用于处理不同废物流的方法和系统的制作方法

专利名称：用于处理不同废物流的方法和系统的制作方法
用于处理不同废物流的方法和系统本发明涉及用于处理护理机构(例如，医院、养老院、疗养院等等)中的多个不同 废物流的方法。本发明还涉及用于处理护理机构中的多个不同废物流的系统。这样的废物流可以包括许多不同种类的材料。最基本的是收集在便壶和尿壶中 的尿液和粪便。人们习惯将尿液和粪便投入抽水马桶中并且通过公共下水道系统(sewage system)将它们处理掉，然后这些废物将被排放到地表水上，可选地在用于公共污水的净化 装置(RWZI)中的净化处理之后排放到地表水上。这种方式的缺点是必须单独地清洁便壶 和尿壶，这是浪费和劳动密集的，此外增加了污染的风险。第二个缺点是尿液和/或粪便中 包含的任何医药和/或有毒的物质可能最终释放到地表水中的事实。为了克服第一个缺点，美国文档US 6351858B1公开了一种将粪便和尿液收集在 容器中并且将这些容器连同容器内的容纳物收集起来的方法。将这些容器置于手推车上并 送到粉碎机上。然后，粉碎机通过添加均质(homogenizing)液体(例如，水)粉碎容器(连 同容器的容纳物)。将组合物排放到公共下水道系统，可选地在过滤之后排放到公共下水道 系统。虽然公知的方法可能对护理机构内的卫生具有积极效果，但是没有克服可能将医药 和/或有毒的物质释放到环境中的上述第二个缺点。此外，公知的方法仍然需要收集容器 和通过运输车辆将所收集的容器物理搬移到位于护理机构建筑物内的粉碎装置。然而，有更多需要在护理机构中被处理的废物流。另一种废物流由厨房垃圾形成。 这种厨房垃圾通常没有受到污染，也就是说不包含对环境有害的医药和/或有毒的物质， 并且可通过垃圾袋带到垃圾堆处或者通过用于蔬菜、水果和庭院垃圾的容器带到工业堆肥 厂。收集厨房垃圾，将其装进垃圾袋或者用于蔬菜、水果和庭院垃圾的容器中，并且通过卡 车将垃圾袋运输到垃圾堆或者工业堆肥厂是浪费和劳动密集的。又一种废物流由从理机构中使用水(例如，洗澡水和/或淋浴水或者厨房用水) 的部门产生的废水构成，该废物流通常通过下水道系统被排放。但是，这种洗澡水和/或淋 浴水经常受到例如来自于病人汗水的医药和/或有毒物质的污染。然后，以这种方式污染 的污水可能没有经过净化或者至少没有经过充分的净化就进入环境中。又一种废物流由对病人的治疗产生的废物形成，例如药品、绷带等等。这种废物可 能受到污染，也就是说该废物包含相对高浓度的医药、细菌和病毒感染的材料和/或有毒 物质，排放这种未经过处理的废物具有严重的后果。首先，倾倒该废物处的环境严重变坏。 如果这种废物到达污水净化装置(RWZI)，那么必须采取额外的措施除去这种废物。这将意 味着必须处理全部量的废物、以及该废物的较少污染组分，这导致高的成本。因此，这种废 物不是通过下水道系统排放，而是与其它废物严格分开排放。当前，必需将特定的医疗废物 (SHW)(还由废弃物质的欧洲列表的Eural代码18提及)放置在特殊的容器内并且在适合 于焚烧医疗废物的特殊焚烧炉内处理掉。如上面所解释地，护理机构产生不同的废物流。一些废物流通过通常的下水道系 统排放，其它的废物流被单独地收集起来并通过单独的程序排放。本发明的一个目标是使废物流的处理更有效，因此，可以在不妥协卫生的情况下 降低护理机构的开支。
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本发明的另一个目标是使废物流的处理更卫生。此外，目标是对来自被污染、有毒、医药(medicinal)、细菌、病毒和/或激素的物 质以及也由污水净化装置净化的其它物质的废水的质量进行净化，使得所述废水的质量显 著地提高，如果希望，那么净化后的水还具有足够的质量排放到地表水中。这些目标中的至少一个由用于处理多个不同废物流的方法、通过护理结构的本地 净化系统实现，其中，所述废物流包括至少一个第一废物流，基本上包括粪便和尿液；以及 第二废物流，基本上包括置于容器内且包含医药和/或有毒物质的废物，所述方法包括-通过管道系统的管道排放第一废物流和第二废物流，所述废物流在不同的位置 处被馈给管道系统的对应管道；-使废物流通过用于粉碎废物和容器的一个或多个粉碎设备；-从以这种方式得到的所述废物流分离实际的废物和容器材料；-将实际的废物馈给净化装置并且对存在于实际的废物中的液体成分进行净化。所述净化系统是本地的，这意味着其设置于护理结构内或者护理机构的附近，此 外，净化系统可以容易地连接到公共下水道系统或者连接到地表水。凭借根据本发明的净 化系统的某些实施方式产生的排放流的极低程度的污染，使得将净化系统连接到地表水变 成可能。发明人已经得到惊人的发现，即能够容易地共同处理和净化在护理机构中通常应 当严格保持分离的两个或更多的废物流。一旦发明人得到该发现，那么很明显，共同处理所 述废物流具有许多优点。例如，因为使第一和第二废物流通过对两个废物流来说相同的至 少一个净化设备，在一些实施方式中还能够使废物流通过同样的粉碎设备，所以能够显著 地降低净化废物流的成本。可以单独地将不同的废物流引入管道系统内，以在进一步的步骤中在所述管道系 统中使其彼此混合。例如，能够在进入系统的入口处直接执行混合，从而对废物流的混合物 执行粉碎处理。在另一个实施方式中，首先，例如通过使废物流依次通过相同的粉碎设备或 者通过使废物流中的每一个通过单独的粉碎设备，单独粉碎废物流，接着才使所述废物流 彼此混合。然后，对不同废物流的混合物执行随后的分离步骤。依赖于废物流的类型，还可 能省略粉碎步骤。例如，当处理淋浴水和/或洗澡水时，可以省略粉碎步骤。此外，根据本发明，不再分离容器和实际的废物。也就是说，粪便和/或尿液与容 器(例如，便壶)一起排放，这意味着对容器的昂贵处理完全变成多余的。该容器被制成为 一次性的。根据本发明，能够在不同位置处(例如，在每个部门内)将废物馈给管道系统。作为第一步，直接在入口处粉碎第一和第二废物流，从而能够没有任何风险地将 废物引入管道系统内，因而不用担心阻塞。随后，优选地在中央位置处，对来自不同入口的废物进行分离处理。在这种分离处 理过程中，将容器材料与实际的废物流分离。将包含尿液、粪便、药物等等的实际废物流馈 给净化装置，在经过处理之后，得到可被再利用(如果希望)的净化水，但是至少可以在不 造成环境破坏的情况下排放到下水道系统。所述净化装置可包括生物膜反应器、即对释放 的液体进行膜过滤以保证纯度的反应器。可能定期地排放积累的任何沉淀物。但是，沉淀 物的数量是非常小的并且不会造成实质的开销。除了通过生物膜反应器进行净化之外或者 代替通过生物膜反应器进行净化，还可以使用例如可基于过滤的其它净化技术。还能够使
5用一连串的几个过滤系统。如果所使用的容器材料基本上由塑料材料构成，那么该塑料材料在经历粉碎和分 离处理之后被清洗，并且可被排放以被再利用。可将由这个过程产生的冲洗水馈给净化装置。如果容器材料包含生物可降解的物质(例如，基于PLA的物质)，那么在与实际废 物分离之后，同样优选地执行净化。在这种情况中同样可将冲洗水馈给生物反应器。可在 发酵罐中对所产生的相对清洁的PLA进行发酵处理。还可能馈入来自例如医院的厨房等等 的废物流。这种废物流将同样优选地被预先粉碎。在发酵过程中，释放了固体/液体材料和气体。该气体可用于加热目的，例如，用 于加热发酵罐和/或用于生成动力。优选地，将固体/液体材料分离成硬组分和非硬组分。 可将硬组分制成堆肥，可将非硬组分馈给净化装置的入口。使用本发明，能够以连续的方式 处理废物流，而产生的物质通常可以被有效地再利用，从而对所产生的物质的处理不需要 高成本。优选地，在所述净化装置中发生生物膜过滤，尤其是超滤作用、纳米过滤、渗透作用 和/或超滤，接着实现附加的过滤技术，例如氧化、紫外线过滤和活性炭过滤等等。附加过 滤的目的是除去膜过滤器没有滤除的物质，例如，重金属和/或有毒物质。本发明还涉及护理机构的、用于处理多个不同废物流的净化系统，其中，所述废物 流包括至少一条第一废物流，基本上包括粪便和尿液；以及第二废物流，基本上包括置于容 器内且包含医药和/或有毒物质的废物，所述净化系统包括具有多个入口的管道系统，所 述管道系统的多个入口设置在护理机构的不同位置处并且连接到至少用于第一和第二排 放流的出口 ；一个或多个粉碎设备，通过管道连接到每个所述入口，用于粉碎来自所述排放 流的废物和容器，粉碎设备的出口连接至用于从废物流分离实际的废物材料和容器材料的 分离设备；净化装置，连接至分离设备的、用于实际废物材料的出口。下面将通过两个示例性实施方式更详细地解释本发明，其中

图1图解地示出了本发明的用于不可生物降解的容器的第一变体；以及图2示出了本发明的用于生物可降解容器的变体。图1中，标号1表示根据本发明的系统的第一变体。这种系统优选地用于护理机 构中或者在例如医院、养老院等对人进行特别护理的另外的机构中。在护理的过程中产生了废物，例如粪便等等，废物和废物的容器一起通过位于各 个部门内的入口 2被排放。管道系统连接至可输送废物的入口。术语“管道”在该上下文中 被理解为指任何形式的管子、竖井、管道和导管等等。粉碎设备3直接位于入口 2的下游。 废物在被粉碎之后，能够容易地通过管道系统。优选地，提供了不同入口流进其内的中央分 离设备4。在该分离设备中将实际的废物(粪便等等)与容器、即容器材料分离。将实际的 废物馈给净化装置5。目前构成最大部分的液体材料(水)在经过进一步的分离之后在15 处被排放，并且可被再利用(如果希望)。顺便说一句，排放到下水道系统不会造成任何的 环境破坏，从而不必支付额外的环境税。将容器材料流输送到净化设备6。用清洗液(例如，冲洗水)处理塑料材料或者其 它材料，该冲洗水可以是例如从出口 15流出的冲洗水。随后，将冲洗水与经过处理的材料 分离，使该冲洗水经由管道14返回至净化装置5。经过处理的容器材料经由出口 7被排放 以被再利用。
与现有技术相比，上述方法不会产生大量的、处理起来非常昂贵的污染废物。图2示出了本发明的一个变体。在这种情况下，该系统整体由标号31表示，废物 通过入口 32提供。与图1的实施方式相比，废物的容器部分包括生物可降解的材料，例如， 类似于纸的材料、生物可降解的塑料(例如，PLA塑料)。这些材料以上面描述的方式在粉 碎设备33中被粉碎并且集中地馈给分离设备34，在分离设备34处，再一次将实际的废物 流与容器材料分离。将实际的废物流馈给净化装置35，将在该过程中释放的水经由出口 45 排放以被再利用。在分离设备34中释放的生物可降解材料最初在净化设备36中以上面描述的方式 被处理。在这种情况下，同样将所使用的、可能来自出口 45的冲洗水再一次馈给净化装置 35。将经过处理的容器材料通过管道37馈给发酵罐38。还能够通过入口 39和另外的粉碎 设备40将厨房垃圾馈给发酵罐38。发酵罐38内的发酵产生热/气体，这个热/气体可用于加热发酵罐38和/或用 于生成动力，以促进发酵罐内微生物的降解过程和条件。将固体/液体废物流馈给分离器 41，在分离器41处，将硬组分(hardcomponent)滤出并排放以制成堆肥42。如果希望，还执 行加热步骤，以通过加热使硬组分中的任何细菌无害。将包含液体的较软组分经由管道43 馈给净化装置。上面的变体示出了根据发明观点可能有很多变体。可能添加步骤和/或跳过步 骤。所有变体被权利要求的范围所覆盖，除了独立权利要求以外，还明确地要求从属权利要 求主题的权利。上面，已经论述了通过粉碎包含废物的容器得到的废物流。但是，描述的设备不限 于仅处理这种类型的废物流。还可能在将被处理的废物流中携带在图2中由标号47表示 的来自于淋浴、厕所和厨房的水。这种设备通过管道46连接至管道系统。实际上，护理机构中所使用的且到目前为止在污水管道系统中被排放的所有水可 通过这种方式被处理。已经提及的实施例之一是淋浴水。当其体汗包含医药或激素废弃物 质或者其它有害物质(例如，化学有毒的试剂)的病人接受淋浴或者淋浴时，这些物质最终 包含在淋浴水中。然后，根据本发明，这些物质可类似地在净化装置中被除去。本发明不限于上面描述的优选实施方式。保护范围由允许进行大量修改的权利要 求的保护范围确定。
权利要求
一种用于通过护理机构的本地净化系统处理多个不同废物流的方法，其中，所述废物流包含至少一个第一废物流，基本上包括粪便和尿液；以及第二废物流，基本上包括置于容器内且包含医药和/或有毒物质的废物，所述方法包括-通过管道系统的管道排放所述第一废物流和所述第二废物流，所述废物流在不同的位置处被馈给所述管道系统的对应管道；-使所述废物流通过用于粉碎所述废物和所述容器的一个或多个粉碎设备；-从以这种方式得到的所述废物流分离实际的废物和容器材料；-将所述实际的废物馈给净化装置并且对存在于所述实际的废物中的液体成分进行净化。
2.如权利要求1所述的方法，包括用清洗液处理所分离的容器材料；将所述清洗液排 放至所述净化装置；以及排放所分离和经处理的容器材料。
3.如权利要求2所述的方法，包括在发酵罐中发酵所排放和经处理的容器材料。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述废物流还包含基本上包括淋浴水和/或洗澡水 的第三废物流。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述废物流还包含基本上包括食物的第四废物流。
6.如前面权利要求中的一项所述的方法，其中，所述不同的废物流被单独地馈给所述 管道系统并且在所述管道系统中彼此混合。
7.如权利要求6所述的方法，包括首先粉碎所述第一废物流和所述第二废物流，然后 混合被粉碎的第一废物流和第二废物流。
8.如权利要求7所述的方法，包括在粉碎所述第一废物流和所述第二废物流之后，将 被粉碎的第一废物流和第二废物流与未经粉碎的另一废物流混合。
9.如前面的权利要求中的一项所述的方法，其中，所述容器包括生物可降解的材料并 且被馈给所述净化装置。
10.如权利要求9所述的方法，其中，使所述容器的所述生物可降解材料在馈给所述净 化装置之前发酵。
11.如权利要求10所述的方法，还包括发酵所述第四废物流。
12.如权利要求3、10或者11所述的方法，其中，在发酵过程中产生的热量用于加热发 酵罐中的所述废物流和/或用于动力生成。
13.如权利要求3、10-12中的一项所述的方法，其中，从在发酵过程中产生的、馈给所 述净化装置的所述废物流中除去硬组分。
14.如前面的权利要求中的一项所述的方法，其中，在粉碎之后，将所述废物中不可生 物降解物质的材料与生物可降解物质的材料分离，所述生物可降解的物质单独地从所述生 物反应器/发酵中被排放。
15.如前面的权利要求中的一项所述的方法，其中，净化所述废物流的所述液体成分包 括膜过滤。
16.一种护理机构的、用于处理多个不同废物流的净化系统(1，31)，其中，所述废物流 包括至少一个第一废物流，基本上包括粪便和尿液，以及第二废物流，基本上包括置于容 器内且包含医药和/或有毒物质的废物，所述净化系统包括具有多个入口(2，32)的管道系统，所述多个入口(2，32)能够设置在所述护理机构的不同位置处并且连接至至少用于所述第一排放流和所述第二排放流的出口 ；一个或多个粉碎设备(3，33)，通过管道连接到每个所述入口，用于粉碎来自所述排放 流的所述废物和所述容器，所述粉碎设备的出口连接至用于从所述废物流分离实际的废物 材料和容器材料的分离设备(4，34)；净化装置(5，35)，连接至所述分离设备(4，34)的、用于所述实际的废物材料的出口。
17.如权利要求16所述的净化系统，其中，所述分离设备包括用于排放所述容器材料 的另一出口，所述用于排放所述容器材料的出口连接至用于通过清洗液处理所分离的容器 材料的净化设备。
18.如权利要求17所述的净化系统，其中，所述净化设备设置有用于将废物清洗液排 放到所述净化装置的第一排放口和用于排放所分离和经处理的容器材料的第二排放口。
19.如权利要求16、17或者18所述的净化系统，其中，发酵罐(38)连接至所述分离设 备的、用于所述容器材料的所述第二出口。
20.如权利要求19所述的净化系统，其中，所述发酵罐包括用于第四废物流的入口，所 述第四废物流基本上包括食物。
21.如权利要求16-20中的一项所述的净化系统，其中，所述管道系统包括至少一个另 一入口(47)，所述另一入口(47)连接至排放所述第三废物流的耗水设备(46)，所述耗水设 备特别地是淋浴设备和/或厕所和/或厨房。
22.如权利要求16-21中的一项所述的净化系统，其中，具有用于排放分离的液体的第 一出口和用于排放所述废物的剩余物的第二出口的液体分离器(41)被设置在所述发酵罐 内或者所述发酵罐的下游，所述第一出口连接至所述净化装置(35)。
全文摘要
用于处理护理机构中废物流的方法和系统。废物装在容器中，例如便壶和用于液体和其它类废物的其它容器。根据本发明，这种废物可在不同位置(2)(部门)提供并且立即被粉碎(3)。接下来是分离步骤(4)，在分离步骤中，将废物流分离成容器材料和实际废物。将例如尿液和粪便的实际废物馈给生物反应器，在该生物反应器中净化水，如果希望，则该水可被再利用。如果容器材料是生物可降解的，那么可对容器材料执行发酵(38)步骤。在此过程中释放的热和气体可以用于加热发酵罐的容纳物和/或动力生成。还能够将可选地已经被粉碎的厨房垃圾馈给发酵。可以将离开发酵的流分成硬组分和较软组分，该硬组分被滤除且被制成堆肥，该较软组分可被馈给净化装置(5)。
文档编号B09B3/00GK101883644SQ200780100569
公开日2010年11月10日 申请日期2007年9月10日 优先权日2007年9月10日
发明者爱得华多-亚历山大·万登伯格 申请人:法玛弗特公司