Toilet met onderdruk

Beschrijving

Toiletten met onderdruk gebruiken een vacuüm als energie, door middel van een afzuigverschijnsel. Dit is een gesloten systeem met vacuümtoiletten, eventueel de zogeheten opvangbakken voor grijs water, een buizennet onder vacuüm en een groep voor de productie van het vacuüm, met of zonder opvangtank.

Toepasbaarheid

Toepasbaarheidscriteria

Toiletten met onderdruk worden vaak gebruikt in toepassingen waarin de volgende elementen bepalende criteria zijn:

• waterbesparing ;
• intensief gebruik ;
• hygiëne en insluiting ;
• structurele beperkingen van het gebouw die de mogelijkheden voor een traditionele afvoer met zwaartekracht beperken ;
• geen aansluiting op een bestaand afvalwaternet ;
• vanwege de vermindering van de af en aan te voeren volumes en van de energiebehoeften voor het transport en de behandeling van het water (men sluit een zuiveringstation aan op het vacuümnet) ;
• voordelig alternatief voor systemen met hefpomp.

Toepassingen

Men vindt veel toepassingen in ziekenhuiscentra (gesloten systeem met onderdruk, geen mogelijkheid van lekken uit het net naar buiten), openbare gebouwen (winkelcentra, stations, luchthavens, stadions, ...), supermarkten (men hoeft geen sleuven in de bodem aan te brengen voor de afvoer van het condenswater van de koelmeubels) en historische gebouwen (verwijdering zonder vloeren te moeten openbreken, plaatswinst).

Renovatie

Dit systeem is bijzonder geschikt voor renovaties, om de volgende redenen :

• geen impact op de verdiepingen waar niet wordt gewerkt ;
• geen harde, permanente verticale afvoerleiding nodig: de toiletten kunnen op elke verdieping willekeurig worden geplaatst ;
• men moet het horizontale net geen verloop geven (het systeem werkt niet met zwaartekracht) ;
• het afzuigverschijnsel maakt het mogelijk het afvalwater horizontaal en verticaal te vervoeren, zodat men obstakels kan ontwijken ;
• het afzuigverschijnsel maakt een opwaartse verwijdering mogelijk ;
• men kan obstakels ontwijken ;
• de leidingen kunnen 50% kleiner zijn dan bij een klassiek systeem ;
• de doorboring van vloeren is beperkt en de gaten zijn klein ;
• het systeem is geschikt voor gebouwen zonder aansluiting op de openbare riolering.

Voor- en nadelen

Gevolgen voor de gezondheid / het milieu

Waterbesparing (en elektriciteitsbesparing)

Toiletten met onderdruk werken met 1,2 liter water per spoelbeurt. Dit betekent een besparing van 7,8 liter tegenover een spoeling van 9 liter, dus een besparing van 87%.

Bovendien is er geen elektrische aansluiting nodig, aangezien het toilet pneumatisch wordt bediend. Het elektriciteitsverbruik is slechts 5W, inclusief het verbruik van de vacuümpompen en pompen voor de lediging.

Hygiëne

Bij elk gebruik wordt er 60 liter lucht aangezogen zodat virussen, bacteriën en geuren worden afgezogen. Omdat het systeem altijd gesloten en in onderdruk blijft, worden het leven en de groei van parasieten bemoeilijkt.

Milieu-impact

Men kan dit systeem aanvullen met een micro-waterzuiveringsstation, een geprefabriceerd, uiterst compact, bovengronds systeem voor de behandeling van het afvalwater met het oog op hergebruik of lozing in de natuur volgens de geldende plaatselijke normen. Deze technologie combineert een intensieve biologische behandeling met een membraanfiltering.

Deze systemen worden ook toegepast in het kader van alternatieve saneringsconcepten, bedoeld om de voedingscyclus te sluiten waarin zwart water een bron vormt voor de productie van biogas en vervolgens meststof. Dit gebeurt bijvoorbeeld in een woon- en werkgebouw in de wijk Vauban in Freiburg im Breisgau.

1. Het spoelwater komt uit de recycling van grijs water.
2. De fecaliën en urine worden afgezogen in een onderdruksysteem met gescheiden leidingen en naar een biogasinstallatie gevoerd.
3. Vervolgens worden ze als mest op de velden verspreid.
4. Het biogas uit de gisting van het organische afval van het gebouw levert de energie voor de kookfornuizen.

Sanitair concept in het woon- en werkgebouw in Freiburg im Breisgau, van de toiletten tot de kookfornuizen en de behandeling van afvalwater.

Dimensionering

Meestal verzorgt de fabrikant de dimensionering van het net en van de vacuümcentrale, op basis van informatie die de opdrachtgever verstrekt. Het net is gedimensioneerd volgend de Europese norm EN12109.

De dimensionering moet zo gebeuren dat cavitatie wordt vermeden (als de onderdruk te hoog is, leidt de cavitatie tot de vorming van luchtbellen die de leidingen kunnen beschadigen).

Aandachtspunten voor het ontwerp

Het systeem biedt een zeer grote ontwerpvrijheid, aangezien de diameter van de leidingen klein is (+/- 50 mm) en de leidingen obstakels kunnen ontwijken. De afvoerleidingen hebben geen verval nodig en de afvoer van de toiletten kan indien nodig zelfs opwaarts gebeuren. Men kan het afvalwater verticaal tot 7 m doen stijgen.

Technische details

De gedetailleerde werking van het toilet is als volgt:

• Wanneer de spoeling wordt gebruikt, gaat een pneumatisch signaal naar het regelmechanisme.
• Dit opent de afvoerklep en schept een onderdruk in het leidingsysteem. De afvoer wordt aangedreven door het verschil voor en na de waterprop.
• Tegelijkertijd wordt de toevoerklep voor water geopend en spoelt het water onder druk de toiletpot.

Werking van het toilet met onderdruk

(Bron : EVAC)

Andere kenmerken:

• Vacuümnet: minimaal vacuüm bij de inschakeling van het systeem -30 kPa
• Waterverbruik per spoelbeurt: 1,2 liter
• Luchtverbruik per spoelbeurt: 60 +/- liter per cyclus

Kosten

Het onderdruktoilet maakt een waterbesparing mogelijk. Zijn financiële rentabiliteit wordt berekend in vergelijking met de kosten van een traditioneel sanitair net met zwaartekracht met een equivalente capaciteit. De berekening van het rendement van de investering houdt rekening met het aantal vacuümtoiletten, de frequentie van de spoelingen, de waterbesparing per spoeling en de lokale prijs van de kubieke meter water. Men mag evenmin het elektriciteitsverbruik vergeten, ook al is dat relatief verwaarloosbaar. Voor een rendement op de investering op middellange termijn zijn toiletten met onderdruk te verkiezen voor projecten voor openbare gebouwen met intensief gebruik.

Het gebruik van biogas uit de recycling van zwart water bevindt zich nog in een experimentele fase. Het is niettemin een voorziening die hoge prestaties levert op het vlak van waterbesparing en het beperken van de vervuiling van oppervlaktewater bij de bron.

Bouwplaats

De werken voor de installatie en exploitatie van deze technologie kunnen worden uitgevoerd door elk installatiebedrijf dat vooraf door de fabrikant geïnformeerd is over de eenvoudige regels voor de configuratie en plaatsing van het net en van de vacuümtoiletten.

Voor de leidingen beveelt men meestal drukvast PVC of PEDH aan. Gezien de hoge circulatiesnelheden in het net (10 m/s) moet het met goede bevestigingen worden gezekerd. Dankzij de snelle circulatie van het afvalwater is het net zelfreinigend, wat elk risico van blokkeringen in het net beperkt.

Wanneer horizontale leidingen van verschillende diameters op elkaar worden aangesloten, moet men ervoor zorgen dat de bovenzijden op gelijke hoogte komen, zodat er een lokaal verloop is tussen de onderzijden.

Onderhoud

In de leidingen van sanitaire installaties kan na enkele jaren dienst kalkafzetting ontstaan. Deze kalkafzetting is afkomstig van de urine. Het risico concentreert zich in de horizontale leidingdelen dicht bij de urinoirs, de plaatsen waar het afvoerdebiet laag is en de zones met hoge temperatuur. Men moet daarom inspectieopeningen voorzien aan de verschillende ellebogen (T of Y) en op de laagste punten.

De fabrikanten van vacuümtoiletten hebben ontkalkingsproducten ontwikkeld waarvan men de samenstelling moet verifiëren. Deze behandeling is compatibel met eenheden voor biologische behandeling. De duur van de behandeling is zeer kort: gemiddeld slechts 10 tot 20 dagen, om de 5 tot 7 jaar te herhalen. Het product wordt rechtstreeks in elk toilet gespoten. Tijdens de behandeling kan men de toiletten blijven gebruiken.