Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Entsorgungsfahrzeug zum sukzessiven Anfahren von einer Vielzahl von stationären Sammelbehältern mit Schmutzwasser, zur Aufnahme von Schmutzwasser aus den externen Sammelbehältern, Eindickung des Schmutzwassers unter Absonderung von sauberem Wasser und Abgabe des sauberen Wassers aus dem Entsorgungsfahrzeug. Ein solches Entsorgungsfahrzeug umfasst eine Vorrichtung zur Aufnahme des Schmutzwassers und Abgabe des sauberen Wassers, einen Schmutzwassertank, einen Wassertank sowie eine Anlage zur Verdickung des Schmutzwassers. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Leeren eines Sammelbehälters. Stand der Technik

Entsorgungsfahrzeuge eingangs genannter Art werden gebraucht, um beispielsweise Ölabscheider, Gruben, Klärschächte, Abwasserkanäle oder dergleichen zu entleeren. Zu diesem Zweck fahren entsprechend ausgerüstete Entsorgungsfahrzeuge auch in dicht besiedelten Gebieten die Strassen ab und leeren einen Schacht oder eine Grube nach der anderen. In der Folge werden diese allgemein Sammelbehälter genannt, wobei diese auch Ölabscheider, Gruben, Schächte, Klärschächte, Kanäle und dergleichen sein können, in der Erde vertieft oder auch höher gelegen. An jedem Sammelbehälter hält das Fahrzeug an und pumpt bzw. saugt mit einem Saugschlauch Schmutzwasser aus dem Sammelbehälter in einen Schmutzwassertank, der sich auf dem Entsorgungsfahrzeug befindet. Anschliessend kann der Sammelbehälter mit gereinigtem Wasser, das anfangs in einem Wassertank mitgeführt und später aus dem Schmutzwasser hergestellt wird, mindestens teilweise befüllt werden und das Entsorgungsfahrzeug fährt den nächste Sammelbehälter an. Dies wiederholt sich bis Schichtende. Dann fährt das Entsorgungsfahrzeug an eine Abladestelle und entleert den Schmutzwassertank, um für die nächste Schicht bereit zu sein. Aus den Ablagerungen können Werkstoffe wie Kies usw. wieder gewonnen werden. Die nicht verwertbaren Reste werden zu einer Verbrennungsanlage gebracht oder auf einer Deponie gelagert.

Solche Entsorgungsfahrzeuge reinigen kontinuierlich Teile des Schmutzwassers zu gereinigtem Wasser, das anschliessend wieder der Umwelt zugeführt wird, beispielsweise zum Wiederbefüllen der Sammelbehälter. Das Schmutzwasser wird demnach im Laufe der Schicht immer verschmutzter, immer mehr eingedickt .

Einige Entsorgungsfahrzeuge nach dem Stand der Technik verwenden lediglich Filter, um das Wasser zu reinigen. Dies hat den Vorteil, dass das gereinigte Wasser keine chemischen Zusatzstoffe umfasst, die für die Umwelt schädlich sein können. Allerdings wird das Schmutzwasser immer verschmutzter, sodass auch das gereinigte Wasser im Verlauf der Arbeitsschicht immer schmutziger wird.

Andere Entsorgungsfahrzeuge verwenden Additive, insbesondere Flockungshilfsmittel aus Polymeren oder Tensiden, welche durch chemische Reaktionen Schmutzstoffe unter Flockenbildung aus dem Wasser fällen. Der Schmutz wird in Zwischenbehältern mitgeführt. Das Schmutzwasser als Ursprungsprodukt ist allerdings stark inhomogen. Mal ist der Kiesanteil oder der Anteil Öl höher, mal ist viel Laub in einem Schacht und ein anderes Mal befindet sich mehr Abfall in einem Sammelbehälter. Dies führt dazu, dass die Additive nicht immer optimal angepasst sind und das Schmutzwasser dadurch nicht gut gereinigt wird. Im Verlauf der Schicht wird auch mit dieser Methode das Wasser immer schmutziger und insbesondere immer stärker mit den chemischen Zusatzstoffen belastet. Die Werkstoffrückgewinnung aus beflocktem Material ist auch viel schwieriger als aus normal verschmutzten Reststoffen, sodass der Anteil, der deponiert werden muss, bei der Beflockungsmethode höher ist als bei der Filtermethode .

Die zuständigen Bundesämter für Umwelt haben Richtlinien erlassen über die Qualität des Wassers, das unbedenklich der Umwelt zugeführt werden darf. Diese Richtlinien werden immer strenger, so dass die chemischen Additive zum Ausfällen der Schmutzstoffe je länger je weniger geduldet sind.

Die Wirtschaftlichkeit spielt ebenfalls eine grosse Rolle, da der Aufwand zum Leeren der Sammelbehälter möglichst gering sein soll.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Entsorgungsfahrzeug eingangs beschriebener Art anzugeben, welches keine chemischen Zusatzstoffe im Wasser hinterlässt und eine ökonomische und prozesssichere Anlage aufweist. Zudem soll das Entsorgungsfahrzeug nicht grösser sein als ein Lastwagen ohne Anhänger, der im Siedungsgebiet zugelassen ist, und insgesamt etwa 30m ³ Schmutzwasser pro Arbeitsschicht aufnehmen und zum Reinigen durchlaufen lassen kann. Ebenso ist ein Verfahren anzugeben zum Leeren eines Sammelbehälters unter Verwendung eines erfindungsgemässen Entsorgungsfahrzeuges, das ökonomisch und prozesssicher aus Schmutzwasser Wasser ohne chemische Zusatzstoffe herstellt. Unter dem Begriff Wasser wird hier stets sauberes Wasser verstanden, in Gegensatz zu Schmutzwasser als Ausgangsprodukt. Die Aufgabe wird durch ein Entsorgungsfahrzeug mit den Merkmalen des Hauptanspruchs sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanpruchs gelöst.

Erfindungsgemäss umfasst ein Entsorgungsfahrzeug eingangs beschriebener Art zur Verdickung des Schmutzwassers eine Destillationsanlage, welche im Arbeitsbereich zwischen 70 und 105°C sauberes Wasser aus dem Schmutzwasser kontinuierlich destillieren kann. Nach herkömmlicher Auffassung sind Destillationsanlagen für die vorliegende Aufgabe nicht geeignet, weil sie, um die erforderliche Kapazität bewältigen zu können, viel zu gross sind, um auf einem Lastwagen neben den erforderlichen Behältern untergebracht werden zu können. Zudem ist der Betrieb einer Destillationsanlage in der Regel zu energieintensiv, so dass die ökonomische Vorgabe nicht eingehalten werden kann. Zudem übertrifft das Produkt, das durch die Destillationsanlage produzierte saubere Trinkwasser, das ohne jede Schmutzstoffe ist, die von den Behörden geforderte Richtlinie bei weitem, weshalb diese Methode gar nicht in Erwägung gezogen wird. Es hat sich aber gezeigt, dass Destillationsanlagen die Vorgaben von Kapazität, Platzbedarf und Betriebskosten durchaus einhalten können, wenn sie mit Arbeitstemperaturen zwischen 70 und 105°C arbeiten. Einzelne Stufen der Destillationsanlage sollten dabei innerhalb der angegebenen Arbeitstemperaturen allerdings im engen Temperaturbereich von höchstens 10°C, insbesondere von höchstens 5°C arbeiten. Insbesondere könnte die Destillationsanlage eine Vakuumdestillationsanlage sein, wie sie aus der Erdölraffinerie bekannt ist. Bei diesen Niedertemperatur- Destillationsanlagen, die mit Unterdruck arbeiten, besteht zudem die Möglichkeit, mit sehr geringen Druckunterschieden zu arbeiten, was den Energiebedarf erheblich senkt. Der Unterdruck kann ökonomisch mit der Sauganlage erzeugt werden, welche das Schmutzwasser einsaugt. Für die Erzeugung der erforderlichen Wärme kann mindestens teilweise die Abwärme des Entsorgungsfahrzeuges genutzt werden sowie die der anderen Betriebsgeräte, die sich auf dem Entsorgungsfahrzeug befinden. Eine Zusatzheizung, beispielsweise in Form einer Dieselheizung, kann verwendet werden, insbesondere zu Beginn der Schicht.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird mit dem erfindungsgemässen Entsorgungsfahrzeug, während es sukzessiv eine Vielzahl von stationären Sammelbehältern mit Schmutzwasser anfährt, Schmutzwasser mittels einer Vakuumpumpe aus einem der externen Sammelbehälter in den Schmutzwassertank gepumpt. Aus dem Schmutzwassertank wird schliesslich Schmutzwasser zur Destillierung in die Anlage geleitet, wobei die Anlage sauberes Wasser ausscheidet, das in den Wassertank geleitet wird. Das eingedickte Schmutzwasser wird schliesslich aus der Anlage zurück in den Schmutzwassertank geleitet und das saubere Wasser wird vom Entsorgungsfahrzeug wieder abgegeben, beispielsweise zurück in die Umwelt. Dabei kann es auch zum Wiederbefüllen der Sammelbehälter verwendet werden, oder es kann als aufbereitetes Trinkwasser genutzt werden.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Entsorgungsfahrzeuges resp. bevorzugte Verfahren beschrieben .

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezug der Zeichnungen näher erklärt. Jedes Bezugszeichen steht stets für dieselbe Komponente. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungs- gemässen Entsorgungsfahrzeuges;

Fig. 2 eine mehrstufige Destillationsanlage eines erfin- dungsgemässen Entsorgungsfahrzeuges, schematisch dargestellt.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Entsorgungsfahrzeuges 1, wie es in einem Siedlungsgebiet zugelassen ist, zum sukzessiven Anfahren von einer Vielzahl von Sammelbehältern 2, zur Aufnahme von Schmutzwasser 22 aus jedem der externen Sammelbehälter 2, zur Eindickung des Schmutzwassers 22 unter Absonderung von sauberem Wasser 23 und zur Abgabe des sauberen Wassers 23, beispielsweise zur Rückgabe in die Umwelt, insbesondere zurück in einen Sammelbehälter 2 oder zur Nutzung als Trinkwasser. Es umfasst einen Schmutzwassertank 4, in den Schmutzwasser 22 mittels eines Ansaugschlauchs 3 aus einem Sammelbehälter 2 angesaugt werden kann. Dazu dient eine Vakuumpumpe 18. In diesem Schmutzwassertank 4 sammeln sich mit der Zeit Feststoffe 21 an. Der Schmutzwassertank 4 lässt sich hinten an Öffnungsvorrichtungen 19 vollständig öffnen, zum Entleeren und Reinigen.

Zudem ist ein Wassertank 5 auf dem Entsorgungsfahrzeug 1 angeordnet für die Aufnahme des sauberen Wassers 23. Der Schmutzwassertank 4 verfügt über einen Filter 6, der unter einem Wasserspielgel 20 des Schmutzwassers 22 angeordnet ist und mit einer Leitung 7 verbunden ist. Diese Leitung 7 führt zu einer Anlage 8, hier erfindungsgemäss einer Destillationsanlage 8, zur Verdickung des Schmutzwassers 22. Die Anlage 8 arbeitet in einem Wärmebereich zwischen 70 und 105°C, vorzugsweise zwischen 85 und 100°C, um möglichst wenig Energie aufzuwenden. Die Destillationsanlage 8 ist ebenfalls auf dem Entsorgungsfahrzeug 1 angeordnet und vorzugsweise mit einem oder mehreren Wärmetauschern 9 verbunden, welche im Betrieb vorzugsweise mindestens teilweise durch Abwärme des Entsorgungsfahrzeuges 1 beheizt sind, welche von Modulen 10, wie etwa dem Motor, stammt. Die Wärmetauscher 9 bringen das Schmutzwasser 22 auf eine gewünschte, erhöhte Temperatur. Dadurch kann Energie verwendet werden, die ansonsten ungenutzt wäre. Zusatzheizungen, beispielsweise Diesel- heizungen, können aber auch eingesetzt werden. Vorzugsweise ist die Destillationsanlage 8 mehrstufig ausgelegt, wie in Fig. 2 dargestellt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist mindestens ein Wärmetauscher 9 zwischen dem Schmutzwassertank 4 und der Destillationsanlage 8 angeordnet, zum Kühlen mindestens einer Stufe des Kondensators 12.

In der Destillationsanlage 8 verdampft ein Teil des Wassers im Schmutzwasser 22 und kondensiert zu sauberem Wasser 23, das schliesslich in weiteren Leitungen 7 dem Wassertank 5 zugeführt wird. Von dort aus wird es periodisch wieder der Umwelt zugeführt, beispielsweise in einer Rückführleitung 24.

Vorzugsweise umhüllt der Wassertank 5 den Schmutzwassertank 4 zur Förderung einer Wärmerückgewinnung, da das destillierte Wasser 23, das aus der Destillationsanlage 8 kommt, noch eine Temperatur von meist über 70°C aufweist. Das Schmutzwasser 22 kann so vorgewärmt werden. Es ist auch möglich, den Wassertank 5 innerhalb des Schmutzwassertanks 4 anzuordnen. Diese Anordnungen fördern den Wärmeaustausch zwischen Schmutzwasser 22 und dem Wasser 23. Zudem kann ein Wärmetauscher 9 zwischen die beiden Tanks 4, 5 eingerichtet werden zur weiteren Verbesserung der Energierückgewinnung. Ein weiterer Vorteil ist die Gewichtsverteilung, die durch eine konzentrische Anordnung vergleichmässigt werden kann. Die Destillationsanlage 8 gemäss Fig. 1 umfasst einen Verdampfer 11 und einem Kondensator 12, die mit einem gemeinsamen Dampfraum 13 derart miteinander verbunden sind, dass ein freier Druckaustausch zwischen Verdampfer 11 und Kondensator 12 jederzeit gewährleistet ist. Dazu sind Verdampfer 11 und Kondensator 12 im optimalen Fall unmittelbar nebeneinander angeordnet und verfügen über eine grosse Verbindungsfläche. Wichtig für ein energiearmes Betreiben der Anlage 8 ist, dass die Temperaturverteilung im gesamten Dampfraum 13 derart homogen ist, dass sich die Temperaturen an verschiedenen Stellen innerhalb des Dampfraums 13 zwischen dem Schmutzwasser 22 und dem sauberen Wasser 23 um maximal 10°C, vorzugsweise um maximal 5°C unterscheiden. Der Arbeitsbereich der Anlage 8 geschieht demnach innerhalb höchstens 10°C resp. 5°C in einer Stufe.

Sowohl Verdampfer 11 als auch Kondensator 12 verfügen vorzugsweise über eine Sprühanlage 14, zum Einsprühen des Schmutzwassers 22 in den Verdampfer 11 resp. des Wassers 23 in den Kondensator 12. Dadurch wird die Oberfläche der Flüssigkeiten stark erhöht, was wiederum die Verdampfung und die Kondensation fördert.

In mindestens einem der genannten Dampfräume 13 sind ein Druckfühler und ein Temperaturfühler 15 angeordnet. Diese dienen der nicht dargestellten Regelung der Anlage 8, damit diese stets im optimalen Temperatur-Druckbereich arbeitet. Die Regelung überwacht während dem Prozess den Druck und die Temperatur im Dampfräum 13 und regelt bei Bedarf den Druck. Der optimale Druck sollte stets wenige Prozente höher sein als der Sättigungsdampfdruck von Wasser, entsprechend der jeweils vorherrschenden Temperatur im Dampfräum 13. Dieser ist vorzugsweise mit einer Druckverbindung 16, die ein Ventil 17 aufweist, direkt oder indirekt, beispielsweise über einen Zwischenpuffer, mit dem Schmutzwassertank 4 verbunden. Durch Öffnen des Ventils 17 wird der Druck in den Dampfräumen 17 gesenkt, wobei gleichzeitig nicht kondensierbare Gase abgesaugt werden. In Fig. 2 ist eine vierstufige Destillationsanlage 8 schematisch dargestellt, sie lässt sich sinngemäss mit der einstufigen Destillationsanlage 8 der Fig. 1 austauschen. Natürlich kann die Destillationsanlage 8 auch aus einer anderen Anzahl Stufen bestehen, mit zwei der mehr Stufen. Die dargestellte vierstufige Destillationsanlage 8 umfasst jeweils vier Verdampfer 11 und vier Kondensatoren 12, die jeweils untereinander angeordnet sind. Sprühanlagen 14 zerstäuben das Schmutzwasser 22 resp. das Wasser 23 einer benachbarten Stufe fein. Da das destillierte, saubere Wasser 23 jeweils um einige wenige Grade kühler ist als das Schmutzwasser 22 (beispielsweise 3°C kühler), wird die Kondensation im Bereich der kühleren Wassertropfen gefördert, sodass der Wasserdampf, der sich im wärmeren Schmutzwasser 22 im Verdampfer 11 bildet, zum Kondensator 12 wandert und dort kondensiert. Nicht kondensierbare Gase werden an der Druckverbindung 16, die mit einem Ventil 17 ausgerüstet ist, abgesaugt. Die Stufen werden nach unten jeweils einige Grade kühler. Mindestens einer der Dampfräume 13 umfasst einen Druck- und Temperaturfühler 15. Die übrigen Leitungen 7 entsprechen denen der Destillationsanlage in Fig. 1.

Die Temperaturunterschiede von Verdampfer 11 und Kondensator 12 einer Stufe liegen beispielsweise zwischen 2 und 10°C, vorzugsweise 3-5°C. Dies entspricht auch den

Temperaturunterschieden der Verdampfer 11 resp. der Kondensatoren 12 benachbarter Stufen. Jeder genannte Dampfraum 13 weist im Bereich des Kondensators 12 vorzugsweise eine Gasabsaugvorrichtung auf zum Absaugen von nicht kondensierbaren Gasen. Diese kann als eine mit einem Ventil 17 versehene Druckverbindung 16 zum Schmutzwassertank 4 ausgestaltet sein. Dadurch kann, zusätzlich zum Absaugen der nicht kondensierbaren Gasen, auch der Druck im Dampfraum 13 abgesenkt werden, da der Druck im Schmutzwassertank 4, der etwa eine halbe Atmosphäre aufweist, geringer ist als in jedem der Dampfräume 13. So muss keine zusätzliche Vakuumpumpe vorgesehen oder angeschlossen sein zum Betreiben der Destillationsanlage 8. Das Ventil 17 wird von der Regelung angesteuert, wobei bei mehrstufigen Destillationsanlagen der Druck in jedem der Dampfräume 13 einzeln durch ein Ventil 17 eingestellt werden kann. Beim erfindungsgemässen Verfahren zum Leeren eines Sammelbehälters 2 unter Verwendung eines erfindungsgemässen Entsorgungsfahrzeuges 1 wird, während das Entsorgungsfahrzeug 1 sukzessiv eine Vielzahl von stationären Sammelbehältern 2 mit Schmutzwasser 22 anfährt, Schmutzwasser 22 mittels einer Vakuumpumpe 18 aus jedem der Sammelbehälter 2 in den Schmutzwassertank 4 gepumpt, von wo aus es in die Anlage 8 zur Destillierung des Schmutzwassers 22 geleitet wird. Die Anlage 8 scheidet sauberes Wasser 23 aus, das in den Wassertank 5 geleitet wird. Das eingedickte Schmutzwasser 22 aus der Anlage 8 wird zurück in den Schmutzwassertank 4 und das saubere Wasser 23 aus dem Wassertank 5 wieder aus dem Entsorgungsfahrzeug 1 abgegeben, beispielsweise zurück in die Umwelt. Insbesondere kann das saubere Wasser 23 mindestens teilweise wieder in die Sammelbehälter 2 abgegeben wird, die das Entsorgungsfahrzeug 1 während der Schicht anfährt. Das aus dem Entsorgungsfahrzeug 1 gewonnene saubere Wasser kann alternativ aber, mindestens teilweise, als aufbereitetes Wasser auch für andere Zwecke genutzt werden, beispielsweise als Trinkwasser .

Der Destillationsprozess läuft kontinuierlich während der ganzen Schicht, auch während dem Entleeren und Wiederbefüllen der stationären Sammelbehälter 2 und während das Entsorgungsfahrzeug 1 zu den einzelnen Sammelbehältern 2 unterwegs ist, bis es schliesslich bei Schichtende an der Entsorgungsstation ankommt. Dort wird der Schmutzwassertank 4 des Entsorgungsfahrzeuges 1 entleert und gereinigt. Die Feststoffe 21 werden entnommen und anschliessend sachgerecht entsorgt oder wieder aufbereitet.

Der Energiebedarf beim Betreiben der Anlage 8 kann reduziert werden, indem die Anlage 8 mindestens teilweise mit Abwärme vom Entsorgungsfahrzeug 1 betrieben wird. Zum Absaugen der nicht kondensierbaren Gase wird das Ventil 17 geöffnet, das in der verbindenden Leitung 7, der Druckverbindung 16 zwischen der Destillationsanlage 8 und dem Schlammtank 4, angeordnet ist.

Da im vorliegenden Verfahren sowohl das Schmutzwasser 22 wie auch das saubere Wasser 23 frei von chemischen Zusatzstoffen, insbesondere frei von Flockungsmitteln bleiben, sind optimale Umweltbedingungen gegeben. Das erfindungsgemässe

Entsorgungsfahrzeug 1 umfasst keine chemischen Zusatzstoffe, die dem Schmutzwasser 22 beigefügt werden. Auch die Wirtschaftlichkeit ist mit dem erfindungsgemässen Entsorgungsfahrzeug 1 gegeben. Bezugszeichenliste

1 Entsorgungsfahrzeug

2 Sammelbehälter

3 Ansaugschlauch

4 SchmutzWassertank

5 Wassertank (umhüllend)

6 Filter

7 Leitung

8 Anlage, Destillationsanlage

9 Wärmetauscher

10 Abwärme erzeugendes Modul des Entsorgungsfahrzeug, Motor

11 Verdampfer

12 Kondensator

13 Dampfräum

14 Sprühanlage

15 Druck- und Temperaturfühler

16 Druckverbindung

17 Ventil

18 Vakuumpumpe

19 Öffnungs orrichtung

20 Wasserspiegel

21 Feststoffe

22 Schmutzwasser

23 Wasser

24 Rückführleitung