 4 for Evaporate.
  • the device 4 is essentially from the actual evaporation space 4a and a heating element 4b formed, which is preferably operated electrically, but also designed for other energy sources - such as propane gas can be.
  • the water vapor passes through an outflow pipe 4c into a condensation room 5.
  • the condensate is concerned perfectly cleaned, germ-free water, the constantly exits through the drain pipe 5a. Small quantities Excess water vapor escapes through the vent line 7.
  • the outflow pipe 4c is like this formed that no condensate in the evaporation space 4a can drip.
  • a partition 12 Between the container-side space of the filter bed 6 and the storage chamber 8 is a partition 12, whose The height determines the volume of a water reservoir, which is favorable for balancing peaks in operations.
  • the the same purpose serves a partition 12 'between the pantry 8 and the evaporation chamber 4a, with the water collecting there and one not shown Volume switch the supply of energy for the heating element 4b is controlled.
  • the heating element 4b one can average evaporation rate of 4 liters per hour and WC unit 1 can be assumed. For cost reasons and also with a view to as even a utilization as possible it is recommended to have two toilet units on one disposal container 3 to connect, in the area of the middle of the carriage is arranged. If you increase the necessary average Capacity of 8 liters per hour and car taking into account from operational peaks to about 20 for safety reasons Liters, this is an output of 12.5 kW for the heating element 4b sufficient.
  • the container 3 does not have two for this shown connections (inlet and return).
  • the rinse water can easily into the public sewer be directed.
  • the evaporation space 4a should be for one also only to be carried out at larger intervals Elimination of minerals in the evaporation stay behind, easily accessible or removable from the outside be.
  • the described disposal container 3 can because of its effective way of working and the constant possibility of running run much smaller than clean water the well-known collecting tanks in high-speed trains. Of the Containers also take up less installation space. Furthermore the evaporation process has a favorable effect on operational safety out; icing in particular becomes reliable prevented.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Digestor-Kanalisationssystem für Gebäude (siehe US-A-4,107,795) und Fahrzeuge, insbesondere Reisezugwagen, mit einer Abwasser erzeugenden Einheit, beispielsweise ein Wasserklosett oder eine Küchenspüle, und einer Transportstrecke zum Verbinden der Einheit mit einem Behälter.
Die Beseitigung von Abwasser und Fäkalien bereitet insbesondere bei Reisezügen zunehmend Probleme, vor allem im Hinblick auf den Schutz der Umwelt sowie auf die Ästhetik und das Lebensgefühl moderner Menschen. Das seit Jahrzehnten angewandte und in vielen Zügen auch heute noch übliche Prinzip offener Fallrohre läuft den vorgenannten Gesichtspunkten zuwider. Im Zusammenhang mit der Einführung des Hochgeschwindigkeitsverkehrs und der damit verbundenen Zunahme von Tunnelstrecken sind geschlossene Toilettensysteme erforderlich. Dabei wurde zunächst an chemisch wirkende Systeme gedacht, die jedoch wegen der eingesetzten Chemikalien im Sinne des Umweltschutzes ebenfalls nachteilig sind.
In Hochgeschwindigkeitszügen kommen deshalb geschlossene Toilettensysteme zum Einsatz, bei denen Abwasser und Fäkalien in fahrzeugseitig angeordneten Tanks gesammelt werden, wobei diese Tanks aus Gewichtsgründen ein nur für wenige Tage ausreichendes Volumen aufweisen (siehe DE-PS 29 32 585). Die beispielsweise in viertätigem Rhythmus erforderliche Entleerung der Sammeltanks geschieht in den Endbahnhöfen der Hochgeschwindigkeitszüge mit der Folge, daß die ohnehin stark belasteten örtlichen Kommunen zusätzlich das eigentliche Entsorgungsproblem bewältigen müssen. Außerdem entstehen der Eisenbahngesellschaft hohe Kosten für eine entsprechende Infrastruktur, um den Transport der Abwasser und Fäkalien von den Zügen zur kommunalen Entsorgungsstelle technisch sicher und frei von Belästigungen durchzuführen.
Eine Ausdehnung der geschlossenen Toilettensysteme mit Sammeltanks auf den gesamten Eisenbahnverkehr scheitert derzeit an den kommunalen Entsorgungskapazitäten und den hohen Infrastrukturkosten, die dann nicht nur an den Endbahnhöfen der Hochgeschwindigkeitszüge geschaffen bzw. aufgewendet werden müßten. Das Problem der Entsorgung gilt gleichermaßen zum Beispiel für sanitäre Anlagen im Bereich von Fernstraßen und für Wochenendhäuser.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kanalisationssystem der gattungsgemäßen Art auf möglichst einfache und kostengünstige Weise so zu gestalten, daß anfallendes Abwasser der Umwelt in Form einwandfrei gereinigten, keimfreien Wassers ohne weiteres zugeführt werden kann, wobei Rückstände in Form von Feststoffanteilen des Abwassers vermieden werden sollen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Transportstrecke mit einem Schneidwerk zum Zerkleinern von Feststoffanteilen des Abwassers versehen ist, wobei innerhalb des Behälters ein Filterbett für die biologische Zersetzung der zerkleinerten Feststoffanteile im wesentlichen in CO2 und Wasser angeordnet ist, und wobei der Behälter ferner eine Einrichtung für das Verdampfen sowohl des Abwassers als auch des durch die biologische Zersetzung entstehenden Wassers und einen zur Atmosphäre hin offenen Kondensationsraum aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1
ein Abwasserkanalisationssystem, angeordnet in einem Reisezugwagen,
Fig. 2
den in Fig. 1 dargestellten Behälter 3 in vergrößertem Maßstab.
Eine Abwasser erzeugende Einheit 1, hier ein Wasserklosett, befindet sich im Endbereich des Reisezugwagens, dessen Fußboden 9 strichpunktiert gezeichnet ist. Zur Spülung ist diese Einheit 1 über ein Fallrohr 10 an einem Brauchwasserbehälter 11 angeschlossen. Abwasser und Fäkalien gelangen über eine Transportstrecke 2 in einen Entsorgungsbehälter 3, wobei die Transportstrecke 2 im wesentlichen aus einer Rohrleitung 2b und einer Pumpe 2c mit einem integrierten Schneidwerk 2a für das Zerkleinern von Feststoffanteilen im Abwasser besteht. Die Rohrleitung 2b enthält ferner eine Rückschlagklappe 2d, um die Transportstrecke 2 im Hinblick auf den Hochgeschwindigkeitsverkehr in Richtung auf die WC-Einheit 1 druckdicht zu verschließen.
Innerhalb des Behälters 3 ist ein Filterbett 6 aus speziell aufbereiteten, natürlichen Filterfasern angeordnet. Dieses Filterbett 6 dient der biologischen Zersetzung von Feststoffanteilen des Abwassers mit Hilfe von Bakterien und Organismen, die vorwiegend in den menschlichen Ausscheidungen enthalten sind. Bei der Zersetzung entstehen hauptsächlich CO2 und Wasser. Das CO2 gelangt über eine Öffnung 7a in einer Entlüftungsleitung 7 ins Freie. Umgekehrt wird das biologisch wirkende Filterbett 6 durch die Öffnung 7a mit Sauerstoff versorgt. Die biologische Zersetzung wird im übrigen durch das Zerkleinern der Feststoffanteile durch das Schneidwerk 2a gefördert.
Das Abwasser und das durch die Zersetzung entstehende Wasser fließen in eine Vorratskammer 8 innerhalb des Behälters 6 und von dieser Kammer 8 aus zu einer Einrichtung 4 zum Verdampfen. Die Einrichtung 4 ist im wesentlichen aus dem eigentlichen Verdampfungsraum 4a und einem Heizelement 4b gebildet, das vorzugsweise elektrisch betrieben wird, aber auch für andere Energiequellen - wie Propangas - ausgelegt sein kann. Der Wasserdampf gelangt über ein Ausströmrohr 4c in einen Kondensationsraum 5. Bei dem Kondensat handelt es sich um einwandfrei gereinigtes, keimfreies Wasser, das ständig durch das Ablaufrohr 5a austritt. Geringe Mengen überschüssigen Wasserdampfes entweichen über die Entlüftungsleitung 7. Gemäß Fig. 2 ist das Ausströmrohr 4c so ausgebildet, daß kein Kondensat in den Verdampfungsraum 4a tropfen kann.
Zwischen dem behälterseitigen Raum des Filterbettes 6 und der Vorratskammer 8 befindet sich eine Trennwand 12, deren Höhe bestimmend ist für das Volumen eines Wasserreservoirs, das für einen Ausgleich von Betriebsspitzen günstig ist. Dem gleichen Zweck dient eine Trennwand 12' zwischen der Vorratskammer 8 und dem Verdampfungsraum 4a, wobei über das sich dort sammelnde Wasser und einen nicht dargestellten Volumenschalter die Zufuhr von Energie für das Heizelement 4b gesteuert wird.
Bezüglich der Auslegung des Heizelements 4b kann von einer mittleren Verdampfungsleistung von 4 Liter pro Stunde und WC-Einheit 1 ausgegangen werden. Aus Kostengründen und auch im Hinblick auf eine möglichst gleichmäßige Auslastung empfiehlt es sich, zwei WC-Einheiten an einen Entsorgungsbehälter 3 anzuschließen, der im Bereich der Wagenlängsmitte angeordnet ist. Vergrößert man die dann notwendige mittlere Leistung von 8 Liter pro Stunde und Wagen unter Berücksichtigung von Betriebsspitzen sicherheitshalber auf etwa 20 Liter, so ist eine Leistung von 12,5 kW für das Heizelement 4b ausreichend.
Bei normaler Benutzung entstehen im Filterbett 6 so wenig Rückstände, daß eine Durchspülung erst nach einigen Monaten erforderlich ist. Der Behälter 3 hat dafür zwei nicht dargestellte Anschlüsse (Einlauf und Rücklauf). Das Spülwasser kann ohne weiteres in die öffentliche Kanalisation geleitet werden. Der Verdampfungsraum 4a sollte für eine ebenfalls erst in größeren Zeitabständen durchzuführende Beseitigung von Mineralstoffen, die bei der Verdampfung zurückbleiben, von außen leicht zugänglich oder herausnehmbar sein.
Der beschriebene Entsorgungsbehälter 3 kann wegen seiner effektiven Arbeitsweise und des ständig möglichen Ablaufens von sauberem Wasser wesentlich kleiner ausgeführt werden als die bekannten Sammeltanks in Hochgeschwindigkeitszügen. Der Behälter beansprucht also auch weniger Einbauraum. Außerdem wirkt sich der Verdampfungsprozeß günstig auf die Betriebssicherheit aus; insbesondere eine Vereisung wird zuverlässig verhindert.

Claims (4)

  1. Kanalisationssystem für Gebäude und Fahrzeuge, insbesondere Reisezugwagen, mit einer Abwasser erzeugenden Einheit (1) beispielsweise ein Wasserklosett oder eine Küchenspüle, und einer Transportstrecke (2) zum Verbinden der Einheit (1) mit einem Behälter (3), wobei die Transportstrecke (2) mit einem Schneidwerk (2a) zum Zerkleinern von Feststoffanteilen des Abwassers versehen ist, wobei innerhalb des Behälters (3) ein Filterbett (6) für die biologische Zersetzung der zerkleinerten Feststoffanteile im wesentlichen in CO2 und Wasser angeordnet ist, und wobei der Behälter (3) ferner eine Einrichtung (4) für das Verdampfen sowohl des Abwassers als auch des durch die biologische Zersetzung entstehenden Wassers und einen zur Atmosphäre hin offenen Kondensationsraum (5) aufweist.
  2. Kanalisationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (3) eine vom Kondensationsraum (5) ausgehende Entlüftungsleitung (7) für überschüssigen Wasserdampf aufweist.
  3. Kanalisationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Entlüftungsleitung (7) eine der Zufuhr von Sauerstoff zu dem biologisch wirkenden Filterbett (6) dienende Öffnung (7a) vorhanden ist, aus der andererseits CO2 austreten kann.
  4. Kanalisationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (3) zumindest eine Vorratskammer (8) enthält, aus der das Abwasser und das durch die biologische Zersetzung entstehende Wasser dosiert der Verdampfungseinrichtung (4) zugeführt wird.
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