DE3323691A1

DE3323691A1 - Abwasseranlage fuer radioaktiv verunreinigte medien wie zum beispiel faekalien

Info

Publication number: DE3323691A1
Application number: DE3323691A
Authority: DE
Inventors: Lothar 6451 Hammersbach Galler
Original assignee: Wilhelm Roediger and Co Haustechnik 6450 Hanau De GmbH; Wilhelm Roediger & Co Hau GmbH; Wilhelm Roediger and Co Haustechnik 6450 Hanau GmbH
Current assignee: Aqseptence Group GmbH
Priority date: 1983-07-01
Filing date: 1983-07-01
Publication date: 1985-01-10
Also published as: DE3323691C2

Description

STRASSB■& STOFFRBGBN

Patentanwälte · European Patent Attorneys
ΓΗρΙ.-Intr. Joachim Straese. München . Dlpl.-Phys. Dr. Haiie-HerberC Stoffrogen, Hanau

Wilhelm Roediger GmbH & Co. Haustechnik Kinzigheimer Weg 104 6450 Hanau/Main

Zwollirtlckonfltriillp 15 D - 8 0 0 0 M ü η οh «η 2 (Gegenüber dem Piitontmuc) Toloion (OHt)) 2H 2G QQ Telex S 2 2 0 S 4

Am Markt 11, Postfach 2144 D - 6450 H u n ti u 1 Telefon (08 181) 2 43 83 Telex 4184782

Abv/asseranlage für radioaktiv verunreinigte Medien wie zum Beispiel Fäkalien

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abwasseranlage für radioaktiv verunreinigtes Abwasser wie zum Beispiel Fäkalien umfassend zumindest einen zum Sammeln des Abwassers bestimmten Abklingbehälter sowie eine Unterdruckquelle zum Fördern des Abwassers vom Entstehungsort wie zum Beispiel einer Sanitäranlage zum Abklingbehälter hin.

Bei zum Beispiel nuklearmedizinischen Abteilungen wird das zum Beispiel von WC-Anlagen, Urinarien oder Pidets oder auch Duschen oder Waschbecken anfallende Wasser in sogenannten Sammelbehältern oder Abklingbecken aufgenommen, um die Kanalisation für das übliche Abwasser vor radioaktiven Rückständen zu bewahren. In diesen SammeL- oder Abklingbehältern verbleiben die verunreinigten Medien Ln Abhängigkeit von der Halbwertzeit der vorhandenen radioaktiven Substanzen, um anschließend der Kanalisation zugeführt zu werden.

Während dieses Ablagerns in den Abklingbehältern, die offen sind, soll gleichzeitig eine aerobe Verrottung stattfinden. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel über Kompressoren Sauerstoff enthaltende Luft in die Abklingbeckon eingepreßt werden.

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Das Fördern von don Sanitäreinrichtungen zum Abkl ingbehäl ter kann mittels eines Über- oder Unterdrucks erfolgen. Benutzt man daher eine Unterdruckquelle, so müssen die angesaugten gasförmigen Fluide über ein aufwendiges Abscheide- und Filtersystem geführt werden, wobei jedoch nicht gänzlich sichergestellt werden kann, daß die Abluft nicht noch radioaktive Spuren aufweist, die die zulässigen Werte überschreiten .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abwasseran I age der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß mit konstruktiv einfachen Mitteln ein einfaches Fördern des radioaktiv verunreinigten Abwassers wie zum Beispiel Fäkalien in den Abklingbehälter erfolgen kann, daß ein problemloses energiegünstiges aerobes Verrotten während des Lagerns im Abklingbehälter gegeben ist und daß sichergestellt ist, daß die an die Umgebung abgegebene Luft nur im vertretbaren Umfang radioaktive Spuren aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Unterdruckquel Ie über den druckfest geschlossen ausgebildeten Abk I i nqbehäl ter mit dem Entstehungsort verbunden ist, und daß von dem Aggregat angesaugtes gasförmiges Fluid dem Abklingbecken wieder zuführbar ist. Dabei ist vorzugsweise die Unterdruckquelle eine Vakuumpumpe wie eine Flüssigkeitsringpumpe, dessen Saugseite mit dem oberen ι Bereich des Abklingbehälters und dessen Druckseite mit dem unteren Bereich des Abklingbehälters verbindbar ist.

Es wird demzufolge erfindungsgemäß eine Abwasseranlage vorge- !

schlagen, bei der das das Abwasser fördernde gasförmige Fluid (Luft) :

im Kreislauf über den Abk I inqbehäl ter zur Vakuumpumpe geführt wird, ι um von dieser wahlweise an einen Abluftkanal abgegeben oder zurück

zum Abklingbehälter gesaugt zu werden. Letzteres erfolgt dann, wenn ' die mit der Druckseite der Vakuumpumpe verbundene Leitung in einen

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. Bereich des Abki ingbehäl ters mündet, der bereits von angesammeltem radioaktiv verunreinigtem Abwasser wie zum Beispiel Fäkalien bedeckt ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß an die Umgebung weitgehend nur zu Beginn des Füllens eines Abkl ingbehäl ters angesaugte Luft abgegeben wird, so daß die Gefahr eine radioaktiven Verseuchung kaum gegeben sein dürfte. Durch das aufgrund des im Abklingbehälter oberhalb der fviedien vorhandenen Unterdrucks erfolgende Ansaugen der der Druckseite der Vakuumpumpe zu entnehmenden Luft wird des weiteren der Vorteil erzielt, daß der zum aeroben Verrotten erforderliehe Sauerstoff das Ahvvasser gut durchdringt. Gleichzeitig erfolgt ourch das Aufsteigen der Luft aus dem Abwasser ein Umwälzens, welches im gewünschten Umfang unabhängig von der Benutzung von zum Beispie! Sanitäranlagen erfolgen kann.

So ,.iinn bei geschlossener Zuleitung von den Sanitäran lagen zum AbK i i ngbehäl ter ein Kreislauf über die Vakuumpumpe herqestellt werden, um vom Abklingbehälter abgesaugte Luft diesem wieder zuzu führen. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß die Vakuumpumpe vorzugsweise in Form von Flüssiqkei tsrinqpumpen häufiger in Betrieb ge-

':0 nommen werden, so daß Ablagerungen im Pumpenbereich nur in verschwindendem Umfang auftreten, also eine hohe Lebensdauer gewährleistet ist. Würde dagegen eine entsprechende Zirkulation nicht möglich sein, so wird die Wasserringpumpe nur dann in Betrieb gesetzt, wenn der im Abklingbehälter vorhandene Unterdruck nicht mehr aus-

~5 reicht, um Abwasser anzusaugen, da andernfalls bei zu häufigem Einschalten der Pumpe zu viel Abluft an die Umgebung abgegeben würde, also die in der Abluft vorhandenen Abscheider und Filteranlagen unnötig belastet wurden.

Nach einer hervorzuhebenden Ausgestal tunq der Erfindung wird das von der Druckseite der Vakuumpumpe stammende gfisförmige Fluid über an ihren freien Enden Fluidaustrittsöffnunqen aufweisende Lanzen im Bodenbereich des Abklingbehälters einqeleitet, wodurch die

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angesprochene Umwälzung verstärkt wird. Dabei können die Lanzen wahlweise durch die Behälterhauptachse oder versetzt zu dieser verlaufen. Ersteres würde ein Umwälzen des Rehäl terinha I ts durch zwei einander entqegengerichtete Strömungen bewirken.

Bevorzugt ist die Anordnung der Lanzen derart gewählt, daß ein Wiederzuführen des gasförmigen Fluids in den Abk I inqbehäl ter erst nach Bedecken der Austrittsöffnungen erfolgt und daß ein weiteres Fördern des radioaktiv verunreinigten Abwassers dadurch unterbunden ist, daß der durch die Höhe des angesammelten Abwassers bezogen ι uf die Austrittsöffnungen der Lanzen hervorgerufene Druck gleich ocer größer ist als der Atmosphärendruck abzüglich des oberhalb der Medien herrschenden Drucks. In diesem Fall wird über die Lanzen keine weitere Luft mehr angesaugt, welches ein Signal auslösen kann, um dem Betreiber anzuzeigen, daß der Abkl inqbehäl ter gefüllt ist. Neben diesen von dem Fluidkreislauf abgeleiteten Signalen sind weitere Überwachungsorgane vorhanden, die mechanisch oder elektronisch benötigt werden und gleichfalls anzeigen, welche Füllstandshöhe der Behälter aufweist.

Um einen kontinuierlichen Betrieb einer Abwasseranlage für radioaktiv verunreinigtes Abwasser zu gewährleisten, sind vorzugsweise mehrere Abklingbehälter leitungsmäßig parallel zueinander angeordnet, um diese nacheinander beschicken zu können und um die in einem Abklingbehälter gesammeltes Abwasser in Abhängigkeit von der Halbwertzeit der radioaktiven Substanzen hinreichend ablagern zu können.

Ein Verfahren zum Entfernen und anschließendem aeroben Verrotten von in einen Abklingbehälter einbringbaren radioaktiv verunreinigtes Abwasser wie Fäkalien zeichnet sich durch die Verfahrensschritte

- Entfernen der Medien durch in dem geschlossen druckfest ausgebildeten Abklingbehälter vorhandenen Unterdruck und Sammeln in

diesem, ..,..■

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Zuführen von Sauerstoff enthaltendem gasförmigen Fluid in den Abklingbehälter mittels des Unterdrucks und

Umwälzen des Abwassers durch das im ßodenbereich des Abklingbehälters angesaugten Fluids.

Ein solches Verfahren ist unabhängig von der Art der Unterdruckquelle oder des Einbringens des Fluids durchführbar und stellt sicher, daß ein einfaches ^C5rdern der verseuchten Medien und ein optimales aerobes Verrot:on gegeben ist, ohne daß man Gefahr laufen muß, daß die mit der. radioaktiv verseuchten Abwasser geförderte Luft unnötig die Umwelt belastet.

Weitern einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben "iZ sk .us dem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel.

Die beispielhaft von einer WC-Anlage 10 oder sonstigen sanitären Einrichtung einer nuklearmedizinischen Abteilung stammenden radioaktiv verunreinigten Abwasser wie zum Beispiel Fäkalien werden über

-10 eine Leitung 12 wahlweise einem ersten Abklingbehälter 14 oder einem /.weiten Abklingbehälter 16 zugeführt. Dabei sind die Abk I ingbehäl ter 14 und 16 gegenüber dem Atmosphärendruck verschlossen und druckfest ausgebildet. Um die Abwässer in die Abklingbehälter 14 und 16 fördern zu können, wird in diesen ein Unterdruck mittels einer

■-'j Vakuumeinrichtung 18 ausgebildet, die im Ausführungsbeispiel aus zwei parallel zueinander geschalteten Flüssigkeitsringpumpen 20 und 22 besteht. Die Verbindung zwischen den Abk I ingbehäl tern 14 bzw. 16 und der Vakuumeinrichtung 18 erfolgt über ein Leitungssystem 24. Für die Funktionstüchtigkeit der Pumpen 20 und 22 muß im Pumpen inneren

>ίΰ stets eine Flüssigkei tsvorlcige gegeben sein, die Wnsscrvorl agebehältern 26 und 28 zu entnehmen ist, die ihrerseits automatisch über einen Behälter 30 mit Frischwasser versorgt werden, um die Wassermenqen zu ersetzen, die beim Betrieb mitgerissen und in den Vorlage-

b^hältern 26 und 28 nicht verbleiben.
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Wie die Sauqseiten der Pumpen 20 und 22 sind auch deren Druckseiten , über ein in den Abkl inqbehäl tern 14 und 16 mündendes Leitungssystem 3CL verbunden, welches die Wasservorlagebehälter 26 und 28 durchsetzt. Das Leitungssystem 32 mündet im Ausf ührungsbeispie! über Lanzen 34 im Bodenbere.ich der Abk I inqbehäl ter 14 und 16. Ferner geht von der Leitung 32 eine Abzweigung 36 aus, die zum Beispiel über einen Tropfenabscheider 38 oder ein Aktivkohlefilter 40 mit einer Entlüftungseinrichtung 42 verbunden ist, um gegebenenfalls über die Leitung 32 und 36 strömende Luft an die Umgebung abgeben zu können. 10

Die aus den Tropfenabscheidern abgeschiedenen Fl üssigkei tsmenqen können -wie durch Pfeile angedeutet- der Wasservorlage fijr die Wasserringpumpen 20 und 22 zugeführt werden.

Ferner ist der zeichnerischen Darstellung zu entnehmen, daß fiber Leitungen 44 bzw. 46 mittels nicht näher bezeichneter Pumpen der Inhalt der Abklingbecken 14 und 16 abgepumpt und zum Beispiel der üblichen Kanalisation 48 zugeführt werden kann. Gegebenenfalls kann zwischen den Abklingbehältern 14 und 16 eine absperrbare Notfallverbindung 50 bestehen, die dann aktiviert wird, wenn zum Beispiel der Behälterinhalt von einem Behälter in den anderen Behälter umgepumpt werden muß, sofern die Lagerung noch nicht ausgereicht hat, um den Inhalt in die Kanalisation 48 abgeben zu können.

Nachstehend soll die Funktionsweise der erfindungsqemäßen Abwasser- , anlage beispielhaft erläutert werden. ··> ^:

Nach Benutzung der WC-Anlage 10 wird zum Beispiel über handbetätiqte. Membranventile 52 die Verbindung zu einem der Abklingbehälter 14 und 16 hergestellt, in dem sich ein Unterdruck befindet, der ausreicht, um den WC-lnhait absaugen zu können. Der Unterdruck in den Behältern 14 bzw. 16 wird über die Leitung 24 durch eine der

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VVasserringpumpen 20 oder 22 aufgebaut (Das Vorhandensein von zwei Wasserringpumpen 20 und 22 ist zwar grundsätzlich nicht erforderlich, jedoch sollten aus Sicherheitsgründen mindestens zwei Pumpen Darallel zueinander geschaltet sein, um im Störfall einer Pumpe zumindest mit der anderen Pumpe weiterarbeiten zu können).

Die von einer der Wasserringpumpen 20 oder 22 angesaugte, die Förderung der Fäkalien bewirkende Luft qelangt bei einem leeren Rehälter 14 bzw. 16 über die Leitung 32 und 36 zur Entlüftung, wobei vorher der Tropfenabscheider 38 und das Aktivkohlefilter 40 durchströmt werden müssen, damit radioaktive Substanzen weitgehend zurückbehalten werden. Sobald sich jedoch der in Betrieb genommene Behälter 14 bzw. 16 in dem Umfang gefüllt hat, daß die Luftaustrittsöffnungen aufweisenden freien Enden der Lanzen 34 bedeckt sind, so wird die Verbindung zu der Leitung 36 geschlossen oder zumindest soweit gedrosselt, daß aufgrund des in dem Behälter 14 bzw. 16 vorhandenen Unterdrucks die an der Druckseite der Pumpe 20 oder 22 vorhandene Luft über die Lanzen 34 angesaugt werden kann. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß das gesammelte Abwasser wie Fäkalien

•-^u den zur aeroben Verrottung erforderlichen Sauerstoff in hinreichendem Umfang erhält. Durch das Aufsteigen der Luftblasen von den Lanzenspitzen an die Oberfläche des radioaktiv verunreinigten Abwassers ergibt sich des weiteren der Vorteil, daß ein Umwälzen des Inhalts erfolgt, wodurch letztendlich der Verrottungsprozeß aktiviert wird.

Schließlich ist von Vorteil, daß die dem Abwiisser zugeführte Luft bereits eine Temperatur aufweist, dio in etwa der des Abwassers selbst entspricht, so daß der Prozeß energetisch überaus günstig

abläuft.
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Durch den von dem in Betrieb genommenen Abklingbecken 14 oder 16 ausgehenden über die Leitung 24 zu c\er Wa.ssorringpumpp 20 oder 22 und anschließend über die Leitung 32 und über dio Lanzen 34 zurück

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in den Behälter 14 oder 16 qebildeten geschlossenen Kreislauf wird unter anderem sichergestellt, daß an die Umgehung über die Entlüftunq 42 nur ein überaus geringer Anteil der Luft abgegeben wird, der mit radioaktiven Substanzen in Berührung getreten sein kann. Ferner wird aufgrund des Kreislaufs ohne zusätzliche Aggregate wie zum Beispiel einem Kompressor dem aerob zu verrottenden Abwasser der erforderliche Sauerstoff zugeführt. Während dieses Prozesses findet gleichzeitig ein Umwälzen des Behälterinhaltes statt.

Sobald ein Abklingbehälter 14 oder 16 im gewünschten Umfang gefüllt ist, kann der andere Behälter in Betrieb genommen werden, um den Inhalt des ersten Behälters entsprechend der Halbwertzeiten der radioaktiven Substanzen ablagern zu können, damit eine anschließende Entleerung an das Kanalnetz 48 über die Leitung 44 bzw. 46 erfolgen kann.

Durch die Verwendung der Vakuumpumpen 20 und 22 zum Durchsetzen des Abwassers mit Sauerstoff enthaltender Luft ergibt sich des weiteren der Vorteil, daß Pumpen häufiger betätigt werden im Vergleich zu einem Betrieb, bei dom diese nur zur Aufrechterhaltung des in den Behältern 14 bzw. 16 erforderlichen Unterdrucks, der im Größenbereich von 0,3 bar liegen dürfte, ausgebildet werden. Durch das häufigere Benutzen ist dagegen sichergestellt, daß Schmutzablagerungen in dem Gehäuse aufgrund der kurzen Betriebspausen kaum auftreten können, so daß im Endefekt trotz hoher Betriebszeit eine länqere Lebensdauer gegeben sein dürfte. Auch bietet die erfindunqsqemäße Anlage wartungstechnisch gesehen geringere Probleme als bekannte Anlagen, bei denen die verwendeten Abklingbehälter mit der Atmosphäre verbunden sind, da in diesem Fall die dem Behälter entnommene Luft stets an die Umgebung abgegeben wird, so daß ein vorheriges Durchlaufen von Trockenabscheidern und/oder Aktivkohlefiltern erfolgen muß, die dadurch einem hohem Verschleiß ausgesetzt sind.

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Sind im Ausführungsbeispiel zwei Abkl inqbecken 14 und 16 darqestellt, die leitungstechnisch parallel zueinander qeschaltet sind, so können diese in der Praxis durch einen oder mehrere ersetzt werden.

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Claims

STJiASSE & STOFFHFi(JEN

I'lUmitmiw/llU· · Ιβιιΐ·ι>ρ«·ιι·ι l'iUoiU Auoriic-yH ί. Jonohiin SlrnsHO, Mftnolion . nipl.-l'liyn. ]>r. IliiiiH-I Icrborl Stciffrogon, Hain

Wilhelm Roediger GmbH & Co. Haustechnik Kinzigheimer Weg 104 6450 Hanau/Main

V, w ο I b r 0 <· k on H t r M Ii r> 1 Π 1) - HOOO M (ι η c !ι ο ii 2 ((Jo^onübor dom l'ntciitmnt) Tolofon (OHl)) 2ü 'J 5 f>() T ο 1 « χ B 2 2 0 !> Λ

Aiii Mnrkt 11, l'oHtfrieh 2144 IJ - (5 4 13 0 Il a η ii U 1 Telefon ((Xi IHl) 2 43 8;) To) ox 41847Ha

Patentansprüche:

Abwasseranlage für radioaktiv verunreinigtes Abwasser wie zum Beispiel Fäkalien umfassend zumindest einen zum Sammeln des Abwassers bestimmten Abklingbehälter sowie eine Unterdruckquelle zum Fördern des Abwassers von einem Entstehungsort wie zum Beispiel einer Sanitäranlage zum Abklingbehälter hin,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Unterdruckquelle (18, 20, 22) über den druckfest und geschlossen ausgebildeten Abklingbehälter (14, 16) mit dem Entstehungsort (10) verbunden ist und daß von der Unterdruckqueile angesaugtes gasförmiges Fluid dem Abklingbehälter wieder zuführbar ist.

Anlage nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Unlerdruckquelle (18) eine Vakuumpumpe (20, 22) vorzugsweise in Form einer Flüssigkeitsringpumpe ist, dessen Saugseite mit dem oberen Bereich des Abklingbehälters (14, 16) verbunden und dessen Druckseite mit dem unteren Bereich des Abklingbehälters verbindbar ist.

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3. Anlage nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß das von der Vakuumpumpe (18) stammende Fluid über an ihren freien Enden Fluidaustrittsöffnungen aufweisende Lanzen ", (34) in den Bodenbereich des Abklingbehälters (14, 16) zur

Umv/älzung des vorhandenen Abwassers einleitbar ist.

4. Anlage nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Lanzen (34) derart angeordnet sind, daß eine Wiederzuführung des gasförmigen Fluids in den Abklingbehälter (14, 16) erst nach Bedecken der Austrittsöffnungen der Lanzen erfolgt und daß ein Fördern des Abwassers dadurch unterbunden ist, daß der von der Abwassersäule hervorgerufene Druck bezogen auf die

Ιί Austrittsöffnungen gleich oder größer ist als der Atmosphärendruck abzüglich des oberhalb des Abwassers herrschenden Drucks.

5· Anlage nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

..^:1 daß die Lanzen (34) gegenüber der Behälterhauptachse versetzt

angeordnet sind.

6. Anlage nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß zumindest zwei Abklingbehälter (14, 16) vorgesehen sind, die leitungsmäßig parallel zueinander angeordnet sind.

7. Anlage, nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß zumindest zwei parallel zueinander geschaltete Vakuumpumpen

(18) vorgesehen sind.

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8. Verfahren zum Entfernen und anschließendem aeroben Verrollen von in einen Abklingbehälter einbringbarem radioaktiv verunreinigtem Abwasser,

gekennzeichnet durch

- Entfernen des Abwassers durch in den geschlossen druckfest

ausgebildeten Abklingbehälter vorhandenen Unterdruck und Sammeln in diesem,
- Zuführen von Sauerstoff enthaltendem gasförmigen Fluid in den Abklingbehälter mittels des Unterdrucks und

- Umwälzen des Abwassers durch das im Bodenbereich des Abklingbehälters angesaugtes Fluid.

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