Brevet FR2279673A1 — publié le 19760220

La présente invention concerne un cabinet d'aisances et un digesteur autonomes perfectionnés, et plus particulièrement un cabinet utilisant relativement peu ou pas d'eau additionnelle mais utilisant sa propre eau recyclée pour la chasse. Actuellement, divers cabinets chimiques et à l'eau ont été proposés pour etre utilisés dans des endroits où l'alimentation en eau est limitée ou dans des endroits sans dispositif ou avec des dispositifs impropres de rejet d'eau d'égout. Dans les avions, par exemple, la chasse d'eau du cabinet est réalisée à l'aide d'eau contenant des produits chimiques colorants et désinfectants. L'eau de chasse, ainsi que les déchets rejetés, sont ensuite stockés dans un réservoir pour évacuation ultérieure. Des systèmes analogues relayés également par une opération ultérieure de pompage, sont utilisés dans certaines toilettes de marine et dans des toilettes utilisées sur des emplacements de construction, des parcs, des bords de route et commodités de camping public.Dans un autre type de toilette de marine, une lame broie les excréments, un désinfectant tel que le chlore est ajouté et le mélange est rejeté par-dessus bord. Tous ces types de cabinets d'aisances ont trois inconvénients principaux (1) l'opération de pompage est sale, conteuse et souvent inadaptée (2) il peut etre impossible de loger de tels cabinets sur les planchers supérieurs d'un immeuble en construction ou sur des emplacements de camp éloigné ou sur des lacs, parce qu'il n'existe pas de moyen approprié d'évacuer les déchets (3) il peut Entre impossible de programmer le temps de pompage en fonction des conditions d'utilisation. Ces toilettes de marine utilisant des lames présentent la difficulté que ces lames sont encrassées par les excréments et/ou s'emmêlent avec les autres objets, ce qui arrête leur fonctionnement. En plus, dans certaines juridictions, il peut etre illégal de rejeter les déchets à partir d'un bateau, m#me après addition d'un désinfectant ou d'un germicide Dans certaines régions, des cabinets d'aisances conventionnels ne peuvent pas Otre utilisés. Par exemple, l'eau peut etre rare ou il peut ne pas exister de conduite d'eau. De plus, il peut etre impossible, par suite de barrières naturelles, de limitations de circulation, de roches calcaires, de marécages ou de conditions topographiques,de construire des fosses septiques ou de terrains de drainage.Dans maintes régions, il est illégal de construire des installations septiques au voisinage ou à proximité immddiate d'étendues d'eau naturelle, telles que lacs, ruisseaux, rivières ou puits. Le cabinet d'aisances fait partie d'une unité autonome mobile dans quelle les déchets sont digérés par action bactérienne, de sorte que le seul produit d'écoulement peut etre une petite quantité d'eau claire. Les déchets solides peuvent etre broyés par des rouleaux mis en rotation par un moteur. Les surfaces des rouleaux sont souples et les rouleaux tournent en sens opposé et à des vitesses différentes, ce qui crée une action de cisaillement. On a réalisé un cabinet d'aisances dans lequel se produit le traitement"secondaire" d'eau usée, ctest-d-tire l'action bactériologique sur les déchets, dans un lit de charbon activé et l'eau claire est séparée et recyclée pour la chasse dans la cuvette du cabinet. Le cabinet fait partie d'une unité autonome mobile dans laquelle le seul produit d'écoulement, après action bactérienne, peut etre une petite quantité d'eau claire. A un instant prédéterminé, l'eau de chasse circule pour produire un contre-courant qui agite les lits de digestion. L'objet de la présente invention est de réaliser une unité combinée de cabinet d'aisances et de rejet d'eau usée qui : (1) est suffisamment légère, de court peu élevé et de faible dimension pour pouvoir être utilisée dans des véhicules, sur des emplacements de construction, dans des habitations mobiles et autres emplacements ; (2) fournit, comme seul produit d'écoulement, de l'eau qui est sans odeur et débarrassée de bactériesnocives; et (3) est incapable de s'obstruer ou, autrement dit, ne nécessite pas un entretien étendu ou fréquent. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une coupe schématique du dispositif de la présente invention - la figure 2 représente en perspective un mécanisme possible de rouleau et les rouleaux eux-memes - les figures 3A à 3C représentent en coupe et en variante trois autres dispositions de rouleau ; et - la figure 4 représente en perspective un compteur mécanique approprié. Comme indiqué sur la figure 1, le dispositif comprend un cabinet d'aisances 10 constitué d'un couvercle 11, un siège annulaire 12 et une cuvette conique 13 qui peuvent etre tous du type de construction conventionnelle rencontré dans les toilettes de la marine et ayant des surfaces internes étanches. La cuvette 13 a une ouverture de fond 14 qui s'ouvre dans un premier réservoir principal 15. La réservoir 15 est étanche au liquide et il est construit de préférence avec des parois, un dessus et un fond en acier inoxydable ou imprégnés de fibres de verre avec une résine plastique appropriée, par exemple une résine de polyester. D'autres matériaux tels qu'Me matière thermoplastique ou du béton coulé ou un matériau quelconque peuvent etre utilisés s'ils sont fondamentalement étanches. Les autres réservoirs peuvent etre construits du meme matériau et le dispositif entier peut etre réalisé sous forme d'une unité complète. De préférence, toutefois, le soumet de chaque réservoir peut etre enlevé séparément#et il est attach convenablement au corps du réservoir. Le fond du réservoir 15 et la portion adjacente du réservoir 25 sont remplis de charbon de bois activé 16. Celui-ci est maintenu en place par une couche de gravier lavé 165 au-dessus et en dessous du charbon. Une paroi fixe 17 du réservoir 15 possède une ouverture sur son fond 19. Le sommet du charbon de bois est au-dessus de l'ouverture 19. Un broyeur 20 peut etre disposé dans le premier réservoir 15. Il consiste en un moteur électrique 21 disposé dans le premier réservoir 15, un système d'engrenage 22 relié fonctionnellement au moteur 21 et un certain nombre d'arbres de sortie tournants 23 dépassant vers le bas à partir du système d'engrenages. Le fonctionnenent du broyeur sera décrit plus loin en relation avec les figures 3A à 3C. L'ouverture 19 permet au liquide affluent de s'écouler vers le réservoir 25. Celui-ci possède également, sur le fond et sur le dessus, des couches de gravier et une couche centrale de charbon de bois activé. Une paroi terminale 26 du réservoir 25 ne doit pas s'étendre jusqu'en haut, mais possède une ouverture 26a dont le niveau horizontal se trouve entre celui du commutateur 70 et celui du commutateur 33, si bien que, lorsque le liquide me n te dans le réservoir 25, il s'écoule dans le réservoir adjacent 27 d'eau claire. Un tuyau 28 est disposé avec son extrémité ouverte dans le réservoir 27. Une pompe électrique à liquide 28a est disposée au sonnet du réservoir 27 et, quand elle fonctionne5 elle pompe l'eau du réservoir 27 vers l'intérieur du réservoir de chasse 29. La pompe 28a est commandée par un interrupteur flottant 30 ayant un flotteur 31, un levier 32 et un commutateur submersible 33. le réservoir 29 peut etre du type conventionnel de fonctionnement par gravité et il peut autre disposé au-dessus de la cuvette. En variante, comme indiqué, une pompe à liquide 35 est disposée sur la tubulure de chasse 36. La pompe 35 peut être commandée par un bouton ou un levier et elle chasse lte a u dans la cuvette 13. Un tuyau 37, dont l'ouverture d'entrée est voisine du sommet du réservoir 29, fonctionne comme tuyau de trop-plein. Quand la pompe 28a envoie dans le réservoir 29 plus d'eau qu'il est nécessaire pour la chasse, l'excès d'eau s'écoule au travers du tuyau 37 dans le réservoir 40. Le liquide du réservoir 40 est traité avec du chlore, d'autres produits chimiques ou de la lumière ultraviolette, On voit l'appareil à chlorer 41. Des appareils à chlore analogues sont utilisables pour ajouter du chlore liquide ou en poudre qui agit comme désinfectant pour réduire la demande en oxygène des bactéries de l'effluent.Quand le liquide du réservoir 40 atteint le niveau de l'ouverture 42, il s'écoule soit en dehors du système soit dans le réservoir d'accumulation 43. Celui-ci possède un microrupteur flottant 44 qui donne une indication quand il est à moitié rempli, de sorte qu'il peut etre vidé par la pompe ou bien la soupape 45 peut etre commandée à l'ouverture pour permettre l'écoulement du liquide. Le broyage physique des excréments solides est réalisé par le broyeur. Toutefois, la décomposition biologique est réalisée par des bactéries et une action enzgnstique qui se produit dans les réservoirs 15 et 25. Le désinfectant chloré du réservoir 40 est soutiré séparément du liquide dans les réservoirs 15, 25 et 27 > parce que le chlore peut retarder ou détruire l'action bactérienne. Les bactéries peuvent etre introduites dans le système par dépit d'une grosse pilule ou d'un récipient de bactéries appropriées, sous forme sèche, dans le réservoir 15. Une tablette ou une poudre de bactéries desséchées peut etre obtenue à la Pure Way Corporation de Madison, Wisconsin. En variante, on peut utiliser des tablettes plus petites qui sont introduites chaque utilisation ou après un nombre prédéterminé d'utilisations de la chasse de la cuvette. Par exemple, la pompe 35 fonctionnant par poignée peut, à l'aide d'un levier, réaliser un glissement libérant une seule petite tablette dans la cuvette ou dans le réservoir 15, afin de déposer une tablette à chaque chasse. Une difficulté qui a été expérimentée dans certains systèmes d'eau usée utilisent des lits de filtrage consiste en ce que les lits se tassent et s'obstruent et perdent graduellement leur efficacité. Dans l'utilisation de charbon de bois activé ou autres matériaux appropriés, un tel tassement peut se produire. Pour éviter un tel tassement du lit de digestion, on réalise un écoulement de l'eau à contre-courant. De préférence, l'écoulement à contre-courant se produit après un nombre prédéterminé de chasses et il consiste en une injection d'eau à partir du réservoir de chasse. Un dispositif de comptage, par exemple du type électronique ou mécanique, compte le nombre de chasses et, après un certain nombre prédéterminé, par exemple 60, il ouvre une soupape 52 qui permet à l'eau de s'écouler au travers dlun tuyau 53 à partir du réservoir de chasse pour charger hydrau liquement en sens inverse le lit de digestion et renverser momentanément l'écoulement. Comme indiqué sur la figure 1, un tuyau 53 venant de la soupape 52 pénètre au sommet du réservoir 25 de façon que, si le cycle de réglage ouvre la soupape 52 pour faire entrer l'eau dans le réservoir 25 (à partir du réservoir 29), une soupape 265 se fende et le niveau d'eau dans les réservoirs 15 et 25 se lève pendant une courte période, en augmentant la pression hydrostatique et en nettoyant par suite le lit. De préférence, le meme dispositif de comptage entratne également un mécanisme pour faire tomber une tablette de bactéries, comme décrit ci-dessus. En variante, le tuyau 50 (représenté en pointillé) peut etre amené 8 un système de gicleur 51a en dessous des lits de gravier dans les réservoirs 15 et 25 afin de laver ces lits à contre-courant. Le système de gicleur 51a comprend un tube ayant la forme d'un anneau dans les réservoirs 15 et 25 et possédant des éléments tubulaires courts dirigés vers le haut, avec des ouvertures dirigées vers le haut. L'appareil de broyage est représenté sur la figure 2 et consiste en un premier rouleau plus large qui est entraîné en rotation par un système 22 d'engrenages, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Un second rouleau 63, de plus petit diamètre, est mis en rotation simultanément par le système 22 d'engrenages, dans le sens des aiguilles d'une montre. Le système 22 est entratné par un moteur électrique 21. D'autres systèmes de rouleaux sont représentés sur les figures SA à 3C. Sur la figure 3A, deux rouleaux 65 et 66 de plus petit diamètre tournent individuellement en sens inverse des aiguilles d'une montre et un rouleau 67 -de plus grand diamètre tourne également dans le mêne sens, mais à une vitesse plus faible. Les réalisations des figures 3B et 3C sont analogues à celle de la figure SA, excepté que sur la figure 3B on utilise trois rouleaux de plus petit diamètre et, sur la figure 3C, on utilise quatre rouleaux de plus petit diamètre. De préférence, tous les rouleaux ont des surfaces molles et élastiques. Comme matériau approprié, il existe un caoutchouc de silicone qui est une mousse dense élastique, par exemple "SILASTIC" de "Do" Corning de Midland, Michigan". En variante, les rouleaux peuvent etre des ballons à paroi épaisse en caoutchouc synthétique, par exemple en "néoprène" de Du Pont. Les rouleaux sont en contact l'un avec l'autre sous une légère pression et ils tournent en directions opposées. Au point de contact, ils tournent à une vitesse linéaire légèrement différente pour provoquer une action de cisaillement, La vitesse relative des rouleaux mentionnée ci-dessus concerne la vitesse du mouvement d'un point sur la surface, et non leur vitesse axiale. Les rouleaux ne doivent fonctionner que quand ils sont immergés dans un fluide. De- préférence, un commutateur 70 à flotteur, de sécurité, représenté sur la figure 1, évite la rotation quand le niveau du liquide dans le réservoir 15 est trop bas. De préférence, l'appareil de broyage démarre et fonctionne de préférence après chaque chasse, par exemple pendant 5 mn, grtce à un temporisateur 71 commandé par le bouton de chasse. Bien entendu, diverses modifications peuvent etre apportées aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples sans sortir du cadre de l'invention REVENDICATIONS 1. Unité formée d'un cabinet d'aisances et d'un digesteur, caractérisée en ce qu'elle comprend une cuvette d'aisances, un réservoir principal pour la dégradation biologique des déchets et un lit de dégradation dans ledit réservoir principal, ce lit consistant en charbon de bois activé dans lequel se produit l'action biologique sur les déchets, un second réservoir pour accumuler l'eau servant à la chasse dans la cuvette, des moyens de connexion reliant le second réservoir à eau et le réservoir principal pour l'écoulement du liquide du réservoir principal vers le second réservoir, une pompe reliée au second réservoir, pour extraire du second réservoir l'eau destinée à la chasse, un tube de chasse relié à ladite cuvette et à ladite pompe, des moyens d'entratnement de la pompe pour la chasse, un troisième réservoir pour la désinfection du liquide, un répartiteur de désinfectant dans le troisième réservoir et un orifice de trop-plein pour l'écoulement du second réservoir vers le troisième, ledit orifice de trop-plein étant disposé à proximité du sommet du second réservoir. 2. Dispositif de rejet et de dégradation de déchets humains, caractérisé en ce qu'il comprend une cuvette d'aisances, un réservoir principal disposé pour recevoir et arrêter les déchets provenant de ladite cuvette, un lit de dégradation en charbon de bois activé dans le réservoir principal et au travers duquel se produit l'action biologique sur les déchets, un réservoir de chasse, des moyens de connexion entre le réservoir principal et le réservoir de chasse pour l'écoulement du liquide vers ledit réservoir de chasse, des moyens de raccordement du liquide allant du réservoir de chasse à ladite cuvette pour faire une chasse d'eau dans celle-ci, des moyens pour réaliser la chasse d'eau dans la cuvette, un troisième réservoir dans lequel le liquide est désinfecté, des moyens de connexion pour le trop-plein de liquide, reliant le réservoir de chasse au troisième réservoir de désinfectant et des moyens dans ledit réservoir de désinfectant pour désinfecter le liquide, le réservoir de chasse étant disposé au-dessus du réservoir principal et une pompe faisant partie desdits moyens de connexion entre le réservoir principal et le réservoir de chasse. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend également un broyeur pour broyer les déchets, ledit broyeur se trouvant dans le réservoir principal. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qqu'un quatrième réservoir fait partie des moyens de connexion entre le réservoir principal et le réservoir de chasse.