用于处理来自坐便器的废水的装置及包括这种装置的卫生单元

技术领域和现有技术

本发明涉及一种用于处理来自坐便器的废水的装置和包括这种装置的卫生单元。

在卫生设施领域，控制水的消耗是反复出现的问题，其影响是经济和生态的。

更具体地，关于坐便器或抽水马桶(在下文描述中由首字母缩略词“WC”指示)的领域，由于世界人口的增加，世界上能够使用具有冲洗系统的WC的人数不断增加。

为了控制这种消耗，现有技术的许多解决方案旨在减少冲洗系统运行所需的水量。

现有技术的另一个解决方案是文献US 5 045 188中提到的解决方案，该解决方案提供了一种装置，该装置包括完整卫生单元，还包括WC和用于使来自WC的废水再循环的回路。

然而，这种单元有几个缺点。

首先，废水处理装置的设计特别复杂。

该装置还包括安装在WC桶座下方的箱，使得该装置的使用与已经存在的WC不兼容。

其次，固体物质被回收到旨在用于手动排空的箱中。因此，没有与用于固体物质的排放管的自动连接。

此外，所使用的过滤器不能保证在再循环回路的出口处回收的水具有足够好的质量。

此外，该装置没有连接到外部进水口。

最后，在断电期间，WC的功能不能得到保证，电力是该装置工作所必需的。

发明概要

本发明旨在克服上述缺点，并且为此目的，本发明涉及一种用于处理来自WC的废水的装置，该装置包括：

固/液分离过滤器，其预期用于安装在WC桶座的出口上，以及

液体再循环回路，其布置成用于将液体从所述分离过滤器输送到所述WC的主箱，

该装置的显著之处在于，固/液分离过滤器至少包括：

入口，其预期用于连接到所述WC的桶座的出口，

固/液分离模块，其设计成用于将固体物质与液体分离，

第一出口，其预期用于连接到排放管的入口，

第二出口，其连接到所述液体再循环回路，

分离过滤器被设计成用于将固体物质从所述分离模块输送到所述第一出口并且用于将液体从所述分离模块输送到所述第二出口，

所述装置的进一步显著之处在于，所述液体再循环回路包括过滤单元，该过滤单元被设计成用于在所述液体已经通过所述过滤单元之后使所述液体可重复使用。

因此，通过为本发明的装置配备包括预期用于与WC的桶座的出口连接的入口的固/液分离过滤器，本发明的装置可以安装在已经存在的WC上。

因而大大简化了装置的安装，同时将WC的选择留给用户。

“可重复使用的水”意指其质量符合当地标准以供冲洗使用的水。要求可能因国家而异。如果需要，本发明使得可以例如获得可重复使用的水，即适合于消耗的水，但是应该注意，这种质量水平对于确保冲洗的功能不是必须的。

结果是，优化了装置的制造成本。

此外，使再循环回路配备有设计成用于使来自分离过滤器的液体可重复使用的过滤单元使得可以建立闭合回路，从而大大减少配备有本发明的装置的WC的运行所需的水量。

依据根据本发明的装置的可选特征：

液体再循环回路的过滤单元包括串联安装的预过滤系统和超滤系统。结果是，可以以特别简单的方式获得设计成用于使超滤系统的出口处的水可重复使用的过滤单元；

在一个实施例中，固/液分离过滤器包括壳体，该壳体内部安装有固/液分离模块，并且固/液分离模块是由电动马达控制的旋转筛网；

在一个实施例中，分离过滤器包括用于清洁旋转筛网的喷嘴，并且该装置包括清洁管，该清洁管在其一个端部处连接到所述清洁喷嘴，并且预期用于在其另一个端部处连接到进水口。通过将分离过滤器直接连接到进水口，优化了分离过滤器的清洁；

在一个实施例中，该装置包括由分离过滤器的第二出口供给的用于液体物质的储存箱和被布置成用于抽取容纳在所述储存箱中的液体物质的液压泵；

在一个实施例中，该装置包括用于排出储存箱的液体的系统，该系统包括将储存箱连接到预过滤系统的预过滤管、连接到所述预过滤管并预期用于连接到排放管的排水管、以及用于控制液体物质的流动方向的单元，该单元布置在装置中，用于将液体物质从储存箱输送到排放管；

在一个实施例中，该装置包括预过滤系统的反清洗系统，该反清洗系统还包括预过滤系统连接到的预过滤管、连接到所述预过滤系统并预期用于连接到进水口的清洗管、连接到所述预过滤管并预期用于连接到排放管的排水管、以及用于控制水的流动方向的单元，该单元布置在装置中，用于将水从进水口输送到预过滤系统，然后从预过滤系统输送到排放管；

在一个实施例中，用于液体物质的储存箱包括上盖，该上盖具有接纳固/液分离过滤器的第二出口的开口；

在一个实施例中，固/液分离过滤器包括用于附接预过滤系统和超滤系统的两个臂。

本发明还涉及一种卫生单元，其显著之处在于其包括：

WC，其包括WC桶座和冲洗系统，所述冲洗系统包括主箱，所述主箱连接到进水口和所述WC桶座，以及

根据本发明的装置，用于处理所述WC的废水。

附图简述

在阅读以下描述时，本发明的其他特征、目的和优点将显现，对以下描述的理解将由所附附图支持，在附图中：

图1以后方等距视图示意性地示出了根据本发明的卫生单元。

图2示出了本发明的固/液分离过滤器。

图3是图2所示的区域III的放大。

图4是图2所示的区域IV的放大。

图5以后方等距视图示意性地表示了本发明的卫生单元。

图6是本发明的卫生单元的液压图。

图7示出了本发明的装置的固/液分离过滤器和储存箱之间的布置的实施例。

具体实施方式

在所有附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件或元件的组件。

参考图1，图1以后方等距视图示意性地表示了根据本发明的卫生单元1。

卫生单元1包括在说明书的其余部分和权利要求中用首字母缩略词“WC”表示的抽水马桶3和用于处理WC 3的废水的装置5。

WC 3包括桶座7和冲洗系统9。冲洗系统9以已知的方式包括主箱11，主箱11可以由安装在隔板15后面的框架13支撑，隔板15将桶座7与冲洗系统9分开，冲洗系统9对用户不可见。主箱11通过进水管19连接到进水口17，并通过输送管21连接到桶座7。供应阀23(例如电控液压阀)安装在进水管19上，以便通过进水口17控制主箱11的供水。

主箱11包括浮阀系统24，该浮阀系统24在图1中不可见，但在图6中示出，浮阀系统24的操作为本领域技术人员所熟知。当冲洗系统9被启动时，位于主箱11的底部处的挡板(clapet)打开，释放容纳在主箱11中的水，该水经由输送管21流入桶座7中。浮阀系统然后检测主箱11中水位的下降，并打开进水口17，直到水达到在WC安装期间最初设定的预定水位。

根据本发明，WC 3的废水处理装置5包括固/液分离过滤器25和液体再循环回路27。

固/液分离过滤器25连接到桶座7的出口29，并接合在出口29和排放管30之间，排放管30在图1中未示出，但在图6中可见，排放管30可以连接到污水管。固/液分离过滤器25被设计成当冲洗系统9被启动时将从桶座7冲洗的固体物质与液体物质分离。固/液分离过滤器25将桶座7的出口29连接到排放管30，并将出口29连接到液体再循环回路27。通过设计，固/液分离过滤器25将固体物质从运送固体物质的液体中分离出来，然后将固体物质输送到排放管30中，并将液体输送到液体再循环回路27中。

参考图2，图2示出了固/液分离过滤器25的实施例的示例。

固/液分离过滤器25包括壳体31，固/液分离模块33安装在壳体31内部。壳体31实际上包括两个半部壳体，这两个半部壳体例如模制和组装在一起。在图2中，仅示出了两个半部壳体中的一个，以便显露过滤器25的内部。

过滤器25包括连接到WC 3的桶座7的出口29的入口35，用作进入固/液分离模块33的排放口。为此，入口35具有倾斜部(pente)37，用于使固体物质和液体物质从桶座7流向固/液分离模块33。

根据图2所示的过滤器25的实施例的示例，固/液分离模块33由旋转筛网39制成，该旋转筛网39由图2中未示出但在图6中可见的马达40(例如电动马达)控制。旋转筛网39具有圆柱形穿孔片41，该圆柱形穿孔片41通过电动马达绕旋转轴线43旋转。

圆柱形穿孔片的旋转将固体物质从入口35移动到固/液分离过滤器25的第一出口45。第一出口45连接到排放管30(在图6中可见)，排放管30可以连接到污水管。第一出口45具有倾斜部47，用于让固体物质从固/液分离模块33流向排放管30。

固/液分离过滤器25具有连接到液体再循环回路27(在图1中可见)的第二出口49。固/液分离过滤器25被设计成用于将液体物质从分离模块33输送到第二出口49。为此，第二出口49位于圆柱形穿孔片41下方，使得来自入口35的液体物质在重力作用下穿过穿孔筛网41从入口35流向第二出口49，并供给液体再循环回路27(在图1中可见)。

应当注意，固/液分离模块33可以由本领域技术人员已知的任何易于将固体物质与液体物质分离的分离系统(特别是例如离心机系统)制造。

固/液分离过滤器25可以包括清洁喷嘴51，该清洁喷嘴51通过将清洁喷嘴51连接到进水口17的清洁管53而连接到进水口17(在图1中可见)。清洁阀55(在图1中可见)(例如电控液压阀)安装在清洁管53上，以便通过进水口17控制清洁喷嘴51的供水。清洁喷嘴51安装在旋转筛网39的内部。

如图3所示，图3示出了图2的区域III的放大，清洁喷嘴51紧固到过滤模块的轴57，并且通常具有圆柱形形状。喷嘴51具有围绕喷嘴51的圆周分布的一组孔59，用于将水喷射到旋转筛网上以便清洁筛网。

在图4所示的固/液分离过滤器33的一个实施例中，壳体31在其内部部分中包括布置在第一出口45和第二出口49之间的刮擦斜坡部(rampe de raclage)61。以这种方式，当筛网39由马达旋转时，在筛网遇到刮擦斜坡部61的时刻残留在筛网的外壁63上的固体物质被排放到第一出口45中，以便被引导到排放管中。

根据另一个示例，过滤器25包括小型离心机、或过滤垫或旋转筛网过滤器(例如鼓式旋转过滤器)或固定筛网过滤器。

现在参考图5和图6，图5和图6分别示出了卫生单元1的后方等距视图和卫生单元的液压图，用于描述装置5的液体再循环回路27。

液体再循环回路27布置在装置中，用于将来自固/液分离过滤器25的液体输送到WC 3的主箱11，使得由过滤器25回收的液体物质可以重复使用。

为此，液体再循环回路27包括过滤单元65，该过滤单元65被设计成用于使得在来自固/液分离过滤器25的液体已经通过过滤单元65之后该液体可重复使用。

为此，过滤单元65包括相对于彼此串联安装的预过滤系统67和超滤系统69。

预过滤系统67提供对来自固/液分离过滤器25的待净化液体物质的第一次过滤。

作为示例，预过滤系统67包括筒式过滤器，例如在游泳池中使用的过滤器。这种过滤器确保过滤最小尺寸等于50微米的颗粒，即这种过滤器不会留下尺寸小于50微米的颗粒。优选地，过滤器确保过滤最小尺寸等于5微米的颗粒。过滤器是例如由5微米聚丙烯或5微米聚酯制成的褶皱筒式过滤器。在变型中，过滤器是介质过滤器。过滤器可以是负载介质过滤器，该过滤器适用于过滤最小尺寸等于5微米的颗粒。在变型中，介质过滤器是过滤最小尺寸为5微米的颗粒的活性炭过滤器。适用于液体中所含颗粒并使该液体可用的任何其他类型的过滤器不脱离本申请的范围。

超滤系统69提供对来自固/液分离过滤器25然后来自预过滤系统67的待净化液体物质的第二次过滤。

超滤系统69可以通过膜超滤器(例如在食品工业和医疗领域中用于血液过滤的过滤器)获得。

例如，超滤系统包括褶皱筒式过滤器，该过滤器由易于过滤最小尺寸为0.2微米的颗粒的聚丙烯制成，或者形成易于过滤最小尺寸为0.2微米的颗粒的玻璃纤维膜，或者由易于过滤最小尺寸为0.2微米的颗粒的聚酯制成。在变型中，超滤系统进一步或替代地包括臭氧处理和/或反渗透系统。

优选地，过滤器25是旋转筛网过滤器，预过滤系统65的过滤器是5微米活性炭过滤器，并且超滤系统包括0.2微米褶皱筒式膜过滤器。

已经发现，当来自固/液分离过滤器25的液体物质首先流过预过滤系统67并且然后流过超滤系统69时，流出的液体物质是符合在最严格国家生效的卫生标准的可重复使用的水。

由此，来自过滤单元65的水可以被输送到WC 3的主箱11。

液体再循环回路27布置在装置5中，用于将来自固/液分离过滤器25的液体物质在已经通过过滤单元65之后输送到主箱11。

装置5包括用于储存液体物质的箱71，该箱71安装在固/液分离过滤器25的出口处，并且经由分离过滤器25的第二出口49供给液体物质。

如图7所示，用于储存液体物质的箱71可以整体具有平行六面体形状，并且包括上盖66，上盖66具有开口68，开口68被设定尺寸以用于接纳固/液分离过滤器25的第二出口。固/液分离过滤器25可包括两个附接臂70、72，分别用于附接预过滤系统67和超滤系统69。

再次参考图5和图6。

储存箱71的容量优选大于主箱11的容量。直接连接到分离过滤器25的第二出口49的这种容量的储存箱的存在使得当装置没有连接到电源时(例如在断电的情况下)能够部分地使用本发明的装置。实际上，在断电期间，由电动马达驱动的分离过滤器25将不再工作。然而，固体物质在重力作用下继续较慢地从分离过滤器的入口35滑动到第一出口45，而液体物质在重力作用下继续落入分离过滤器的第二出口49中，该第二出口49将液体输送到储存箱71，液体物质在断电持续期间储存在储存箱71中。另外，储存箱71可以包括连接到分离过滤器25的第二出口49的两个溢流管73。结果是，在长时间断电的情况下，液体物质可以被输送到可以连接到污水管的排放管30。

液体物质经由将储存箱71连接到预过滤系统67的预过滤管75从储存箱71输送到过滤单元65的入口。

安装在预过滤管75上的液压泵77允许液体物质从储存箱71中被抽取，从而使液体物质移动到预过滤管75中。

液压泵77选择成使得从储存箱71抽取的液体物质流动通过预过滤系统67和超滤系统69时的压力足以满足系统的正常运行。为了减小液压泵77的尺寸，可以设想在超滤系统69的出口处安装额外的液压泵。

止回阀79安装在液压泵77的出口处，止回阀79使流体从液压泵77流向预过滤系统67。

预过滤阀81(例如电控液压阀)可以任选地在液压泵79和预过滤系统67之间安装在预过滤管75上。

安装在止回阀79和预过滤阀81之间的排水管83将预过滤管75连接到排放管30。排水阀85(例如电控液压阀)安装在排水管83上。

此外，超滤管87将预过滤系统67连接到相对于预过滤系统67串联安装的超滤系统69，以便将液体物质从预过滤系统67输送到超滤系统69。

超滤阀89(例如电控液压阀)可以在预过滤系统67和超滤系统69之间安装在超滤管87上。

安装在预过滤系统67和超滤阀89之间的清洗管91将预过滤系统67连接到进水口17。

止回阀93和清洗阀95(例如电控液压阀)安装在清洗管91上。止回阀93安装在清洗管91中，以使流体从进水口17流向超滤管87。

最后，回流管97将超滤系统69连接到主箱11。由此，液体再循环回路27限定闭合回路。

装置5的不同组成元件由可编程控制单元(未示出)控制，该可编程控制单元可以是装置5的一部分，或者在装置5的外部。可编程控制单元特别被配置成用于管理阀23、55、81、85、89、95的状态变化，用于控制马达40的触发和液压泵77的开启，用于启动预过滤系统67和超滤系统69。

卫生单元1的操作如下。

当用户启动冲洗系统9时，容纳在主箱11中的水通过输送管21流入桶座7。

存在于桶座中的物质经由出口29被从桶座7中抽取。

然后，固/液分离过滤器25的马达被致动并控制筛网39的旋转。由此，桶座7中存在的物质被第一次过滤。固体物质被输送到过滤器25的第一出口45，然后被输送到可以连接到污水管的排放管30。液体物质流动通过分离过滤器25的筛网，并在重力作用下落入第二出口49，直到液体物质到达储存箱71。

然后，例如在预定周期(可以被包括在例如5秒至10秒之间)结束时致动液压泵77。然后，液压泵77从储存箱71中抽取液体物质，从而将液体物质移动到预过滤管75中。液体物质流动通过止回阀79，然后流动通过通常打开的预过滤阀81。通常关闭的排水阀85在此阶段防止液体物质流动通过连接到排放管30的排水管83。因此，液体物质到达预过滤系统67，在该预过滤系统67内进行第二次过滤。

通常打开的超滤阀89使来自预过滤系统67的液体物质流动通过超滤管87，而止回阀93阻止来自预过滤系统67的液体物质流动通过清洗管91。然后，液体物质到达超滤系统69，从而进行第三次过滤，以便获得可重复使用的水。

然后，可重复使用的水经由回流管97被输送到主箱11。

装置5按顺序进行，使得一旦冲洗系统9被启动，供应阀23就关闭。当完成用由回流管97输送的可重复使用的水填充主箱11时，供应阀23返回到其打开状态。当供应阀23打开时，连接到供应阀23的浮阀系统24恢复其功能。因此，浮阀系统弥补了箱中的缺水，这种缺水可能是由于卫生单元的运行所固有的损失而发生的。

根据本发明的布置，当冲洗系统9被启动时，控制单元打开清洁阀55，以便清洁固/液分离过滤器25。以这种方式，来自进水口17的水经由清洁管53到达清洁喷嘴51。由此，清洁喷嘴51将水喷洒到旋转筛网上以便清洁旋转筛网。然后，例如当液压泵77接通时，控制单元将清洁阀55从其打开位置切换到其关闭位置。

根据本发明的另一种布置，由清洗管91和排水管83形成的单元限定预过滤系统67的反清洗系统，反清洗系统的功能如下。

控制单元被配置成用于同时切换清洗阀95的状态、超滤阀89的状态和排水阀85的状态。

这种状态改变例如在冲洗系统9的预定次数的启动之后发生。例如，控制预过滤系统67的反清洗系统的启动的状态改变发生在冲洗系统9的二十个连续启动的循环之后。

在这种状态改变期间，控制单元同时将清洗阀95从其关闭状态切换到其打开状态，将超滤阀89从其打开状态切换到其关闭状态，并将排水阀85从其关闭状态切换到其打开状态。

因此，来自进水口17的水流入清洗管91，然后在逆流到达预过滤系统67之前流动通过止回阀93，超滤阀89关闭。

在预过滤系统67中收集的载有杂质的水然后流动通过打开的预过滤阀81，然后由于预过滤管75中的止回阀79的存在和排水管83中处于打开位置的排水阀85的存在而到达排水管83。然后，脏水通过排水管83被输送到排放管30，排放管30可以连接到污水管。

由清洗阀95、止回阀93、超滤阀89、预过滤阀81、止回阀79和排水阀85形成的单元限定用于控制水的流动方向的单元，该单元布置在装置5中，用于将水从进水口17输送到预过滤系统67并且然后从预过滤系统67输送到排放管30。

控制单元以这样的方式配置，即液压泵直到反清洗序列完成才变得工作。

提供固/液分离过滤器25和预过滤系统67的定期清洁的事实优化了装置5的寿命。此外，作为结果，过滤操作的质量是最佳的。就通过装置5实现的节约而言，用于实施清洁固/液分离过滤器25和反清洗预过滤系统67的步骤的水量可以忽略不计。

根据本发明的又一布置，由预过滤管75、液压泵77和排水管83形成的单元限定了用于使用于储存液体物质的箱71排放的系统，该系统的操作如下。

控制单元被设置为同时切换预过滤阀81的状态和排水阀85的状态，并控制液压泵77的启动。

这种状态改变例如在冲洗系统9的预定次数的启动之后发生。例如，控制用于储存液体物质的箱71的排水系统的启动的状态改变发生在冲洗系统9的二十个连续启动的循环之后。循环的开始例如相对于用于触发预过滤系统67的清洗系统的循环被延迟触发。

箱71的排放可以是完全的或部分的。

在这种状态改变期间，控制单元同时将预过滤阀81从其打开状态切换到其关闭状态，并且将排水阀85从其关闭状态切换到其打开状态，并且开启液压泵。

来自储存箱71的液体物质流入预过滤管75，并且然后在到达排水管83之前流动通过止回阀79，排水阀85处于打开位置并且预过滤阀处于关闭位置。然后，液体物质通过排水管83被输送到排放管30，排放管30可以连接到污水管。

由液压泵77、止回阀79、预过滤阀81和排水阀85形成的单元限定了用于控制液体的循环方向的单元，该单元布置在装置5中，用于将液体物质从储存箱71输送到排放管30。

根据另一个示例，管30的出口连接到过滤器25的出口，以便使用全部或部分排出的液体物质来清洁过滤器25。可以设置阀，用于将液体物质的流引导到过滤器25或直接引导到污水系统。

以非常有利的方式，该装置包括电子控制单元，该电子控制单元包括用于管理该装置的操作的计算机，特别是根据不同的循环来启动泵和阀。此外，该单元提供对装置的正确操作的监控，例如通过测量回路的不同点处的流速，这用于检测堵塞并且然后触发反清洗清洁循环和/或维护请求。

控制单元可以与中央单元通信，中央单元收集和监控装置数据，并且如果装置信息需要，可以安排干预。

根据本发明的装置具有这样的优点，即通过安装悬挂式或壁式WC而易于集成到现有住宅或工业建筑中而不是集成到现有WC中。根据本发明的装置可以安装在建筑工程中。

当然，本发明不限于用于处理来自WC和来自本卫生单元的废水的本装置的实施例，这些在上文仅作为说明性示例描述。而是，本发明涵盖涉及所述装置的技术等同物的所有变型以及它们的组合(如果这种组合落在本发明的范围内的话)。