WO2024182867A1 - Processo de tratamento dos dejetos humanos por desidratação da matéria orgânica e aparelho sanitário sem utilização de água - Google Patents
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47K—SANITARY EQUIPMENT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; TOILET ACCESSORIES
- A47K11/00—Closets without flushing; Urinals without flushing; Chamber pots; Chairs with toilet conveniences or specially adapted for use with toilets
- A47K11/02—Dry closets, e.g. incinerator closets
Definitions
- the present invention relates to a process for treating human waste by means of dehydrating and sterilizing organic matter using microwaves and a sanitary appliance that does not consume water and treats human waste according to said process. More specifically, the invention presents a sanitary appliance in which the sterilization and dehydration of organic matter are carried out in the toilet itself, allowing the waste to be collected at the end in powder form, which can be discarded without harming the environment or used in agriculture, as fertilizer, for example.
- the treatment process and the toilet integrated therein do not require the existence of a local water supply and sewage infrastructure.
- the process integrated into the sanitary apparatus now proposed aims to: (i) eliminate the use of water, presenting a revolutionary technology, without water consumption and with immediate results,
- each one is given the proper treatment, before returning them to the environment: the urine is mixed with water and used to water the plants, while the feces are placed in a ditch to mature and after six months they are withdrawal to fertilize the land.
- This system is more suitable for use in rural areas, where there is usually space to install large reservoirs.
- the system described above has the advantage of not having a bad smell and the excrement being used as a source of nutrients for the soil. However, it has the disadvantage of needing to separate the organic matter and the long time required to degrade all the solid material, which makes it unsuitable for large centers.
- the apparatus is equipped with a pressurized chamber to contain heat and gases, and the material is removed from the container by means of a water discharge and drain, or collected in a removable container.
- the invention aims to sterilize human excreta or other materials contaminated by microbes by means of microwave treatment.
- Patent document CN1807783 (A) published on 07/26/2006 — Toilet with sterilization, drying and flushing functions — refers to a disinfectant washing and drying tool, which uses microwaves to heat the soil and mature the discharged solid material to perform real-time disinfection and dry the solid to be recycled, and can also automatically wash and dry the user's buttocks.
- the apparatus comprises a base, an external container, a seat ring and a seat cover.
- It is characterized by: also comprising an armrest, an armrest rotation device, a control panel, a sensor switch, an ultrasonic vibrator, a device for discharging the solid; a chamber for microwave with magnetic control tube for microwave generation; an eccentric fan for dehumidification and temperature reduction; a rear condenser bank for condensing steam; and user sanitation elements, in which a magnetic dust ring and a magnetic dust rib on the outer container can prevent microwave leakage to the seat ring and seat cover.
- the sterilized and dried feces are discharged from the equipment into a pipeline and sent to a centralized collection point, and after being collected by specialized personnel, it is sent to the processing station for processing and utilization.
- the invention discloses a method for heating, drying and sterilizing feces in a urine-directing toilet.
- the method utilizes microwave or infrared ray in heating, sterilizing the collected feces individually; ventilation, drying and deodorization are processed at the same time, and then the collection and treatment of the packaging are carried out.
- the method of the invention allows to carry out the field treatment of the feces collected harmlessly by the urine-directing toilet.
- the method can not only kill the pathogen in the feces, but also remove the odor.
- the feces reduce more weight through drying, which is convenient for the next collection and reuse.
- the invention applies to the urine-directing toilet, including the toilet of the family, public, hotel, restaurant, office building.
- the invention can also be mounted on moving vehicles such as train and ship, etc.
- Microwave sterilization equipment Refers to a combined apparatus that promptly sterilizes feces in the apparatus using microwaves, particularly applicable in public restrooms where feces need immediate sterilization, such as in hospitals and hotels.
- the utility model comprises a urinal body (5) and a cabinet cover (3), wherein the cabinet (3) is coupled to the urinal body (5) and is equipped with a microwave generator (4). Since the microwave generator is provided in the urinal body, the microwave generator generates microwaves to promptly sterilize feces in the urinal and prevent the spread of diseases.
- the utility model is characterized by reasonable structure, practicality in use, and prompt sterilization to feces in the urinal, therefore, the application in hospitals of the utility model can effectively prevent feces from patients from spreading diseases and ensuring people's health and environmental safety.
- the utility model can also be used in hotels, homes, bars and so on, the microwave sterilization cabinet can improve the equipment quality of hotels and homes and create a warm and sanitary environment and ensure a healthy and comfortable life.
- the toilet is formed by a toilet body, a microwave heating unit, a plasma torch, an exhaust unit and an electric control unit, wherein the toilet body comprises a toilet bowl and a cover body for covering the toilet bowl and an opening of a metal shielding casing; the microwave heating unit comprises a metal shielding casing in the toilet bowl, a drying chamber that is arranged in the metal shielding casing and is provided with an opening, and a microwave heating module that is arranged in the metal shielding casing and is used for heating the drying chamber;
- the plasma torch is arranged in the toilet box, and a discharge pipe extends into the drying chamber; the exhaust unit is used for gas exhaust in the metal shielding casing; the electrical control unit is installed in the toilet box and electrically connected to the microwave heating module, the plasma torch and/or the exhaust unit.
- the invention now proposed also relates to a sanitary device that uses microwaves to treat human waste without using water.
- it is presented as an innovative set, with modern and bold lines, provided with technological improvements that aim to:
- Figure 1 shows a side view in section of the sanitary appliance without water consumption, object of the present invention, in its initial operating position, immediately after having received a waste.
- Figure 2 shows a side view in section of the sanitary appliance of the invention, in which the waste receiving tank is displaced to the rear part of the appliance, where it will be coupled to the high frequency (UHF) source for the treatment of the waste.
- UHF high frequency
- Figure 3 shows a cross-sectional side view of the sanitary appliance showing the coupling of the high frequency (UHF) source to the waste receiving tank.
- UHF high frequency
- Figure 4 shows a cross-sectional side view of the sanitary appliance showing that the waste receiving tank rotates to dump the treated solid waste into a material collection drawer.
- the present invention relates to a sanitary process and apparatus that uses microwaves to treat and dehydrate human waste, without using water and without dragging the waste into conventional sewage systems, which are not always available.
- the new sanitary device allows human waste to be treated on site, in the toilet itself, without the consumption of water, by dehydrating the organic matter, in order to reduce this organic material to a small amount of sterile residue, which can be discarded without harming the environment or, preferably, used in agriculture, as fertilizer or in the production of biofuel. Since it does not use water to drag the waste, the sanitary device does not need to be connected to any hydraulic installation, whether a water supply network or a sewage network. The process of operating the sanitary device of the invention for treating human waste is also described.
- the sanitary appliance which is the object of the present invention, externally presents the appearance of a common toilet, with a modern and bold shape.
- the organic material is collected in a waste receiving tank, and then dehydrated on site by a source of UHF radiation.
- the waste transformed into powder while the gases are filtered and released, can be collected for use in agriculture, as fertilizer or in the production of biofuel.
- the sanitary appliance now claimed consists of an innovative arrangement of components that act interconnected, supported by a steel structure (not shown in the figures), which will be embedded in an external casing with a size and shape appropriate to the improvements developed and which can assume different configurations.
- the sanitary appliance is formed by components supported by a steel structure that act interconnected and that comprises: an external casing (1), which surrounds all the components and which defines the configuration of the sanitary appliance, so that the distance from the floor (C) to the upper surface of the appliance at the front (F) has a lower height than at the back (P), defining a “step”-shaped profile, which meets ergonomic studies in order to better adapt to the anatomy of a user; a seat (2) provided with a lid (2') responsible for turning off the electrical energy when opened, affixed to the front (F) of the external casing (1), designed to comfortably and safely accommodate the user; a waste receiving tank (3), removable for cleaning, coated with hydrophobic non-stick material, positioned immediately below the seat (2) and coupled to the rail (6) of the linear displacement and rotation system (4) of the waste receiving tank (3); a linear displacement and rotation system (4) of the waste receiving tank (3), which takes the waste receiving tank (3) from its initial position (3a) towards the rear part (P) of the
- the location of the microwave system at the rear (P) of the device ensures greater safety for the user, greater efficiency in containing radiation, thus providing better efficiency in the material dehydration process.
- the microwave system alternatively, can include a sensor that can be configured to act several times on the material to be treated.
- the gas filtration system eliminates odors, allowing vapors to be used to improve cleaning of the device or simply discarded into the environment.
- the user activates the appliance's control device (8), located at the rear (P) of the appliance, to start the operation of the microwave system (5) to dehydrate the waste ( Figure 2).
- the control device (8) activates the linear displacement system (4) of the waste receiving tank (3), which is retractable and can be moved from the position (3a) where it was initially positioned to the rear part (P) of the device, below the microwave generating device, in the position (3b), where it receives the coupling of the high frequency (UHF) source (Figure 3).
- the dehydration process should last from 1 to 10 minutes, depending on the amount of organic matter to be dehydrated.
- the recovered residues are automatically deposited in the drawer (7) and are ready to be used as fertilizer or biofuel, since, as observed in experimental laboratory tests, they preserve the nutrients N, P, K.
- the gases are conducted to the gas filtration system (9) located at the rear (P) of the device inside the external casing (1).
- the UHF radiation source of the microwave system (5) is decoupled and the waste receiving tank (3) is placed in a position that allows it to be rotated by 180° and positioned to dump the solid waste into the drawer (7) located at the bottom (I) next to the floor ( Figure 4). Finally, the waste receiving tank (3) rotates again by 180° in the opposite direction to be returned to its original position (3a) by means of the rail (6) of the linear displacement system (4).
- the use of the sanitary device of the present invention basically comprises the following steps:
- An additional improvement to the waterless sanitary apparatus of the invention consists of coating both the waste receiving tank (3) and the drawer (7) that collects the treated waste with a protection, selected from disposable and biodegradable material, in addition to the non-stick, hydrophobic coating, with material that has an equivalent function and that allows the treated waste to be more easily released from the waste receiving tank (3) and emptied into the drawer (7) located in the lower part (I) of the apparatus for later collection and use.
- the great advantage of the present invention is to enable a significant reduction in investment costs for expansion and maintenance of current sewage treatment network systems, ensuring environmental preservation, avoiding contamination of soil and drinking water sources by chemical pollutants, as well as the conservation of natural reserves.
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Abstract
A invenção agora proposta refere-se a um aparelho sanitário que emprega micro-ondas para tratar e desidratar os dejetos humanos sem utilização de água. Apresenta externamente o aspecto de um vaso sanitário comum, com forma moderna e arrojada. Ao invés de receber os dejetos na água, o material orgânico é recolhido em uma cuba receptora de dejetos, desidratado in loco, no próprio vaso sanitário, por uma fonte de radiação UHF. Os resíduos transformados em pó são recolhidos para aproveitamento na agricultura, como fertilizante, enquanto os gases são filtrados para eliminação dos odores e podem ser liberados para o ambiente.
Description
PROCESSO DE TRATAMENTO DOS DEJETOS HUMANOS POR DESIDRATAÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA
E APARELHO SANITÁRIO SEM UTILIZAÇÃO DE ÁGUA
Campo da invenção
[0001] A presente invenção refere-se a um processo de tratamento de dejetos humanos por meio da desidratação e esterilização da matéria orgânica utilizando micro-ondas e um aparelho sanitário sem consumo de água que trata os dejetos humanos de acordo com o referido processo. Mais especificamente, a invenção apresenta um aparelho sanitário no qual a esterilização e desidratação da matéria orgânica são realizadas no próprio vaso, permitindo que os dejetos sejam recolhidos ao final em forma de pó, podendo ser descartados sem danos ao meio ambiente ou utilizados na agricultura, como fertilizante, por exemplo. O processo de tratamento e o vaso a ele integrado dispensam a existência de infraestrutura local de abastecimento de água e de esgoto.
Fundamentos da invenção
[0002] Especialmente nos grandes centros urbanos, o crescimento desordenado das aglomerações humanas, cria dificuldades às prefeituras e concessionárias para atenderem à crescente demanda de tratamento de esgoto sanitário. A falta de medidas práticas de saneamento e educação faz com que grande parte da população lance esgoto diretamente no solo, dando origem a valas insalubres e fétidas, as denominadas "valas negras", principal causa de disseminação de doenças e desequilíbrio ecológico grave.
[0003] A comunidade científica, há anos vem alertando para a necessidade de preservar a água natural do planeta, recurso vital que está se tornando cada vez mais escasso, Portanto, é inadmissível que se utilize um recurso tão precioso e caro, para despejar o esgoto sanitário doméstico. [0004] Os métodos convencionais de recolhimento e tratamento de esgoto demandam enormes quantidades de água, produtos químicos, obras
civis de larga escala, recursos financeiros robustos e tempo. Além do desperdício de água limpa, própria para consumo humano, na maioria dos casos, os produtos químicos utilizados no tratamento causam enorme prejuízo à natureza, visto que penetram no solo e poluem os mananciais aquíferos e o meio ambiente.
[0005] Soma-se a isso o fato das descargas convencionais e caixas acopladas operarem com fluxo de água de no mínimo 12 a 20 litros por acionamento, apenas para transportar os dejetos que arrastados pela água de descarga do vaso sanitário até a rede de esgoto, de onde são conduzidos a uma estação de tratamento.
[0006] São conhecidos processos desenvolvidos com a finalidade de aproveitar o lodo residual proveniente das estações de tratamento de esgoto, após desinfectado, na agricultura, por exemplo, como fertilizante, ou como insumo para geração de biocombustível. Contudo, o custo de secagem do lodo é muito alto e demanda grandes áreas, o que pode inviabilizar esse tipo de tratamento, principalmente nos grandes centros urbanos.
[0007] Assim, o processo integrado ao aparelho sanitário agora propostos, têm por objetivo: (i) eliminar o uso de água, apresentando uma tecnologia revolucionária, sem consumo de água e de resultado imediato,
(ii) fazer a esterilização e desidratação dos dejetos sanitários doméstico no próprio vaso, preservando os nutrientes da matéria orgânica a ser tratada,
(iii) possibilitar o aproveitamento do resíduo na agricultura, como adubo, e
(iv) contribuir com os programas de preservação do meio ambiente.
Técnica relacionada
[0008] A preocupação em preservar os recursos naturais e manter um meio ambiente saudável para todos, melhorando a qualidade de vida, tem ensejado pesquisadores e técnicos a desenvolverem processos ecológicos nas mais diversas áreas de atuação. A área de Saúde Pública constitui uma das mais visadas e importantes. No Brasil, 46,7% da população não tem
acesso a coleta de esgoto. Ainda assim, são produzidos diariamente 10 bilhões de litros de esgoto, dos quais somente 10% recebem algum tipo de tratamento e 5% têm destino adequado.
[0009] Nos últimos anos têm sido cada vez mais frequente notícias a respeito de processos industriais menos poluentes, reciclagem de produtos os mais diversos, produção de alimentos mais saudáveis, técnicas de plantio de alimentos utilizando adubos ecológicos, etc.
[0010] Mais especificamente na área de saneamento, alguns métodos para economizar água já foram propostos e adotados em diversas partes do mundo.
[0011] As edificações mais modernas nos grandes centros sejam construções novas ou reformadas, principalmente edifícios comerciais, administrativos, shopping centers, aeroportos, locais onde circulam muitas pessoas, seja população fixa ou flutuante, têm apresentado propostas que adotam sistemas de coleta de esgotos a vácuo, o que proporciona grande redução no volume de esgoto gerado e no consumo de água nas bacias sanitárias.
[0012] Estudos desenvolvidos por grupos ambientalistas descrevem um vaso sanitário ecológico seco, que permite, ao final de um ciclo de tratamento exterior ao vaso, reciclar urina e tratar fezes humanas, especialmente em locais onde haja escassez de água ou falta de saneamento. O vaso seco possui separação para fezes e urina e não utiliza água. Dessa forma, o processo economiza água, evita a contaminação dos aquíferos e propicia a utilização dos nutrientes das excretas humanas no solo. Assim, no momento que ele é utilizado, cada excreta cai no seu devido lugar. Num coletor colocado abaixo do vaso são depositadas as fezes e a urina é levada para outro compartimento. Em seguida, fora do vaso, é dado o devido tratamento para cada um, antes de retorná-los ao meio ambiente: a urina é misturada com água e serve para regar as plantas, enquanto as fezes são colocadas numa vala para maturação e após seis meses é
retirada para adubar a terra. Este sistema se apresenta mais adequado para uso em zonas rurais, onde geralmente há espaço para instalação de grandes reservatórios.
[0013] O sistema acima descrito tem como vantagem o fato de o sanitário não ter mau cheiro e os excrementos serem utilizados como fontes de nutrientes para o solo. Todavia, apresentam como desvantagem a necessidade de separação da matéria orgânica e o longo tempo demandado para degradar todo o material sólido, o que o torna impróprio para os grandes centros.
[0014] O documento de patente GB 2185763 publicado em 29/07/1987 — Higienização de resíduo de W.C. por meio eletrônico — descreve um aparelho esterilizador no qual ondas de alta frequência eletromagnética são utilizadas para fornecer calor dielétrico a excrementos e outros materiais que necessitam ser esterilizados e descartados. O aparelho é dotado de câmara pressurizada para conter calor e gases, e o material é removido do recipiente por meio de descarga de água e dreno, ou coletado em um recipiente removível. A invenção tem por objetivo efetuar a esterilização de excrementos humanos ou outros materiais contaminados por micróbios por meio de tratamento com micro-ondas.
[0015] O documento de patente CN1807783 (A) publicado em 26/07/2006 — Vaso sanitário com funções de esterilização, secagem e descarga — refere-se a uma ferramenta de lavagem e secagem desinfetante, que usa micro-ondas para aquecer o solo e maturar o material sólido despejado para realizar a desinfecção em tempo real e secar o sólido a ser reciclado, podendo também lavar e secar automaticamente as nádegas do usuário. O aparelho compreende uma base, um recipiente externo, um anel de assento e uma tampa de assento. Caracteriza-se por: compreender também um apoio de braço, dispositivo de rotação do apoio de braço, um painel de controle, uma chave sensora, um vibrador ultrassónico, um dispositivo para descarregar o sólido; uma câmara de
micro-ondas com o tubo de controle magnético para geração do micro- ondas; um ventilador excêntrico para desumidificar e reduzir a temperatura; um banco de condensador traseiro para condensar o vapor; e elementos para higienizar o usuário, em que, um anel de pó magnético e uma nervura de pó magnético no recipiente externo, podem evitar o vazamento de micro- ondas para o anel do assento e a tampa do assento. As fezes esterilizadas e secas são descarregadas do equipamento em uma tubulação e enviadas para um ponto de recolha centralizado, e após ser recolhido por pessoal especializado, ele é enviado para a estação de processamento, para processamento e utilização.
[0016] O pedido brasileiro de patente PI 0806048-7 depositado em 24/10/2008 — Processo de tratamento dos dejetos humanos por desidratação de matéria orgânica e aparelho sanitário sem utilização de água — apresentou uma tecnologia que rompeu paradigmas e que modificou o conceito de tratamento até então empregado para lidar com dejetos humanos. A tecnologia, que pode ser aplicada principalmente em centros urbanos com grande densidade populacional, dispensa a utilização de água e de infraestrutura de rede de abastecimento de água para este fim, assim como prescinde de rede de esgoto para escoamento. A invenção trata de um processo de tratamento de dejetos humanos no qual a desidratação da matéria orgânica é realizada in loco, em aparelho sanitário, sem utilização de água, sem estar ligado a qualquer rede de abastecimento de água ou rede de esgoto sanitário e estações de tratamento. Dá tratamento final adequado à matéria orgânica, permitindo a utilização do resíduo como adubo ou combustível. Este reuso agrega valor ao produto resultante, o que torna todo o sistema sustentável.
[0017] Desde então muitas publicações visando esterilizar vasos sanitários utilizando radiação de alta frequência para prevenir doenças em vasos sanitários de uso comum, como em banheiros públicos e em hospitais, passaram a ser frequentes. Dentre outras, podem ser citadas a
título de exemplo os seguintes documentos:
• CN101 143757 (A) de 19/03/2008 — Método de esterilização por secagem por aquecimento tipo coleta separada de fezes e urina para dejeção de vaso sanitário — A invenção revela um método para aquecer, secar e esterilizar as fezes em um banheiro direcionador de urina. O método utiliza o micro-ondas ou o raio infravermelho no aquecimento, esterilização das fezes coletadas individualmente; a ventilação, a secagem e a desodorização são processadas ao mesmo tempo, e então é realizada a coleta e o tratamento da embalagem. O método da invenção permite realizar o tratamento de campo das fezes coletadas de modo inofensivo pelo banheiro direcionador de urina. O método pode não só matar o patógeno nas fezes, mas também remover o odor. As fezes reduzem mais o peso por meio da secagem, o que é conveniente para a próxima coleta e reutilização. A invenção se aplica ao banheiro direcionador de urina, que compreende o banheiro da família, do público, do hotel, do restaurante, do prédio de escritórios. A invenção também pode ser montada em veículos em movimento, como trem e navio, etc.
• CN2885958(Y) de 04/04/2007 — Equipamento de esterilização de micro-ondas — Refere-se a um aparelho combinado que esteriliza prontamente as fezes no aparelho usando micro-ondas, particularmente aplicável em banheiros públicos em que as fezes precisam de esterilização imediata, como em hospitais e hotéis. O modelo de utilidade compreende um corpo de mictório (5) e uma tampa de armário (3), em que o armário (3) seja acoplado ao corpo de mictório (5) e seja dotado de um gerador de micro-ondas (4). Como o gerador de micro-ondas é fornecido no corpo do mictório, o gerador de micro-ondas gera micro-ondas para esterilizar prontamente as fezes no mictório e evitar a propagação de doenças. O modelo de utilidade caracteriza-se pela estrutura razoável, praticidade de uso, e esterilização imediata às fezes no mictório, portanto, a aplicação em hospitais do modelo de utilidade pode efetivamente evitar que as fezes dos
pacientes espalhem doenças e garantir a saúde das pessoas e a segurança do meio ambiente. O modelo de utilidade também pode ser usado em hotéis, residências, bares e assim por diante, o armário de esterilização de micro- ondas pode melhorar a qualidade dos equipamentos dos hotéis e residências e criar um ambiente quente e sanitário e garantir uma vida saudável e confortável.
• CN 112336236 (A) de 09/02/2021 — Banheiro de controle elétrico ecológico sem água e método de controle elétrico do mesmo — Descreve um vaso sanitário de controle elétrico amigável ao meio ambiente sem água e seu método de controle elétrico. O vaso sanitário é formado por um corpo de vaso sanitário, uma unidade de aquecimento por micro-ondas, uma tocha de plasma, uma unidade de exaustão e uma unidade de controle elétrico, em que o corpo de vaso sanitário compreende um vaso sanitário e um corpo de cobertura para cobrir o vaso sanitário e uma abertura de um revestimento metálico de blindagem; a unidade de aquecimento por micro-ondas compreende um invólucro de blindagem de metal no invólucro de vaso sanitário, uma câmara de secagem que está disposta no invólucro de blindagem de metal e é fornecida com uma abertura e um módulo de aquecimento por micro-ondas que está disposto no invólucro de blindagem de metal e é usado para aquecer o câmara de secagem; a tocha de plasma está disposta na caixa do vaso sanitário e um tubo de descarga se estende para dentro da câmara de secagem; a unidade de exaustão é usada para exaustão de gás no invólucro de blindagem de metal; a unidade de controle elétrica é instalada na caixa do vaso sanitário e conectada eletricamente ao módulo de aquecimento por micro-ondas, ao maçarico de plasma e/ou à unidade de exaustão. Ao utilizar as tecnologias de micro-ondas e plasma, os excrementos são tratados de forma eficiente e estável sob a condição de que a água e uma rede de tubulação de esgoto não sejam necessárias e nenhuma poluição seja causada ao meio ambiente.
[0018] Até o presente novos dispositivos sanitários, que utilizam
radiação de alta frequência, continuam sendo desenvolvidos com o objetivo de proporcionar conforto, evitar disseminação de doenças, melhorar a qualidade de vida, utilizando técnicas modernas e mais seguras.
[0019] A invenção agora proposta refere-se, também, a um aparelho sanitário que emprega micro-ondas para tratar os dejetos humanos sem utilização de água. No entanto, apresenta-se como um conjunto inovador, de linhas modernas e arrojadas, provido com aperfeiçoamentos tecnológicos que objetivam:
- proporcionar maior segurança e conforto ao usuário;
- melhorar a eficiência do processo de tratamento da matéria orgânica;
- facilitar a limpeza e manutenção do aparelho;
- tornar o ambiente mais higiênico e visualmente mais agradável.
[0019] Tais melhorias se tornarão evidentes com a descrição detalhada da invenção.
Breve descrição das figuras
[0020] A Figura 1 apresenta uma vista lateral em corte, do aparelho sanitário sem consumo de água, objeto da presente invenção, em sua posição inicial de operação, imediatamente após ter recebido uma dejeção. [0021] A Figura 2 apresenta uma vista lateral em corte, do aparelho sanitário da invenção, em que a cuba receptora de dejetos se encontra deslocada para a parte posterior do aparelho, onde será acoplada à fonte de alta frequência (UHF) para o tratamento dos dejetos.
[0022] A Figura 3 apresenta uma vista lateral em corte do aparelho sanitário mostrando o acoplamento da fonte de alta frequência (UHF) à cuba receptora de dejetos.
[0023] A Figura 4 apresenta uma vista lateral em corte do aparelho sanitário mostrando que a cuba receptora de dejetos sofre rotação para despejar os resíduos sólidos tratados em uma gaveta de coleta de material.
Sumário da invenção
[0024] A presente invenção trata de um processo e aparelho sanitário
que emprega micro-ondas para tratar e desidratar os dejetos humanos, sem utilização de água e sem arrastar os dejetos para as redes convencionais de esgoto, nem sempre disponíveis. O novo aparelho sanitário permite que os dejetos humanos sejam tratados in loco, no próprio vaso sanitário, sem o consumo de água, por meio da desidratação da matéria orgânica, de modo a reduzir este material orgânico a uma pequena quantidade de resíduo estéril, que pode ser descartado sem danos ao meio ambiente ou, preferencialmente, aproveitado na agricultura, como fertilizante ou na produção de biocombustível. Por não utilizar água para o arraste dos dejetos, o aparelho sanitário dispensa sua conexão a qualquer instalação hidráulica, seja rede de abastecimento de água, seja rede de esgoto. O processo de operação do aparelho sanitário da invenção para tratamento dos dejetos humanos também é descrito.
Descrição detalhada da invenção.
[0025] Para que a invenção possa ser mais bem compreendida sua descrição detalhada será feita com referência às Figuras que acompanham o presente relatório e dele são parte integrante.
[0026] Conforme pode ser observado nas Figuras 1 a 4, o aparelho sanitário, objeto da presente invenção apresenta externamente o aspecto de um vaso sanitário comum, com forma moderna e arrojada. Todavia, ao invés de receber os dejetos na água, o material orgânico é recolhido em uma cuba receptora de dejetos, e em seguida desidratado in loco por uma fonte de radiação UHF. Os resíduos transformados em pó enquanto os gases são filtrados e liberados, podem ser recolhidos para aproveitamento na agricultura, como fertilizante ou na produção de biocombustível.
[0027] O aparelho sanitário agora pleiteado é constituído por um arranjo inovador de componentes que atuam interconectados, sustentados por uma estrutura em aço (não mostrada nas figuras), a qual ficará embutida em uma carcaça externa com tamanho e formato adequados às melhorias desenvolvidas e que pode assumir diferentes configurações.
[0028] Como apresentado na Figura 1 , o aparelho sanitário é formado por componentes sustentados por uma estrutura em aço que atuam interconectados e que compreende: uma carcaça externa (1), que envolve todos os componentes e que define a configuração do aparelho sanitário, de forma que a distância do piso (C) até a superfície superior do aparelho a parte frontal (F) tenha uma altura menor do que na parte posterior (P), definindo um perfil em forma de “degrau”, que atende a estudos ergonômicos de modo a melhor se adequar à anatomia de um usuário; um assento (2) provido com tampa (2’) responsável pelo desligamento da energia elétrica quando aberta, afixado na parte frontal (F) da carcaça externa (1), destinado a acomodar com conforto e segurança o usuário; uma cuba receptora de dejetos (3), removível para limpeza, revestida com material antiaderente hidrofóbico, posicionada imediatamente abaixo do assento (2) e acoplada ao trilho (6) do sistema de deslocamento linear e rotação (4) da cuba receptora de dejetos (3); um sistema de deslocamento linear e rotação (4) da cuba receptora de dejetos (3), que leva a cuba receptora de dejetos (3) de sua posição inicial (3a) em direção a parte posterior (P) do aparelho para a posição (3b) e vice-versa, o qual é provido com motores e guias que correm pelo trilho (6), ligados à tomada (plug) (1 1), que permitem girar a cuba em 180° e retornar à posição inicial; um sistema de micro-ondas (5), constituído por uma fonte UHF, guia de ondas e cooler para esfriar a válvula geradora de micro-ondas, situado internamente na parte posterior (P) do aparelho, e localizado acima do trilho (6) do sistema de deslocamento (4) da cuba receptora de dejetos (3), ligado ao transformador (10) localizado na parte inferior (I);
uma gaveta (7), revestida com material antiaderente hidrofóbico, com uso opcional de proteção descartável, para coleta de resíduos sólidos desidratados que são despejados da cuba receptora de dejetos (3), localizada na parte inferior (I) da carcaça externa (1), junto ao piso (C); um sistema de filtragem de gases (9) localizado na parte posterior (P) do aparelho, internamente à carcaça externa (1).
[0029] A localização do sistema de micro-ondas na parte posterior (P) do aparelho garante maior segurança para o usuário, maior eficiência na contenção da radiação, proporcionando assim melhor eficiência do processo de desidratação dos materiais. O sistema de micro-ondas, alternativamente, pode incluir um sensor que permita ser configurado para atuar várias vezes sobre o material a ser tratado.
[0030] O sistema de filtragem dos gases elimina os odores permitindo que os vapores possam ser utilizados para reforçar a limpeza do aparelho ou simplesmente descartados para o meio ambiente.
[0031] O processo de operação do aparelho sanitário da presente invenção busca reproduzir de forma mais fiel possível, o uso de um aparelho sanitário comum e assim reduzir estranhamentos ligados a hábitos culturais. Sua forma de uso será descrita a seguir.
[0032] Após utilizar o aparelho sanitário, o usuário fecha a tampa (2’) do assento (2). Neste momento o processo eletro/eletrônico poderá ser iniciado.
[0033] O usuário aciona o dispositivo de controle do aparelho (8), localizado na parte posterior (P) do mesmo, para dar início à operação do sistema de micro-ondas (5) para a desidratação dos dejetos (Figura 2).
[0034] O dispositivo de controle (8) aciona o sistema de deslocamento linear (4) da cuba receptora de dejetos (3), a qual é retrátil e permite ser movida da posição (3a) onde estava inicialmente posicionada para a parte posterior (P) do aparelho, abaixo do dispositivo gerador de micro-ondas, na
posição (3b), onde recebe o acoplamento da fonte de alta frequência (UHF) (Figura 3). O processo de desidratação deve durar de 1 a 10 minutos, dependendo da quantidade de matéria orgânica a ser desidratada. Os resíduos recuperados são depositados automaticamente na gaveta (7) e estão prontos para serem utilizados como adubo ou biocombustível, visto que, conforme observado em testes experimentais de laboratório, preservam os nutrientes N, P, K.
[0035] Caso a coleta dos resíduos para reutilização não seja possível em dado momento, alternativamente, os mesmos podem ser descartados em recipientes de lixo doméstico ou descartados na natureza, sem quamquer dano ao meio ambiente e sem provocar doenças.
[0036] Durante a etapa de desidratação, os gases são conduzidos ao sistema de filtragem de gases (9) localizado na parte posterior (P) do aparelho internamente à carcaça externa (1).
[0037] A fonte de radiação UHF do sistema de micro-ondas (5) é desacoplada e a cuba receptora de dejetos (3), é colocada em uma posição que permita ser girada em 180° e posicionada para despejar os resíduos sólidos na gaveta (7) localizada na parte inferior (I) junto ao piso (Figura 4). Por fim, a cuba receptora de dejetos (3) torna a girar 180° na direção contrária para ser reconduzida a sua posição original (3a) por meio do trilho (6) do sistema de deslocamento linear (4).
[0038] De uma forma resumida a utilização do aparelho sanitário da presente invenção compreende basicamente as seguintes etapas:
1) conectar a tomada (1 1) comum à fonte de energia elétrica para alimentar os sistemas;
2) utilizar o aparelho sanitário depositando naturalmente os dejetos na cuba de receptora dos dejetos (3) localizada abaixo do assento (2) e fechar a tampa, para permitir que o aparelho possa ser acionado;
3) programar a função desejada no dispositivo de controle do aparelho (8) por meio de uma botoeira regulável localizada na parte posterior
(P) superior do aparelho (indicada nas figuras); as etapas seguintes são automaticamente realizadas pelo próprio aparelho: a) inicia o deslocamento da cuba receptora de dejetos (3) da posição inicial (3a) para a parte posterior (P) do aparelho, posição final (3b), para permitir o acoplamento do sistema de micro-ondas (5) à cuba de receptora de dejetos (3); b) inicia o processo de desidratação do material, conduzindo simultaneamente os gases gerados durante o tratamento para o sistema de filtragem (9); c) desacopla o sistema de micro-ondas (5) da cuba receptora de dejetos (3), deslocando-a para uma posição em que possa ser girada 180°; d) gira a cuba receptora de dejetos (3) em 180° para despejar o resíduo sólido na gaveta (7) localizada na parte inferior (I) do aparelho junto ao piso; e) retorna a cuba receptora de dejetos (3) para a posição anterior (3b) e aciona o sistema de deslocamento linear (4) para posicioná-la em sua posição inicial (3a), na parte frontal (F) do aparelho, para ser novamente utilizada.
[0039] Um aprimoramento adicional, para o aparelho sanitário sem água da invenção, consiste em revestir tanto a cuba receptora de dejetos (3) como a gaveta (7) que recolhe os resíduos tratados com uma proteção, selecionada entre material descartável e biodegradável, além do revestimento antiaderente, hidrofóbico, com material que possua função equivalente e que possibilite aos dejetos tratados serem mais facilmente liberados da cuba receptora de dejetos (3) e despejados na gaveta (7) localizada na parte inferior (I) do aparelho para posterior recolhimento e aproveitamento.
[0040] A grande vantagem da presente invenção é possibilitar uma redução significativa de custo de investimento para ampliação e
manutenção dos sistemas atuais de redes para tratamento de esgoto, garantindo a preservação do meio ambiente, evitando contaminação do solo e das fontes de água potável por poluentes químicos, assim como a conservação das reservas naturais.
[0041] Embora o processo de tratamento dos dejetos humanos por desidratação in loco da matéria orgânica e aparelho sanitário sem utilização de água que acaba de ser descrito seja a forma de realização preferida da invenção, compreender-se-á que diversas modificações poderão ser introduzidas no invento sem fugir do conceito apresentado e de sua proteção, podendo alguns elementos ser substituídos por outros com a mesma função técnica, em especial os materiais utilizados, suas dimensões, formas e proporções.
Claims
1. APARELHO SANITÁRIO SEM CONSUMO DE ÁGUA para desidratação de dejetos humanos, formado por componentes sustentados por uma estrutura em aço que atuam interconectados, caracterizado por compreender:
- uma carcaça externa (1), que envolve todos os componentes e que define a configuração do aparelho sanitário, de forma que a distância do piso (C) até a superfície superior do aparelho a parte frontal (F) tenha uma altura menor do que na parte posterior (P), definindo um perfil em forma de “degrau”;
- um assento (2) provido com tampa (2’), afixado na parte frontal (F) da carcaça externa (1 ), destinado a acomodar com conforto o usuário;
- uma cuba receptora de dejetos (3), removível para limpeza, revestida com material antiaderente hidrofóbico, posicionada imediatamente abaixo do assento (2) e acoplada ao trilho (6) do sistema de deslocamento linear e rotação (4) da cuba receptora de dejetos (3);
- um sistema de deslocamento linear e rotação (4) da cuba receptora de dejetos (3), que leva a cuba receptora de dejetos (3) de sua posição inicial (3a) em direção a parte posterior (P) do aparelho para a posição final (3b) e vice-versa, o qual é provido com motores e guias que correm pelo trilho (6), ligados à tomada (11), que permitem girar a cuba em 180° e retornar à posição inicial;
- um sistema de micro-ondas (5), constituído por uma fonte UHF, guia de ondas e cooler para esfriar a válvula geradora de micro-ondas, situado internamente na parte posterior (P) do aparelho, e localizado acima do trilho (6) do sistema de deslocamento linear e rotação (4) da cuba receptora de dejetos (3); ligado ao transformador (10) localizado na parte inferior (I);
- uma gaveta (7), revestida com material antiaderente hidrofóbico e proteção descartável, para coleta de resíduos sólidos desidratados
que são despejados da cuba receptora de dejetos (3), localizada na parte inferior (I) da carcaça externa (1), junto ao piso (C);
- um sistema de filtragem de gases (9) localizado na parte posterior (P) do aparelho, internamente à carcaça externa (1).
2. APARELHO SANITÁRIO SEM CONSUMO DE ÁGUA para desidratação de dejetos humanos de acordo com a reivindicação n° 1 , caracterizado por o referido perfil em forma de “degrau” atender a estudos ergonômicos de modo a melhor se adequar à anatomia de um usuário.
3. APARELHO SANITÁRIO SEM CONSUMO DE ÁGUA para desidratação de dejetos humanos de acordo com a reivindicação n° 1 , caracterizado por a tampa (2’) do assento (2) ser responsável pelo desligamento da energia elétrica quando aberta.
4. APARELHO SANITÁRIO SEM CONSUMO DE ÁGUA para desidratação de dejetos humanos de acordo com a reivindicação n° 1 , caracterizado por a cuba receptora de dejetos (3) ser removível para limpeza, podendo ser revestida com material antiaderente hidrofóbico.
5. APARELHO SANITÁRIO SEM CONSUMO DE ÁGUA para desidratação de dejetos humanos de acordo com a reivindicação n° 1 , caracterizado por a gaveta (7) ser revestida com material antiaderente hidrofóbico e com proteção descartável e biodegradável.
6. PROCESSO DE TRATAMENTO DOS DEJETOS HUMANOS POR DESIDRATAÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA utilizando o aparelho sanitário da reivindicação n° 1 , caracterizado por compreender as seguintes etapas:
1) conectar a tomada (11) comum à fonte de energia elétrica para alimentar os sistemas;
2) utilizar o aparelho sanitário depositando naturalmente os dejetos na cuba de receptora dos dejetos (3) localizada abaixo do assento (2) e fechar a tampa (2’), para permitir que o aparelho possa ser acionado;
3) programar a função desejada no dispositivo de controle do aparelho
(8) por meio de uma botoeira regulável localizada na parte posterior
(P) superior do aparelho, e as etapas seguintes são realizadas automaticamente pelo próprio aparelho: a) inicia o deslocamento da cuba de receptora de dejetos (3) da posição inicial (3a) para a parte posterior (P) do aparelho, posição final (3b), para permitir o acoplamento do sistema de micro-ondas (5) à cuba de receptora de dejetos (3); b) inicia o processo de desidratação e esterilização do material, conduzindo simultaneamente os gases gerados durante o tratamento para o sistema de filtragem (9); c) desacopla o sistema de micro-ondas (5) da cuba de receptora de dejetos (3), deslocando-a para uma posição em que possa ser girada 180°; d) gira a cuba receptora de dejetos (3) em 180° para despejar o resíduo sólido na gaveta (7) localizada na parte inferior (I) do aparelho junto ao piso; e) retorna a cuba receptora de dejetos (3) para a posição anterior (3b) e aciona o sistema de deslocamento linear e rotação (4) para posicioná-la em sua posição inicial (3a), na parte frontal (F) do aparelho, para ser novamente utilizada.
7. PROCESSO PARA A UTILIZAÇÃO DO APARELHO SANITÁRIO SEM CONSUMO DE ÁGUA PARA DESIDRATAÇÃO DE DEJETOS HUMANOS de acordo com as reivindicações n° 1 e n°6, caracterizado por o processo de desidratação dos dejetos orgânicos durar de 1 a 10 minutos, dependendo da quantidade de matéria orgânica a ser desidratada e os resíduos recuperados estarem prontos para serem utilizados como adubo.
8. PROCESSO PARA A UTILIZAÇÃO DO APARELHO SANITÁRIO SEM CONSUMO DE ÁGUA PARA DESIDRATAÇÃO DE DEJETOS HUMANOS de acordo com as reivindicações n° 1 e n°6, caracterizado por os resíduos recuperados preservarem os nutrientes N, P, K.
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