处理含有至少一种化妆品的废水的系统及有关装置和方法.pdf

本发明涉及一种用于处理含有至少一种化妆品的废水的系统(18)，该系统(18)能被放置在施用空间(12)中，该施用空间用于将化妆品施用到使用者。该系统(18)包括：槽(36)，用于容纳和分离废水；入口(38)，入口用于将未处理的废水转移到容纳槽(36)中；气泡发生器(32)，气泡发生器能将一定量的气泡供给到容纳槽(36)的废水中，以在容纳槽(36)的下部区域(50)中产生处理过的水并且在容纳槽(36)的上部区域(52)中形成上清液；下部出口(40)，用于从容纳槽(36)中回收处理过的水；和上部出口(42)，用于从容纳槽(36)中排放泡沫状上清液。至少在容纳槽(36)的上游，该系统(18)没有用于注入使废水絮凝和/或凝结的化合物的机构。本发明还包括：一种包括上述系统(18)的施用装置(10、110)，该施用装置用于将化妆品施用到使用者；和一种用于处理含有至少一种化妆品的废水的方法。

1.  一种用于处理含有至少一种化妆品的废水的系统(18)，所述系统(18)能被放置在施用空间(12)中，所述施用空间用于将化妆品施用到使用者，所述系统(18)包括：
槽(36)，所述槽用于容纳和分离所述废水；
入口(38)，所述入口用于将未处理的废水转移到容纳槽(36)中；
气泡发生器(32)，所述气泡发生器能将一定量的气泡引入所述容纳槽(36)的废水中，以在所述容纳槽(36)的下部区域(50)中形成处理过的水并且在所述容纳槽(36)的上部区域(52)中形成上清液；
下部出口(40)，所述下部出口用于从所述容纳槽(36)中回收处理过的水；
上部出口(42)，所述上部出口用于从所述容纳槽(36)中排放泡沫状上清液；
至少在所述容纳槽(36)的上游，所述系统(18)没有用于注入使所述废水絮凝和/或凝结的化合物的机构。

2.  根据权利要求1所述的系统(18)，其中，所述气泡发生器(32)包括：上游管(62)，所述上游管用于分取所述容纳槽(36)中的相对不含气泡的水；和下游管(64)，所述下游管用于将相对富含气泡的水注入到所述容纳槽(36)中。

3.  根据权利要求2所述的系统(18)，其中，所述气泡发生器(32)包括空气入口(66)和水泵(60)，所述水泵能将通过所述空气入口(66)取得的空气与来自所述上游管(62)的相对不含气泡的水混合，以形成将通过所述下游管(64)输送的相对富含气泡的水。

4.  根据前述权利要求中任一项所述的系统(18)，所述系统包括与上部排放出口(42)连接的用于收集所述泡沫状上清液的阱(70)，收集阱(70)与真空源(74)连接，所述真空源能在所述收集阱(70)中产生比所述容纳槽(36)中占主导的压力低的压力。

5.  根据权利要求4所述的系统(18)，其中，所述气泡发生器(32)包括所述真空源(74)。

6.  根据权利要求5所述的系统(18)，与权利要求3结合，其中，所述真空源(74)由所述水泵(60)形成，且所述空气入口(66)与所述收集阱(70)连接。

7.  根据权利要求4～6中任一项所述的系统(18)，所述系统包括用于保护的中间容器(76)，所述中间容器被插入在所述收集阱(70)和所述真空源(74)之间。

8.  根据前述权利要求中任一项所述的系统(18)，其中，所述容纳槽(36)的内体积小于100升。

9.  根据前述权利要求中任一项所述的系统(18)，其中，所述气泡发生器(32)能产生平均尺寸小于0.5mm的气泡。

10.  一种用于将化妆品施用到使用者的装置(10、110)，所述装置包括：
用于所述化妆品的冲洗水源(14)；
开放容器(16)，所述开放容器用于收集由冲洗水形成的且含有所述化妆品的废水；
根据前述权利要求中任一项所述的系统(18)，所述入口(38)与所述开放容器(16)连接。

11.  根据权利要求10所述的装置(10、110)，其中，所述开放容器(16)的底部被布置在比所述容纳槽(36)的底部(44)高的高度处，以使得收集在所述开放容器(16)中的废水通过重力流到所述容纳槽(36)。

12.  根据权利要求10或11中任一项所述的装置(10、110)，所述装置包括座椅(13)，所述座椅能接纳使用者，而所述座椅(13)被放置在所述开放容器(16)的附近和/或废水处理系统(18)的附近。

13.  一种用于处理含有至少一种化妆品的废水的方法，所述方法包括以下步骤：
在将化妆品施用到使用者的施用空间(12)中提供根据权利要求1～9中任 一项所述的系统(18)；
通过所述入口(38)将含有至少一种化妆品的废水输送到所述容纳槽(36)中；
通过所述气泡发生器(32)的媒介将一定量的空气气泡引入所述废水中；
在所述容纳槽(36)的下部区域(50)中形成处理过的水，并且在所述容纳槽(36)的上部区域(52)中形成上清液；
通过下部分取出口(40)回收处理过的水；
通过上部排放出口(42)排放所述上清液；
所述方法至少没有在所述废水进入所述容纳槽(36)的上游，注入用于使所述废水絮凝和/或凝结的化合物的步骤。

14.  根据权利要求13所述方法，所述方法包括将所述上清液收集在与所述上部排放出口(42)连接的收集阱(70)中的步骤，所述收集的步骤包括通过真空源(74)在所述收集阱(70)中施加比所述容纳槽(36)中占主导的压力低的压力。

15.  根据权利要求14所述的方法，其中，将一定量的气泡引入所述废水中的步骤包括：
分取所述容纳槽(36)中的相对不含气泡的水，和
将相对不含气泡的水引入水泵(60)中，所述水泵(60)的空气入口(66)与所述收集阱(70)连接，
分取所述收集阱(70)中的空气以减小所述收集阱(70)中的压力，
通过所述空气入口(66)将在所述收集阱(70)中分取的空气注入到所述相对不含气泡的水中以形成相对富含气泡的水。

处理含有至少一种化妆品的废水的系统及有关装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于处理含有至少一种化妆品的废水的系统，该系统能被放置在施用空间中，该施用空间用于将化妆品施用到使用者上。
这种系统尤其用于与收集化妆品的施用空间中存在的废水的容器连接，以便直接在此空间中进行处理，该废水是在对使用者进行美容处理期间产生的。
化妆品的施用空间例如为理发店、美容院、水疗机构和海水浴疗法机构。或者，施用空间位于使用者的住处，例如使用者的家中。
背景技术
在本发明的含义中，“化妆品”具体是指于2009年11月30日欧洲议会和理事会的欧盟条例1223/2009号中关于化妆品定义的产品。
化妆品例如为施用到使用者身体表面，特别是施用在角蛋白表面(诸如皮肤和头发)上的液体、凝胶、霜、乳液。
上述化妆品有利地被冲洗水冲洗掉，以从身体表面上被部分地除去。特别是，化妆品是施用到使用者头发上的洗发水，然后用冲洗水将洗发水冲洗掉。或者，该产品是施用到使用者皮肤上而后用冲洗水冲洗掉的肥皂。
冲洗诸如洗发水或肥皂的化妆品产生不容忽视的量的含有该化妆品的废水。这种废水通常被收集到用于收集的开放容器，诸如水槽或洗盆。例如，在洗发剂冲洗的情况下，废水量为7～25升。
在大多数工业化国家中，如此收集的废水通过污水系统被送到水处理厂，以在释放到环境中或再使用之前进行纯化。
然而，在一些地区中，废水仅被部分地收集，甚至根本未被收集。在某些情况下，水处理的工业能力可能非常有限，例如在风暴的情况下暂时是有限的， 或者，由于处理能力不足而是长期有限的。
废水通常含有表面活性剂，并且在某些情况下含有防腐剂、杂质、硅酮等。大多数这些化合物是可生物降解的，但仍可能对环境有影响。
为了降低化妆品的环境影响，已知的是促进它们的生物降解性，或提供能用较少量的冲洗水冲洗掉的配方。
然而，这些解决方案是昂贵的，并且不适于部分或完全没有工业水处理设施的领域。
WO2011/026197描述了一种用于容器的水净化系统，其中，絮凝剂和凝结剂被注入到废水中。因此，这样的系统对环境有影响。此外，用于管理絮凝剂和凝结剂的系统复杂、繁琐且难以实施。WO2006/131743、WO2011/137490和WO2012/061905描述了水处理系统。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于处理含有至少一种化妆品的废水的系统，在工业水处理能力不可用，或者部分可用的情况下，该系统能被简单且廉价地使用。
为了这个目的，本发明的主题是上述类型的系统，所述系统包括：
槽，所述槽用于容纳并分离所述废水；
入口，所述入口用于将未处理的废水转移到容纳槽中；
气泡发生器，所述气泡发生器能将一定量的气泡引入所述容纳槽的废水中，以在所述容纳槽的下部区域中形成处理过的水，并且在所述容纳槽的上部区域中形成上清液；
下部出口，所述下部出口用于从所述容纳槽中回收处理过的废水；
上部出口，所述上部出口用于从所述容纳槽中排放泡沫状上清液；
至少在所述容纳槽的上游，所述系统没有用于注入使所述废水絮凝和/或凝结的化合物的机构。
根据本发明的系统能包括以下特征中的一个或多个，所述特征可单独地或 以任何技术上的可能组合进行使用：
所述气泡发生器包括：上游管，所述上游管用于分取所述容纳槽中的相对不含气泡的水；和下游管，所述下游管用于将相对富含气泡的水注入到所述容纳槽中；
所述气泡发生器包括：空气入口和水泵，所述水泵能将通过所述空气入口取得的空气与来自所述上游管的相对不含气泡的水混合，以形成将通过所述下游管输送的相对富含气泡的水；
所述系统包括连接到所述上部排放出口的用于收集所述泡沫状上清液的阱，收集阱连接到真空源，所述真空源能在所述收集阱中产生比所述容纳槽中占主导的压力低的压力；
所述气泡发生器包括所述真空源；
所述真空源由所述水泵形成，而所述空气入口连接到所述收集阱；
所述系统包括中间保护容器，所述中间保护容器被插入在所述收集阱和所述真空源之间；
所述容纳槽的内部体积小于100升；
所述气泡发生器能产生平均尺寸小于0.5mm的气泡。
本发明还涉及一种用于将化妆品施用到使用者的装置，所述装置包括：
用于所述化妆品的冲洗水源；
开放容器，所述开放容器用于收集由所述冲洗水形成的且含有化妆品的废水；
如上文所定义的系统，而所述入口连接到所述开放容器。
根据本发明的装置能包括以下特征中的一个或多个，所述特征可单独地或以任何技术上的可能组合进行使用：
所述开放容器的底部被布置在比所述容纳槽的底部高的高度处，以使得收集在所述开放容器中的废水通过重力流到所述容纳槽；
座椅，所述座椅能接纳使用者，而所述座椅被放置在所述开放容器的附近和/或废水处理系统的附近。
本发明的目的还在于一种用于处理含有至少一种化妆品的废水的方法，所述方法包括以下步骤：
在将化妆品施用到使用者的施用空间中提供如上文所定义的系统；
通过所述入口将含有至少一种化妆品的废水输送到所述容纳槽中；
通过所述气泡发生器的媒介(intermediary)将一定量的空气气泡引入所述废水中；
在所述容纳槽的下部区域中形成处理过的水，并且在所述容纳槽的上部区域中形成上清液；
通过下部分取出口回收处理过的水；
通过上部排放出口排放所述上清液；
所述方法至少没有在所述废水进入所述容纳槽的上游，注入用于使所述废水絮凝和/或凝结的化合物的步骤。
根据本发明的方法能包括以下特征中的一个或多个，所述特征可单独地或以任何技术上的可能组合进行使用：
所述方法包括将所述上清液收集在连接到所述上部排放出口的收集阱中的步骤，所述收集的步骤包括通过真空源在所述收集阱中施加比所述容纳槽中占主导的压力低的压力。
将一定量的气泡引入所述废水中的步骤包括：分取所述容纳槽中的相对不含气泡的水，和将相对不含气泡的水引入水泵中，所述水泵的空气入口连接到所述收集阱，而分取所述收集阱中的空气以减小所述收集阱中的压力，通过所述空气入口将在所述收集阱中分取的空气注入到所述相对不含气泡的水中以形成相对富含气泡的水。
附图说明
参照附图，考虑到仅作为示例提出的以下描述将更容易地理解本发明，其中：
图1是施用化妆品的第一装置的部分示意透视图，配备有根据本发明的处理 废水的系统；
图2是示出图1的处理系统的各个组件的框图；
图3是图2的系统的容纳分离槽的放大示意图，其中示出了分离废水的原理；
图4是施用根据本发明的化妆品的第二装置的后透视图。
具体实施方式
在下文中，术语“上游”和“下游”一般指的是流体循环的法线方向。
根据本发明的用于将化妆品施用到使用者的第一装置10示于图1中。
该装置10被放置在用于化妆品的施用空间12中。它配置成将化妆品施用到使用者的身体表面，随后用冲洗水将化妆品至少部分地冲洗掉。
化妆品的施用空间12例如为理发店、美容院、水疗机构和海水浴疗法机构。或者，施用空间12位于使用者的住处，例如使用者的家中。
上述化妆品尤其为施用到使用者身体表面，特别是施用在角蛋白表面(诸如皮肤和头发)上的液体、凝胶、霜、乳液。
上述化妆品能被冲洗水冲洗掉，以从身体表面上被部分地除去。特别是，该化妆品是施用到使用者头发上的洗发水，然后用冲洗水将洗发水冲洗掉。
或者，化妆品是施用到使用者皮肤上的肥皂，然后用冲洗水将肥皂冲洗掉。
参见图1，装置10优选包括能接纳使用者的座椅13。它包括：冲洗水源14，该冲洗水源能被分配到使用化妆品的使用者的身体表面上；和开放容器16，开放容器用于收集由冲洗水形成的含有化妆品的废水。
装置10还包括用于处理废水的系统18，该系统更详细地示于图2中。
冲洗水源14包括用于分配冲洗水的构件20，例如水龙头和/或淋浴器。
开放容器16包括向上开口的收集槽22和支撑件24。
收集槽22被安装在支撑件24上，以布置成当使用者坐在座椅13上时面对使用者的头部。此时，收集槽22限定面对座椅13的靠背放置的用于允许使用者的颈部通过的凹口26。
在此实例中，处理系统18被放置在容器16的附近和/或座椅13的附近，有利 地接触容器16和/或座椅13。
处理系统18包括：用于接纳和分离废水的单元30；废水中的气泡发生器32，以形成处理过的水和上清液；和用于收集上清液的单元34。
参见图2和图3，用于接纳和分离的单元30包括：用于容纳和分离废水的槽36，和用于将废水移动到容纳槽36中的入口38。
单元30还包括：用于回收处理过的水的下部出口40，和用于排放上清液的上部出口42。
容纳槽36被布置在容器16附近和/或与其接触，用于收集废水。
槽36包括底部44和侧壁46，限定用于容纳废水的内部空间48。
底部44和优选的内部空间48被放置在比收集槽22的底部高度低的高度处，以使得在收集槽22中容纳的废水通过重力流到容纳槽36。
在此实例中，槽36沿着竖直轴线A-A'延伸。它有利地具有圆形轮廓或多边形轮廓，以配合容器16附近的可用空间。
内部空间48的体积有利地小于100升，优选小于70升，特别是介于10升和60升之间。
用于移动水的入口38由连接到收集槽32的管形成。它向上游打开直接进入收集槽32。
用于移动水的入口38伸入容纳分离槽36中。它向下游打开通过下游开口49进入内部空间48，下游开口有利地位于内部空间48高度的30％～70％的高度处，特别是基本上位于内部空间48的中间高度处。
正如我们将在后面看到的，这使得它能在内部空间48中容纳充足体积的上清液。
根据本发明，在用于收集废水的开放槽22和容纳槽36的内部空间48之间，特别是在用于移动水的入口38处，系统18没有用来注入用于絮凝和/或凝结的化合物的机构。
同样地，开放槽22中收集的废水通过用于移动水的入口38被直接输送到容纳槽36的内部空间48，而没有经过絮凝和/或凝结的处理。
这大幅降低了系统18的环境影响。
用于回收的下部出口40安装在槽36上，且在用于移动的入口38的下游开口49下方。下游出口有利地穿过侧壁46被布置在底部44的附近或在底部44中。它向上游打开进入内部空间48的下部区域50，用于接纳处理过的水。
用于排放的上部出口42安装在槽46上，且在用于移动的入口38的下游开口49上方。它通过侧壁46被有利地布置在其上边缘的附近。它向上游打开进入内部空间48的上部区域52，用于接纳上清液。
气泡发生器32能在废水中形成大量空气气泡，以便产生显著的空气-水界面，以便在此界面聚集废水中存在的表面活性剂和/或疏水性化合物和/或杂质。
这净化了废水，从而产生：处理过的水，相对没有表面活性剂和/或疏水性化合物和/或杂质；和泡沫状上清液，相对富含表面活性剂和/或疏水性化合物和/或杂质。
优选地，气泡发生器32能产生微气泡，即，平均维度小于0.5mm的气泡。例如，通过超声造影来测量气泡的尺寸。
为此目的，气泡发生器32包括：水泵60；上游管62，所述上游管用于分取所述容纳槽36中的相对不含气泡的水；和下游管64，所述下游管用于将相对富含气泡的水注入到所述容纳槽36中。
气泡发生器32还包括连接到水泵60的空气入口66。
水泵60例如是旋转式叶片泵类型的，其中，流体流动是由于腔室中的叶片绕着轴旋转，该腔室有利地是圆形的。
水泵60能从通过空气入口66收集的空气将一定量的空气气泡注入到来自上游管62的相对不含气泡的水中，以便形成待推回下游管64中的相对富含气泡的水。
“相对不含气泡”是指相对不含气泡的水中存在的空气的体积优选小于相对不含气泡的水中存在的水的体积的15％。
“相对富含气泡”是指相对富含气泡的水中存在的空气的体积优选大于相对富含气泡的水中存在的水的体积的15％。
上游管62向上游打开进入内部空间48的下部区域50，在底部44的附近或在底部44中。它向下游打开进入泵60的进入入口。
下游管64向上游打开进入泵60的递送出口。在用于移动的入口38的下游开口49的附近，它向下游打开进入内部空间48，有利地进入上部区域52。一种淋浴器(未示出)能被放置在内部空间48中的下游管64的下游末端处。
用于收集上清液的单元34包括：收集阱70；和将上部出口42连接到收集阱70的用于排放上清液的管72。
用于收集的单元34还包括：用于收集阱70的真空源74；有利地，和用于保护上述源74的中间容器76。
收集阱70用于处理泡沫状上清液，以减小其体积并形成液体残留物。它有利地具有体积小于容纳分离槽36的内部空间48的体积的内部空间78。此体积例如介于1升和2升之间。
收集阱70的内部空间78通过真空源74的媒介能承受比容纳分离槽36的内部空间48中的压力更小的压力。
内部空间78和内部空间48之间的压力差是由空气的抽吸的流动产生的，流量有利地大于1NL/min。
排放管72向上游连接到上部出口42。它向上游打开进入内部空间78。
在此实例中，真空源74是由泵60形成的。为此目的，内部空间78连接到空气入口66，使得当泵60运行时空气的抽吸到内部空间78中。
当它存在时，中间容器76被插入在空气入口66和内部空间78之间。它限定内体积80，该内体积80用于消除通过上游分接管(tapping)82向上游连接到内部空间78并且通过下游分接管84向下游连接到空气入口66处的液体。
同样地，收集阱70中分取的可能液体被收集在内体积80中，以防止其被引入到泵60的空气入口66中。
现将说明装置10和处理系统18的运行。
最初，使用冲洗水源14将预先施用在使用者上的化妆品至少部分地冲洗掉。化妆品与冲洗水形成收集槽22中收集的废水。
废水有利地通过重力从收集槽22穿过上游入口38流到容纳槽36。废水积聚在内部空间48的下部区域50中。没有絮凝和/或凝结产物被注入到收集槽22中收集的废水中。
当必须进行处理废水时，气泡发生器32被激活。通过上游管62从内部空间48的下部区域50中取出相对缺乏气泡的水。
然后，相对不含气泡的水被泵入水泵60中，并且接纳来自空气入口66的空气。此空气以气泡的形式注入，有利地以微气泡的形式注入，如此形成相对富含气泡的水。
然后，通过下游管64将相对富含气泡的水再注入到内部空间48。
然后，产生最大的空气-水界面。表面活性剂、疏水性化合物和某些杂质被自发地收集在空气-水界面，并且通过重力以泡沫的形式上升到上部区域52。
同样地，基本上无气泡的且相对缺乏表面活性剂和/或疏水性化合物和/或杂质的纯化的水在下部区域50中形成。
纯化的水能通过内出口40回收，有利地在用于化妆品的施用空间12中再利用。
泡沫状上清液在上部区域52中形成，上清液相对富含表面活性剂和/或疏水性化合物和/或杂质。
容纳槽36中进行的分离也不需要使用絮凝和/或凝结的化合物。
在泵60的抽吸空气形成真空源74的影响下，在收集阱70的内部空间48中产生比内部空间78中占主导的压力更低的压力。
然后，泡沫状上清液通过上部出口42进行抽吸，然后通过排放管72被收集在阱70中。
在阱70的内部空间78中占主导的低压的影响下，泡沫减少并且形成含有表面活性剂和/或疏水性化合物和/或其它杂质的液体。
也没有使用絮凝和/或凝结化合物来处理上清液。
根据本发明，在泡沫状上清液简单地施加真空能有效地缩小其体积，以便收集小体积的浓缩液。
然后，此浓缩液能被周期性地除去，并且在施用空间12外处理。
因此，根据本发明的处理系统18特别有效且紧凑。它不需要使用絮凝和/或凝结的化合物，并因此具有最小的环境影响，同时还提供高效快速的废水处理。
在根据本发明的第二装置110中，回收分离单元30以及气泡发生器32被容纳在支撑件24中，位于收集槽22下方。因此，装置110特别紧凑。
而且，装置110的处理系统18类似于装置10的处理系统18，并且以相同方式运行。
在图1和图4中所示的实例中，处理系统18与每个装置10、110均相关联。或者，处理系统18能对多个装置10、110是共用的。
在替代方式中，过滤器，特别是例如盒式形式的由活性碳制成的过滤器被插入出口40，以便完成处理。然后，能增加泵以抵消负载的损失。
此过滤器收集水中存在的杂质，即使它已被处理过。
此外，预过滤器能被增加在下游管64上，以确保泵的寿命并防止任何降解。
在另一个替代方式中，诸如臭氧的处理气体的喷射器被布置在空气入口66上以给处理过的水消毒，从而防止微生物污染。