SI20114A

SI20114A - Sistem za prečiščevanje odplak v gospodinjstvu

Info

Publication number: SI20114A
Application number: SI9820029A
Authority: SI
Inventors: Elizer Berkman
Original assignee: Elizer Berkman
Priority date: 1997-04-01
Filing date: 1998-03-29
Publication date: 2000-06-30
Also published as: YU46999A; LT99116A; LT4668B; AU6516398A; BG103743A; SK124399A3; HUP0000792A3; PL335739A1; AP9901652A0; AP1113A; IS5171A; HUP0000792A2; GEP20022675B; TR199902376T2; MD990269A; US6106716A; JP2001517150A; KR20010005700A; IL120583A; NZ337673A

Abstract

Iznajdba omogoča sistem (10) za obdelavo in prečiščevanje odtoka v gospodinjstvu ter za odstranjevanje trdnih organskih odpadkov znotraj omenjenega sistema, obsega sredstva (12, 14) za ločeno zbiranje prve in druge komponente odplake iz domače bivalne enote, kjer straniščna odplaka obsega omenjeno prvo komponento odplake, odplake iz banje, tuša, umivalnika, pralnice, kuhinjskega korita in podobnih mest pa sestavljajo omenjeno drugo komponento odplake. Obsega tudi prvo in drugo dvonamensko posodo (22, 24) ki sta razporejeni tako, da takrat, ko ena od omenjenih posod (22) sprejema omenjeno prvo komponento odplake in služi kot zbiralnik za usedline, druga posoda (24) deluje kot posoda za anaerobno reakcijo. Posoda, ki deluje kot posoda za anaerobno reakcijo, izvaja razgradni postopek, pri katerem se prostornina vsebovane usedline (34), močno zmanjša s pretvorbo v kompost in plin. Obsega tudi vsaj eno posodo za aerobno reakcijo (40), namenjeno za sprejem vodnatega blata, ki vsebuje lebdeče organske delce, iz omenjenega zbiralnega rezervoarja za usedline (22), vsaj en zračnik (42), ki je povezan z omenjeno posodo za aerobno reakcijo (40) za oksigenacijo omenjenega blata, ločevalno in zbiralno posodo za usedline (46), ki sprejema prezračeno in bioaerobno predelano blato iz omenjene posode za aerobno reakcijo (40), spodnjo shranjevalno posodo (56), ki sprejema omenjeno drugo komponento, zgornjo shranjevalno posodo (58), ki dovaja vodo za straniščno odplakovanje in drugo črpalno sredstvo (60) za prenos omenjene druge komponente iz omenjene spodnje shranjevalne posode (56) v omenjeno zgornjo shranjevalno posodo (58).ŕ

Description

SISTEM ZA PREČIŠČEVANJE ODTOKA V GOSPODINJSTVU

Ta iznajdba se nanaša na prečiščevanje odtoka v gospodinjstvu. Natančneje, iznajdba omogoča postopek in sistem za prečiščevanje odtokov iz zgradbe ali iz mnogih zgradb z več sto družinami. Tako prečiščevanje zadostuje za straniščno odplakovanje in dovoljeno odstranjevanje presežka vode v razpoložljive odtočne kanale, pri čemer se odstranijo biološko razgradljivi delci.

Skoraj vsi predhodni sistemi za prečiščevanje odplak zahtevajo, da se sistem slej ali prej zapre, da je možno usedlino, ki se ni popolnoma predelala in se je nabrala v predelovalnih posodah, odstraniti. Velike mestne prečiščevalne naprave imajo opremo in osebje za izvajanje tega dela. Kakorkoli, sistemi majhnega obsega, ki so namenjeni za eno hišo ali stanovanjski blok, so bolje opremljeni z napravami, ki skoraj popolnoma odstranijo trdne organske snovi in tako ne zahtevajo takega izvajanja.

Kot je znano, okoljevarstveni predpisi postajajo vedno strožji in legalno odstranjevanje odpadkov, tako trdnih, tekočih ali celo plinskih, postaja vse bolj težko in drago.

Znano je, da poleg ogljikovega dioksida in manjših količin drugih plinov 5 nastaja med razgradnjo usedline tudi metan. Ponavadi nastane 0,35 m³metana na kilogram razgrajene usedline. V ZDA metan, ki ga živina proizvaja v svojih prebavnih sistemih in izloča v okolje, velja za tako okoljevarstveno nadlogo, da je Kongres podprl raziskavo, s katero bi dognali, kaj je mogoče proti temu ukreniti. Zanimivo je, da ima metan višjo io toplotno vrednost kot katerikoli drug običajni kurilni plin, razen vodika. Kakorkoli, v skoraj vseh prejšnjih sistemih se nastali metan izloči v atmosfero in povzroči neprijeten vonj. V nekaterih krajih mestni predpisi prepovedujejo izpuščanje takih plinov.

Metode in aparat za obdelavo domačih odtokov so obrazloženi v zbirki 15 Patenti ZDA, št. 4.172.034 (Carlsson in drugi); 4.812.237 (Cawley);

5.114.586 (Humprey) in 5.342.523 (Kuwashima).

Carlsson opisuje aparat, ki deluje na lahko tekoče blato, ki vsebuje od 1-15%, po možnosti 5-10%, suhih trdnih snovi. Tako razredčeno blato nepotrebno podaljšuje predelovalni čas, ki je potreben, da se doseže aerobna razgradnja v reakcijski posodi z zračenjem; ima pa Carlssonov aparat to prednost, da je trden.

Humprey razkriva zapleten higienski sistem, ki je opremljen z mnogimi cevmi, od katerih jih ima pet številne zračne odprtine. Visoka poraba zraka zahteva montažo velikega zračnega pihalnika ali kompresorja, kar povzroča visoke obratovalne stroške in problem glede dušenja hrupa. Druga težava, ki jo srečamo v Humpreyevem sistemu, je prostor, ki ga je za vse opisane komponente sistema treba najti v stanovanjski zgradbi.

Cawley opisuje in zahteva postopek za prečiščevanje in recikliranje gospodinjskih odplak, ki obsega naslednje faze; (a) zbiranje prvega toka odpadne vode iz kuhinjskih virov v gospodinjstvu; (b) anaerobna razgradnja omenjenega prvega toka odpadne vode v prvem septičnem rezervoarju; (c) zbiranje drugega toka odpadne vode, ki izvira iz pralnice in kopalnice; (d) združevanje vode iz faz (b), (c) in (h); (e) anaerobna razgradnja vode iz faze (d) v drugem septičnem rezervoarju; (f) črpanje vode iz faze (e) preko biološkega filtra iz peska pod aerobnimi pogoji; (g) črpanje biološko filtrirane vode iz faze (f) skozi ultra-filter, s čimer se biološko filtrirana voda loči na zadrževalni tok in pronicljivi tok; (h) vračanje omenjenega zadrževalnega toka v fazo (d); (I) dezinfekcija omenjenega pronicljivega toka; (j) vračanje prvega dela od omenjenega dezinficiranega pronicljivega toka v gospodinjske pripomočke v pralnici in kopalnici; (k) ločevanje drugega dela od omenjenega dezinficiranega pronicljivega toka v del z malo soli in del z veliko soli; (I) vračanje omenjenega dela z malo soli v kuhinjo; in (m) odstranjevanje omenjenega dela z veliko soli.

Kuwashima predlaga par ločevalnih rezervoarjev, ki se uporabljata izmenično za ločevanje plavajočega ali usedlega materiala; organski material se za aerobno razgradnjo prenese v tretji rezervoar. Naprava nima sredstev za razbijanje velikih kosov v majhne delce, ki bi se učinkovito razgradili.

Pri obstoječem stanju je eden od namenov te iznajdbe odpraviti slabosti prejšnjega sistema manjšega obsega za obdelavo odtoka in omogočiti sistem in postopek, ki znotraj odstrani organske delce v taki meri, da pri normalni uporabi ročno odstranjevanje ostankov ne bo potrebno v desetih letih obratovanja, če bo sploh potrebno.

Nadaljni namen te iznajdbe je zmanjšati porabo vode v družini v zgradbi, ki je opremljena s takim sistemom. Tako zmanjšanje se ne odraža samo v stroških za porabo vode, temveč tudi v nižjih stroških za odstranjevanje odplak, saj se slednji pogosto izračunajo sorazmerno s stroški za porabo vode.

Še en namen te iznajdbe je odstraniti neprijetno uhajanje metana v atmosfero in zmanjšati stroške porabe energije z uporabo plinov, ki nastanejo med razgradnimi postopki kot gorivo za pogon vsaj ene od črpalk, ki se uporabljajo v sistemu.

Ta iznajdba omogoča omenjene cilje s tem, da zagotavlja sistem za obdelavo in prečiščevanje odtoka v gospodinjstvu in za odstranjevanje organskih trdnih odpadkov znotraj omenjenega sistema; obsega sredstva za ločeno zbiranje prve in druge komponente odplake v domači stanovanjski enoti, pri čemer straniščna odplaka predstavlja omenjeno prvo komponento odplake, odplake iz kopalnice, tuša, umivalnika, pralnice in kuhinje ter podobnih prostorov pa predstavljajo drugo komponento odplake, prvo in drugo dvonamensko posodo, pri čemer ima vsaka posoda vsaj eno vhodno in vsaj eno izhodno odprtino in je nameščena tako, da takrat, ko ena od omenjenih posod sprejema omenjeno prvo komponento odplake in deluje kot zbiralnik za usedline, druga posoda deluje kot posoda za anaerobno reakcijo; v posodi, ki deluje kot posoda za anaerobno reakcijo, poteka razgradni postopek, pri katerem se prostornina usedline, ki se v njej nahaja, močno zmanjša s pretvorbo v kompost in plin, pri čemer se izhod za plin nahaja na vrhu vsake od omenjenih posod za zbiranje plina; prvi ventil za usmerjanje omenjene prve komponente odplake v katerokoli dvonamensko posodo, ki trenutno deluje kot zbiralnik za usedline in za izolacijo preostale dvonamenske posode in pretvorbo v posodo za anaerobno reakcijo; vsaj ena posoda za aerobno reakcijo je namenjena redkemu blatu, ki vsebuje lebdeče organske delce iz omenjene prve komponente blata iz omenjenega zbiralnega rezervoarja za usedline, v katerem se vsebnost trdnih snovi vzdržuje na okoli 15 - 35%, reakcija poteka pri temperaturi med -6° C in 92° C, med tem, ko omenjeno blato ostane tekoče; vsaj en zračnik je pritrjen na omenjeno posodo za aerobno reakcijo, ki omogoča oksigenacijo omenjenih odplak; prva črpalna sredstva, ki jih vsaj delno poganja plin, ki nastane v omenjeni posodi za anaerobno reakcijo, za stalno potiskanje omenjenega blata iz omenjene posode za aerobno reakcijo skozi omenjeni zračnik, ki vzdržuje nivo kisika v omenjeni posodi za aerobno reakcijo na vsaj 1 p.p.m; ločevalno posodo za usedline za sprejemanje prezračenih in bioaerobno reagiranih odplak iz omenjene posode za aerobno reakcijo; prvo filtrirno izhodno odprtino za odstranjevanje prečiščene vode iz omenjene ločevalne posode; drugo izhodno odprtino za črpanje usedlih delcev iz omenjene ločevalne posode za usedline v omenjeno dvonamensko zbiralno posodo za usedline; spodnjo shranjevalno posodo, ki sprejema omenjeno drugo komponento, zgornjo shranjevalno posodo, ki dovaja vodo za straniščno odplakovanje, in druga črpalna sredstva za prenos omenjene druge io komponente iz omenjene spodnje shranjevalne posode v omenjeno zgornjo shranjevalno posodo.

V nadaljni izvedbi te iznajdbe je podan predelovalni in prečiščevalni sistem, v katerem je omenjena zgornja shranjevalna posoda opremljena s prvim rezervoarjem za vodo, ki ima odprt zgornji rob, preko katerega teče pena, ki plava na vodi v omenjeni posodi skupaj s preplavno vodo, pri čemer se preplavna voda in pena nato uporabita za straniščno odplakovanje.

Nadaljnje izvedbe te iznajdbe bodo opisane spodaj.

Ta iznajdba omogoča tudi metodo za obdelavo in prečiščevanje odtoka v gospodinjstvu ter za odstranjevanje trdnih organskih odpadkov znotraj omenjenega sistema. Obsega:

a) ločeno zbiranje straniščnega odtoka iz domače stanovanjske enote kot prve komponente in odtokov iz kopalnice, tuša, umivalnika, pralnice in kuhinje kot druge komponente;

b) prvo in drugo dvonamensko posodo, pri čemer ima vsaka posoda vsaj 5 eno vhodno in vsaj eno izhodno odprtino in je nameščena tako, da takrat, ko ena od omenjenih posod sprejema omenjeno prvo komponento odplake in deluje kot zbiralnik za usedline, druga posoda deluje kot posoda za anaerobno reakcijo; ta posoda za anaerobno reakcijo izvaja razgradni postopek, med katerim se prostornina usedline, ki jo posoda vsebuje, močno zmanjša s pretvorbo v kompost in plin, izhod za plin pa se nahaja na vrhu vsake od omenjenih posod za zbiranje plina;

c) prvi ventil za usmerjanje omenjene prve komponente odtoka v katerokoli dvonamensko posodo, ki se trenutno uporablja kot zbiralnik za usedline in za izolacijo preostale dvonamenske posode, da jo pretvori v posodo za anaerobno reakcijo;

d) vsaj eno posodo za anaerobno reakcijo, ki je namenjena vodnatemu blatu, ki vsebuje plavajoče organske delce iz omenjenega zbiralnika za usedline, v katerem se vsebnost trdnih snovi vzdržuje na okoli 1520 35%, reakcija poteka pri temperaturi med -6° C in 92° C, med tem ko omenjeno blato ostane tekoče;

e) vsaj en zračnik, ki je pritrjen na omenjeno posodo za aerobno reakcijo za oksigenacijo omenjenega blata;

f) prvo črpalno sredstvo, ki ga vsaj delno poganja plin, ki nastaja v omenjeni posodi za anaerobno reakcijo, za stalno potiskanje omenjenega blata iz omenjene posode za aerobno reakcijo skozi omenjeni zračnik, da vzdržuje nivo kisika v omenjeni posodi za aerobno reakcijo na vsaj 1 p.p.m;

g) ločevalno posodo za usedline, kamor prihaja prezračeno in bioaerobno reagirano blato iz omenjene posode za aerobno reakcijo; omenjena ločevalna posoda ima prvo filtrimo izhodno odprtino za odstranjevanje prečiščene vode iz posode in drugo izhodno odprtino ίο za črpanje usedlih delcev blata iz omenjene ločevalne posode za usedline v omenjeno dvonamensko zbiralno posodo za usedline;

h) spodnjo shranjevalno posodo za sprejemanje omenjene druge komponente;

i) zgornjo shranjevalno posodo, ki zagotavlja vodo za straniščno 15 odplakovanje; in

j) drugo črpalno sredstvo za prenos omenjene druge komponente iz omenjene spodnje shranjevalne posode v omenjeno zgornjo shranjevalno posodo.

V preferenčnih izvedbah te iznajdbe reakcija v posodi za aerobno reakcijo poteka pri temperaturi med 16 in 42°C.

V posebej preferenčnih izvedbah te iznajdbe je zagotovljen sistem za obdelavo in prečiščevanje, nadalje obsega sredstva za zbiranje, pri izvoru, tretje sestavine kuhinjske vode in prehajanje omenjene sestavine kuhinjske vode skozi enoto za ločevanje organskih in drugih odpadnih sestavin od vode. Omenjene preferenčne izvedbe po možnosti obsegajo sredstva za dovajanje omenjenih ločenih organskih in drugih odpadnih sestavin iz omenjene sestavine kuhinjske vode v eno od omenjenih dvonamenskih posod. Na ta način se enote za odstranjevanje odpadkov lahko vgradijo v kuhinjska korita tako, da odtok ne bo blokiral drenažnih sistemov, saj se bodo odpadne sestavine predelale in usmerile v eno izmed omenjenih dvonamenskih posod za anaerobno razgradnjo v omenjeni izvedbi; v omenjenih dvonamenskih posodah se nahajajo bakterije, ki razgrajujejo celulozo, ne motijo pa delovanja anaerobnih bakterij v posodi.

Pokazalo se bo, da je možno veliko prihraniti pri načrtovanju stanovanjskih sosesk brez odtočnega cevovoda. Stanovalci bodo prihranili plačevanje vode za namensko uporabo in ne bodo plačevali odstranjevanja odplak. Pričakovati je prihranek 60 litrov vode na dan po osebi. Tako se bo voda visoke kakovosti prihranila za take namene, kjer je to potrebno, predvsem za pitje, pripravo hrane in umivanje.

Za boljše razumevanje bo iznajdba v nadaljevanju opisana v povezavi z določenimi preferenčnimi izvedbami, ki jih prikazujejo naslednje skice.

S posebnim sklicevanjem na podrobne skice je povdarjeno, da so prikazane posebnosti navedene kot primer in informativno, tako da predstavljajo kar najbolj koristen in nazoren opis načel in konceptualnih vidikov iznajdbe. Zato ne gre za podrobnejši prikaz strukturnih podrobnosti iznajdbe, kot je to potrebno za njeno osnovno razumevanje, opis ob skicah pa tistim, ki imajo izkušnje na tem področju, pojasnjuje, kako se različne oblike te iznajdbe lahko uporabijo v praksi.

Na slikah:

slika 1	je shematski prikaz preferenčne izvedbe prečiščevalnega sistema glede na iznajdbo;
slika 2	je shematski prikaz dela istega sistema, ki prikazuje porabo nastalega plina;
io slika 3	je shematski prikaz dela druge izvedbe prečiščevalnega sistema, ki prikazuje komponente za zmanjševanje volumna;
slika 4	je shematski prikaz dela tretje izvedbe prečiščevalnega sistema, ki je nadalje opremljen s
15	filtrirnimi sredstvi;
slika 5	je shematski prikaz dela preferenčne izvedbe prečiščevalnega sistema, ki ima posebno razporeditev zgornje shranjevalne posode;
slika 6	je shematski prikaz dela izvedbe, ki proizvaja elektriko
20	z uporabo vodne turbine;
slika 7	je shematski prikaz dela nadaljnje izvedbe prečiščevalnega sistema, ki je nadalje opremljen s sredstvi za prenos odplak;

slika 8 je shematski prikaz dela nadaljnega prečiščevalnega sistema, ki je opremljen s sredstvi za zbiranje kuhinjske vode in ločevanje odpadnih komponent iz vode; in slika 9 je blokovna shema izvedbe, v kateri se anaerobni rezervoar segreva.

Slika 1 prikazuje sistem 10 za obdelavo in prečiščevanje odtoka v gospodinjstvu in za odstranjevanje organskih trdnih odpadkov znotraj io omenjenega sistema.

Ločena drenažna sredstva 12, 14 omogočajo ločeno zbiranje prve in druge komponente odplake iz domače stanovanjske enote. Straniščni odtok predstavlja prvo komponento odplake, odplake iz kopalnice, tuša, umivalnika, pralnice in kuhinje pa predstavljajo drugo komponento.

Drenažna sredstva 12 so povezana s prvim ventilom 16, ki je povezan z vhodnima odprtinama 18, 20 prve in druge dvonamenske posode 22, 24. Vsaka od teh posod je tudi opremljena z dvema izhodnima odprtinama 26, 28, 30, 32, po zgradbi pa so med seboj identične. Z uporabo prvega ventila 16 sta posodi 22, 24 razporejeni tako, da imata izmenične funkcije;

takrat ko posoda 22, na primer, deluje kot zbiralnik za usedline, druga posoda 24 deluje kot posoda za anaerobno reakcijo, v kateri nastaja kompost.

Posoda 24 deluje kot posoda za anaerobno reakcijo, kadar je izolirana s prvima ventiloma 16 in 20, in izvaja razgradni postopek, med katerim se volumen usedline 34, ki ga posoda vsebuje, močno zmanjša. Zgornja izhodna odprtina 32 obsega enosmerni ventil (ni prikazan), uporablja se za odstranjevanje kurilnega plina 36, ki nastaja med razgradnim postopkom. Uporaba plina 36 bo opisana glede na sliki 2. Plinsko zatesnjena polnilna vratca 38 so dodana v posodah 22, 24, tako da se biološko razgradljivi material, na primer živalski izločki, lahko vnese med zagonom.

ίο Prvi ventil 16 usmerja komponento prve odplake v katerokoli dvonamensko posodo; 22 v tem primeru se sedaj uporablja kot zbiralnik za usedline. Prvi ventil 16 deluje, ko se zadostna količina trdnih snovi nabere v posodi 22, ki se sedaj uporablja kot zbiralnik za usedline. Časovno obdobje med zaporednimi obratovanji ventila 16 presega eno leto in v normalnih pogojih delovanja traja tri leta.

Posoda za anaerobno reakcijo 40 je namenjena redkejšemu blatu, ki vsebuje lebdeče organske trdne delce iz zbiralnika za usedline 22. Vsebnost trdnih snovi v posodi se vzdržuje na okoli 15-35%, reakcija poteka pri temperaturi med -6° C in 92° C. Blato ostane tekoče.

Zračnik 42 je pritrjen na posodo 40 za oksigenacijo blata. Visoka vsebnost trdnih snovi pripomore k učinkovitemu zračenju. Širok dovoljeni temperaturni razpon ustreza temperaturi preživetja aktivnih bakterij, ki razgrajujejo organske odpadke.

Prvo črpalno sredstvo 44, kot je centrifugalna potopna črpalka, stalno poganja blato iz posode za aerobno reakcijo skozi zračnik 42 za vzdrževanje kisika v posodi 40 na vsaj 1 ppm. Prvo črpalno sredstvo 44 vsaj deloma poganja plin, ki nastaja v posodi za anaerobno reakcijo 24.

Prvo črpalno sredstvo 44 je nameščeno tako, da povzroča močno tresenje, ki zmanjšuje velikost trdnih delcev, ki plavajo v blatu. Preprosta metoda za doseganje tega cilja je uporabiti močan črpalni stroj in poganjati črpalko pri hitrosti, ki presega tisto, ki je potrebna glede na zahteve samega zračenja.

ίο Ločevalna posoda 46 sprejema prezračene in bioaerobno reagirano blato iz posode za aerobno reakcijo 40.

Nadaljnje usedanje in zgoščevanje trdnih delcev poteka v tej posodi. Odtočna črpalka 48 je sposobna izvajati take prenose materiala tudi skozi drugo izhodno odprtino 50, ki je namenjena črpanju takih delcev iz ločevalne posode 46 preko prvega ventilnega sredstva 16 v dvonamensko zbiralno posodo za usedline 22 v prikazanem primeru.

Prva filtrirana izhodna odprtina 52 je namenjena odstranjevanju prečiščene vode iz ločevalne posode 46. Filter 54 je koristno opremljen s sredstvi za avtomatično odstranjevanje delcev, ki blokirajo filtrsko ploščo.

Kakovost prečiščene vode določa kakovost filtrske enote 54.

Spodnja shranjevalna posoda 56, ki je povezana z drenažnim sredstvom 14, sprejema drugo komponento.

Zgornja shranjevalna posoda 58 omogoča vodo za straniščno odplakovanje. Posoda 58 se polni s pomočjo drugega črpalnega sredstva 60, ki prenaša vodo iz spodnje shranjevalne posode 56. Presežek vode, ki je potreben za straniščno odplakovanje, je dovolj prečiščen, da lahko prehaja v drenažo 62. Če posoda 58 potrebuje več vode, kot jo omogoča sistem ob kakršnemkoli času, je možno v zgornjo shranjevalno posodo 58 dovesti dodatno vodo iz vodnega omrežja (ni prikazano).

V primeru ostalih slik so bile prav tako uporabljene podobne referenčne številke za označevanje podobnih delov.

io Na sliki 2, na katero se sedaj nanaša opis, je viden detajl istega sistema za obdelavo in prečiščevanje 10, že poprej opisanega pri sliki 1.

Plin 36 nastaja v dvonamenskih posodah (prikazana je le ena od njiju, 24) in se zbira v rezervoarju 64, stiska v kompresorju 66, shrani v rezervoarju 68 pod stisnjenim tlakom in se uporabi vsaj delno za poganjanje prvega črpalnega sredstva 44, ki poganja blato skozi zračnik 42. Sistem 10 torej tako deluje z zmanjšano porabo elektrike, in kar je še pomembnejše na urbanih področjih, zmanjšuje nastajanje neprijetnih vonjav.

Osnovna sestavina, ponavadi 57 - 67% proizvedenega plina, je metan. Skoraj ves ostanek je ogljikov dioksid. Toplotna vrednost takšne plinske zmesi znaša približno 5000 do 6500 kcal na kubični meter. Stisnjeni plin je odveden v motor z notranjim izgorevanjem 70 s povečano zaščito proti notranji koroziji. Motor 70 je povezan z prvim črpalnim sredstvom 44, to pa je poleg tega povezano tudi z elektromotorjem 72, ki jo poganja kadar plin 36 iz kakršnegakoli vzroka ni dostopen, na primer med zagonom. V nasprotnem oz. drugačnem primeru se omenjeni plin lahko pretvori v elektriko ali pa se uporablja v gorilniku pri neposrednem segrevanju vode.

Slika 3. prikazuje detajl druge izvedbe prečiščevalnega sistema 74 s komponentami, ki zmanjšujejo velikost trdnih delcev vsebovanih v komponenti prvega odtoka.

Načrpane odplake se znova in znova zadevajo ob vrsto nepremičnih io rezil 76 in tako zmanjšujejo velikost plavajočih trdnih delcev v odplakah, ki tečejo po prezračevalnem krogu. Velikost delcev se tako ugodno zmanjša na velikost do vključno 1.5 milimetrov, kar pomeni povečanje izpostavljene površine trdnih snovi in vodi k učinkovitem zračenju.

Na sliki 4. je viden detajl tretje izvedbe prečiščevalnega sistema 74 15 opremljenega z nadaljnjimi filtrirnimi sredstvi.

Izhodna odprtina za vodo 80 spodnje shranjevalne posode 82 je povezana s filtrom 84, ki pri pretoku skrbi za odstranjevanje trdnih delcev iz vode. Voda, ki prehaja skozi filter, se shranjuje v zgornji shranjevalni posodi 86 in se uporablja za straniščno odplakovanje. Odvečna voda je na voljo za hortikulturne potrebe 87.

Čeprav nič ne naspotuje vključevanju majhnih trdnih delcev v odplakovanje, je kljub temu priporočljivejše take trdne delce odstraniti, da bi preprečili slabše delovanje mehanizma straniščnega kotlička 88.

Slika 5, na katero se sedaj nanaša opis, prikazuje del preferenčne izvedbe prečiščevalnega sistema 90 s posebno nastavitvijo zgornje shranjevalne posode.

Zgornja shranjevalna posoda 92 ima prvi rezervoar za dotekajočo vodo 5 94 z odprto zgornjo steno 96. Voda v rezervoarju 94 vsebuje maščobe, mila in detergente, ki izvirajo iz druge komponente odplake. Črpalka 97 pretresa vodo v rezervoarju 94 in s tem povzroča nastajanje pene. Pena 98 plava na vodi rezervoarja 94 in skupaj s preplavljanjem odvečne vode odteka navzdol v drug rezervoar 100. Odvečna voda in pena 98 se ίο odvajata iz rezervoarja 100 kadar sta potrebna pri straniščnem odplakovanju.

Slika 6 prikazuje proizvodnjo elektrike z uporabo vodne turbine 102.

Sistem za obdelavo in prečiščevanje 104 proizvaja elektriko za uporabo v sistemu s pomočjo turbine 102 v cevi za vodo 106, ki vodi navzdol iz zgornje shranjevalne posode 108. Električne baterije z možnostjo ponovnega polnjenja 110, povezane s motorjem črpalke 112, omogočajo shranjevanje energije, tako da prvo črpalno sredstvo 44, prikazano na slika 1, lahko deluje kadar plin ali omrežna energija nista na voljo.

V nadaljnjih izvedbah (niso prikazane) dodatno elektriko proizvajajo sončne celice ali mlin na veter, izbira pa je odvisna od primernosti lokacije v katero bo sistem nameščen.

Na sliki 7, na katero se nanaša ta opis, je upodobljen detajl izvedbe sistema za obdelavo in prečiščevanje 116 s pripravo za prenos blata 34.

Prva in druga dvonamenska posoda 118, 120 imata dodatna dovoda 122, 124 za sprejemanje in dodatna spodnja odvoda 126, 128 za izločanje blata 34, ki se kopiči na dnu posod 118, 120. Vsaka posoda ima črpalko 130, 132, ki je zmožna ravnati s takšnim materialom. Prenos blata se izvede iz dvonamenske posode (na primer 122) za shranjevanje in se zbira v posodi (124 v obstoječem primeru), ki se uporablja za anaerobno razgradnjo. V obstoječi izvedbi se pogon primerne črpalke (130 v tem primeru) izvede preko komandne plošče 134 in se avtomatično sproži z delovanjem prvega ventila 136.

io Slika 8, na katero se nanaša ta opis, prikazuje blokovno shemo s predstavitvijo sistema 138, ki obsega sredstva 140 za ločeno zbiranje pri izvoru tretje sestavine kuhinjske vode 142, ki prehaja preko razločevalne enote 144 in le-ta je lahko statična ali dinamična filtrirna enota za ločevanje organskih in ostalih odpadnih sestavin 146. Ostale komponente na omenjeni sliki so iste kot že poprej opisane pod slikama 1 in 2.

Kot bomo ugotovili, se voda, ki se izloča preko filtra in zbiralne enote za usedline 46 in priteka v shranjevalno enoto 56, lahko ne samo reciklira s črpalko 60 za straniščno uporabo, temveč lahko tudi izteka iz sistema in je na voljo za druge potrebe, odvisno od čistosti vode.

Kot zgoraj omenjeno, takšna nastavitev omogoča učinkovito uporabo enot za odstranjevanje odpadkov, nameščenih v kuhinjskih koritih.

V tej izvedbi vsebuje dvonamenska posoda 24 ne samo anaerobne bakterije, temveč tudi bakterije, ki uničujejo celulozo, kot Trichonympha, ki lahko delujejo v kombinaciji z omenjenimi anaerobnimi bakterijami, ne da bi prve ovirale druge.

Slika 9 prikazuje del nadaljnjega sistema 86, ki je podoben zgoraj opisanemu pod sliko 1 toda s pospešenim procesom anaerobne razgradnje. Reaktor za anaerobno razgradnjo 88 je obdan s tremi ločenimi stenami 90, 91, 92, ki s tem ustvarjajo dva koncentrična zunanja predelka 93 in 95 okoli vsake od omenjenih posod 88 za dovod tekočin za regulacijo temperature znotraj omenjenih posod. Boljše, predelek 93 tik ob omenjeni posodi 88 se napolni z oljno tekočino 97, predelek 95 pa se io priključi preko vhodnega in izhodnega kanala 98, 99 na vir 94 vodnih tekočin 96 za segrevanje reaktorja 88, ta tekočina pa se segreva z virom toplote 89. Toploto je možno pridobivati električno, ali z izgorevanjem goriva, prikladen je del metana 74 pridobljenega iz reaktorja 88. Segrevanje reaktorja 88 pospeši proces razgradnje in omogoči tudi razgradnjo snovi, ki se pri sobni temperaturi ne razgradijo pomembneje. Takšna nastavitev je preferenčna za sisteme, ki so nameščeni v hladnih podnebjih. Nadalje je možno uravnavati hitrost razgradnje znotraj reaktorja 88 z nadzorovanjem temperature vodne tekočine 96, dovedene v predelek 95, ta vodna tekočina pa nato služi za segrevanje ali ohlajanje oljne tekočine 97, ki segreva ali ohlaja vsebino reaktorja 88, pri čemer je vročo vodo moč odstraniti iz predelka 95 in jo po želji nadomestiti s hladnejšo vodno tekočino, lahko z uporabo nadaljnjih vhodnih in izhodnih kanalov (ni prikazano).

Potrebno je omeniti, da so kanali, ki povezujejo različne komponente sistema in iz njega izhajajo, lahko oblikovani kot kanali z dvojno steno, sistem pa lahko vsebuje tudi sredstva za dovod segrete vode med notranje in zunanje stene omenjenih kanalov z namenom, da se tekočine, ki tečejo po njih, segrevajo.

Razen tega se plin, ki nastane v reaktorju 88, lahko odvede v gorilnik za segrevanje vode, ki naj kroži med notranjimi in zunanjimi stenami omenjenih kanalov, ta segreta voda pa lahko pride v omenjene kanale tudi pod pritiskom, da bi jih po potrebi splakovala.

ίο Izkušenim v tej stroki bo jasno, da ta izum ni omejen na podrobnosti iz prej omenjenih nazornih izvedb in da je to iznajdbo možno izpeljati v drugih posebnih oblikah brez odstopanja od njenega bistva ali osnovnih lastnosti. Te izvedbe je zato v vseh pogledih treba upoštevati kot ilustrativne in ne restriktivne, saj je namen izuma bolj določen s is priloženimi zahtevki in ne toliko z zgornjimi opisi, kajti vse spremembe v pomenu in enakovrednosti zahtevkov so zajete v le-teh.

Claims

PATENTNI ZAHTEVKI

1. Sistem za obdelavo in prečiščevanje odtoka v gospodinjstvu in za odstranjevanje organskih trdnih odpadkov znotraj omenjenega sistema;

5 obsega:

- sredstva za ločeno zbiranje prve in druge komponente odplake v domači stanovanjski enoti, pri čemer straniščna odplaka predstavlja omenjeno prvo komponento odplake, odplake iz kopalnice, tuša, umivalnika, pralnice in kuhinje ter podobnih prostorov pa ίο predstavljajo drugo komponento odplake;

- prvo in drugo dvonamensko posodo, pri čemer ima vsaka posoda vsaj eno vhodno in vsaj eno izhodno odprtino in je nameščena tako, da takrat, ko ena od omenjenih posod sprejema omenjeno prvo komponento odplake in deluje kot zbiralnik za usedline, druga

15 posoda deluje kot posoda za anaerobno reakcijo; v posodi, ki deluje kot posoda za anaerobno reakcijo, poteka razgradni postopek, pri katerem se prostornina usedline, ki se v njej nahaja, močno zmanjša s pretvorbo v kompost in plin, pri čemer se izhod za plin nahaja na vrhu vsake od omenjenih posod za zbiranje plina;

20 - prvi ventil za usmerjanje omenjene prve komponente odplake v katerokoli dvonamensko posodo, ki trenutno deluje kot zbiralnik za usedline in za izolacijo preostale dvonamenske posode in pretvorbo v posodo za anaerobno reakcijo;

- vsaj ena posoda za aerobno reakcijo je namenjena tekočemu blatu, ki vsebuje lebdeče organske delce iz omenjene prve komponente blata iz omenjenega zbiralnega rezervoarja za usedline, v katerem se vsebnost trdnih snovi vzdržuje na okoli 15 - 35%, reakcija

5 poteka pri temperaturi med -6° C in 92° C, med tem, ko omenjeno blato ostane tekoče;

- vsaj en zračnik je pritrjen na omenjeno posodo za aerobno reakcijo, ki omogoča oksigenacijo omenjenih odplak;

- prva črpalna sredstva, ki jih vsaj delno poganja plin, ki nastane v ίο omenjeni posodi za anaerobno reakcijo, za stalno potiskanje omenjenega blata iz omenjene posode za aerobno reakcijo skozi omenjeni zračnik, ki vzdržuje nivo kisika v omenjeni posodi za aerobno reakcijo na vsaj 1 p.p.m;

- ločevalno posodo za usedline za sprejemanje prezračenih in

15 bioaerobno reagiranih odplak iz omenjene posode za aerobno reakcijo;

- prvo filtrimo izhodno odprtino za odstranjevanje prečiščene vode iz omenjene ločevalne posode;

- drugo izhodno odprtino za črpanje usedlih delcev iz omenjene

20 ločevalne posode za usedline v omenjeno dvonamensko zbiralno posodo za usedline;

- spodnjo shranjevalno posodo, ki sprejema omenjeno drugo komponento;

- zgornjo shranjevalno posodo, ki dovaja vodo za straniščno odplakovanje;

- in druga črpalna sredstva za prenos omenjene druge komponente iz omenjene spodnje shranjevalne posode v omenjeno zgornjo

5 shranjevalno posodo.
2. Sistem za obdelavo in prečiščevanje v skladu s 1. zahtevkom, označen s tem, da je omenjeno prvo črpalno sredstvo nameščeno tako, da povzroča io močno tresenje, ki zmanjšuje velikost trdnih delcev, ki plavajo v blatu.
3. Sistem za obdelavo in prečiščevanje v skladu s 1. zahtevkom, označen s tem, da načrpano blato udarja ob rezila, ki zmanjšajo velikost trdnih delcev, 15 ki lebdijo v blatu.
4. Sistem za obdelavo in prečiščevanje v skladu s 1. zahtevkom, označen s tem, da je izhodna odprtina spodnje shranjevalne posode povezana s 20 filtrom, ki pri pretoku skrbi za odstranjevanje trdnih delcev iz vode, ki prehaja skozi filter.
5. Sistem za obdelavo in prečiščevanje v skladu s 1. zahtevkom, označen s tem, da časovno obdobje med zaporednimi obratovanji ventila v normalnih pogojih delovanja presega eno leto.
6. Sistem za obdelavo in prečiščevanje v skladu s 1. zahtevkom,

5 označen s tem, da je omenjena zgornja shranjevalna posoda opremljena s prvim rezervoarjem za vodo, ki ima odprt zgornji rob, preko katerega teče pena, ki plava na vodi v omenjeni posodi skupaj s preplavno vodo, pri čemer se preplavna voda in pena nato uporabita za straniščno io odplakovanje.
7. Sistem za obdelavo in prečiščevanje v skladu s 1. zahtevkom, označen s tem, da se elektrika proizvaja s pomočjo turbine v cevi za vodo, ki vodi 15 navzdol iz zgornje shranjevalne posode.
8. Sistem za obdelavo in prečiščevanje v skladu s 1. zahtevkom, označen s tem, pri katerem ima vsaka izmed omenjenih dvonamenskih posod odprtino 20 za dovod blata, ki se zbira na dnu druge dvonamenske posode.
9. Sistem za obdelavo in prečiščevanje v skladu s 1. zahtevkom, označen s tem, da nadalje obsega sredstva za zbiranje, pri izvoru, tretje sestavine kuhinjske vode in prehajanje omenjene sestavine kuhinjske vode skozi enoto za ločevanje organskih in drugih odpadnih sestavin od vode.
10. Sistem za obdelavo in prečiščevanje v skladu z 9. zahtevkom, označen s tem, da obsega dovod izločene sestavine kuhinjske vode skozi filtrirno enoto za namensko uporabo.
11. Sistem za obdelavo in prečiščevanje v skladu z 9. zahtevkom, označen s tem, da vsebuje sredstva za dovajanje omenjenih ločenih sestavin organskih in drugih odpadkov v eno izmed omenjenih dvonamenskih posod in za

15 anaerobno razkrajanje, pri čemer iz sestavin nastaja metan.
12. Sistem za obdelavo in prečiščevanje v skladu z 11. zahtevkom, označen s tem, da se v dvonamenskih posodah nahajajo bakterije, ki uničujejo

20 celulozo.
13. Sistem za obdelavo in prečiščevanje v skladu s 1. zahtevkom, označen s tem, pri katerem za regulacijo temperature znotraj omenjenih posod vsako izmed omenjenih dvonamenskih posod obdajajo tri ločene stene, ki s tem ustvarjajo dva koncentrična zunanja predelka okoli vsake od omenjenih posod.
14. Sistem za obdelavo in prečiščevanje v skladu s 13. zahtevkom, označen s tem, da se predelek tik ob omenjeni posodi napolni z oljno tekočino, predelek na skrajni zunanji strani pa vsebuje sredstvo za dovajanje in ίο odvajanje vodnih tekočin.
15. Sistem za obdelavo in prečiščevanje v skladu s 14. zahtevkom, označen s tem, da se omenjena vodna tekočina segreva z izgorevanjem plina, ki ga 15 proizvaja ena izmed omenjenih posod.
16. Sistem za obdelavo in prečiščevanje v skladu s 1. zahtevkom, označen s tem, da so kanali, ki povezujejo različne komponente sistema in iz njega 20 izhajajo, lahko oblikovani kot kanali z dvojno steno, sistem pa lahko vsebuje tudi sredstva za dovod segrete vode med notranje in zunanje stene omenjenih kanalov z namenom, da se tekočine, ki tečejo po njih, segrevajo.
17. Metoda za obdelavo in prečiščevanje odtoka v gospodinjstvu ter za odstranjevanje trdnih organskih odpadkov znotraj omenjenega sistema obsega:

a) ločeno zbiranje straniščnega odtoka iz domače stanovanjske enote kot 5 prve komponente in odtokov iz kopalnice, tuša, umivalnika, pralnice in kuhinje kot druge komponente;

b) prvo in drugo dvonamensko posodo, pri čemer ima vsaka posoda vsaj eno vhodno in vsaj eno izhodno odprtino in je nameščena tako, da takrat, ko ena od omenjenih posod sprejema omenjeno prvo ίο komponento odplake in deluje kot zbiralnik za usedline, druga posoda deluje kot posoda za anaerobno reakcijo; ta posoda za anaerobno reakcijo izvaja razgradni postopek, med katerim se prostornina usedline, ki jo posoda vsebuje, močno zmanjša s pretvorbo v kompost in plin, izhod za plin pa se nahaja na vrhu vsake od omenjenih posod

15 za zbiranje plina;

c) prvi ventil za usmerjanje omenjene prve komponente odtoka v katerokoli dvonamensko posodo, ki se trenutno uporablja kot zbiralnik za usedline in za izolacijo preostale dvonamenske posode, da jo pretvori v posodo za anaerobno reakcijo;

20 d) vsaj eno posodo za anaerobno reakcijo, ki je namenjena vodnatemu blatu, ki vsebuje plavajoče organske delce iz omenjenega zbiralnika za usedline, v katerem se vsebnost trdnih snovi vzdržuje na okoli 1527

35%, reakcija poteka pri temperaturi med -6° C in 92° C, med tem ko omenjeno blato ostane tekoče;

e) vsaj en zračnik, ki je pritrjen na omenjeno posodo za aerobno reakcijo za oksigenacijo omenjenega blata;

5 f) prvo črpalno sredstvo, ki ga vsaj delno poganja plin, ki nastaja v omenjeni posodi za anaerobno reakcijo, za stalno potiskanje omenjenega blata iz omenjene posode za aerobno reakcijo skozi omenjeni zračnik, da vzdržuje nivo kisika v omenjeni posodi za aerobno reakcijo na vsaj 1 p.p.m;

ίο g) ločevalno posodo za usedline, kamor prihaja prezračeno in bioaerobno reagirano blato iz omenjene posode za aerobno reakcijo; omenjena ločevalna posoda ima prvo filtrirno izhodno odprtino za odstranjevanje prečiščene vode iz posode in drugo izhodno odprtino za črpanje usedlih delcev blata iz omenjene ločevalne posode za

15 usedline v omenjeno dvonamensko zbiralno posodo za usedline;

h) spodnjo shranjevalno posodo za sprejemanje omenjene druge komponente;

i) zgornjo shranjevalno posodo, ki zagotavlja vodo za straniščno odplakovanje; in

20 j) drugo črpalno sredstvo za prenos omenjene druge komponente iz omenjene spodnje shranjevalne posode v omenjeno zgornjo shranjevalno posodo.
18. Metoda v skladu s 17. zahtevkom, označen s tem, da obsega ločeno zbiranje, pri izvoru, tretje sestavine kuhinjske vode in prehajanje omenjene sestavine kuhinjske vode skozi enoto za

5 ločevanje organskih in drugih odpadnih sestavin od vode.
19. Metoda v skladu z 18. zahtevkom, označen s tem, da obsega dovajanje omenjenih ločenih organskih in drugih odpadnih io sestavin iz omenjene sestavine kuhinjske vode v eno od omenjenih dvonamenskih posod.