WO2014079469A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von abwasser und organischen abfällen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von abwasser und organischen abfällen Download PDF

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WO2014079469A1
WO2014079469A1 PCT/EP2012/004841 EP2012004841W WO2014079469A1 WO 2014079469 A1 WO2014079469 A1 WO 2014079469A1 EP 2012004841 W EP2012004841 W EP 2012004841W WO 2014079469 A1 WO2014079469 A1 WO 2014079469A1
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liquid phase
waste
treatment
water
cleaning
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PCT/EP2012/004841
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Peukert
Ingo Wiegand
Original Assignee
Meiko Maschinenbau Gmbh & Co.Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to PCT/EP2012/004841 priority patent/WO2014079469A1/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/0075—Disposal of medical waste

Definitions

  • Dinnerware is characterized by the known method and the known system.
  • disposable items such as the mentioned bedpans, urinal containers and biochemical foodware are made of bioplastics can also be crushed and replace products that must be cleaned, disinfected and stored after each use, such as steel
  • CONFIRMATION COPY By separating the solid and the liquid phase, a separate treatment of the waste water and the solid organic waste can be made.
  • the liquid phase is processed in a multi-stage process and is available again as process water, whereas the solid components, eg from the vessels, are fermented in a biogas plant.
  • EP 2 188 069 B1 relates to a method of treating a number of different waste streams by means of a local cleaning system
  • the waste streams comprise at least a first waste stream, which substantially comprises faeces and urine. Furthermore, there is a second waste stream that is substantially waste placed in a container and containing medical / or toxic substances.
  • the first waste stream and the second waste stream are passed via pipes of a pipe system to a purification plant, wherein the waste streams to respective pipes of the pipe system
  • waste streams pass through one or more comminution devices for comminuting the waste and the container receiving it.
  • comminution devices for comminuting the waste and the container receiving it.
  • Mud pans, kidney dishes, and trays, dinnerware, cutlery and the like made of bioplastic, with as the base material usually corn is used.
  • the disposable containers that hold the faeces, just think of the bedpans and the like, are manufactured with high energy expenditure. This begins with the production of the biodegradable plastic from e.g. Cornstarch is followed by the
  • the invention is based on the object of providing a method and a device for
  • the invention has the object to ensure the hygiene at the job site used care utensils and work safety for the nursing staff.
  • a method for the treatment of various waste streams is proposed, in which it is provided that a cleaning and disinfection of reusable articles is carried out, the transport of effluents in an on-site sewer system is carried to a separator in which a separation into a liquid and a solid Phase of the waste stream takes place. This is followed by a treatment of the liquid phase, as well as a separation of optionally inorganic materials from the solid phase and a fermentation of the solid phase in one
  • Bioreactor for the purpose of biogas production.
  • the cleaning and disinfection of reusable containers is done in a conventional manner in a washer-disinfector.
  • the disinfection is preferably carried out as a thermal disinfection with steam within the cleaning and
  • Disinfector A chemical disinfection, as it is also known, is not to be chosen at this point, since it is to be expected that subsequent processes of the Waste treatment is negatively influenced by the contamination with disinfectant.
  • the dispensing room of the washer-disinfector is disinfected at the same time.
  • the conditioned liquid phase i. the regenerated water is recycled for reuse in cleaners and possibly toilet flush.
  • the liquid phase i. the regenerated water could, if so
  • Treatment can also be returned directly to consumers as process water.
  • the regenerated water could, for example, by waste heat utilization of a
  • Cogeneration plant of the biogas plant to be heated to a desired hot water temperature.
  • active sludge can be used for the purpose of binding nitrogen and phosphorus compounds and heavy metals, optionally ultrafiltration and / or reverse osmosis.
  • active oxygen e.g.
  • Reprocess hydrogen peroxide or ozone and possibly subject to ultraviolet irradiation Irradiation by ionizing radiation and optionally thermal intermediate heating with or without recooling for the purpose of thermal disinfection and the optionally foreseeable use of an activated carbon filter can also be used for
  • Preparation of the liquid phase can be used.
  • the regenerated water could also be cooled and / or heated by means of a heat pump and used in cold and hot water circuits.
  • the heat pump could be operated with the electrical energy generated in the combined heat and power plant.
  • the regenerated water or a partial flow of the regenerated water can also be used in particular for the purification of the pipelines leading to the separating device.
  • the fermentation of the solid phase in a biogas reactor produces thermally usable biogas, which in a combined heat and power plant for the production of electrical and
  • Heat energy can be used, or which can be stored in central gas storage.
  • the method proposed according to the invention can furthermore be extended by incorporating other input systems than toilets, bedpan washers and the like into this utilization system. For example, in a kitchen or in a large kitchen resulting waste and food leftovers from the preparation of food and the return of the dining utensils or the dishes trays by a separate or possibly shared transport line with the
  • transport means could be a transport of kitchen waste and leftovers to the separator, so that the solid phase of the waste stream would be supplemented by these Komponente.
  • the proposed solution according to the invention relates in addition to the method also to a device for the treatment of waste streams, already in one
  • Sewer pipe system which is provided on site, connected. There is also the option of providing an optional additional piping system on site, where, for example, by generating negative pressure, large quantities of organic waste are disposed of at corresponding feed stations and within this separate feed station
  • the inventively proposed device comprises the aforementioned separation device, in which the liquid and the solid phase of the waste stream are separated. Furthermore, the device comprises a
  • Processing plant for the liquid phase which is a multi-stage filter or
  • Precipitation device may include. Furthermore, a device for separating organic and inorganic materials of the solid phase can be provided.
  • the device proposed according to the invention comprises a treatment or further processing plant for the solid phase, for example a plant in which biogas is produced and utilized. Furthermore, the invention comprises
  • Waste treated within the framework of the method proposed according to the invention and the device proposed according to the invention are reused to a substantial extent in one cycle, for example, a possible feedback feed
  • the hygiene in the area of the feeding point for the soiled and loaded care utensils is guaranteed at all times. Likewise, the occupational safety for the operators at any time during
  • the regenerated water can assume an optimal quality, which is optimized in particular for use within a bedpan washer.
  • the regenerated water is germ-free and can therefore be used without problems.
  • the regenerated water, ie the back-fed hot water is fully desalted and requires no softening additives.
  • this is full desalted regenerated water in such a way that in the ideal case no or significantly reduced additions of wetting agents are added to improve the drying.
  • the regenerated water can be heated according to the method proposed by the invention by the waste heat of the combined heat and power plant, whereby the required for heating the regenerated water, additional energy use for the operator of the institution eg the clinic, the dorm etc. is considerably reduced.
  • the entire life cycle assessment by the multiple use of e.g. Containers and vessels significantly more favorably influenced. Furthermore, a dependence on suppliers in the supply of disposable items and the additional burden on the storage of disposable items can be avoided.
  • Process management within the biogas reactor, as the fermentation of residues is favorably influenced by kitchen waste.
  • the raw material in this case a biofuel such as e.g. Corn directly into the biogas plant in support of the
  • Figure 1 shows a first part of a treatment system for further treatment of
  • Waste water or waste from a care facility such as a hospital, a hospital, a dorm and
  • Figure 2 shows a part of treatment steps, with which a liquid phase
  • Under care facility 10 in the present sense is a home for the elderly, a hospital, a hospital, a school or kindergarten or the like to understand in which, depending on the expression, different amounts and different compositions of waste water and waste can occur.
  • FIG. 1 is a part of a treatment system for the treatment and further treatment of waste water and waste, such as in a care facility, such. a hospital or a dorm or the like accrue.
  • a care facility 10 which is for example a clinic, a
  • Dormitory a hospital or the like, includes a building already firmly installed sewer system 12. Furthermore, in the care facility 10, for example, cleaning and disinfection equipment (RDG) 14, which also has a sewer line 16 with a central waste water collection pipe 34 of the sewer system 12th keep in touch.
  • RDG cleaning and disinfection equipment
  • Disinfecting device 14 as shown in FIG. 1 furthermore has a fresh water inlet 18 via which the cleaning and disinfecting device 14
  • the care facility 10 further includes at least one kitchen 20 or a large kitchen, which may have a variety of fixtures.
  • the kitchen shown schematically in the representation according to Figure 1 20 includes a sink 22, a dishwasher 24 and a disposer 26, can be disposed of in the kitchen waste or food particles, also a fume extractor 28.
  • the dishwasher 24 and the disposer 26 for food waste or kitchen waste from each extend sewer pipes which open into the waste water collection pipe 34.
  • the disposer 26 for leftovers and waste 26 may include a crushing device not shown here and may also have a fresh water inlet 18, so that the food particles or the kitchen waste, if necessary
  • Comminution and admixture of water can be made flowable and fed into the building-side sewer system 12, without this
  • the care facility 10 has sanitary facilities 30, 32.
  • sanitary facilities 30, 32 In the figure 1 are indicated by way of example Sanitmaschine Rhein 30 as a shower and
  • Sanitary facilities 32 as a toilet. Both the shower 30 and the toilet 32 have a separate fresh water inlet 18. Both sanitary facilities 30, 32 are each associated with sewers, with which said
  • Supervision device 10 on the building side optionally may have another line system 36.
  • the additional optionally provided building-side piping system 36 may be, for example, a vacuum conveying system, via which coarse waste, such as may arise in the kitchen 20 - in the event that no crusher is provided - can be transported away from the kitchen 20 ,
  • FIG. 1 shows, both the central sewage collecting pipe 34 of the sewer system 12 provided on the building side and an optionally foreseeable one open
  • the separator 38 is a
  • the preparation of the liquid phase 42 or its further treatment and further use in the treatment system proposed according to the invention is set out below:
  • the liquid phase 42 is first processed in a bio-reactor 46, in which Active sludge possibly existing heavy metals are bound and nitrogen or nitrogen compounds and phosphates or phosphorus compounds are degraded.
  • the bioreactor 46 is followed by one or more filter stages, 48, 50, 52.
  • Reference numeral 48 designates a first filter stage in which a coarse filtering is performed
  • reference numeral 50 designates the second filter stage in which a finer filtering takes place
  • a third filter stage is designated, in which a fine filtering of the liquid phase 42 takes place.
  • ultrafiltration and nanofiltration can be carried out in the filter stages mentioned. If particles with a size of 0.5 mm - 0.1 mm are separated, this is a microfiltration. Assign the particles have a size between 0.1 ⁇ - 0.01 ⁇ , so this is as
  • the filter stage 52 is designed as ultrafiltration.
  • the subsequent stage 52 is designed as reverse osmosis. This is followed by a step 54 with a
  • Active oxygen treatment in the e.g. Hydrogen peroxide or ozone is supplied.
  • the active oxygen treatment 54 may be followed by irradiation of the liquid phase 42 with, for example, ultraviolet radiation 58; instead of UV radiation, the liquid phase 42 can also be subjected to ionizing radiation.
  • an intermediate heating 60 and / or a thermal disinfection 62 of the liquid phase 42 is followed by an intermediate heating 60 and / or a thermal disinfection 62 of the liquid phase 42.
  • the liquid phase is passed through an activated carbon filter 64.
  • the last remaining impurities such as e.g. Dyes, and unwanted odors removed from the treated water.
  • Separator 38 present liquid phase 42 of the wastewater and waste stream produced hot water, which is fed via a service water feed back 68 into a service water inlet 40.
  • the liquid phase 42 of the wastewater waste stream is now conditioned to recover regenerated water, i. Hot water is present, which is germ-free and fully desalted. This eliminates the need for the regenerated water, i. the fed into the service water inlet 40 regenerated water, if necessary additives to
  • the service water inlet 40 allows regenerated water, i. germ-free and desalinated hot water, for example via a suitable branch the
  • Sanitary facilities such as the shown in Figure 1 toilet 32 supply, so that they can be rinsed with regenerated process water instead of fresh water, which would be available on the fresh water inlet 18. Furthermore, it is possible to make about a further branch of the service water inlet 40, which extends to the disposer 26 for kitchen waste or food particles in the kitchen 20, just those kitchen waste or food particles by addition of hot water so that they can easily into the provided by the building
  • Drainage system 12 and from there into the sewage collection pipe 34 can be transferred.
  • Disinfecting device 14 is available. This is the water consumption of the Washer-disinfector in the operating costs of the operator of
  • the regenerated water fed into the service water feed 40 via the service water return feed 68 or a partial flow thereof can, for example, be supplied via a
  • Heat exchanger 70 are heated. This heat exchanger 70 can be operated with heat, for example, in the context of a combined heat and power from a
  • Block CHP 92 can be coupled.
  • the regenerated water in service water quality or a partial flow of the same can be supplied both before and after heating directly to the individual end consumers 72, for example, for use for toilet flushing or for the transport of waste or the like.
  • the regenerated water in service water quality or a partial flow thereof via a branch of a heat pump 74 can be supplied.
  • Drainage pipe system 12 and the building side provided wastewater collection pipe 34 easily possible without the fresh water inlet 18 pending
  • the solid phase 44 passes after the separator 38 in a further separator 82.
  • a separation of the solid phase 44 in organic and inorganic materials are discharged from the circulation at the further separating device, whereas the organic materials are supplied to a biogas reactor 84, which is only schematically indicated here.
  • the schematically indicated in Figure 1 biogas reactor 84 comprises a separate
  • Biogas 88 produced in the biogas reactor 84 can now be stored either via a separate discharge in a gas storage 90, as indicated schematically in FIG. 1; However, there is also the possibility that generated biogas 88, bypassing the gas storage 90 to feed directly to a combined heat and power plant 92.
  • a gas storage 90 as indicated schematically in FIG. 1;
  • Bockikikraftmaschine 92 with combined heat and power can be provided on the one hand via a feed line 94 of the heat exchanger 70 in the flow path of the service water inlet 40; Furthermore, it is possible to use the combined heat and power plant 92 both the Heat pump 94 to provide electrical energy 96, as well as the electrical energy to feed into a power grid 98 and 72 forward end consumers.
  • kitchen waste or food remains except via the separate supply 86, which opens directly into the biogas reactor 84, via the respective sewer system 12 in the care facility 10, after collection in the waste water collection pipe 34, after passage of the separator 38, in a separation liquid phase and solid phase of the waste stream, and after passage of the further separator 82, in which organic is separated from inorganic material, enter the biogas reactor 84.
  • the latter path is more likely to be considered as the cycle path, whereas the separate feed 86 is to be considered as a demand-based supply option, especially in the event that the biogas reactor 84 should not receive enough replenishment via the regular cycle of organic material and the fermentation process comes to a standstill could.
  • the method proposed according to the invention can be generalized in such a way that input systems, such as a disposer 26 for food waste and waste installed in the kitchen 20 of the care facility 10, can also be included in the process.
  • input systems such as a disposer 26 for food waste and waste installed in the kitchen 20 of the care facility 10.
  • the kitchen waste or food waste from the production of the food and the return of the eating utensils that accumulates in the kitchen 20 can be transported via the sewer system 12, 34, which is already present on the building side, and possibly via an optionally provided line system 36.
  • inventively proposed method and the proposed device according to the invention in the form of a treatment system according to Figures 1 and 2, a central detection of all wastewater and hospital waste and the removal of all possibly contained in these, unwanted components, such as
  • the amount of waste water that must be discharged from the facility to the public sewer system must be significantly reduced. This is achieved by the operation the cleaning and disinfection equipment 14 required water is processed to a large extent in the treatment system according to the invention and according to the inventive method, thereby recovered and provided for reuse in the cleaning and disinfection device 14.
  • the fresh water consumption which would otherwise be realized in cleaning and disinfection equipment 14 or in the flushing of the toilet 32 via the fresh water supply 18, be driven against 0, he plays in the balance and in the operating costs for the operator practically no longer matter .
  • the treatment of the liquid phase 42 to process water receives this optimal quality for further use in cleaning and disinfection equipment 14, toilet flushing 32 and for use in end users 72.
  • Back-fed hot water can be preheated in the domestic water inlet 40, whereby the energy required for heating for further use energy consumption can be significantly reduced.
  • Hot water circuit 80 cleaning branch / partial flow regenerated H 2 0

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Abwasser, organischen und/oder anorganischen Abfällen einer Betreuungseinrichtung (10), die zumindest ein gebäudeseitiges Abwasserleitungssystem (12, 34) umfasst, zumindest eine Küche (20), Sanitäreinrichtungen (30, 32) sowie eine Anzahl von Reinigungs- und Desinfektionsgeräten (14). Es erfolgt ein Transport von Abwasser und Abfällen aus den Reinigungs- und Desinfektionsgeräten 14, den Sanitäreinrichtungen (30, 32) über das Abwasserleitungssystem (12, 34) zu einer Trenneinrichtung (38) zur Trennung in eine flüssige Phase (42) und eine feste Phase (44). Die flüssige Phase (42) wird aufbereitet und behandelt zur Erzeugung von Brauchwasser für eine Rückeinspeisung. Die feste Phase (44) wird in einem Biogasreaktor (84) aufbereitet zur Erzeugung von Biogas. Das erzeugte Brauchwasser wird einem Brauchwasserzulauf (40) zur Rückeinspeisung an Reinigungs- und Desinfektionsgeräte (14) und/oder Sanitäreinrichtungen (30, 32) und/oder Endverbrauchern (72) zugeleitet.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Abwasser und organischen
Abfällen
Stand der Technik
Aus der Veröffentlichung„Pharmafilter, Ergebnisse der Demonstrationsanlage im Reinier de Graaf Klinikum Delft April 2012, www. pharmafilter. NL" und EP 2 188 069 Bl sind ein Verfahren und ein System zur Behandlung verschiedener Abfall ströme bekannt. In einem Klinikum werden über ein dort bestehendes Rohrsystem Abfälle entsorgt, ferner wird im Klinikum abfallendes Abwasser von medizinischen Rückständen befreit. An bestimmten Stellen des Klinikums, an denen ansonsten Steckbeckenspülvorrichtungen aufgestellt sind, d.h. an den Stellen, an denen der Abfall entsteht, sind Zer- mahlungseinrichtungen vorgesehen. In der Zermahlungseinrichtung oder dem Zerkleinerer werden fast alle Abfälle und die Behältnisse, in denen die Abfälle gesammelt werden, zermahlen und durch Beimischung von Wasser durch das im Klinikum bestehende Rohrleitungssystem gespült.
Außerhalb des Klinikums befindet sich eine Reinigungsanlage, in dem der feste Abfall vergärt und dekontaminiert wird. Dabei entsteht Biogas. Das im Klinikum ebenfalls anfallende Abwasser wird gesäubert und von medizinischen und/oder giftigen
Rückständen befreit. Durch den zusätzlichen Einsatz von Einwegprodukten, beispielsweise aus Biokunststoff gefertigte Pflegegeschirre wie Bettpfannen, Urinbehälter sowie
Speisegeschirr zeichnen sich das bekannte Verfahren und das bekannte System aus. Durch den Umstand, dass Einwegartikel, wie beispielsweise die erwähnten Bettpfannen, die Urinalbehälter und das Speisegeschirr aus Biokunststoff gefertigt sind, können diese ebenfalls zermahlen werden und ersetzen Produkte, die nach jedem Gebrauch gereinigt, desinfiziert und gelagert werden müssen, wie beispielsweise aus Stahl gefertigte
Bettpfannen und dergleichen.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Durch die Trennung der festen und der flüssigen Phase kann eine separate Aufbereitung des Abwassers und der festen organischen Abfälle vorgenommen werden. Die flüssige Phase wird in einem mehrstufigen Prozess aufbereitet und steht als Brauchwasser wieder zur Verfügung, wohingegen die festen Bestandteile, z.B. aus den Gefäßen, in einer Biogasanlage vergoren werden.
EP 2 188 069 Bl bezieht sich auf ein Verfahren zum Behandeln einer Anzahl von verschiedenen Abfallströmen mittels eines örtlichen Reinigungssystems einer
Betreuungseinrichtung, beispielsweise eines Klinikums, eines Altenwohnheims, einer Seniorenresidenz oder dergleichen. Die Abfallströme umfassen mindestens einen ersten Abfallstrom, der im Wesentlichen Fäkalien und Urin aufweist. Des Weiteren besteht ein zweiter Abfallstrom, der im Wesentlichen Abfall aufweist, der in einem Behälter platziert ist und medizinische/oder toxische Substanzen enthält. Der erste Abfallstrom und der zweite Abfallstrom werden über Rohre eines Rohrsystems zu einer Reinigungsanlage geleitet, wobei die Abfallströme zu jeweiligen Rohren des Rohrsystems an
unterschiedlichen Stellen gefördert sind. Dabei passieren die Abfallströme ein oder mehrere Zerkleinerungsvorrichtungen zum Zerkleinern des Abfalles und der diesen aufnehmenden Behälter. Bei dem bekannten Verfahren und dem aus den oben stehenden Publikationen bekannten System zur Behandlung verschiedener Abfallströme werden Pflegegeschirre, wie
Steckbecken, Nierenschalen, sowie Tabletts, Speisegeschirr, Besteck und dergleichen aus Biokunststoff gefertigt, wobei als Basismaterial in der Regel Mais eingesetzt wird. Die Einwegbehälter, die die Fäkalien aufnehmen, man denke nur an die Bettpfannen und dergleichen, werden mit hohem Energieaufwand gefertigt. Das beginnt bei der Herstellung des biologisch abbaubaren Kunststoffs aus z.B. Maisstärke, wird gefolgt von der
Zubereitung des Bio- Kunststoffs zu spritzfähigem Granulat und setzt sich darin fort, dass die Gefäße und Behälter im Spritzguss- Verfahren aus dem Granulat des Bio- Kunststoffs hergestellt werden. Dazu wird das Granulat in einer Spritzgussmaschine aufgeschmolzen und in Form gepresst. Auf lange Sicht gesehen, ist die Verwendung von Einwegartikeln für den Betreiber der Betreuungseinrichtung sehr teuer. Des Weiteren macht eine Verwendung aus speziellem biologisch abbaubarem Kunststoff gefertigten, Einwegartikeln den
Betreiber der Betreuungseinrichtung abhängig von diesen Einwegartikeln. Die
Verwendung von Einwegartikeln in der obenstehend skizzierten Größenordnung benötigt viel Platz, um den Vorrat von Gefäßen und Behältnissen zu lagern. Des Weiteren stellt die immer wieder erforderliche Zufuhr neuer Einweggefäße einen ebenfalls nicht
unerheblichen logistischen Aufwand dar. Insgesamt ist das obenstehend beschriebene Verfahren und das System zur Behandlung verschiedener Abfallströme im Hinblick auf die sich einstellende Gesamtökobilanz äußerst fragwürdig.
Ein weiterer nicht zu unterschätzender Effekt liegt in der Tatsache begründet, dass in den Aufgabestationen für die benutzten Pflegegeschirre wie Steckbecken und Urinflaschen kein Desinfektionsvorgang stattfindet. Nach einer gewissen Gebrauchsdauer ist deshalb damit zu rechnen, dass der Beladungsraum mit Keimen aus den Fäkalien angereichert ist. Beim Beladen der Aufgabestation ist damit zu rechnen, dass sich die Luft im
Beladungsraum mit der Umgebungsluft austauscht. Weiterhin ist nicht auszuschließen, dass auch Aerosole aus dem Beladungsraum in die Umgebung austreten, wodurch eine sichere Bedienung für das Bedienungspersonal nicht mehr gegeben sein dürfte.
Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Behandlung verschiedener Abfallströme bereitzustellen, das hinsichtlich seiner Ökobilanz den Einsatz von Einwegartikeln minimiert bzw. nicht erforderlich macht und auf den Einsatz von Mehrwegartikeln setzt. Gleichzeitig kann das ggf. für die Versorgung einer Biogasanlage notwendige zusätzliche gärfähige Material in prinzipiell unverarbeiteter Form und damit kostengünstig beschafft und einer Biogasanlage direkt aufgegeben werden.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Hygiene am Aufgabeort benutzter Pflegegeschirre und die Arbeitssicherheit für das Pflegepersonal sicherzustellen. Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Behandlung von verschiedenen Abfallströmen vorgeschlagen, bei welchem vorgesehen ist, dass eine Reinigung und eine Desinfektion von Mehrwegartikeln vorgenommen wird, der Transport von Abwässern in einem bauseitigem Abwasserleitungssystem zu einer Trenneinrichtung erfolgt, in der eine Auftrennung in eine flüssige und eine feste Phase des Abfallstroms erfolgt. Daran schließt sich eine Aufbereitung der flüssigen Phase an, sowie ein Abtrennung ggf. anorganischer Materialien aus der festen Phase sowie eine Vergärung der festen Phase in einem
Bioreaktor zum Zwecke der Biogaserzeugung.
Die Reinigung und Desinfektion der Mehrwegbehälter erfolgt in an sich bekannter Weise in einem Reinigungs- und Desinfektionsgerät. Die Desinfektion erfolgt dabei vorzugsweise als thermische Desinfektion mit Dampf innerhalb des Reinigungs- und
Desinfektionsgerätes. Eine chemische Desinfektion, wie sie ebenfalls bekannt ist, ist an dieser Stelle nicht zu wählen, da damit zu rechnen ist, dass nachfolgende Prozesse der Abfallbehandlung durch die Kontamination mit Desinfektionsmittel negativ beeinflusst werden. Durch die Desinfektion der Mehrweg- Pflegegeschirre wird gleichzeitig auch der Aufgaberaum des Reinigungs- und Desinfektionsgerätes desinfiziert. Durch diese
Desinfektion ist für das Bedienpersonal eine einwandfreie Arbeitsumgebung bzw. eine hohe Arbeitssicherheit gegeben. Ein Austritt von Keimen in die unmittelbare
Arbeitsumgebung des Bedienungspersonals ist ausgeschlossen.
Die aufbereitete flüssige Phase, d.h. das regenerierte Wasser, wird zurückgeführt zur erneuten Verwendung in Reinigungsvorrichtungen und ggf. zur Toilettenspülung.
Die flüssige Phase, d.h. das regenerierte Wasser, könnte bei dementsprechender
Aufbereitung auch direkt an Verbraucher als Brauchwasser zurückgeführt werden. Das regenerierte Wasser könnte beispielsweise auch durch Abwärmenutzung eines
Blockheizkraftwerkes der Biogasanlage auf eine gewünschte Warmwassertemperatur erwärmt werden. Zur Aufbereitung der flüssigen Phase kann Aktivschlamm zum Zwecke der Bindung von Stickstoff- und Phosphor- Verbindungen sowie von Schwermetallen, ggf. eine Ultrafiltration und/oder eine Umkehrosmose eingesetzt werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, die flüssige Phase durch Behandlung mit Aktivsauerstoff, z.B.
Wasserstoffperoxid oder Ozon aufzubereiten und ggf. einer Ultraviolettbestrahlung auszusetzen. Eine Bestrahlung durch ionisierende Strahlung und eine ggf. thermische Zwischenerhitzung mit oder ohne Rückkühlung zum Zwecke der thermischen Desinfektion und der optional vorsehbare Einsatz eines Aktivkohlefilters kann ebenfalls zur
Aufbereitung der flüssigen Phase eingesetzt werden.
Das regenerierte Wasser könnte auch mittels einer Wärmepumpe gekühlt und/oder beheizt werden und in Kalt- und Warmwasserkreisen eingesetzt werden. Die Wärmepumpe könnte mit der im Blockheizkraftwerk erzeugten elektrischen Energie betrieben werden.
Das regenerierte Wasser oder ein Teilstrom des regenerierten Wassers kann insbesondere auch für die Reinigung der zur Trenneinrichtung führenden Rohrleitungen eingesetzt werden.
Die Vergärung der festen Phase in einem Biogasreaktor erzeugt thermisch nutzbares Biogas, welches in einem Blockheizkraftwerk zur Erzeugung von Elektro- und
Wärmeenergie verwendet werden kann, oder welches in zentralen Gasspeichern gespeichert werden kann. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren kann des Weiteren dadurch erweitert werden, dass auch andere Eingabesysteme als Toiletten, Steckbeckenspüler und dergleichen in dieses Verwertungssystem eingebunden werden. Beispielsweise ließen sich die in einer Küche oder in einer Großküche anfallende Abfälle und Speisereste aus der Herstellung der Speisen und der Rückgabe der Speisegeschirre bzw. der Geschirrtabletts durch eine separate oder ggf. gemeinsam nutzbare Transportleitung mit der
Trenneinrichtung verbinden. Durch eben jene Transporteinrichtung könnte ein Transport der Küchenabfälle und der Speisereste zur Trenneinrichtung erfolgen, so dass die feste Phase des Abfallstroms durch diese Bestandteilte ergänzt würde. Gleiches gilt für Inhalte von Fettabscheidern, die insbesondere in Großküchen vorgesehen sind, und die in der Regel in der Abwasserleitung der Küche aus gesetzgeberischen Gründen vorhanden sein müssen und die wegen des hohen Energiegehalts für die Befütterung von Biogasanlagen besonders interessant sind. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens ließe sich sogar das Abwasser aus der Küche direkt der Trenneinrichtung zuzuführen, so dass insgesamt gesehen ein Fettabscheider überflüssig werden könnte.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung bezieht sich neben dem Verfahren auch auf eine Vorrichtung zur Behandlung von Abfallströmen, wobei bereits in einer
Betreuungseinrichtung, wie einem Wohnheim, einem Klinikum, einem Krankenhaus oder dergleichen, dort bereits vorhandene Reinigungs- und Desinfektionsgeräte genutzt werden. Die Reinigungs- und Desinfektionsgeräte bzw. deren Ausgüsse sind mit einem
Abwasserleitungssystem, welches bauseitig vorhanden ist, verbunden. Es besteht zusätzlich die Möglichkeit, bauseits ein optionales zusätzliches Leitungssystem bereit zu stellen, wo beispielsweise durch Unterdruckerzeugung grobe organische Abfälle an entsprechenden Aufgabestationen aufgegeben und innerhalb dieses separaten
Leitungssystems gefördert werden. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung umfasst die bereits erwähnte Trenneinrichtung, in der die flüssige und die feste Phase des Abfallstroms getrennt werden. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine
Aufbereitungsanlage für die flüssige Phase, welche eine mehrstufige Filter bzw.
Fällungseinrichtung umfassen kann. Des Weiteren kann eine Einrichtung zur Trennung von organischen und anorganischen Materialien der festen Phase vorgesehen sein.
Schließlich umfasst die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung eine Aufbereitungsbzw, eine Weiterverarbeitungsanlage für die feste Phase, beispielsweise eine Anlage, in der Biogas erzeugt und verwertet wird. Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäß
vorgeschlagene Vorrichtung ein Brauchwasserleitungssystem, über welches das regenerierte Wasser nach entsprechender Aufbereitung entweder als Brauchwasser in das Klinikum bzw. das Krankenhaus, die Betreuungseinrichtung oder zum Endverbraucher zurückgeführt werden kann und dort einer Wiederverwendung zugänglich ist.
Vorteile der Erfindung
Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren und die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung, kann eine zentrale Erfassung aller Abwässer und
Klinikabfälle im weitesten Sinne und eine Entfernung aller darin eventuell enthaltenen unerwünschten Bestandteile wie beispielsweise Medikamentenrückstände, Keime oder dergleichen vorgenommen werden. Die im Rahmen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens und der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung behandelten Abfälle, sei es die flüssige, sei es die feste Phase, werden zu einem wesentlichen Teil in einem Kreislauf wieder verwendet, man denke nur an eine mögliche Rückeinspeisung
regenerierten Wassers in ein Brauchwassersystem. Durch diese Vorgehensweise wird die Abwassermenge, die eine Einrichtung an das öffentliche Entsorgungsnetz abgeben muss, deutlich reduziert. Dadurch reduzieren sich auch die Abwasserkosten für den Betreiber. Des Weiteren kann durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren eine Reduktion des endgültig nicht verwertbaren Abfallvolumens erreicht werden. Durch den Einsatz des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens kann das für den Betrieb eines Steckbeckenspülers benötigte Wasser zu einem erheblichen Teil
zurückgewonnen werden und zur erneuten Verwendung innerhalb des Reinigungs- und Desinfektionsgerätes bereitgestellt werden. Damit ist der Wasserverbrauch, d.h. der Einsatz von Frischwasser in einem bereits vorhandenen Steckbeckenspüler
vernachlässigbar gering.
Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Hygiene im Bereich der Aufgabestelle für die verschmutzten und beladenen Pflegegeschirre jederzeit gewährleistet. Ebenso ist die Arbeitssicherheit für die Bedienpersonen zu jedem Zeitpunkt beim
Entsorgen der Fäkalien gesichert.
Durch die Aufbereitung der flüssigen Phase im Wege des erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Verfahrens kann das regenerierte Wasser eine optimale Qualität annehmen, welche insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Steckbeckenspülers optimiert ist. Das regenerierte Wasser ist keimfrei und kann insofern problemlos verwendet werden. Des Weiteren ist das regenerierte Wasser, d.h. das rückeingespeiste Brauchwasser voll entsalzt und benötigt keine Enthärtungszusätze mehr. Des Weiteren ist das voll entsalzte regenerierte Wasser so beschaffen, dass im Idealfall keine oder erheblich reduzierte Zusätze von Benetzungsmitteln zur Verbesserung der Trocknung zuzusetzen sind. Das regenerierte Wasser kann dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren folgend durch die Abwärme des Blockheizkraftwerks erwärmt werden, wodurch der zur Erwärmung des regenerierten Wassers erforderliche, zusätzliche Energieeinsatz für den Betreiber der Einrichtung z.B. der Klinik, dem Wohnheim etc. erheblich herabgesetzt ist.
Dies bedeutet, dass durch Einsatz des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens bereits installierte Reinigungs- und Desinfektionsgeräte mit deutlich reduziertem
Ressourceneinsatz, hinsichtlich Frischwasser, Energie und dem Einsatz von Chemikalien betrieben werden können, und dass die Vorteile einer solchen Mehrfachverwendung in bereits installierten Geräten bzw. von bereits vorhandenen Artikeln wie z.B. Behältern und Gefäßen nicht durch die Verwendung von Einwegartikeln in, hinsichtlich der Ökobilanz in zweifelhafter Weise erkauft werden müssen. Stattdessen wird bei Einsatz des
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens und der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung die gesamte Ökobilanz durch die Mehrfachnutzung von z.B. Behältern und Gefäßen erheblich günstiger beeinflusst. Des Weiteren kann eine Abhängigkeit von Zulieferern bei der Versorgung mit Einwegartikeln und die Mehrbelastungen bei der Lagerung der Einwegartikel vermieden werden.
Wird - wie oben bestehend bereits angeklungen - die Küche bzw. die Großküche in das System bzw. in den Kreislauf mit einbezogen, kann die den Speiseresten bzw.
Küchenabfällen innewohnende Wärmeenergie im Prozess direkt weiter genutzt werden. Sofern Küchenabfälle und Speisereste in den Kreislauf einbezogen werden, können die dort anfallenden organischen Substanzen einen guten Beitrag zur Versorgung und
Prozessführung innerhalb des Biogasreaktors leisten, da die Vergärung der Rückstände durch Küchenabfälle günstig beeinflusst wird.
Es besteht des Weiteren in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, bei der Versorgung des Biogasreaktors und der Prozessführung in diesem, andere Substanzen, insbesondere organische Substanzen die als Zugabe benötigt werden, bedarfsorientiert direkt separat zuzuführen. Ein unbedingt erforderliches Einbringen organischen Materials aus
Bestandteilen von Einwegartikeln, kann durch den Einsatz des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens vermieden werden. Ggf. kann der Rohstoff, in diesem Falle ein Biorohstoff wie z.B. Mais direkt in die Biogasanlage zur Unterstützung des
Vergärungsprozesses eingegeben werden. Kurze Beschreibung der Zeichnung
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend im Einzelnen näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 einen ersten Teil eines Aufbereitungssystems zur Weiterbehandlung von
Abwässern bzw. Abfällen einer Betreuungseinrichtung, wie beispielsweise eines Krankenhauses, eines Klinikums, eines Wohnheims und
Figur 2 einen Teil von Behandlungsschritten, mit welchen eine flüssige Phase
behandelt wird, aus der Brauchwasser erzeugt wird, das einer
Wiederverwendung zugeführt wird. Ausführun gsvari anten
Unter Betreuungseinrichtung 10 im hier vorliegenden Sinne, ist ein Altenwohnheim, ein Klinikum, ein Krankenhaus, eine Schule oder ein Kindergarten oder dergleichen zu verstehen, in der je nach Ausprägung unterschiedliche Mengen und unterschiedliche Zusammensetzungen von Abwässern und Abfällen auftreten können.
Der Darstellung gemäß Figur 1 ist ein Teil eines Aufbereitungssystems zur Aufbereitung und Weiterbehandlung von Abwässern und Abfällen, wie sie beispielsweise in einer Betreuungseinrichtung, so z.B. einem Krankenhaus oder einem Wohnheim oder dergleichen anfallen, zu entnehmen.
Eine Betreuungseinrichtung 10, bei der es sich beispielsweise um eine Klinik, ein
Wohnheim, ein Krankenhaus oder dergleichen handeln kann, umfasst ein bereits gebäudeseitig fest installiertes Abwasserleitungssystem 12. Des Weiteren befinden sich in der Betreuungseinrichtung 10 beispielsweise Reinigungs- und Desinfektionsgeräte (RDG) 14, die ebenfalls über eine Abwasserleitung 16 mit einem zentralen Abwassersammeirohr 34 des Abwasserleitungssystems 12 in Verbindung stehen. Das Reinigungs- und
Desinfektionsgerät 14 gemäß der Darstellung in Figur 1 verfügt des Weiteren über einen Frischwasserzulauf 18 über welchen dem Reinigungs- und Desinfektionsgerät 14
Frischwasser zugeführt werden kann. Die Desinfektion in den Reinigungs- und
Desinfektionsgeräten erfolgt bevorzugt auf thermischem Weg durch Dampf. Die Betreuungseinrichtung 10 umfasst des Weiteren mindestens eine Küche 20 oder eine Großküche, die über eine Vielzahl von Einbauten verfügen kann. Die in der Darstellung gemäß Figur 1 schematisch wiedergegebene Küche 20 umfasst ein Spüle 22, einen Geschirrspüler 24 sowie einen Entsorger 26, in dem Küchenabfälle bzw. Speisereste entsorgt werden können, ferner eine Dunstabzugsvorrichtung 28. Von der Spüle 22, dem Geschirrspüler 24 sowie dem Entsorger 26 für Speisereste bzw. Küchenabfälle aus erstrecken sich jeweils Abwasserleitungen die in das Abwassersammeirohr 34 münden. Der Entsorger 26 für Speisereste und Abfälle 26 kann eine hier nicht näher dargestellte Zerkleinerungsvorrichtung umfassen und kann ebenfalls über einen Frischwasserzulauf 18 verfügen, so dass die Speisereste bzw. die Küchenabfälle ggf. nach vorgenommener
Zerkleinerung und Beimischung von Wasser fließfähig gemacht werden können und in das gebäudeseitige Abwasserleitungssystem 12 eingespeist werden, ohne in diesem
Verstopfungen oder dergleichen hervorzurufen. Des Weiteren verfügt die Betreuungseinrichtung 10 über Sanitäreinrichtungen 30, 32. In der Figur 1 beispielhaft angedeutet sind Sanitäreinrichtungen 30 als Dusche und
Sanitäreinrichtungen 32 als Toilette. Sowohl die Dusche 30 als auch die Toilette 32 verfügen über einen separaten Frischwasserzulauf 18. Beiden Sanitäreinrichtungen 30, 32 sind jeweils Abwasserleitungen zugeordnet, mit welchen die genannten
Sanitäreinrichtungen in das gebäudeseitige Abwasserleitungssystem 12 integriert und mit dem zentralen Abwassersammeirohr 34 verbunden sind.
Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht des Weiteren hervor, dass die
Betreuungseinrichtung 10 gebäudeseitig optional ein weiteres Leitungssystem 36 aufweisen kann. Dies ist in der Darstellung gemäß Figur 1 gestrichelt angedeutet. Bei dem zusätzlichen optional vorgesehenen gebäudeseitigen Leitungssystem 36 kann es sich beispielsweise um ein Unterdruckfördersystem handeln, über welches grobe Abfälle, wie sie beispielsweise in der Küche 20 anfallen können - für den Fall, das, kein Zerkleinerer vorgesehen ist - aus der Küche 20 wegtransportiert werden können.
Wie Figur 1 zeigt, mündet sowohl das zentrale Abwassersammeirohr 34 des gebäudeseitig vorgesehenen Abwasserleitungssystem 12 als auch ein optional vorsehbares
Leitungssystem 36 welches beispielsweise als Unterdrückfördersystem ausgebildet sein kann, in eine Trenneinrichtung 38. Im Falle des optionalen Leitungssystems, welches auf Unterdruck basierend betrieben wird, ist der Trenneinrichtung 38 eine
Druckausgleichseinrichtung vorgeschaltet, so dass ein optional im Leitungssystem 36 herrschender Unterdruck ausgeglichen werden kann. Innerhalb der Trenneinrichtung 38 wird der über das zentrale Abwassersammeirohr 34 zugeleitete Strom aus Abwasser und in diesem enthaltenen gelösten Abfällen in eine flüssige Phase 42 und eine feste Phase 44 getrennt.
Unter Rückgriff auf Figur 2 wird nachfolgend zunächst die Aufbereitung der flüssigen Phase 42 bzw. deren Weiterbehandlung und weitere Nutzung im erfindungsgemäß vorgeschlagenen Aufbereitungssystem dargelegt: Nach Passage der Trenneinrichtung 38 folgt die Aufbereitung der flüssigen Phase 42 zunächst in einem Bio- Reaktor 46, in dem mittels Aktivschlamm möglicherweise vorhandene Schwermetalle gebunden werden und Stickstoff bzw. Stickstoffverbindungen und Phosphate bzw. Phosphor- Verbindungen abgebaut werden. Dem Bioreaktor 46 folgen eine oder mehrere Filterstufen, 48, 50, 52. Mit Bezugszeichen 48 ist eine erste Filterstufe bezeichnet, in der eine Grobfilterung erfolgt, Bezugszeichen 50 bezeichnet die zweite Filterstufe in der eine feinere Filterung erfolgt, während durch Bezugszeichen 52 eine dritte Filterstufe bezeichnet ist, in der eine Feinfilterung der flüssigen Phase 42 erfolgt. Je nach Grad der Abtrennung und der Feinfilterung können in den erwähnten Filterstufen Mikrofiltration, Ultrafiltration und Nanofiltration vorgenommen werden. Werden Partikel mit einer Größe von 0,5 mm - 0,1 mm abgetrennt, handelt es sich um eine Mikrofiltration. Weisen die Partikel eine Größe zwischen 0,1 μιη - 0,01 μηι auf, so wird dies als
Ultrafiltration bezeichnet. Werden noch kleinere Partikel abgetrennt, handelt es sich um Nanofiltration, die in die Umkehrosmose übergeht, die in der Literatur auch als
Hyperfiltration bezeichnet wird.
Die Filterstufe 52 ist als Ultrafiltration ausgebildet. Die darauf folgende Stufe 52 ist als Umkehrosmose ausgebildet. Daran schließt sich eine Stufe 54 mit einer
Aktivsauerstoffbehandlung an, in der z.B. Wasserstoffperoxid oder Ozon zugeführt wird. An die Aktivsauerstoffbehandlung 54 kann sich eine Bestrahlung der flüssigen Phase 42 beispielsweise mit Ultraviolettstrahlung 58 anschließen; anstelle von UV-Strahlung kann die flüssige Phase 42 auch mit einer ionisierenden Bestrahlung beaufschlagt werden.
Daran wiederum schließt sich eine Zwischenerhitzung 60 und/oder eine thermische Desinfektion 62 der flüssigen Phase 42 an. Im Rahmen der Zwischenerhitzung 60 bzw. der thermischen Desinfektion 62 kann eine Erhitzung der flüssigen Phase 42 über den
Siedepunkt hinaus erfolgen, so dass in der flüssigen Phase 42 eventuell noch vorhandene Keime aufgrund des hohen Temperaturniveaus sicher abgetötet werden und keimfrei regeneriertes Brauchwasser erhalten wird.
Als letzter Schritt in der Aufbereitung wird die flüssige Phase durch einen Aktivkohlefilter 64 geführt. Hier werden die letzten verbliebenen Verunreinigungen wie z.B. Farbstoffe, und unerwünschte Gerüche aus dem aufbereiteten Wasser entfernt.
Nach Ende der vorstehend skizzierten Behandlungsschritte ist aus der nach der
Trenneinrichtung 38 vorliegenden flüssigen Phase 42 des Abwasser- und Abfallstromes Brauchwasser erzeugt, welches über eine Brauchwasserrückeinspeisung 68 in einen Brauchwasserzulauf 40 eingespeist wird. Dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Verfahren folgend, ist die flüssige Phase 42 des Abwasser-Abfallstromes nun soweit aufbereitet, dass regeneriertes Wasser, d.h. Brauchwasser vorliegt, welches keimfrei und voll entsalzt ist. Damit entfällt die Notwendigkeit, dem regenerierten Wasser, d.h. dem in den Brauchwasserzulauf 40 eingespeisten regenerierten Wasser, ggf. Zusätze zur
Enthärtung beizugeben. Ferner entfällt ggf. die Notwendigkeit, dem erzeugten
Brauchwasser Netzmittel zur Verbesserung der Trocknung zu zusetzen.
Der Brauchwasserzulauf 40 ermöglicht es, regeneriertes Wasser d.h. keimfreies und entsalztes Brauchwasser beispielsweise über einen geeigneten Abzweig den
Sanitäreinrichtungen, wie beispielsweise der in Figur 1 dargestellten Toilette 32 zuzuführen, so dass diese anstelle mit Frischwasser, welches über den Frischwasserzulauf 18 verfügbar wäre, mit regeneriertem Brauchwasser gespült werden kann. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, über einen weiteren Abzweig vom Brauchwasserzulauf 40, der sich zum Entsorger 26 für Küchenabfälle bzw. Speisereste in der Küche 20 erstreckt, eben jene Küchenabfälle bzw. Speisereste durch Zusatz von Brauchwasser fiießfähig zu machen, so dass diese problemlos in das gebäudeseitig vorgesehene
Abwasserleitungssystem 12 und von dort in das Abwassersammelrohr 34 überführt werden können.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, in vorteilhafter Weise das regenerierte Wasser den Reinigungs- und Desinfektionsgeräten 14 zuzuleiten. Damit entfällt die Notwendigkeit, diese bereits gebäudeseitig in der Betreuungseinrichtung 10 installierten Geräte 14 über den Frischwasserzulauf 18 mit Frischwasser zu versorgen, da das zum Betrieb der
Reinigungs- und Desinfektionsgerätes 14 benötigte Wasser zum großen Teil
zurückgewonnen wird und zur erneuten Verwendung im Reinigungs- und
Desinfektionsgerät 14 zur Verfügung steht. Damit ist der Wasserverbrauch des Reinigungs- und Desinfektionsgerätes in den Betriebskosten des Betreibers der
Einrichtung vernachlässigbar. Durch die obenstehend skizzierte Aufbereitung der flüssigen Phase 42 und der daraus resultierenden Erzeugung regenerierten Wassers, weist dieses eine optimale Qualität zur Verwendung in Reinigungs- und Desinfektionsgeräten 14 auf. Das regenerierte Wasser ist keimfrei und kann insofern problemlos verwendet werden. Ferner ist das regenerierte Wasser, welches im Brauchwasserzulauf 40 ansteht, voll entsalzt und benötigt daher keine Zusätze zur Enthärtung, wie sie insbesondere zur Erzeugung von Dampf zur Desinfektion erforderlich wären. Des Weiteren sind diesem Brauchwasser keine oder zumindest signifikant reduzierte Mengen an Zusätzen von Netzmitteln zur Verbesserung der Trocknung beizugeben.
Dies bedeutet, dass die gebäudeseitig in der Betreuungsreinrichtung 10 installierten Reinigungs- und Desinfektionsgeräten 14 mit deutlich reduzierten Ressourceneinsatz hinsichtlich Frischwasser und dem Einsatz von Chemikalien betrieben werden können. Dieser Vorteil, welcher auf eine weitere Verwendung bereits installierter Vorrichtungen und der Mehrfachnutzung vorhandener Behälter und Gefäße abzielt, muss nicht durch die Verwendung von Einwegartikeln erkauft werden, stattdessen lässt die gesamte Ökobilanz der Einrichtung per Anwendung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens und des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Aufbereitungssystems durch die Mehrfachnutzung von Wasser und die Verwendung von Mehrwegartikeln günstig beeinflussen.
Das über die Brauchwasserrückeinspeisung 68 in den Brauchwasserzulauf 40 eingespeiste regenerierte Wasser, oder ein Teilstrom desselben kann beispielsweise über einen
Wärmetauscher 70 erwärmt werden. Dieser Wärmetauscher 70 lässt sich beispielsweise mit Wärme betreiben, der im Rahmen einer Kraftwärmekopplung aus einem
Blockheizkraftwerk 92 ausgekoppelt werden kann.
Das regenerierte Wasser in Brauchwasserqualität bzw. ein Teilstrom desselben kann sowohl vor, als auch nach der Erwärmung direkt den einzelnen Endverbrauchern 72, beispielsweise zur Verwendung für die Toilettenspülung oder für den Transport von Abfällen oder dergleichen zugeleitet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann das regenerierte Wasser in Brauchwasserqualität bzw. ein Teilstrom desselben über einen Abzweig einer Wärmepumpe 74 zugeleitet werden.
In der bereits erwähnten Wärmepumpe 74 besteht die Möglichkeit, das regenerierte Brauchwasser 40, sei es erwärmt, oder sei es gekühlt in einen Kaltwasserkreislauf 76 bzw. einen Warmwasserkreislauf 78 einzuspeisen. Vom Brauchwasserzulauf 40 kann - stromauf des Wärmetauschers 70 gesehen - ein Teilstrom des regenerierten Wassers abgezweigt und an einer geeigneten Stelle wieder in das gebäudeseitig vorgesehene Abwasserleitungssystem 12 eingespeist werden. Über diesen Teilstromabzweig 80 ist eine Reinigung des gebäudeseitig vorgesehenen
Abwasserleitungssystems 12 bzw. des gebäudeseitig vorgesehenen Abwassersammeirohrs 34 problemlos möglich, ohne dass dazu am Frischwasserzulauf 18 anstehendes
Frischwasser benötigt würde. Dieses Vorgehen beeinflusst die Gesamtökobilanz des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Aufbereitungssystems zusätzlich günstig. Im Folgenden wird die Aufbereitung bzw. Weiterbehandlung der festen Phase 44 beschrieben, die ausgangsseitig der Trenneinrichtung 38 flüssige Phase/feste Phase vorliegt:
Die feste Phase 44 gelangt nach der Trenneinrichtung 38 in eine weitere Trenneinrichtung 82. In der weiteren Trenneinrichtung 82 erfolgt eine Trennung der festen Phase 44 in organische und anorganische Materialien. Die anorganischen Materialien werden an der weiteren Trenneinrichtung aus dem Kreislauf ausgeschleust, wohingegen die organischen Materialien einem hier nur schematisch angedeuteten Biogasreaktor 84 zugeführt werden. Der in Figur 1 schematisch angedeutete Biogasreaktor 84 umfasst eine separate
Zufuhrmöglichkeit 86. Sofern Küchenabfälle und Speisereste in den Prozess einbezogen werden, können diese organischen Substanzen entweder über das Abwasserleitungssystem 12 oder über die separate Zufuhrmöglichkeit 86 direkt dem Biogasreaktor 84 zugegeben werden, um dessen Prozessführung zu verbessern. Die separate Zufuhrmöglichkeit 86 ermöglicht außerdem eine bedarfsorientierte direkte Zugabe weiterer organischer
Substanzen. Ein zwanghaftes Einbringen organischen Materials aus ansonsten nur mittelbar benötigten Stoffen, wie mittels der bereits erwähnten Einwegartikel, ist nicht erforderlich. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, Getreide sowie andere
nachwachsende Rohstoffe als organisches Material einzusetzen und diese auch direkt über die separate Zufuhrmöglichkeit 86 dem Biogasreaktor 84 zuzugeben.
Im Biogasreaktor 84 erzeugtes Biogas 88 kann nun entweder über eine separate Ausleitung in einem Gasspeicher 90, wie in Figur 1 schematisch angedeutet, vorgehalten werden; es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass erzeugte Biogas 88 unter Umgehung des Gasspeichers 90 direkt einem Blockheizkraftwerk 92 zuzuführen. Über das
Bockheizkraftwerk 92 mit Kraft- Wärmekopplung, kann einerseits über eine Speiseleitung 94 der Wärmetauscher 70 im Strömungspfad des Brauchwasserzulaufs 40 vorsorgt werden; des Weiteren besteht die Möglichkeit, über das Blockheizkraftwerk 92 sowohl die Wärmepumpe 94 mit elektrischer Energie 96 zu versorgen, als auch die elektrische Energie in ein Stromnetz 98 einzuspeisen und Endverbrauchern 72 zuzuleiten.
Es ist hervorzuheben, dass Küchenabfälle bzw. Speisereste außer über die separate Zufuhr 86, die direkt in den Biogasreaktor 84 mündet, über das jeweilige Abwasserleitungssystem 12 in der Betreuungseinrichtung 10, nach Sammlung im Abwassersammeirohr 34, nach Passage der Trenneinrichtung 38, in der eine Trennung von flüssiger Phase und fester Phase des Abfallstroms erfolgt, und nach Passage der weiteren Trenneinrichtung 82, in der organisches von anorganisches Material getrennt wird, in den Biogasreaktor 84 gelangen. Der letztgenannte Weg ist eher als der Kreislaufweg anzusehen, wohingegen die separate Zufuhr 86 als eine bedarfsorientierte Zufuhrmöglichkeit anzusehen ist, insbesondere für den Fall, dass der Biogasreaktor 84 über den regulären Kreislauf aus organischen Material nicht genügend Nachschub erhalten sollte, und der Gärprozess zum Erliegen kommen könnte. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren ist derart verallgemeinerbar, dass auch Eingabesysteme, wie beispielsweise ein in der Küche 20 der Betreuungseinrichtung 10 installierte Entsorger 26 für Speisereste und Abfälle in den Prozess mit einbezogen werden kann. Die in der Küche 20 anfallenden Küchenabfälle bzw. Speisereste aus der Produktion der Speisen und der Rückgabe der Speisegeschirr kann über die gebäudeseitig bereits vorhandene Abwasserleitungssystem 12, 34 sowie ggf. über ein optional vorgesehenes Leitungssystem 36 transportiert werden. Das gleiche gilt für den Inhalt von
Fettabscheidern, die aus hygienetechnischen und gesetzgeberischen Gründen in der Küche 20 vorhanden sein müssen. Es besteht sogar die Möglichkeit, das Abwasser aus der Küche 20 direkt der Aufbereitung zuzuführen, so dass das Vorhalten eines Fettabscheiders in der Küche 20 insgesamt überflüssig wäre.
Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren und die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung in Gestalt eines Aufbereitungssystems gemäß der Figuren 1 und 2 erfolgt eine zentrale Erfassung aller Abwässer und Klinikabfälle und die Entfernung aller eventuell in diesen enthaltener, unerwünschter Bestandteile, wie beispielsweise
Medikamente, Keime, toxische Substanzen und dergleichen. Die Abfälle können zu einem erheblichen Teil weiter verwendet werden, insbesondere lässt sich durch die
Implementierung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens das Volumen des endgültig nicht verwertbaren Abfalls erheblich reduzieren.
Weiter lässt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße
Vorrichtung die Abwassermenge die von der Einrichtung an das öffentliche Abwassernetz abgegeben werden muss deutlich verringern. Das wird erreicht, indem das für den Betrieb der Reinigungs- und Desinfektionsgeräte 14 benötigte Wasser zu einem großen Teil im erfindungsgemäßen Aufbereitungssystem und gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aufbereitet wird, dadurch zurückgewonnen und zur erneuten Verwendung im Reinigungsund Desinfektionsgerät 14 bereitgestellt wird. Damit kann der Frischwasserverbrauch, der andernfalls bei Reinigungs- und Desinfektionsgeräten 14 bzw. bei der Spülung der Toilette 32 über die Frischwasserzuläufe 18 zu realisieren wäre, gegen 0 gefahren werden, er spielt in der Bilanz und in den Betriebskosten für den Betreiber praktisch keine Rolle mehr. Durch die Aufbereitung der flüssigen Phase 42 zu Brauchwasser erhält dieses eine optimale Qualität zur weiteren Verwendung in Reinigungs- und Desinfektionsgeräten 14, Toilettenspülungen 32 sowie zur Nutzung bei Endverbrauchern 72. Das regenerierte
Wasser, welches über den Brauchwasserzulauf 40 zugeführt wird, ist keimfrei und insofern problemlos zu verwenden. Des Weiteren ist das regenerierte Wasser voll entsalzt und benötigt keine Zusätze zur Enthärtung. Schließlich ist das regenerierte Wasser, was durch die Brauchwasserrückeinspeisung 68 im Brauchwasserzulauf 40 ansteht, voll entsalzt und benötigt keine oder nur erheblich reduzierte Zusätze von Benetzungsmitteln zur
Verbesserung der Trocknung. Ist im Brauchwasserzulauf 40 ein Wärmetauscher 70 installiert, der Überschusswärme aus dem Blockheizkraftwerk nutzt, kann das
rückeingespeiste Brauchwasser in dem Brauchwasserzulauf 40 vorgewärmt werden, wodurch die zur Erwärmung für die weitere Verwendung notwendige Energiebedarf deutlich reduziert werden kann. Dies bedeutet, dass in der Betreuungseinrichtung 10 beispielsweise installierte Reinigungs- und Desinfektionsgeräte 14 mit deutlich reduzierten Ressourceneinsatz hinsichtlich Frischwasser- Energie- und Chemieeinsatz betrieben werden können, ohne dass diese Vorteile durch die Verwendung von Einwegartikeln, deren Herstellung energieintensiv und deren Logistik kostenintensiv ist, erkauft werden müssten.
Bezugszeichenliste Betreuungseinrichtung, Klinik, Wohnheim Abwasserleitungssystem
Reinigungs- und Desinfektionsgerät (RDG) Abwasserleitung Reinigungs- und
Desinfektionsgerät
Frischwasserzulauf
Küche
Spüle
Geschirrspüler
Speisereste/Küchenabfall-Entsorger
Dunstabzug
Dusche
Toilette
Abwassersammeirohr
Optionales Leitungssystem
(Unterdruckförderung)
Trenneinrichtung flüssige Phase/feste Phase Brauchwasserzulauf/regeneriertes H20
Weiterbehandlung flüssige Phase
Weiterbehandlung feste Phase
Aktivschlammbehandlung
1. Filterstufe
2. Filterstufe Ultrafiltration
3. Filterstufe/Umkehrosmose
Aktivsauerstoffbehandlung
UV-Bestrahlung / Ionen-Bestrahlung
Zwischenerhitzung
Thermische Desinfektion
Aktivkohlefilter
Brauch wasserrückeinspeisung
Wärmetauscher
Endverbraucher
Wärmepumpe
Kaltwasserkreislauf
Warmwasserkreislauf 80 Reinigungsabzweig/Teilstrom regeneriertes H20
82 Weitere Trenneinrichtung org./anorg.
Material
84 Biogasreaktor
86 Separate Zufuhrmöglichkeit
88 Erzeugtes Biogas
90 Gasspeicher
92 Blockheizkraftwerk
94 Speisung Wärmetauscher für Brauchwasser 96 Elektrische Energie
98 Stromnetz

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Behandeln von Abwasser, organischen und/oder anorganischen Abfällen einer Betreuungseinrichtung (10), die zumindest ein gebäudeseitiges Abwasserleitungssystem 12, 34 umfasst, Sanitäreinrichtungen (30, 32) sowie eine Anzahl von Reinigungs- und Desinfektionsgeräten (14), mit nachfolgenden
Verfahrensschritten : a) Transport von Abwasser und Abfällen aus den Reinigungs- und
Desinfektionsgeräten (14), den Sanitäreinrichtungen (30, 32) über das
Abwasserleitungssystem (12, 34) zu einer Trenneinrichtung (38) zur Trennung in eine flüssige und eine feste Phase (42, 44)
b) Aufbereitung und Behandlung der flüssigen Phase (42) zur Erzeugung von
Brauchwasser zur Rückeinspeisung (68),
c) Aufbereitung und Behandlung der festen Phase (44) in einem Biogasreaktor (84) zur Erzeugung von Biogas, und
d) Rückführung des erzeugten Brauchwassers in einen Brauchwasserzulauf (40) zur Speisung der Reinigungs- und Desinfektionsgeräte (14), der Sanitäreinrichtungen (30, 32) oder zur Versorgung von Endverbrauchern (72).
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Küchenabfälle und/oder Speisereste durch Beigabe von Brauchwasser und/oder Trinkwasser über das gebäudeseitige Abwasserleitungssystem (12, 34) oder ein separates Leitungssystem, insbesondere ein Unterdruckfördersystem (36) der Trenneinrichtung (38) zugeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterbehandlung der flüssigen Phase (42) gemäß Verfahrensschritt b) die Aufbereitung der flüssigen Phase (42) durch Aktivschlamm umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Phase (42) in einer Anzahl von Filterstufen (48, 50, 52) mit zunehmender Feinheit gefiltert wird, und/oder die flüssige Phase (42) einer Ultrafiltration (50) unterzogen wird und/oder die flüssige Phase (42) einer Umkehrosmosebehandlung unterzogen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Phase (42) einer Aktivsauerstoffbehandlung (54), insbesondere einer Zugabe von Wasserstoffperoxid, und/oder Ozon unterzogen wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Phase (42) einer UV-Bestrahlung (58) oder einer ionisierenden
Bestrahlung unterworfen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Phase (42) einer thermischen Zwischenüberhitzung (60) und/oder einer thermischen Desinfektion (62) unterzogen wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Phase (42) eine Aktivkohlefilterung (64) durchläuft.
9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die organische feste Phase (44) in einem Biogasreaktor (84) vergoren wird, in welchem Biogas (88) erzeugt wird.
10. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die organische feste Phase (44) vor Eintritt in den Biogasreaktor (84) eine thermische Desinfektion durchläuft.
1 1. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erzeugtes Brauchwasser über eine Brauchwasserrückeinspeisung (68) zur erneuten Verwendung in der Betreuungseinrichtung (10) insbesondere dortigen Reinigungs- und Desinfektionsgeräten (14), Toiletten (32) zur Mehrfachnutzung zugeführt wird und/oder das Brauchwasser Endverbrauchern (72) zugeleitet wird, zur Reinigung von Mehrwegartikeln oder zur Verwendung einem Geschirrspüler (24) zugeleitet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -1 1 dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Phase (42) als Filtrat nachbehandelt wird, und dabei einer Aktivsauerstoffbehandlung (54), insbesondere einer Zugabe von Wasserstoffperoxid und/oder Ozon unterzogen wird, und/oder einer UV-Bestrahlung (58) oder einer ionisierenden Bestrahlung unterworfen wird und/oder eine thermische Zwischenüberhitzung (60) und/oder eine thermische Desinfektion (62) durchläuft und/oder die flüssige Phase (42) eine Aktivkohlefilterung (64) durchläuft.
13. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das im Biogasreaktor (84) erzeugte Biogas (88) entweder in einem Gasspeicher (90) gespeichert wird oder einer Verbrennungseinrichtung, insbesondere einem Blockheizkraftwerk (92) zur Erzeugung elektrischer Energie und zur
Wärmeauskopplung zugeführt wird und/oder das erzeugte Biogas (88) durch eine weitere Erhöhung des Metangehaltes und Entfernung störender Bestandteile in ein Gasverbundnetz eingespeist wird.
14. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Biogasreaktor (84) über eine separate Zufuhrmöglichkeit (86) zusätzlich organisches Material, vorzugsweise unverarbeitete rohe Substanzen zugeführt werden.
15. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erzeugte Brauchwasser über den Brauchwasserzulauf (40) zugeführt wird, welcher mindestens einen Wärmetauscher (70) umfasst, in welchem das
Brauchwasser erwärmt wird.
16. Aufbereitungssystem für Abwässer und Abfälle, insbesondere für eine
Betreuungseinrichtung (10), die eine Anzahl von Reinigungs- und
Desinfektionsgeräten (14) aufweist, sowie ein gebäudeseitiges
Abwasserleitungssystem (12, 34) sowie eine Anzahl von Sanitäreinrichtungen (30, 32), dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungs- und Desinfektionsgeräte (14), die Sanitäreinrichtungen (30, 32) mit dem zentralen Abwasserleitungssystem (12, 34) verbunden sind, über welches das Abwasser und/oder die Abfälle einer
Trenneinrichtung (38) zugeführt werden, in der eine Trennung in eine flüssige Phase (42) und eine feste Phase (44) erfolgt, die flüssige Phase (42) mehrstufige Filter- und Behandlungseinrichtungen (46, 48, 50, 52, 54, 58, 60, 62, 64) durchläuft, die feste Phase (44) Aufbereitungs- und Weiterverarbeitungsschritte zur Erzeugung von Biogas (88) durchläuft, und eine Brauchwasserrückeinspeisung (68) vorgesehen ist, über welche aus' der flüssigen Phase (42) erzeugtes Brauchwasser (40) einer Wiederverwendung in der Betreuungseinrichtung (10) oder Endverbrauchern (72) zuführbar ist.
Aufbereitungssystem gemäß Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Betreuungseinrichtung (10) ein zusätzliches Leitungssystem (36) umfasst, das als Unterdruckfördersystem für grobe organische Abfälle mit entsprechenden Aufgabestationen ausgeführt ist.
Aufbereitungssystem gemäß einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Aufbereitungssystem vorzugsweise Mehrwegartikel der Betreuungseinrichtung (10) behandelt werden, und deren Aufbereitung einwegartikelfrei erfolgt.
PCT/EP2012/004841 2012-11-22 2012-11-22 Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von abwasser und organischen abfällen WO2014079469A1 (de)

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