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Die
Erfindung betrifft ein Sedimentationsrohr zum zumindest teilweisen
Entfernen von Schmutzfrachten aus Abwasser, welches wenigstens einen Strömungsraum
mit wenigstens einer Einlassöffnung und
wenigstens einer Auslassöffnung
aufweist, wobei das Abwasser durch die wenigstens eine Einlassöffnung in
den Strömungsraum
eintritt und nach Durchströmen
des wenigstens einen Strömungsraums
durch die wenigstens eine Auslassöffnung wieder aus dem wenigstens
einen Strömungsraum austritt,
und wobei zumindest ein Teil der Schmutzfracht während des Durchströmens des
wenigstens einen Strömungsraums
schwerkraftbedingt zu Boden sinkt.
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Der
Einsatz derartiger Sedimentationsrohre ist im Stand der Technik
zwar noch nicht bekannt. Es kommt jedoch auch in herkömmlichen
rohrförmigen Abwasserrohren
beispielsweise kreisförmigen
Querschnitts dann, wenn das Abwasser Schmutzfrachten mit sich führt, zur
Sedimentation zumindest eines Teils dieser Schmutzfrachten am Boden
bzw. der Sohle dieser Abwasserleitung. Diese Sedimentation ist jedoch
unerwünscht,
da sie den Querschnitt des Abwasserrohrs einengt und somit dessen
Wasserleitungskapazität
vermindert. Daher müssen
diese Abwasserrohre in regelmäßigen Abständen beispielsweise
mittels Hochdruckreinigungsgeräten
gereinigt werden.
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Im
Unterschied hierzu soll bei den erfindungsgemäßen Sedimentationsrohren die
Sedimentation sogar gezielt gefördert
werden, um das Abwasser zumindest teilweise zu reinigen.
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Insbesondere
die Bewirtschaftung von Regenwasser umfasst im Wesentlichen die
Nutzung, Rückhaltung,
Behandlung und Versickerung von Wasser, das in Form von Regen auf
befestigten Flächen
niedergeht. Durch diese Regenwasserbewirtschaftung soll, soweit
möglich,
die direkte Einleitung des Regenwassers in das Kanalnetz vermieden
werden. Dabei gewinnt die Vorbehandlung des anfallenden Regenwassers
zunehmend an Bedeutung. Beispielsweise werden bei der Regenwasserversickerung
zunehmend höhere
Anforderungen an die Wasserqualität bzw. die Freiheit der zu
beseitigenden Wässer
von Schadstoffen gestellt. So enthält beispielsweise Regenwasser
von Verkehrs-, Parkplatz- oder Hofflächen höhere Schadstoffanteile, insbesondere
Schwermetalle, PAK, KW. Daher muss das auf diesen Flächen anfallende
Regenwasser über
eine belebte Bodenzone oberirdisch versickert werden. Da hierfür teure
Grundstücksflächen zur
Verfügung gestellt
werden müssen,
besteht daher Bedarf an einer unterirdischen Vorreinigung mit einer äquivalenten
Reinigungsleistung.
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Es
existieren bereits einige Methoden und Anlagen, die eine mehr oder
weniger effiziente Vorreinigung der vorstehend aufgeführten Schadstoffe bewirken.
So können
die Schadstoffe beispielsweise mittels Filtrationsvorrichtungen,
wie Sieben, Substraten und dergleichen, aus dem Abwasser entfernt
werden. Diese Filtrationsvorrichtungen benötigen jedoch eine möglichst
wirkungsvolle, vorgeschaltete Abtrennung von Feststoffen, damit
die Standzeit erhöht
und eine Kolmation des Filters vermieden werden kann. Die hierfür bislang
eingesetzten Sedimentationsanlagen benötigen jedoch ein bestimmtes
Mindestvolumen, damit die Absetzprozesse wirkungsvoll ablaufen können. Auch
sie benötigen
daher, wenn auch unterirdisch, sehr viel Bauraum.
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Demgegenüber ist
es Aufgabe der Erfindung, eine effektiv arbeitende Sedimentationsvorrichtung
bereitzustellen, die vollständig
unterirdisch und zudem raumsparend angeordnet werden kann. Diese
Aufgabe wird durch ein Sedimentationsrohr der eingangs genannten
Art gelöst,
bei welchem der wenigstens eine Strömungsraum über wenigstens eine an seinem
Boden vorgesehene Durchtrittsöffnung
mit wenigstens einem Sedimentationsraum verbunden ist, in welchem
sich in dem wenigstens einen Strömungsraum
zu Boden sinkende und durch die wenigstens eine Durchtrittsöffnung hindurchtretende Schmutzfrachten
absetzen.
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Von
den vorstehend beschriebenen herkömmlichen Abwasserrohren unterscheidet
sich das erfindungsgemäße Sedimentationsrohr
dadurch, dass die Sedimentation von Feststoffanteilen bzw. Schmutzfrachtanteilen
aus dem das Rohr durchströmenden
Abwasser nicht ein unerwünschter,
sondern gerade ein erwünschter
Effekt ist. Um die unerwünschte
Reduzierung des Querschnitts des Abwasserrohrs verhindern zu können, verfügt das erfindungsgemäße Sedimentationsrohr
zum einen über einen
Strömungsraum,
der die Funktion des Abwasserrohrs übernimmt, und zusätzlich über einen
Sedimentationsraum, der mit dem Strömungsraum über wenigstens eine Durchtrittsöffnung verbunden
ist. Durch diese Durchtrittsöffnung
können
die zu Boden sinkenden Schmutzfrachten bzw. Feststoffe in den Sedimentationsraum
gelangen und sich dort absetzen. Dabei ist es erfindungsgemäß von großer Bedeutung,
dass dieser Sedimentationsraum im Sedimentationsbetrieb des Sedimentationsrohrs
nicht von Abwasser durchströmt
ist, sondern dass er bezüglich
der Strömung
des Abwassers einen Totraum bildet.
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Um
die Besonderheiten in Anordnung und Funktion des erfindungsgemäßen Sedimentationsrohrs,
und insbesondere dessen Sedimentationsraums, im Vergleich mit dem
Stand der Technik noch deutlicher hervorzuheben, sei auf die
DE 101 04 065 A1 ,
die
EP 0 964 965 A1 und
die DE-OS-1727595 verwiesen. Betrachtet man lediglich den Querschnitt des
erfindungsgemäßen Sedimentationsrohrs
mit dem Strömungsraum
und dem darunter angeordneten Sedimentationsraum und vergleicht
diesen mit dem Querschnitt der aus den genannten Druckschriften
bekannten Rohre, so stellt man fest, dass beide Rohrtypen zwei parallel
verlaufende Räume
aufweisen.
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Bei
den Rohren des Standes der Technik handelt es sich jedoch bei beiden
Räumen
um Strömungsräume, nämlich einen
ersten Strömungsraum kleineren
Querschnitts, durch den das Abwasser bei einer geringen anfallenden
Wassermenge geleitet wird, und einen zweiten Strömungsraum größeren Querschnitts,
der dann hinzutritt, wenn größere Wassermengen anfallen.
Als Grund für
diese Ausbildung wird in sämtlichen
genannten Druckschriften angeführt,
dass durch die Beschränkung
des Abwassers bei geringer anfallender Wassermenge auf den Strömungsraum
kleinen Querschnitts so hohe Strömungsgeschwindigkeit
in dem Abwasserrohr erzielt werden soll, dass Sedimentation zuverlässig vermieden
werden kann.
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Im
Unterschied hierzu wird bei dem erfindungsgemäßen Sedimentationsrohr der
Sedimentationsraum im normalen Betrieb des Sedimentationsrohrs nicht
von Wasser durchströmt,
sondern bildet einen Totraum, in dem das Wasser im Idealzustand steht.
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Um
die Sedimentation von Schmutzfrachtanteilen aus dem den Strömungsraum
durchströmenden
Abwasser begünstigen
zu können,
kann der Querschnitt des Strömungsraums
derart, insbesondere so groß,
gewählt
sein, dass auch bei großen Mengen
anfallenden Abwassers sich im Strömungsraum eine die Sedimentation
begünstigende
Strömungsgeschwindigkeit
des Abwassers einstellt.
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Grundsätzlich ist
es möglich,
dass wenigstens ein Strömungsraum
und wenigstens ein Sedimentationsraum durch eine einzige in Strömungsrichtung
durchgehend ausgebildete Durchtrittsöffnung miteinander verbunden
sind. Alternativ kann jedoch auch wenigstens ein Strömungsraum
und wenigstens ein Sedimentationsraum durch eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen
miteinander verbunden sein, welche beispielsweise in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend
angeordnet und vorzugsweise länglich
ausgebildet sein können.
Es ist aber auch eine Gitterstruktur-Anordnung der Durchtrittsöffnungen
denkbar, beispielsweise in Form eines Wabengitters. Für den Fall
des Vorhandenseins mehrerer Durchtrittsöffnungen wird ferner vorgeschlagen,
dass der Boden wenigstens eines Strömungsraums im Bereich der Durchtrittsöffnungen
mit Lamellen versehen ist, welche bezüglich der Strömungsrichtung
beispielsweise im Wesentlichen orthogonal oder schräg angeordnet
sind. Derartige Lamellen können
die Sedimentation der Feststoffe bzw. Schmutzfrachten ebenfalls
begünstigen.
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Als
weitere Maßnahme
zur Begünstigung der
Sedimentation kann wenigstens ein Strömungsraum bezogen auf die Strömungsrichtung
des Abwassers mit Gegengefälle
angeordnet sein. Grundsätzlich
ist es jedoch auch möglich,
das Sedimentationsrohr ohne Gegengefälle oder sogar mit Gefälle in Strömungsrichtung
anzuordnen.
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Um
das sich ansammelnde Sediment von Zeit zu Zeit aus dem wenigstens
einen Sedimentationsraum austragen und so die Funktionsfähigkeit des
erfindungsgemäßen Sedimentationsrohrs über lange
Zeit aufrecht erhalten zu können,
wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Sedimentationsraum wenigstens
eine Wartungsöffnung
aufweist, welche im Sedimentationsbetrieb verschlossen ist, zu Reinigungszwecken
jedoch bedarfsweise öffenbar
ist. Beispielsweise kann die wenigstens eine Wartungsöffnung mittels
einer Rückschlagklappe
verschlossen sein. Eine derartige Reinigung kann ferner durch das vorstehend
angesprochene Vorsehen eines Gegengefälles erleichtert werden.
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Zur
Erleichterung dieser Wartung kann wenigstens ein Ende wenigstens
eines Strömungsraums
und gegebenenfalls auch wenigstens eines Sedimentationsraums in
einem im Wesentlichen vertikal verlaufenden Schacht enden. So kann
beispielsweise eines der Enden wenigstens eines Sedimentationsraums,
vorzugsweise dessen höher
gelegenes Ende, mit einem Anschlusskanal zum Einführen eines
Reinigungsgeräts
verbunden sein. Ferner kann eines der Enden wenigstens eines Sedimentationsraums,
vorzugsweise dessen tiefer gelegenes Ende, mit einem Schmutzfracht-Auffangbehälter verbunden sein.
Mittels des Reinigungsgeräts,
beispielsweise einer Hochdruck-Reinigungslanze, kann das Sediment
aus dem Sedimentationsraum ausgetragen und in einem Schmutzfracht-Auffangbehälter, der
beispielsweise in einem vertikal verlaufenden Wartungsschacht angeordnet
ist, aufgefangen werden. Aus diesem Auffangbehälter kann das Sediment dann
in an sich bekannter Weise abgepumpt werden. Ist das Sedimentationsrohr
im Gegengefälle
angeordnet, so kann hierdurch die Gefahr einer unbeabsichtigten Verunreinigung
weiter stromabwärts
gelegener Anlagenteile, beispielsweise einer Rigolenanordnung, zumindest
vermindert werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass wenigstens
ein Strömungsraum
und wenigstens ein Sedimentationsraum einstückig ausgebildet sind. Ferner
kann wenigstens ein Strömungsraum
oder/und wenigstens ein Sedimentationsraum aus Kunststoff gefertigt
sein. Als Fertigungsverfahren kommt beispielsweise Extrusion in Frage.
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Die
Erfindung wird im Folgenden an Ausführungsbeispielen anhand der
beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert
werden. Es stellt dar:
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1 eine
schematische, geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Sedimentationsrohrs
als Teil einer Sedimentationsanlage;
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2a einen
Querschnitt einer ersten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Sedimentationsrohrs;
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2b eine
geschnittene Seitenansicht des Sedimentationsrohrs gemäß 2a,
und
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3 und 4 Ansichten ähnlich 2a weiterer
Ausführungsbeispiele
erfindungsgemäßer Sedimentationsrohre.
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In 1 ist
ein erfindungsgemäßes Sedimentationsrohr
ganz allgemein mit 10 bezeichnet. Es ist Teil einer Regenwasser-Bewirtschaftungsanlage 12,
welche ferner einen ersten Wartungsschacht 14 mit einem
Zulauf 16 und einen zweiten Wartungsschacht 18 mit
einem Ablauf 20 umfasst.
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Durch
den Zulauf 16 wird Regenwasser, das auf einer versiegelten
Oberfläche 22,
beispielsweise einer Straße,
einem Parkplatz oder dergleichen, niedergegangen ist, in den im
Wesentlichen vertikal verlaufenden Wartungsschacht 14 eingeleitet
(Pfeil P1). Vor der Einleitung in den Schacht 14 kann
das Wasser bereits einen (nicht dargestellten) Siebeimer oder eine ähnliche
Filtrationsvorrichtung durchströmt
haben, in welcher grobe Schmutzfrachtanteile, beispielsweise Blätter, aus
dem Abwasser entfernt worden sind.
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In
dem Schacht 14 ist ferner eine Prallplatte 24 vorgesehen,
mittels derer die Strömung
des Abwassers vergleichmäßigt werden
kann, so dass das Wasser im Sedimentationsrohr 10 im Wesentlichen turbulenzfrei
und mehr oder weniger laminar strömt.
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Wie
in 1 dargestellt ist, ist das Sedimentationsrohr 10 von
seinem in 1 linken, mit dem Schacht 14 in
Verbindung stehenden Ende 10a zu seinem in 1 rechten,
mit dem Schacht 18 in Verbindung stehenden Ende 10b hin
ansteigend, d.h. in Strömungsrichtung
P2 des Abwassers mit Gegengefälle, angeordnet.
Dieses Gegengefälle
unterstützt
in Verbindung mit der vorstehend angesprochenen turbulenzarmen Strömung die
Sedimentation von in dem Abwasser mitgeführten Schmutzfrachten, insbesondere
Feststoffen.
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Damit
die sich ablagernden Schmutzfrachten nicht zu einer Einengung seines
strömungsaktiven Querschnitts
führen,
ist das erfindungsgemäße Sedimentationsrohr 10 in
zwei Räume
unterteilt, nämlich einen
Strömungsraum 10c und
einen Sedimentationsraum 10d, die über eine Mehrzahl von Verbindungsschlitzen 10e miteinander
in Verbindung stehen. Die Verbindungsschlitze 10e sind
dabei im Bereich der Sohle bzw. des Bodens 10f des Strömungsraums 10c angeordnet.
Ergänzend
sei auf die Darstellungen gemäß 2a und 2b verwiesen.
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Im
Unterschied zum Strömungsraum 10c, der
im Bereich der beiden Längsenden 10a und 10b des
Sedimentationsrohrs 10 über
Durchtrittsöffnungen 10g und 10h mit
den Schächten 14 und 18 verbunden
ist, sind die entsprechenden Übertrittsöffnungen 10i und 10j des
Sedimentationsraums 10d im normalen Reinigungs- bzw. Sedimentationsbetrieb mittels
Klappen 26 und 28 verschlossen. In Folge dessen
wird der Sedimentationsraum 10d im normalen Betrieb des
Sedimentationsrohrs 10 nicht von Abwasser durchströmt, so dass
die sich in ihm absetzenden Schmutzfrachten nicht wieder aufgewirbelt und
von dem den Strömungsraum 10c durchströmenden Abwasser
mitgerissen werden können.
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Andererseits
können
die beiden Klappen 26 und 28 zur Wartung bzw.
Reinigung geöffnet
werden, so dass das Sediment mittels eines üblichen Reinigungsgeräts, beispielsweise
einer Hochdruck-Reinigungslanze, aus dem Sedimentationsraum 10d herausgespült werden
kann. Das Reinigungsgerät
kann dabei von der Oberfläche 22 her über den
Schacht 18 in den Sedimentationsraum 10d eingeführt werden. Wie
in 1 punktiert angedeutet ist, kann dies dadurch
erleichtert werden, dass das Ende 10j des Sedimentationsraums 10d über einen
Zusatzkanal 30 bis zur Oberfläche 22 verlängert ist.
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Das
aus dem Sedimentationsraum 10d herausgespülte Sediment
kann aufgrund des Gegengefälles
zum Schacht 14 hin abfließen und sich an dessen Boden 14a sammeln,
der in diesem Fall als Sediment-Auffangbehälter dient. Aus diesem Sediment-Auffangbehälter 14a kann
das Sediment dann in herkömmlicher
Weise abgepumpt werden.
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Nach
erneutem Verschließen
der Klappen 26 und 28 ist der Sedimentationsraum 10d für einen
weiteren Betriebszyklus vorbereitet.
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Das
auf diese Art und Weise gereinigte Abwasser kann vom Schacht 18 über dessen
Auslass 20 beispielsweise einer Rigolenanordnung zugeführt werden
(Pfeil P3), welche der Versickerung des
Abwassers im Erdreich dient. Dabei ist es möglich, dass in dem Bodenteil 18a des
Schachts 18 weitere Reinigungsvorrichtungen, beispielsweise
Filtrationsstufen oder dergleichen, vorgesehen sind.
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Wie
in 2a dargestellt ist, kann das Sedimentationsrohr 10 beispielsweise
eine äußere Umhüllung 10k umfassen,
welche einen Innenraum definiert, der durch zwei V-förmig angeordnete
Trennwände 10l in
einen Strömungsraum 10c und
einen Sedimentationsraum 10d unterteilt ist. Im Bereich des
Bodens 10f des Strömungsraums 10c können darüber hinaus
lamellenartige Querstege 10m angeordnet sein, welche die
Sedimentation von Schmutzfrachtanteilen aus dem im Strömungsraum 10d strömenden Abwasser
erleichtern (siehe auf 2b).
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Wie
die 3 und 4 belegen, ist die Querschnittsform
des Sedimentationsrohrs 10 aber nicht auf die in 2a dargestellte
Querschnittsform beschränkt.
Vielmehr können
auch Sedimentationsrohre 110 zum Einsatz kommen, die von
anderen, herkömmlichen
Rohrquerschnittsformen abgeleitet sind, beispielsweise dem in 3 dargestellten kreisförmigen Rohrquerschnitt.
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Es
sind jedoch auch andersartig gestaltete Rohrquerschnitte denkbar,
beispielsweise der in 4 dargestellte Querschnitt eines
Sedimentationsrohrs 210, so lange diese Querschnitte nur
wenigstens einen Strömungsraum 210c umfassen,
der über
wenigstens eine Öffnung 210e mit
einem darunter angeordneten Sedimentationsraum 210d verbunden
ist, wie dies bei allen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Fall ist.