EP1516682A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Spülen und Entleeren eines mit feststoffartigen Rückständen gefüllten Rückstandtanks einer biologischen Kläranlage - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Spülen und Entleeren eines mit feststoffartigen Rückständen gefüllten Rückstandtanks einer biologischen Kläranlage Download PDF

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EP1516682A1
EP1516682A1 EP04021191A EP04021191A EP1516682A1 EP 1516682 A1 EP1516682 A1 EP 1516682A1 EP 04021191 A EP04021191 A EP 04021191A EP 04021191 A EP04021191 A EP 04021191A EP 1516682 A1 EP1516682 A1 EP 1516682A1
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EP
European Patent Office
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tank
liquid
residue
suction
residues
Prior art date
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EP04021191A
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English (en)
French (fr)
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EP1516682B1 (de
Inventor
Carl Wagemann
Willem G.J. Gooren
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Wagemann GmbH
Original Assignee
Wagemann GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • B08B5/02—Cleaning by the force of jets, e.g. blowing-out cavities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
    • B08B9/08—Cleaning containers, e.g. tanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
    • B08B9/08—Cleaning containers, e.g. tanks
    • B08B9/093—Cleaning containers, e.g. tanks by the force of jets or sprays

Definitions

  • the present invention relates to a method and a corresponding Device for cleaning and emptying one with solids-like residues filled residue tanks of a biological wastewater treatment plant, as for example used in passenger trains.
  • the French Bahn uses, for example, vacuum toilets with "eau di", while the German and Austrian railway vacuum toilets with conventional Use rinsing water.
  • organic toilets which are used for example by the Swiss railway.
  • the present invention is therefore based on the object, an improved Method and an improved device for rinsing and emptying to provide the residue tanks of a biological wastewater treatment plant with which can achieve improved cleaning results and preferably allow automation of the cleaning and emptying process.
  • the present invention is based on the idea of the purification process to run according to a defined scheme. Furthermore it was recognized that it is beneficial when vacuuming the softened and Whirled residues from the tank at least temporarily at the same time continue to supply liquid for suction and / or in suction pauses, because it can achieve an improved cleaning result. Especially this achieves an improved softening of the residues, and the mass discharged from the tank is thereby diluted so that it can be better derived from the tank. Furthermore, an overflow of the Tank to be prevented.
  • the method according to the invention can be automated in a simple manner, so that it no longer depends on a user, whether, how often, how long and in what order which steps of the method are performed. Based on empirical values, the durations of the individual Steps and other parameters, such as the pressure of the supplied Medium, the amount of liquid supplied and in particular the Times and durations of the liquid supply during the suction process be set. Operating errors, in the known method can lead to poor cleaning results are thus largely ruled out, and it can be ensured that the residue tank always completely emptied and thoroughly rinsed.
  • the amount of liquid supplied and the sucked residue amount are detected, for which appropriate Flow measuring means are provided, for example, an inductive Flow meter for measuring the amount coming out of the tank Solids, and that the supply of liquid into the tank during aspiration is controlled so that the tank does not overflow.
  • appropriate Flow measuring means for example, an inductive Flow meter for measuring the amount coming out of the tank Solids, and that the supply of liquid into the tank during aspiration is controlled so that the tank does not overflow.
  • the supply the liquid in the first step and the supply of the high pressure Medium at least temporarily at the same time in the second step, especially completely at the same time and by supplying an under High-pressure liquid, in particular water, take place.
  • the first and second step are thus summarized, so that the soothing of the Residues and whirling occur substantially simultaneously.
  • These Design is used in particular when no supply with compressed air is available, but only a supply of Water or other liquid under high pressure.
  • design can also be provided that the supply of the liquid and the supply of the high-pressure medium (in particular Air) through a single supply line internally, for example, split into two is, is realized.
  • the extracted residue quantity is detected, for which purpose suitable residue flow means provided are, and that the cleaning process starts again when the Do not aspirate a first predetermined over a predetermined period of time Residue is sucked off. So it can be determined if that Softening and stirring up the residues was sufficient, so that the Residues can be sucked off. If not enough residue have been softened and stirred up, this is in this embodiment the method according to the invention automatically detected and leads to a new start of the procedure.
  • the detection result of the residue amount may be used will determine if a second predetermined amount of residue sucked was so that the tank is completely empty of residues.
  • the second Residual amount can be a corresponding to the tank size and possibly be according to the cleaning interval certain experience size.
  • the individual steps of the invention take place Method in a preferred embodiment timed and automatic, the parameters of the timing to be cleaned and emptying tank are customizable.
  • the inventive Device and the inventive method also adaptive be configured to the parameters according to learned experience to hire or improve independently.
  • the device according to the invention is a mobile device configured, wherein the liquid supply means a liquid reservoir and the suction device comprises a vacuum pump. Further may be used to supply the medium (e.g., air) under high pressure suitable device, e.g. a compressor, be provided.
  • suitable device e.g. a compressor
  • the liquid supply means a liquid connection for connection to a liquid supply line
  • the suction device have a vacuum connection for connection to a vacuum line.
  • several such stationary devices can be used in one Cleaning hall for trains to be arranged at certain intervals Simultaneously several bio-toilets of the train to be cleaned to empty and to clean.
  • sensor means for determining whether the liquid supply device, the medium supply device and the suction device with the tank are provided, are provided.
  • the sensor means can be determined be sure that the device is correctly coupled to the tank, so that a faulty cleaning due to faulty or unconnected lines, as is possible in the known device are excluded can.
  • Such sensor means may, for example, special signal generator or simple grounding lines to the connecting lines.
  • Fig. 1 shows schematically a first embodiment of an inventive Device for cleaning and emptying the residue tank of a biological Wastewater treatment plant.
  • the residue tank is referred to, in which some time a solid and dry mass of toilet paper, fecal matter and solid bodies as residues and therefore emptied from time to time and needs to be cleaned.
  • the tank has three connections, namely a first connection 11 for connecting a compressed air line L, a second port 12 for connecting a water supply W and a third terminal 13 for connection of a suction line V.
  • the inventive Cleaning device 2 has corresponding connections 21, 22, 23 to, in the present embodiment, stationary designed cleaning device 2 with compressed air or water to supply or the residues suck.
  • input terminals 31 and 32 are provided, with which the cleaning device 2 to a compressed air supply line 51st or a water supply line can be connected.
  • a discharge port 33 is further provided, with which the Cleaning device 2 connected to a vacuum supply line 53 can be at the suction vacuum for sucking the residues is provided from the tank 1.
  • the output terminals 21, 22, 23 are connected to the supply terminals 31, 32, 33 connected by controlled valves 41, 42, 43, which means a control device 24 are controllable. Further, in the connection line between water supply inlet 32 and water outlet 22 a Water flow meter 25 and in the connecting line between vacuum supply input 33 and vacuum outlet 23 a residue flowmeter 26 provided with which the introduced into the tank 1 amount of water or the amount of residue withdrawn from the tank can be.
  • a second method step S2 the partial or can overlap completely with method step S1, Compressed air is introduced into the tank 1 to that of the introduced water to stir up softened residue material.
  • the valve 41 for a opened for a predetermined period of time.
  • the actual suction takes place of the softened and fluidized residue material.
  • first (S3) by opening the valve 43 for a predetermined Period of time the vacuum applied to a first part of the softened and to suck up swirled residue material. But a better one
  • the cleaning and emptying results are then simultaneously or shortly after the valves 42 and 43 are opened, at least temporarily at the same time introduce water into the tank 1 and residue material to suck out of the tank.
  • step S5 is whether any residue material has been sucked or whether the sucked Residue amount above R is above a certain limit R1. So it may happen, for example, that in steps S1 and S4 the supplied water was insufficient to soften the residue material, so that afterwards only very little or no residue material is sucked off could be. If so, the process is restarted by started with step S1, including, for example, in step S1 More water can be added to the residue material again (and possibly better) soften. However, if it is determined in step S5 that sufficient residue material has been sucked off, can continue with the suction process (S6), which can also be repeated several times, continued be to cause a complete emptying and cleaning of the tank 1.
  • S6 suction process
  • step S7 a further check can optionally also be provided be tested on the basis of the determined, sucked residue amount R whether there is more than a second limit value R2 for the residue quantity was sucked off.
  • the second limit value R2 may be, for example, empirical determined limit value that indicates for a certain tank size, how many Residuals, for example, after a certain period of use of the assigned Organic toilet are included. It is thus determined in step S7 whether the tank is already completely emptied. If not, continues to suck (Step S6 or S4); if the tank is empty, the process is ended.
  • step S5 For evaluating the amount of residue R sucked off in step S5 (and possibly S7) is measured by the control unit 24 that of the residue meter 26 Residue amount evaluated.
  • Step S5 (and / or S7) may also be complete omitted, so that the suction S4 and S6 immediately after, and possibly repeated several times.
  • Measurement signal of the water flow meter 25 are evaluated (together with the amount of residue removed) to supply the more Stop water in good time before overfilling tank 1.
  • the durations of the individual steps of the cleaning process are automatic Implementation of the method given, but can also ever be adjusted individually to be cleaned tank. Furthermore, it can be provided be that the controller 24 is capable of learning and the measurement signals the flow meter 25 and 26 learns over time which time periods and, for example, how many repetitions of the suction operations to one optimal emptying and cleaning result. Furthermore, the Parameter also regionally differently be adjusted, there for example in some countries the proportion of toilet paper in the residue amount differently than in other countries and thus the strength of the residue quantity may vary greatly depending on the country or region.
  • FIG. 3 A further embodiment of a cleaning and emptying device according to the invention is shown schematically in Fig. 3.
  • the cleaning device 2 designed as a mobile unit.
  • a connection line WL for the supply of high-pressure Water provided.
  • Tank 1 or cleaning device 2 have to corresponding connections 17 and 27, respectively. That under the pressure standing water is thereby from the cleaning device 2 by means of a High pressure pump 28 is provided via the controllable valve 47, wherein as Water supply a water tank 29 is provided.
  • the water tank 29 accounts, provided an external water supply is possible.
  • a supply connection (not shown) may be provided.
  • a vacuum pump 20 is further provided with which generates a vacuum can be.
  • this vacuum are from the tank 1 the Sucked off residues and the residue output 34 of the cleaning device 2, for example in an external tank or the drainage channel, derived.
  • the cleaning process essentially takes place in this device identical as in the embodiment shown in Fig. 1. Only the Steps S1 and S2 (see FIG. 2) are summarized.
  • the water is also at high pressure in the extraction steps S4 and S6; However, it can also be provided that the pressure when feeding the Water in the tank 1 is set lower.
  • the cleaning device 2 To be able to determine whether the connection lines V and WL of the Cleaning device 2 are properly connected to the tank 1, are on sensors 13 corresponding to the connections 13 and 17 of the tank are provided, the cleaning device 2 a correct attachment of the connecting lines signal. For example, it can be provided that at missing signal the cleaning process can not be started at all can. In a simple embodiment, these sensors 18 are that a ground connection with a ground cable to the connecting lines, which are preferably designed as tubes can be produced got to. The cleaning device 2 is then signaled that all ground connections are made.
  • sensors may be provided which signal whether in the Hibernate all connection lines in their correct rest position, preferably located on the cleaning device 2. This can be appropriate Status displays are provided, which signal per connecting line, whether a correct stowage is given. Corresponding status lights can also be provided for the correct mounting position.
  • Drainage tanks of biological sewage treatment plants can be emptied more thoroughly and rinse. In particular, it can be reliably ensured that the tank is constantly emptied.
  • An automated process is also possible.
  • the invention is preferably used for cleaning residue tanks of organic toilets in passenger trains. Such organic toilets or biological
  • sewage treatment plants are also used elsewhere, for example in Toilet trolley at major events or in permanently installed toilets large event centers such as trade fair or concert halls.
  • the invention can in principle be used for all types of biological wastewater treatment plants. regardless of the intended use and scope of biological Wastewater treatment plant.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung (2) zum Reinigen und Entleeren eines mit feststoffartigen Rückständen gefüllten Rückstandtanks (1) einer biologischen Kläranlage. Um eine zuverlässige und gründliche Entleerung und Reinigung des Rückstandtanks zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß ein Verfahren vorgeschlagen mit den Schritten: Zuführen einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, in den Tank zum Aufweichen der Rückstände, Zuführen eines unter Hochdruck stehenden Mediums, insbesondere Luft, in den Tank zum Aufwirbeln der Rückstände, und Absaugen der aufgeweichten und aufgewirbelten Rückstände aus dem Tank, wobei zumindest zeitweise während des Absaugens und/oder in Absaugpausen in den Tank weitere Flüssigkeit zugeführt wird. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zum Reinigen und Entleeren eines mit feststoffartigen Rückständen gefüllten Rückstandtanks einer biologischen Kläranlage, wie sie beispielsweise in Personenzügen zum Einsatz kommen.
In Zügen kommen verschiedene Toilettentypen zum Einsatz. Die französische Bahn setzt beispielsweise Vakuum-Toiletten mit "eau bleu" ein, während die deutsche und die österreichische Bahn Vakuumtoiletten mit herkömmlichem Spülwasser einsetzen. Darüber hinaus gibt es aber auch sogenannten Bio-Toiletten, die beispielsweise von der schweizerischen Bahn eingesetzt werden.
Bei diesen Bio-Toiletten, die nach dem Prinzip einer biologischen Kläranlage funktionieren, werden die anfallenden Feststoffe in einem Rückstandtank kompostiert. Die anfallende Flüssigkeit wird bei derartigen Bio-Toiletten auf die Schienen abgelassen. Der Rückstandtank mit den feststoffartigen Rückständen muss regelmäßig entleert und gereinigt werden, je nach Intensität der Benutzung der angeschlossenen Toiletten beispielsweise in Zeitabständen zwischen 4 Wochen und 3 Monaten. Je länger der zeitliche Abstand zwischen den Entleerungen ist, desto fester und trockener wird die Rückstandmasse aus Toilettenpapier, Fäkalien und Festkörpern, die dann einen feststoffartigen Zustand ähnlich wie Pappmaché einnehmen. Ein herkömmliches Absaugen der Rückstände aus dem Rückstandtank ist somit nicht möglich.
Bei einem bekannten Verfahren zum Reinigen und Entleeren eines solchen Tanks wird der Inhalt des Tanks zunächst mit Wasser aufgeweicht. Da die Rückstände jedoch einen festen Klumpen bilden, wird dabei meist nur die Oberfläche aufgeweicht. Anschließend wird mit Druckluft bei reduziertem oder abgestelltem Wasserzulauf der Inhalt verwirbelt. Schließlich wird der Rückstandtank mittels einer Vakuumpumpe abgesaugt. Allerdings lässt sich bei dem bekannten Verfahren, dessen Verfahrensschritte nacheinander manuell von einem Benutzer vorgenommen werden müssen, nicht eindeutig feststellen, ob der Rückstandtank ausreichend gespült und entleert wurde. Es hängt vielmehr vom Benutzter ab, ob, wie oft, wie lange und in welcher Reihenfolge das Verfahren wiederholt wird und damit sichergestellt ist, dass der Rückstandtank leer ist. Gegenwärtig werden die Rückstandtanks mit einer mobilen Anlage gespült und entleert. Dabei kann es aufgrund von Fehlbedienungen zu schlechten Reinigungsresultaten kommen, also beispielsweise zu nicht komplett geleerten Rückstandtanks. Außerdem kann die Reinigungszeit sehr lange dauern.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zum Spülen und Entleeren der Rückstandtanks einer biologischen Kläranlage bereitzustellen, mit denen sich verbesserte Reinigungsresultate erzielen lassen und die vorzugsweise eine Automatisierung des Reinigungs- und Entleerungsverfahrens zulassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst mit den Schritten:
  • Zuführen einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, in den Tank zum Aufweichen der Rückstände,
  • Zuführen eines unter Hochdruck stehenden Mediums, insbesondere Luft, in den Tank zum Aufwirbeln der Rückstände, und
  • Absaugen der aufgeweichten und aufgewirbelten Rückstände aus dem Tank, wobei zumindest zeitweise während des Absaugens und/oder in Absaugpausen in den Tank weitere Flüssigkeit zugeführt wird.
Eine entsprechende Vorrichtung ist in Anspruch 7 angegeben, die ausgestaltet ist mit:
  • einer Flüssigkeitszufuhreinrichtung zum Zuführen einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, in den Tank zum Aufweichen der Rückstände,
  • einer Mediumzufuhreinrichtung zum Zuführen eines unter Hochdruck stehenden Mediums, insbesondere Luft, in den Tank zum Aufwirbeln der Rückstände,
  • einer Absaugeinrichtung zum Absaugen der aufgeweichten und aufgewirbelten Rückstände aus dem Tank, und
  • einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Reinigungs- und Entleerungsvorgangs derart, dass zumindest zeitweise während des Absaugens und/oder in Absaugpausen weitere Flüssigkeit von der Flüssigkeitszufuhreinrichtung in den Tank zugeführt wird.
Die vorliegende Erfindung basiert dabei auf dem Gedanken, das Reinigungsverfahren nach einem definierten Schema ablaufen zu lassen. Des weiteren wurde erkannt, dass es vorteilhaft ist, beim Absaugen der aufgeweichten und aufgewirbelten Rückstände aus dem Tank zumindest zeitweise gleichzeitig zum Absaugen und/oder in Absaugpausen weiterhin Flüssigkeit zuzuführen, da dadurch ein verbessertes Reinigungsergebnis erzielt werden kann. Insbesondere wird dadurch ein verbessertes Aufweichen der Rückstände erreicht, und die aus dem Tank ausgeleitete Masse wird dadurch so verdünnt, dass sie sich besser aus dem Tank ableiten lässt. Ferner kann ein Überlaufen des Tank verhindert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auf einfache Weise automatisieren, so dass es nicht mehr von einem Benutzer abhängt, ob, wie oft, wie lange und in welcher Reihenfolge welche Schritte des Verfahrens durchgeführt werden. Basierend auf Erfahrungswerten können die Zeitdauern der einzelnen Schritte sowie andere Parameter, wie beispielsweise der Druck des zugeführten Mediums, die Menge der zugeführten Flüssigkeit und insbesondere die Zeitpunkte und Zeitdauern der Flüssigkeitszuführung während des Absaugvorgangs eingestellt werden. Fehlbedienungen, die bei den bekannten Verfahren zu schlechten Reinigungsresultaten führen können, sind somit weitgehend ausgeschlossen, und es kann sichergestellt werden, dass der Rückstandtank immer vollständig entleert und gründlich gespült ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In einer ersten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zum Absaugen der aufgeweichten und aufgewirbelten Rückstände in einem ersten Schritt nur Rückstände ohne zusätzliche Flüssigkeitszufuhr in den Tank abgesaugt werden und dass in einem zweiten Schritt während des Absaugens in den Tank weitere Flüssigkeit zugeführt wird, wobei der zweite Schritt mehrfach ausgeführt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass in dem ersten Schritt die bereits aufgeweichten Rückstände an der Oberfläche abgesaugt werden, dass aber danach tiefer liegende Schichten zum Absaugen wieder mit zusätzlicher Flüssigkeit aufgeweicht werden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die zugeführte Flüssigkeitsmenge und die abgesaugte Rückstandsmenge erfasst werden, wozu geeignete Durchflussmessmittel vorgesehen sind, beispielsweise ein induktives Durchflussmessgerät zur Messung der aus dem Tank herauskommenden Feststoffe, und dass die Zufuhr der Flüssigkeit in den Tank während des Absaugens derart gesteuert wird, dass der Tank nicht überläuft.
Weiterhin ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass die Zufuhr der Flüssigkeit in dem ersten Schritt und die Zufuhr des unter Hochdruck stehenden Mediums in dem zweiten Schritt zumindest zeitweise gleichzeitig erfolgen, insbesondere vollständig gleichzeitig und durch Zufuhr einer unter Hochdruck stehenden Flüssigkeit, insbesondere Wasser, erfolgen. Der erste und zweite Schritt sind somit zusammengefasst, so dass das Aufweichen der Rückstände und das Aufwirbeln im Wesentlichen gleichzeitig erfolgen. Diese Ausgestaltung kommt insbesondere dann zur Anwendung, wenn keine Versorgung mit Druckluft zur Verfügung steht, sondern nur eine Versorgung mit Wasser bzw. einer anderen Flüssigkeit unter Hochdruck. In einer alternativen Ausgestaltung kann aber auch vorgesehen sein, dass die Zuleitung der Flüssigkeit und die Zuleitung des unter Hochdruck stehenden Mediums (insbesondere Luft) durch eine einzige Zuleitung, die intern beispielsweise zweigeteilt ist, realisiert wird.
Ferner ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die abgesaugte Rückstandsmenge erfasst wird, wozu geeignete Rückstandsdurchflussmittel vorgesehen sind, und dass das Reinigungsverfahren von neuem startet, wenn beim Absaugen über einen vorbestimmten Zeitraum nicht eine erste vorbestimmte Rückstandsmenge abgesaugt wird. Es kann also festgestellt werden, ob das Aufweichen und Aufwirbeln der Rückstände ausreichend war, so dass die Rückstände abgesaugt werden können. Falls doch nicht ausreichend Rückstände aufgeweicht und aufgewirbelt worden sind, wird dies bei dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens automatisch festgestellt und führt zu einem Neubeginn des Verfahrens.
Ferner kann das Erfassungsergebnis der Rückstandsmenge dazu verwendet werden festzustellen, ob eine zweite vorbestimmte Rückstandsmenge abgesaugt wurde, so dass der Tank vollständig leer von Rückständen ist. Die zweite Rückstandsmenge kann dabei ein entsprechend der Tankgröße und ggf. entsprechend dem Reinigungsintervall bestimmte Erfahrungsgröße sein.
Wie bereits erwähnt wurde, erfolgen die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausgestaltung zeitgesteuert und automatisch, wobei die Parameter der Zeitsteuerung an den zu reinigenden und entleerenden Tank anpassbar sind. Darüber hinaus können die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren auch lernfähig ausgestaltet sein, um die Parameter entsprechend gelernter Erfahrungswerte selbständig einzustellen oder zu verbessern.
Vorzugweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung als mobile Vorrichtung ausgestaltet, bei der die Flüssigkeitszufuhreinrichtung einen Flüssigkeitsvorratsbehälter und die Absaugeinrichtung eine Vakuumpumpe aufweisen. Ferner kann zur Versorgung mit dem Medium (z.B. Luft) unter Hochdruck eine geeignete Vorrichtung, z.B. ein Kompressor, vorgesehen sein. Alternativ kann die erfindungsgemäße Vorrichtung aber auch als stationäre Vorrichtung ausgestaltet sein, bei der die Flüssigkeitszufuhreinrichtung einen Flüssigkeitsanschluss zum Anschluss an eine Flüssigkeitszuleitung und die Absaugeinrichtung einen Vakuumanschluss zum Anschluss an eine Vakuumleitung aufweisen. Mehrere solcher stationärer Vorrichtungen können beispielsweise in einer Reinigungshalle für Züge in bestimmten Abständen angeordnet sein, um gleichzeitig mehrere Bio-Toiletten des zu reinigen Zuges zu entleeren und zu reinigen.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass Sensormittel zur Ermittlung, ob die Flüssigkeitszufuhreinrichtung, die Mediumzufuhreinrichtung und die Absaugeinrichtung mit dem Tank verbunden sind, vorgesehen sind. Durch die Sensormittel kann festgestellt werden, ob die Vorrichtung korrekt mit dem Tank verkoppelt ist, so dass eine fehlerhafte Reinigung aufgrund fehlerhaft oder nicht verbundener Leitungen, wie dies bei der bekannten Vorrichtung möglich ist, ausgeschlossen werden können. Solche Sensormittel können beispielsweise spezielle Signalgeber oder auch einfache Erdungsleitungen an den Verbindungsleitungen sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2
ein Flussdiagramm des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 3
eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reinigen und Entleeren des Rückstandtanks einer biologischen Kläranlage. Mit 1 ist der Rückstandtank bezeichnet, in dem sich nach gewisser Zeit eine feste und trockene Masse aus Toilettenpapier, Fäkalien und Festkörpern als Rückstände bilden und der deshalb von Zeit zu Zeit entleert und gereinigt werden muss. Dazu weist der Tank drei Anschlüsse auf, nämlich einen ersten Anschluss 11 zum Anschluss einer Druckluftleitung L, einen zweiten Anschluss 12 zum Anschluss einer Wasserzufuhr W und einen dritten Anschluss 13 zum Anschluss einer Absaugleitung V. Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung 2 weist entsprechende Anschlüsse 21, 22, 23 auf, um die in der vorliegenden Ausgestaltung stationär ausgestaltete Reinigungsvorrichtung 2 mit Druckluft bzw. Wasser zu versorgen bzw. die Rückstände abzusaugen. Ferner sind Eingangsanschlüsse 31 bzw. 32 vorgesehen, mit denen die Reinigungsvorrichtung 2 an eine Druckluftversorgungsleitung 51 bzw. eine Wasserversorgungsleitung angeschlossen werden kann. Zum Abführen der aus dem Tank 1 abgesaugten Rückstände aus der Reinigungsvorrichtung 2 ist ferner ein Abführungsanschluss 33 vorgesehen, mit dem die Reinigungsvorrichtung 2 an eine Vakuumversorgungsleitung 53 angeschlossen werden kann, an der ein Absaugvakuum zum Absaugen der Rückstände aus dem Tank 1 bereitgestellt wird.
Die Ausgangsanschlüsse 21, 22, 23 sind mit den Versorgungsanschlüssen 31, 32, 33 durch gesteuerte Ventile 41, 42, 43 miteinander verbunden, die mittels einer Steuereinrichtung 24 steuerbar sind. Ferner sind in der Verbindungsleitung zwischen Wasserversorgungseingang 32 und Wasserausgang 22 ein Wasserdurchflussmesser 25 und in der Verbindungsleitung zwischen Vakuumversorgungseingang 33 und Vakuumausgang 23 ein Rückstandsdurchflussmesser 26 vorgesehen, mit denen die in den Tank 1 eingeleitete Wassermenge bzw. die aus dem Tank ausgeleitete Rückstandsmenge erfasst werden kann.
Der mit dieser Vorrichtung durchführbare Entleerungs- und Reinigungsvorgang soll anhand des Flussdiagramms in Fig. 2 näher erläutert werden. Nachdem alle Verbindungen zwischen Tank 1 und Reinigungsvorrichtung 2 korrekt hergestellt wurden, wozu beispielsweise unterschiedliche Kupplungen zu verwenden sind, um Verwechslungen bei den Anschlüssen zu vermeiden, kann der Benutzer den Entleerungs- und Reinigungsvorgang starten. Sofern der Vorgang automatisch und programmgesteuert abläuft, was bevorzugt vorgesehen ist, kann dies durch Drücken einer (nicht gezeigten) Starttaste (oder durch eine andere Startmaßnahme) geschehen. In einem ersten Schritt S1 wird dann zunächst Wasser über die Versorgungsleitung W in den Tank 1 zugeführt. Dazu ist das Ventil 42 für eine vorbestimmte Zeitdauer geöffnet. Anschließend wird in einem zweiten Verfahrensschritt S2, der sich teilweise oder auch vollständig mit dem Verfahrensschritt S1 überschneiden kann, Druckluft in den Tank 1 eingebracht, um das von dem eingebrachten Wasser aufgeweichte Rückstandsmaterial aufzuwirbeln. Dazu ist das Ventil 41 für eine vorbestimmte Zeitdauer geöffnet. Anschließend erfolgt der eigentliche Absaugvorgang des aufgeweichten und aufgewirbelten Rückstandsmaterials. Dazu wird zunächst (S3) durch Öffnen des Ventils 43 für eine vorbestimmte Zeitdauer das Vakuum angelegt, um einen ersten Teil des aufgeweichten und aufgewirbelten Rückstandsmaterials abzusaugen. Um jedoch ein besseres Reinigungs- und Entleerungsergebnis zu erzielen, werden danach gleichzeitig oder kurz nacheinander die Ventile 42 und 43 geöffnet, um zumindest zeitweise gleichzeitig Wasser in den Tank 1 einzubringen und Rückstandsmaterial aus dem Tank abzusaugen. Beispielsweise öffnet zunächst das Ventil 43 und kurz danach das Ventil 42. Nachdem beide Ventile für einen Zeitraum geöffnet waren, wird dann zunächst das Ventil 42 wieder geschlossen, bevor das Ventil 43 geschlossen wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass nach einem bestimmten Zeitraum nach Durchführen des Verfahrensschritts S4 eine Prüfung in Schritt S5 durchgeführt wird, ob überhaupt Rückstandsmaterial abgesaugt wurde bzw. ob die abgesaugte Rückstandsmenge über R über einem bestimmten Grenzwert R1 liegt. So kann es beispielsweise vorkommen, dass in den Schritten S1 und S4 das zugeführte Wasser nicht ausgereicht hat, um das Rückstandsmaterial aufzuweichen, so dass danach nur sehr wenig oder kein Rückstandsmaterial abgesaugt werden konnte. Falls dies der Fall ist, wird das Verfahren erneut von vorne mit Schritt S1 gestartet, wozu beispielsweise in Schritt S1 auch noch mehr Wasser zugeführt werden kann, um das Rückstandsmaterial erneut (und ggf. besser) aufzuweichen. Falls jedoch in Schritt S5 festgestellt wird, dass ausreichend Rückstandsmaterial abgesaugt wurde, kann weiter mit dem Absaugvorgang (S6), der auch mehrfach wiederholt werden kann, fortgefahren werden, um eine vollständige Entleerung und Reinigung des Tanks 1 zu bewirken.
Schließlich kann als Schritt S7 auch eine weitere Prüfung optional vorgesehen sein, bei der anhand der ermittelten, abgesaugten Rückstandsmenge R geprüft wird, ob mehr als ein zweiter Grenzwert R2 für die Rückstandsmenge abgesaugt wurde. Der zweite Grenzwert R2 kann beispielsweise ein empirisch ermittelter Grenzwert sein, der für eine bestimmte Tankgröße angibt, wie viele Rückstände beispielsweise nach einer bestimmten Benutzungszeit der zugeordneten Bio-Toilette enthalten sind. Es wird also in Schritt S7 festgestellt, ob der Tank bereits vollständig entleert ist. Wenn nicht, wird weiter abgesaugt (Schritt S6 oder S4); wenn der Tank leer ist, wird das Verfahren beendet.
Zur Beurteilung der abgesaugten Rückstandsmenge R in Schritt S5 (und ggf. S7) wird von der Steuereinheit 24 die von dem Rückstandsmessgerät 26 gemessene Rückstandsmenge ausgewertet. Eine derartige Prüfung ist jedoch nicht zwingend erforderlich; der Schritt S5 (und/oder S7) kann auch vollständig entfallen, so dass die Absaugvorgänge S4 und S6 unmittelbar nacheinander, und gegebenenfalls mehrfach wiederholt, ausgeführt werden.
Um zu verhindern, dass der Tank 1 überläuft, kann ferner bevorzugt das Messsignal des Wasserdurchflussmessgeräts 25 ausgewertet werden (zusammen mit der abgeführten Rückstandsmenge), um die Zufuhr weiteren Wassers rechtzeitig vor Überfüllung des Tanks 1 zu stoppen.
Die Zeitdauern der einzelnen Schritte des Reinigungsverfahrens sind bei automatischer Durchführung des Verfahrens vorgegeben, können jedoch auch je nach zu reinigendem Tank individuell angepasst werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung 24 lernfähig ist und anhand der Messsignale der Durchflussmesser 25 und 26 mit der Zeit lernt, welche Zeitdauern und beispielsweise wie viele Wiederholungen der Absaugvorgänge zu einem optimalen Entleerungs- und Reinigungsergebnis führen. Ferner können die Parameter auch regional anders eingestellt sein, da beispielsweise in manchen Ländern der Anteil des Toilettenpapiers an der Rückstandsmenge anders ist als in anderen Ländern und somit der Festigkeitsgrad der Rückstandsmenge je nach Land oder Region ganz unterschiedlich ausfallen kann.
Eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Reinigungs- und Entleerungsvorrichtung ist schematisch in Fig. 3 gezeigt. Dabei ist die Reinigungsvorrichtung 2 als mobile Einheit ausgestaltet. Statt zweier separater Verbindungsleitungen zwischen Tank 1 und Reinigungsvorrichtung 2 für eine getrennte Zuführung von Wasser und Druckluft ist bei dieser Ausgestaltung eine einzige Verbindungsleitung WL für die Zuführung von unter Hochdruck stehendem Wasser vorgesehen. Tank 1 bzw. Reinigungsvorrichtung 2 weisen dazu entsprechende Anschlüsse 17 bzw. 27 auf. Das unter dem Hochdruck stehende Wasser wird dabei von der Reinigungsvorrichtung 2 mittels einer Hochdruckpumpe 28 über das steuerbare Ventil 47 bereitgestellt, wobei als Wasservorrat ein Wassertank 29 vorgesehen ist. Alternativ kann natürlich auch der Wassertank 29 entfallen, sofern eine externe Wasserversorgung möglich ist. Zum Anschluss an die externe Wasserversorgung kann dann auch ein Versorgungsanschluss (nicht gezeigt) vorgesehen sein.
Zum Absaugen der aufgeweichten und aufgewirbelten Rückstände aus dem Tank 1 ist ferner eine Vakuumpumpe 20 vorgesehen, mit der ein Vakuum erzeugt werden kann. Mittels dieses Vakuums werden aus dem Tank 1 die Rückstände abgesaugt und über den Rückstandausgang 34 der Reinigungsvorrichtung 2, beispielsweise in einen externen Tank oder den Abflusskanal, abgeleitet. Der Reinigungsvorgang läuft bei dieser Vorrichtung im Wesentlichen identisch ab wie bei der in Fig. 1 gezeigten Ausgestaltung. Lediglich die Schritte S1 und S2 (siehe Fig. 2) sind dabei zusammengefasst. Vorzugsweise steht auch das Wasser bei den Absaugschritten S4 und S6 unter Hochdruck; es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Druck beim Zuführen des Wassers in den Tank 1 niedriger eingestellt wird.
Um feststellen zu können, ob die Verbindungsleitungen V und WL von der Reinigungsvorrichtung 2 richtig an den Tank 1 angeschlossen sind, sind an den Anschlüssen 13 und 17 des Tanks entsprechende Sensoren 18 vorgesehen, die der Reinigungsvorrichtung 2 eine korrekte Anbringung der Verbindungsleitungen signalisieren. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei fehlendem Signal der Reinigungsvorgang überhaupt nicht gestartet werden kann. In einer einfachen Ausgestaltung bestehen diese Sensoren 18 darin, dass eine Erdungsverbindung mit einem Erdkabel an den Verbindungsleitungen, die vorzugsweise als Schläuche ausgebildet sind, hergestellt werden muss. Der Reinigungsvorrichtung 2 wird dann signalisiert, ob alle Erdungsverbindungen hergestellt sind.
Ferner können auch Sensoren vorgesehen sein, die signalisieren, ob sich im Ruhezustand alle Verbindungsleitungen in ihrer korrekten Ruheposition, vorzugsweise an der Reinigungsvorrichtung 2 befinden. Dazu können geeignete Statusanzeigen vorgesehen sein, die pro Verbindungsleitung signalisieren, ob eine korrekte Verstauung gegeben ist. Entsprechende Statuslampen können auch für die korrekte Montageposition vorgesehen sein.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich Rückstandtanks biologischer Kläranlagen gründlicher entleeren und spülen. Insbesondere kann zuverlässig sichergestellt werden, dass der Tank ständig entleert wird. Auch ein automatisierter Ablauf ist möglich. Bevorzugt wird die Erfindung eingesetzt zum Reinigen von Rückstandtanks von Bio-Toiletten in Personenzügen. Derartige Bio-Toiletten bzw. biologische Kläranlagen kommen jedoch auch anderswo zum Einsatz, beispielsweise in Toilettenwagen bei Großveranstaltungen oder in fest eingebauten Toiletten großer Veranstaltungszentren wie Messe- oder Konzerthallen. Die Erfindung ist jedoch grundsätzlich für alle Arten biologischer Kläranlagen einsetzbar, unabhängig vom Einsatzzweck und Anwendungsbereich der biologischen Kläranlage.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Reinigen und Entleeren eines mit feststoffartigen Rückständen gefüllten Rückstandtanks einer biologischen Kläranlage mit den Schritten:
    Zuführen einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, in den Tank zum Aufweichen der Rückstände,
    Zuführen eines unter Hochdruck stehenden Mediums, insbesondere Luft, in den Tank zum Aufwirbeln der Rückstände, und
    Absaugen der aufgeweichten und aufgewirbelten Rückstände aus dem Tank, wobei zumindest zeitweise während des Absaugens und/oder in Absaugpausen in den Tank weitere Flüssigkeit zugeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass zum Absaugen der aufgeweichten und aufgewirbelten Rückstände in einem ersten Schritt nur Rückstände ohne zusätzliche Flüssigkeitszufuhr in den Tank abgesaugt werden und dass in einem zweiten Schritt während des Absaugens in den Tank weitere Flüssigkeit zugeführt wird, wobei der zweite Schritt mehrfach ausgeführt werden kann.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführte Flüssigkeitsmenge und die abgesaugte Rückstandsmenge erfasst wird und dass die Zufuhr der Flüssigkeit in den Tank während des Absaugens derart gesteuert wird, dass der Tank nicht überläuft.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr der Flüssigkeit in dem ersten Schritt und die Zufuhr des unter Hochdruck stehenden Mediums in dem zweiten Schritt zumindest zeitweise gleichzeitig erfolgen, insbesondere vollständig gleichzeitig und durch Zufuhr einer unter Hochdruck stehenden Flüssigkeit, insbesondere Wasser, erfolgen.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die abgesaugte Rückstandsmenge erfasst wird, wobei das Erfassungsergebnis dazu verwendet wird, das Verfahren von neuem zu starten, wenn beim Absaugen über einen vorbestimmten Zeitraum nicht eine erste vorbestimmte Rückstandsmenge abgesaugt wird, oder das Verfahren zu beenden, wenn beim Absaugen eine zweite vorbestimmte Rückstandsmenge erreicht wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schritte zeitgesteuert und automatisch ablaufen, wobei die Parameter der Zeitsteuerung an den zu reinigenden und entleerenden Tank anpassbar sind.
  7. Vorrichtung zum Reinigen und Entleeren eines mit feststoffartigen Rückständen gefüllten Rückstandtanks einer biologischen Kläranlage mit:
    einer Flüssigkeitszufuhreinrichtung zum Zuführen einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, in den Tank zum Aufweichen der Rückstände,
    einer Mediumzufuhreinrichtung zum Zuführen eines unter Hochdruck stehenden Mediums, insbesondere Luft, in den Tank zum Aufwirbeln der Rückstände,
    einer Absaugeinrichtung zum Absaugen der aufgeweichten und aufgewirbelten Rückstände aus dem Tank, und
    einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Reinigungs- und Entleerungsvorgangs derart, dass zumindest zeitweise während des Absaugens und/oder in Absaugpausen weitere Flüssigkeit von der Flüssigkeitszufuhreinrichtung in den Tank zugeführt wird.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitszufuhreinrichtung und die Mediumzufuhreinrichtung als eine einzige Leitung, insbesondere zum Zuführen einer unter Hochdruck stehenden Flüssigkeit, insbesondere Wasser, ausgestaltet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass Flüssigkeitsdurchflussmessmittel zum Erfassen der zugeführten Flüssigkeit und Rückstandsdurchflussmessmittel zum Erfassen der abgesaugten Rückstände vorgesehen sind und dass die Steuereinrichtung ausgestaltet ist zur Steuerung der Zufuhr der Flüssigkeit in den Tank während des Absaugens derart, dass der Tank nicht überläuft.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass Rückstandsdurchflussmessmittel zum Erfassen der abgesaugten Rückstandsmenge vorgesehen sind und dass die Steuereinrichtung ausgestaltet ist zur Steuerung des Reinigungs- und Entleerungsvorgangs derart, dass das Erfassungsergebnis dazu verwendet wird, das Verfahren von neuem zu starten, wenn beim Absaugen über einen vorbestimmten Zeitraum nicht eine erste vorbestimmte Rückstandsmenge abgesaugt wird, oder das Verfahren zu beenden, wenn beim Absaugen eine zweite vorbestimmte Rückstandsmenge erreicht wird.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als mobile Vorrichtung ausgestaltet ist und dass die Flüssigkeitszufuhreinrichtung einen Flüssigkeitsvorratsbehälter und die Absaugeinrichtung eine Vakuumpumpe aufweisen.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als stationäre Vorrichtung ausgestaltet ist und dass die Flüssigkeitszufuhreinrichtung einen Flüssigkeitsanschluss zum Anschluss an eine Flüssigkeitszuleitung und die Absaugeinrichtung einen Vakuumanschluss zum Anschluss an eine Vakuumleitung aufweisen.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass Sensormittel zur Ermittlung, ob die Flüssigkeitszufuhreinrichtung, die Mediumzufuhreinrichtung und die Absaugeinrichtung mit dem Tank verbunden sind, vorgesehen sind.
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