Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung von ggf. auch kontaminierten in Sanitäranlagen anfallenden Schlämmen, bei der die Feststoffe mittels eines Filters aufgefangen und mittels elektromagnetischer Wellen aufbereitet werden und die verbleibende Flüssigkeit desinfiziert wird.

Bei mobilen Toilettenanlagen z. B. in Schienen-und Luftfahrtzeugen und Schiffen besteht das Problem, daß die Toilettenabfälle relativ groRvolumige Sammelbehälter erfordern, wobei zur Dekontaminierung umfangreiche chemische Mittel eingesetzt werden müssen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß durch eine Volumen-, Gewichts-und Keimreduzierung der apparative Aufwand verringert wird und großvolumige Sammeltanks wie in der Vakuumtoilettentechnik üblich und alle damit verbundenen Entsorgungsapparate entfallen können.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Nach der Erfindung werden die anfallenden Flüssigkeiten und Feststoffe zunächst grob getrennt. Dies geschieht durch einen als Schieber ausgebildeten siebartigen Boden. Die auf dem Sieb verbliebenen Feststoffe werden dann gemeinsam mit dem Boden in eine Reduzierungskammer geschoben und dort elektromagnetischen Wellen ausgesetzt. Der gereinigte Boden schiebt sich sodann sofort wieder in die Betriebszone, wobei auf dem Boden liegende Feststoffe abgeschoben werden. Im gleichen Bewegungsablauf wird der bewegliche Boden mit einem Druckwasserstrahl gereinigt. Die hierfür erforderliche Spülflüssigkeitsmenge ist äußerst gering und beträgt nicht mehr als 50 mml. Um das Servicewassergewicht zu reduzieren, wird das Reinigungswasser separat entkeimt und dem Reinigungsprozeß wieder zugeführt. Da die erforderlichen Serviceintervalle und der erforderliche Energiebedarf durch das erfindungsgemäße Prinzip sehr klein gehalten werden,

sind sowohl große Energie-und Gewichtsreduzierungen bei gleichzeitiger hoher Benutzerfrequenz möglich. In der eigentlichen als Prozeßkammer dienenden Reduzierungskammer findet der Reduzierungsprozeß statt. Da der Trocknungsprozeß in mehreren fließend verlaufenden Prozeßabläufen von Trocknung, Verkokung bis zur vollständigen Fraktion im Plasma erfolgt, verbleibt nach vollständigem Prozeßablauf nur ein kleiner Aschrest. Bei dieser Reduktionsweise ist es möglich, nur geringe Energien zur Erreichung der angestrebten Aufbereitung zu benutzen. Die Trocknung und Verkokung mit elektromagnetischen Wellen umgehen mögliche Wärmeleitwiderstandsprobleme, die aus den Eigenschaften des zu bearbeitenden Stoffes denkbar sind. Der Arbeitsprozeß im Plasmazustand hat den Vorteil, die Bereiche der größten Erwärmung kugelförmig einzuhüllen und gewollte Verletzungen der Wandungen können auf diese Weise vermieden werden, so daß bei höchsten Temperaturen nur geringste Wärmeübertragung nach außen erfolgt.

Da der Trocknungs-bzw. Verkokungsprozeß von innen nach außen verläuft, wird eine Verkrustung der Oberflächen der Feststoffe und ein damit ansteigender Wärmeleitwiderstand verhindert. Die Oberflächen der Feststoffe bleiben offenporig, so daß eine zügige und ungehinderte Trocknung von innen nach außen erfolgt, wobei der erforderliche Energieaufwand wegen des geringen Wärmeleitwiderstandes minimiert wird. Entstehende Dämpfe werden abgesaugt und können bei Bedarf kondensiert werden. Der Trocknungs-bzw.

Verkokungsprozeß kann zusätzlich dadurch beschleunigt werden, daß an die Reduzierungskammer ein Vakuum angelegt wird. Die Toilettenschüssel ist selbstreinigend ausgebildet durch ein Spülflüssigkeitssystem, wozu eine Umwälzpumpe, Reinigungsdüsen und Filter für die Spülflüssigkeit zu deren Entkeimung vorgesehen sind. Die Filter können als Aktivkohlefilter, Zeolithe, Osmose oder als Membran ausgebildet sein. Für die FesVFiüssig/Flüssig- Trennung ist ein Siebboden vorgesehen. Es können aber auch Siebbodenelemente und/oder eine Siebrinne und/oder eine Rinne und/oder eine Kombination der vorgenannten Bauteile vorgesehen werden. Der Urinalsammeltank weist einen Fest/Ftüssigfitter oder einen Feststoffilter mit

Aktivkohle oder Zeolithe auf. Für die Flüssigkeiten ist eine Schleuse in Form einer Flüssig-Membran mit Geruchsverschluß vorgesehen.

Vorzugsweise werden die Feststoffe schon in der Toilettenschüssel von dem Urin getrennt und danach direkt in die Wertungskammer eingegeben. Nach deren... mischen Zersetzung in einem Plasma erfolgt die gesteigerte Eindüsung des Urins in das aufgebaute Plasma und den Abgasstrom. Hierbei erfolgt die Zersetzung des Urins bei gleichzeitiger Desinfektion. Die Abgase des Plasmaprozesses werden hierbei gleichzeitig gekühlt.

Das Schleusensystem für den Abfall kann aus einem Schiebersystem bestehen, das als Doppelschiebersystem, Rotationsschiebersystem oder Zellenradschleuse ausgebildet sein kann. Ferner kann ein Schneckenförderer vorgesehen sein, der als Verdichterschnecke, Trogschnecke, Zerkleinerungsschnecke oder Entwässerungsschnecke ausgebildet sein kann.

Ferner ist es möglich, einen Kolben vorzusehen, der als Einzelkolben, Doppelkolben, Drehkolben oder Dosierkolben ausgebildet ist. Für die Flüssigphase der Fäkalien ist als Schleuse eine Flüssigmembran vorgesehen, die als Geruchsverschluß fungiert. Gleichzeitig wird diese Membranflüssigkeit zum Spülen der ToilettenschCissel eingesetzt. Hierbei sind keine weiteren mechanischen Abtrennungen erforderlich und der Spülwasserbedarf kann gegen nahezu Null Liter gesenkt werden. Als Membranmedium ist ein geeignetes Fluid zu verwenden, wobei dieses Fluid so sein soll, daß dessen spezifisches Gewicht unter dem Abtischplanenmedium liegt und sich nicht mit Urin oder Flüssigkeiten vermischen läßt. Es ist auch möglich, einen Membranschieber vorzusehen, der vorzugsweise als Faltenbalg ausgebildet ist.

Es kann auch ein Quetschventil oder aber eine Rollenschlauchpumpe verwendet werden, die das Toilettenbecken und den Förderationsraum der Reduzierungskammer voneinander trennt. Der Grobtrennraum bildet einen Vorratsraum für den Abfall für Fest-und Flüssigstoffe zur Pufferung von Belastungsspitzen.

Der Reduktionsraum ist von einem geschirmten Gehäuse umgeben, durch das er für elektromagnetische Wellen undurchlässig ist. Vorzugsweise ist ein Feuerfesteinsatz mit Frequenzmodulator und dazugehörigem Sender für elektromagnetische Resonanzfrequenz-Wellen vorhanden, die auf die erforderliche Resonanzfrequenz der zu reduzierenden Stoffe abgestimmt sind.

Der Sender kann mit oder ohne Monolinearfilterfenster ausgebildet sein. Die Monolinearfilterfenster-Geometrie ist fokussierend ausgestaltet. Ebenso ist die Reduktionsraumgeometrie fokussierend/reflektierend ausgestaltet. Das Abgassystem besteht aus einer an die Reduzierungskammer angeschlossenen Abgasleitung mit einem Katalysator oder einem Abgasfilter, wie Aktivkohle, Zeolithe o. dgl.. Ferner ist eine Abgasspülung vorgesehen, wozu eine Hochdruckpumpe, ein Atomiser, ein Flüssigkeitsüberlauf, ein Flüssigfilter wie Aktivkohle, Zeolithe o. dgl., und ein Sammeltank für Servicewasser vorgesehen ist. Der Fest/Ftüssigfitter ist als Feststoffilter ausgebildet und kann aus Aktivkohle oder Zeolithe bestehen. Die Reduktionsraumgeometrie ist jokussierend, so z. B. kreisrund, tonnenförmig oder oval tonnenförmig Die verwendeten Materialien sind so, daß sie teilreflektierend (verlustbehaftet) oder reflektierend ausgewählt sind. Die Abgaskühlung erfolgt so, daß wenn der Reduzierungsprozeß gesteuert ist, keine Verkokung im ersten Lauf angestrebt wird, es kann die gewonnene Flüssigkeit zur Entkeimung des anfallenden Urins oder zur Abgasreinigung verwendet werden.

Zur Sammlung der Asche ist ein starr oder beweglich ausgebildeter Siebboden vorgesehen. Ferner können Aschebehälter aus Metall, mit/ohne Kunststoffeinsatz, Papiertüten, Entleerungsstutzen für Staubsauger, Ascheladen, Luft,-/Wasserejektor-Anschlüsse zum Einsatz kommen. Das Flüssigkeitssystem besteht aus einem Originalsammler mit einem Atomiser zur Urinalmengenregulierung und Abgaskühlung mittels einer Pumpe, Düsen zum Bereinigen der Toilettenschüssel, Düsen für die Reinigung der Abfallschleusensysteme sowie eines Überlaufs.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtungen näher erläutert. Fig. 1 bis 16 zeigen

verschiedene Anordnungen von Toilettenanlagen in schematischen Darstellungen, wobei übereinstimmende Bauelemente jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Fig. 1 zeigt eine Toilettenanlage 20. An das Toilettenbecken 1 ist eine Reinigungsdüse 17 angeschlossen, die mit einer Druckwasserleitung 10 verbunden ist, in der ein Druckwasserventil 11 angeordnet ist. Am Boden des Toilettenbeckens 1 ist ein Grobtrennraum 2 angeordnet. In dem Grobtrennraum 2 ist ein Grobsieb 15 angeordnet, das größere Grobteile wie Glasflaschen, Dosen u. dgl. abtrennt und über eine Überlaufleitung 9b in einen Sammelraum 7 führt. Der Boden des Grobtrennraums 2 ist als siebartiger Schieber 12 ausgebildet. Auf dem Schieber 12 nach der Grobtrennung verbleibendes Fäkalgut gelangt durch Zurückziehen des Schiebers 12 in die Reduzierungskammer 3. Der Schieber 12 wird danach wieder in die Betriebszone am Boden des Grobtrennraums 2 geschoben, wobei gleichzeitig eine Reinigung des Schiebers 12 durch einen Druckwasserstrahl erfolgt. Die Reduzierungskammer 3 ist als Energieraum ausgebildet und weist einen Sender 13 auf, mittels dem das in der Reduzierungskammer 3 befindliche Fäkalgut mit elektromagnetischen Wellen beaufschlagt wird. In der Reduzierungskammer 3 ist eine Entleerungsklappe 14 angeordnet. Flüssige Bestandteile des Fäkalguts werden in einem Flüssigkeitssammler 4 in der Reduzierungskammer 3 gesammelt und über eine Überlaufleitung 9 in einen Flüssigkeitssammelbehälter 5 geleitet. An dem Flüssigkeitssammelbehälter 5 ist eine Überlaufleitung 9a angeschlossen. Ferner weist der Flüssigkeitssammelbehälter 5 eine Entleerungsleitung 18 auf. Nach Behandlung der Trockensubstanz mit elektromagnetischen Wellen wird die Entleerungsklappe 14 geschwenkt, und die Trockensubstanz gelangt in einen Sammelbehälter 6. In diesem ist ein Papiertütenspender 8 angeordnet, der zur Ausgabe von Papiertüten zur Aufnahme von Trockensubstanz dient. Mittels einer Vakuumpumpe 16 werden die mit Trockensubstanz gefüllten Papiertüten abgeführt.

Die in Fig. 2 dargestellte Toilettenanlage 21 entspricht der Toilettenanlage 20, weist allerdings keinen Sammelraum 7 für Glas, Dosen u. dgl. sowie keinen Sammelraum für Flüssiggut auf.

In Fig. 3 ist eine Toilettenanlage 22 dargestellt, die vier Toilettenbecken 1 aufweist. Diese werden über eine gemeinsame Sammelentleerungsleitung 19 dem Grobtrennraum 2 zugeführt, an den sich weitere Anlagenelemente wie bei der Toilettenanlage 20 anschließen.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Toilettenanlage 23 ist gegenüber der Toilettenanlage 20 das Toilettenbecken 1 im räumlichen Abstand zu den weiteren Aufbereitungselementen angeordnet.

Fig. 5 zeigt eine Toilettenanlage 24, bei der vier Toiletten 1 mit jeweils einem Grobtrennraum 2 und einem Sammelraum 7 für Glas, Dosen u. dgl. über eine Sammelentleerungsleitung 19 mit der eigentlichen Fäkalstoffaufbereitungseinrichtung verbunden sind, wie sie zu Fig. 1 beschrieben wurde.

Fig. 6 zeigt eine Toilettenanlage 25, mit einem Toilettenbecken 1, bei der wie bei der Toilettenanlage 24 dem Toilettenbecken 1 ein Grobtrennraum 2 und ein Sammeiraum 7 für Glas, Dosen u. dgl. zugeordnet ist, während sich die Fäkalstoffaufbereitungseinrichtung im Abstand befindet. Diese ist wie zu Fig. 1 erläutert ausgebildet.

Fig. 7 zeigt eine Toilettenanlage 26, bei der jedem Toilettenbecken 1 eine Fäkalstoffaufbereitungseinrichtung zugeordnet ist. Die aufzubereitenden Trockensubstanzen werden über Sammelentleerungsleitungen 19 einem gemeinsamen Sammelbehälter 6 für Trockensubstanz zugeführt. An diese ist eine Vakuumpumpe 16 angeschlossen. Grobtrennräume 2 und Sammelräume 7 für Glas, Dosen u. dgl. sind nicht vorgesehen.

Fig. 8 zeigt eine Toilettenanlage 27, bei der gegenüber der Toilettenanlage 26 nach Fig. 7 nur ein Toilettenbecken 1 vorgesehen ist.

In Fig. 9 ist eine Toilettenanlage 28 dargestellt, bei der jedem der vier Toilettenbecken 1 ein Grobtrennraum 2, eine Reduzierungskammer 3 und ein Sammelraum 7 für Glas, Dosen o. dgl. zugeordnet ist. Anfallende Trockensubstanzen und Flüssigkeiten werden über eine Sammelentleerungsleitung 19 bzw. über Überlaufleitungen 9 in einem Sammelbehälter 6 für Trockensubstanz bzw. in einem Flüssigkeitssammelbehaiter 5 gesammelt.

Fig. 10 zeigt in einer vergrößerten Darstellung einen Ausschnitt aus der Toilettenanlage 28.

Fig. 11 zeigt eine Toilettenanlage 29. In dem Verbindungsrohr zwischen dem Toilettenbecken 1 und dem Grobtrennraum 2 ist ein Ventil 46 angeordnet. Dem Grobtrennraum 2 ist eine Grobtrennkammer 47 zur Trennung des Fäkalgutes in Flüssigkeit und Feststoffen angeordnet, wobei die Feststoffe nach der Trennung noch eine Restfeuchtigkeit aufweisen können. Im oberen Bereich der Grobtrennkammer 47 ist ein Membranschieber 39 vorgesehen, der als Faltenbalg ausgebildet sein kann. Im Bereich des Membranschiebers 39 ist an die Grobtrennkammer 47 eine Rohrleitung 48 als Druckwasserleitung 10 angeschlossen, die mit der Reinigungsdüse 17 in Verbindung steht. In der Rohrleitung 48 ist ein Desinfektor 49, eine Pumpe 50, ein Filter 51 und ein Druckwasserventil 11 angeordnet. Der Desinfektor 49 kann mittels elektromagnetischer Wellen chemisch oder elektrochemisch betrieben werden.

Im unteren Bereich der Grobtrennkammer 47 ist durch einen schräg angeordneten Filter 52 ein Flüssigkeitssammler 4 ausgebildet. Der Filter 52 kann z. B. ein Siebboden, eine Anordnung von Siebbodensegmenten, eine Siebrinne, Rinne oder eine Kombination solcher Bauelemente sein. Der Flüssigkeitssammler 4 ist mittels einer Uberlaufleitung 9 mit einer Pumpe 53 mit einem Flüssigkeitssammelbehälter 5 verbunden, in den die Fäkalflüssigkeit aus dem Flüssigkeitssammler 4 eingebracht wird. An den

F ! üssigkeitssammeibehäiter 5 ist eine Entleerungsleitung 18 mit Ventil 54 und eine Überlaufleitung 9a mit Ventil 55 angeschlossen. Ferner ist eine Rohrleitung 56 zur Be-und Entlüftung vorgesehen. Der Flüssigkeitssammelbehälter 5 ist mittels einer Rohrleitung 57 mit einer Pumpe 58 und einem Ventil 59 mit einem Atomiser 60 am Eingang der Reduzierungskammer 3 verbunden. Die über den Atomiser 60 in Dampfform in die Reduzierungskammer 3 eingebrachte Flüssigkeit aus dem Flussigkeitssammelbehaiter 5 dient zur Kühlung des Innenraums der Reduzierungskammer 3. Im Feststoffsammelbereich des Sammelbehälters 6 ist eine mittels eines Motors 45 angetriebene Förderschnecke 40 angeordnet, die sich über eine Rohrleitung 41 zum Guteingang der Reduzierungskammer 3 erstreckt. Die Förderschnecke 40 kann als Verdichterschnecke, Trogschnecke, Zerkleinerungsschnecke oder Entwässerungsschnecke ausgebildet sein. Statt einer Förderschnecke 40 kann auch eine Kolbenanordnung verwendet werden, die aus einem Einzelkolben, Doppelkolben, Drehkolben oder Dosierkolben bestehen kann. Die Reduzierungskammer 3 weist ein geschirmtes Gehäuse auf, das den eigentlichen Reduzierungsraum 37 umgibt und für elektromagnetische Wellen undurchlässig ist. Zum Innenraum weist das Gehäuse einen Fensterfesteinsatz auf, der als Isolierung 36 ausgebildet ist. An dem Gehäuse ist der Sender 13 für elektromagnetische Resonanzfrequenz-Wellen angeordnet, der auf die Resonanzfrequenz der zu reduzierenden Stoffe abgestimmt ist. Ferner ist ein nicht näher dargestellter Frequenzmodulator 35 vorhanden, der mit dem Sender 13 in Wirkverbindung steht. Der Sender 13 kann ein Monolinearfenster aufweisen und ist dadurch vom Wellenleiter getrennt. Die Geometrie des Monolinearfensters ist fokussierend gestaltet. Die Geometrie der Reduktionskammer 37 der Reduzierungskammer 3 ist fokussierend/reflektierend ausgestattet. In den Reduktionsraum 37 wird das aus dem Sammelbehälter 6 eingebrachte Fäkalgut zunächst getrocknet, dann verkokst und danach einer Plasmaverdampfung unterworfen. Entstehendes Abgas wird über eine Rohrleitung 66 abgeführt, in der ein Ventilator 42 und ein Filter 43 und/oder ein Katalysator angeordnet ist. Am Boden des Reduktionsraumes 37 ist ein Feintrenner 38 angeordnet, durch den eine endgültige Trennung von ascheförmigen Feststoffbestandteilen und Restflüssigkeit erfolgt. Die

Restflüssigkeit wird über eine Rohrleitung 44 in den Flüssigkeitsbehälter 5 eingebracht. Die staubförmigen Feststoffbestandteile können entweder über eine Rohrleitung 61 mit Ventil 62 direkt abgesaugt oder über eine Rohrleitung 63 in den Sammelbehälter 6 mit Papiertütenspender 8 eingebracht und hier in Papiertüten verpackt werden. Überflüssige oder nicht in Papiertüten verpackbare staubförmige Feststoffbestandteile werden über eine Rohrleitung 64 mit Ventil 65 und Vakuumpumpe 16 abgeführt.

Die Toilettenanlage 30 (Fig. 12) entspricht der Toilettenaniage 29 mit dem Unterschied, daß die Rohrleitung 48 nicht an den Sammelbehälter 6, sondern an den Flüssigkeitssammelbehälter 5 angeschlossen ist.

Bei der Toilettenaniage 31 nach Fig. 13 ist die Druckwasserleitung 10 im Gegensatz zu der Toilettenanlage 30 mit einem Tank 67 mit Entluftungsleitung 71 verbunden, der über eine Rohrleitung 69 mit einem Ventil 68 oder aber auch direkt mit dem Flüssigkeitssammelbehälter 5 verbunden sein kann. Darüber hinaus entspricht die Toilettenanlage 31 der Toilettenanlage 30.

Bei der Toilettenanlage 32 gemäß Fig. 14 ist die Reduzierungskammer 3 in den Flüssigkeitssammelbehälter 5 integriert. Die weiteren Funktionen sind wie oben beschrieben.

Fig. 15 zeigt eine weitere Toilettenanlage 33, bei der die Förderschnecke 40 als Rollenschlauchförderer ausgebildet ist.

Fig. 16 zeigt eine Detailausführung einer Toilettenanlage 34 aus Komponenten der vorab beschriebenen Toilettenanlagen.

Fig. 17 bis Fig. 26 zeigen weitere Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.