EP2364893A1 - Method and device for emptying a solids container - Google Patents

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Publication number
EP2364893A1
EP2364893A1 EP10156325A EP10156325A EP2364893A1 EP 2364893 A1 EP2364893 A1 EP 2364893A1 EP 10156325 A EP10156325 A EP 10156325A EP 10156325 A EP10156325 A EP 10156325A EP 2364893 A1 EP2364893 A1 EP 2364893A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
solid
water
line
container
process phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10156325A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Marco Scherrer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schweizerische Bundesbahnen SBB
Original Assignee
Schweizerische Bundesbahnen SBB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schweizerische Bundesbahnen SBB filed Critical Schweizerische Bundesbahnen SBB
Priority to EP10156325A priority Critical patent/EP2364893A1/en
Publication of EP2364893A1 publication Critical patent/EP2364893A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D35/00—Sanitation
    • B61D35/005—Toilet facilities
    • B61D35/007—Toilet facilities comprising toilet waste receiving, treatment, storage, disposal or removal devices

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for emptying a solids container of a micro sewage treatment plant used in a rail vehicle.
  • micro-clarifiers or bioreactors which are e.g. from AKW A + V Protec GmbH, D-92242 Hirschau or QinetiQ Limited, London.
  • the resulting in such bioreactor toilets solids are collected and dehydrated.
  • the wastewater is biologically cleaned, sanitized and discharged into the track bed while driving.
  • the system replaces the costly collection tank system, where the wastewater has to be extracted every two days and disposed of in a municipal facility.
  • the micro-treatment plant typically comprises a solids compartment, a liquid compartment and a sanitizing unit.
  • the wastewater first passes into a solids container, which retains the solid components.
  • the mechanically purified wastewater seeps into the liquid reactor by gravity.
  • the filtered liquid by means of a pumping device from the Peeled solid container and introduced into the liquid reactor.
  • the disposal of the accumulated and compressed solids from the bioreactor solids tank is typically at intervals of about 3-6 months.
  • the solids For the emptying of the solid fuel tank was in the EP1516682B1 proposed to soften in a first step, the solids by supplying a liquid in the solid tank, in a second step to stir up the residues by supplying high-pressure water in the solid tank and to suck in a third step the softened and fluidized solids from the solid tank.
  • the individual steps are time-controlled and automatic. In this way, it is ensured that the lengths of the time periods of the individual steps are no longer dependent on the maintenance personnel, but run according to a defined scheme, which is determined based on the experience of the user.
  • a disadvantage of this method is that the collection of empirical values for the operator is always associated with a corresponding amount of work.
  • empirical values are only available after a longer period of operation.
  • the empirical values can also be subject to errors, so that the processes based on them do not run optimally.
  • passenger coaches and their equipment are occasionally converted, so that the collected and programmed empirical values after such a conversion, in which, for example, cables are installed, may no longer be appropriate.
  • the reliability of experience is challenged by the fact that not only the quality but also the quantity of solids to be disposed of changes from case to case.
  • the proposed time windows of a rigidly determined process can therefore be too small or too large.
  • the emptying process is continued even after the emptying of the solid fuel tank until the end of the proposed time window and thus not necessarily spent time, energy and water, which negatively affects the ecological balance of the overall system.
  • the present invention is therefore based on the object to provide an improved method and an improved device, which allow a solid container of a micro sewage treatment plant used in a rail vehicle to be emptied more advantageously.
  • the process for emptying the solids container using the new method should be faster and more reliable feasible.
  • the railway operator should be able to carry out the maintenance of the plants with reduced effort and consistently good results. Individual cases in which insufficient process results are achieved should also be avoided if the system was not operated as expected.
  • the device should be able to be operated in such a way that optimum process results are achieved while at the same time requiring a minimum amount of resources is. That is, the maintenance personnel, energy and water should be used optimally in the implementation of the processes.
  • plant maintenance should be simplified not only at the plant level but also at the organizational level. At the organizational level, in particular, a collection and tracking of empirical values should be unnecessary. In addition, the need to gather experience and possibly re-program the system should also be avoided when making installation changes to passenger cars.
  • the method which is used for the automatic emptying of a solids container of a mini sewage treatment plant installed in a rail vehicle, provides that in a first process phase of a high-pressure pump via a high pressure line water is introduced into the interior of the solid container, which in a second process phase together with solid parts of the Solids container stored solid body is sucked through a drain line.
  • a process computer serving to control the process phases which monitors the transfer of solid particles separated from the solid body during the second process phase by detecting the noises caused by the solid particles in the discharge line by means of an acoustic sensor coupled to the discharge line whose output signals are evaluated. to determine the completion of the transfer of solid particles and to end the second phase of the process if the completion of the transfer has been detected.
  • the process for emptying the solids container is therefore controlled as a function of the processes within the plant, whereby resources such as time, energy and water are optimally used.
  • resources such as time, energy and water are optimally used.
  • the events within the second process phase can be reliably monitored to obtain valuable information for the course of the process. It is not only essential that it can be determined that the solid particles present in the solid container were removed. Based on the analysis of the noise and the duration of the transfer of the solid parts, the success of the measures applied in the first phase of the process can be assessed. Furthermore, the acoustic sensor can be operated practically maintenance-free.
  • the first process phase was carried out with suitable parameters.
  • the processing of the solid body which was carried out with a fixed amount of water, was insufficient in the first process phase.
  • the amount of water is preferably increased in order to split off a dissolved amount of solid particles from the solid body. If a short duration of the transfer of solid parts, however, is determined only after repeated execution of the first and second process phase, it is concluded that the solid body has been degraded. It can therefore be dispensed with the implementation of a further first phase of the process and the corresponding effort.
  • an acoustic sensor instead of an optical sensor offers further advantages.
  • a corresponding analysis program which detects the noise caused by the solid parts, can, together with the transported amount, including the dimensions of the solid parts are determined. In this way, insights into the course of the process can be gained, which allow individual parameters to be optimized.
  • the operating mode of the high-pressure pump can be changed in order to achieve a desired size of the solid parts.
  • the pressure, the amplitude or the frequency of the preferably delivered water pulses can be changed.
  • the acoustic sensor is mounted in a region of the drainage conduit in which bends are provided where the solid particles impact and cause noise.
  • the size of the solid parts is inversely proportional to the frequency of the resulting noise.
  • the frequency range is measured by flowing water and then set a corresponding limit, so that the signal components of the water flow are suppressed.
  • the water discharged from the high pressure pump is introduced via a nozzle as a pulsating and / or as a rotating water jet into the interior of the solid container.
  • the solid body is split into individual parts, which can be transported away via the drain pipe.
  • the rotation of the jet of water causes the solid parts to rotate so that they can be processed from different sides.
  • the solid body is treated with blows, so that its dissection can be completed quickly. While the rotation of the water jet is always effected by the nozzle, so the pulsation of the water jet through the nozzle or by the high-pressure pump can be effected.
  • the measurement results determined during the second process phase can be used to optimize the process parameters intended for the first process phase. For example, a larger amount of water or a higher water pressure is provided for the first phase of the process.
  • rinse water is introduced through a rinse line into a collection tank, which serves to collect wastewater emerging from the solids container.
  • the water supplied to the collection tank through the purge line is preferably removed again through the purge line.
  • the purge line is attached to the collection tank so that it can be completely emptied and optimally cleaned.
  • the amounts of water which are introduced into the solids container via the high-pressure line in the first process phase and the quantities of water which are introduced into the collection tank via the purge line in the further process phases are measured in a preferred embodiment of the device by means of a flow sensor, so that regardless of the prevailing conditions, the predetermined or calculated during the course of the process water quantities are introduced into the bioreactor.
  • the external conditions such as the system configuration, the water pressure of the supply line or the state of the wastewater treatment plant itself, are therefore not relevant to the process flow. Due to this independence, the continuous optimization of the system by means of the collection of experience is unnecessary. Even after changes to the configuration of the bioreactor or the device according to the invention, it remains ensured that no disturbing changes in the course of the process result, which would have to be eliminated. It therefore always ensures an optimal process flow. The ongoing Optimizing the device by collecting experience is no longer necessary.
  • FIG. 1 shows an inventive device 2, the three pipes or hoses c10, c20, c30 and corresponding termination elements f11, f12; f21, f22; f31, f32 has been coupled to a mini sewage treatment plant 1 installed in a rail vehicle 9 in order to empty the solid container provided therein.
  • the micro-wastewater treatment plant shown schematically comprises a solids compartment with the solids container 11 arranged in a collecting tank 12, which serves to receive sewage and solids 61, 62 which emerge from the toilet installation 7 of the rail vehicle 9.
  • the solids 61 are collected in the solids container 11, while the waste water 62 can escape through openings 111 in the solids container 11 into the collection tank 12.
  • the waste water collected in the collection tank 12 is supplied via a first pipe 121 to a liquid compartment 13 and further via a second pipe 131 to a sanitation unit. After the treatment and purification of the waste water in said units 13, 14, the purified water is discharged to the track bed 8 via an outlet line 141 while driving.
  • the dehydrated solids 61 solidify in the solids container 11 to a solid body 610, which is to be disposed of after several months of operation.
  • This process takes place in a draining process, which has different process phases.
  • water is introduced into the interior of the solids container 11 via an external and an internal high-pressure line c10 or c100.
  • the internal high-pressure line c100 is coupled to a nozzle 4, which delivers the water under high pressure as a rotating and preferably pulsating water jet 40, by means of which the solid body 610 is acted upon and processed.
  • the solid body 610 is rapidly divided into individual parts 611.
  • the split-off solid particles 611 are rotated by the rotating water jet 40 and can therefore be broken down more easily and more uniformly. It is known that even very hard materials can be cut by means of a jet of water. The cutting or splitting of this solid body 610 can therefore be easily achieved by appropriate design of the high-pressure pump 23 and the nozzle 4.
  • the separated and comminuted solid parts 611 are sucked off in a second process phase via an internal and external discharge line c300, c30 and out of the solids container 11 away.
  • the device 2 has a process computer 20 (see FIG. 1 ), by means of which the individual process phases are controlled and monitored.
  • a media station 200 is provided through which water is made available via a line c1. Furthermore, the media station 200 comprises a vacuum unit 201 by means of which water is sucked out of the collecting tank 12 via the flushing line c20 and split-off solid parts 611 via the outflow line c30.
  • the media station 200 can be integrated in the device 2 according to the invention or can be coupled thereto.
  • a switch-over battery 21 is provided by means of which the flow directions of the water for the individual process phases can be set as follows.
  • the supply line c1 is coupled to the high-pressure pump 23 via a first valve station 211 and a first transfer line c11.
  • the rinse line C20 via a second transfer line c121 and a second valve station 212 via either a third transfer line c122 with the vacuum unit 201 or via a fourth transfer line c12 with the first valve station 211 and Supply line c1 connected.
  • valve stations 211 and 212 and the high-pressure pump 23 are controlled by the process computer 20 on the basis of control signals s1, s2, s3.
  • control signals s4 are delivered by the process computer.
  • the flow of water through the supply line c1 is measured by means of a measuring sensor or flow sensor 22 whose output signals m1 are processed in the process computer 20 in order to dose the transferred amounts of water.
  • the process computer 20 accordingly controls the switching battery 21 accordingly to transfer predetermined amounts of water or calculated during the course of the process.
  • the high-pressure pump 23 is controlled at the same time to deliver the amount of water provided under high pressure. Therefore, regardless of the particular system configuration, regardless of the performance of the media station 200 and regardless of the state of the system, the desired amounts of water are always supplied in the individual process phases. Changes to the system configuration, such as the use of connecting cables with different diameters or changes to the media station 200 therefore do not lead to a change in the process flow.
  • the process is therefore largely independent of external influences, which is why a change in the set parameters is usually not required and the maintenance costs are reduced accordingly.
  • FIG. 1 shows that the drain line c30 is coupled to an acoustic sensor 24, whose output signals m2 supplied to the process computer 20 and are evaluated by this during the second process phase. As a result, it can be determined whether and for how long solids 611 have been transferred in the outflow line c30. After no transfer of solid particles 611 is detected, the process computer 20 can end the second process phase. In FIG. 1 is shown on the screen of the process computer 20, the course of the second process phase, which begins at the time t0 with the connection of the vacuum unit 201 and the removal of the solid parts 611.
  • the process computer 20 determines that the acoustic sensor 24 no longer detects any noise or supplies any corresponding measurement signals m2, which are caused by solid particles 611.
  • the second process phase is terminated after a dead time, in which, if necessary, the arrival of solid particles 611 is still at the time t2.
  • the first process phase can be restarted with identical or changed parameters. If fewer constituents 611 have been transferred than expected, the amount of water with which the solids body 610 is processed in the first process phase can be increased. If it has been determined that after repeated execution of the first and second process phase hardly more solid particles 611 are transferred, the amount of water for the next and possibly final first process phase is reduced in order to save resources.
  • the micro-treatment plant 1 is provided with a communication unit 100 which can communicate via a network 1000 with the process computer 20 of the inventive device 2.
  • the process computer 20 can load device information and / or operating data and / or the identification number from the micro-wastewater treatment plant 1 and select its process parameters for the maintenance of the micro-wastewater treatment plant 1 accordingly.
  • the device information can be used to determine the default settings for micro-wastewater treatment plants 1 of the relevant type.
  • the process computer 20 can determine how long and under which conditions the micro-wastewater treatment plant 1 was in use and select a corresponding program for the maintenance of this micro-wastewater treatment plant 1.
  • the operating data can be optimal Parameters for an average micro-sewage treatment plant 1 are calculated.
  • the identification number BR 112
  • individual data of the micro-wastewater treatment plant 1 can be loaded, which were used and optimized during at least one previous maintenance interval.
  • modules of any communication technology can be used.
  • the Bluetooth technology or the in the EP1672560B1 described RFID technology can be used.

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Abstract

The method involves introducing water into interior of a solid container from a high pressure pump (23) via a high pressure line (c10) in a process phase. A process computer (20) serving as a controller of the process phase is provided. Transfer of solid parts is monitored during another process phase. Noise caused by the solid parts is detected by acoustic sensors (24) coupled with a drain line (c30). Output signals (m2) of the sensors are evaluated to determine completion of the transfer of the solid parts and to end the latter phase if completion of the transfer is detected. An independent claim is also included for a device for automatic emptying of a solid container of a small sewage treatment system installed in a rail vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entleerung eines Feststoffbehälters einer in einem Schienenfahrzeug eingesetzten Kleinstkläranlage.The invention relates to a method and a device for emptying a solids container of a micro sewage treatment plant used in a rail vehicle.

Für die Reinigung von in einer Zugtoilette anfallendem Material und Abwasser werden von verschiedenen Bahnbetreibern Kleinstkläranlagen bzw. Bioreaktoren eingesetzt, die z.B. von AKW A+V Protec GmbH, D-92242 Hirschau oder QinetiQ Limited, London, hergestellt werden.For the purification of material and sewage accumulating in a train toilet, various railway operators use micro-clarifiers or bioreactors, which are e.g. from AKW A + V Protec GmbH, D-92242 Hirschau or QinetiQ Limited, London.

Im Umweltbericht 2002/2003 der SBB AG ist ausgeführt, dass die Schweizerischen Bundesbahnen bis Ende 2003 bereits rund ein Drittel der SBB-Reisezugwagen mit einer geschlossenen Toilette ausgerüstet hatte. Alle ab diesem Datum in Betrieb gesetzten Reisezugwagen wurden mit einem geschlossenen Fäkalientank bestückt. In mehreren hundert Reisezugwagen wurden die alten offenen Toiletten durch neue, speziell für die Eisenbahnen entwickelte Bioreaktor-Toiletten ersetzt.SBB AG's Environmental Report 2002/2003 states that by the end of 2003, the Swiss Federal Railways had already equipped around one third of the SBB passenger coaches with a closed toilet. All passenger carriages put into service from this date were equipped with a closed sewage tank. In several hundred passenger carriages, the old open toilets were replaced by new bioreactor toilets specially designed for the railways.

Die in solchen Bioreaktor-Toiletten anfallenden Feststoffe werden gesammelt und entwässert. Das Abwasser wird während des Fahrbetriebs biologisch gereinigt, hygienisiert und in das Gleisbett abgeführt. Die Anlage ersetzt dadurch das kostenintensive Sammeltanksystem, bei dem das Abwasser alle zwei Tage abgesaugt und in einer kommunalen Einrichtung entsorgt werden muss. Die Kleinstkläranlage umfasst typischerweise ein Feststoffkompartiment, ein Flüssigkeitskompartiment und eine Hygienisierungseinheit. Das Abwasser gelangt zunächst in einen Feststoffbehälter, der die festen Bestandteile zurückhält. Bei innenliegenden Anlagen sickert das mechanisch gereinigte Abwasser per Schwerkraft in den Flüssigkeitsreaktor. Bei allen Unterfluranlagen wird die filtrierte Flüssigkeit mittels einer Pumpvorrichtung aus dem Feststoffbehälter abgezogen und in den Flüssigkeitsreaktor eingebracht. Durch Belüfterröhren gelangt von aussen Luft in den Flüssigreaktor und durchströmt die sogenannte Festbettzone, auf der ein Biofilm entsteht. Nach einer definierten Verweilzeit wird die biologisch behandelte Flüssigkeit in die thermische Hygienisierungseinheit geleitet. Gleichzeitig wird dabei ein Zurückfliessen in den Feststoffreaktor verhindert. Die letztlich resultierende Flüssigkeit wird während der Fahrt des Zuges in definierten Chargen auf den Gleiskörper abgegeben (siehe: http:/www.akway-protect.com).The resulting in such bioreactor toilets solids are collected and dehydrated. The wastewater is biologically cleaned, sanitized and discharged into the track bed while driving. The system replaces the costly collection tank system, where the wastewater has to be extracted every two days and disposed of in a municipal facility. The micro-treatment plant typically comprises a solids compartment, a liquid compartment and a sanitizing unit. The wastewater first passes into a solids container, which retains the solid components. In internal plants, the mechanically purified wastewater seeps into the liquid reactor by gravity. In all underfloor systems, the filtered liquid by means of a pumping device from the Peeled solid container and introduced into the liquid reactor. Air bubbles enter the liquid reactor from outside and flow through the so-called fixed bed zone, on which a biofilm is formed. After a defined residence time, the biologically treated liquid is passed into the thermal sanitation unit. At the same time a backflow into the solid reactor is prevented. The resulting liquid is released into the track during defined runs of the train (see : http://www.akway-protect.com ).

Die Entsorgung der angesammelten und komprimierten Feststoffe aus dem Feststofftank des Bioreaktors erfolgt typischerweise in Intervallen von rund 3-6 Monaten. Für die Entleerung des Feststofftanks wurde in der EP1516682B1 vorgeschlagen, in einem ersten Schritt die Feststoffe durch Zufuhr einer Flüssigkeit in den Feststofftank aufzuweichen, in einem zweiten Schritt die Rückstände durch Zufuhr von unter Hochdruck stehendem Wasser in den Feststofftank aufzuwirbeln und in einem dritten Schritt die aufgeweichten und aufgewirbelten Feststoffe aus dem Feststofftank abzusaugen. Dabei ist vorgesehen, dass die einzelnen Schritte zeitgesteuert und automatisch ablaufen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Längen der zeitlichen Perioden der einzelnen Schritte nicht mehr vom Wartungspersonal abhängig sind, sondern nach einem definierten Schema ablaufen, welches anhand der Erfahrungswerte der Benutzer festgelegt wird.The disposal of the accumulated and compressed solids from the bioreactor solids tank is typically at intervals of about 3-6 months. For the emptying of the solid fuel tank was in the EP1516682B1 proposed to soften in a first step, the solids by supplying a liquid in the solid tank, in a second step to stir up the residues by supplying high-pressure water in the solid tank and to suck in a third step the softened and fluidized solids from the solid tank. It is provided that the individual steps are time-controlled and automatic. In this way, it is ensured that the lengths of the time periods of the individual steps are no longer dependent on the maintenance personnel, but run according to a defined scheme, which is determined based on the experience of the user.

Bei diesem Verfahren ist der Entleerungsprozess daher nicht mehr direkt vom Wartungspersonal abhängig. Hingegen werden Erfahrungswerte des Wartungspersonals nach einem starren Schema umgesetzt.In this method, the emptying process is therefore no longer directly dependent on the maintenance personnel. On the other hand, experience values of the maintenance personnel are implemented according to a rigid scheme.

Von Nachteil bei diesem Verfahren ist, dass das Sammeln von Erfahrungswerten für den Betreiber stets mit einem entsprechenden Arbeitsaufwand verbunden ist.A disadvantage of this method is that the collection of empirical values for the operator is always associated with a corresponding amount of work.

Ferner liegen Erfahrungswerte jeweils erst nach längerer Betriebszeit vor. Die Erfahrungswerte können zudem fehlerbehaftet sein, so dass die darauf basierenden Prozesse nicht optimal ablaufen. Wie dies im genannten Umweltbericht 2002/2003 der SBB AG dargelegt ist, werden Reisezugwagen und deren Anlagen gelegentlich umgebaut, so dass die gesammelten und programmierten Erfahrungswerte nach einem solchen Umbau, bei dem zum Beispiel Leitungen mit eingebaut werden, gegebenenfalls nicht mehr zweckmässig sind.Furthermore, empirical values are only available after a longer period of operation. The empirical values can also be subject to errors, so that the processes based on them do not run optimally. As stated in SBB AG's environmental report 2002/2003, passenger coaches and their equipment are occasionally converted, so that the collected and programmed empirical values after such a conversion, in which, for example, cables are installed, may no longer be appropriate.

Weiterhin ist zu beachten, dass die Erfahrungswerte in Einzelfällen wesentlich von den tatsächlich erforderlichen Werten abweichen. Bereits durch die Änderung der Beschaffenheit des verwendeten Toilettenpapiers können Änderungen auftreten, die auf den Prozess bzw. das Prozessmaterial einen nicht unwesentlichen Einfluss haben.Furthermore, it should be noted that the empirical values in individual cases deviate significantly from the actual required values. Already by the change of the condition of the toilet paper used changes can occur, which have a not insignificant influence on the process or the process material.

Ferner ist die Verlässlichkeit der Erfahrungswerte durch die Tatsache in Frage gestellt, dass nicht nur die Qualität, sondern auch die Quantität der zu entsorgenden Feststoffe von Fall zu Fall ändert. Die vorgesehenen Zeitfenster eines starr festgelegten Prozesses können daher zu klein oder zu gross sein. Im ersten Fall kann die Entleerung der Feststoffe innerhalb der vorgesehenen Zeitfenster unter Umständen nicht abgeschlossen werden. Im zweiten Fall wird der Entleerungsprozess auch nach erfolgter Entleerung des Feststofftanks bis zum Ende der vorgesehenen Zeitfenster weitergeführt und somit nicht notwendigerweise Zeit, Energie und Wasser aufgewendet, was die ökologische Bilanz des Gesamtsystems negativ belastet.Furthermore, the reliability of experience is challenged by the fact that not only the quality but also the quantity of solids to be disposed of changes from case to case. The proposed time windows of a rigidly determined process can therefore be too small or too large. In the first case, it may not be possible to complete the emptying of the solids within the designated time windows. In the second case, the emptying process is continued even after the emptying of the solid fuel tank until the end of the proposed time window and thus not necessarily spent time, energy and water, which negatively affects the ecological balance of the overall system.

Die beschriebenen Nachteile sind für den Bahnbetreiber, der zahlreiche der beschriebenen Anlagen im Einsatz hat, von wesentlicher Bedeutung. Der Rückgriff auf die Erfassung von Erfahrungswerten führt zu zusätzlichen Aufgaben, die überwacht werden müssen. Einerseits sind die Erfahrungswerte regelmässig zu überprüfen. Andererseits ist festzulegen, wann und für welchen Teil des Fahrzeugparks die neuen Erfahrungswerte für den Fahrzeugpark übernommen werden.The disadvantages described are of essential importance to the railway operator, who has many of the systems described. Recourse to the collection of experience leads to additional tasks that need to be monitored. On the one hand, the empirical values are to be checked regularly. On the other hand, it is necessary to determine when and for which part of the vehicle fleet the new experience values for the vehicle park are taken over.

Sofern hingegen grössere Abweichungen von einem optimalen Prozessablauf toleriert bzw. nicht optimale Erfahrungswerte eingesetzt werden, resultieren in einem grossen Fahrzeugpark unerwünschte zeitliche Verzögerungen bei der Wartung, gegebenenfalls nicht optimal gewartete Anlagen und ein nicht gerechtfertigter Aufwand.If, on the other hand, larger deviations from an optimal process sequence are tolerated or not optimal empirical values are used, unwanted time delays in maintenance, possibly not optimally maintained systems and unjustifiable expenditure result in a large vehicle fleet.

Ferner resultieren in einem grossen Fahrzeugpark selbst bei optimal gewählten Erfahrungswerten regelmässig Einzelfälle, bei denen die Anwendung optimaler Erfahrungswerte zu ungenügendem Prozessergebnissen führt, so dass für diese Einzelfälle ein unverhältnismässig hoher Aufwand erforderlich sein kann, falls spätere Betriebsstörungen generell vermieden werden sollen.Furthermore, even in optimally selected empirical values, individual cases occasionally result in a large vehicle fleet, in which the application of optimal empirical values leads to insufficient process results, so that a disproportionately high outlay can be required for these individual cases if subsequent malfunctions should generally be avoided.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung anzugeben, welche es erlauben, einen Feststoffbehälter einer in einem Schienenfahrzeug eingesetzten Kleinstkläranlage vorteilhafter zu entleeren.The present invention is therefore based on the object to provide an improved method and an improved device, which allow a solid container of a micro sewage treatment plant used in a rail vehicle to be emptied more advantageously.

Insbesondere soll der Prozess zur Entleerung des Feststoffbehälters anhand des neuen Verfahrens schneller und zuverlässiger durchführbar sein.In particular, the process for emptying the solids container using the new method should be faster and more reliable feasible.

Ferner soll der Bahnbetreiber die Wartung der Anlagen mit reduziertem Aufwand und gleichmässig guten Ergebnissen durchführen können. Einzelfälle, in denen ungenügende Prozessergebnisse erzielt werden, sollen auch dann vermieden werden, wenn die Anlage nicht erwartungsgemäss betrieben wurde.Furthermore, the railway operator should be able to carry out the maintenance of the plants with reduced effort and consistently good results. Individual cases in which insufficient process results are achieved should also be avoided if the system was not operated as expected.

Dabei soll die Vorrichtung derart betrieben werden können, dass optimale Prozessergebnissen erzielt werden und gleichzeitig ein minimaler Aufwand an Ressourcen erforderlich ist. D.h., das Wartungspersonal, Energie und Wasser sollen bei der Durchführung der Prozesse optimal eingesetzt werden.In this case, the device should be able to be operated in such a way that optimum process results are achieved while at the same time requiring a minimum amount of resources is. That is, the maintenance personnel, energy and water should be used optimally in the implementation of the processes.

Die Wartung der Anlagen soll zudem nicht nur auf der Betriebsebene, sondern auch auf der Organisationsebene vereinfacht werden. Auf der Organisationsebene soll sich insbesondere eine Erfassung und Nachführung von Erfahrungswerten erübrigen. Die Notwendigkeit zur Sammlung von Erfahrungswerten und zur allfälligen Umprogrammierung der Anlage soll zudem auch vermieden werden, wenn Installationsänderungen an Reisezugwagen vorgenommen werden.In addition, plant maintenance should be simplified not only at the plant level but also at the organizational level. At the organizational level, in particular, a collection and tracking of empirical values should be unnecessary. In addition, the need to gather experience and possibly re-program the system should also be avoided when making installation changes to passenger cars.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren und einer Vorrichtung gelöst, welche die in Anspruch 1 bzw. 11 angegebenen Merkmale aufweisen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method and a device which have the features specified in claims 1 and 11, respectively. Advantageous embodiments of the invention are specified in further claims.

Das Verfahren, welches der automatischen Entleerung eines Feststoffbehälters einer in einem Schienenfahrzeug installierten Kleinstkläranlage dient, sieht vor, dass in einer ersten Prozessphase von einer Hochdruckpumpe über eine Hochdruckleitung Wasser in den Innenraum des Feststoffbehälters eingeführt wird, das in einer zweiten Prozessphase zusammen mit Feststoffteilen des im Feststoffbehälter gelagerten Feststoffkörpers durch eine Abflussleitung abgesaugt wird.The method, which is used for the automatic emptying of a solids container of a mini sewage treatment plant installed in a rail vehicle, provides that in a first process phase of a high-pressure pump via a high pressure line water is introduced into the interior of the solid container, which in a second process phase together with solid parts of the Solids container stored solid body is sucked through a drain line.

Erfindungsgemäss ist ein der Steuerung der Prozessphasen dienender Prozessrechner vorgesehen, der während der zweiten Prozessphase den Transfer vom Feststoffkörper abgetrennter Feststoffteile überwacht, indem die von den Feststoffteilen in der Abflussleitung verursachten Geräusche mittels eines mit der Abflussleitung gekoppelten akustischen Sensors erfasst werden, dessen Ausgangssignale ausgewertet werden, um den Abschluss des Transfers von Feststoffteilen zu ermitteln und die zweite Prozessphase zu beenden, falls der Abschluss des Transfers detektiert wurde.According to the invention, a process computer serving to control the process phases is provided which monitors the transfer of solid particles separated from the solid body during the second process phase by detecting the noises caused by the solid particles in the discharge line by means of an acoustic sensor coupled to the discharge line whose output signals are evaluated. to determine the completion of the transfer of solid particles and to end the second phase of the process if the completion of the transfer has been detected.

Der Prozess zur Entleerung des Feststoffbehälters wird daher in Abhängigkeit der Vorgänge innerhalb der Anlage gesteuert, wodurch Ressourcen, wie Zeit, Energie und Wasser, optimal eingesetzt werden. Durch die Verwendung eines akustischen Sensors können die Ereignisse innerhalb der zweiten Prozessphase zuverlässig überwacht werden, um wertvolle Informationen für den Prozessverlauf zu ermitteln. Dabei ist nicht nur wesentlich, dass festgestellt werden kann, dass die im Feststoffbehälter vorhandenen Feststoffteile abgeführt wurden. Anhand der Analyse der Geräusche und der Zeitdauer des Transfers der Feststoffteile kann der Erfolg der in der ersten Prozessphase angewendeten Massnahmen beurteilt werden. Ferner kann der akustische Sensor praktisch wartungsfrei betrieben werden.The process for emptying the solids container is therefore controlled as a function of the processes within the plant, whereby resources such as time, energy and water are optimally used. By using an acoustic sensor, the events within the second process phase can be reliably monitored to obtain valuable information for the course of the process. It is not only essential that it can be determined that the solid particles present in the solid container were removed. Based on the analysis of the noise and the duration of the transfer of the solid parts, the success of the measures applied in the first phase of the process can be assessed. Furthermore, the acoustic sensor can be operated practically maintenance-free.

Sofern nach erstmaliger Durchführung der ersten Prozessphase Feststoffteile während einer längeren Dauer transferiert wurden, wird angenommen, dass die erste Prozessphase mit geeigneten Parametern durchgeführt wurde. Sofern hingegen nur während einer kurzen Dauer Feststoffteile transferiert wurden, so war die Bearbeitung des Feststoffkörpers, welche mit einer festgelegten Wassermenge durchgeführt wurde, in der ersten Prozessphase ungenügend. In der nächsten ersten Prozessphase wird die Wassermenge daher vorzugsweise erhöht, um eine gelöste Menge von Feststoffteilen vom Feststoffkörper abzuspalten. Sofern eine kurze Dauer des Transfers von Feststoffteilen hingegen erst nach mehrmaliger Durchführung der ersten und zweiten Prozessphase festgestellt wird, so wird daraus geschlossen, dass der Feststoffkörper abgebaut wurde. Es kann daher auf die Durchführung einer weiteren ersten Prozessphase sowie den entsprechenden Aufwand verzichtet werden.If, after the first phase of the process has been carried out for the first time, solid particles have been transferred for a longer period of time, it is assumed that the first process phase was carried out with suitable parameters. On the other hand, if solid parts were transferred only for a short period of time, the processing of the solid body, which was carried out with a fixed amount of water, was insufficient in the first process phase. In the next first process phase, therefore, the amount of water is preferably increased in order to split off a dissolved amount of solid particles from the solid body. If a short duration of the transfer of solid parts, however, is determined only after repeated execution of the first and second process phase, it is concluded that the solid body has been degraded. It can therefore be dispensed with the implementation of a further first phase of the process and the corresponding effort.

Die Verwendung eines akustischen Sensors anstelle eines optischen Sensors bietet weitere Vorteile. Mit einem entsprechenden Analyseprogramm, welches die von den Feststoffteilen verursachten Geräusche erfasst, können, nebst der transportierte Menge, auch die Abmessungen der Feststoffteile bestimmt werden. Auf diese Weise können Erkenntnisse über den Prozessverlauf gewonnen werden, welche es erlauben einzelne Parameter zu optimieren. Insbesondere kann die Betriebsart der Hochdruckpumpe geändert werden, um eine gewünschte Grösse der Feststoffteile zu erzielen. Beispielsweise kann der Druck, die Amplitude oder die Frequenz der vorzugsweise abgegebenen Wasserpulse geändert werden. Vorzugsweise wird der akustische Sensor in einem Bereich der Abflussleitung montiert, in dem Krümmungen vorgesehen sind, an denen die Feststoffteile anschlagen und Geräusche verursachen. Die Grösse der Feststoffteile ist dabei umgekehrt proportional zur Frequenz der entstehenden Geräusche. Für die Auswertung der Signale des akustischen Sensors ist es dabei vorteilhaft, Signalanteile, die von der Wasserströmung verursacht werden, von Signalanteilen zu trennen, die von den Feststoffteilen verursacht werden. Vorzugsweise wird der Frequenzbereich von strömendem Wasser gemessen und anschliessend ein entsprechender Grenzwert festgelegt, so dass die Signalanteile der Wasserströmung unterdrückt werden.The use of an acoustic sensor instead of an optical sensor offers further advantages. With a corresponding analysis program, which detects the noise caused by the solid parts, can, together with the transported amount, including the dimensions of the solid parts are determined. In this way, insights into the course of the process can be gained, which allow individual parameters to be optimized. In particular, the operating mode of the high-pressure pump can be changed in order to achieve a desired size of the solid parts. For example, the pressure, the amplitude or the frequency of the preferably delivered water pulses can be changed. Preferably, the acoustic sensor is mounted in a region of the drainage conduit in which bends are provided where the solid particles impact and cause noise. The size of the solid parts is inversely proportional to the frequency of the resulting noise. For the evaluation of the signals of the acoustic sensor, it is advantageous to separate signal components, which are caused by the water flow, from signal components, which are caused by the solid parts. Preferably, the frequency range is measured by flowing water and then set a corresponding limit, so that the signal components of the water flow are suppressed.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung, wird das von der Hochdruckpumpe abgegebene Wasser über eine Düse als pulsierender und/oder als rotierender Wasserstrahl in den Innenraum des Feststoffbehälters eingeführt. Durch den Wasserstrahl wird der Feststoffkörper in Einzelteile aufgespalten, die über das Abflussrohr abtransportierbar sind. Durch die Rotation des Wasserstrahls wird bewirkt, dass sich die Feststoffteile drehen, so dass sie von verschiedenen Seiten bearbeitet werden können. Durch das vorzugsweise vorgesehene Pulsieren des Wasserstrahls wird der Feststoffkörper mit Schlägen bearbeitet, so dass dessen Zergliederung rasch vollzogen werden kann. Während die Rotation des Wasserstrahls stets von der Düse bewirkt wird, so kann das Pulsieren des Wasserstrahls durch die Düse oder durch die Hochdruckpumpe bewirkt werden.In an advantageous embodiment, the water discharged from the high pressure pump is introduced via a nozzle as a pulsating and / or as a rotating water jet into the interior of the solid container. By the water jet, the solid body is split into individual parts, which can be transported away via the drain pipe. The rotation of the jet of water causes the solid parts to rotate so that they can be processed from different sides. By preferably provided pulsation of the water jet, the solid body is treated with blows, so that its dissection can be completed quickly. While the rotation of the water jet is always effected by the nozzle, so the pulsation of the water jet through the nozzle or by the high-pressure pump can be effected.

Durch die mechanische Bearbeitung gelingt es, den Feststoffkörper rasch abzubauen und zu entsorgen. Die während der zweiten Prozessphase ermittelten Messergebnisse können dazu verwendet werden, die für die erste Prozessphase vorgesehenen Prozessparameter zu optimieren. Beispielsweise wird für die erste Prozessphase eine grössere Wassermenge oder ein höherer Wasserdruck vorgesehen.Due to the mechanical processing, it is possible to quickly degrade and dispose of the solid body. The measurement results determined during the second process phase can be used to optimize the process parameters intended for the first process phase. For example, a larger amount of water or a higher water pressure is provided for the first phase of the process.

In einer weiteren vorzugsweisen Ausgestaltung wird vor, nach oder zwischen der ersten und der zweiten Prozessphase Spülwasser durch eine Spülleitung in einen Sammeltank eingeführt, welcher dazu dient, aus dem Feststoffbehälter austretendes Abwasser zu sammeln. Das dem Sammeltank durch die Spülleitung zugeführte Wasser wird vorzugsweise durch die Spülleitung wieder abgeführt. Die Spülleitung wird dabei derart am Sammeltank befestigt, dass dieser vollständig entleert und optimal gereinigt werden kann.In a further preferred embodiment, before, after or between the first and the second process phase, rinse water is introduced through a rinse line into a collection tank, which serves to collect wastewater emerging from the solids container. The water supplied to the collection tank through the purge line is preferably removed again through the purge line. The purge line is attached to the collection tank so that it can be completely emptied and optimally cleaned.

Die Wassermengen, die in der ersten Prozessphase über die Hochdruckleitung in den Feststoffbehälter eingeführt werden und die Wassermengen, die in den weiteren Prozessphasen über die Spülleitung in den Sammeltank eingeführt werden, werden in einer vorzugsweisen Ausgestaltung der Vorrichtung anhand eines Fluss-Sensors gemessen, so dass unabhängig von den vorliegenden Rahmenbedingungen jeweils die vorbestimmten oder während des Prozessverlaufs berechneten Wassermengen in den Bioreaktor eingeführt werden. Die äusseren Bedingungen, wie die Systemkonfiguration, der Wasserdruck der Zufuhrleitung oder der Zustand der Abwasserreinigungsanlage selbst, sind daher nicht relevant für den Prozessablauf. Aufgrund dieser Unabhängigkeit erübrigt sich die dauernde Optimierung der Anlage mittels der Sammlung von Erfahrungswerten. Selbst nach Änderungen der Konfiguration des Bioreaktors oder der erfindungsgemässen Vorrichtung bleibt gewährleistet, dass keine störenden Änderungen des Prozessverlaufs resultieren, die beseitigt werden müssten. Es bleibt daher stets ein optimaler Prozessverlauf gewährleistet. Die andauernde Optimierung der Vorrichtung durch das Sammeln von Erfahrungswerten ist nicht mehr erforderlich.The amounts of water which are introduced into the solids container via the high-pressure line in the first process phase and the quantities of water which are introduced into the collection tank via the purge line in the further process phases are measured in a preferred embodiment of the device by means of a flow sensor, so that regardless of the prevailing conditions, the predetermined or calculated during the course of the process water quantities are introduced into the bioreactor. The external conditions, such as the system configuration, the water pressure of the supply line or the state of the wastewater treatment plant itself, are therefore not relevant to the process flow. Due to this independence, the continuous optimization of the system by means of the collection of experience is unnecessary. Even after changes to the configuration of the bioreactor or the device according to the invention, it remains ensured that no disturbing changes in the course of the process result, which would have to be eliminated. It therefore always ensures an optimal process flow. The ongoing Optimizing the device by collecting experience is no longer necessary.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1
eine erfindungsgemässe Vorrichtung 2, welche für Wartungszwecke mit einer in einem Reisezugwagen 9 installierten Kleinstkläranlage 1 gekoppelt ist; und
Fig. 2
die Kleinstkläranlage 1 von Figur 1 in schematischer Darstellung.
The invention will be explained in more detail with reference to drawings. Showing:
Fig. 1
a device 2 according to the invention, which is coupled for maintenance purposes with a mini sewage treatment plant 1 installed in a passenger coach 9; and
Fig. 2
the micro-sewage treatment plant 1 of FIG. 1 in a schematic representation.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung 2, die über drei Rohrleitungen oder Schläuche c10, c20, c30 sowie entsprechende Abschlusselemente f11, f12; f21, f22; f31, f32 mit einer in einem Schienenfahrzeug 9 installierten Kleinstkläranlage 1 gekoppelt wurde, um den darin vorgesehenen Feststoffbehälter zu entleeren. FIG. 1 shows an inventive device 2, the three pipes or hoses c10, c20, c30 and corresponding termination elements f11, f12; f21, f22; f31, f32 has been coupled to a mini sewage treatment plant 1 installed in a rail vehicle 9 in order to empty the solid container provided therein.

Die in Figur 2 schematisch gezeigte Kleinstkläranlage umfasst ein Feststoffkompartiment mit dem in einem Sammeltank 12 angeordneten Feststoffbehälter 11, welcher der Aufnahme von Abwasser und Feststoffen 61, 62 dient, die aus der Toilettenanlage 7 des Schienenfahrzeugs 9 austreten. Die Feststoffe 61 werden im Feststoffbehälter 11 gesammelt, während das Abwasser 62 durch Öffnungen 111 im Feststoffbehälter 11 in den Sammeltank 12 austreten kann.In the FIG. 2 The micro-wastewater treatment plant shown schematically comprises a solids compartment with the solids container 11 arranged in a collecting tank 12, which serves to receive sewage and solids 61, 62 which emerge from the toilet installation 7 of the rail vehicle 9. The solids 61 are collected in the solids container 11, while the waste water 62 can escape through openings 111 in the solids container 11 into the collection tank 12.

Das im Sammeltank 12 gesammelte Abwasser wird über eine erste Rohrleitung 121 zu einem Flüssigkeitskompartiment 13 und weiter über eine zweite Rohrleitung 131 einer Hygienisierungseinheit zugeführt. Nach der Bearbeitung und Reinigung des Abwassers in den genannten Einheiten 13, 14, wird das gereinigte Wasser während der Fahrt über eine Auslassleitung 141 an das Gleisbett 8 abgegeben.The waste water collected in the collection tank 12 is supplied via a first pipe 121 to a liquid compartment 13 and further via a second pipe 131 to a sanitation unit. After the treatment and purification of the waste water in said units 13, 14, the purified water is discharged to the track bed 8 via an outlet line 141 while driving.

Während des Betriebs der Anlage verfestigen sich die dehydrierten Feststoffe 61 im Feststoffbehälter 11 zu einem Feststoffkörper 610, welcher jeweils nach mehreren Betriebsmonaten zu entsorgen ist.During operation of the plant, the dehydrated solids 61 solidify in the solids container 11 to a solid body 610, which is to be disposed of after several months of operation.

Dieser Vorgang erfolgt in einem Entleerungsprozess, welcher verschiedene Prozessphasen aufweist. In der ersten Prozessphase wird Wasser über eine externe und eine interne Hochdruckleitung c10 bzw. c100 in den Innenraum des Feststoffbehälters 11 eingeführt. Die interne Hochdruckleitung c100 ist mit einer Düse 4 gekoppelt, welche das Wasser unter Hochdruck als rotierenden und vorzugsweise pulsierenden Wasserstrahl 40 abgibt, mittels dessen der Feststoffkörper 610 beaufschlagt und bearbeitet wird. Unter der mechanischen Einwirkung des Wasserstrahls 40 wird der Feststoffkörper 610 rasch in Einzelteile 611 aufgeteilt. Wie dies in Figur 2 dargestellt ist, werden die abgespaltenen Feststoffteile 611 durch den rotierenden Wasserstrahl 40 gedreht und können daher leichter und gleichmässiger zergliedert werden. Es ist bekannt, dass mittels einer Wasserstrahls sogar sehr harte Materialien zerschnitten werden können. Das Zerschneiden oder Aufspalten diese Feststoffkörpers 610 kann daher durch entsprechende Auslegung der Hochdruckpumpe 23 und der Düse 4 leicht erzielt werden.This process takes place in a draining process, which has different process phases. In the first process phase, water is introduced into the interior of the solids container 11 via an external and an internal high-pressure line c10 or c100. The internal high-pressure line c100 is coupled to a nozzle 4, which delivers the water under high pressure as a rotating and preferably pulsating water jet 40, by means of which the solid body 610 is acted upon and processed. Under the mechanical action of the water jet 40, the solid body 610 is rapidly divided into individual parts 611. Like this in FIG. 2 is shown, the split-off solid particles 611 are rotated by the rotating water jet 40 and can therefore be broken down more easily and more uniformly. It is known that even very hard materials can be cut by means of a jet of water. The cutting or splitting of this solid body 610 can therefore be easily achieved by appropriate design of the high-pressure pump 23 and the nozzle 4.

Nach Abschluss der ersten Prozessphase, in der eine definierte Menge von Wasser über die Düse 4 in den Feststoffbehälter 11 eingeführt wurde, werden die abgespaltenen und zerkleinerten Feststoffteile 611 in einer zweiten Prozessphase über eine interne und externe Abflussleitung c300, c30 abgesaugt und aus dem Feststoffbehälter 11 entfernt.After completion of the first process phase, in which a defined amount of water was introduced into the solids container 11 via the nozzle 4, the separated and comminuted solid parts 611 are sucked off in a second process phase via an internal and external discharge line c300, c30 and out of the solids container 11 away.

Vor, zwischen, und nach der ersten und zweiten Prozessphase wird in weiteren Prozessphasen Spülwasser in dosierten Mengen durch eine externe und interne Spülleitung c20, C200 in den Sammeltank 12 gespült und aus diesem durch die Spülleitung c20 bzw. C200 wieder abgesaugt. Auf diese Weise kann der Sammeltank 12 optimal gereinigt und verhindert werden, dass Teile des Bioreaktors verschmutzt werden, die nicht mit Feststoffmaterial belastet werden sollen. Dadurch wird gewährleistet, dass das Feststoffkompartiment und das Flüssigkeitskompartiment optimal gewartet werden.Before, between, and after the first and second process phase rinsing water is dosed in metered quantities through an external and internal purge line c20, C200 in the collection tank 12 and sucked out of this through the purge line c20 or C200 again in further process phases. In this way, the Collection tank 12 optimally cleaned and prevented that parts of the bioreactor are polluted, which should not be loaded with solid material. This ensures that the solids compartment and the liquid compartment are optimally maintained.

Vorzugsweise werden zudem einleitende Prozessphasen vorgesehen, in denen das Leitungssystem freigespült wird, bevor der Entleerungsprozess beginnt.Preference is also given to introductory process phases in which the line system is flushed free before the emptying process begins.

Zur automatischen Erfüllung all dieser Aufgaben weist die erfindungsgemässe Vorrichtung 2 einen Prozessrechner 20 auf (siehe Figur 1), mittels dessen die einzelnen Prozessphasen gesteuert und überwacht werden.For automatic fulfillment of all these tasks, the device 2 according to the invention has a process computer 20 (see FIG. 1 ), by means of which the individual process phases are controlled and monitored.

Ferner ist eine Medienstation 200 vorgesehen, durch die über eine Leitung c1 Wasser zur Verfügung gestellt wird. Ferner umfasst die Medienstation 200 eine Vakuumeinheit 201 mittels der Wasser über die Spülleitung c20 aus dem Sammeltank 12 und abgespaltene Feststoffteile 611 über die Abflussleitung c30 aus dem Feststoffbehälter 12 abgesaugt werden. Die Medienstation 200 kann in die erfindungsgemässe Vorrichtung 2 integriert oder mit dieser koppelbar sein.Furthermore, a media station 200 is provided through which water is made available via a line c1. Furthermore, the media station 200 comprises a vacuum unit 201 by means of which water is sucked out of the collecting tank 12 via the flushing line c20 and split-off solid parts 611 via the outflow line c30. The media station 200 can be integrated in the device 2 according to the invention or can be coupled thereto.

Innerhalb der erfindungsgemässen Vorrichtung 2 ist eine Umschaltbatterie 21 vorgesehen mittels der die Flussrichtungen des Wassers für die einzelnen Prozessphasen wie folgt eingestellt werden können. Für die erste Prozessphase wird die Zufuhrleitung c1 über eine erste Ventilstation 211 und eine erste Transferleitung c11 mit der Hochdruckpumpe 23 gekoppelt. Für die weiteren Prozessphasen, in denen Spülprozesse durchgeführt werden, wird die Spülleitung C20 über eine zweite Transferleitung c121 und eine zweite Ventilstation 212 entweder über eine dritte Transferleitung c122 mit der Vakuumeinheit 201 oder über eine vierte Transferleitung c12 mit der ersten Ventilstation 211 bzw. mit der Zufuhrleitung c1 verbunden.Within the device 2 according to the invention, a switch-over battery 21 is provided by means of which the flow directions of the water for the individual process phases can be set as follows. For the first process phase, the supply line c1 is coupled to the high-pressure pump 23 via a first valve station 211 and a first transfer line c11. For the further process phases in which rinsing processes are carried out, the rinse line C20 via a second transfer line c121 and a second valve station 212 via either a third transfer line c122 with the vacuum unit 201 or via a fourth transfer line c12 with the first valve station 211 and Supply line c1 connected.

Die Ventilstationen 211 und 212 sowie die Hochdruckpumpe 23 werden vom Prozessrechner 20 anhand von Steuersignalen s1, s2, s3 gesteuert. Für die Betätigung der Vakuumeinheit 201 werden vom Prozessrechner 20 weitere Steuersignale s4 abgegeben.The valve stations 211 and 212 and the high-pressure pump 23 are controlled by the process computer 20 on the basis of control signals s1, s2, s3. For the actuation of the vacuum unit 201 20 further control signals s4 are delivered by the process computer.

Der Durchfluss des Wassers durch die Zufuhrleitung c1 wird anhand eines Messfühlers bzw. Fluss-Sensors 22 gemessen, dessen Ausgangssignale m1 im Prozessrechner 20 verarbeitet werden, um die transferierten Wassermengen zu dosieren. Der Prozessrechner 20 steuert die Umschaltbatterie 21 daher entsprechend, um vorbestimmte oder während des Prozessverlaufs berechnete Wassermengen zu transferieren. In der ersten Prozessphase wird gleichzeitig auch die Hochdruckpumpe 23 gesteuert, um die zur Verfügung gestellte Wassermenge unter Hochdruck abzugeben. In den einzelnen Prozessphasen werden daher unabhängig von der jeweiligen Systemkonfiguration, unabhängig von der Leistungsfähigkeit der Medienstation 200 und unabhängig vom Zustand der Anlage stets die gewünschten Wassermengen zugeführt. Änderungen der Systemkonfiguration, beispielsweise die Verwendung von Anschlussleitungen mit unterschiedlichen Durchmessern oder Änderungen der Medienstation 200 führen daher nicht zu einer Änderung des Prozessverlaufs. Der Prozessverlauf verläuft daher weitgehend unabhängig von äusseren Einflüssen, weshalb eine Änderung der eingestellten Parameter normalerweise nicht erforderlich ist und der Wartungsaufwand sich entsprechend reduziert.The flow of water through the supply line c1 is measured by means of a measuring sensor or flow sensor 22 whose output signals m1 are processed in the process computer 20 in order to dose the transferred amounts of water. The process computer 20 accordingly controls the switching battery 21 accordingly to transfer predetermined amounts of water or calculated during the course of the process. In the first process phase, the high-pressure pump 23 is controlled at the same time to deliver the amount of water provided under high pressure. Therefore, regardless of the particular system configuration, regardless of the performance of the media station 200 and regardless of the state of the system, the desired amounts of water are always supplied in the individual process phases. Changes to the system configuration, such as the use of connecting cables with different diameters or changes to the media station 200 therefore do not lead to a change in the process flow. The process is therefore largely independent of external influences, which is why a change in the set parameters is usually not required and the maintenance costs are reduced accordingly.

Weiter ist in Figur 1 gezeigt, dass die Abflussleitung c30 mit einem akustischen Sensor 24 gekoppelt ist, dessen Ausgangssignale m2 dem Prozessrechner 20 zugeführt und von diesem während der zweiten Prozessphase ausgewertet werden. Dadurch kann ermittelt werden, ob und wie lange in der Abflussleitung c30 Feststoffteile 611 transferiert wurden. Nachdem kein Transfer von Feststoffteilen 611 mehr detektiert wird, kann der Prozessrechner 20 die zweite Prozessphase beenden. In Figur 1 ist auf dem Bildschirm des Prozessrechners 20 der Verlauf der zweiten Prozessphase dargestellt, welche zum Zeitpunkt t0 mit dem Zuschalten der Vakuumeinheit 201 und dem Abtransport der Feststoffteilen 611 beginnt. Zum Zeitpunkt t1 stellt der Prozessrechner 20 fest, dass der akustische Sensor 24 keine Geräusche mehr detektiert bzw. keine entsprechenden Messsignale m2 mehr liefert, welche von Feststoffteilen 611 verursacht werden. In der Folge wird die zweite Prozessphase nach einer Totzeit, in der gegebenenfalls noch auf das Eintreffen von Feststoffteilen 611 gewartet wird, zum Zeitpunkt t2 beendet. Nach Abschluss der zweiten Prozessphase kann die erste Prozessphase mit gleichen oder geänderten Parametern neu gestartet werden. Sofern weniger Bestandteile 611 transferiert wurden, als erwartet wurde, so kann die Wassermenge, mit der der Feststoffkörper 610 in der ersten Prozessphase bearbeitet wird, erhöht werden. Sofern festgestellt wurde, dass nach mehrmaliger Durchführung der ersten und zweiten Prozessphase kaum mehr Feststoffteile 611 transferiert werden, wird die Wassermenge für die nächste und gegebenenfalls abschliessende erste Prozessphase reduziert, um Ressourcen zu sparen.Next is in FIG. 1 shown that the drain line c30 is coupled to an acoustic sensor 24, whose output signals m2 supplied to the process computer 20 and are evaluated by this during the second process phase. As a result, it can be determined whether and for how long solids 611 have been transferred in the outflow line c30. After no transfer of solid particles 611 is detected, the process computer 20 can end the second process phase. In FIG. 1 is shown on the screen of the process computer 20, the course of the second process phase, which begins at the time t0 with the connection of the vacuum unit 201 and the removal of the solid parts 611. At the time t1, the process computer 20 determines that the acoustic sensor 24 no longer detects any noise or supplies any corresponding measurement signals m2, which are caused by solid particles 611. As a result, the second process phase is terminated after a dead time, in which, if necessary, the arrival of solid particles 611 is still at the time t2. After completion of the second process phase, the first process phase can be restarted with identical or changed parameters. If fewer constituents 611 have been transferred than expected, the amount of water with which the solids body 610 is processed in the first process phase can be increased. If it has been determined that after repeated execution of the first and second process phase hardly more solid particles 611 are transferred, the amount of water for the next and possibly final first process phase is reduced in order to save resources.

In der in Figur 1 gezeigten vorzugsweisen Ausgestaltung ist die Kleinstkläranlage 1 mit einer Kommunikationseinheit 100 versehen, welche über ein Netzwerk 1000 mit dem Prozessrechner 20 der erfindungsgemässen Vorrichtung 2 kommunizieren kann. Auf diese Weise kann der Prozessrechner 20 Geräteinformationen und/oder Betriebsdaten und/oder die Identifikationsnummer von der Kleinstkläranlage 1 herunter laden und seine Prozessparameter für die Wartung der Kleinstkläranlage 1 entsprechend wählen. Anhand der Geräteinformationen kann festgestellt werden, welche Standardeinstellungen für Kleinstkläranlagen 1 des betreffenden Typs vorgesehen sind. Anhand der Betriebsdaten kann der Prozessrechner 20 feststellen, wie lange und unter welchen Bedingungen die Kleinstkläranlage 1 im Einsatz war und ein entsprechendes Programm zur Wartung dieser Kleinstkläranlage 1 wählen. D.h. anhand der Standardwerte und der Betriebsdaten können optimale Parameter für eine durchschnittliche Kleinstkläranlage 1 errechnet werden. Anhand der Identifikationsnummer (BR 112) können individuelle Daten der Kleinstkläranlage 1 geladen werden, welche während wenigstens eines früheren Wartungsintervalls verwendet und optimiert wurden.In the in FIG. 1 shown preferred embodiment, the micro-treatment plant 1 is provided with a communication unit 100 which can communicate via a network 1000 with the process computer 20 of the inventive device 2. In this way, the process computer 20 can load device information and / or operating data and / or the identification number from the micro-wastewater treatment plant 1 and select its process parameters for the maintenance of the micro-wastewater treatment plant 1 accordingly. The device information can be used to determine the default settings for micro-wastewater treatment plants 1 of the relevant type. Based on the operating data, the process computer 20 can determine how long and under which conditions the micro-wastewater treatment plant 1 was in use and select a corresponding program for the maintenance of this micro-wastewater treatment plant 1. That is, based on the default values and the operating data can be optimal Parameters for an average micro-sewage treatment plant 1 are calculated. On the basis of the identification number (BR 112) individual data of the micro-wastewater treatment plant 1 can be loaded, which were used and optimized during at least one previous maintenance interval.

Auf diese Weise gelingt es, automatisch optimale Betriebsparameter individuell für jede Kleinstkläranlage 1 des Fahrzeugparks bereit zu halten und automatisch zu optimieren.In this way, it is possible to automatically keep optimum operating parameters individually for each micro-wastewater treatment plant 1 of the vehicle fleet and to optimize them automatically.

Für die Kommunikation zwischen der Kleinstkläranlage 1 und der erfindungsgemässen Vorrichtung 2 können Module beliebiger Kommunikationstechnologien verwendet werden. Beispielsweise kann die Bluetooth-Technologie oder die in der EP1672560B1 beschriebene RFID Technologie verwendet werden.For communication between the micro-waste water treatment plant 1 and the device 2 according to the invention, modules of any communication technology can be used. For example, the Bluetooth technology or the in the EP1672560B1 described RFID technology can be used.

Claims (15)

Verfahren zur automatischen Entleerung eines Feststoffbehälters (11) einer in einem Schienenfahrzeug (9) installierten Kleinstkläranlage (1), bei dem in einer ersten Prozessphase von einer Hochdruckpumpe (23) über eine Hochdruckleitung (c10) Wasser in den Innenraum des Feststoffbehälters (11) eingeführt wird, das in einer zweiten Prozessphase zusammen mit Feststoffteilen (611) des im Feststoffbehälter (11) gelagerten Feststoffkörpers (610) durch eine Abflussleitung (c30) abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Steuerung der Prozessphasen dienender Prozessrechner (20) vorgesehen ist, der während der zweiten Prozessphase den Transfer der Feststoffteilen (611) überwacht, indem die von den Feststoffteilen (611) verursachten Geräusche mittels eines mit der Abflussleitung (c30) gekoppelten akustischen Sensors (24) erfasst werden, dessen Ausgangssignale (m2) ausgewertet werden, um den Abschluss des Transfers von Feststoffteilen (611) zu ermitteln und die zweite Prozessphase zu beenden, falls der Abschluss des Transfers detektiert wurde.Method for automatic emptying of a solids container (11) of a micro sewage treatment plant (1) installed in a rail vehicle (9) in which water is introduced into the interior of the solid container (11) from a high-pressure pump (23) via a high-pressure line (c10) in a first process phase is sucked in a second process phase together with solid parts (611) of the solids in the container (11) solid body (610) through a drain line (c30), characterized in that a control of the process phases serving process computer (20) is provided, during the second process phase, monitoring the transfer of the solid particles (611) by detecting the noises caused by the solid particles (611) by means of an acoustic sensor (24) coupled to the discharge line (c30) whose output signals (m2) are evaluated determine the completion of the transfer of solid parts (611) and the second process p hare to finish if the completion of the transfer has been detected. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung der vom akustischen Sensor (24) abgegebenen Ausgangssignale (m2) die von den Feststoffteilen (611) verursachten Signalanteile ermittelt werden, aus denen Daten betreffend den Transfer von Feststoffteilen (611), insbesondere Daten betreffend die Anwesenheit und/oder die Menge von transportierten Feststoffteilen (611) ermittelt werden.Method according to Claim 1, characterized in that, in the evaluation of the output signals (m2) emitted by the acoustic sensor (24), the signal components caused by the solid parts (611) are determined, from which data regarding the transfer of solid parts (611), in particular data concerning the presence and / or the amount of solid particles transported (611). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Signalanteile (m2) unterhalb einer festgelegten Grenzfrequenz, oberhalb der die Frequenzen der von fliessendem Wassers verursachten Geräusche liegen, ausgewertet werden, um den Transfer von Feststoffteilen (611) zu erkennen.Method according to Claim 2, characterized in that signal components (m2) are below a defined cut-off frequency above which the frequencies of the noises caused by running water, be evaluated to detect the transfer of solid particles (611). Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Hochdruckpumpe (23) abgegebenes Wasser über eine Düse (4) als pulsierender und/oder als rotierender Wasserstrahl (40) in den Innenraum des Feststoffbehälters (11) eingeführt wird, welcher den Feststoffkörper (610) in Einzelteile (611) zerlegt, die über das Abflussrohr (c30) abtransportierbar sind.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the water discharged from the high-pressure pump (23) is introduced into the interior of the solid container (11) via a nozzle (4) as a pulsating and / or rotating water jet (40), which disassembles the solid body (610) into individual parts (611) which can be transported away via the outflow pipe (c30). Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Prozessphase wiederholt durchgeführt werden, bis bei einer zweiten Prozessphase kein oder nur ein unter einem Grenzwert liegender Transfer von Feststoffteilen (611) detektiert wird.Method according to one of claims 1-4, characterized in that the first and the second process phase are repeatedly performed until no or only below a threshold value of transfer of solid particles (611) is detected in a second process phase. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die der Hochdruckpumpe (23) zugeführte Wassermenge vorzugsweise anhand eines Fluss-Sensors (22) gemessen und dosiert wird und dass die Hochdruckpumpe (22) in dem betreffenden ersten Prozessphasen jeweils solange betrieben wird, bis die dosierte Wassermenge transferiert ist.Method according to one of claims 1-5, characterized in that the high pressure pump (23) supplied amount of water is preferably measured and metered by a flow sensor (22) and that the high-pressure pump (22) is operated in the respective first process phases each time until the metered amount of water has been transferred. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die der Hochdruckpumpe (23) zugeführte Wassermenge in der erstmals durchgeführten ersten Prozessphase einen konstanten Wert aufweist und wenigstens in einer der weiteren ersten Prozessphasen variabel, vorzugsweise entsprechend der Zeitdauer der nach vorliegenden zweiten Prozessdauer gewählt wird.Method according to one of claims 1-6, characterized in that the high pressure pump (23) supplied amount of water in the first performed first process phase has a constant value and at least in one of the further first process phases variable, preferably according to the time duration of the present second process duration is selected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass vor, nach oder zwischen der ersten und der zweiten Prozessphase Spülwasser durch eine Spülleitung (c20) in einen Sammeltank (12) eingeführt wird, welcher dazu dient, aus dem Feststoffbehälter (11) austretendes Abwasser zu sammeln, welches in einer weiteren Prozessstufe gereinigt wird.Method according to one of claims 1-7, characterized in that before, after or between the first and the second process phase rinse water is introduced through a rinse line (c20) in a collection tank (12), which serves to collect effluent from the solids container (11), which is purified in a further process stage. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kleinstkläranlage (1) und der Prozessrechner (20) mit Kommunikationsmodulen versehen sind, mittels derer sie über ein Netzwerk (1000), wie ein Bluetooth-System oder ein RFID-System, miteinander kommunizieren können, um a) die Identifikation der Kleinstkläranlage (1) zum Prozessrechner (20) zu übertragen, welcher entsprechende Betriebsparameter für die individuelle Wartung der angeschlossenen Kleinstkläranlage (1) lädt, und/oder, um b) Betriebs- und/oder Geräteinformationen der Kleinstkläranlage (1) zum Prozessrechner (20) zu übertragen, welcher entsprechende Parameter, insbesondere zu verwendende Wassermengen festgelegt. Method according to one of claims 1-8, characterized in that the micro-waste water treatment plant (1) and the process computer (20) are provided with communication modules, by means of which they communicate via a network (1000), such as a Bluetooth system or an RFID system, can communicate with each other a) to transmit the identification of the micro-waste water treatment plant (1) to the process computer (20), which loads corresponding operating parameters for the individual maintenance of the connected micro-waste water treatment plant (1), and / or b) to transmit operating and / or device information of the micro-waste water treatment plant (1) to the process computer (20), which defines appropriate parameters, in particular water quantities to be used. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser, welches dem Sammeltank (12) durch die Spülleitung (c20) zugeführt wurde, durch die Spülleitung (c20) wieder abgeführt wird.A method according to claim 9, characterized in that water which has been supplied to the collection tank (12) through the purge line (c20), is discharged through the purge line (c20) again. Vorrichtung (2) zur automatischen Entleerung eines Feststoffbehälters (11) einer in einem Schienenfahrzeug (9) installierten Kleinstkläranlage (1), mit einer Hochdruckpumpe (23), anhand der in einer ersten Prozessphase Wasser über eine Hochdruckleitung (c10) Wasser in den Innenraum des Feststoffbehälters (11) ein führbar ist, mit einer Vakuumeinheit (201), anhand der in einer zweiten Prozessphase das in der ersten Prozessphase zugeführte Wasser zusammen mit Feststoffteilen (611) des im Feststoffbehälter (11) gelagerten Feststoffkörpers (610) durch eine Abflussleitung (c30) absaugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prozessrechner (20) vorgesehen ist, mittels dessen a) die einzelnen Prozessphasen steuerbar sind, b) während der zweiten Prozessphase der Transfer der Feststoffteile (611) überwachbar ist, c) die Ausgangssignale (m2) eines akustischen Sensors (24) auswertbar sind, der mit der Abflussleitung (c30) gekoppelt ist und die von den transportierten Feststoffteilen (611) verursachten Geräusche erfasst, und d) anhand der Auswertung der Ausgangssignale (m2) des akustischen Sensors (24) der Abschluss des Transfers von Feststoffteilen (611) zu ermittelbar und die zweite Prozessphase entsprechend beendbar ist. Device (2) for automatically emptying a solids container (11) of a micro sewage treatment plant (1) installed in a rail vehicle (9) with a high - pressure pump (23), in which water is introduced into the interior of the water via a high pressure line (c10) in a first process phase Solid container (11) is feasible, with a vacuum unit (201), based on the supplied in a first process phase, the water supplied in the first process phase together with solid parts (611) of the in the solid container (11) mounted solid body (610) by a drain line (c30) is sucked, characterized in that a process computer (20) is provided, by means of which a) the individual process phases are controllable, b) during the second process phase, the transfer of the solid particles (611) can be monitored, c) the output signals (m2) of an acoustic sensor (24) are evaluated, which is coupled to the drain line (c30) and detects the noise caused by the transported solid particles (611), and d) on the basis of the evaluation of the output signals (m2) of the acoustic sensor (24) the conclusion of the transfer of solid parts (611) to be determined and the second process phase can be terminated accordingly. Vorrichtung (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise im Prozessrechner (20) eine Filterstufe vorgesehen ist, mittels der die von den Feststoffteilen (611) verursachten Signalanteile auswertbar sind und/oder dass eine Zeitmesseinheit vorgesehen ist, mittels der die Länge der zweiten Prozessphase messbar ist.Device (2) according to claim 11, characterized in that preferably in the process computer (20) a filter stage is provided, by means of which the solid parts (611) caused signal components are evaluated and / or that a time measuring unit is provided by means of the length of the second process phase is measurable. Vorrichtung (2) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Messung der Durchflussmenge des über eine Zufuhrleitung (c1) zugeführten Wassers, welches a) in der ersten Prozessphase über Versorgungsleitungen (c1, c11), die Hochdruckpumpe (23) und eine Hochdruck Leitung (c10) dem Feststoffbehälter (11) zuführbar ist, und b) in weiteren Prozessphasen über Versorgungsleitungen (c1, c12, c121) und eine Spülleitung (c30) einem Sammeltank (12) zuführbar ist, ein Fluss-Sensor (22) vorgesehen ist, dessen Ausgangssignale (m1) dem Prozessrechner (20) zuführbar sind, mittels dessen die in den einzelnen Prozessphasen zugeführten Wassermengen nach vorgegebenen oder ermittelten Werten dosierbar sind.Device (2) according to claim 11 or 12, characterized in that for measuring the flow rate of the supplied via a supply line (c1) water, which a) in the first process phase via supply lines (c1, c11), the high pressure pump (23) and a high pressure line (c10) to the solid container (11) can be supplied, and b) in further process phases via supply lines (c1, c12, c121) and a flushing line (c30) can be fed to a collection tank (12), a flow sensor (22) is provided whose output signals (m1) can be fed to the process computer (20), by means of which the quantities of water supplied in the individual process phases can be metered according to predetermined or determined values. Vorrichtung (2) nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckleitung (c10) an eine Düse (4) angeschlossen ist, welche den Wasserstrahl (40) rotierend in den Innenraum des Feststoffbehälters (11) einführt, welcher den Feststoffkörper (610) in Einzelteile (611) zerlegt, die über das Abflussrohr (c30) abtransportierbar sind.Device (2) according to claim 11, 12 or 13, characterized in that the high-pressure line (c10) is connected to a nozzle (4) which rotatably introduces the water jet (40) into the interior of the solid container (11), which contains the solid body (610) broken down into individual parts (611), which can be transported away via the drain pipe (c30). Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (23) zur Abgabe eines pulsierenden Wasserstrahls (40) geeignet ist.Device (2) according to one of Claims 11-14, characterized in that the high-pressure pump (23) is suitable for delivering a pulsating water jet (40).
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