SK124399A3 - A system for purification of domestic household effluent - Google Patents

Description

Systém čistenia bytových tekutých odpadov

Vynález sa týka čistenia bytových tekutých odpadov Vynález konkrétne poskytuje postup a systém čistenia odpadových vôd, vytekajúcich z budov alebo zo skupiny obytných budov s niekoľkými stovkami rodín, pričom tento systém čistenia postačuje na vyčistenie vody, používanej na splachovanie záchodov a na likvidáciu povoleného prebytku vody do odpadového potrubia, a to pri biologickom odbúravaní pevných látok

Doterajší stav techniky

Takmer každý systém čistenia tekutých odpadov podľa doterajšieho stavu techniky požaduje, aby sa systém skôr alebo neskôr uzatvoril a umožnilo sa odstránenie kalu, ktorý nebol celkom upravený, a ktorý sa zhromaždil v nádobách na neskoršie spracovanie Veľké mestské čističky majú pre túto úlohu zariadenie aj obsluhu. Malé systémy využívané v jednotlivých domoch alebo obytných blokoch sú omnoho lepšie obsluhované zariadeniami, ktoré splašky úplne zbavia organických pevných látok, a preto nepožadujú obsluhu veľkých čističiek.

Ako je známe, pravidlá životného prostredia sú stále prísnejšie, a tým je odstraňovanie odpadov, či už pevných, plynných alebo tekutých, stále obtiažnejšie a nákladnejšie

Je známe, že sa popri dioxidoch uhlíka a menšieho množstva iných plynov vytvára počas rozkladu kalu metán. Pri jednom kilograme rozkladajúceho sa kalu vzniká 0,35 m³ metánu V USA je metán, produkovaný zažívacím traktom dobytka, považovaný za škodlivinu, a preto Kongres USA dotuje výskum, ktorý má, ak nič iné, zistiť, čo sa s ním dá robiť Zaujímavá je skutočnosť, že metán má väčšiu výhrevnosť, okrem vodíka, ako akýkoľvek iný palivový plyn Napriek tomu je takmer v každom systéme, podľa doterajšieho stavu techniky, generovaný metán vypúšťaný do atmosféry, kde silne zapácha V niektorých mestských lokalitách je zakázané vypúšťanie metánu do atmosféry

Spôsoby a zariadenia na úpravu domácich splaškov sú uvedené v U S patente 4,172,034 vydanom na meno Carlsson a spol, v patente 4,812,223 vydanom na meno Cawly, v patente 5,114,586 vydanom na meno Humphrey a v patente 5,342,523 vydanom na meno Kuwashima

Carlsson opisuje zariadenie pracujúce na princípe ľahko tečúceho kalu s obsahom pevných látok medzi 1-15%, lepšie medzi 5-10% Takto zriedený kal predlžuje nevyhnutnú dobu spracovania cestou aerobného rozkladu v reakčných nádobách s prevzdušňovaním, pritom zariadenie Carlsson má výhodu v tom, že je kompaktným zariadením.

Humphrey opisuje komplexný asanačný systém s mnohými nádobami, z ktorých pať má niekoľko otvorov vstupu vzduchu Vysoká spotreba vzduchu však vyžaduje použitie veľkého dúchadla alebo kompresoru, čo má za následok nárast nákladov a problém s nadmerným hlukom Iným problémom je nájsť v rezidentnej budove vhodný priestor pre všetky menované komponenty systému.

Cawley opisuje a nárokuje postup čistenia a recyklácie tekutého odpadu z domácností, ktorý zahrňuje kroky, a) zber prvého prúdu zdroja odpadovej vody z kuchyne, b) anaerobné strávenie prvého prúdu odpadovej vody v prvej septickej nádobe, c) zhromažďovanie druhého prúdu odpadovej vody z práčovní a kúpeľní; d) spojenie vody z kroku b), c) a h), e) anaerobné strávenie vody z kroku d) v druhej septickej nádobe, f) čerpanie vody z kroku e) cez biologický pieskový filter v aerobných podmienkach, g) čerpanie biologicky filtrovanej vody z kroku f) cez ultrafilter, pričom sa oddeľuje biologicky filtrovaná vody do retenčného prúdu a do prenikajúceho (permeate) prúdu, h) návrat retenčného prúdu do kroku d); i) dezinfekcia menovaného prenikajúceho prúdu, a) návrat prvej časti dezinfikovaného prenikajúceho prúdu do domácej práčovne a kúpeľne, k) oddelenie druhej časti dezinfikovaného prenikajúceho prúdu do časti s nízkym obsahom soli a do časti s vysokým obsahom soli, 1) návrat časti s nízkym obsahom soli do kuchyne, m) zbavenie sa časti s vysokým obsahom soli

Kuwashima navrhuje pár separačných tankov, ktoré by sa využívali striedavo na oddelenie plávajúceho a sedimentujúceho materiálu, pričom je organický materiál prevedený do tretej nádoby na aerobný rozklad Zariadeniu chýbajú prostriedky na rozrušenie veľkých pevných kusov na malé častice, aby sa tým zefektívnil rozklad

Podstata vynálezu

S ohľadom na doterajší stav techniky je jedným z cieľov tohoto vynálezu odstránenie nevýhod, vyplývajúcich zo systému malého rozsahu úpravy podľa doterajšieho stavu techniky, a poskytnúť systém a postup, ktorý vnútorne eliminuje organické pevné látky v takom rozsahu, že pri bežnom používaní sa nebude požadovať ručná manipulácia so zbytkami, a to po dobu až desať rokov.

Ďalším cieľom tohoto vynálezu je zníženie spotreby vody v domácnostiach, ktoré takýto systém používajú Zníženie spotreby sa odrazí nielen v množstve spotrebovanej vody, ale aj v nízkom množstve kalu, ktorý sa musí odstrániť, a je často zahrňovaný do prepočtu ako časť spotrebovanej vody.

Ďalším cieľom tohoto vynálezu je obmedzenie zápachu, pochádzajúceho z metánu vypudzovaného do atmosféry, a ďalej zníženie nákladov na energiu, a to využitím plynov, ktoré vznikajú počas rozkladu, ako paliva pre pohon aspoň jedného čerpadla, používaného v menovanom systéme.

Tento vynález dosahuje uvedené ciele poskytnutím systému úpravy a čistenia domácich splaškov, a pomocou tohoto systému aj elimináciu organických pevných odpadov, pričom zahrňuje prostriedky na oddelené zhromažďovanie prvej a druhej zložky kalu z domácnosti, hygienických zariadení, ktoré obsahujú menovanú prvú zložku kalu, a ďalej z kúpeľní, sprchovacích kútov, umývadiel, práčovní, kuchynského odpadu a pod., ktoré obsahujú menovanú druhú zložku kalu, ďalej zahŕňa prvú a druhú nádobu dvojakého využitia, keď nádoba zahŕňa aspoň jeden vstupný a jeden výstupný otvor a je usporiadaná tak, že keď v priebehu určitej doby prvá nádoba prijíma prvú zložku kalu, a tým pôsobí ako zberná a usadzovacia nádoba, druhá nádoba pracuje ako nádoba anaeróbnej reakcie, pričom v nádobe s anaeróbnou reakciou, pri ktorej prichádza k procesu rozpadu, sa objem kalu v nádobe značne zmenšuje premenou na kompost a plyn, pričom výstupný otvor plynu sa nachádza v hornej časti zberných nádob, ďalej je zahrnutý prvý ventil, slúžiaci na smerovanie prvej zložky odpadovej vody do ktorejkoľvek nádoby s dvojitým využitím, ktorá sa priebežne využívä ako zberná a usadzovacia nádoba, a tiež na izoláciu zostávajúcej nádoby dvojitého využitia, ktorá pracuje ako nádoba anaeróbnej reakcie, pričom aspoň jedna pripojená nádoba anaeróbnej reakcie je určená na príjem vodného kalu s obsahom plávajúcich organických pevných látok z prvej zložky odpadovej vody a kalu zo zbernej a usadzovacej nádoby, pričom sa obsah pevných látok udržuje na hodnote 15-35%, keď reakcia prebieha pri teplote v rozmedzí -6° C až 92° C, zatiaľ čo kal je udržiavaný v plávajúcom stave, ďalej je zahrnutý aspoň jeden aerátor, pripojený na nádobu s aerobnou reakciou, kde slúži na okysličovanie uvedeného kalu, ďalej je zahrnuté prvé čerpadlo, poháňané spaľovaním plynu generovaným v uvedenej nádobe s aerobnou reakciou, kde menované čerpadlo opakovane ženie uvedený kal z nádoby s aerobnou reakciou cez uvedený aerátor, a to s cieľom udržať hladinu kyslíka v uvedenej nádobe aspoň na hodnote 1 p p m, ďalej zahŕňa separačnú a usadzovaciu nádobu na príjem prevzdušneného a bio-aerobne upraveného kalu, ďalej prvý filtrovaný výstup slúžiaci na odstránenie vyčistenej vody zo separačnej nádoby, druhý výstup slúžiaci na čerpanie usadených častíc kalu zo separačnej a usadzovacej nádoby do zbernej nádoby dvojitého použitia a usadzovacej nádoby, ďalej skladovaciu nádobu poskytujúcu vodu na splachovanie záchodu, ďalej druhé čerpadlo slúžiace na dopravu druhej zložky zo spodnej skladovacej nádoby do hornej skladovacej nádoby

V druhom uskutočnení tohoto vynálezu sa realizuje systém úpravy a čistenia, kde je horná skladovacia nádoba vybavená prvým kontajnerom príjmu vody s otvoreným horným lemom, cez ktorý preteká pena, plávajúca na vode spoločne s pretekajúcou vodou z tejto uvedenej nádoby, pričom pretekajúca voda a pena sa využíva na splachovanie záchodu

Ďalšie uskutočnenia tohoto vynálezu budú opísané neskôr

Vynález poskytuje spôsob úpravy a čistenia odpadových vôd z domácností, a tiež obmedzenie množstva pevného organického odpadu v rámci systému, pričom ďalej zahŕňa:

a) oddelené zhromažďovanie, ako prvú zložku, odpadovú vodu zo záchodov jednotlivých domácností, a ako druhú zložku odpadovú vodu z kúpeľne, sprchy, umývadiel a kuchynských drezov,

b) poskytnutie prvej a druhej nádoby dvojakého využitia, keď každá nádoba zahŕňa aspoň jeden vstupný a aspoň jeden výstupný otvor, pričom je usporiadaná tak, že počas určitej doby jedna z uvedených nádob prijíma prvú zložku odpadovej vody (kalu) a pôsobí ako zberná a usadzovacia nádoba, zatiaľ čo druhá nádoba pôsobí ako nádoba s anaeróbnou reakciou, v ktorej prebieha proces rozkladu, počas ktorého sa výrazne redukuje objem kalu, a to premenou na kompost a plyn, pričom výstup plynu sa nachádza v hornej časti nádob,

c) poskytnutie prvého ventilu pre smerovanie uvedenej prvej zložky odpadovej vody a kalu do ktorejkoľvek nádoby dvojakého využitia, ktorá sa priebežne používa ako zberná a usadzovacia nádoba, a ďalej na izolovanie druhej nádoby dvojakého využitia, ktorá funguje ako nádoba anaeróbnej reakcie,

d) poskytnutie aspoň jednej nádoby s aerobnou reakciou, pripojenej na príjem vodného kalu s plávajúcimi organickými pevnými látkami z menovanej zbernej a usadzovacej nádoby, pričom obsah pevných látok je udržiavaný na hodnotách okolo 15-35%, keď reakcia prebieha pri teplote medzi -6° C až 92° C, pričom je kal udržiavaný v stave, v ktorom je schopný plávať,

e) poskytnutie aspoň jedného aerátoru, pripojeného k uvedenej nádobe aerobnej reakcie a slúžiaceho na prevzdušnenie menovaného kalu,

f) poskytnutie prvého čerpadla, ktoré je čiastočne poháňané plynom generovaným v nádobe s anaeróbnou reakciou, a ktoré slúži na opakované čerpanie menovaného kalu z nádoby aerobnej reakcie cez aerátor, a to s cieľom udržať úroveň kyslíka v nádobe s aerobnou reakciou na úrovni 1 p.p.m,

g) poskytnutie separačnej a usadzovacej nádoby na príjem prevzdušneného a bio-aerobne upraveného kalu z nádoby aerobnej reakcie, kde separačná nádoba zahŕňa prvý filtrovaný výstup, slúžiaci na odstránenie vyčistenej vody z tejto nádoby, a ďalej zahŕňa druhý výstup, slúžiaci na čerpanie usadených častíc kalu zo separačnej a usadzovacej nádoby do zbernej a usadzovacej nádoby dvojakého využitia,

h) poskytnutie spodnej skladovacej nádoby, ktorá prijíma menovanú druhú zložku,

i) poskytnutie hornej skladovacej nádoby s vodou na splachovanie záchodov,

j) poskytnutie druhého čerpadla slúžiaceho na prečerpávanie uvedenej druhej zložky zo spodnej skladovacej nádoby do uvedenej hornej skladovacej nádoby

Pri uskutočnení tohoto vynálezu, ktorému sa dáva prednosť, sa reakcia v nádobe aerobnej reakcie realizuje pri teplote medzi 16 a 42 ⁰ C.

Pri uskutočnení tohoto vynálezu, ktorému sa obzvlášť dáva prednosť, je zaradený systém úpravy a čistenia, ktorý ďalej zahŕňa prostriedky zberu, realizovaného pri zdroji, tretej zložky odpadovej vody/kalu z kuchyne a zasiela túto zložku do oddeľovacej jednotky, v ktorej dochádza k oddeľovaniu organických a iných zložiek odpadu Toto uskutočnenie tiež zahŕňa prostriedky na zasielanie menovaných organických látok a iných zložiek odpadu z menovanej zložky kuchynskej odpadovej vody do jednej z menovaných nádob dvojakého využitia. Týmto spôsobom je možné do kuchynského drezu nainštalovať jednotku spracovania odpadu s tým, že spracovaný odpad nebude blokovať odpadový systém, pretože zložky odpadu sa spracujú a odvedú do jednej z nádob dvojakého využitia, kde sa podrobia anaerobnému rozkladu, pričom menované nádoby dvojakého využitia obsahujú baktérie, likvidujúce celulózu, ktoré neprekážajú iným anaerobným činným baktériám

Je známe, že sa plánovaním obmedzenia počtu odpadových potrubí môžu dosiahnuť značné úspory Majitelia domov nebudú platiť za vodu na priame použitie, ani za odstraňovanie kanalizačného odpadu Možno očakávať úsporu Šesťdesiat litrov vody za deň a osobu. Voda s vysokou kvalitou sa uchová na použitie, ktoré si vyžaduje kvalitnú vodu, hlavne na pitie, na prípravu jedla a na umývanie

Vynález bude ďalej opísaný pri určitých uskutočneniach, ktorým sa dáva prednosť, a to s prihliadnutím na pripojené výkresy, čím sa vynález stane úplne zrozumiteľným.

S prihliadnutím na výkresy sa zdôrazňuje, že detaily na nich znázornené slúžia len ako dobre zrozumiteľné príklady uskutočnenia tohoto vynálezu, ktorým sa dáva prednosť, a pritom predstavujú príklady najpoužívanejších detailov s opisom princípu a pojmových aspektov vynálezu. V tomto smere tu nie je žiadny pokus o podrobnejšie znázornenie štrukturálnych detailov vynálezu, pokiaľ to nie je nevyhnutné pre základné porozumenie vynálezu, pritom opis spoločne s výkresmi umožní odborníkom pochopiť, akým spôsobom sa mnohé formy vynálezu môžu prakticky realizovať

Prehľad obrázkov na výkrese

Obr 1 schematicky znázorňuje uskutočnenie čistiaceho systému v zmysle tohoto vynálezu, obr. 2 schematicky znázorňuje časť rovnakého systému s vyobrazením spôsobu využitia generovaného plynu, obr. 3 schematicky znázorňuje časť druhého uskutočnenia čistiaceho systému so zobrazením rozsahu redukčných zložiek, obr 4 schematicky znázorňuje časť tretieho uskutočnenia čistiaceho systému s filtračnými prostriedkami, obr. 5 schematicky znázorňuje časti čistiaceho systému, ktorému sa dáva prednosť, ktorý má špeciálne usporiadanie hornej skladovacej nádoby, obr 6 schematicky znázorňuje časť uskutočnenia, ktoré generuje elektrický prúd pomocou vodnej turbíny, obr 7 schematicky znázorňuje časť ďalšieho uskutočnenia čistiaceho systému, ktorý má prostriedky na prepravu kalu, obr 8 schematicky znázorňuje časť ďalšieho čistiaceho systému vybaveného prostriedkami na zber zložiek kuchynskej vody a ich separácie, obr. 9 znázorňuje postupový diagram uskutočnenia, pri ktorom je ohrievaná anaerobná nádoba

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr 1 je znázornený systém H), slúžiaci na úpravu a čistenie odpadových vôd z domácnosti a na elimináciu organických pevných látok v rámci tohoto systému

Oddelené drenážne prostriedky 12, J4 sú určené na oddelený zber prvých a druhých zložiek odpadového kalu bytovej jednotky. Odpad zo záchodu zahŕňa prvú položku odpadu, pričom odpad z kúpeľne, sprchy, umývadla, práčovne, kuchynského drezu a pod, zahŕňa druhú zložku odpadu.

Drenážne prostriedky 12 možno pripojiť k prvému ventilu 16, ktorý je pripojený k vstupnému otvoru J8, 20 prvej a druhej nádoby dvojakého využitia 22, 24 Každá z týchto nádob zahŕňa dva výstupné otvory 26, 28, 30, 32, ktoré sú konštrukčne rovnaké Použitím prvého ventilu J6 majú nádoby 22, 24 alternatívne funkcie; v dobe, keď napríklad nádoba 22 pracuje ako zberná a usadzovacia nádoba, druhá nádoba 24 pracuje ako nádoba anaeróbnej reakcie, generujúca kompost.

Nádoba 24 funguje ako nádoba anaeróbnej reakcie, pokiaľ je izolovaná prvým ventilom 16, 20, a realizuje proces rozkladu, počas ktorého sa objem kalu 34, obsiahnutého v nádobe, značne zmenšuje Horný výstupný otvor 32 zahrňujúci jednosmerný ventil (nie je zobrazený) sa používa na odstránenie palivového plynu 36 generovaného počas procesu rozkladu Využitie plynu 36 bude opísané pri obr 2 Plynotesný výpustný uzatváratelný otvor 38 je umiestnený v nádobách 22, 24 tak, že biologicky spracovateľný materiál, napríklad zvieracie exkrementy, sa môžu vkladať počas štartovania procesu.

Prvý ventil J6 smeruje prvú zložku odpadu do ktorejkoľvek nádoby dvojakého použitia, pri tomto príklade to bude nádoba 22, ktorá sa používa ako zberná a usadzovacia nádoba Prvý ventil 16 sa uvádza do činnosti, keď sa podstatná časť pevných látok nahromadí v nádobe 22, ktorá sa momentálne používa ako zberná a usadzovacia nádoba Doba medzi dvoma nasledujúcimi činnosťami ventilu jó presahuje, za normálnych prevádzkových podmienok, jeden rok

Nádoba 40 aerobnej reakcie slúži na prijímanie vodného kalu, obsahujúceho plávajúce organické pevné látky zo zbernej a usadzovacej nádoby 22 Obsah pevných látok sa udržuje na úrovni 15-35%, pričom reakcia prebieha pri teplotách 6°C až 92°C Kal je udržiavaný v plávajúcom stave

K nádobe 40 je pripojený aerátor (prevzdušňovač) 42, úlohou ktorého úlohou je prevzdušňovať prítomný kal Vysoký obsah pevných látok uľahčuje prevzdušňovanie Vysoký rozsah teplôt zodpovedá teplotám prežitia aktívnych baktérií, ktoré spôsobujú rozpad organického odpadu

Prvé čerpadlo 44, napríklad odstredivé ponorné čerpadlo, opakovane privádza kal z nádoby aerobnej reakcie cez aerátor 42 a udržuje kyslík v nádobe 40 aspoň na hodnote 1 ppm Prvé čerpadlo 44 je poháňané, aspoň čiastočne, plynom generovaným v nádobe anaeróbnej reakcie 24.

Prvé čerpadlo 44 je usporiadané tak, aby vyvolalo prudké vírenie, ktoré pomáha redukovať veľkosť zvírených pevných častíc v kale Jednoduchý spôsob, ako to dokázať, spočíva v použití silného motoru čerpadla, ktorý by dával čerpadlu veľkú rýchlosť, prekračujúcu rýchlosť, potrebnú pre vlastné prevzdušňovanie

Separačná nádoba 46 prijíma prevzdušnený a bio-aerobne upravený kal z nádoby 40 aerobnej reakcie.

K ďalšiemu usadzovaniu a agregácii pevných častí dochádza v tejto nádobe

Kalové čerpadlo 48 schopné s takýmto materiálom pracovať, prevádza takýto materiál cez druhý výstupný otvor 50, ktorého úlohou je, na znázornenom príklade, čerpať uvedené častice zo separačnej nádoby 46 cez prvý ventil 16 do zbernej a usadzovacej nádoby dvojakého využitia 22

Prvý filtrovaný výstupný otvor 52 má za úlohu odstraňovať vyčistenú vodu zo separačnej nádoby 46 Filter 54 je vybavený prostriedkom pre automatické čistenie častíc, blokujúcich dosku filtra Kvalita vyčistenej vody je daná kvalitou jednotky filtra 54.

Spodná skladovacia nádoba, pripojená k potrubiu 14, prijíma druhú zložku

Horná skladovacia nádoba 58 dodáva vodu do splachovacieho záchodu Nádoba 58 je zásobovaná druhým čerpadlom 60, ktoré privádza vodu zo spodnej skladovacej nádoby 56 Voda, ktorá zostáva po doplnení nádrže splachovača, je dostatočne čistá a môže prechádzať do potrubia 62 Ak nádoba 58 potrebuje viac vody ako je systém schopný kedykoľvek poskytnúť, môže sa doplniť z vodovodného radu ( nie je znázornený)

Pre zvyšné obrázky platí, že rovnaké diely sú označené rovnakými vzťahovými značkami

Na obr 2 je možné vidieť detail rovnakého systému úpravy a čistenia K), ktorý bol opísaný podľa obr. 1.

V druhej nádobe dvojakého využitia (znázornená je len nádoba 24) sa vyrába plyn 36, ktorý sa zhromažďuje v nádobe 64, stláča sa kompresorom 66, skladuje sa v nádobe 68 a používa sa, aspoň čiastočne, na pohon prvého čerpadla 44. ktoré ženie kal aerátorom 42 Systém K) tak pracuje s menšou spotrebou elektrického prúdu, a čo je pre mestskú zástavbu dôležitejšie, znižuje množstvo zapáchajúcich plynov v ovzduší.

Primárnou zložkou generovaného plynu, v typickom množstve 57-67 %, je metán. Zostatok tvorí takmer úplne dioxid uhlíka Výhrevnosť takejto zmesi plynu má hodnotu okolo 5000 až 6500 kcal/m³ Stlačený vzduch sa privádza do motora s vnútorným spaľovaním 70, ktorý má zvýšenú odolnosť voči vnútornej korózii. Motor 70 je pripojený k prvému čerpadlu 44, ktoré je taktiež striedavo pripojené k elektromotoru 72. ak plyn 36 nie je z nejakého dôvodu k dispozícii, napríklad pri započatí prevádzky. Alternatívne je možné plyn premeniť na elektrickú energiu, alebo sa môže použiť v horáku na priame ohrievanie vody.

Na obr. 3 je znázornený detail druhého uskutočnenia systému čistenia 74, zahrňujúci zložky, slúžiace na redukciu veľkosti pevného materiálu, obsiahnutého v prvej zložke kalu

Čerpaný kal je opakovane vrhaný proti stacionárnym rezným čepeliam 76, ktoré rozptýlený materiál, pri pohybu kalu okolo prevzdušňovaného okruhu, rozrežú (rozrušia) na menšie častice. Veľkosť častíc sa redukuje na hodnotu 1,5 mm, čo pri zvýšení povrchu častíc spôsobuje lepšie prevzdušňovanie

Na obr. 4 je znázornené tretie uskutočnenie systému čistenia 78, ktorý je vybavený ďalšími filtrami.

Výstupný otvor vody 80 spodnej skladovacej nádoby 82 je spojený s filtrom 84, ktorý odstraňuje pevné častice z pretekajúcej vody. Voda, pretekajúca filtrom, je skladovaná v hornej skladovacej nádobe 86 a je využívaná na splachovanie záchodov Nadbytočná voda je k dispozícii pre záhradnícke účely 87

Aj keď nie sú námietky proti prítomnosti malých pevných častíc vo vode, určenej na splachovanie, je lepšie takéto pevné častice odstrániť, aby sa zabránilo poškodeniu mechanizmu splachovača 88

Na obr 5 je znázornená časť uskutočnenia, ktorému sa dáva prednosť, systém čistenia 90, ktorá zahŕňa špeciálne usporiadanie hornej skladovacej nádoby 92

Horná skladovacia nádoba 92 zahŕňa prvý kontajner na vodu, ktorý má otvorený horný lem 96. Voda v kontajneri obsahuje tuky, mydlá a rozpúšťadlá, patriace do druhej skupiny odpadu Čerpadlo 97 vodu v kontajneri 94 rozvíri a vytvorí penu Pena 98 v kontajneri pláva na vode a spolu s pretekajúcou vodou tečie dolu do nádoby 100 Pretekajúca voda a pena 98 z nádoby 100 sa môžu použiť na splachovanie

Na obr 6 je znázornené uskutočnenie, generujúce elektrický prúd pomocou vodnej turbíny.

Systém úpravy a čistenia 104 generuje elektrický prúd pre potrebu systému, a to pomocou turbíny 102. umiestnenej vo vodnom potrubí 106, ktoré vedie do hornej skladovacej nádoby 108. Dobíjacie batérie 110 pripojené k motoru čerpadla 112. poskytujú elektrický prúd, takže prvé čerpadlo 44 z obr. 1 môže pracovať aj pri nedostatku plynu

Pri ďalších uskutočneniach (nie sú zobrazené) je elektrický prúd generovaný solárnymi článkami a veternými turbínami, pričom voľba zariadenia závisí od podmienok v tom mieste, kde sa má zariadenie inštalovať

Na obr. 7 je znázornený detail uskutočnenia systému úpravy a čistenia 116. zahrňujúci prostriedky dopravy kalu 34 Prvá a druhá nádoba dvojakého použitia 118. 120 zahŕňa ďalší vstupný otvor 122. 124 pre príjem, a ďalší spodný výstupný otvor 126, 128 pre vypudzovanie kalu 34, ktorý sa zhromažďuje pri dne nádob 118. 120 Každá nádoba má čerpadlo 130,132 schopné s materiálom manipulovať. Doprava kalu sa realizuje z nádoby dvojakého použitia (napríklad z nádoby 122) a využíva sa na anaerobný rozklad Pri tomto vynáleze sa príslušné čerpadlo (v tomto prípade čerpadlo 130) aktivuje z ovládacieho panelu 134 a je automaticky spustené pohybom ventilu 136

Na obr 8 je znázornený postupový diagram systému 138, ktorý zahŕňa prostriedky 140 oddeleného zberu, umiestnené pri zdroji druhej zložky kuchynskej vody 142, ktorá preteká deštrukčnou jednotkou 144, ktorou môže byť statická alebo dynamická filtračná jednotka, ktorá slúži na separáciu organických častíc a iných zložiek odpadu 146 Na tomto obrázku sú zvyšujúce zložky rovnaké ako zložky, opísané na obr 1 a 2

Za okamih bude jasné, že filtrom, používaným na filtrovanie vody, usadzovacou jednotkou 46 a vstupnou skladovacou jednotkou 56 môže pomocou čerpadla 60 prechádzať voda, určená nielen pre záchody, ale môže zo systému odchádzať a používať sa aj inak, a to v závislosti na čistote vody

Takéto usporiadanie možno efektívne využiť aj pri jednotke likvidácie odpadu, inštalovanej v kuchynskom dreze.

Pri tomto uskutočnení zahŕňa nádoba dvojakého využitia 24 nielen anaeróbne baktérie, ale aj baktérie, likvidujúce buničinu, napríklad baktérie trichonympha, ktoré môžu spolupracovať s anaerobnými baktériami bez toho, aby si vzájomne prekážali.

Obr 9 znázorňuje časť ďalšieho systému 86, ktorý je podobný systému na obr 1, ale ktorý anaerobný rozklad urýchľuje. Reaktor anaerobného rozkladu 88 zahŕňa od seba oddelené trojité steny 90. 91, 92. ktoré vytvárajú súosé vonkajšie komory 93, 95 okolo každej nádoby 88, a to s cieľom priviesť tekutinu do nádob 88, kde regulujú teplotu Komora 93, ktorá susedí s nádobou 88, je zaplnená olejom 97 a komora 95 je pripojená vstupným a výstupným

I potrubím 98, 99 k zdroju 94 vodnatej tekutiny 96 a to z dôvodu zahrievania reaktora 88, ktorého tekutina je zahrievaná zdrojom tepla 89. Teplo možno získať elektrickou cestou alebo spaľovaním paliva, napríklad metánom 74, vyrábaným v reaktore 88. Zahrievanie reaktora 88 urýchľuje proces rozkladu a tiež umožňuje rozklad materiálu, ktorý sa pri izbovej teplote rozkladá pomaly. Tomuto usporiadaniu sa dáva prednosť pri systémoch, inštalovaných v oblastiach so studeným podnebím Okrem toho, stupeň rozkladu v reaktore 88 možno regulovať teplotou vodnatej tekutiny 96, zavedenej do komory 95, kde táto tekutina slúži na ohrev, alebo na chladenie oleja 97, ktorý striedavo zahrieva alebo chladí obsah reaktora 88, pričom horúca voda sa môže z komory 95 odstrániť a nahradiť chladiacou vodnatou tekutinou, pritom je možné použiť ďalšie vstupné a výstupné potrubie (nie je znázornené)

Je potrebné poznamenať, že potrubím, spojujúcim rôzne zložky systému a vystupujúcim zo systému, môže byť potrubie s dvojitou stenou Pričom systém môže ďalej zahŕňať prostriedok na zavedenie horúcej vody medzi vnútornú a vonkajšiu stenu uvedeného potrubia, kde zahrieva obsah tekutiny, prechádzajúcej týmto potrubím

Okrem toho sa môže plyn, vyrábaný v reaktore 88, zavádzať do horáku ohrevu vody, ktorá obieha medzi vnútornou a vonkajšou stenou, a ktorá sa taktiež dá zaviesť (pod tlakom) do uvedeného potrubia, pokiaľ je to potrebné

Odborníkom v odbore je jasné, že tento vynález sa neobmedzuje len na detaily uvedených uskutočnení, ale že je ho možno realizovať aj v iných špecifických formách bez toho, aby došlo k vzdialeniu sa od myšlienky základných atribútov tohoto vynálezu Uvedené uskutočnenia je nutné považovať len za ilustratívne a nie za obmedzujúce uskutočnenia, kde rozsah vynálezu je daný priloženými nárokmi, a to skôr ako opisom, a preto príslušné zmeny, zodpovedajúce rozsahu a ekvivalentnosti nárokov, môžu byť do tohoto vynálezu zahrnuté

Claims (19)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Systém úpravy a čistenia tekutých odpadov z domácností a na likvidáciu organického pevného odpadu, v rámci tohoto systému zahŕňa prostriedky oddeleného zberu prvej a druhej zložky tekutého odpadu z bytových jednotiek, to znamená zo záchodu, keď tento odpad obsahuje prvú zložku odpadu, ďalej z kúpeľne, zo sprchy, z umývadla, z práčovne, z kuchynského drezu a pod., pričom tekutý odpad z týchto jednotiek obsahuje druhú zložku odpadu, prvú a druhú nádobu dvojakého využitia, keď každá nádoba zahŕňa aspoň jeden vstupný a výstupný otvor a je tak usporiadaná, že v priebehu určitej doby jedna z nádob prijíma prvú zložku odpadu a pôsobí ako zberná a usadzovacia nádoba, kým druhá nádoba pôsobí ako nádoba anaeróbnej reakcie, keď táto nádoba anaeróbnej reakcie realizuje proces rozkladu, pri ktorom sa objem kalu v tejto nádobe značne zmenšuje tým, že kal je premenený na kompost a plyn, kde výstupný otvor je umiestnený v hornej časti každej zbernej nádoby, prvý ventil, ktorý smeruje menovanou prvou zložku odpadu do akejkoľvek nádoby dvojakého využitia, ktorá sa práve používa ako zberná a usadzovacia nádoba, a rovnako na izoláciu druhej nádoby dvojakého využitia, ktorá pôsobí ako nádoba anaeróbnej reakcie, aspoň jednu nádobu anaeróbnej reakcie pripojenou z dôvodu príjmu vodnatého kalu, obsahujúceho plávajúce organické pevné látky, z menovanej zbernej a usadzovacej nádoby, pričom obsah pevných látok je udržovaný na úrovni 15-35% pri teplote reakcie dosahujúcu hodnoty medzi -6 °C až 92 °C, pričom je menovaný kal udržiavaný v stave schopnom prúdenia, aspoň jeden aerátor (prevzdušňovač) pripojený k nádobe aerobnej reakcie na prevzdušnenie menovaného kalu, prvé čerpadlo poháňané, aspoň čiastočne, plynom generovaným v nádobe anaeróbnej reakcie, ktoré slúži na vedenie menovaného kalu z nádoby aerobnej reakcie aerátorom, a d'alej na udržanie hladiny kyslíka na hodnote aspoň 1 p.p.m, zbernú a usadzovaciu nádobu slúžiacu na príjem prevzdušneného a bio-aerobne upraveného kalu z nádoby aerobnej reakcie, prvý filtrovaný výstup slúžiaci na odvedenie vyčistenej vody z menovanej separačnej nádoby, druhý výstupný otvor slúžiaci na čerpanie častíc kalu zo separačnej a usadzovacej nádoby do zbernej a usadzovacej nádoby dvojakého využitia, spodnú skladovaciu nádobu prijímajúcu menovanú druhú zložku odpadu, hornú skladovaciu nádobu, ktorá dodáva vodu do záchodového splachovača, druhé čerpadlo prevádzajúce druhú zložku odpadu zo spodnej skladovacej nádoby do hornej skladovacej nádoby
2. 2. Systém úpravy a čistenia podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že prvé čerpadlo je usporiadané tak, že vyvolá prudké vírenie, ktoré spôsobuje zmenšenie veľkosti zvírených pevných Častíc v menovanom kale
3. 3 Systém úpravy a čistenia podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že čerpaný kal je vrhaný proti zoskupeniu rezných čepelí, ktoré spôsobujú zmenšenie veľkosti vírených pevných častíc v menovanom kale
4. 4 Systém úpravy a čistenia podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že výstupný otvor spodnej skladovacej nádoby je pripojený k filtru, a to z dôvodu odstránenia pevných častíc z pretekajúcej vody
5. 5. Systém úpravy a čistenia podľa nároku 1, vyznačujúci sa tý m, že doba medzi nasledujúcimi operáciami menovaného ventilu presahuje, pri bežných prevádzkových podmienkach, jeden rok
6. 6. Systém úpravy a čistenia podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že horná ’ zberná nádoba zahŕňa prvý vodu prijímajúci kontajner s otvoreným horným lemom, cez ktorý preteká pena plávajúca v menovanej nádobe na povrchu vody, a to spoločne s pretekajúcou vodou, keď táto pretekajúca voda a pena sa používa na splachovanie záchodov
7. 7 Systém úpravy a čistenia podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa generuje elektrická energia pomocou turbíny v potrubí, ktoré vychádza z hornej skladovacej nádoby.
8. 8. Systém úpravy a čistenia podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že každá nádoba dvojakého využitia zahŕňa vstupný otvor pre príjem kalu zhromaždeného pri dne zvyšujúcej nádoby dvojakého využitia
9. 9. Systém úpravy a čistenia podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že ďalej zahŕňa prostriedky zberu pri zdroji tretej zložky vody z kuchyne, keď túto menovanú zložku vody z kuchyne vedie cez rozrušovaciu jednotku, v ktorej sa od vody oddeľujú organické a iné častice odpadu.
10. 10. Systém úpravy a čistenia podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa prostriedky na vedenie rozrušených zložiek kuchynskej odpadovej vody cez filtrovaciu jednotku, a to na priame použitie takejto filtrovanej vody
11. 11. Systém úpravy a čistenia podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa prostriedky na vedenie separovaných organických a iných zložiek do jednej z nádob dvojakého využitia s cieľom anaeróbne rozkladať a vyrobiť metán z menovaných zložiek.
12. 12 Systém úpravy a čistenia podľa nároku 11, vyznačujúci sa tý m, že menované nádoby dvojakého využitia obsahujú baktérie likvidujúce buničinu
13. 13 Systém úpravy a čistenia podľa nároku I, vyznačujúci sa tým, že každá nádoba dvojakého využitia zahŕňa trojitú stenu (steny sú od seba oddelené), ktorá tvorí dve súosé vonkajšie komory, umiestnené okolo každej z menovaných nádob, a to s cieľom zaviesť kvapaliny slúžiace na reguláciu teploty vnútri menovaných nádob
14. 14 Systém úpravy a čistenia podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že komora vytvorená tesne pri menovanej nádobe je naplnená olejnatou kvapalinou, pričom vonkajšia komora zahŕňa prostriedky na zavedenie a odstránenie vodnatého fluida
15. 15. Systém úpravy a čistenia podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že vodnatým fluidom je voda ohrievaná spaľovaným plynom vyrábaným jednou z menovaných nádob.
16. 16 Systém úpravy a čistenia podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa množstvo potrubí s dvojitou stenou, ktoré spájajú rôzne zložky menovaného systému, ďalej zahŕňa prostriedky na vedenie horúcej vody medzi vnútornou a vonkajšou stenou menovaných potrubí, a to s cieľom zahrievať obsah tekutín, ktoré prechádzajú potrubiami
17. 17. Spôsob úpravy a čistenia odpadových vôd z domácnosti a na elimináciu organických pevných látok v rámci systému zahŕňa.

    a) oddelený zber odpadu zo záchodu, ako prvú zložku bytovej jednotky, a ako druhú zložku odpad z kúpeľne, sprchy, umývadla, práčovne, kuchynského drezu,

    b) poskytnutie prvej a druhej nádoby dvojakého využitia, keď každá nádoba zahŕňa aspoň jeden vstupný a výstupný otvor a je usporiadaná tak, že v priebehu určitej doby jedna z nádob prijíma prvú zložku odpadu a pôsobí ako zberná a usadzovacia nádoba, zatiaľ čo druhá nádoba pôsobí ako nádoba anaeróbnej reakcie, keď táto nádoba anaeróbnej reakcie realizuje proces rozkladu, pri ktorom sa objem kalu v tejto nádobe značne zmenšuje tým, že je kal premenený na kompost a plyn, kde výstupný otvor je umiestnený v hornej časti každej zbernej nádoby

    I

    c) poskytnutie prvého ventilu, ktorý smeruje menovanú prvú zložku odpadu do akejkoľvek nádoby dvojakého využitia, ktorá sa práve používa ako zberná a usadzovacia nádoba, a tiež na izoláciu druhej nádoby dvojakého využitia, ktorá pôsobí ako nádoba anaeróbnej reakcie,

    d) poskytnutie aspoň jednej nádoby anaeróbnej reakcie pripojenej z dôvodu príjmu vodnatého kalu, obsahujúceho plávajúce organické pevné látky, z menovanej zbernej a usadzovacej nádoby, pričom obsah pevných látok je udržiavaný na úrovni 15-35% pri teplote reakcie dosahujúcej hodnoty medzi -6 °C až 92 °C, pričom je menovaný kal udržiavaný v stave schopnom prúdenia,

    e) poskytnutie aspoň jedného aerátora pripojeného k nádobe aerobnej reakcie na prevzdušnenie menovaného kalu,

    f) poskytnutie prvého čerpadla poháňaného, aspoň čiastočne, plynom generovaným v nádobe anaeróbnej reakcie, ktoré slúži na vedenie menovaného kalu z nádoby aerobnej reakcie aerátorom, a ďalej na udržanie hladiny kyslíka na hodnote aspoň 1 ppm,

    g) poskytnutie separačnej nádoby na príjem prevzdušneného a aerobne upraveného kalu z menovanej nádoby aerobnej reakcie, keď separačná nádoba zahŕňa prvý filtrovaný výstup slúžiaci na odstránenie vyčistenej vody a druhý výstup slúžiaci na čerpanie častíc kalu zo separačnej nádoby do menovanej zbernej a usadzovacej nádoby dvojakého využitia,

    h) poskytnutie spodnej skladovacej nádoby prijímajúcej menovanú druhú zložku odpadu,

    i) hornú skladovaciu nádobu, ktorá dodáva vodu do záchodového splachovača,

    j) poskytnutie druhého čerpadla, ktoré prevádza druhú zložku odpadu zo spodnej skladovacej nádoby do hornej skladovacej nádoby
18. 18. Spôsob podľa nároku 17, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa pri zdroji oddelený zber zložiek kuchynskej odpadovej vody a zasielanie tejto zložky kuchynskej vody cez rozrušovaciu jednotku, a to z dôvodov oddelenia organických a iných zložiek odpadu
19. 19. Spôsob podľa nároku 18, vyznačujúci sa tým, že ďalej zahrňuje krok zasielania menovaných oddelených organických a iných zložiek kuchynskej odpadovej vody do jednej z menovaných nádob dvojakého využitia