KR20240036607A - 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템 - Google Patents
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Abstract
버퍼 탱크 분리 및 균질화를 위한 다양한 시스템들 및 방법들이, 설명된다. 시스템은, 벨트 분리기(104), 액체 수집 탱크(106), 고체 수집 탱크(108), 및 균질기(110)를 포함할 수 있다. 벨트 분리기는, 2개의 롤러 사이에서 루프를 형성하는 천공된 벨트를 포함하고, 벨트 분리기는, 고체 및 액체 중의 적어도 하나를 포함하는 유입물을 수용하도록 배치되며, 유입물은, 적어도 하나의 유입구를 통해 벨트 분리기의 벨트 상으로 수용되고, 벨트 분리기는, 고체 수집 탱크들로 유입물의 고체 부분을 운반하도록 그리고 액체 수집 탱크로 유입물의 액체 부분을 운반하도록 구성되며; 그리고 균질기가, 고체 배출구에 연결되고, 균질기는, 수집된 고체 부분 배출물을 수용하도록 그리고 균일하고 균질화된 슬러리를 형성하도록 구성된다.
Description
관련 출원의 상호 참조
본 출원은, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 통합되는, 2021년 07월 16일 출원된, "버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템"으로 명칭이 부여된, 미국 가출원번호 제63/222,726호에 대한 우선권의 이익을 주장한다.
전 세계적으로 약 45억명의 사람들이, 안전하고, 저렴한 위생 시스템들에 접근하지 못하고 있다. 높은 수준의 아동 사망 및 질병이, 병원균이 함유된 배설물이 음식 또는 물 공급원에 유입되는, 구강 배설물 오염과 연결되어 있다. 비-하수도 위생 시스템들이, 전통적인 위생 하수 시스템이 이용 불가능하거나 비실용적인 경우에, 필요하게 된다.
본 명세서에 개시된 것은, 적어도 하나의 유입구, 액체 배출구를 포함하는 액체 수집 탱크, 고체 배출구를 포함하는 고체 수집 탱크, 벨트 분리기, 및 균질기를 포함하는, 버퍼 탱크 분리 시스템이다.
벨트 분리기는, 롤러들 사이에서 루프를 형성하는 천공된 벨트를 포함하며, 그리고 적어도 하나의 유입구를 통해 벨트 분리기의 벨트 상으로 유입 흐름을 수용하도록 배치된다. 유입 흐름은, 고체 및 액체 중의 적어도 하나를 포함하며, 그리고 유입 흐름의 고체 부분을 고체 수집 탱크로 운반하도록 그리고 유입 흐름의 액체 부분을 액체 수집 탱크로 운반하도록 구성된다.
균질기는, 고체 배출구에 연결되며, 그리고 수집된 고체 부분 배출물을 수용하도록 그리고 균일하고 균질화된 슬러리를 형성하도록 구성된다.
또한 개시되는 것인, 개시된 버퍼 탱크 분리 시스템을 사용하여 분뇨를 분리하기 위한 방법들이다.
본 개시의 다른 시스템들, 방법들, 특징들, 및 이점들이, 뒤따르는 도면들 및 상세한 설명의 검토 시, 당업자에게 명백하거나 또는 명백해질 것이다. 모든 그러한 부가적인 시스템들, 방법들, 특징들, 및 이점들이, 본 설명 이내에 포함되고, 본 개시의 범위 이내에 있으며, 그리고 첨부되는 청구항들에 의해 보호되는 것이, 의도된다. 부가적으로, 설명된 실시예들의 모든 선택적인 그리고 바람직한 특징들 및 수정들은, 본 명세서에서 교시하는 개시의 모든 양태에서 이용 가능하다. 더불어, 종속 청구항들의 개별적인 특징들, 뿐만 아니라 설명된 실시예들의 모든 선택적인 그리고 바람직한 특징들 및 수정들은, 서로 조합 가능하며 그리고 교환 가능하다.
본 개시의 많은 양태들이, 뒤따르는 도면을 참조하여 더욱 잘 이해될 수 있다. 도면들의 구성요소들은, 반드시 실척으로 작도되는 것은 아니며, 대신에 강조가 본 개시의 원리들을 명확하게 예시하도록 이루어진다. 도면들에서, 유사한 참조부호가, 여러 도면들 전체에 걸쳐 대응하는 부분들을 지시한다.
도 1은, 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들에 따른, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 2a 내지 도 2c는, 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들에 따른, 도 1의 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템을 위한 예시적인 벨트 분리기의 사시도 및 측면도를 도시한다.
도 3은, 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들에 따른, 도 1의 예시적인 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템을 도시한다.
도 4는, 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들에 따른, 도 3의 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템의 단면도를 도시한다.
도 5는, 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들에 따른, 버퍼 탱크 분리 및 균질화를 사용하기 위한 예시적 방법을 도시한다.
도 6a 내지 도 6d는, 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들에 따른 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템을 사용하는, 다양한 폐기 이벤트들에 대한 예시적인 흐름 및 분리를 도시한다.
도 7은, 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들에 따른, 비-하수도 단일 유닛 화장실 시스템 내부에서 모듈로서 사용되는 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템의 하나의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 8은, 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들에 따른, 비-하수도 단일 유닛 화장실 시스템 내부에서 모듈로서 사용되는 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템의 다른 예시적인 개략도를 도시한다.
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도 6a 내지 도 6d는, 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들에 따른 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템을 사용하는, 다양한 폐기 이벤트들에 대한 예시적인 흐름 및 분리를 도시한다.
도 7은, 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들에 따른, 비-하수도 단일 유닛 화장실 시스템 내부에서 모듈로서 사용되는 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템의 하나의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 8은, 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예들에 따른, 비-하수도 단일 유닛 화장실 시스템 내부에서 모듈로서 사용되는 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템의 다른 예시적인 개략도를 도시한다.
위생 시스템들이, 질병으로 이어질 수 있는, 개방 배변 또는 개선된 위생 시설의 부족이 일반적인 세계의 지역들을 위해 필요하다. 하수구로부터 폐기물을 수용하는 전통적인 하수 및 폐수 처리 플랜트들은, 구현하고 운영하기에 비용이 많이 들 수 있다. 복수 유닛 화장실들을 위한 기술들이, 폐기물을 대규모로 처리하기 위해 개발되고 있다. 그러나, 하수도 연결 없이 가정에서 전개될 수 있는 안전하고 저렴한 위생 시스템들에 대한 접근을 제공하는 기술에 대한 필요성이 존재한다. 전체론적으로, 물 부족이 전 세계적으로 증가함에 따라, 장거리에 걸친 폐기물의 수송을 위한 대량의 물에 대한 의존도를 감소시키는 위생 시스템들이, 단지 개발도상국들에서 뿐만 아니라 전 세계적으로, 점증적으로 중요해질 것이다.
이러한 결손을 해소하기 위해, 독립형 비-하수도 화장실 시스템에서의 사용을 위한 시스템들이, 본 명세서에서 논의된다. 시스템들은, 분뇨로부터 병원체들을 비활성화시키도록, 그리고 폐기물을 안전한 폐기를 위해 준비하도록 구성될 수 있다. 시스템들은 또한, 깨끗한 물과 같은 가치 있는 자원들을 재생시킬 수 있다. 시스템들은, 유입 수 또는 배출 하수구에 대한 연결 없이 작동하도록 구성될 수 있다. 일부 예시적인 시스템들은, 배터리에 기초하게 되거나, 또는 공공 설비를 사용하지 않는 재생 에너지에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 시스템들은, 저비용 제작 및 낮은 운영 비용을 위해 최적화될 수 있다. 시스템들은, 열악한 도시 환경에서 뿐만 아니라, 선진국 및 개발도상국에서 운영하는, 지속 가능한 위생 서비스를 촉진할 수 있다.
ISO 30500 표준은, 물과 에너지 소비를 최소화하는 것, 인체 분뇨를 안전한 배출물로 변환하는 것을 포함하는 전략을 통해, 기본적인 위생 요구를 해결하도록 그리고 경제적, 사회적, 환경적 지속 가능성을 촉진하도록 설계되는, 비-하수도 위생 시스템들에 대한 기술 표준을 제공한다. 이러한 위생 시스템들은, 임의의 하수 또는 배수 네트워크에 대한 연결 없이 작동하도록 그리고 건강 및 환경 안전 및 규제 파라미터들을 충족시키도록, 의도된다. 일부 예에서, 본 명세서에 설명되는 시스템들은, ISO 30500 표준을 충족시키거나 또는 초과하는, 처리된 배출물을 제공하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 분뇨 흐름은, 소변, 대변, 설사, 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 위생 관리 부수물들이, 화장지, 여성 위생 폐기물, 기저귀, 다른 종이 제품, 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 일부 화장실 시스템에서, 기저귀와 같은 비-유기물 제품들을 포함하는, 위생 관리 부수물들 중의 일부가, 분뇨 흐름과 별개로 수용 및 처리될 수 있다. 일부 예에서, 폐기물 흐름은, 사람의 대변 및 소변, 생리혈, 담즙, 세정수, 항문 세정수, 화장지, 다른 체액 및/또는 고체를 포함한다. 부가적으로, 폐기물 흐름은, 세정수, 헹굼수, 세척수, 신선한 물, 소비가능한 물, 음용수, 사용가능한 물, 및 이와 유사한 것을 포함하는, 물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 독립형 비-하수도 화장실 시스템이, 각각 별개의 시스템으로서 작동할 수 있거나 또는 분뇨의 처리를 위해 상호연결될 수 있는, 액체 처리 시스템 및 고체 처리 시스템을 포함할 수 있다. 독립형 비-하수도 화장실 시스템은, 또한, 적어도 하나의 분리 시스템을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 분뇨 흐름의 내용물은, 분리될 수 있거나 또는 별개로 처리될 수 있다. 흐름의 분리는, 소스 물질을 주로 대변, 소변, 및 폐수 흐름으로 분할함으로써, 혼합된-내용물 분뇨 흐름보다 더욱 효율적인 처리를 제공할 수 있다. 100% 분리가 현실적이지 않기 때문에, 흐름들 사이의 어느 정도의 교차 오염이, 후속적인 하류 처리 접근법들에 대해 용인 가능하다. 본 명세서에 설명되는 바와 같이, 주로 대변을 포함하는, 대변 흐름은, 또한, "갈색 흐름"으로 지칭된다. 갈색 흐름은, 대부분 대변이지만, 또한 다른 액체 및 고체 폐기물과 혼합될 수도 있다. 예를 들어, 갈색 흐름은, 대변, 화장지, 약간의 소변, 및 약간의 물을 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명되는 바와 같이, "녹색 흐름"은, 대부분의 물, 약간의 소변, 및 약간의 화장지를 포함하며, 그리고 통상적으로 대변을 포함하지 않는다. 녹색 흐름은, 약간의 고체를 동반하는 대부분 물이다. 본 명세서에 설명되는 바와 같이, 주로 소변을 포함하는, 소변 흐름은, 또한, "황색 흐름"으로 지칭된다. 예를 들어, 황색 흐름은, 소변 및 약간의 물을 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명되는 바와 같이, 폐수 흐름은, 또한 "청색 흐름"으로 지칭된다. 예를 들어, 청색 흐름은, 주로, 세정수, 항문 헹굼수, 또는 화장실 내로 주입되는 과량의 물의 형태의 폐수를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 청색 흐름은 또한, 약간의 소변을 포함할 수 있다. 흐름 분리는, 미래의 물 부족의 제약을 고려할 때, (주로 설사로 인식되는) 저 체적 대변 배설물, 고 체적 소변 배설물, 및 과도한 양의 세정수 및 항문 헹굼수에 대한 고도의 변동성을 고려할 때, 저비용 및 더 강력한 처리 프로세스를 가능하게 할 수 있다.
이상에 설명된 맥락에서, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템들 및 방법들에 대한 다양한 예들이, 본 명세서에서 설명된다. 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템은, 별개로 작동할 수 있거나 또는 다른 시스템과 통합되도록 구성될 수 있는, 분리 시스템일 수 있다. 예를 들어, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템은, 독립형 비-하수도 화장실 시스템에서의 사용을 위해 구성되는 분리 시스템일 수 있다. 예를 들어, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템은, 독립형 비-하수도 위생 시스템 내에, 분뇨를 분리하고, 정화하며, 그리고 균질화하기 위한 모듈로서, 통합될 수 있다. 일부 예에서, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템은, 단일 유닛 화장실 시스템의 일부로서 작동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템은, 성인 사람의 인체 폐기물을 물, CO2, 및 무기물 재(mineral ash)로 만들도록 구성되는, 단일 유닛 화장실 시스템에서의 사용을 위해 통합될 수 있다. 예를 들어, 독립형 비-하수도 위생 시스템은, 또한, 소변 및 폐수 처리 시스템 그리고 대변 처리 시스템을 포함할 수 있다.
버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템은, 녹색 흐름 및 갈색 흐름의 고체 및 액체를 추가로 분리하기 위해, 녹색 흐름 및 갈색 흐름을 수용하고 분리하는 데 사용될 수 있다. 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템은, 고체를 제거함으로써 녹색 흐름을 정화할 수 있다. 예를 들어, 정화된 녹색 흐름은, 사용가능한 물을 생성하기 위해 여과하기 위한 소변 및 폐수 처리 시스템으로 경로 설정될 수 있는, 시스템의 액체 배출물의 일부일 수 있다. 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템은, 병원체의 제거 또는 파괴를 위한 대변 처리 시스템으로 운반될 갈색 슬러리를 생성하기 위해, 갈색 흐름으로부터 잉여 액체를 제거할 수 있다.
버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템은, 단기 저장 그리고 고체 분뇨 및 화장지로부터의 액체의 분별 수동적 분리를 위한, 이중 챔버 탱크 시스템일 수 있다. 시스템은, 고체 폐기물을 균일한 입자 크기로 불리며(macerates) 그리고 슬러리를 대변 처리 시스템으로 운반하는, 균질화 구성요소에 연결될 수 있다. 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템은, 단일 유닛 화장실 시스템의 일부로서 작동할 수 있다. 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템은, 적어도 하나의 유입물을 수용할 수 있으며, 그리고, 추가적 처리를 위해 별개로 운반될 수 있는, 적어도 2개의 배출물을 생성할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 유입 흐름이, 혼합된 폐기물을 수집하고 분리하는 전방측 유닛(frontend unit)으로부터, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템 내로 수용될 수 있다. 일 예에서, 전방측 유닛은, 녹색 흐름 및 갈색 흐름을 운반할 수 있다. 일부 예에서, 전방측 유닛은, 녹색 흐름, 갈색 흐름, 및 황색 흐름을 운반할 수 있다. 주로 소변, 세정수 및 화장지를 포함하는, 녹색 흐름이, 액체 탱크 또는 "녹색 탱크"로 전달될 수 있으며, 그리고 대변, 소변, 세정수 및 화장지의 혼합물을 포함하는 갈색 흐름이, 고체 탱크 또는 "갈색 탱크"로 운반될 수 있다. 황색 흐름, 녹색 흐름, 및 갈색 흐름은, 물리적 흐름의 실제 색상에 의해서가 아니라, 본 명세서에 설명되는 바와 같이, 분뇨의 구성에 의해 정의된다는 것을, 알아야 한다. 유사하게, 액체 탱크 및 고체 탱크는, 액체 및 고체 양자 모두를 수용할 수 있다. 액체 탱크로부터의 배출물은, 사용 가능한 물을 생성하기 위해, 병원체 또는 오염물의 제거 또는 파괴를 위한 액체 처리 시스템으로 운반될 수 있다. 고체 탱크로부터의 배출물은, 불활성 물질 배출물을 생성하기 위해, 병원체 또는 오염물의 제거 또는 파괴를 위한 고체 처리 시스템으로 운반될 수 있다.
버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템은, 녹색 흐름으로부터 고체 화장지를 분리하고 고체 탱크로 운반하기 위한 그리고 갈색 흐름으로부터 액체를 분리하고 액체 탱크로 운반하기 위한 메커니즘을 포함할 수 있다. 추가로, 일부 예에서, 시스템은, 혼합된 폐기물을 수집하고 분리하는 전방측 유닛으로부터 황색 흐름을 수용할 수 있다. 부가적으로, 다른 시스템들과 통합될 때, 재순환 유입 흐름들이, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템 내에 수용될 수 있다. 예를 들어, 필터 농축물이, 소변 및 폐수 처리 시스템으로부터 수용될 수 있으며, 그리고 액체 유출물이, 추가적 처리를 위해 대변 처리 시스템으로부터 수용될 수 있다.
버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템으로부터의 1차적 배출물 흐름은, 수집된 액체 흐름 및 수집된 고체 슬러리이다. 수집된 고체 또는 "갈색" 슬러리는, 대변, 세정수, 화장지 및 소변을 포함할 수 있다. 설계 및 작동에서 블레이드형 불림기(bladed macerator)와 유사한, 균질기가, 고체 탱크 내의 수집된 고체 배출물을, 처리 모듈로의 운반을 위한 균일하고 균질화된 슬러리로 변환하기 위해 사용될 수 있다. 일부 예에서, 균질기는, 고체 탱크 설계 내로 통합될 수 있다. 갈색 슬러리는, 대변 또는 고체 처리 시스템으로 운반될 수 있다. 액체 탱크로부터의 액체 유출물 또는 수집된 액체는, 액체 탱크로부터 소변 및 폐수 처리 시스템으로 펌핑될 수 있으며, 그리고 소변, 세정수, 및 미량의 화장지 또는 다른 고체를 포함할 수 있다.
뒤따르는 논의에서, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템 및 구성요소들에 대한 일반적인 설명이, 그의 작동에 대한 논의를 포함하여, 제공된다. 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템의 비제한적인 예들이, 논의된다. 일부 예에서, 구성은, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템을 다른 시스템들과 통합하기 위한 선택적 연결부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템은, 소변 및 폐수 처리 시스템 및/또는 대변 처리 시스템을 포함하는, 독립형 비-하수도 위생 시스템과 통합될 수 있다. 일부 예에서, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템은, ISO 30500 준수 화장실 시스템의 모듈일 수 있다.
도 1은 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)의 예시적 도면을 도시한다. 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 벨트 분리기(104), 액체 탱크(106), 고체 탱크(108), 및 균질기(110)를 포함할 수 있다. 유입 흐름은, 액체 및/또는 고체를 포함하는 그리고 적어도 하나의 유입구를 통해 수용되는, 적어도 하나의 유입 흐름일 수 있다. 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 분뇨의 유입 흐름을 수용하기 위해, 그리고 고체 탱크(108)로 운반되는 고체 부분 및 액체 탱크(106)로 운반되는 액체 부분으로 분리하기 위해 사용될 수 있다. 고체 탱크(108)는 약간의 액체를 포함할 수 있으며, 그리고 액체 탱크(106)는 약간의 고체를 포함할 수 있다. 액체 탱크 및 고체 탱크 각각에서, 고체는, 침전에 의해 액체로부터 분리된다. 액체 탱크(106)로부터의 액체 배출물이, 추가의 처리를 위해 유도될 수 있다. 예를 들어, 액체 탱크로부터의 액체 유출물은, 액체 탱크로부터 소변 및 폐수 처리 시스템으로 펌핑되는 액체 배출물일 수 있다. 액체 탱크(106) 내에 침전된 고체는, 제거될 수 있고 및/또는 부가적 유입 흐름으로서 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)으로 재유도될 수 있다. 고체 탱크(108)로부터의 고체 배출물은, 추가의 처리를 위해 유도될 수 있다. 예를 들어, 고체 배출물은, 대변 또는 고체 처리 시스템으로 운반되는 고체의 슬러리 또는 대변 슬러리를 생성하기 위해, 균질기(110) 내로 수용될 수 있다. 고체 탱크(108)로부터의 액체 월류(liquid overflow)가, 제거될 수 있고, 및/또는 부가적 유입 흐름으로서 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)으로 재유도될 수 있다. 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 또한, 프로세서 및 메모리를 포함하며 그리고 벨트 분리기(104) 뿐만 아니라, 다른 센서들, 밸브들, 액추에이터들, 모터들, 및 도시되지 않은 펌프들을 작동시키도록 구성되는, 컨트롤러(112)를 포함할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에 도시되는 것은, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)의 벨트 분리기(104)의 저면도, 정면도 및 단면도이다. 벨트 분리기(104)는, 2개의 롤러(116a, 116b) 사이에서 루프를 형성하며 그리고 모터(118)에 의해 구동되는, 천공된 벨트(114)를 포함할 수 있다. 벨트 분리기(104)는, 적어도 하나의 유입구를 통해 벨트 분리기(104)의 천공된 벨트(114) 상으로 유입 흐름을 수용하도록 위치될 수 있다. 벨트 분리기(104)의 천공된 벨트(114)는, 유입 흐름의 액체 부분이 천공된 벨트(114)를 통해 액체 탱크(106)로 통과하는 것을 허용하도록 그리고 고체 부분을 천공된 벨트(114) 상에 유지하도록 구성되는, 기공들(미도시)을 구비할 수 있다. 천공된 벨트(114)는, 유지된 고체를, 천공된 벨트(114)로부터 고체를 제거하도록 그리고 고체를 고체 탱크(108)로 유도하도록 구성되는, 스크레이퍼 또는 스퀴지(120)를 향해 이송할 수 있다. 예를 들어, 2개의 롤러(116a, 116b) 사이에서 루프를 형성하는 천공된 벨트(114)는, 벨트 분리기(104)의 제1 단부(122)에서, 제1 롤러(116a)에 연결되는 구동 휠 또는 기어(126)를 선회시키는 모터(118)에 의해 구동될 수 있고, 스크레이퍼 또는 스퀴지(120)는, 제2 단부(124)에 위치될 수 있다. 적어도 부분적으로 제1 단부(122)와 제2 단부(124) 사이에서 연장되며 그리고 고체가 또한 천공된 벨트(114) 상에 유지되도록 천공된 벨트(114) 상으로 적어도 하나의 유입물을 유도하도록 구성되는, 튀김 방호체(128)가, 횡방향으로 천공된 벨트(114)의 양측부에 위치될 수 있다.
버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 적어도 하나의 유입구를 통해 벨트 분리기(104) 상으로 적어도 하나의 유입 흐름을 수용할 수 있다. 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 예시적인 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 적어도 하나의 유입 흐름의 개별적인 흐름들을 수용하도록 구성되는 개별적인 유입구들을 구비할 수 있다. 예를 들어, 개별적인 유입구들은, 적어도 하나의 유입 흐름의 개별적인 유입 흐름들의 체적, 압력, 유동 속도, 및/또는 예상되는 고체 함량에 대해 구성될 수 있다. 예를 들어, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 대부분 액체인 유입물을 수용하도록 구성되는 제1 유입구(130), 대부분 고체인 유입물을 수용하도록 구성되는 제2 유입구(132), 및 선택적으로 다른 유입 흐름들을 수용하기 위한 하나 이상의 보조 유입구(134)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템은, 우회된 소변 흐름, 액체 수집 탱크로부터 수용되는 슬러지 흐름, 고체 수집 탱크로부터 수용되는 월류 흐름, 액체 처리 시스템으로부터 수용되는 거부 흐름, 대변 처리 시스템으로부터 수용되는 여과액, 및 대변 처리 시스템으로부터 수용되는 농축된 유출물 중의 적어도 하나를 수용하도록 구성되는, 하나 이상의 보조 유입구(134)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 녹색 흐름 및 갈색 흐름을, 별개로, 2개의 유입 흐름으로서, 벨트 분리기(104)의 천공된 벨트(114) 상으로 수용할 수 있다. 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)의 벨트 분리기(104)는, 녹색 흐름으로부터 고체 화장지를 분리하여 고체 탱크로 운반할 수 있으며, 그리고 갈색 흐름으로부터 액체를 분리하여 액체 탱크로 운반할 수 있다. 예를 들어, 대부분 액체인 유입 흐름은, 제2 유입구(132)를 통해 수용되는 대변을 포함하는 대부분 고체인 유입 흐름과 상이한 유동 속도로, 제1 유입구(130)를 통해 수용될 수 있다. 제2 유입구(132)는, 압력 하에서 및/또는 높은 유동 속도로, 운반될 수 있는, 큰 고체 함량을 갖는, 대부분 고체인 유입 흐름을 수용하도록 구성될 수 있고, 따라서 제2 유입구는, 대부분 고체인 유입 흐름이 수용될 때, 유동 속도를 늦추도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 대부분 고체인 흐름은, 압력 하에서 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)으로 운반될 수 있다. 제2 유입구(132)는, 오프셋 챔버 유입구(136), 내벽 표면(140)을 구비하는 유입 챔버(138), 및 챔버 배출구(142)를 포함할 수 있다. 제2 유입구(132)는, 오프셋 챔버 유입구(136)를 통해 대부분 고체인 유입 흐름을 수용하도록, 유입 흐름을, 벨트 분리기(104)의 천공된 벨트(114) 상으로 챔버 배출구(142) 밖으로 유동시키기 위해, 유입 챔버(138)의 내벽 표면(140)을 향해 유도하도록, 구성될 수 있다.
도 3 및 도 4는, 예시적인 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)을 더욱 상세하게 도시한다. 도시된 바와 같이, 도 2a 내지 도 2c의 벨트 분리기는, 이중 챔버 수납체(148)에 고정된다. 도 4는 도 3의 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)의 단면도를 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 액체 탱크(106) 및 고체 탱크(108)는, 수납체 내부의 챔버들이며, 그리고 벨트 분리기(104) 아래에 위치된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 액체 탱크(106)는, 액체 탱크 배출구(152) 및 슬러지 배출구(154)를 포함한다. 고체 탱크(108)는, 고체 탱크 배출구(156) 및 재순환 배출구(158)를 포함한다. 고체 탱크(108) 내부의 침전된 고체 배출물은, 고체 탱크 배출구(156)에 부착되는 불림기(160)로 경로 설정될 수 있고, 따라서 균일한 대변 슬러리가 형성될 수 있다. 예를 들어, 불림기(160)는, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 균질기(110)일 수 있다. 불림기(160)로부터의 슬러리는, 고체 시스템 배출구(162)를 통해 대변 처리 시스템으로 유도될 수 있다. 일부 예에서, 고체 탱크(108)의 내용물 중의 일부가, 또한, 재순환 배출구(158)를 통한 재순환을 위해 경로 설정될 수 있다. 고체 탱크로부터의 배출물은, 재순환 배출구(158)를 통해 고체 탱크(108)로 재순환될 수 있다. 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 또한, 유동 및 압력이 조절 가능한, 고체 탱크(108)의 월류 또는 순환을 위한, 우회로(170)를 포함할 수 있다. 부가적으로, 소변 및 폐수 처리 시스템 및/또는 대변 처리 시스템과 같은, 다른 시스템들과 통합될 때, 여과액, 농축된 유출물, 및/또는 및/또는 여과 잔류물(filter reject)과 같은, 고체를 함유하는 액체 부분들이, 하나 이상의 보조 유입구(134)를 통해 추가적 처리를 위해 유입 흐름들로서 수용될 수 있다.
도 4에 도시된 것은, 예시적 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)의 단면도이다. 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 벨트 분리기(104), 액체 탱크(106), 및 고체 탱크(108)를 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 비록 설계는 물리적으로 별개의 탱크들과 같은 다른 구성으로 구현되고 의존될 수 있지만, 액체 탱크(106) 및 고체 탱크(108)는, 동일한 이중 챔버 수납체(148) 내에 수용되는 챔버들이다. 이러한 예에서, 벨트 분리기(104)는, 액체 탱크(106)의 일부분 및 고체 탱크(108)의 일부분 위에 위치되며, 그리고 제1 유입구(130), 제2 유입구(132), 또는 복수의 보조 유입구(134) 중의 개별적인 유입구로부터 천공된 벨트(114) 상으로 유입 흐름을 수용하도록 구성된다. 유입 흐름의 액체 부분이, 중력에 의해 액체 탱크(106) 내로 유동할 수 있다. 유입 흐름의 고체 부분이, 이동하는 천공된 벨트(114)에 의해 고체 탱크(108)를 향해 이송될 수 있다. 스크레이퍼 또는 스퀴지(120)가, 벨트 분리기(104)의 제2 단부(124)에 위치될 수 있으며, 그리고 이동하는 천공된 벨트(114)로부터 고체를 제거하도록 구성될 수 있다. 액체 편향기(164)가, 고체가 천공된 벨트(114)로부터 제거될 때 또는 액체가 제2 단부(124)를 향해 유동하는 천공된 벨트(114) 상으로 수용될 때, 액체를 포획하여 액체 탱크(106)로 안내하기 위해 벨트 분리기(104)의 제2 단부(124) 아래에 위치될 수 있다.
액체 탱크(106)는, 고체 입자들이 침전되는 것을 허용함으로써, 수용된 유체를 정화하도록 구성된다. 일부 예에서, 액체 탱크(106)는, 액체 탱크(106) 내에 삽입되거나 또는 액체 탱크(106)의 몸체 내에 형성되는, 바닥벽(166)을 포함할 수 있다. 바닥벽(166)은, 침전된 고체의 슬러지를 슬러지 배출구(154)로 유도하도록 경사지거나 성형될 수 있다. 일 예에서, 침전된 고체의 슬러지 흐름이, 임의의 액체 내용물을 제거하기 위해 그리고 고체를 고체 탱크(108)로 유도하기 위해, 벨트 분리기(104)로 운반될 수 있다. 다른 예에서, 침전된 고체는, 직접적으로 고체 탱크(108)로 운반될 수 있다. 정화된 액체 흐름이, 액체 탱크 배출구(152)를 통해 방출될 수 있다. 액체 탱크(106)는 또한, 액체 탱크 배출구(152)에 진입하는 입자들의 개수를 감소시키는 것을 돕기 위한, 칸막이(baffle) 또는 둑(weir)을 포함할 수 있다. 일 예에서, 정화된 액체 흐름 배출물은, 자연 월류로 방출될 수 있다. 다른 예에서, 정화된 액체 흐름 배출물은, 밸브 시스템을 통해 방출되거나, 또는 펌핑될 수 있다. 예를 들어, 정화된 액체 흐름 배출물은, 소변 및 폐수 처리 시스템으로 운반될 수 있다.
고체 탱크(108)는, 벨트 분리기(104)에 의해 분리된 고체를 수용하도록, 그리고 고체 입자들이 침전되는 것을 허용하고 액체를 추출하도록, 구성될 수 있다. 일부 예에서, 고체 탱크(108)는, 고체 탱크(108) 내에 삽입되거나 또는 고체 탱크(108)의 몸체 내에 형성되는, 바닥벽(168)을 포함할 수 있다. 바닥벽(168)은, 침전된 고체를 고체 탱크 배출구(156)로 유도하도록 경사지거나 성형될 수 있다. 고체 탱크 배출구(156)는, 고체 탱크(108)로부터의 침전된 고체를, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)으로부터 운반될 수 있는 그리고 병원체의 제거를 위해 대변 처리 시스템으로 운반될 수 있는 슬러리로, 혼합하거나, 분쇄하거나, 또는 불리도록 구성되는, 균질기(110)에 연결된다. 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 또한, 유동 및 압력이 조절 가능한, 고체 탱크(108)의 월류 또는 순환을 위한, 우회로(170)(도 3)를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 고체로부터 분리된 액체 상은, 보조 유입구(134)를 통해 유입물로서 재순환될 수 있으며, 그리고 벨트 분리기(104) 상으로 유입물로서 수용될 수 있다.
버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 또한, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)의 작동을 용이하게 하기 위해, 부가적인 밸브들, 센서들, 스위치들, 액추에이터들, 펌프들, 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 추가로, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 시스템의 적어도 밸브들, 센서들, 스위치들, 액추에이터들, 및 펌프들을 작동시키기 위한 컨트롤러를 포함할 수 있다. 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 또한, 본 명세서에 설명되는 탱크들 중의 하나 이상을 위한 통기 배출구들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 고체 탱크(108)는, 공기 배기구(172)(도 3)를 구비할 수 있다. 각 통기 배출구는, 가스 필터를 갖는 메인 가스 배출 라인에 연결될 수 있다. 예를 들어, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)이 단일 유닛 화장실 시스템 내의 모듈일 때, 메인 배출 라인은, 또한, 단일 유닛 화장실 시스템의 다른 모듈들로부터 배기되는 가스를 수용할 수 있다. 가스 필터는, 시스템으로부터의 여과된 가스 방출이 ISO 30500을 준수하도록, 구성될 수 있다.
도 5는 본 명세서에 설명된 바와 같은 버퍼 탱크 분리 및 균질화를 위한 예시적인 방법을 도시한다. 비록 도시된 방법이 액체 탱크 및 고체 탱크 양자 모두에 대해 배출물을 생성하는 예를 제공하지만, 단계들은, 부가되거나, 생략되거나, 또는 상이한 순서로 실행될 수 있다. 예를 들어, 단일 유입 흐름이, 고체 부분 및 액체 부분을 포함할 수 있다. 고체 부분 및 액체 부분을 처리하기 위한 방법은, 액체 배출물 및 고체 배출물이 별개의 탱크들에서 처리됨에 따라, 별개로 도시되지만, 단계들은, 동시에 또는 어떤 다른 순서로 일어날 수 있다.
박스 1202에서, 방법은, 벨트 분리기 상으로, 고체 및 액체 중의 적어도 하나를 포함하는 유입 흐름을 수용하는 단계를 포함할 수 있다. 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 별개의 소스들로부터의 하나 이상의 유입 흐름을 수용할 수 있다. 예를 들어, 제1 유입물이, 약간의 고체, 예를 들어 화장지와 함께, 대부분 액체를 포함하는, 본 명세서에 설명되는 바와 같은, 녹색 흐름으로 간주될 수 있다. 일 예에서, 적어도 대변 및 물을 포함하는 제2 유입물이, 또한, 제2 유입구를 통해 별개로 수용될 수 있다. 제2 유입물은, 고체를 포함하는, 본 명세서에 설명되는 바와 같은, 갈색 흐름으로 간주될 수 있다. 예를 들어, 제2 유입물은, 대변, 화장지, 소변, 및/또는 물을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 소변 흐름 또는 황색 흐름이, 보조 유입구를 통해 수용될 수 있다. 비록 소변 흐름이 주로 소변이지만, 존재하는 경우, 약간의 미량의 화장지 또는 다른 고체가, 벨트 분리기에 의해 포획될 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 액체 수집 탱크로부터 수용되는 슬러지 흐름, 고체 수집 탱크로부터 수용되는 월류 흐름, 액체 처리 시스템으로부터 수용되는 거부 흐름, 대변 처리 시스템으로부터 수용되는 여과액, 및 대변 처리 시스템으로부터 수용되는 농축된 유출물을 포함하는, 부가적인 유입 흐름들이, 보조 유입구들 중의 하나 이상을 통해 수용될 수 있다. 하나 초과의 유입 흐름이, 별개로 또는 동시에 수용될 수 있다.
박스 1204에서, 방법은, 벨트 분리기에 의해, 유입 흐름을 고체 부분과 액체 부분으로 분리하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 화장지 및 다른 고체는, 약간의 고체를 동반하는 대부분 액체인, 유입 흐름으로부터 제거될 수 있다. 유사하게, 액체는, 약간의 액체를 동반하는 대부분 고체인, 유입 흐름으로부터 제거될 수 있다. 벨트 분리기의 천공된 벨트는, 유입 흐름의 액체 부분이 액체 수집 탱크를 통과하는 것을 허용하도록 그리고 고체 부분을 천공된 벨트 상에 유지하도록 구성되는, 기공들을 구비할 수 있다.
박스 1206에서, 방법은, 침전을 위해 액체 부분을 액체 탱크로 운반하는 단계를 포함할 수 있다. 유입 흐름의 액체 부분은, 액체 수집 탱크로 통과하도록 허용된다. 일부 예에서, 유입 흐름의 액체 부분의 적어도 일부는, 벨트 분리기 아래에 위치되는 액체 편향기를 통해, 액체 수집 탱크로 유도된다.
박스 1208에서, 방법은, 침전에 의해, 적어도 수집된 액체 부분과 침전된 고체의 슬러지를 분리하는 단계를 포함할 수 있다. 액체 수집 탱크 내에서, 고체는, 수집된 액체 부분 및 슬러지를 형성하도록, 액체 탱크의 바닥에 침전되도록 허용된다. 액체 탱크는, 슬러지 배출구를 향해 분리된 고체를 유도하는, 바닥벽을 포함하거나 바닥벽을 갖도록 형성될 수 있다.
박스 1210에서, 방법은, 액체 수집 탱크로부터 수집된 액체 부분을 방출하는 단계를 포함할 수 있다. 일 예에서, 수집된 액체 부분 배출물은, 자연 월류로 방출될 수 있다. 다른 예에서, 수집된 액체 부분 배출물은, 밸브 시스템을 통해 방출될 수 있다. 예를 들어, 수집된 액체 부분 배출물은, 소변 및 폐수 처리 시스템으로 운반될 수 있다. 일부 예에서, 방법은, 또한, 보조 유입구를 통해 소변 및 폐수 처리 시스템으로부터 농축물을 수용하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 박스 1212에서, 방법은, 또한, 주기적으로, 액체 수집 탱크의 내용물의 적어도 일부를 벨트 분리기로 운반하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 액체 수집 탱크의 슬러지 부분은, 보조 포트를 통해 벨트 분리기로 운반될 수 있다.
박스 1214에서, 방법은, 침전을 위해 고체 부분을 고체 탱크로 운반하는 단계를 포함할 수 있다. 유입 흐름의 고체 부분은, 천공된 벨트 상이 유지될 수 있으며 그리고 고체 수집 탱크로 이송될 수 있다. 일부 예에서, 유입 흐름의 고체 부분의 적어도 일부는, 유지된 고체를 벨트로부터 긁어내는 고정형 스퀴지를 사용하여, 벨트로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 고체 부분은, 적어도 하나의 유입 흐름으로부터의 대변 및/또는 화장지를 포함할 수 있다.
박스 1216에서, 방법은, 침전에 의해, 고체 수집 탱크의 내용물을, 적어도 농축된 고체 부분으로 분리하는 단계를 포함할 수 있다. 대변, 화장지, 및 다른 고체 입자들이, 농축된 고체 부분을 형성하도록, 고체 수집 탱크의 바닥에 침전될 수 있다.
박스 1218에서, 방법은, 슬러리를 형성하기 위해 농축된 고체 부분을 균질기로 운반하는 단계를 포함할 수 있다. 균질기는, 고체 탱크 내의 수집된 고체 배출물을, 처리 모듈로의 운반을 위한 균일하고 균질화된 슬러리로 변환하도록 구성되는, 블레이드형 불림기일 수 있다.
박스 1220에서, 방법은, 슬러리 배출물을 방출하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 슬러리 배출물은, 추가적 처리 및 병원체 또는 오염물의 제거 또는 파괴를 위해 대변 처리 시스템으로 운반될 수 있다. 일부 예에서, 방법은, 또한, 대변 처리 시스템으로부터의 액체 유출물을 보조 유입구를 통해 분리를 위해 벨트 분리기로 수용하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 박스 1222에서, 방법은, 또한, 주기적으로, 고체 수집 탱크의 내용물의 적어도 일부를 벨트 분리기로 운반하는 단계, 또는 다른 유입구를 통해 고체 탱크의 일부분을 재순환시키는 단계를 포함할 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는, 상이한 폐기 이벤트들에 기초하여 시스템 내부의 유동을 예시함으로써, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)의 작동을 추가로 도시한다. 폐기 이벤트들은, 사용자에 의해 결정되거나 또는 센서에 의해 검출되거나, 또는 단순히 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)의 사전 결정된 유입구들로 유도될 수 있다. 본 명세서에 설명되는 바와 같이, 녹색 흐름은, 약간의 고체를 동반하는 대부분 액체일 수 있고, 갈색 흐름은, 대부분 대변일 수 있으며 그리고 또한 다른 액체 및 고체 폐기물과 혼합될 수 있고, 그리고 황색 흐름은, 주로 소변일 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 배뇨 이벤트에 대해, 녹색 흐름이, 유입 흐름으로서 벨트 분리기(104) 상으로 수용될 수 있다. 일부 예에서, 황색 흐름이, 벨트 분리기(104) 상으로 수용될 수 있다. 액체는, 천공된 벨트를 통과함으로써 액체 탱크(106)로 운반된다. 가능한 한 많은 화장지가, 벨트 분리기(104)에 의해 유입 흐름으로부터 제거되며, 그리고 고체 탱크(108)로 운반된다. 고체가 액체 탱크의 내용물로부터 침전된 이후에, 수집된 액체 부분은, 방출될 수 있다. 액체 탱크(106)는, 액체 탱크 배출구(152)에 진입하는 입자들의 개수를 감소시키는 것을 돕기 위한, 칸막이 또는 둑을 포함할 수 있다.
도 6b에서, 배변 이벤트에 대해, 대변, 화장지, 약간의 소변 및 약간의 물을 포함하는 갈색 흐름이, 유입 흐름으로서 수용될 수 있다. 갈색 흐름으로부터의 액체는, 천공된 벨트를 통해 액체 탱크(106)로 운반될 수 있다. 갈색 흐름으로부터의 고체는, 고체 탱크(108)로 운반될 수 있다. 수집된 고체 배출물은, 균질기로 그리고 이어서 추가적 처리를 위해 대변 처리 시스템으로 운반될 수 있다.
도 6c는 액체 탱크(106)의 내용물을 재순환시키는 예를 도시한다. 액체 탱크(106) 내에서의 고체의 축적이 존재할 수 있다. 주기적으로, 액체 탱크(106)의 침전된 고체의 슬러지는, 분리 루프를 위해 벨트 분리기(104)의 상부로 재순환될 수 있다. 예를 들어, 액체 탱크(106)는, 하루에 대략 2-3회 재순환될 수 있다. 재순환은, 고체/액체 분리를 개선할 수 있으며, 그리고 액체 탱크(106)에서의 정체를 방지할 수 있다.
도 6d는 고체 탱크(108)에 대한 유사한 재순환 프로세스의 예를 도시한다. 고체 탱크(108) 내에서의 고체의 축적이 존재할 수 있다. 주기적으로, 고체 탱크(108)의 내용물의 일부가. 분리 루프를 위해 벨트 분리기(104)의 상부로 재순환될 수 있다. 예를 들어, 고체 탱크(108)는, 매 1-2일마다 재순환될 수 있다. 재순환은, 고체/액체 분리를 개선할 수 있으며, 그리고 고체 탱크(108)에서의 정체를 방지할 수 있다.
버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 다양한 시스템들 및 적용들에서의 사용을 위해 구성될 수 있다. 이상에 논의된 바와 같이, 예로서, 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 독립형 비-하수도 화장실 시스템에서의 사용을 위해 구성되는 분리 시스템일 수 있다. 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)은, 액체 처리 시스템, 고체 처리 시스템, 및/또는 다른 분리 시스템과 같은, 단일 유닛 화장실 시스템의 일부로서 작동하도록 구성될 수 있으며 그리고 단일 유닛 화장실 시스템과 통합될 수 있다.
도 7은, 전방측 시스템(1), 버퍼 탱크 시스템(2), 소변 및 폐수 처리 시스템(3), 그리고 물 산화 고체 처리 시스템(4)을 포함하는, 비-하수도 단일 유닛 화장실 시스템의 예시적인 개략도를 도시한다. 이러한 예에서, 버퍼 탱크 시스템(2)은, 본 명세서에 설명된 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전방측 시스템(1)은, 분뇨를 포획하도록 그리고 혼합된 폐기물 흐름을 녹색 흐름 및 갈색 흐름 중의 적어도 하나로 분리하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 황색 흐름이, 또한 분리될 수 있다. 분리된 녹색 흐름, 갈색 흐름 및/또는 황색 흐름은, 버퍼 탱크 시스템(2)에 의해 추가로 처리될 수 있다. 버퍼 탱크 시스템(2)은, 정화된 녹색 흐름을 소변 및 폐수 처리 시스템(3)으로 그리고 갈색 흐름 슬러리를 물 산화 고체 처리 시스템(4)으로 배출하도록 구성될 수 있다. 추가로, 버퍼 탱크 시스템(2)은, 부가적 처리를 위해 단일 유닛 화장실 시스템의 시스템들 또는 모듈들 중의 하나 이상으로부터 유입물을 수용할 수 있다. 비-하수도 단일 유닛 화장실 시스템은, 처리된 액체 배출물 및 처리된 고체 배출물을 운반하도록 구성될 수 있다. 깨끗한 물 및/또는 처리된 물은, 전방측 시스템(1)에서의 세정수를 위해 시스템 내에서 추가로 사용될 수 있거나, 또는 시스템들 또는 모듈들 중의 하나 이상에서의 처리를 위해 사용될 수 있다. 단일 유닛 화장실 시스템은, 추가로, 시스템 및/또는, 밸브들, 펌프들, 모터들, 센서들, 및 다른 장치들을 포함하는, 시스템의 하나 이상의 모듈의 작동을 위한 적어도 하나의 컨트롤러를 포함하는, 제어 유닛을 포함할 수 있다.
도 8은, 전방측 시스템(1), 버퍼 탱크 시스템(2), 소변 및 폐수 처리 시스템(3), 체적 감소 고체 처리 시스템(5), 그리고 외부 연소기(6)를 포함하는, 비-하수도 단일 유닛 화장실 시스템의 다른 예시적인 개략도를 도시한다. 이러한 예에서, 버퍼 탱크 시스템(2)은, 본 명세서에 설명된 버퍼 탱크 분리 및 균질화 시스템(100)을 포함하는, 분리 시스템일 수 있다. 도시한 바와 같이, 버퍼 탱크 시스템(2)은 모듈형일 수 있으며, 그리고 다른 구성의 비-하수도 단일 유닛 화장실 시스템에 적응하도록 구성될 수 있다. 비록 도 7 및 도 8 양자 모두에 유사한 모듈들이 존재하지만, 상이한 고체 처리 모듈이, 체적 감소 고체 처리 시스템(5)으로서, 도 8에 도시된다. 도 7과 유사하게, 전방측 시스템(1)은, 분뇨를 포획하도록 그리고 혼합된 폐기물 흐름을 녹색 흐름 및 갈색 흐름 중의 적어도 하나로 분리하도록 구성된다. 일부 예에서, 황색 흐름이, 또한 분리될 수 있다. 분리된 녹색 흐름, 갈색 흐름 및/또는 황색 흐름은, 버퍼 탱크 시스템(2)에 의해 추가로 처리될 수 있다. 버퍼 탱크 시스템(2)은, 정화된 녹색 흐름을 소변 및 폐수 처리 시스템(3)으로 그리고 갈색 흐름 슬러리를 체적 감소 고체 처리 시스템(5)으로 배출하도록 구성될 수 있다. 단일 유닛 화장실 시스템은, 처리된 액체 배출물 및 처리된 고체 배출물을 운반하도록 구성될 수 있다. 단일 유닛 화장실 시스템은, 추가로, 시스템 및/또는, 밸브들, 펌프들, 모터들, 센서들, 및 다른 장치들을 포함하는, 시스템의 하나 이상의 모듈의 작동을 위한 적어도 하나의 컨트롤러를 포함하는, 제어 유닛을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 처리된 고체 배출물을 수용하도록 구성될 수 있는, 외부 연소기(6)가 또한, 비-하수도 단일 유닛 화장실 시스템의 일부일 수 있다.
양태들
예시적인 양태들의 뒤따르는 목록은, 본 명세서에 제공되는 개시를 지지하며 그리고 본 명세서에 제공되는 개시에 의해 지지된다.
양태 1. 버퍼 탱크 분리 시스템으로서,
적어도 하나의 유입구;
액체 배출구를 포함하는 액체 수집 탱크;
고체 배출구를 포함하는 고체 수집 탱크;
2개의 롤러 사이에서 루프를 형성하는 천공된 벨트를 포함하는 벨트 분리기로서, 벨트 분리기는, 적어도 하나의 유입구를 통해 벨트 분리기의 벨트 상으로 유입 흐름을 수용하도록 배치되고, 유입 흐름은, 고체 및 액체 중의 적어도 하나를 포함하며, 벨트 분리기는, 유입 흐름의 고체 부분을 고체 수집 탱크로 운반하도록 그리고 유입 흐름의 액체 부분을 액체 수집 탱크로 운반하도록 구성되는 것인, 벨트 분리기; 및
고체 배출구에 연결되는 균질기로서, 수집된 고체 부분 배출물을 수용하도록 그리고 균일하고 균질화된 슬러리를 형성하도록 구성되는 것인, 균질기
를 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템.
양태 2. 양태 1에 있어서, 벨트 분리기의 천공된 벨트는, 유입 흐름의 액체 부분이 액체 수집 탱크를 통과하는 것을 허용하도록 그리고 고체 부분을 천공된 벨트 상에 유지하도록 구성되는, 기공들을 구비하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템.
양태 3. 양태 1 또는 양태 2에 있어서, 유입 흐름의 고체 부분을 벨트 분리기의 천공된 벨트로부터 제거하도록 구성되는 스퀴지를 더 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템.
양태 4. 양태 1 내지 양태 3 중 어느 한 양태에 있어서, 유입 흐름의 액체 부분의 적어도 일부를 액체 수집 탱크로 유도하도록 구성되는, 벨트 분리기 아래에 배치되는, 액체 편향기를 더 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템.
양태 5. 양태 1 내지 양태 4 중 어느 한 양태에 있어서, 액체 수집 탱크는, 슬러지 배출구 및, 슬러지 흐름을 슬러지 배출구로 유도하도록 구성되는, 바닥벽을 더 포함하고, 슬러지 흐름은, 액체 수집 탱크 내에 수용된 액체 부분으로부터 침전된 고체를 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템.
양태 6. 양태 1 내지 양태 5 중 어느 한 양태에 있어서, 고체 수집 탱크는, 월류 배출구를 더 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템.
양태 7. 양태 1 내지 양태 6 중 어느 한 양태에 있어서, 적어도 하나의 유입구는, 대변을 포함하는 대부분 고체인 유입 흐름을 수용하도록 구성되는 고체 유입구로서, 고체 유입구는, 챔버, 오프셋 챔버 유입구, 및 챔버 배출구를 포함하고, 챔버는, 오프셋 챔버 유입구를 통해 수용되는 고체 유입 흐름이 벨트 분리기 상으로 챔버 배출구 밖으로 유동하기 위해 챔버의 내벽 표면을 향해 유도되도록, 성형되는 것인, 고체 유입구를 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템.
양태 8. 양태 1 내지 양태 7 중 어느 한 양태에 있어서, 적어도 하나의 유입구는, 대부분 액체인 유입 흐름을 수용하도록 그리고 벨트 분리기 상으로 유도하도록 구성되는, 액체 유입구를 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템.
양태 9. 양태 1 내지 양태 8 중 어느 한 양태에 있어서, 적어도 하나의 유입구는, 대부분 소변을 포함하는 소변 흐름, 액체 수집 탱크로부터 수용되는 슬러지 흐름, 고체 수집 탱크로부터 수용되는 월류 흐름, 액체 처리 시스템으로부터 수용되는 거부 흐름, 대변 처리 시스템으로부터 수용되는 여과액, 및 대변 처리 시스템으로부터 수용되는 농축된 유출물 중의 적어도 하나를 수용하도록 구성되는, 하나 이상의 보조 유입 포트를 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템.
양태 10. 양태 1 내지 양태 9 중 어느 한 양태에 있어서, 벨트 분리기의 2개의 롤러 중의 적어도 하나를 구동하도록 구성되는 모터를 더 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템.
양태 11. 양태 1 내지 양태 10 중 어느 한 양태의 버퍼 탱크 분리 시스템을 사용하여 분뇨를 분리하기 위한 방법으로서,
벨트 분리기 상으로, 고체 및 액체 중의 적어도 하나를 포함하는 유입 흐름을 수용하는 단계;
벨트 분리기에 의해, 유입 흐름을 고체 부분과 액체 부분으로 분리하는 단계;
침전을 위해 액체 부분을 액체 수집 탱크로 운반하는 단계;
고체 부분을 고체 수집 탱크로 운반하는 단계;
균질기 내에서, 고체 수집 탱크로부터의 수집된 고체 부분 배출물로 균일하고 균질화된 슬러리를 형성하는 단계
를 포함하는 것인, 방법.
양태 12. 양태 11에 있어서, 유입 흐름은, 대부분 액체인 유입 흐름, 대변을 포함하는 대부분 고체인 유입 흐름, 대부분 소변을 포함하는 소변 흐름, 액체 수집 탱크로부터 수용되는 슬러지 흐름, 고체 수집 탱크로부터 수용되는 월류 흐름, 액체 처리 시스템으로부터 수용되는 거부 흐름, 대변 처리 시스템으로부터 수용되는 여과액, 및 대변 처리 시스템으로부터 수용되는 농축된 유출물 중의 적어도 하나를 포함하는 것인, 방법.
양태 13. 양태 12에 있어서, 유입 흐름이, 대변을 포함하는 대부분 고체인 유입 흐름일 때, 유입 흐름은, 챔버, 오프셋 챔버 유입구, 및 챔버 배출구를 포함하는, 고체 유입구로서, 챔버는, 오프셋 챔버 유입구를 통해 수용되는 고체 유입 흐름이 벨트 분리기 상으로 챔버 배출구 밖으로 유동하기 위해 챔버의 내벽 표면을 향해 유도되도록, 성형되는 것인, 고체 유입구를 통해 수용되는 것인, 방법.
양태 14. 양태 11 내지 양태 13 중 어느 한 양태에 있어서, 벨트 분리기는, 2개의 롤러 사이에서 루프를 형성하는 천공된 벨트를 포함하고, 벨트 분리기는, 고체 및 액체 중 적어도 하나를 포함하는 유입 흐름을 수용하도록 배치되며, 유입 흐름은, 적어도 하나의 유입구를 통해 벨트 분리기의 벨트 상으로 수용되고, 벨트 분리기는, 유입 흐름의 고체 부분을 고체 수집 탱크로 운반하도록 그리고 유입 흐름의 액체 부분을 액체 수집 탱크로 운반하도록 구성되는 것인, 방법.
양태 15. 양태 11 내지 양태 14 중 어느 한 양태에 있어서, 벨트 분리기의 천공된 벨트는, 유입 흐름의 액체 부분이 액체 수집 탱크를 통과하는 것을 허용하도록 그리고 고체 부분을 천공된 벨트 상에 유지하도록 구성되는, 기공들을 구비하는 것인, 방법.
양태 16. 양태 11 내지 양태 15 중 어느 한 양태에 있어서, 고체 부분을 고체 수집 탱크로 운반하는 단계는, 스퀴지에 의해 벨트 분리기의 천공된 벨트로부터 유입 흐름의 고체 부분을 제거하는 것을 포함하는 것인, 방법.
양태 17. 양태 11 내지 양태 16 중 어느 한 양태에 있어서, 침전을 위해 액체 부분을 액체 수집 탱크로 운반하는 단계는, 벨트 분리기 아래에 위치되는 액체 편향기를 통해 유입 흐름의 액체 부분의 적어도 일부를 액체 수집 탱크로 유도하는 것을 포함하는 것인, 방법.
양태 18. 양태 11 내지 양태 17 중 어느 한 양태에 있어서,
슬러리를 대변 처리 시스템으로 방출하는 단계; 및
수집된 액체 부분을 액체 수집 탱크로부터 액체 처리 시스템으로 방출하는 단계
중 적어도 하나를 더 포함하는 것인, 방법.
양태 19. 양태 11 내지 양태 18 중 어느 한 양태에 있어서, 액체 수집 탱크의 슬러지 부분을 슬러지 배출구를 통해 벨트 분리기로 운반하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
양태 20. 양태 11 내지 양태 19 중 어느 한 양태에 있어서, 고체 수집 탱크의 월류 부분을 월류 배출구를 통해 벨트 분리기로 운반하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
본 명세서에 설명된 실시예들의 특징들은 대표적이며 그리고, 대안적인 실시예에서, 특정 특징들 및 요소들이 부가되거나 생략될 수 있다. 달리 지시되지 않는 한, 본 개시는, 특정 재료들, 제조 프로세스들, 또는 이와 유사한 것으로 제한되지 않으며, 그에 따라 변할 수 있다는 것이, 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 전문용어는, 단지 특정 실시예들을 설명할 목적이며 그리고 제한하고자 하는 것이 아니라는 것이, 이해되어야 한다. 또한, 본 개시에서, 단계들이, 논리적으로 가능한 경우, 상이한 순서로 실행될 수 있다는 것이, 가능하다.
Claims (20)
- 버퍼 탱크 분리 시스템으로서,
적어도 하나의 유입구;
액체 배출구를 포함하는 액체 수집 탱크;
고체 배출구를 포함하는 고체 수집 탱크;
2개의 롤러 사이에서 루프를 형성하는 천공된 벨트를 포함하는 벨트 분리기로서, 벨트 분리기는, 적어도 하나의 유입구를 통해 벨트 분리기의 벨트 상으로 유입 흐름을 수용하도록 배치되고, 유입 흐름은, 고체 및 액체 중의 적어도 하나를 포함하며, 벨트 분리기는, 유입 흐름의 고체 부분을 고체 수집 탱크로 운반하도록 그리고 유입 흐름의 액체 부분을 액체 수집 탱크로 운반하도록 구성되는 것인, 벨트 분리기; 및
고체 배출구에 연결되는 균질기로서, 수집된 고체 부분 배출물을 수용하도록 그리고 균일하고 균질화된 슬러리를 형성하도록 구성되는 것인, 균질기
를 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템. - 제1항에 있어서,
벨트 분리기의 천공된 벨트는, 유입 흐름의 액체 부분이 액체 수집 탱크를 통과하는 것을 허용하도록 그리고 고체 부분을 천공된 벨트 상에 유지하도록 구성되는, 기공들을 구비하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템. - 제1항에 있어서,
유입 흐름의 고체 부분을 벨트 분리기의 천공된 벨트로부터 제거하도록 구성되는 스퀴지를 더 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템. - 제1항에 있어서,
유입 흐름의 액체 부분의 적어도 일부를 액체 수집 탱크로 유도하도록 구성되는, 벨트 분리기 아래에 배치되는, 액체 편향기를 더 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템. - 제1항에 있어서,
액체 수집 탱크는, 슬러지 배출구 및, 슬러지 흐름을 슬러지 배출구로 유도하도록 구성되는, 바닥벽을 더 포함하고, 슬러지 흐름은, 액체 수집 탱크 내에 수용된 액체 부분으로부터 침전된 고체를 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템. - 제1항에 있어서,
고체 수집 탱크는, 월류 배출구를 더 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템. - 제1항에 있어서,
적어도 하나의 유입구는, 대변을 포함하는 대부분 고체인 유입 흐름을 수용하도록 구성되는 고체 유입구로서, 고체 유입구는, 챔버, 오프셋 챔버 유입구, 및 챔버 배출구를 포함하고, 챔버는, 오프셋 챔버 유입구를 통해 수용되는 고체 유입 흐름이 벨트 분리기 상으로 챔버 배출구 밖으로 유동하기 위해 챔버의 내벽 표면을 향해 유도되도록, 성형되는 것인, 고체 유입구를 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템. - 제1항에 있어서,
적어도 하나의 유입구는, 대부분 액체인 유입 흐름을 수용하도록 그리고 벨트 분리기 상으로 유도하도록 구성되는, 액체 유입구를 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템. - 제1항에 있어서,
적어도 하나의 유입구는, 대부분 소변을 포함하는 소변 흐름, 액체 수집 탱크로부터 수용되는 슬러지 흐름, 고체 수집 탱크로부터 수용되는 월류 흐름, 액체 처리 시스템으로부터 수용되는 거부 흐름, 대변 처리 시스템으로부터 수용되는 여과액, 및 대변 처리 시스템으로부터 수용되는 농축된 유출물 중의 적어도 하나를 수용하도록 구성되는, 하나 이상의 보조 유입 포트를 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템. - 제1항에 있어서,
벨트 분리기의 2개의 롤러 중의 적어도 하나를 구동하도록 구성되는 모터를 더 포함하는 것인, 버퍼 탱크 분리 시스템. - 제1항의 버퍼 탱크 분리 시스템을 사용하여 분뇨를 분리하기 위한 방법으로서,
벨트 분리기 상으로, 고체 및 액체 중의 적어도 하나를 포함하는 유입 흐름을 수용하는 단계;
벨트 분리기에 의해, 유입 흐름을 고체 부분과 액체 부분으로 분리하는 단계;
침전을 위해 액체 부분을 액체 수집 탱크로 운반하는 단계;
고체 부분을 고체 수집 탱크로 운반하는 단계;
균질기 내에서, 고체 수집 탱크로부터의 수집된 고체 부분 배출물로 균일하고 균질화된 슬러리를 형성하는 단계
를 포함하는 것인, 방법. - 제11항에 있어서,
유입 흐름은, 대부분 액체인 유입 흐름, 대변을 포함하는 대부분 고체인 유입 흐름, 대부분 소변을 포함하는 소변 흐름, 액체 수집 탱크로부터 수용되는 슬러지 흐름, 고체 수집 탱크로부터 수용되는 월류 흐름, 액체 처리 시스템으로부터 수용되는 거부 흐름, 대변 처리 시스템으로부터 수용되는 여과액, 및 대변 처리 시스템으로부터 수용되는 농축된 유출물 중의 적어도 하나를 포함하는 것인, 방법. - 제12항에 있어서,
유입 흐름이, 대변을 포함하는 대부분 고체인 유입 흐름일 때, 유입 흐름은, 챔버, 오프셋 챔버 유입구, 및 챔버 배출구를 포함하는, 고체 유입구로서, 챔버는, 오프셋 챔버 유입구를 통해 수용되는 고체 유입 흐름이 벨트 분리기 상으로 챔버 배출구 밖으로 유동하기 위해 챔버의 내벽 표면을 향해 유도되도록, 성형되는 것인, 고체 유입구를 통해 수용되는 것인, 방법. - 제11항에 있어서,
벨트 분리기는, 2개의 롤러 사이에서 루프를 형성하는 천공된 벨트를 포함하고, 벨트 분리기는, 고체 및 액체 중 적어도 하나를 포함하는 유입 흐름을 수용하도록 배치되며, 유입 흐름은, 적어도 하나의 유입구를 통해 벨트 분리기의 벨트 상으로 수용되고, 벨트 분리기는, 유입 흐름의 고체 부분을 고체 수집 탱크로 운반하도록 그리고 유입 흐름의 액체 부분을 액체 수집 탱크로 운반하도록 구성되는 것인, 방법. - 제11항에 있어서,
벨트 분리기의 천공된 벨트는, 유입 흐름의 액체 부분이 액체 수집 탱크를 통과하는 것을 허용하도록 그리고 고체 부분을 천공된 벨트 상에 유지하도록 구성되는, 기공들을 구비하는 것인, 방법. - 제11항에 있어서,
고체 부분을 고체 수집 탱크로 운반하는 단계는, 스퀴지에 의해 벨트 분리기의 천공된 벨트로부터 유입 흐름의 고체 부분을 제거하는 것을 포함하는 것인, 방법. - 제11항에 있어서,
침전을 위해 액체 부분을 액체 수집 탱크로 운반하는 단계는, 벨트 분리기 아래에 위치되는 액체 편향기를 통해 유입 흐름의 액체 부분의 적어도 일부를 액체 수집 탱크로 유도하는 것을 포함하는 것인, 방법. - 제11항에 있어서,
슬러리를 대변 처리 시스템으로 방출하는 단계; 및
수집된 액체 부분을 액체 수집 탱크로부터 액체 처리 시스템으로 방출하는 단계
중 적어도 하나를 더 포함하는 것인, 방법. - 제11항에 있어서,
액체 수집 탱크의 슬러지 부분을 슬러지 배출구를 통해 벨트 분리기로 운반하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법. - 제11항에 있어서,
고체 수집 탱크의 월류 부분을 월류 배출구를 통해 벨트 분리기로 운반하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
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