FI87823C

FI87823C - Vacuum collection system for waste water

Info

Publication number: FI87823C
Application number: FI881705A
Authority: FI
Inventors: Olav Hofseth
Original assignee: Jets Systemer As
Priority date: 1987-04-13
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1993-02-25
Also published as: EP0287350A2; FI87823B; FI881705A; NO871539L; NO165502B; NO871539D0; NO165502C; FI881705A0; ES2026253T3; EP0287350A3; EP0287350B1; DE3864300D1

Description

1 37823 Jäteveden tyhjökeräilyj är j estelmä1 37823 Sewage vacuum collection system

Keksinnön kohteena on jäteveden tyhjökeräilyjärjestelmä, jossa on tyhjösäiliö, joka on yhdistetty syöttöput-5 keila toaletteihin, urinaalien, raakaveden ynnä muun pois-tosäiliöihin, ja tyhjöpumppu, joka saa imuputken avulla aikaan tyhjön tyhjösäiliöön, ja joka on tarkoitettu pumppaamaan neste ja myös jauhetut kiinteät hiukkaset säiliöstä varastosäiliöön tai vastaavaan.The invention relates to a vacuum effluent collection system with a vacuum tank connected to supply pipes 5 toilets, urinals, raw water, etc. discharge tanks, and a vacuum pump which provides a vacuum to the vacuum tank by means of a suction pipe and which is intended to pump liquid and from a tank to a storage tank or the like.

10 Toalettien jäteveden tyhjökeräilyjärjestelmät on tunnettu jo useita vuosikymmeniä. Tällaiset järjestelmät kehitettiin alunperin lentokoneita ja junia varten. Nimenomaan lentokoneissa on ollut pakko vähentää kuljetettavaa vesimäärää koneiden kokonaispainon keventämiseksi.10 Toilet sewage vacuum collection systems have been known for several decades. Such systems were originally developed for airplanes and trains. Aircraft in particular have been forced to reduce the amount of water carried in order to reduce the overall weight of the aircraft.

15 Näin ollen toalettien tyhjökeräilyjärjestelmän eräs tärkeä etu on, että jokaiseen huuhteluun käytettävä vesimäärä on hyvin pieni. Tavanomaisten toalettien käyttäessä 8-10 litraa vettä jokaiseen huuhteluun tyhjötoaletteihin tarvitaan vastaavasti vain alle 1,5 litraa.15 Thus, an important advantage of a toilet vacuum collection system is that the amount of water used for each flush is very small. For conventional toilets, using 8-10 liters of water for each flush to vacuum toilets requires only less than 1.5 liters, respectively.

20 Vaikka tyhjökeräilyjärjestelmiä onkin käytetty edellä mainittuihin tarkoituksiin, niissä on kahden viimeisen vuosikymmenen aikana tapahtunut lisää kehitystä ja niitä käytetään nyt yhä suuremmassa mittakaavassa sekä - laivoissa että maalla. Lisäetuina voidaan vielä mainita: 25 Jäteveden puhdistamista koskeva kysyntä kasvaa jatkuvasti. Koska huuhteluveden määrä on nyt pienempi kuin tavanomaisissa järjestelmissä, myös puhdistettava jätevesimäärä on pienempi, ja puhdistuskustannukset laskevat.20 Although vacuum collection systems have been used for the above purposes, they have evolved over the last two decades and are now being used on an increasing scale, both on board ships and on land. Additional benefits include: 25 Demand for wastewater treatment is constantly growing. As the amount of rinsing water is now lower than in conventional systems, the amount of wastewater to be treated is also lower and the treatment cost is reduced.

: Puhtaan veden (juomaveden) puute, joka johtuu pou- 30 takausista, ympäristön saastumisesta ynnä muista tekijöis-: tä, kasvaa jatkuvasti. Jäteveden tyhjökeräilyjär jestelmät ’··, vaikuttavat myönteisesti puhtaan veden kulutuksen vähenty miseen.: The lack of clean water (drinking water) due to pouch guarantees, environmental pollution and other factors is constantly increasing. Sewage vacuum collection systems' ··, have a positive effect on reducing the consumption of clean water.

Tavanomaisissa jäteveden keräilyjärjestelmissä 35 poistoputket ja mahdolliset jäteveden keräilysäiliöt on 2 87823 asennettu myötävirtayksiköksi toaletteihin ja vastaaviin nähden (pudotuskorkeus). Tämä ei ole kuitenkaan välttämätöntä tyhjökeräilyjärjestelmissä, sillä tyhjöpoistoput-ket ja myös jäteveden tyhjökeräilysäiliöt voidaan asentaa 5 myös vastavirtaan. Tästä syystä jäteveden tyhjökeräily-järjestelmien asennustyöt saadaan joustavammiksi.In conventional wastewater collection systems, 35 outlet pipes and possible wastewater collection tanks are installed as 2 87823 units downstream of toilets and the like (drop height). However, this is not necessary in vacuum collection systems, since vacuum outlet pipes and also waste water vacuum collection tanks can also be installed upstream. For this reason, the installation of wastewater vacuum collection systems is made more flexible.

Jäteveden tyhjökeräilyjärjestelmässä tapahtuvan vuodon mahdollisuus on pienempi kuin tavanomaisissa järjestelmissä, koska jäteveden siirtäminen tapahtuu tyhjöil- 10 maila.The possibility of a leak in a vacuum wastewater collection system is lower than in conventional systems because the wastewater is transferred by a vacuum rack.

Edellä on esitetty joitakin huomattavia etuja.Some notable advantages have been presented above.

Jäteveden tyhjökeräilyjärjestelmiin liittyy kuitenkin myös sekä käytäntöä koskevia että varsinaisia käyttöongelmia.However, wastewater vacuum collection systems also present both practical and actual operational problems.

Jäteveden tyhjökeräilyjärjestelmän eräässä tunne-15 tussa rakennetyypissä tyhjösäiliön tyhjö saadaan aikaan tyhjöpumpulla, kun taas tyhjösäiliön jätevesi pumpataan pois säiliöstä erillisellä keskipakopumpulla. Säiliön tyhjentämiseksi tyhjöpumppu on pysäytettävä, mikä aiheuttaa toiminnan keskeytymisen (toaletteja ei voida käyttää). On 20 myös todettu, että toaletteja käytetään niiden alkuperäi sestä tarkoituksesta poikkeaviin tehtäviin, toisin sanoen niihin heitetään erilaisia talousjätteitä, joita ovat muovipussit, pullonkorkit, käsipyyhkeet, saniteettituotteet ja vastaavat. Tällaiset esineet tukkivat helposti keskipa-25 kopumpun juoksupyörän ja estävät tyhjösäiliön tyhjentämi sen, mikä aiheuttaa jälleen toiminnan keskeytymisen ja lisää huoltokustannuksia.In one known design type of wastewater vacuum collection system, the vacuum in the vacuum tank is provided by a vacuum pump, while the wastewater in the vacuum tank is pumped out of the tank by a separate centrifugal pump. To empty the tank, the vacuum pump must be stopped, which will cause the operation to stop (toilets cannot be used). It has also been established that toilets are used for purposes other than those for which they were originally intended, that is to say, they dispose of various household waste, such as plastic bags, bottle caps, hand towels, sanitary ware and the like. Such objects easily clog the impeller of the central pump and prevent the vacuum tank from being emptied, which again causes downtime and increases maintenance costs.

Käsiteltävän keksinnön eräänä päätavoitteena onkin saada aikaan sellainen jäteveden tyhjökeräilyjärjestelmä, 30 johon ei liity edellä mainittuja epäkohtia, toisin sanoen, • jossa pumput eivät tukkeudu ja joka toimii keskeytyksettä.It is therefore a main object of the present invention to provide a wastewater vacuum collection system which does not have the above-mentioned drawbacks, i.e. in which the pumps are not blocked and which operates without interruption.

Keksinnön eräänä tavoitteena on myös saada aikaan sellainen jäteveden tyhjökeräilyjärjestelmä, joka kuluttaa vähemmän energiaa, mikä perustuu taas tehokkaampien tyhjö-35 pumppujen käyttöön.It is also an object of the invention to provide a wastewater vacuum collection system that consumes less energy, which in turn is based on the use of more efficient vacuum pumps.

3 878233 87823

Edellä mainittuihin etuihin päästään keksinnön mukaisesti siten, että tyhjökeräysjärjestelmän tyhjösäiliö on jaettu ilmaa ja nestettä läpäisevällä jakolevyllä tai -seinämällä kahteen kammioon, ensimmäiseen kammioon, jo-5 hon syöttöputki on yhdistetty, ja toiseen kammioon, johon imuputki on yhdistetty, että sinänsä tunnettu jauhin on sijoitettu ensimmäiseen kammioon jauhamaan kiinteät hiukkaset pieniksi ja siirtämään ne nesteen (jäteveden) kanssa, jota on ensimmäisessä kammiossa toiseen kammioon yh-10 dysputkella.According to the invention, the above-mentioned advantages are obtained in that the vacuum container of the vacuum collection system is divided by an air and liquid permeable partition or wall into two chambers, a first chamber to which a supply pipe is connected and a second chamber to which a suction pipe is connected. to the first chamber to grind the solid particles into small pieces and transfer them with the liquid (wastewater) present in the first chamber to the second chamber with a duct tube.

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin esimerkkien avulla ja viittaamalla piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kaaviona keksinnön mukaista jäteveden tyhjökeräilyjärjestelmää, ja 15 kuvio 2 esittää tyhjösäiliön toista rakennetta ku vion 1 mukaista järjestelmää varten.The invention will now be described in more detail by means of examples and with reference to the drawings, in which Figure 1 schematically shows a vacuum collection system for waste water according to the invention, and Figure 2 shows another structure of a vacuum container for the system according to Figure 1.

Kuten kuviosta 1 käy selville, jäteveden tyhjöke-räilyjärjestelmä käsittää tyhjösäiliön 1, joka on toisella puolella yhdistetty syöttöjohtoon 6 ja toisella puolella 20 tyhjöpumppuihin 4 liitettyyn imuputkeen 7.As can be seen from Figure 1, the wastewater vacuum collection system comprises a vacuum tank 1 connected on one side to a supply line 6 and on the other side 20 to a suction pipe 7 connected to the vacuum pumps 4.

Tyhjösäiliö 1 on jaettu kahdeksi kammioksi 'jakolevyllä ' 10. Kuvion 1 mukaan jakolevy 10 on ritilä, reikäle-vy tai vastaava ja on osaksi kartiomainen ja siinä on ’ osittain taivutettu putkiosa, joka suuntautuu alaspäin ···’ 25 levyn 10 keskustasta ja osittain ensimmäiseen, alempaan kammioon 8 kammioiden 8, 9 lukumäärän ollessa tällöin kak-si. Jätevesi, jossa on ulosteita, virtsaa, saniteetti jätettä ja niin edelleen, virtaa ensimmäiseen kammioon 8 •Y: toaleteista, urinaaleista ynnä muista (ei esitetty) syöt- 30 töputkea 6 pitkin. Vesi tai oikeastaan nestekomponentit, : jotka virtaavat ensimmäiseen kammioon 8, voivat virrata .*··’ vapaasti ylempään, toiseen kammioon 9 ritilän 10 läpi.The vacuum container 1 is divided into two chambers by a 'dividing plate' 10. According to Figure 1, the dividing plate 10 is a grating, perforated plate or the like and is partly conical and has a 'partially bent tubular portion extending downwards from the center of the plate 10 , to the lower chamber 8, the number of chambers 8, 9 being then two. Wastewater with feces, urine, sanitary waste, and so on flows into the first chamber 8 • Y: from toilets, urinals, etc. (not shown) along the supply pipe 6. Water, or indeed liquid components, which flow into the first chamber 8 can flow. * ·· 'freely into the upper, second chamber 9 through the grate 10.

Ensimmäiseen kammioon 8 tulevat kiinteät aineet jauhetaan kuitenkin jauhimella 3, joka on sijoitettu kammion 8 ala-35 osaan ja pumpataan sitten asianomaisen nesteen kanssa toi-seen kammioon 9 yhdysputkea 11 pitkin.However, the solids entering the first chamber 8 are ground by a grinder 3 located in the lower part 35 of the chamber 8 and then pumped with the respective liquid into the second chamber 9 along the connecting pipe 11.

4 878234 87823

Jauhin voi olla yhdistetty jauhin- ja pumppulaite tai erillisellä käyttölaitteella varustettu jauhin, joka on yhdistetty erillisen käyttövoiman omaavaan pumppuun. Jauhin voi lisäksi olla joko yhtäjaksoisesti tai jaksot-5 tain toimiva. Tässä yhteydessä valittava toimintatapa riippuu jauhimen tehosta, jauhettavasta materiaalimäärästä ja muista tekijöistä.The refiner may be a combined refiner and pump device or a refiner with a separate drive connected to a pump with a separate drive. In addition, the refiner may be either continuous or cyclic. The mode of operation selected in this context depends on the power of the grinder, the amount of material to be ground and other factors.

Jätevesi, ilma ja jauhetut kiinteät aineet, joita on toisessa kammiossa 9, pumpataan imuputkea 7 pitkin ulos 10 kammiosta tyhjöpumpulla, joka on ruuvipumppu 4. Jätevesi ja kiinteät hiukkaset ohjataan sitten poistoputkella 13 varastosäiliöön, jota ei ole esitetty, veden puhdistus-laitokseen tai vastaavaan, kun taas ilma poistetaan ilman-poistoputkella 16.The effluent, air and ground solids in the second chamber 9 are pumped out of the chamber 10 via a suction pipe 7 by a vacuum pump which is a screw pump 4. The effluent and solid particles are then directed by an outlet pipe 13 to a storage tank (not shown), a water treatment plant or the like. while the air is removed by the air exhaust pipe 16.

15 Kuvion 1 kaaviopiirustuksessa tyhjökeräily-yksikkö on varustettu kahdella erillisen käyttölaitteen omaavalla pumpulla 4, joita voidaan käyttää erikseen putkien 14, 15 ja kaksitieventtiilien 5 avulla ja ne voidaan kytkeä rinnan, jolloin niitä voidaan käyttää samanaikaisesti. Tämä 20 tapahtuu turvallisuussyistä toiminnan keskeytysten välttämiseksi ja yksikön varakapasiteetin järjestämiseksi.In the schematic drawing of Figure 1, the vacuum collection unit is provided with two pumps 4 with separate actuators, which can be operated separately by means of pipes 14, 15 and two-way valves 5 and can be connected in parallel, whereby they can be operated simultaneously. This is done for safety reasons to avoid interruptions and to arrange the spare capacity of the unit.

Tyhjösäiliön 1 tyhjö pidetään riittävällä tasolla, toisin sanoen 30 - 40 % suuruisena, ruuvipumpuilla 4, jotka käynnistetään ja pysäytetään käyttöyksiköllä (ei esi-25 tetty). Pumpun käyttöyksikkö voi olla tyhjöilmaisin (pai-nekytkin), joka on sijoitettu säiliöön 1 ja kytketty pumppujen käynnistysreleeseen.The vacuum of the vacuum tank 1 is kept at a sufficient level, i.e. 30-40%, by screw pumps 4 which are started and stopped by a drive unit (not shown). The pump drive unit can be a vacuum detector (pressure switch) located in the tank 1 and connected to the pump start relay.

Ruuvipumppujen 4 imutehon laskemisen estämiseksi : syöttöputket 12 on yhdistetty pumppujen imuaukkoon syöt- 30 töveden syöttämistä varten. Syöttövesi syötetään putkilla 12 syöttövesisäiliöstä 2, joka on järjestetty poistoput-: kiin 13. Käsiteltävässä esimerkissä syöttövesi on pumppu jen 4 jätevettä. Jäteveden asemesta voidaan kuitenkin käyttää myös muusta poistovettä tai puhdasta vettä. Ruuvi-35 pumppujen käyttäminen tyhjöpumppuina onkin eräs tämän kek- 5 87823 sinnön tärkeä etu ja sitä voidaan käyttää laajalti sen vuoksi, että tyhjösäiliössä olevat kiinteät aineet jauhetaan ennen niiden tulemista tyhjöpumppuihin. Edut pohjautuvat siis siihen, että ruuvipumpuilla on suurempi teho ja 5 pienemmät huoltokustannukset kuin muuntyyppisillä tyhjö-pumpuilla.To prevent the suction power of the screw pumps 4 from being reduced: the supply pipes 12 are connected to the suction opening of the pumps for supplying the supply water. The feed water is supplied by pipes 12 from a feed water tank 2 arranged in an outlet pipe 13. In the example under consideration, the feed water is the waste water of the pumps 4. However, other wastewater or clean water can be used instead of wastewater. The use of screw-35 pumps as vacuum pumps is therefore an important advantage of the present invention and can be widely used because the solids in the vacuum tank are ground before they enter the vacuum pumps. The advantages are therefore based on the fact that screw pumps have a higher power and 5 lower maintenance costs than other types of vacuum pumps.

Vaikka käsiteltävässä esimerkissä suositetaankin ruuvipumppuja keksinnön puitteissa voidaan käyttää myös muita tyhjöpumpputyyppejä, esimerkiksi ejektoripumppuja. 10 Myös näitä pumppuja käytettäessä huoltokustannukset laskevat, tukkeutumisongelmat eliminoituvat.Although screw pumps are preferred in the present example, other types of vacuum pumps, for example ejector pumps, can also be used within the scope of the invention. 10 Even with these pumps, maintenance costs are reduced and clogging problems are eliminated.

Kuvio 2 esittää toista keksinnön mukaista tyhjö-säiliötä. Myös tässä esimerkissä tyhjösäiliö on jaettu kahteen kammioon 8, 9. Jakolevy 17 on nyt kuitenkin sel-15 lainen levy, jossa on ylöspäin suuntautuva putki 18. Putki 18 tulee jonkin verran yläkammion 9 sisäpuolelle ja yhdistää tämän kammion alakammioon 8. Alakammioon 8 tuleva ilma virtaa putken 18 läpi yläkammioon 9, kun taas jätevesi ja siinä olevat kiinteät hiukkaset, jotka tulevat ala-20 kammioon 8, jauhetaan jauhimella ja siirretään sitten yläkammioon 9 yhdysputkella 19.Figure 2 shows another vacuum container according to the invention. Also in this example, the vacuum container is divided into two chambers 8, 9. However, the partition plate 17 is now a plate with an upwardly directed tube 18. The tube 18 comes somewhat inside the upper chamber 9 and connects this chamber to the lower chamber 8. The air entering the lower chamber 8 flows through the pipe 18 to the upper chamber 9, while the wastewater and solid particles therein entering the lower chamber 20 are ground by a grinder and then transferred to the upper chamber 9 by the connecting pipe 19.

Jauhin käynnistyy signaalilla, joka tulee vipukyt-kimestä 20, joka on sijoitettu alakammioon 8 ja joka py-. . säytetään ajastusreleellä. Putken 18 tarkoituksena on, ·;/ 25 kuten jo edellä mainittiin, lähinnä päästää ilma virtaa-'·*·' maan vapaasti yläkammioon 9, niin että molempiin kammioi hin 8, 9 saadaan samanlainen paine. Putki 18 toimii kui-tenkin myös paluuputkena, jos yläkammiossa oleva jätevesi tulee sille tasolle, johon putki 18 päättyy.The refiner is started by a signal coming from a toggle switch 20 located in the lower chamber 8 and which stops. . stored by a timer relay. The purpose of the pipe 18, as already mentioned above, is essentially to allow air to flow freely into the upper chamber 9, so that a similar pressure is obtained in both chambers 8, 9. However, the pipe 18 also acts as a return pipe if the wastewater in the upper chamber reaches the level at which the pipe 18 ends.

: : : 30 Kuviossa 2 esitetyn tyhjöpumpun etuna on, että jau hin toimii vain tarvittaessa, toisin sanoen silloin, kun : jätevesi ylittää sen tason, jossa vipukytkin 20 aktivoi tuu. Kuviossa 1 esitetyssä esimerkissä jauhimen on oltava toiminnassa pitkiä aikoja sen varmistamiseksi, että kaikki 35 kammiossa oleva kiinteä aine jauhetaan pieneksi.::: 30 The advantage of the vacuum pump shown in Figure 2 is that it already operates only when necessary, i.e. when: the wastewater exceeds the level at which the toggle switch 20 is activated. In the example shown in Figure 1, the grinder must be in operation for long periods of time to ensure that all solids in the chamber 35 are ground to a minimum.

6 878236 87823

Aikaisemmissa esimerkeissä syöttöjohdot 6 ja jauhin 3 on yhdistetty alakammioon 8, kun taas imuputki 7 on yhdistetty yläkammioon 9. Keksinnön mukaan on kuitenkin mahdollista järjestää nämä kytkennät vastakkaisiksi, toi-5 sin sanoen yhdistämällä syöttöjohto 6 ja jauhin 3 yläkammioon 9 ja imuputki 7 alakammioon 8. Tällöin on luonnollista, että käytetään jauhinta 3, joka on ilman pumppua toimiva jauhin, joka järjestetään lähelle jakolevyä 10, 17, niin että kammiossa 9 olevat kiinteät hiukkaset, jotka 10 jauhetaan hienoksi jauhimella, putoavat vapaasti alakammioon 8.In the previous examples, the supply lines 6 and the refiner 3 are connected to the lower chamber 8, while the suction pipe 7 is connected to the upper chamber 9. However, according to the invention it is possible to arrange these connections opposite, i.e. by connecting the supply line 6 and the refiner 3 to the upper chamber 9 In this case, it is natural to use a refiner 3, which is a pump-free refiner arranged close to the distribution plate 10, 17, so that the solid particles in the chamber 9, which are finely ground with a refiner, fall freely into the lower chamber 8.

Lisäksi keksinnön mukaan on myös mahdollista käyttää pystysuoraa väliseinää tai levyä, joilla saadaan kaksi rinnakkaista kammiota, kuvioissa 1 ja 2 esitetyn vaakasuo-15 ran väliseinälevyn 10, 17 asemesta.Furthermore, according to the invention, it is also possible to use a vertical partition or plate, with which two parallel chambers are obtained, instead of the horizontal partition plate 10, 17 shown in Figures 1 and 2.

Claims

A sewer water vacuum collection system, comprising a vacuum container (1), which is connected to toilets, urinal, fountain water and other wastewater by means of a feeding tube 5 (6) and a vacuum pump (4) which is connected to a suction pipe (7). vacuum is provided in the vacuum container (1) which is intended to degrade liquid and also the disintegrated solid particles from the container (1) into a storage container or equivalent, characterized in that the vacuum container (1) has by means of an air and a water-permeable manifold or wall (10) is divided into two chambers, a first chamber (8) to which the feeding tube (6) has been connected, and a second chamber (9) to which the suction tube (7) has been connected, a percolator (3) known per se is provided in the first chamber (8) for grinding the solid particles finely and for moving the ground solid particles with liquid (sewer water) contained in the first chamber (8). the second chamber (9) with til 1-20 by means of a connecting tube (11).

2. Sewage water vacuum collection system according to claim 1, characterized in that the vacuum pump (4) is a screw pump or two or more separators. . rata pumps and with the aid of pipes (14, 15) parallel coupled screw pumps, which can operate separately or at the same time, are used and that the pump or pumps (4) are provided - "with supply pipes (12) to bring feed water to the pump inlets. V:

3. Sewage water vacuum collection system according to:: claim 2, characterized in that the feed water supply pipe (12) is connected to a feed water container (2), which is located in the screw pump drain pipe (13), is sewage from the vacuum container. 35 10 87823

4. Sewage water vacuum collection system according to claim 1, characterized in that the distributor disk is a heel plate, a crosspiece or the like.

5. Sewage water vacuum collection system according to claim 1, characterized in that the distributor plate (17) is provided with a tube (18) which enters the second chamber (9), the lower chamber (8) being joined to the upper chamber (9) by means of said tube (18) and the grinder is started with a rocker switch (20), which is in the chamber (8), and stopped with a timing adjustment switch or relay.