DE2622321A1

DE2622321A1 - Abwasserklaervorrichtung und abwasserklaerverfahren

Info

Publication number: DE2622321A1
Application number: DE19762622321
Authority: DE
Inventors: Joseph J Pilolla; James D Snodgrass
Original assignee: Sloan Valve Co
Current assignee: Sloan Valve Co
Priority date: 1975-06-06
Filing date: 1976-05-19
Publication date: 1976-12-23
Also published as: FR2313513A1; US4013557A; JPS51148966A

Description

PATΞNTANWALTΞ A. GRÜNt- ~R

H. KlNKEL-EY

Dfl-ING.

W. STOCKMAIR

DH. -INa * A»E (CAVTECH)

K. SCHUMANN

/H / / I / 1 ORBEHNAT-DlPL-PhVS

P. H. JAKOB

CMPt-- INO.

G. BEZOLD

DfI BEd NAX DIPL-CHEM

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSS.

19. Mai 1976 P 10 400

Sloan Valve Company

10500 Seymour Avenue, Franklin Park, Illinois, USA

Abv/asserklärvorrichtung und Abwasserklärverf aliren

Die Erfindung betrifft eine Abwasserklärvorrichtung sowie ein Abwasserklärverfahren.

Bei. bekannten Anlagen zum Behandeln von Abwässern und Abfallstoffen, insbesondere bei denjenigen Anlagen, die sich auf die Abfallbeseitigung für Eisenbahnzüge- und fahrbare Transporteinheiten beziehen, besteht die Ausrüstung gewöhnlich aus aufwendigen Mechanismen zum-Zerkleinern, Behandeln und Aufbewahren oder Verbrennen der Abfallstoffe. Diese Anlagen beseitigen nicht immer in zu-

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friedenstellender Weise die gefährlichen Bakterien, die die Ökologie oder die öffentliche Gesundheit insbesondere dann gefährden können, v/arm sie entlang eines Eioenbahnschienengleisbettes verstreut werden. Diese Einrichtungen erfordern viele bewegliche Teile und Elemente, die einer dauernden Abnutzung unterworfen sind und häufig brechen, weshalb ein Austausch und Reparaturen wiederholt erforderlich sind. Diese Einrichtungen sind in der Herstellung teuer und schwierig zu installieren.

Die vorliegende Erfindung hat eine Abwasserklärvorrichtung zur Verwendung beispielsweise in einem Eisenbahnwagen oder einer anderen fahrbaren Transporteinheit zum Gegenstand, die die Abfallstoffe nahezu steril macht, bevor sie von der Anlage abgeführt werden dürfen.

Dazu ist die erfindungsgemäße Abwasserklärvorrichtung gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem EinlaS zur Aufnahme der Abfallstoffe und einem Auslaß zum. Abführen der Abfallstoffe, durch eine Ventileinrichtung in der Nähe des Auslasses zum Abführen der Abfallstoffe, durch eine Einrichtung im Gehäuse zwischen der Ventileinrichtung und dem EinlaS, die ein elektrisches Potential zur elektrolytischen Behandlung der Abfallstoffe im Gehäuse liefert, wodurch die Abfallstoffe nahezu steril gemacht werden, durch eine Einrichtung zum Aufrühren der Abfallstoffe im Gehäuse und durch eine Einrichtung zum Betätigen der Ventileinrichtung, um den Durchstrom der Abfallstoffe-vom Gehäuse zu steuern.

Durch die Erfindung werden somit eine Abwasserklärvorrichtung und ein Abwasserklärvarfahren geliefert, bai denen die Abfallstoffe innerhalb einer begrenzten Zone gehal-

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ten und gleichzeitig aufgerührt und elektrolytisch behandelt werden. Die erfindungsgemäße Abwasserklärvorrichtung kann einen freien, offenen Durchgang vom Einlaß zum Auslaß auf v/eisen, damit die Abfallstoffe frei durch die Vorrichtung fließen können. Weiterhin kann eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, um die Anzahl der Abfallstoffeinlagerungen in die begrenzte Behandlungszone bis eine Entleerung stattfindet, zu begrenzen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein selbstschließendes, flexibles Ventilteil enthalten, das durch ein Druckfluid betätigt wird, um den Durchgang der behandelten Abfallstoffe durch die Auslaßöffnung zu steuern. Zum Aufrühren der Abfallstoffe kann eine Turbulenz innerhalb der Behandlungszone ausgenutzt werden. Zur Erzeugung der Turbulenz kann ein Fluid unter Druck in die Behandlungszone eingeführt werden, das zusammen mit vorstehenden Oberflächen innerhalb der Zone ausreicht, die Abfallstoffe anzurühren und aufzubrechen.

Längs des Gehäuses, das die Behandlungszone begrenzt, können mehrere ringförmige Elektroden angeordnet sein, die das Potential für die elektrolytische Behandlung der Abfallstoffe liefern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll einfach aufgebaut

und leicht zu betreiben sein.

Durch die Erfindung wird darüberhinaus eine Abwasserklärvorrichtung zur Verwendung für ein Fahrzeug geliefert, die die Geschwindigkeit des Fahrzeuges mißt und das Abführen der Abfallstoffe dementsprechend steuert.

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Durch die vorliegende Erfindung wird somit eine Abv/asserklärvorrichtung geliefert, die ein Gehäuse mit einem Einlaß zum Aufnehmen der Abfallstoffe und mit einem Auslaß zum Abführen der Abfallstoffe aufweist. Es sind Einrichtungen innerhalb des Gehäuses vorgesehen, um die darin befindlichen Abfallstoffe elektrolytisch zu Behandeln, und es sind Einrichtungen vorgesehen, die Abfallstoffe im Gehäuse aufzurühren. Am Auslaß zum Abführen der Abfallstoffe befindet sich ein Ventil, und die Vorrichtung ist mit einer Einrichtung versehen, das Ventil zu betätigen, um den Durchgang der Abfallstoffe nach ihrer Behandlung durch das Aufrühren und durch, die elektrolytischs Behandlung zu steuern.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Abwasserklärvorrichtung in Kombination mit einer trichterförmigen Toilette.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des Ausführungsbeispiels .

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild der elektronischen Steuerung.

Fig. 4 zeigt eine Teilschnittansicht einer abgeänderten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abwasserklärvorrichtung.

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Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel. der Erfindung beschrieben, das als an eine® Eisenbahnpersonenwagen angebracht gedacht dargestellt ist, ohne daß die Erfindung auf dieses Anwendungsbeispiel beschränkt wäre.

In Fig. 1 ist eine allgemein mit 10 bezeichnete Abwasserklärvorrichtung zusammen mit einer herkömmlichen, trichterförmigen Toilette 12 dargestellt, die beide am Boden 14 eines Raumes angebracht sind, in dem die Einrichtung installiert ist.

Über einen Hauptbatterieschalter 18 und einen Leistungsschalter 20 wird die Vorrichtung von einer Batterie 16 mit elektrischer Energie versorgt. Die Versorgung mit einem Druckfluid vom Fahrzeug erfolgt bei 22 und läuft über einen Druckregler 24. Dieses Druckfluid kann Druckluft, Dampf oder ein anderes Druckfluid sein, das im Fahrzeug zur Verfügung steht. Die Wasserzuführung für die Anlage bei 26 steht mit einem Spülventil 28 in Verbindung.

Die Abwasserklärvorrichtung 10 weist ein Gehäuse 30 auf, das direkt unter dem Auslaß 32 der Toilette 12 angebracht dargestellt ist. In dieser Lage steht der Auslaß 32 direkt mit dem Einlaß 34 des Gehäuses 30 in Verbindung. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß das Gehäuse 30 nicht immer direkt unter der Toilette 12 angebracht sein muß. Das kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Toilette direkt über dem Fahrgestell des Eisenbahnwagens oder anderen Hindernissen installiert ist. In diesem Fall steht der Auslaß 32 über eine nicht dargestellte Leitung mit dem Einlaß 34 in Verbindung, deren eines Ende mit dem Auslaß 32 und deren anderes Ende mit einsm

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Se-ttliehen Einlaß 36 im Gehäuse 30 verbunden ist. Der ssiVUr---.ie Einlaß 36 ist gewöhnlich dicht verschlossen, kariTi jedoch geöffnet werden, -_v:enn die Vorrichtung 10 an einer anderen Stelle, als direkt unter der Toilette 12, installiert wird.

Das obere Ende des Gehäuses 30 v/eist eine Öffnung 38 auf, um das Innere des Gehäuses zur Außenluft zu entlüften. Das Gehäuse 30 besteht vorzugsweise aus einem elastischen, nicht leitenden Material. Das Material muß elastisch sein, um den Schv/ingungen des Fahrzeuges, an dem die Vorrichtung angebracht ist, und gelegentlichen heftigen Zusammenstößen mit Schutteilen aus der Luft zu widerstehen, ohne daß die inneren Bauteile ernsthaft beschädigt werden. Derartige Schutteile aus der Luft treten gewöhnlich unter Eisenbahnwagen auf, die mit hohen Geschwindigkeiten fahren.

es in Fig. 2 dargestellt ist, enthält das Gehäuse 30 eine Reihe von im Abstand angeordneten, ringförmigen Elektroden 43,50_s52 und 54. Diese Elektroden können· in die Innenwand des Gehäuses 30 eingeformt und voneinander durch isolierende Ab stands stücke 56 und 53 isoliert sein, die in einem Stück mit dem Gehäuse ausgebildet sind. Oberhalb der Elektrode 48 ist ein Abstandsstück 60 und unterhalb der Elektrode 52 ist ein Abstandsstück 62 ausgeformt, das die Elektrode 52 gegenüber der Elektrode 54 isoliert. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß die Elektroden nicht in das Gehäuse eingeformt sein müssen, sondern auch mit geeigneten, zwischen ihnen eingefügten Abstandsstiicken in das Gehäuse eingesetzt werden können. Die Elektroden stehen· we.chselw.eis9 mit Spannungen entgegengesetzter Polaritätoit Hilfe von zwei Samaielschienen 64 und 66 in Verbindung. Die Sammelschiene 64. verbindet die Elektroden 50 und 54 jeweils über Kontaktschrauben 63 und 7ö. Die

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Sammelschiene 66 verbindet die Elektroden 48 und 52 jeweils über Kontaktschrauben 72 und 74.

Die Abstandsstücke 56,58,60 und 62 v/eisen jeweils einen vorstehenden Rand 86 auf, der sich nach innen in die Innenweite der Elektroden 48,50 und 52 und von der Fläche 88 der Elektrode 54 nach innen erstreckt. Der Zweck dieser Vorsprünge wird später beschrieben.

Ein Verbindungsstecker 76 ist in die Außenseite des Gehäuses eingeformt und weist zwei Spannungsklemmen 78 und 80 auf. Die Sammelschiene 64 steht über die Leitung 82 mit der Klemme 78 und die Sammelschiene 66 steht über eine Leitung 84 mit der Klemme 80 in Verbindung. Die Sammelschienen 64 und 66 und die Leitungen 82 und 84 können mit einer geeigneten Isolation in das Gehäuse 30 eingeformt sein, die die Elemente voneinander trennt, die Spannungen entgegengesetzter Polarität tragen.

Die Druckfluidversorgungsleitungen 40 und 44 stehen mit dem Druckregler 24 in Verbindung und sind jeweils mit elektrisch betriebenen Ventilen 42 und 46 versehen. Die Druckfluidversorgungsleitung 90, die mit dem Ventil 42 verbunden ist, steht mit dem Gehäuse 30 über ein Paßstück 92 in Verbindung. Das Paßstück 92 erstreckt sich in ein Ende einer Bohrung 94 in der Elektrode 54. Eine' biegsame Düse 96 ist in der Bohrung 94 vorgesehen und arbeitet als normalerweise geschlossenes Rückschlagventil. Die Düse bzw. da-s Rückschlagventil 96 ist so angeordnet, daß ein Durchfluß von der Leitung 90 durch das Paßstück 92 und die Bohrung 94 in das Innere des Gehäuses 30 möglich und ein Rückfluß zur Leitung 90 unmöglich ist.

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-S-

Eine flexible Quetsch- oder Preßventileinrichtung ist unterhalb der Elektrode 54 vorgesehen und allgemein mit 100 bezeichnet. Die Preßventileinrichtung· 100 besteht hauptsächlich aus einer starren, ringförmigen Halterung 102, einem flexiblen, ringförmigen Preßventilteil 104 und einer Bodenplatte 106. Die Halterung 102 ist wie das Ventilteil 104 etwa zylinderförmig, wobei das Ventilteil 104 etwas langer als die Halterung 102 ist. Das Ventilteil 104 ist innen in die Halterung 102 eingesetzt, und die gegenüberliegenden Enden des Ventilteils 104 sind über die Enden der Halterung 102 gebogen. Das Ventilteil ist dann an der Halterung 102 durch Halteriemen 108 und 110 befestigt.

-o

Die Druckfluidleitung 112, die über das Ventil 46 versorgt wird, steht über ein Paßstück 114 mit einem Ende der Bohrung 116 in der Halterung 102 in Verbindung. Das andere Ende der Bohrung 116 öffnet sich in einen ringförmigen Zwischenraum 118, der in der Halterung 102 an der Außenseite des Ventilteils 104 gebildet ist.

In der Halterung 102 ist eine Tellerventileinrichtung 120 aufgenommen, die in einer Bohrung 122 angebracht ist, die die Bohrung 116 mit dem Bereich außerhalb der Halterung 102 verbindet. Die Einrichtung 120 besteht aus einem Tellerventilteil 124, das durch eine Feder 126. dicht gegen einen Ventilsitz 125 gedrückt wird. Das untere Ende der Feder 126 stützt sich auf einen Sitz 128, der durch einen Stöpsel 130 an seiner Stelle gehalten wird. Eine Bohrung 1J2 steht mit der Bohrung 122 zwischen den Ventilsitzen 125 und 128 und mit dem unteren Ende des Innenraumes der Halterung 102 in Verbindung. Die Halterung 102, die Elektrode 54 und die Bodenplatte

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werden durch mehrere Bolzen 134 zusammengehalten. Die Preßventileinrichtung 100 ist in das untere Ende des Gehäuses 30 eingesetzt und wird durch einen Halteriemen 136 an ihrer Stelle gehalten, der fest um das Gehäuse 30 gezogen ist und einen nach innen gerichteten Druck auf die Bodenplatte 106 ausübt. Eine isolierende Abdeckung 133 ist unterhalb der Bodenplatte 106 durch ein Klebemittel oder durch eine geeignete Einrichtung befestigt, um. zu vermeiden, daß irgendeiner, der mit der installierten Abwasserklärvorrichtung umgehen könnte, mit den Köpfen der Bolzen 134 in Berührung kommt, die infolge des Kontaktes mit der Elektrode 54 ein elektrisches Potential tragen." Durch die Bodenplatte 106 und durch die isolierende Abdeckung 138 ist ein Loch.140 vorgesehen, damit die durch die Tellerventileinrichtung 120 ventillierte Feuchtigkeit zur Außenluft abziehen kann. Die Bodenplatte 106 besteht aus einem elektrisch nicht leitenden Material, und ihre Öffnung 142 bildet den Auslaß der Abwasserklärvorrichtung.

In Fig. 1 steht eine Steuerschaltung 144 mit einem als Schließer ausgebildeten Steuerschaltung 146 in Verbindung, der an der Toilette 12 angebracht ist. Der Steuerschalter 146 wird durch ein Verbindungsglied 148 geschlossen, wenn der Benutzer das Spülpedal 150 herabdrückt.

Das Spülventil 28, das Aufrührventil 42 und das Schließventil 46 sind schematisch in Fig. 3 dargestellt. Der Steuerschalter 146 steht direkt mit einem Schließzeitglied 152 zum Steuern der Arbeit des Schließventils 46, mit einem Aufrührzeitglied 156 zum Steuern der Arbeit

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des Aufrührventiles 42 und mit einem Zähler 153 in Verbindung, der mit einem Spülzeitglied 154 und dem Schließzeitglied 152 verbunden ist. Die Schaltung wird durch einen Meßfühler 160 für die Fahrzeuggeschwindigkeit komplettiert, der mit dem Schließzeitglied 152 und dem Schließventil 46 verbunden ist.

Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung, bei der ähnliche Bauteile entsprechende Bezugsziffern haben. Bei manchen Anwendungen bei der Eisenbahn, insbesondere bei Personenwagen neuen Stils, liegt der Boden des Wagens im mittleren Bereich näher an den Schienen und am Schienengleis, als es bisher der Fall war. Um somit eine Abwasserklärvorrichtung der beschriebenen, allgemeinen Art zu installieren, ist es notwendig, die Gesamthöhe der Vorrichtung zu verkürzen. Das ist bei dem mit Fig. 4 dargestellten Aufbau dadurch erreicht, daß die ringförmigen Elektroden in Fig. 1 und 2 durch mehrere, im allgemeinen vertikal im Abstand voneinander angeordnete Kohlestäbe 170 ersetzt sind. Diese Stäbe können in geeigneter Weise, beispielsweise dadurch zusammengehalten sein, daß sie in ein Gehäuse 172 eingebettet sind. Isolierabstandsstücke 174 können die Stäbe elektrisch voneinander trennen. Der in Fig. 4 dargestellte Aufbau arbeitet in der gleichen Weise wie der in den Fig. 1,2 und 3 dargestellte Aufbau, was sich aus der folgenden Beschreibung der Arbeitsweise ergeben wird.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der oben beschriebenen Vorrichtungen erläutert. Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung kommt der Abfall, den der Benutzer in die Toilettenschüssel 12 wirft, in einer oberen, pfannenartigen Vertiefung 162 zur Ruhe. An dieser Stel-

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le sei darauf hingewiesen, daß unter dem Ausdruck "Abwasser" und "Abfall" nicht nur menschliche Abfallprodukte und Toilettenpapier, sondern beliebige und alle Fremdsubstanzen zu verstehen sind, die durch einen Abwasserkanal abgeführt werden können. Diese Substanzen können Verpackungen verschiedener Art, kleine Flaschen, Rauchwaren und andere Fremdobjekte enthalten, die zu zahlreich sind, um sie aufzuzählen.

Unter dem Ausdruck "aufrühren" wird die physikalische Aktivierung des Klärschlamms in der Behandlungszone verstanden, die durch die Anwendung einer äußeren Kraft hervorgerufen wird. Der Klärschlamm wird in turbulenter Weise durch das Einführen des Druckfluides bewegt. Der Klärschlamm wird sich nicht nur turbulent über die Behandlungszone bewegen, sondern wird während dieser Bewegung auf die Vorsprünge in dieser Zone aufprallen.

Wenn die Abfallstoffe in der oberen Pfanne 162 liegen, drückt der Benutzer das Spülpedal 150, was dazu führt, daß das Verbindungsglied 148 den Steuerschalter 146 schließt, und daß die untere Pfanne 164 sich dicht auf den Toilettenauslaß 32 legt. Gleichzeitig gibt die Pfanne 162 die Abfallstoffe frei, so daß sie auf die untere Pfanne 164 fallen. Das Spülpedal 150 ist durch eine Feder vorgespannt, so daß es in seine ursprüngliche obere Lage zurückkehrt. Somit öffnet sich nach dem Freigeben des Pedals der Steuerschalter 146, kehrt die obere Pfanne 162 in ihre obere Lage zurück und gibt die untere Pfanne 164 die Abfallstoffe durch den Einlaß 34 in die Behandlungsζone des Gehäuses 30 ab. Die Zeitglieder 152, 154 und 156 öffnen gleichzeitig die Ventile 46 und 42 und betätigen das Spülventil 28, wenn der Schalter 146

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geschlossen wird. Die Zeitglieder halten die Ventile für eine bestimmte Zeitdauer offen. Jedes Schließen des Schalters 146 wird im Zähler 158 registriert, der, wie es später beschrieben wird, dazu dient, die Abfall- und Wassermenge zu begrenzen, die in die Behandlungszone, stets eingeführt werden kann.

Alle Zeitglieder haben bestimmte Zeitspannen, während derer sie ihre jeweiligen Ventile im offenen Zustand halten. Normalerweise variieren diese Zeitspannen. Beispielsweise kann das Schließventil 46 90 Sekunden lang, das Aufrührventil 42 60 Sekunden lang und das Spülventil 28 lang genug offengehalten werden, damit eine bestimmte Wassermenge, beispielsweise ein Quart, d.h. etwa 1 Liter, Wasser zugeführt wird. Die Zeitspanne für das Spülzeitglied 154 ist durch die notwendige Wassermenge bestimmt. Die Zeitspanne des Zeitgliedes 156 muß ausreichend groß sein, um die Abfallstoffe zu einer nahezu homogenen Flüssigkeit zu mischen. Die Zeitspanne für das Schließzeitglied 152 muß für die elektrolytische Einwirkung ausreichend lang sein, um die Abfallstoffe im wesentlichen steril zu machen.

Wie oben erwähnt, führt das Schließen des Schalters dazu, daß die Ventile 28,46 und 42 gleichzeitig arbeiten. Durch das Arbeiten des Spülventiles 28 wird eine bestimmte Wassermenge für die Toilettenschüssel 12 geliefert, die dazu verwandt wird, die Abfallstoffe vom Inneren der Toilette in den Bereich zu spülen, der durch den dichten Verschluß durch die untere Pfanne 164 begrenzt ist. Wenn das Fußpedal 150 freigegeben wird, fallen die Abfallstoffe und das Wasser in die Behandlungszone innerhalb des Gehäuses 30.

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Das Ventil 46 öffnet sich, damit das Druckfluid in den ringförmigen Zwischenraum 113 an der Außenseite des Preßventilteils 104 fließen kann, damit sich das Ventilteil selbst schließt, wie es durch unterbrochene Linien in Fig. 2 dargestellt ist. Gleichzeitig öffnet sich das Ventil 42, so daß das Druckfluid durch die flexible Düse 96 in die Behandlungszone strömen kann, wo die Abfallstoffe durch die turbulente Einwirkung des eingeleiteten Druckfluids aufgerührt werden, wie es im folgenden beschrieben wird. An den Elektroden kann fortlaufend deren elektrisches Potential liegen, oder es kann eine geeignete Schaltung zusätzlich vorgesehen sein, durch die die Elektroden nur für eine bestimmte Zeitdauer betrieben werden.

Was insbesondere das Schließen des Preßventilteils 104 anbetrifft, so bewirkt das Einführen des Druckes in den Raum 118, daß sich das Ventilteil von selbst nach innen faltet. Die Tellerventileinriehtung 120 wird dazu verwandt, angesammelte Feuchtigkeit abzuleiten, die dann auftreten kann, wenn die Druckfluidversorgung eine Druckluftversorgung ist. Während das Ventilteil 104 geschlossen ist, xvird der gesamte Wasserdampf, der sich außerhalb des Ventilteiles und zwischen dem Ventilteil und der Halterung 102 angesammelt hat, durch den Durchlaß 132 nach oben und anschließend durch die Öffnung im Stöpsel 130 abgeführt. Da der Druck in der Bohrung 116 weiter ansteigt, liegt ein ausreichender Druck oben auf dem Tellerventilteil 124, um die Feder 126 zusammen zu drücken. Das führt dazu, daß sich das Tellerventilteil 124 nach unten bewegt und sich dicht gegen den Sitz legt und diesen verschließt. Wie oben erwähnt, bleibt das Ventil 46 für eine Zeitdauer offen, die durch das Zeitglied 152 gesteuert wird und die ausreichend lang ist,

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um den Behandlungsprozeß zu vollenden. Zu dem Zeitpunkt, zu dem dieser Prozeß beendet ist, öffnet sich das Ventil 104, so daß die Abfallstoffe vom Inneren der Behandlungszone durch die Öffnung 142 abgeführt werden können.

Am Ende des Zeitsteuerungszyklus des Zeitgliedes 152 wird das Ventil 46, das ein Dreiwegventil ist, wirksam, um den Druck innerhalb der Leitung 112 und der Bohrung 116 zur Außenluft abzuführen, wodurch das Ventilteil 104 wieder in seine Ausgangslage zurückkehren kann.

Obwohl das flexible Ventilteil 104 als ein Ventilteil beschrieben wurde, das normalerweise offen ist, kann es bei manchen Anwendungen wünschenswert sein, das Ventilteil normalerweise in der geschlossenen Lage zu haben, nur zum Abführen der behandelten Abfallstoffe zu öffnen und dann automatisch wieder zu schließen. Das kann dann der Fall sein, wenn die Einrichtung in einer extrem kalten Umgebung verwandt wird, in der das Schließen notwendig ist, um ein Verstopfen der Auslaßöffnung durch Schnee zu vermeiden.

Das Öffnen des Aufrührventiles 42 führt dazu, daß das Druckfluid durch die flexible Düse 96 in die vom Gehäuse 30 begrenzte Behandlungszone eingeleitet wird. Dieser Druck bewirkt eine starke turbulente Bewegung innerhalb der Behandlungszone, die zur Folge hat, daß die Abf allstoffe gegen die vorstehenden Kanten oder Oberflächen 86 prallen. Die turbulente Bewegung der Abfallstoffe sowie die Kraft des Aufpralls auf die Vorsprünge führt dazu, daß die Abfallstoffe aufgerührt und aufgebrochen werden, was im Endergebnis zu einer im wesentlichen homogenen Flüssigkeit führt»

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Das Aufrühren wird solange fortgesetzt, wie das Ventil 42 offen gehalten wird. Wie oben erwähnt, kann das eine • Zeitspanne in der Größenordnung von etwa 60 Sekunden sein. Während des und anschließend an den Aufrührvorgang stehen die Abfallstoffe mit wenigstens si^ei Elektroden entgegengesetzter Polarität in Berührung. Da die Abfallstoffe infolge ihrer unreinen Beschaffenheit ein wirkungsvoller Elektrolyt sind, fließt ein elektrischer Strom durch die Abfallstoffe und zwischen den Elektroden, während die Abfallstoffe im Gehäuse gehalten werden. Das Fließen des Stromes durch die Abfallstoffe führt zu einer Elektrolyse und zu einem Abtöten der Bakterien, wodurch die Abfallstoffe nahezu 'steril werden. Obwohl es nicht genau bekannt ist, wodurch die Bakterien abgetötet v/erden, ist die Tatsache, daß diese Erscheinung auftritt, allgemein bekannt. Hierzu wird auf den Aufsatz "Sterilization by Electro Hydraulic Treatment" aus Science Magazine, Ausgabe 7.Oktober 1966, Band 154, Seite 155 "bis 157, verwiesen.

Es gibt Zeiten, in denen der Steuerschalter 146 einmal oder mehrmals geschlossen werden kann, bevor das Schließzeitglied 152 seinen Zeitsteuerungszyklus vollendet hat, um die Abfallstoffe innerhalb der Behandlungszone abzuführen. Jedes Mal, wenn der Schalter 146 geschlossen wird, werden alle Zeitglieder 152,154 und 156 zurückgestellt und beginnen ihre jeweiligen Zeitsteuerungszyklen von neuem. Da jedoch die Behandlungszone nur eine bestimmte Flüssigkeitsmenge aufnehmen kann, muß die Anzahl der Spülvorgänge, die vor dem Öffnen desifentilteiles 104 hingenommen werden kann, reguliert werden. Daher erlaubt der Zähler 158 'nur drei aufeinanderfolgende Spülvorgänge ohne ein Öffnen des Schließventils 46, jedoch keinen vierten Spülvorgang. Nachdem der Zähler

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153 den Zählerstand 3 erreicht hat, laßt er es nicht mehr zu, daß das Spülzeitglied 154 rückgesetzt wird, und daß somit das Spülventil 28 geöffnet wird, bis das Zeitglied 152 seinen gegenwärtigen Zeitsteuerungszyklus vollendet. Der Zähler 158 wird immer dann auf Null zurückgestellt, wenn das Schließzeitglied 152 seinen Zeitsteuerungszyklus beendet. Nachdem der Zähler 158 zurückgesetzt ist, läßt er anschließend dieselbe bestimmte Anzahl von Spül vorgängen zu, wie .,es bereits beschrieben wurde.

Obwohl die beschriebene Schaltung die Anzahl der aufeinanderfolgenden Spülvorgänge steuert, weist das Ger häuse 30 einen Überlauf 38 für den Fall auf, daß es überfüllt wird.

Da die beschriebene Klärvorrichtung bei Fahrzeugen, beispielsweise bei Eisenbahnwagen, verwandt v/erden kann, gibt es Situationen, in denen es nicht möglich ist, die behandelten Abfallstoffe abzuführen. Daher hält der Meßfühler 160 für die Fahrzeuggeschwindigkeit trotz geschlossenen Ventils 46 das Ventilteil 104 solange in der geschlossenen Lage, wie die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einem bestimmten Wert von beispielsweise 15 Meilen/h, d.h. etwa 25 km/h liegt. Der Meßfühler 1βΟ für die Geschwindigkeit hat die Wirkung, daß er das Schließzeitglied 152 überlagert und das Ventil 46 solange offen hält, wie die Geschwindigkeit unter der vorgeschriebenen kleinsten Geschwindigkeit liegt. Die Beendigung der überlagerung durch den Geschwindigkeitsmeßfühler setzt den Zeitsteuerungszyklus des Schließzeitgliedes 152 in Gang, so daß ein bestimmtes Zeitintervall besteht, bevor die Abfallstoffe anschließend abgeführt werden können. Während der Zeitdauer, während der

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der Geschwindigkeitsiaeßfühler 1δΟ das Ventilteil 104 in der geschlossenen Lage hält, setzt der Zähler 153 seine Arbeit fort, um die A-n-zahl der aufeinanderfolgenden Spülvorgänge zu begrenzen.

Obwohl der Geschwindigkeitsmeßfühler 16O speziell so ausgelegt ist, daß er ein Abführen der behandelten Abfallstoffe verhindert, während das Fahrzeug steht oder sich langsam bewegt, kann er auch in der ¥eise verwandt werden» daß er ein Abführen der behandelten Abfallstoffe in bestimmten Gebieten, beispielsweise stark bevölkerten Gebieten, verhindert.

Obwohl die erfindungsgesiäßa Vorrichtung als für- Fahrzeuge verwendbar beschrieben wurde, gibt es natürlich auch einige Anwendungsiaöglichkeiten für die Klärvorrichtang, bei denen sie sich nicht auf einem, sich bewegenden Objekt oder Fahrzeug befindet. Es kann der Fall eintreten, beispielsweise in abseits gelegenen Gebieten, daß es nicht möglich ist, eine herkömmliche Kanalisation anzuschliessen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit in Gebäuden oder ähnlichen Einrichtungen nützlich sein.

Bie erf indungsgemäße Vorrichtung ist nicht auf irgendein spezielles Schließventilteil beschränkt, obwohl es sich herausgestellt hat, daß das beschriebene Preßventil besonders zufriedenstellend arbeitet und zweckmäßig -ist. Obwohl ist Obigen das Aufrühren unter Verwendung eines Bruckfluides und vorstehender Flächen erfolgte, gibt es natürlich auch andere Möglichkeiten, die Aufrührwirkung innerhalb der Bshandltmgszone zu bewirken, die zusammen ntit' Elektroden mit entgegengesetzter Polarität verwandt werden können. .

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Claims

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Patentansprüche

Abwasserklärvorrichtung, geken.nz e i c h net durch ein. Gehäuse (30) mit einem Einlaß (34) zur Aufnahme der Abfallstoffe und einem Auslaß (142) zum Abführen der Abfallstoffe, durdi eine Ventileinrichtung (100) in der Hähe des Auslaß (142) zum Abführen der Abfallstoffe, durch eine Einrichtung (48,50,52,54) im Gehäuse (30) zwischen der Ventileinrichtung (100) und dem Einlaß (34), die ein elektrisches Potential zur elektrolytischen Behandlung der Abfallstoffe im Gehäuse (30) liefert, wodurch die Abfallstoff e nahezu steril gemacht werden, durch eine Einrichtung (42,90,96,86) zum Aufrühren der Abfallstoffe im Gehäuse (30) und durch eine Einrichtung (46) zum Betätigen der Ventileinrichtung (100), um den Durchstrom der Abfallstoffe vom Gehäuse (30) zu steuern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1_r dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (42,90, 96,86) zum Aufrühren der Abfallstoffe im Gehäuse (30) eine Einrichtung (42,90) zum Έ1 Gleiten eines Fluids unter Druck in das Gehäuse (30) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch. gekennzeichnet, daß die Einrichtung (42,90, 96,86) zum Aufrühren der Abfallstoffe Vorsprünge (86) innerhalb des Gehäuses (30) aufweist, um ein Aufbrechen der Abfallstoffe hervorzurufen.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (48,50, 52,54), die ein elektrisches Potential liefert, mehrere Elektroden aufweist und sich die Vorsprünge

(36) neben den Elektroden befinden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (42,90, 96,86) zum Aufrühren der Abfallstoffe im Gehäuse (30) eine Fluiddruckeinrichtung (42,90,96), die eine Turbulenz im Gehäuse (30) erzeugt, und vorstehende Oberflächen (86) innerhalb des Gehäuses (30) aufweist, die einen Teil des Gehäuses bilden und dazu dienen, die sich turbulent bewegenden Abfallstoffe aufzubrechen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (42,90, 96) zum Erzeugen einer Turbulenz innerhalb des Gehäuses (30) eine Düse (96) aufweist, die in das Gehäuse (30) vorsteht und mit einem normalerweise geschlossenen flexiblen Rückschlagventil versehen ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (30) aus einem elastischen, elektrisch nicht leitenden Material besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (100) normalerweise offen ist, um einen normalerweise freien Durchgang zwischen dem Einlaß (34) und dem i Auslaß (142) zu liefern. . .

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (30) vertikal angeordnet ist, wobei sich der Einlaß (34) s.m oberen Ende und der Auslaß (142) am unteren Ende befinden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennz eich net, daß die Ventileinrichtung (100) normalerweise geschlossen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (12), die dem Gehäuse (30) zugeordnet ist, um die Abfallstoffe in den Einlaß (34) des Gehäuses (30) einzuführen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (12) zum Einführen der Abfallstoffe eine Einrichtung (23) zum Spülen einer regulierten Wassermenge mit den Abfallstoffen in das Gehäuse (30) enthält.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge kenn zeichnet, daß die Einrichtung (12) zum Einführen der Abfallstoffe ein gewöhnlich geschlossenes Ventil (162) zum Aufnehmen der Abfallstoffe und eine Einrichtung (50) zum Öffnen des normalerweise geschlossenen Ventils (162) aufweist, um die Abfallstoffe in das Gehäuse (30) einzuführen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (i^/;5,143) zum Koordinieren der Arbeitsweise der Spüleinrichtung (28) und der Einrichtung (150) zum öffnen des normalerweise gsschlossenen Ventils (162).

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15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennz e ichnet, daß die Ventileinrichtung (100) des Gehäuses (30) ein flexibles Teil (104), das am Gehäuse (30) befestigt ist, und eine Einrichtung (46) enthält, die bewirkt, daß sich das flexible Teil (104) von selbst schließt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch ge kenn zeichnet, da3 das flexible Teil (104) im Aufbau etwa ringförmig ist, und daß eine Einrichtung (46) zun Einführen eines Fluides unter Druck zwischen das Gehäuse (30) und das flexible Teil (104) vorgesehen ist, ura zu bewirken, daß sich das flexible Teil (104) von selbst schließt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch g e k e η η -ί e i c h η e t, daß das ringförmige flexible Teil

(104) an einc-in Teil des Gehäuses (30) gehalten ist, daß sich eine ringförmige Kammer (118) außerhalb des flexiblen Teiles (1C4) befindet, und daß eine Einrichtung (46) vorgesehen ist, die eine Qualle für ein Druckfluid für die ringförmige Kammer (113) bildet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 17, ge k e η η ζ e i c h η e t durch eine Einrichtung (120,140) sum Abführen der Feuchtigkeit von asu Raum zwischen d^:a ringförmigen, flexiblen Teil (104) und dea Gehäuse (30).

19. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e η η 2 ο i c h η 2 t, ΟλΊ M.e Einrichtung (^0,50,.^, 54), di-3 -3in elektrische-" Fot-3^.tial liefert, -rührer 3 in?. Abnt-iwi vo^.-^inünd^r αα^..¹.:'-.·.:.:--:·?, ^i"/-;;:. rlngföraij? Zlektrodon ?.:.'.'J:V-3ist, dio in -G^hM-,3-^ uad. durch das Gehäuse

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ORIGINAL INSPECTED

(30) angebracht sind, wobei eine (54) der Elektroden sich in etwa neben einem Ende des flexiblen Ventilteils (104) befindet.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (48,50, 52,54); die ein elektrisches Potential liefert, wenigstens zwei Elektroden, die innerhalb des Gehäuses (30) angeordnet sind und durch das Gehäuse (30) gehalten werden, und eine Einrichtung (64,66) enthält, die eine Spannung unterschiedlicher Polarität den Elektroden liefert.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch ge-, kennzeichnet, daß die Elektroden in etwa ringförmig sind und durch die Innenwand des Gehäuses (3ö) gehalten werden.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch Isoliereinrichtungen (56,53^60,62) zwischen benachbarten Elektroden.

23. Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Anzahl von im Abstand vorgesehenen Aussparungen an der Innenwand des Gehäuses (30), wobei die Elektroden ringförmig und in den Aussparungen angeordnet sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch vorstehende Oberflächen (86), die in dam Bereich zwischen benachbarten Aussparung-! in einen Stück mit dem Gehäuse (30) ausgebildet sini, wobai die vorstehenden Oberflächen, (co) einen Teil arc 3i::.~ richtung (42,90,96,Bo) zum Aufruhren der Abfallstoff

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im Gehäuse (30) bilden.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die vorstehenden Oberflächen (36) ringförmig sind, wobei jede vorstehende Oberfläche (86) eine ringförmige Kante innerhalb des Gehäuses (30) bildet.

26. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abflußöffnung (38) im Gehäuse (30) in der Nähe seines Einlasses (34)*

27. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (144) zum Koordinieren der Arbeitsweise der Aufrühreinrichtung (42, 90,95,86) und der Betätigungseinrichtung (46) für die Ventileinrichtung (100), wodurch die Ventileinrichtung (100) während des Aufrührvorgangs geschlossen und"danach geöffnet wird.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (12,23) zum Einführen der Abfallstoffe in das Gehäuse (30) und durch eine Einrichtung (144)"zum Steuern der Einrichtung (12,28) zum Einführen der Abfallstoffe koordiniert mit der Aufrühreinrichtung (42,90_f96,86) urn der Ventilbetätigungseinrichtung (46).

29. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinierungseinrichtung (144) Zeitsteuerunga.sinric'itungen (152,154, 156) sum zeitlichen Steuern der Arbeitsweise der Ventilbstätigurigseinrichtung (46), der Aufrührsinrichtung (42,90,96,35) und der Einrichtung (12,23) zum Einführen der Abfallstoffe enthält.

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30. Vorrichtung nach Anspruch 29, .gekennzeichnet durch einen Zähler (158), der der Einrichtung (12,28) zum Einführen der Abfallstoffe zugeordnet ist und das Einführen der Abfallstoffe in das Gehäuse (30) der Arbeitsweise der Ventileinrichtung (100) entsprechend regelt.

31. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß sie an einem sich bewegenden Fahrzeug angebracht werden kann, und daß eine Einrichtung (1βθ) zum Messen der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und zum Steuern der Arbeitsweise der Ventilbetätigungseinrichtung (46) vorgesehen ist.

32. Abwasserklärverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Abfallstoffe in eine Behandlungszone eingeführt v/erden,

b) die Abfallstoffe kurzzeitig in der Behandlungszone gehalten werden,

c) die Abfallstoffe aufgerührt werden, während sie in der Behandlungszone gehalten werden,

d) die Bakterien in den Abfallstoffen elektrolytisch abgetötet werden, während die Abfallstoffe in der Behandlungszone gehalten werden, und

• e) die behandelten Abfallstoffe von der Behandlungszone abgeführt werden.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufrühren ein Druckfluid verwandt wird, das eine Turbulenz innerhalb der Behandlungszone verursacht.

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34. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe elektrolytisch dadurch behandelt werden, daß ein Potentialunterschied innerhalb der Behandlungszone erzeugt wird, wobei die Abfallstoffe einen Teil des elektrischen Weges innerhalb dieses Bereiches bilden.

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35. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe gleichzeitig aufgerührt und elektrolytisch behandelt werden. -

36. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der aufeinanderfolgenden Eingaben von Abfallstoffen in die Behandlungszone bevor die behandelten Abfallstoffe abgegeben wer-" den, beschränkt wird.

37· Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Aufrührung der Abfallstoffe beschränkt wird.

38. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufrühren die eingeführten Abfallstoffe auf Aufprallbereiche innerhalb der Behandlungszone auftreffen gelassen werden.

39. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstoffe an einem Ende der Behandlungszone eingeführt werden, und daß die behandelten Abfallstoffe beim Abführen durch ihr Eigengewicht am anderen Ende der Behandlungszone herausfallen können. "

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