(57)【要約】  抗生物質などの潜在的に有害な医療物質を分離する方法と装置が開示されている。汚水などの水性組成物には、排泄物に溶けた状態で存在する潜在的に有害な医療物質が含まれている。水性組成物は、一時的にバッファタンク（２２）に保管され、その後、潜在的に有害な医療物質を含む減水廃棄物を生成する１または複数の気化チャンバ（２６、２８）を含む気化ユニット（２４）にバッチで移送される。廃棄物は、高温焼却プロセスなどの破壊的処理にかけられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排泄物中に溶けた状態で存在する抗生物質などの潜在的に有害な医療物質を分離する方法であって、
少なくとも１のバッファタンク（２２）において、排泄物中に溶けた状態で存在する潜在的に有害な医療物質を含む水性組成物を受け入れるステップと、
水性組成物をバッファタンク（２２）内に一時的に貯蔵するステップと、
バッファタンク（２２）から１または複数の気化チャンバ（２６、２８）を含む気化ユニット（２４）に、バッチで水性組成物を移送するステップと、
１または複数の気化チャンバ（２６、２８）において、水性組成物から水を蒸発させて、潜在的に有害な医療物質を含む減水廃棄物を生成するステップと、
エアロゾルまたは液滴の通過を防ぐように構成された、１または複数のデミスタなどの１または複数の保護構造（５９、７９）に、蒸発した水を通過させるステップと、
気化ユニット（２４）から廃棄物を移送するステップと、
廃棄物を高温焼却プロセスなどの破壊的処理にかけるステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
水性組成物の含水量が気化ユニット（２４）において３０〜９５％、好ましくは５０〜９５％、最も好ましくは７０〜９５％減少することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、
１または複数の保護構造（５９、７９）を加熱するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法において、
廃棄物からさらに水を蒸発させて、さらに減水した減水廃棄物を生成するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法において、
気化ユニット（２４）から廃棄物を移送すること（２０）は、気化ユニット（２４）から廃棄物を１または複数の廃棄物容器（３２）に移送することを含み、
前記方法がさらに、廃棄物を含む１または複数の廃棄物容器（３２）を取り外して交換するステップを含み、
廃棄物を破壊的処理にかけることは、取り外した廃棄物容器（３２）をその中に含まれる廃棄物とともに高温焼却プロセスなどの破壊的処理にかけることを含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、
廃棄物容器（３２）内の廃棄物からさらに水を蒸発させて、さらに減水した減水廃棄物を生成するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
廃棄物容器（３２）内の廃棄物からさらに水を蒸発させることが、廃棄物容器（３２）を取り外す前に実行されることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項４乃至７の何れか一項に記載の方法において、
エアロゾルまたは液滴が通過するのを防ぐように構成された、１または複数のデミスタなどの１または複数の追加の保護構造（３５）に、廃棄物からさらに蒸発した水を通すステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
１または複数の追加の保護構造（３５）を加熱するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項４乃至９の何れか一項に記載の方法において、
廃棄物の含水量がさらに１０〜１００％、好ましくは３０〜１００％、最も好ましくは５０〜１００％低減されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項５乃至１０の何れか一項に記載の方法において、
１または複数の廃棄物容器（３２）が充填されている間に、先に充填された１または複数の廃棄物容器（３２）内に存在する廃棄物から水が蒸発されるように、廃棄物が、気化ユニット（２４）から複数の廃棄物容器（３２）内に順次移送される（２０）ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載の方法において、
蒸発により得られた水蒸気および／または凝縮水を公共下水道システムなどの廃水システムに放出するステップ（７２）をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか一項に記載の方法において、
水性組成物が、１または複数のトイレ（１２）および／または１または複数の小便器からの汚水を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、
トイレが真空トイレ（１２）を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の方法において、
トイレが水洗式トイレ（１２）を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１乃至１５の何れか一項に記載の方法において、
水性組成物を細菌低減（４０）にかけるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、
細菌低減が、加熱による細菌低減を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載の方法において、
細菌低減が、バッファタンク（２２）の上流側で実行されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１６乃至１８の何れか一項に記載の方法において、
水性組成物が、１または複数のトイレ（１２）および／または１または複数の小便器からの汚水を含み、汚水が、トイレ（１２）および／または小便器から関連する細菌低減容器（４０）内に移され、細菌低減が細菌低減容器（４０）内で実行されることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、
汚水が、トイレ（１２）および／または小便器から前記細菌低減容器（４０）内に実質的に直接排出されることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１乃至２０の何れか一項に記載の方法において、
水性組成物が、汚水を破砕することにより得られる破砕済みの汚水スラリを含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法において、
気化ユニット（２４）の上流側で汚水スラリを追加の破砕（１００）にかけるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２１または２２に記載の方法において、
汚水スラリを化学処理（１０４）にかけて、汚水スラリ中のセルロースを分解するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項１に記載の方法において、
水性組成物が、破砕されたスラリであることを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項１乃至２４の何れか一項に記載の方法において、
気化ユニット（２４）の上流側で水性組成物から固形物を除去するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２６】
排泄物中に溶けた状態で存在する抗生物質などの潜在的に有害な医療物質を分離する装置であって、
水性組成物を受け入れて一時的に貯蔵するように構成された少なくとも１のバッファタンク（２２）と、
バッファタンク（２２）からバッチで水性組成物を受け入れるように構成された気化ユニット（２４）であって、水性組成物から水を蒸発させて減水廃棄物を生成するように構成された１または複数の気化チャンバ（２６、２８）を有する気化ユニット（２４）と、
蒸発した水中のエアロゾルまたは液滴が通過するのを防ぐように構成された１または複数のデミスタなどの１または複数の保護構造（５９、７９）とを備えることを特徴とする装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の装置において、
水性組成物の含水量が、気化ユニット（２４）において３０〜９５％、好ましくは５０〜９５％、最も好ましくは７０〜９５％減少することを特徴とする装置。
【請求項２８】
請求項２６または２７に記載の装置において、
１または複数の保護構造（５９、７９）が、１または複数の加熱された保護構造を備えることを特徴とする装置。
【請求項２９】
請求項２６乃至２８の何れか一項に記載の装置において、
気化ユニット（２４）から減水廃棄物を受け入れる（２０）ように構成された１または複数の交換可能な廃棄物容器（３２）をさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項３０】
請求項２９に記載の装置において、
１または複数の廃棄物容器（３２）内の廃棄物からさらに水を蒸発させて、さらに減水した減水廃棄物を生成する手段をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項３１】
請求項３０に記載の装置において、
廃棄物からさらに水を蒸発させる手段が、廃棄物の含水量を１０〜１００％、好ましくは３０〜１００％、最も好ましくは５０〜１００％さらに減少させるように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項３２】
請求項３０または３１に記載の装置において、
エアロゾルまたは液滴の通過を防止するように構成された、１または複数のデミスタなどの１または複数の追加の保護構造（３５）をさらに備え、廃棄物からさらに蒸発した水が、１または複数の追加の保護構造（３５）を通過することを特徴とする装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の装置において、
１または複数の追加の保護構造（３５）を加熱することをさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項３４】
請求項２６乃至３３の何れか一項に記載の装置において、
前記装置が、公共下水道システムなどの廃水システムに接続され、水蒸気および／または凝縮した水蒸気を廃水システムに放出するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項３５】
請求項２６乃至３４の何れか一項に記載の装置において、
水性組成物を細菌低減にかけるように構成された細菌低減手段（４０、４２）をさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項３６】
請求項３５に記載の装置において、
細菌低減手段（４０、４２）が、バッファタンク（２２）の上流側に配置されていることを特徴とする装置。
【請求項３７】
請求項３６または３７に記載の装置において、
細菌低減手段が、１または複数の加熱された（４２）細菌低減容器を含むことを特徴とする装置。
【請求項３８】
請求項２６乃至３７の何れか一項に記載の装置において、
水性組成物が、１または複数のトイレ（１２）および／または１または複数の小便器からの汚水を含むことを特徴とする装置。
【請求項３９】
請求項３８に記載の装置において、
少なくとも１のバッファタンク（２２）が複数のバッファタンクを含み、その各々が、１または複数のトイレ（１２）および／または１または複数の小便器からの汚水を受けるように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項４０】
請求項２６乃至３９の何れか一項に記載の装置において、
汚水を破砕して破砕済みの汚水スラリを生成するように構成された破砕手段（５２）をさらに備え、水性組成物が破砕済みの汚水スラリを含むことを特徴とする装置。
【請求項４１】
請求項４０に記載の装置において、
気化ユニット（２４）の上流側で汚水スラリを追加の破砕にかけるための手段（１００）をさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項４２】
請求項２６乃至４１の何れか一項に記載の装置において、
水性組成物が破砕済みのスラリであり、前記装置が、汚水スラリが気化ユニット（２４）に入る前に、汚水スラリを化学処理（１０４）にかけて汚水スラリ中のセルロースを分解する手段（１０４）をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項４３】
請求項２６乃至４２の何れか一項に記載の装置において、
気化ユニット（２４）の上流側で水性組成物から固形物を除去するための手段（１０２）をさらに含むことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の概念は、ヒトまたは動物の排泄物（尿および／または糞便）に溶解状態で存在する潜在的に有害な物質、特に抗生物質および細胞増殖抑制剤などの医療物質を分離する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
抗生物質、細胞増殖抑制剤、非ステロイド抗炎症薬などの医療物質は、病人を治療するために、そして時には動物を治療するためにも広く使用されている。さらに、多くの国では、成長を促進するために健康な動物に抗生物質を投与するのが一般的になっている。投与された物質は個々の体内に吸収される。それらは暫く循環し、その後、尿および／または糞便を介して元の形または代謝された形で排出される。最終的に、医療物質は下水道システムに入る。一般的な廃液処理プラントは、投入される廃液からそのような医療物質を除去するように設計されていないため、かなりの量の医療物質が環境に行き着く。
【０００３】
Ａ．Ｔｅｌｌｏ、Ｂ．ＡｕｓｔｉｎおよびＴ．Ｔｅｌｆｅｒによって執筆され、Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｈｅａｌｔｈ  Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ（Ｖｏｌｕｍｅ  １２０）の１１００−１１０６ページに２０１２年に公表された「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｏｆ  Ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ  Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｂａｃｔｅｒｉａ  ｏｆ  Ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ  ｔｏ  Ｐｕｂｌｉｃ  Ｈｅａｌｔｈ」という題名の記事には、環境中の抗生物質の濃度が非常に低い場合でも、抗生物質耐性菌の有病率が上昇することが示されている。さらに、抗生物質耐性の進展が排水システムで既に発生している可能性も十分にある。特に、排水システムのパイプには膨大な数の細菌が含まれている。それらは、抗生物質に長時間曝されると、抗生物質に対する耐性が益々強くなる。
【０００４】
病院の多くの患者は重病であり、そのため広域抗生物質で治療されることも多い。細菌がそれらの特に価値のある抗生物質に対する耐性を発達させ、それらが役に立たなくなるのは非常に好ましくないことである。このため、細菌耐性の危険性は、特に、比較的大量の広域抗生物質が使用されている病院に当てはまる。
【０００５】
これに関して、Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｕｎｉｏｎ  Ｆａｃｔ  ｓｈｅｅｔ（ｈｔｔｐ：／／ｅｃ．ｅｕｒｏｐａ．ｅｕ／ｒｅｓｅａｒｃｈ／ｆｐ７／ｐｄｆ／ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ＿ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ＿ｆａｃｔ＿ｓｈｅｅｔ．ｐｄｆ）では、ＥＵで毎年２５，０００人を超える人々が、多剤耐性菌を含む薬剤耐性菌により引き起こされる感染により死亡していること、並びに、抗生物質耐性菌がＥＵ中の多くの病院で繰り返し発見され、毎年４００万人の患者に感染していることが明らかにされている。
【０００６】
「Ｍｕｌｔｉｄｒｕｇ−ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ  ｏｕｔｂｒｅａｋｓ  ｉｎ  ｔｗｏ  ｈｏｓｐｉｔａｌｓ：ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ  ｈｏｓｐｉｔａｌ  ｗａｓｔｅ−ｗａｔｅｒ  ｓｙｓｔｅｍｓ」（Ｂｒｅａｔｈｎａｃｈ  ＡＳ，Ｃｕｂｂｏｎ  ＭＤ，Ｋａｒｕｎａｈａｒａｎ  ＲＮ，Ｐｏｐｅ  ＣＦ，Ｐｌａｎｃｈｅ  ＴＤ．Ｊ  Ｈｏｓｐ  Ｉｎｆｅｃｔ．２０１２  Ｓｅｐ；８２（１）：１９−２４．ｄｏｉ：１０．１０１６／ｊ．ｊｈｉｎ．２０１２．０６．００７）という記事は、病院の下水道システムに存在する多剤耐性菌によって引き起こされる病院患者の感染について述べている。
【０００７】
「Ｓｐｒｅａｄ  ｆｒｏｍ  ｔｈｅ  Ｓｉｎｋ  ｔｏ  ｔｈｅ  Ｐａｔｉｅｎｔ：ｉｎ  ｓｉｔｕ  Ｓｔｕｄｙ  Ｕｓｉｎｇ  Ｇｒｅｅｎ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｐｒｏｔｅｉｎ（ＧＦＰ）Ｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇ−Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ  ｔｏ  Ｍｏｄｅｌ  Ｂａｃｔｅｒｉａｌ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｆｒｏｍ  Ｈａｎｄ  Ｗａｓｈｉｎｇ  Ｓｉｎｋ  Ｔｒａｐ  Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ．」（Ａｐｐｌ  Ｅｎｖｉｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．２０１７  Ｆｅｂ  ２４．ｐｉｉ：ＡＥＭ．０３３２７−１６．ｄｏｉ：１０．１１２８／ＡＥＭ．０３３２７−１６．Ｋｏｔａｙ  Ｓ，Ｃｈａｉ  Ｗ，Ｇｕｉｌｆｏｒｄ  Ｗ，Ｂａｒｒｙ  Ｋ，Ｍａｔｈｅｒｓ  ＡＪ）という記事は、病院のトイレのウォータロックに存在する細菌が、７日以内にシンク内に現れて患者に感染する可能性があるバイオフィルムを如何に形成するのかを述べている。そのような細菌が抗生物質に耐性がある場合、生命を脅かす感染症を引き起こす可能性がある。
【０００８】
国際公開第２０１４／０１１１１１号は、潜在的に有害な物質が廃水システムに放出される問題を解決するために、活性炭を使用することを提案している。
【０００９】
米国出願公開第２０１２／００５５７７７号は、真空蒸留器を使用して、尿を処理して、リサイクルされる洗浄流体にするシステムを開示している。
【発明の概要】
【００１０】
上述した点に鑑み、本発明の概念の目的は、下水道システムおよび／または環境への医療物質の放出に関する問題を軽減することにある。特に、本発明の概念は、広域抗生物質およびそれから発生する多剤耐性菌に関する問題を少なくとも軽減することを目的とする。
【００１１】
本発明の概念の第１の態様によれば、排泄物中に溶けた状態で存在する抗生物質などの潜在的に有害な医療物質を分離する方法が提供されており、この方法は、
少なくとも１のバッファタンクにおいて、排泄物中に溶けた状態で存在する潜在的に有害な医療物質を含む水性組成物を受け入れるステップと、
水性組成物をバッファタンク内に一時的に貯蔵するステップと、
バッファタンクから１または複数の気化チャンバを含む気化ユニットに、バッチで水性組成物を移送するステップと、
１または複数の気化チャンバにおいて、水性組成物から水を蒸発させて、潜在的に有害な医療物質を含む減水廃棄物を生成するステップと、
エアロゾルまたは液滴の通過を防ぐように構成された、１または複数のデミスタなどの１または複数の保護構造に、蒸発した水を通過させるステップと、
気化ユニットから廃棄物を移送するステップと、
廃棄物を高温焼却プロセスなどの破壊的処理にかけるステップとを含む。
【００１２】
本発明の概念の第２の態様によれば、排泄物中に溶けた状態で存在する抗生物質などの潜在的に有害な医療物質を分離する装置が提供されており、この装置は、
水性組成物を受け入れて一時的に貯蔵するように構成された少なくとも１のバッファタンクと、
バッファタンクからバッチで水性組成物を受け入れるように構成された気化ユニットであって、水性組成物から水を蒸発させて減水廃棄物を生成するように構成された１または複数の気化チャンバを有する気化ユニットと、
蒸発した水中のエアロゾルまたは液滴が通過するのを防ぐように構成された１または複数のデミスタなどの１または複数の保護構造とを備える。
【００１３】
本発明の概念の好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。
【００１４】
本発明の概念は、少なくとも以下の利点を提供する。
本発明の全体的な態様は、排泄物から相当量の水を除去することにより、排泄物（尿および／または糞便）中に溶解している望ましくない物質を分離することである。除去された水は公共下水道システムまたは環境中に放出され得るが、望ましくない潜在的に有害な物質を特に含む残りの廃棄物は、その後、高温炉などで焼却される。このため、潜在的に有害な物質を含む廃棄物を安全な方法で処理し、典型的には、廃棄物を燃焼によって破壊することができる。
【００１５】
例えば、病院で本発明の方法とシステムを使用して、排泄物に溶けた状態で存在する潜在的に有害な医療物質を含む可能性のある大量の汚水を処理することによって、汚水の含水量の大部分からそのような物質を効果的に分離することが可能となり、それにより、そのような潜在的に有害な医療物質が公共下水道システムに入り、最終的に環境に入ることを回避することが可能になる。
【００１６】
上述したように、多くの国では、成長を促進するために抗生物質などの医薬品を動物に投与するのが一般的になっている。動物の排泄物中に存在するそのような医療物質が環境に行き着くのは望ましくない。動物の排泄物を処理するために本発明の方法および装置を使用することにより、そのリスクを大幅に減らすことができる。
【００１７】
１または複数のバッファタンクを使用すると、気化チャンバで進行中の気化プロセスに水性組成物が頻繁に供給されるのを回避することができる。気化ユニット内に新しい水性組成物を供給するたびに、気化チャンバの温度が低下して、気化プロセスが一時的に停止する可能性がある。本発明の概念がトイレシステムに実装される場合、１または複数のバッファタンクを使用することの更なる利点は、配管内の定常的な汚水を回避して、漏れおよび細菌増殖のリスクを低減できることである。
【００１８】
本発明の概念によれば、１または複数のデミスタなどの１または複数の保護構造は、エアロゾル／液滴が通過するのを防ぎ、それにより望ましくない物質、特に医療物質が通過するのを防ぐように構成されている。１または複数の保護構造は、分離プロセスの有効性を大幅に向上させる。特に、気化ユニットの気化チャンバに１または複数の保護構造を配置することができる。気化ユニットに少なくとも１の保護構造を導入することによって達成される技術的効果は、気化プロセスで生成されて生成蒸気と一緒に引き込まれる小さなミスト形成液滴（エアロゾル）が気化チャンバから出ないようにすることである。液滴／エアロゾルは、気化チャンバで分離することが意図される、抗生物質、細胞増殖抑制剤および非ステロイド抗炎症薬などの医療物質を含む可能性がある。細菌低減および／または破砕が１または複数の容器で行われる実施形態では、それら容器にも、同じ目的のためにそのような保護構造を設けることができる。廃棄物が更なる減水にかけられる実施形態では、追加の保護構造を同じ目的のためにそのようなプロセスに設けることができる。トイレからの汚水が細菌低減容器で処理される実施形態では、それら容器にも上部吸引口に保護構造を設けることができる。
【００１９】
用語
本明細書で使用される「排泄物」という表現は、ヒトまたは動物の尿および／または糞便からなる排泄物として解釈されるべきである。
【００２０】
本明細書で使用する「汚水」という用語は、ヒトの排泄物、トイレまたは小便器で使用されるすすぎ水／洗浄水、および任意の洗浄物質（トイレットペーパおよび可能性のある洗浄化学物質／消毒化学物質）を含む混合物からなり得る。動物用途では、「汚水」という用語は、動物の排泄物、任意のすすぎ水および任意の洗浄化学物質を含む混合物からなり得る。
【００２１】
以下の表現は、本発明の概念に従って物質が処理および移送されるときに、その物質に対して使用されるものである。
「水性組成物」という用語は、多くの可能性のある選択肢を包含する一般的な用語として使用される。第１の選択肢によれば、水性組成物が尿のみから構成される。第２の選択肢によれば、水性組成物が排泄物（尿および／または糞便）のみから構成される。第３の選択肢によれば、水性組成物が、１または複数のトイレおよび／または１または複数の小便器からの汚水または動物からの汚水を含むことができる。第４の選択肢によれば、水性組成物が、１または複数のトイレおよび／または１または複数の小便器からの汚水または動物からの汚水を破砕することにより得られる破砕済みの汚水スラリを含むことができる。
【００２２】
本発明の概念が１または複数のトイレを含むトイレシステムで使用される場合、最初にトイレから排出された水性組成物は、「排出された汚水」と呼ばれる。任意の破砕の後、この汚水は「汚水スラリ」と呼ばれる。気化ユニットから得られて、任意には１または複数の廃棄物容器に移される減水物質は、「減水廃棄物」と呼ばれる。廃棄物容器内で任意選択的な更なる減水が行われる場合、廃棄物容器内に収容される最終物質は「更なる減水廃棄物」または「最終廃棄物」と呼ばれる。
【００２３】
本明細書で使用される「潜在的に有害な医療物質」という表現は、医療物質自体が有害である必要があると解釈されるべきではない。むしろ、この表現は、特に抗生物質耐性菌に誘導することにより、環境および／または人間に間接的かつ潜在的に有害な広域抗生物質などの医療物質にも関係している。
【００２４】
本明細書で使用される「潜在的に有害な医療物質を分離する」という表現は、他のすべての物質からそのような物質のみを分離することを意味する厳密な意味で解釈されるべきではない。むしろ、この表現は、そのような潜在的に有害な医療物質を少なくとも部分的に含む比較的少量の廃棄物を形成または生成する作用として広義に解釈されるべきであり、上記少量の廃棄物は、水性組成物の大部分、特に蒸発水から分離されるものであり、それにより、潜在的に有害な医療物質を含む物質の量を大幅に低減することを可能にするものである。
【００２５】
本明細書で使用される「バッファタンク」という用語は、水性組成物を受け入れて、受け入れた水性組成物を一時的に貯蔵するように構成された容器またはタンクとして解釈されるものとする。これにより、水性組成物がバッファタンクから気化ユニットに移送される前に、水性組成物をバッファタンク内に一定時間保管することが可能になる。それにより、水性組成物を気化ユニットに連続的に移送する必要がなくなり、バッチで移送することが可能になる。しかしながら、バッファタンクから中央気化ユニットへの連続的な流れを確保することも可能である。
【００２６】
いくつかの実施形態では、単一のバッファタンク、例えば、複数のトイレおよび／または小便器からの汚水または汚水スラリを受け入れる中央バッファタンクを設けるようにしてもよい。また、例えば大規模なシステムでは、複数のバッファタンクを設けるようにしてもよい。そのような実施形態では、各バッファタンクが、複数の真空トイレおよび／または小便器のサブセットから汚水または汚水スラリを受け入れるように構成されるものであってもよい。代替的には、水性組成物が先ず第１のバッファタンクに移送され、その後、次の第２のバッファタンクに移送されるように、複数のバッファタンクを順番に操作するようにしてもよい。１または複数の中央バッファタンクの上流側でローカルバッファタンクを使用することもできる。
【００２７】
タンク内の細菌の増殖を防ぐために、バッファタンクを隔離して加熱するようにしてもよい。細菌増殖を減らすための代替的手段には、例えば、ＵＶ処理または化学処理が含まれる。これらの選択肢は、加熱と組み合わせることができる。
【００２８】
本明細書で使用される「蒸発」という用語は、沸騰または蒸発の何れかによる液相から気相への相転移として解釈されるべきものである。
【００２９】
本明細書で使用される「細菌低減」という用語は、細菌を破壊する処理、すなわち、細菌を殺すか又は少なくとも不活性化する処理として解釈され、それにより水性組成物および廃棄物中の生存細菌の数を減少させるものである。この用語は、例えば、廃棄物量、適用される細菌低減手法、加熱温度および加熱時間に応じて、様々な度合いの細菌破壊を包含すると解釈されるべきである。好ましい実施形態では、細菌の完全な除去が好ましい。さらに、「細菌低減」という用語は、より広い意味で、ウイルスおよび真菌を含むすべての病原体、並びに、ファージ粒子のＤＮＡ中の抗生物質耐性遺伝子の低減にも関連する。
【００３０】
本明細書で使用される「破砕」という用語は、水、排泄物および任意の洗浄物質（トイレットペーパ、並びに、可能性のある洗浄化学物質／消毒化学物質）を、粒子は溶解しないが媒体の殆ど全体にわたって通常は懸濁する好ましくは不均一な混合物からなる懸濁液に変える機械的処理またはプロセスとして解釈されるべきである。特に、トイレットペーパは、切断され、引き裂かれ、またはその他の方法でサイズが小さくなって小片になる。
【００３１】
本明細書で使用する「保護構造」という用語は、液体（エアロゾル滴など）を妨げるが蒸気の通過を許容する物理的障害物を作成することによって、液体（エアロゾル滴など）をブロックするが、蒸気を通過させるように構成された装置として解釈されるものとする。このため、保護構造は蒸気透過性であるが、霧を形成する液滴（エアロゾル）の通過を防ぐ。保護構造の一例は、複数の多孔性の変形可能な充填体を含むことができる。一例として、そのような充填体を、液体を妨げるが気体を透過させる、スチールウールまたはポリマースポンジまたは対応する多孔質材料で形成することができる。他の実施形態では、保護構造が、デミスタなどの金属ネットを含むことができる。
【００３２】
これに関連して、特定の技術分野の当業者に知られているように、それらの充填体は数多くの様々な方法で具体化および構成することができる。このため、典型的な充填体は、サドルまたはリングなどの形状を含むこともあり、パッキング、例えば構造化または編成されたパッキングを含むことができる。単純なバッフルも想定される。本明細書で使用される「デミスタ」という用語は、エアロゾル／液滴の通過を効果的に防止して蒸気の通過のみを可能にする、グリッド／ネット／格子として機能する細い鋼のスレッドなどからなるユニットとして解釈されるものとする。
【００３３】
本明細書で使用される「真空トイレ」および「真空トイレシステム」という用語は、システムのトイレからの排泄物および洗浄物質の除去／洗浄手段として空気圧差を利用して、水の必要要件を最小限とするシステムを指すと広義に解釈されるものとする。好ましい実施形態では、「真空」が、「吸引」を意味するものとして、当技術分野における通常の意味を有することができる。しかしながら、代替的な実施形態では、移送を達成するために、少なくともいくつかの段階において、吸引ではなく正の空気圧の形で空気圧差を使用することも可能である。真空トイレシステムは、一定真空システム（ＣＶＳ）または真空オンデマンド（ＶＯＤ）システム、またはそれらの組合せであってもよい。
【００３４】
本明細書で使用される「パイプ」および「配管」という用語は、広義に解釈されるべきであり、特に、従来のパイプだけでなく、フレキシブルチューブ／ホースも含むことができ、それらが、いくつかの実施形態では設置のための好ましい選択肢となり得る。
【００３５】
本明細書で使用される「使い捨て廃棄物容器」および「交換可能な容器」および「廃棄物隔離容器」という用語は、満杯になったときに別の廃棄物容器と交換される廃棄物容器として解釈されるものとする。しかしながら、後述するように、容器が所望のレベルまで満たされる前に、図４に示すように、充填／乾燥サイクルが繰り返される場合もある。
【００３６】
発明概念の実施形態
気化ユニットでは、水性組成物の含水量を３０％〜９５％、好ましくは５０％〜９５％、最も好ましくは７０％〜９５％減少させることができる。それにより、気化ユニットで生成される減水廃棄物は、初期含水量の７０％〜５％、好ましくは５０％〜５％、最も好ましくは３０％〜５％の残留含水量を含むことができる。廃棄物のこの残留含水量は、気化ユニットの１または複数の気化チャンバ内の主要な堆積を回避するのに十分であろう。堆積は全く生じないか、ほんの僅かである。これには、気化チャンバを再利用できるという利点がある。
【００３７】
いくつかの実施形態では、保護構造で蒸気が凝縮するのを防ぐために保護構造を加熱するようにしてもよい。加熱は、保護構造またはデミスタにそれらを加熱する加熱要素を配置して、保護構造と熱的に接続することにより、達成することができる。加熱は、保護構造の外部に加熱要素またはヒータを配置することによって達成することもできる。加熱は、電気的手段および／または熱交換によって達成することができる。別の可能性は、おそらく保護構造の隔離とともに、蒸気自体からの熱を単に使用するというものである。
【００３８】
いくつかの実施形態では、廃棄物を、気化ユニットから１または複数の廃棄物容器に移すことができ、それら廃棄物容器を取り外して交換することができる。取り外された廃棄物容器は、その中の廃棄物とともに、高温焼却プロセスなどの破壊的処理にかけることができる。
【００３９】
好ましい実施形態では、気化ユニットから得られた廃棄物の含水量が、特に、気化ユニットに接続された廃棄物容器内に廃棄物が存在するときに、さらに低減されるが、そのときに限定されるものではない。
【００４０】
廃棄物のそのような更なる減水は、システムから廃棄物容器を取り外す前に廃棄物容器内で実行されるものであってもよい。また、システムから廃棄物容器を取り外した後、任意選択的には異なる場所で、任意選択的には異なる容器で、さらに水を削減することもできる。また、それらの組合せも可能であり、例えば、廃棄物容器を取り外す前に部分的に、取り外した後に部分的に更なる減水を行うようにしてもよい。
【００４１】
減水は気化によって実行されるものであってもよく、気化は加熱および／または減圧によって実行されるものであってもよい。そのような任意の更なる減水は、廃棄物の含水量をさらに１０％〜１００％、好ましくは３０％〜１００％、最も好ましくは５０％〜１００％減少させることができる。代替的なより簡素な実施形態では、そのような更なる減水を省くことができる。
【００４２】
このため、いくつかの実施形態では、減水の組合せによって、最終廃棄物の最終含水量が水性組成物の含水量の１０％〜０％、好ましくは５％〜０％となり、最も好ましくは０％、すなわち完全に乾燥した最終廃棄物となる。そのような好ましい任意の最終的な水の低減は、生成される廃棄物の量の極めて大きな低減をもたらすことができる。そのような最終的な気化により、廃棄物容器内にほぼ乾燥または完全に乾燥した最終廃棄物が得られたとしても、この解決策には廃棄物容器内の堆積に関する問題を生じることがないという利点がある。何故なら、廃棄物容器を、取り外して廃棄物と一緒に破壊できる使い捨ての容器とすることができるためである。
【００４３】
いくつかの実施形態では、１または複数の廃棄物容器が充填されている間に、以前に充填された１または複数の廃棄物容器に存在する廃棄物から水が蒸発されるように、気化ユニットから複数の廃棄物容器に順次廃棄物を移送することができる。
【００４４】
いくつかの実施形態では、本発明の装置が、公共下水道システムなどの廃水システムに接続されており、水性組成物の蒸発から得られた、任意選択的には廃棄物の蒸発から得られた水蒸気および／または凝縮した水蒸気を廃水システムに放出することができる。他の実施形態では、水蒸気および／または凝縮した水蒸気が、例えば動物の排泄物の処理を伴う用途において、タンク内に、または環境中に直接放出されるようにしてもよい。
【００４５】
好ましい実施形態では、水性組成物が細菌低減にかけられる。細菌低減は、バッファタンクの上流側で実行されるものであってもよい。
【００４６】
水性組成物がトイレおよび／または小便器からの汚水を含む実施形態では、汚水が、細菌低減が行われる関連する細菌低減タンクまたは容器に排出されるようにしてもよい。好ましい実施形態では、トイレから細菌低減容器までの距離を短縮または最小化するために、各真空トイレに１つの細菌低減容器が設けられるものであってもよい。好ましい実施形態では、各細菌低減容器が、関連する真空トイレに隣接して配置されるか、または一体化され、それによりトイレから細菌低減容器内に汚水が実質的に直接排出される。細菌の破壊は、システム内のできるだけ上流で、すなわち、排泄物がトイレを出た直後に行われることが好ましい。これにより、最小限の生きた細菌で、システムが保たれる。
【００４７】
排出された汚水を初期の細菌低減処理にかけることの実質的な利点は、システムの配管内で細菌が抗生物質と絶えず接触するリスクを排除するか、少なくとも実質的に減らすことである。そうでなければ、そのような絶え間ない接触は、抗生物質耐性菌を生成する可能性があり、それが、例えば病院の部門内へと逆に広がって、患者に感染する可能性がある。
【００４８】
排出された汚水を初期の細菌低減処理にかけることの更なる利点は、通常の操作またはサービス中にシステムを取り扱うスタッフがシステムの配管内の病原体に感染するリスクを排除または低減することである。
【００４９】
細菌の低減は、加熱により、完全にまたは少なくとも部分的に実行することができる。細菌低減容器を使用する場合、そのような容器は、フラッシングに応答して予熱または加熱される隔離された容器であってもよい。細菌低減のための代替的な手段は、例えばＵＶ処理または化学処理を含むことができる。それらの代替例は、加熱と組み合わせることができる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、水性組成物が、破砕により得られた破砕済みのスラリを含む。いくつかの実施形態では、トイレから排出された汚水が破砕を受け、それにより汚水が汚水スラリに変わる。トイレットペーパをより小さな破片に切断する破砕は、好ましくは、トイレに近いシステムの上流で行われ、その結果、小径の配管を使用して汚水スラリを移送することができる。細菌低減と破砕は、特に、上述したような１または複数の加熱された細菌低減容器内で、実質的に同時に実行することができる。しかしながら、細菌低減の前に少なくとも部分的にまたは細菌低減の後に少なくとも部分的に破砕を行うことも可能である。各トイレに１つの破砕ユニットがあってもよい。また、破砕は、汚水を移送するために使用されるポンプでも少なくとも部分的に行うことができる。
【００５１】
トイレシステムでは、初期の破砕により、従来の水洗式または真空トイレシステムで未破砕の汚水を移送するために必要な大口径の下水道配管と比較して、非常に小さい直径のパイプを介して、破砕された汚水をスラリまたはより水に近い流体として供給することが可能になる。従来の水洗式または真空トイレシステムで使用されているような約４〜５ｃｍ以上のパイプ直径と比べて、１〜２ｃｍ程度のパイプ内径を汚水スラリに使用することが可能である。
【００５２】
いくつかの実施形態では、水性組成物が、１または複数の真空トイレからの汚水を含む。真空トイレシステムは一定真空システム（ＣＶＳ）であってもよい。これには、配管内の定常汚水を回避できるという利点がある。他の実施形態では、真空トイレシステムが、真空オンデマンド（ＶＯＤ）システムである。それらシステムは、組み合わせることもできる。従来の水洗式トイレの代わりに真空トイレを使用する利点は、移送のために真空の代わりに水を使用する従来の水洗式トイレの洗浄水の量と比較して、真空トイレが各洗浄において必要とする洗浄水の量が非常に限られたものになることである。真空トイレを使用すると、処理対象の水性組成物の含水量が実質的に制限され、それにより、気化による水分除去に必要な時間とエネルギー消費が制限されることとなる。
【００５３】
いくつかの実施形態では、気化中の圧力を低下させて、大気圧未満とするために、１または複数のポンプを使用することができる。これにより、沸点に関連して、気化プロセスをより適切に制御することができる。これにより、プロセス中に発生する悪臭も減少する。
【００５４】
いくつかの実施形態では、水性組成物が粉砕済みの汚水スラリを含み、その汚水スラリが追加の破砕を受ける。そのような追加の破砕は、気化ユニットの上流側に配置されるようにしてもよい。追加の破砕は、特に気化ユニットの近くに配置することができる。汚水スラリが気化ユニットに入る前に汚水スラリの追加の破砕を配置することにより、気化チャンバの内壁へのセルロース片（トイレットペーパの小片）の堆積を防止または少なくとも実質的に減らすことが可能となる。このような２段階の破砕をトイレシステムに配置することの更なる利点は、真空トイレでの初期の第１のローカル破砕が、小径の配管を介した汚水スラリの移送を可能にする破砕の程度に関して十分な初期破砕を行うために、各真空トイレまたは真空トイレの各グループについて、より安価な破砕ユニットによって実行され、一方で、気化ユニット内の望ましくないセルロースの堆積を防止すべくより微細な破砕を実現するために、第２の中央破砕が、より高度で費用のかかる設備によって集中的に実行される。
【００５５】
いくつかの実施形態では、方法およびシステムが、セルロースを分解するために、水性組成物を化学処理にかける手段をさらに含むことができる。そのような手段は、バッファタンクの上流または下流の何れかで、気化ユニットの上流側に配置することができる。そのような実施形態では、汚水スラリを、気化ユニット内にさらに移送される前の適切な期間中に、セルロース分解処理にかけることができる。それにより、気化チャンバの内壁へのセルロース片（トイレットペーパの小片）の堆積を防ぐか、少なくとも実質的に減らすことができる。そのような化学処理は、有利には、上述した集中的な追加の破砕と組み合わせることができ、その場合、追加の破砕は、化学処理の上流側に配置することが好ましい。一例として、化学処理は、セルラーゼまたは塩酸などの強酸の使用を含むことができる。
【００５６】
いくつかの実施形態では、方法およびシステムが、水性組成物から固形物を除去するための手段、例えば気化ユニットの流入部に配置されたデカンタ型遠心分離機をさらに含むことができる。そのような固形物除去手段は、バッファタンクの上流または下流の何れかで、気化ユニットの上流側に配置することができる。除去された固形物、例えばセルロースの断片（小さなトイレットペーパ片）は、廃棄物処理ユニットに移送されて、気化ユニットから受け取った廃棄物と一緒に処理されるとともに、更なる減水処理を受けることができる。
【００５７】
本発明の概念の上記特徴および他の特徴、並びに、好ましい実施形態およびその利点は、特許請求の範囲に記載されており、以下でさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
本発明の概念、いくつかの非限定的な実施形態、および本発明の概念の更なる利点を、図面を参照してさらに説明する。
【図１】図１は、本発明の概念に係る方法およびシステムの一実施形態が実施される真空トイレシステムを概略的に示している。
【図２】図２Ａおよび図２Ｂは、図１のシステムの第１のプロセス段階の２つの代替例を概略的に示している。
【図３】図３は、図１のシステムの第３のプロセス段階および第４のプロセス段階の一実施形態を概略的に示している。
【図４】図４Ａ−図４Ｃは、図１のシステムの第４のプロセス段階における廃棄物処理の代替例を示している。
【図５】図５は、任意選択的な更なる処理ユニットを概略的に示している。
【図６】図６は、本発明の概念に係る方法の一実施形態を説明するフローチャートである。
【図７】図７は、代替的な廃棄物処理を概略的に示している。
【図８】図８は、さらに別の実施形態を概略的に示している。
【図９】図９は、動物の排泄物を処理する一実施形態を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
図１は、本発明の概念に係る方法および装置がシステム１０においてどのように実施されるのかの一実施例を概略的に示しており、このシステムでは、先ず、処理すべき排泄物を含む水性組成物が、複数の真空トイレから汚水として受け入れられる。例示的な実施例として、図１のシステム１０は、環境に不適または有害である医療物質が使用される集中治療室または外科部門などの病院内の部門または領域１１に設置することができる。特に抗生物質については、抗生物質が非常に長い時間存在する場合に、下水管または環境で耐性菌が発生するリスクが高くなる可能性がある。
【００６０】
システム１０は、複数の真空トイレ１２を備え、各真空トイレ１２は、部門１１内の関連するトイレ室１４に配置されている。このシステムは、従来の水洗式トイレで設計することもでき、１または複数の小便器を含むこともできる。図１の例示的な実施例では、システム１０が４つのプロセス段階Ｓ１〜Ｓ４を備える。例示的な実施例として、システム１０の真空トイレ１２は１００人の患者によって使用され、１日（２４時間）あたり約５００リットルの汚水（尿および／または糞便、洗浄物質、すすぎ水および潜在的に有害な物質を含む）をもたらす。トイレ１２から洗い流される、すなわち真空により排出される汚水は、排泄物に溶解状態で存在する潜在的に有害な医療物質を含み得る。
【００６１】
第１のプロセス段階Ｓ１では、真空トイレ１２から排出される汚水が、好ましくはトイレ１２に可能な限り近くで、初期処理を受ける。第１のプロセス段階Ｓ１は、システム１０のできるだけ上流に配置することが好ましく、真空トイレ１２に完全にまたは少なくとも部分的に隣接することが好ましい。任意選択的には、第１のプロセス段階Ｓ１を、真空トイレ１２と少なくとも部分的に統合することができる。図１の例示的な実施例では、各真空トイレ１２に別個の第１のプロセス段階Ｓ１が提供される。第１のプロセス段階Ｓ１は、通常、関連するトイレ室１４内に、または関連するトイレ室１４の真下または壁の背後に配置することができる。
【００６２】
図示の実施形態では、第１のプロセス段階Ｓ１の一部が、排出された汚水中の多くのまたは実質的にすべての細菌を殺すように構成された細菌低減処理を含む。
【００６３】
図示の実施形態では、細菌低減処理が加熱により実行される。細菌低減処理は、好ましくは、汚水が真空トイレ１２から排出された直後に、すなわち、汚水がトイレを出る地点の近傍でできるだけ早く、システムにおいて実行される。その後、汚水は、例えば加熱された配管の使用により、システム全体を通じて細菌増殖防止加熱状態で維持されることが好ましい。
【００６４】
真空トイレ１２からの排出直後のプロセス段階Ｓ１での細菌低減は、システム内に抗生物質耐性菌が存在または成長するリスクを減らすために、汚水を後続のプロセス段階に移す前に実行することが好ましい。
【００６５】
第１のプロセス段階Ｓ１の別の部分は、汚水の破砕を含むことができる。糞便および洗浄材料は破砕され、得られた破砕済みの汚水は、汚水スラリの形態となる。破砕により、汚水スラリおよび最終廃棄物は、システム１０の残りの部分全体を通じて、小径の配管１６、１８、２０を介して移送されるようになる。
【００６６】
可能な配管内径は、一例として、４ｃｍ未満、好ましくは１〜２ｃｍ程度である。これは、システム１０が、新しい配管システムを設置するスペースおよび可能性が非常に限られることが多い既存の病院施設に、後付けで設置される場合に特に有利である。破砕は、システム内の汚水移送に使用されるポンプ内で少なくとも部分的に実行することもできる。
【００６７】
図示の実施形態では、システム１０の第２のプロセス段階Ｓ２が、各プロセス段階Ｓ１から初期処理済みの汚水スラリを受け入れる、少なくとも１の中央バッファタンク２２、大型システムにあっては場合により、複数のバッファタンクを含む。この実施形態では、バッファタンク２２が、すべてまたは少なくとも複数の真空トイレ１２に共通である。バッファタンク２２の主な目的は、第３のプロセス段階Ｓ３で進行中の気化プロセスに汚水スラリを規則的に分配できるようにすることであり、それにより、気化器内の温度の低下と、トイレが使用される都度の進行中の気化プロセスの一時的な停止とを回避することができる。任意選択的には、バッファタンク２２を加熱することができる。このため、スラリが第３のプロセス段階Ｓ３に移送される前に、汚水スラリを一時的に貯蔵するためにバッファタンク２２を使用することができる。しかしながら、状況によっては、例えば進行中の気化プロセスがない場合には、一時的な貯蔵を省くようにしてもよい。
【００６８】
図１に示す実施例では、システム１０の第３のプロセス段階Ｓ３が、部門１１の真空トイレ１２すべての集中的プロセス段階を構成する。第３のプロセスＳ３段階は、小径の真空配管１８を介して、真空トイレ１２から遠く離れて配置されるようにしてもよい。図示の実施例では、システムのプロセス段階Ｓ１〜Ｓ４のすべてが、一つの同じ部門１１内にあり、部門ごとに同様のシステムが配置されるようにしてもよい。代替例として、第２のプロセス段階Ｓ２、第３のプロセス段階Ｓ３および第４のプロセス段階Ｓ４はすべて、真空トイレ１２から離れた位置、例えば地下エリア内に配置されるようにしてもよい。任意選択的には、２以上の部門が、例えば地下エリアにある共通の中央バッファタンク（Ｓ２）、共通の中央気化ユニット（Ｓ３）、および共通の中央廃棄物処理ユニット（Ｓ４）を共有することができる。
【００６９】
第３のプロセス段階Ｓ３は、少なくとも１の気化チャンバ２６（蒸発器）、好ましくは複数の気化段階を含む気化ユニット２４を含む。この例では、気化ユニット２４が、２つの気化チャンバ２６、２８を含み、各気化チャンバ２６、２８が、第３のプロセス段階Ｓ３のそれぞれの気化段階を形成する。システムは、その中の主要な堆積を回避できるように設計されるため、気化チャンバ２６、２８は、好ましくは再利用可能なチャンバである。第２気化チャンバ２８は、ユニット２４内に第２気化段階を形成し、他の実施形態では、並列または直列で動作する複数の気化チャンバとして実施されるものであってもよい。汚水スラリは、好ましくは真空ポンプによる吸引により、バッファタンク２２から受け取られる。
【００７０】
気化チャンバ２６、２８では、汚水スラリに含まれる水を蒸気に変換するような温度で、汚水スラリが気化処理を受ける。水蒸気は気化チャンバから取り除かれ、凝縮され、通常は周囲の廃水システム、例えば公共下水道システムに排出される。任意選択的には、以下でさらに説明するように、第１気化チャンバ２６で生成された高温蒸気の少なくとも一部を使用して、システム内の後続の気化段階を加熱することができる。配管２０での気化ユニット２４からの出力は、ここでは減水廃棄物と呼ばれる減水汚水スラリを構成し、これは特に、分離すべき潜在的に有害な医療物質も含む。この減水廃棄物は、好ましくは１または複数の真空ポンプによって、任意選択的な第４のプロセス段階Ｓ４に移送される。
【００７１】
この実施形態のような多段気化ユニット２４では、初期処理済みの汚水スラリの含水量が、各気化段階でさらに減少する。最適な蒸発の程度は、いくつかの要因、例えば物質を送り出す能力、および気化チャンバの内壁上における堆積物の形成の危険性に依存する。気化ユニット２４から出力される結果として生じる廃棄物は、最初に排出される汚水と比較して大幅に低減された含水量を有する廃棄物の形態である。
【００７２】
システム１０の任意選択的な第４のプロセス段階Ｓ４は、少なくとも１の交換可能な廃棄物容器３２、好ましくは複数の交換可能な使い捨て廃棄物容器３２を含む廃棄物処理ユニット３０を備える。
【００７３】
交換可能な廃棄物容器３２は、各容器３２が一度だけ使用された後に、その中の最終廃棄物と一緒に交換および破壊されるように、使い捨て容器であってもよい。使い捨ての態様は、廃棄物容器内で更なる水分低減が行われ、廃棄物容器３２内に硬い堆積物を潜在的にもたらす本発明の概念の実施形態に特に関連する。図１に示す実施例では、廃棄物処理ユニット３０が４つの廃棄物容器３２を含むが、システムサイズおよびシステム容量に応じて、１０、２０またはそれ以上など、任意の数を含むことが可能である。
【００７４】
第４のプロセス段階Ｓ４では、廃棄物容器３２内に存在する廃棄物から更なる水を任意選択的に蒸発させて、廃棄物容器３２内にさらに水を減らした最終廃棄物を生成することができる。簡素な実施形態では、そのような更なる減水が省かれる。
【００７５】
廃棄物は、以下でさらに詳述するように、気化ユニット２４から個々の廃棄物容器３２に順次移送されることが好ましい場合がある。廃棄物容器３２内で最終処理が行われた後、最終廃棄物は最終的に廃棄物容器３２とともに取り除かれて破壊（好ましくは燃焼）される。
【００７６】
次に、図２Ａおよび図２Ｂを参照する。これら図面は、第１のプロセス段階Ｓ１の２つの代替的な実施形態をより詳細に概略的に示している。それら代替例の違いは、基本的に破砕が行われる場所にある。
【００７７】
両実施形態では、第１のプロセス段階Ｓ１が、汚水の初期の任意選択的な細菌低減を実行するために、符号４２によって概略的に示されるように加熱される細菌低減容器４０を含む。この実施形態では、加熱が使用されるが、上記のように、加熱の代替として、または加熱と組み合わせて、他の細菌低減手段が使用されるようにしてもよい。加熱は、外部手段によって容器４０の壁を加熱すること、および／または容器４０の内部に１または複数の加熱要素を配置することなど、様々な手段によって実行されるようにしてもよい。各細菌低減容器４０は、ここでは、真空ポンプによって生成された真空または吸引力の影響下で、真空弁４６を介して、排出された汚水を真空トイレから直接受け入れるために、関連する真空トイレ１２の真下に配置されて示されている。
【００７８】
例示の実施形態では、限られた量の洗浄水、例えば０．５リットルが、各洗浄で弁４１を介してトイレ１２内に送られる。細菌低減容器４０の上部領域にある真空弁４３は、トイレの洗浄のために真空を適用するために使用されるものであってもよい。この真空は、別個の真空源から、またはシステムの中央の真空からもたらされる。真空弁４３は空気のみを操作し、汚水を操作することはない。それは、デミスタなどの保護構造を使用することにより、吸引する液滴やエアロゾルから保護される。細菌低減容器４０内の加熱による細菌低減は、汚水中の所望の量の細菌、好ましくは殆どまたはすべての細菌を確実に殺すために、洗浄後に予め設定された時間継続するようにしてもよい。その後、細菌が減少した汚水は、出口弁５０を介して容器４０から配管１６を介して第２のプロセス段階Ｓ２のバッファタンク２２に移送される。この実施形態では、その移送のために、真空ポンプ４８が第２のプロセス段階Ｓ２に配置される。このため、システム１０の下流に配置されたすべてまたは複数の真空トイレ１２に共通の単一の集中的な真空ポンプ４８があってもよい。
【００７９】
図示の実施例において、真空トイレ１２から排出された汚水は、第１のプロセス段階Ｓ１で細菌低減および初期破砕の両方を受けて、初期処理済みの汚水スラリとされる。本発明の概念の他の実施形態では、細菌低減と破砕の両方を任意で省くことができる。上述したように、初期の破砕によって得られる利点の１つは、小径の配管で物質を移送できることである。しかしながら、初期の破砕が実行される場所については様々な選択肢が存在し、それら選択肢を組み合わせることができる。初期の破砕は、細菌低減と本質的に同時に（図２Ａ）、または細菌低減の前または後に（図２Ｂ）実行され得る。初期の破砕は、少なくとも部分的にポンプで実行される（図２Ｂ）。有利には、汚水スラリをバッファタンク２２に移送するために、より小さな直径の配管１６を使用することができる。
【００８０】
図２Ａは、少なくとも１の破砕ユニット５２が各細菌低減容器４０の内側に配置されている好ましい実施形態を概略的に示し、ここでは回転装置５２として概略的に示されている。細菌低減容器４０内で既に破砕を実行することには、小径の配管をシステムの大部分で使用することができ、全体の処理時間を短縮することができるという利点がある。汚水の破砕により、破砕の攪拌作用の結果として細菌低減時間が短縮されて、破砕のための別個のプロセス段階が回避されることがある。その結果、加熱処理中に破砕された場合に、汚水に含まれる生きている細菌の数を大幅に、または完全に削減することが、恐らくより容易になる。図２Ａの実施例では、順序は、真空トイレ→汚水の真空排出→細菌低減＋破砕→汚水スラリの吸引→バッファタンクである。
【００８１】
図２Ｂは、符号５２で概略的に示すように、ポンプ４８が各第１のプロセス段階Ｓ１に配置され、破砕がポンプ４８内で少なくとも部分的に生じる代替的な実施形態を示している。この実施形態は、正のポンプ圧力が移送に使用される一例である。この実施形態では、プロセス順序が、真空トイレ→汚水の真空排出→細菌低減→ポンピング中の破砕→圧力によるバッファタンクへの汚水スラリのポンピングである。破砕にポンプ４８を使用する代わりに、細菌低減容器４０の下流の第１のプロセス段階Ｓ１で専用の破砕ユニットを使用することも可能である。
【００８２】
図２Ａおよび図２Ｂに示す実施形態では、細菌低減が、細菌低減容器４０内で実行される。汚水は、細菌低減を完了するために、一定の時間、容器４０内に留まる。その後、配管１６を介してバッファタンク２２に移送される。また、別の細菌低減容器を使用せずに、真空トイレから排出された直後に細菌低減が実行されるシステム１０を設計することも可能である。代わりに、排出／洗浄中に汚水が配管を連続的に流れている間に細菌低減が実行されるインライン加熱配管システムを配置することができる。配管は、制限された空間内で熱交換を得るために、適切な螺旋形状などを有することができる。
【００８３】
ここで図３を参照すると、図１のシステム１０の第３のプロセス段階Ｓ３および第４のプロセス段階Ｓ４の一例がより詳細に概略的に示されている。気化ユニット２４および廃棄物処理ユニット３０は、破線のボックスで記されている。廃棄物移送配管は太い線で記され、高温水蒸気と凝縮水の配管は細い線で記されている。
【００８４】
３つのプロセス段階Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、通常、互いに比較的隣接し、第１のプロセス段階Ｓ１から遠くにまたは離れて配置させることができる。代替的な実施形態では、プロセス段階Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が１つのデバイスとして実装されるものであってもよい。この非限定的な実施形態では、第３のプロセス段階Ｓ３の気化ユニット２４が、第１気化チャンバ２６および第２気化チャンバ２８を含む。第２チャンバ２８の後に、順次作動する更なる気化チャンバ（図示省略）が続くようにしてもよい。
【００８５】
第２のチャンバ２８は、複数の同様の追加の第２気化チャンバと並行して作動させるようにしてもよい。気化チャンバの数やサイズなどの気化ユニット２４の設計は、システムコストとバランスがとれた必要な気化能力に関して最適化される。気化ユニット２４の気化チャンバの温度、圧力および充填レベルを測定するために、センサ（図示省略）が配置されている。
【００８６】
第１気化チャンバ２６は、バッファタンク２２から汚水スラリを受け取るために、配管１８および制御弁６０を介してバッファタンク２２に接続されている。これは、適切な時間間隔でバッチで実行されるようにしてもよい。第１気化チャンバ２６内の現在の気化状態に応じて、状況によっては、汚水スラリをバッファタンク２２に一時的に貯蔵することなく、気化ユニット２４に直接移送することができる。
【００８７】
汚水を追加すると気化プロセスが一時的に停止する可能性があるため、新しい汚水スラリは、１日あたり数回のみ、第１気化チャンバ２６で進行中の気化プロセスに導入することが好ましい。第１気化チャンバ２６には、第１気化チャンバ２６内の汚水スラリを汚水スラリの水が蒸発する温度まで加熱するための１または複数のマントルヒータ６２が設けられている。発生した高温水蒸気は、配管６１で第１チャンバ２６の上部から取り除かれる。
【００８８】
蒸気の一部は、ポンプ７０によって、弁６２、メインパイプ６４および凝縮器６６を介して、７２で公共下水道システムなどの周囲システムに移送することができる。図示の実施例では、マントルヒータ６２が、チャンバ２６内の物質レベルに応じて別々に作動させることができる複数の加熱要素を含むことができる。気化によってもたらされた減水された汚水スラリは、第１気化チャンバ２６の下部から配管６３で取り除かれて、制御弁７４を介しての第２気化チャンバ２８の上部に移送される。
【００８９】
図示の実施形態では、第２気化チャンバ２８が二重壁容器であり、第１気化チャンバ２６の容積の３分の１など、第１気化チャンバ２６よりも小さい容積とすることができる。二重壁構造は、蒸気によって第２気化チャンバ２８を加熱するために使用される。図示の実施例では、第１気化チャンバ２６によって生成された蒸気が、配管６１および制御弁７６を介して第２気化チャンバ２８の二重壁構造内に移送される。第１気化チャンバ２６からの余剰蒸気は、制御弁６２を介してメインパイプ６４に移送される。水蒸気が排出される場所６１に、１または複数のデミスタなどの１または複数の保護構造５９を配置することができる。これらの保護構造５９は、第１気化チャンバ２６の内側および／または外側に配置することができる。
【００９０】
いくつかの実施形態では、第１気化チャンバ２６からの蒸気の熱量は非常に高く、第２気化チャンバ２８での蒸発を、第１気化チャンバ２６で必要な時間の半分で行うことができる。後述するように、第１気化チャンバ２６によって生成された高温蒸気は、廃棄物処理ユニット３０を加熱するためにも使用することができる。第２気化チャンバ２８からの蒸気は、配管７７および弁７８を介してメインパイプ６４に移送される。水蒸気が排出される場所７７に、１または複数のデミスタなどの１または複数の保護構造７９を配置することができる。これらの保護構造７９は、第２気化チャンバ２８の内側および／または外側に配置することができる。
【００９１】
減水された廃棄物は、符号８０で第２気化チャンバの下部から除去され、制御弁８２を介して廃棄物処理ユニット３０に移送される。
【００９２】
二重壁構造に入る高温蒸気によって第２気化チャンバ２８を加熱するのは、熱伝達の点で有利である。チャンバ２８内の内容物への熱伝達は、蒸発が生じるゾーンで主に高温蒸気の凝縮が生じるため、より効率的であろう。その結果、第２気化チャンバ２８での気化動作は、レベルが低下する際の効率の損失を殆ど伴わずに実行され得る。凝縮水は、二重壁構造の下部から流出し、弁８４を介してメインパイプ６４に送られる。
【００９３】
ここで減水廃棄物と呼ばれる減水された汚水スラリは、気化ユニット２４から弁８２を介して任意選択的な廃棄物処理ユニット３０に移送される。この実施形態では、廃棄物処理ユニット３０が、４つの廃棄物容器３２ａ〜３２ｄを含む。図３は、廃棄物容器３２において充填レベル８７がどのように異なるかを模式的に示している。気化ユニット２４からの減水廃棄物は、関連する制御弁８６を介して廃棄物容器３２ａ〜３２ｂ内に導入される。廃棄物処理ユニット３０では、廃棄物が、廃棄物容器３２内または別の場所での気化により、任意選択的な最終的な水分低減を受ける。図示の実施例では、廃棄物容器が、第１気化チャンバ２６から排出された高温蒸気によって加熱され、関連する弁８８を介してそれぞれの廃棄物容器３２に移送され、廃棄物容器の一部または別個の加熱器である二重壁シリンダ内へと移される。交換可能な廃棄物容器では、廃棄物が最終的な減水を受け、蒸気が上部で排出され、関連する弁９０を介してメインパイプ６４と凝縮器６６に送られる。加熱された二重壁シリンダからの蒸気と凝縮水は下部で排出され、関連する弁９２を介してメインパイプ６４に移送される。１または複数のデミスタなどの１または複数の追加の保護構造３５は、廃棄物容器３２から水蒸気が排出される場所に配置することができる。
【００９４】
図示のシステム１０は、次のように動作する。すなわち、様々な温度、圧力、およびレベルセンサから受信した信号と、様々な弁に送信される制御信号とに基づいて、プロセス全体を制御するために、コンピュータ手段および電子機器（図示省略）が使用される。また、汚水、汚水スラリおよび廃棄物を移送し、蒸発チャンバおよび／または廃棄物容器の圧力を下げて、蒸発による水蒸気の形成を促進するために、１または複数の真空ポンプが使用される。
【００９５】
実施例
図示の実施例として、システムは、次のように設計および操作することができる。
処理される汚水量  ３００〜５００リットル／日
最終廃棄物の総量  ３０〜６０ｋｇ／日
総容量  １６０リットル
最大充填量  １００リットル
高さ  １ｍ
直径  ４５０ｍｍ
熱効果  ８．４ｋＷ
動作温度  ９５°Ｃ
動作圧力  ０．７〜０．８５ｂａｒ
総容量  ５０リットル
最大充填量  ３３リットル
高さ  １ｍ
直径  ２５０ｍｍ
動作温度  ８０°Ｃ
動作圧力  ０．５ｂａｒ
総容量  ４＊５０リットル
高温蒸気で加熱するための二重壁シリンダ
動作温度  ９５°Ｃ
動作圧力  ０．７〜０．８５ｂａｒ
廃棄物容器の交換間隔  ３〜６日に１回程度
【００９６】
上述したように、各細菌低減容器４０には２つの吸引出口が設けられている（図２Ａおよび図２Ｂ）：
・トイレ１２から容器４０内に汚水を引き込む洗浄真空を適用するためのフラッシング弁４３における上部吸引出口。
・容器４０内で汚水が適切な時間および適切な温度で処理された後に容器４０から汚水スラリを移送するための下部弁５０における下部吸引出口。
【００９７】
容器４０には、容器４０内の圧力を測定するための圧力センサ（図示省略）が設けられることが好ましい。フラッシング弁４３の開度は圧力制御される。通常、フラッシング弁４３は、圧力が大気圧に近くなるように少しだけ開いているが、好ましくは少し低く、例えば、約０．９気圧である。僅かに大気圧を下回る圧力によって、不快な臭気の漏れを防ぐことができる。
【００９８】
ユーザがボタンなどを押すことによってトイレ１２が洗浄されると、洗浄水弁４１が開かれるとともに、フラッシング上部弁４３がさらに開かれて、汚水に実質的な吸引効果が働き、容器４０内に引き込まれる。しかしながら、これは、容器４０内に十分な利用可能なスペースがある場合にのみ発生する。このため、容器４０は、レベルセンサ（図示省略）も備えるようにしてもよい。洗浄中、下部出口弁５０は閉じられている。任意選択的には、容器４０の上部出口にデミスタ（図示省略）などの保護構造が設けられ、それにより、跳ね返りによって生じる未処理材料を含む液滴が弁４３を通ってシステム内に出るのを防ぐことができる。細菌低減を実行するために加熱が使用される場合、システムは、加熱による細菌低減および破砕が、例えば洗浄が開始されてから短い期間（例えば、５秒）後に、洗浄に応答して開始されるように設計されるようにしてもよい。加熱は、温度センサ（図示省略）によって制御されるようにしてもよい。物質の温度が予め設定された温度、例えば９０度に達すると、温度が予め設定された期間、例えば３０秒間このレベルで維持され、細菌の低減が完了する。
【００９９】
加熱プロセスは多くの方法で実行できる。一例として、容器４０は、例えば６０度に予熱され、その後、必要なときにのみ、より高い温度に加熱される。代替例として、加熱が洗浄時にのみ適用されるが、それはおそらくプロセスを幾分遅らせるであろう。処理時間を短縮するために、弁４１で洗浄水に加熱水を使用することができる。病院の配管内の温水の温度が不十分な場合、そのような加熱された洗浄水が、任意選択的には、トイレ１２またはその近傍で温水をもたらすことによって生成される。
【０１００】
加熱および破砕が所望の期間中に実行されると、上部弁４３が閉じられ（先に閉じられていない場合）、下部出口弁５０が開かれ、それにより、初期処理済みの汚水スラリがポンプ４８によって容器４０から放出され、バッファタンク２２に移送される。容器４０を空けるための吸引は、ポンプ４８の代替として、またはポンプ４８に加えて、システムの下流の１または複数の中央ポンプによって発生させることもできる。任意選択的には、スラリが汲み出されている間に、空気が容器４０内に入ることができるように、容器４０に空気入口手段が設けられる。下部弁５０が、予め設定された時間、かつ／または場合によってはレベルセンサによる制御下で開かれるとき、下部弁５０は、例えば１５秒後に再び閉じられる。代替例として、容器４０は、２回以上洗浄するまで空にされない。
【０１０１】
トイレ１２が短期間の間に複数回洗浄された場合、容器４０が満杯になることが起こり得る。そのような状況では、制御電子機器は、容器内の処理が完了するまでトイレ１２の洗浄が延期されるように設計されるようにしてもよい。
【０１０２】
一例として、プロセス段階Ｓ１における様々なシーケンスの期間は以下の通りである。約１５秒の間にトイレ１２から容器４０内に汚水が排出される。容器４０内の目標温度に到達するのは約３０秒である。破砕は、洗浄時またはその後すぐに開始することができる。約３０秒間、加熱により細菌低減が行われる。約１５秒間、下部弁４５を介して空にされる。このため、１回の完全な洗浄と初期処理シーケンスに合計約１．５分かかる。ここで、物質の攪拌により容器４０内の物質すべてが正確な温度に容易に到達するため、加熱中に破砕を行うのが（必須ではないが）有利である場合がある。
【０１０３】
汚水スラリは、バッファタンク２２に一時的に貯蔵されてもよく、バッチで第１気化チャンバ２６に移送されるようにしてもよい。そのような移送は、典型的には、第１気化チャンバ２６内の気化プロセスが所望の程度まで実行されたことに応答して、第１気化チャンバ２６内の残りの内容物の少なくとも一部が第２気化チャンバ２８に移送されたときに、開始されるものであってもよい。
【０１０４】
第２気化チャンバ２８の壁に堆積物を形成する傾向は、様々な水溶液間で異なり、システム１０に供給されるすべての水溶液についての予備試験で測定されるようにしてもよい。残留水分量は、十分な流動性があり、かつ第２気化チャンバ２８の壁に堆積物が形成される傾向がほんの僅かであるのを保証するのに依然として十分な高さであるが、水分量が可能な限り少ない最適な時点で、第２気化チャンバ２８の気化プロセスは停止される。最適な時点で、ここで「廃棄物」と呼ばれている残りの濃縮物質は、弁８２を介して第２気化チャンバ２８から廃棄物処理ユニット３０に移送される。図示の実施形態では、含水量が廃棄物処理ユニット３０でさらに低減される。ポンプを使用して、気化チャンバ２６、２８および／または廃棄物容器３２内の圧力を低下させ、大気圧より低い圧力を作り出すことにより、内容物を１００℃未満の温度で沸騰させることができる。
【０１０５】
第１気化チャンバ２６において、１００リットルの初期汚水スラリ体積は、蒸気として除去される水の蒸発により２／３の量に減少し得る。第１気化チャンバ２６に残っている６６リットルの減水汚水スラリのうち、３３リットルが６３、７４を介して第２気化チャンバ２８にポンプで送られる。
【０１０６】
その後、追加の汚水スラリがバッファタンク２２から第１気化チャンバ２６にポンプで送られ、それにより、気化中の第１チャンバ２６は常に、最大充填量（１００リットル）とその２／３の量との間で変化する充填量を示すようになる。この例では、廃棄物容器内の廃棄物の最終量は、１日あたり３０〜６０ｋｇの範囲になる。なお、ここでの数値は単なる例として与えたものであり、大幅に変わる可能性があることに留意されたい。
【０１０７】
好ましくは、第１気化チャンバ２６での気化の程度または速度は、充填量が多いほど高くなる。満杯になると、すべての加熱要素６２がアクティブになる一方、チャンバが満杯ではないときは、１または２の加熱要素６２のみがアクティブになる。
【０１０８】
気化ユニット２４において、初期処理済みの汚水スラリの含水量は、３０％〜９５％、好ましくは５０％〜９５％、最も好ましくは７０％〜９５％減少する。それにより、気化ユニット２４において生成される減水廃棄物は、初期含水量の７０％〜５％、好ましくは５０％〜５％、最も好ましくは３０％〜５％の残留含水量を含むことができる。廃棄物中のこの残留含水量は、気化チャンバ２６、２８内の主要な堆積を回避するのに十分であろう。堆積は全く発生しないか、僅かしか発生しない。
【０１０９】
この実施形態では、気化ユニット２４からの廃棄物の含水量が廃棄物処理容器３２内でさらに低減され、廃棄物容器３２に含まれる最終廃棄物の含水量が、１０％〜１００％、好ましくは３０％〜１００％、最も好ましくは５０％〜１００％、さらに低減される。
【０１１０】
気化ユニット２４および廃棄物処理ユニット３０の組み合わせた減水によって、最終廃棄物の最終含水量が、初期汚水の１０％〜０％、好ましくは５％〜０％となり、最も好ましくは０％、すなわち、完全にまたは本質的に完全に乾燥した最終廃棄物となるようにしてもよい。廃棄物容器３２内の水分のこの最終的な減少によって、システム１０からの生成廃棄物が大幅に低減される。廃棄物処理ユニット３０におけるそのような最終的な気化が廃棄物容器３２中にほぼ乾燥または完全に乾燥した最終廃棄物をもたらすとしても、廃棄物容器３２が充填されて新しい空の容器と交換されるときに取り除かれるため、これは堆積についての問題を引き起こすことはないであろう。
【０１１１】
潜在的に有害な医療物質を実質的に含まない符号７２のポンプ７０からの凝縮水は、廃水システム、例えば公共下水道システムに直接排出することができる。
【０１１２】
ここで、図４Ａ〜図４Ｃを参照すると、廃棄物処理ユニット３０を操作するための３つの代替的なスキームが示されている。すべての代替例において、廃棄物容器は順番に満たされる。図４Ａにおいて、廃棄物容器＃１は、その制御弁８６を介して最初に充填される。＃１が一杯になると、関連する気化弁８８を作動させることにより＃１で乾燥が開始され、その後、容器＃２で充填が行われる。容器＃１が乾燥し、おそらく内容物の７５％が蒸気として除去されると、２回目の充填サイクルで再び充填される。そのため、各廃棄物容器３２について、動作の順序は、容器が所望のレベルまで満たされるまで、充填→乾燥→新たな充填→乾燥等であり、その後、容器が交換される。図４Ａでは、充填と乾燥のサイクルが等しくなっている。図４Ｂおよび図４Ｃでは、それぞれ乾燥サイクルが充填サイクルの２倍または３倍の長さである。すべてのサイクルが完了すると、最終的な減水廃棄物が入った廃棄物容器３２は、破壊のために取り除かれて、新しい容器と交換される。他のタイプの充填サイクルも可能である。
【０１１３】
ここで図５を参照すると、第３のプロセス段階Ｓ３における任意選択的な更なる機器が概略的に示されている。これらの機器は、個別にまたは組み合わせて使用することができ、また、図５に示す順序以外の他の相互順序でも使用することができる。
【０１１４】
第１の任意選択的な機器として、中央破砕ユニット１００を配置して、中央気化ユニット２４に入る前に汚水スラリをさらに破砕することができる。このユニット１００では、スラリ中の既に破砕された固形物、特に破砕されたトイレットペーパは、より小さい断片または細片にさらに破砕され、それにより、気化チャンバ２６、２８の内壁にセルロースが堆積するリスクが低減する。
【０１１５】
第２の任意選択的な機器として、例えば、気化ユニット２４の前に配置されたデカンタ型遠心分離機など、固形物除去ユニット１０２を配置して、スラリが気化ユニット２４に入る前に汚水スラリから固形物を除去することができる。除去されたセルロース断片（小さなトイレットペーパ片）および糞便粒子のような固形分は、気化ユニットから受け取った廃棄物と一緒に処理するために、１０４で廃棄物処理ユニット３０に移送されるようにしてもよい。ここで、蒸発によってさらに水を除去することができる。
【０１１６】
第３の任意選択的な機器として、化学処理ユニット１０６を配置して、汚水スラリ中のセルロース（トイレットペーパ片）を分解するようにしてもよい。汚水スラリは、さらに移送される前の適切な期間中に、セルロース分解処理にかけられるようにしてもよい。それにより、気化チャンバの内壁へのセルロース片（トイレットペーパの小片）の堆積を防ぐか、少なくとも大幅に減らすことができる。そのような化学処理ユニット１０６は、有利には、中央破砕ユニット１００と組み合わせることができる。化学処理は、一例として、セルラーゼまたは塩酸などの強酸の使用を含むことができる。
【０１１７】
図６は、本発明の概念に係る方法の一実施形態の様々なステップを示している。
【０１１８】
図７は、気化ユニット２４からの廃棄物の代替的な処理を概略的に示している。この代替的な実施形態では、バッファタンク２２と気化ユニット２４とを含む本発明の概念に係る装置が、第１の場所Ｌ１に配置されている。気化ユニット２４からの減水廃棄物１０９は、タンク１１０に移送される。その後、廃棄物は、トラック１１２によって別の場所Ｌ２に輸送される。図示の実施形態では、図３の廃棄物容器３２に対応する１または複数の廃棄物容器１１４が、任意選択的には１または複数のバッファタンクに貯蔵した後に、トラック１１２から廃棄物を受け入れるように構成されている。第２の場所では、加熱および／または低圧による廃棄物の更なる減水を実施して、更なる減水廃棄物１１８を生成することができる。前述した実施例のように、生成された水蒸気は１１６で容器１１４から除去され、任意選択的には、廃水システムまたは環境に移される。その後、図３を参照して述べたように、廃棄物容器１１４およびその中の更なる減水物質を破壊することができる。Ｌ２で追加の減水を実行した後、最終的に減水された廃棄物を、必要に応じて第３の場所で、破壊するために別の容器に移すことも可能である。
【０１１９】
図８は、任意の第１のプロセス段階Ｓ１および第２のプロセス段階Ｓ２が病院などの第１の場所Ｌ３に配置され、第３のプロセス段階Ｓ３および第４のプロセス段階Ｓ４が、１または複数の第１の場所Ｌ３から水性組成物を受け取って処理するためのプラントなど、異なる第２の場所Ｌ４に配置された、さらに代替的な実施形態を概略的に示している。この代替的な実施形態では、バッファタンク２２および気化ユニット２４を備える本発明の概念に係る装置が、第１の場所Ｌ３と第２の場所Ｌ４とに分割されている。多数のトイレ１２からの汚水の形態の水性組成物は、第１のプロセス段階Ｓ１で処理され、その後、第１の場所Ｌ３で一時的に貯蔵するために、１または複数のバッファタンク２２に移される。その後、汚水は、バッファタンク２２からトラック１１２、１１３に移され、第２の場所Ｌ４に輸送される。ここで、汚水は、任意選択的には１または複数のバッファタンクに貯蔵された後、第３のプロセス段階Ｓ３で気化器によって処理される。Ｓ３からの廃棄物は、上述したように第４のプロセス段階Ｓ４で受け取られて、任意選択的には処理される。代替的には、Ｓ４段階をＬ４以外の別の場所で実行することもできる。その後、図３を参照して述べたように、廃棄物を破壊することができる。
【０１２０】
図９は、水性組成物が動物の排泄物、または動物の排泄物と任意の追加の水とを含む汚水からなる、更なる代替的な実施形態を概略的に示している。図９では、動物の排泄物２０２、例えば、牛２００からの糞尿が、先ずバッファタンク２２に集められる。物質２０４はバッファタンク２２に一時的に貯蔵される。
【０１２１】
適切な時点で、物質２０４の一部またはすべてがバッファタンク２２から除去されて、プロセス段階Ｓ３および任意選択的にはプロセス段階Ｓ４に移送される。図９の破線矢印で示すように、この移送は、農場から別の場所の処理プラントへのトラック輸送など、異なる場所間で行われる場合もある。第３のプロセス段階Ｓ３では、物質は、１または幾つかのバッファタンクに任意に貯蔵された後、図５に関連して述べたように、ユニット１０２で固形物除去を受ける。その後、物質は適切な時点でバッチで、任意選択的には１または複数のバッファタンクを介して、気化ユニット２４に送られる。ユニット１０２で除去された固形物は、図５で説明したように、更なる減水にかけられ、それが、この実施形態では、気化ユニット２４からの減水廃棄物とともに廃棄物処理ユニット３０で実行される。その後、上述したように、減水廃棄物は、好ましくは高温炉での焼却によって破壊される。
【０１２２】
代替的な実施形態
上述した図示の実施形態は、特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの方法で変更を加えることができる。
【０１２３】
図１〜図３を参照して図示および説明した実施例では、水性組成物が真空トイレから汚水として受け取られる。しかしながら、本発明の概念に係る方法および装置は、他のシステムおよび用途で使用または実装することができ、図１〜図３の実施形態はそれに応じて変更することができる。
【０１２４】
例えば、本発明の概念は、空気圧差の代わりに水が汚水を移送するために使用される従来の水洗式トイレに関連して使用することもできる。水性組成物は、１または複数の小便器からの尿であってもよい。図３の真空操作に関連する１または複数のポンプと弁を省いて、任意選択的には、他の機器と置き換えることができる。上述したように従来の水洗式トイレからより小さい直径の配管を介して汚水を移送することが望まれる場合には、汚水は上述したような破砕を受けるようにしてもよい。しかしながら、初期の破砕を省略して、システムの下流側の従来の配管で、初期の破砕処理を行わずに、汚水を移送することも可能である。従来の水洗式トイレシステムでは、気化ユニットに収容される前に汚水を処理することが有利な場合がある。このため、気化ユニットの上流側に固形物除去ユニットおよび／または破砕ユニットおよび／または化学処理ユニットがあってもよく、任意選択的には、１または複数のバッファタンクをそのようなユニットの上流側および／または下流側に配置するようにしてもよい。
【０１２５】
処理される水性組成物の種類に応じて、かつ実施に応じて、上述した構成要素およびステップのうちの１または複数を省くことができ、それには、細菌低減、初期の破砕、トイレおよび／または小便器への流体接続、廃棄物容器、保護構造、加熱のための蒸気の使用、廃棄物容器における更なる減水、集中的な固形物除去、集中的な破砕および集中的な化学処理が含まれるが、それらに限定されるものではない。
【０１２６】
各段階におけるユニットの数は変更し得る。水性組成物は、不特定数の真空トイレからの汚水を含むことができる。複数のバッファタンクがあってもよい。気化ユニットは、不特定数の蒸発器を含むことができ、必要な数の廃棄物容器があってもよい。
【０１２７】
加熱に関しては、気化チャンバ２６、２８と廃棄物容器３２の両方の内容物を加熱する他の方法は数多くあり、少なくとも部分的に液体に浸されるか、チャンバの周りに置かれる加熱要素、マイクロ波、インダクションなどを使用することを含む。廃棄物容器３２を加熱するために使用される二重壁シリンダは、二重壁シリンダではなく廃棄物容器のみが交換されるように、廃棄物容器３２から分離されるものであってもよい。代替例として、加熱用の二重壁シリンダは、廃棄物容器と一体的に形成されたもので、交換される廃棄物容器の一部であってもよい。図示の実施形態では、第１気化チャンバ２６からの高温蒸気が、後続ステップの加熱のために使用される。しかしながら、後続ステップ用に別個の加熱方法を用いることも可能である。
【０１２８】
代替的な実施形態では、ポンプの配置および数が、図示の実施例と異なっていてもよい。例えば、各バッファタンクに、好ましくはバッファタンクの下流に、真空ポンプが配置されるようにしてもよい。その吸引は、トイレから汚水を排出するために使用することができる。また、システムを介して物質を移送するために、中央気化ユニットの下流にある１または複数の中央ポンプからの中央吸引を使用することもできる。
【０１２９】
気化ユニットおよび／または廃棄物処理ユニットからの水蒸気が十分にきれいであることを確認するために、システムは、蒸気純度を評価する分析ユニット（図示省略）をさらに備えるようにしてもよい。評価は、例えば、凝縮蒸気の伝導率を測定するか、またはその吸収率を測定することによって行われる。計算されたデータは、コントロールパネルを介して、登録、保存および／またはシステムオペレータに提示することができる。システムは、プロセスの品質をオンラインで監視することができる。継続的な品質管理は、蒸発による凝縮蒸気が公共下水道システムに放出されるのに十分な純度であることを確保することができる。
【０１３０】
気化チャンバの数と配置は、図示の実施形態と異なっていてもよい。代替的な実施形態では、単一の気化チャンバのみ、あるいは並行して動作する２以上のチャンバがあってもよい。例えば、並行して動作する複数の第１気化チャンバ２６があってもよい。大規模な病院のシステムでは、並行して動作する第１および第２の気化チャンバが、例えば、５〜１０あってもよい。
【０１３１】
他の実施形態では、生成された蒸気を加熱に使用するための構成が異なっていてもよい。一例として、廃棄物容器３２で生成された高温蒸気は、エネルギーを節約するために、弁を介して第２のチャンバ２８の壁に移送されるようにしてもよい。
【０１３２】
上記実施例では、プロセス段階Ｓ３およびＳ４で生成された蒸気が凝縮されて、公共下水道システムに放出される。代替的な実施形態では、凝縮水が、水タンクまたは排水溝に放出されるものであってもよい。代替的には、蒸気を始めに水に凝縮することなく、例えば周囲の空気中に放出するようにしてもよい。
【０１３３】
他の実施形態
更なる態様によれば、本発明の概念は、排泄物中に溶けた状態で存在する抗生物質などの潜在的に有害な医療物質を分離する方法にも関し、この方法が、
排泄物中に溶けた状態で存在する潜在的に有害な医療物質を含む水性組成物を、１または複数の気化チャンバを含む気化ユニットに移送するステップと、
１または複数の気化チャンバにおいて、水性組成物から水を蒸発させて、潜在的に有害な医療物質を含む減水廃棄物を生成するステップと、
エアロゾルまたは液滴の通過を防ぐように構成された１または複数のデミスタなどの１または複数の保護構造に、蒸発した水を通過させるステップと、
気化ユニットから廃棄物を移送するステップと、
廃棄物を高温焼却プロセスなどの破壊的処理にかけるステップとを含む。
【０１３４】
更なる態様によれば、本発明の概念は、排泄物中に溶けた状態で存在する抗生物質などの潜在的に有害な医療物質を分離する装置にも関し、この装置が、
排泄物中に溶けた状態で存在する潜在的に有害な医療物質を含む水性組成物を受け入れるように構成された気化ユニットであって、水性組成物から水を蒸発させて減水廃棄物を生成するように構成された１または複数の気化チャンバを有する気化ユニットと、
蒸発した水中のエアロゾルまたは液滴が通過するのを防ぐように構成された１または複数のデミスタなどの１または複数の保護構造とを備える。
【図１】
2020517425.tif 000003
【図２Ａ】
2020517425.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
2020517425.tif 000007
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
2020517425.tif 000009
【図５】
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【図６】
2020517425.tif 000011
【図７】
2020517425.tif 000012
【図８】
2020517425.tif 000013
【図９】
2020517425.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月3日(2019.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排泄物中に溶けた状態で存在する抗生物質などの医療物質を含む排泄物を処理する方法であって、
少なくとも１のバッファタンク（２２）において、排泄物中に溶けた状態で存在する医療物質を含む水性組成物を受け入れるステップと、
水性組成物をバッファタンク（２２）内に一時的に貯蔵するステップと、
バッファタンク（２２）から１または複数の気化チャンバ（２６、２８）を含む気化ユニット（２４）に、バッチで水性組成物を移送するステップと、
１または複数の気化チャンバ（２６、２８）において、水性組成物から水を蒸発させて、医療物質を含む減水廃棄物を生成するステップであって、水性組成物の含水量が気化ユニット（２４）において３０〜９５％減少するステップと、
エアロゾルまたは液滴の通過を防ぐように構成された１または複数のデミスタなどの１または複数の保護構造（５９、７９）に、蒸発した水を通過させるステップと、
気化ユニット（２４）から複数の廃棄物容器（３２）に廃棄物を移送するステップと、
加熱および／または減圧により、廃棄物容器（３２）内の廃棄物からさらに水を蒸発させて、さらに減水した減水廃棄物を生成するステップと、
廃棄物を含む１または複数の廃棄物容器（３２）を取り外して交換するステップと、
取り外した廃棄物容器（３２）をその中に含まれる廃棄物とともに高温焼却プロセスなどの破壊的処理にかけるステップとを含み、
１または複数の廃棄物容器（３２）が充填されている間に、先に充填された１または複数の廃棄物容器（３２）内に存在する廃棄物から加熱および／または減圧により水が蒸発されるように、廃棄物が、気化ユニット（２４）から複数の廃棄物容器（３２）内に順次移送される（２０）ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
水性組成物の含水量が気化ユニット（２４）において５０〜９５％、好ましくは７０〜９５％減少することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、
１または複数の保護構造（５９、７９）を加熱するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
廃棄物容器（３２）内の廃棄物からさらに水を蒸発させることが、廃棄物容器（３２）を取り外す前に実行されることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法において、
エアロゾルまたは液滴が通過するのを防ぐように構成された１または複数のデミスタなどの１または複数の追加の保護構造（３５）に、廃棄物からさらに蒸発した水を通すステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、
１または複数の追加の保護構造（３５）を加熱するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の方法において、
複数の廃棄物容器（３２）内に収容される廃棄物の含水量がさらに１０〜１００％、好ましくは３０〜１００％、最も好ましくは５０〜１００％低減されることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法において、
蒸発により得られた水蒸気および／または凝縮水を公共下水道システムなどの廃水システムに放出するステップ（７２）をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の方法において、
水性組成物が、１または複数のトイレ（１２）および／または１または複数の小便器からの汚水を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
トイレが真空トイレ（１２）を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法において、
トイレが水洗式トイレ（１２）を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載の方法において、
水性組成物を細菌低減（４０）にかけるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、
細菌低減が、加熱による細菌低減を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の方法において、
細菌低減が、バッファタンク（２２）の上流側で実行されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４の何れか一項に記載の方法において、
水性組成物が、１または複数のトイレ（１２）および／または１または複数の小便器からの汚水を含み、汚水が、トイレ（１２）および／または小便器から関連する細菌低減容器（４０）内に移され、細菌低減が細菌低減容器（４０）内で実行されることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法において、
汚水が、トイレ（１２）および／または小便器から前記細菌低減容器（４０）内に実質的に直接排出されることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１乃至１６の何れか一項に記載の方法において、
水性組成物が、汚水を破砕することにより得られる破砕済みの汚水スラリを含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、
気化ユニット（２４）の上流側で汚水スラリを追加の破砕（１００）にかけるステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の方法において、
汚水スラリを化学処理（１０４）にかけて、汚水スラリ中のセルロースを分解するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１に記載の方法において、
水性組成物が、破砕されたスラリであることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１乃至２０の何れか一項に記載の方法において、
気化ユニット（２４）の上流側で水性組成物から固形物を除去するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
排泄物中に溶けた状態で存在する抗生物質などの医療物質を含む排泄物を処理する装置であって、
排泄物中に溶けた状態で存在する医療物質を含む水性組成物を受け入れて一時的に貯蔵するように構成された少なくとも１のバッファタンク（２２）と、
バッファタンク（２２）からバッチで水性組成物を受け入れるように構成された気化ユニット（２４）であって、水性組成物から水を蒸発させて減水廃棄物を生成するように構成された１または複数の気化チャンバ（２６、２８）を有する気化ユニット（２４）と、
蒸発した水中のエアロゾルまたは液滴が通過するのを防ぐように構成された１または複数のデミスタなどの１または複数の保護構造（５９、７９）と、
気化ユニット（２４）から減水廃棄物を受け入れる（２０）ように構成された複数の交換可能な廃棄物容器（３２）と、
加熱および／または減圧により、廃棄物容器（３２）内の廃棄物からさらに水を蒸発させて、さらに減水した減水廃棄物を生成する手段とを備え、
１または複数の廃棄物容器（３２）が充填されている間に、先に充填された１または複数の廃棄物容器（３２）内に存在する廃棄物から加熱および／または減圧により水が蒸発されるように、前記装置が、気化ユニット（２４）から複数の廃棄物容器（３２）内に廃棄物を順次移送するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の装置において、
気化ユニット（２４）が、水性組成物の含水量を３０〜９５％、好ましくは５０〜９５％、最も好ましくは７０〜９５％減少させるように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２４】
請求項２２または２３に記載の装置において、
１または複数の保護構造（５９、７９）が、１または複数の加熱された保護構造を備えることを特徴とする装置。
【請求項２５】
請求項２２に記載の装置において、
廃棄物からさらに水を蒸発させる手段が、廃棄物の含水量を１０〜１００％、好ましくは３０〜１００％、最も好ましくは５０〜１００％さらに減少させるように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２６】
請求項２２乃至２５の何れか一項に記載の装置において、
エアロゾルまたは液滴の通過を防止するように構成された１または複数のデミスタなどの１または複数の追加の保護構造（３５）をさらに備え、廃棄物からさらに蒸発した水が、１または複数の追加の保護構造（３５）を通過することを特徴とする装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の装置において、
１または複数の追加の保護構造（３５）を加熱することをさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項２８】
請求項２２乃至２７の何れか一項に記載の装置において、
前記装置が、公共下水道システムなどの廃水システムに接続され、水蒸気および／または凝縮した水蒸気を廃水システムに放出するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２９】
請求項２２乃至２８の何れか一項に記載の装置において、
水性組成物を細菌低減にかけるように構成された細菌低減手段（４０、４２）をさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項３０】
請求項２９に記載の装置において、
細菌低減手段（４０、４２）が、バッファタンク（２２）の上流側に配置されていることを特徴とする装置。
【請求項３１】
請求項２９または３０に記載の装置において、
細菌低減手段が、１または複数の加熱された（４２）細菌低減容器を含むことを特徴とする装置。
【請求項３２】
請求項２２乃至３１の何れか一項に記載の装置において、
水性組成物が、１または複数のトイレ（１２）および／または１または複数の小便器からの汚水を含むことを特徴とする装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の装置において、
少なくとも１のバッファタンク（２２）が複数のバッファタンクを含み、その各々が、１または複数のトイレ（１２）および／または１または複数の小便器からの汚水を受け入れるように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項３４】
請求項２２乃至３３の何れか一項に記載の装置において、
汚水を破砕して破砕済みの汚水スラリを生成するように構成された破砕手段（５２）をさらに備え、水性組成物が破砕済みの汚水スラリを含むことを特徴とする装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載の装置において、
気化ユニット（２４）の上流側で汚水スラリを追加の破砕にかけるための手段（１００）をさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項３６】
請求項２２乃至３５の何れか一項に記載の装置において、
水性組成物が破砕済みのスラリであり、前記装置が、汚水スラリが気化ユニット（２４）に入る前に、汚水スラリを化学処理（１０４）にかけて汚水スラリ中のセルロースを分解する手段（１０４）をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項３７】
請求項２２乃至３６の何れか一項に記載の装置において、
気化ユニット（２４）の上流側で水性組成物から固形物を除去するための手段（１０２）をさらに含むことを特徴とする装置。
【国際調査報告】
2020517425.tif 000015
2020517425.tif 000016
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