DE4407353A1 - Rainwater separation for rural water purification systems - Google Patents
Rainwater separation for rural water purification systemsInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Regenüber laufbecken für ein Mischwassersystem mit einem Anschluß zu einem Klärwerk und einem Überlauf zu einem Vorfluter.The present invention relates to rain Run pool for a mixed water system with a connection to a sewage treatment plant and an overflow to a receiving water.
In den Kanälen eines Mischsystems übersteigt die bei Regen wetter anfallende maximale Wassermenge um ein Vielfaches die Kapazität der Kläranlage. Die Konzentration der Schmutzstoffe im Mischwasser kann dabei insbesondere bei Regenbeginn, d. h. wenn die Ablagerungen in den Kanälen abgeschwemmt werden, sehr hoch liegen. In diesen Fällen sollen dann Regenüberlaufbecken (RÜB) durch ihre Stapel wirkung (Fangbecken) oder ihre Stapel- und Absetzwirkung (Durchlaufbecken) die Schmutzstoffbelastung des Vorfluters bei Regenwetter vermindern. Mit anderen Worten ausgedrückt besteht die Aufgabe der RÜB′s darin, Regenwasser aus Misch wassersystemen der Kanalisation als ersten im allgemeinen relativ stark verschmutzten Spülstoß zu speichern (zu puf fern), um es zeitlich gestreckt an die Kläranlage weiterzu leiten. Sobald das (zur Verfügung stehende) RÜB voll ist, läuft zwar das Regenwasser weiter zu - es gelangt dann über einen Überlauf in die Vorfluter. Letztlich ist das gesamte Klärsystem (Kläranlage, RÜB, usw.) hinsichtlich der Ge wässerverschmutzung als eine Einheit anzusehen und es wäre sinnlos, die Reinigungswirkung der Kläranlage zu steigern und das überschüssige Mischwasser ohne jegliche Behandlung dem Vorfluter zuzuführen.In the channels of a mixing system, this exceeds when it rains the maximum amount of water generated by the weather many times over the capacity of the sewage treatment plant. The concentration of Contaminants in the mixed water can in particular Beginning of rain, d. H. if the deposits in the channels be washed away, very high. In these cases then rain overflow basins (RÜB) through their stacks effect (catch basin) or their stacking and settling effect (Continuous basin) the pollution of the receiving water decrease in rainy weather. In other words RÜB’s job is to mix rainwater sewer water systems in general first to store relatively heavily soiled rinse impacts (too puf distant) in order to forward it to the sewage treatment plant conduct. As soon as the (available) RÜB is full, the rainwater continues to flow - it then gets over an overflow into the receiving water. Ultimately, the whole is Sewage treatment system (sewage treatment plant, RÜB, etc.) with regard to the Ge water pollution as one unit and it would be pointless to increase the cleaning effect of the sewage treatment plant and the excess mixed water without any treatment to feed the receiving water.
Regenüberlaufbecken sind bei Mischkanalisationen überall dort anzuwenden, wo die maximale Zulaufmenge größer ist als die Kapazität des Ablaufs (Kanal, Pumpstation, usw.) und wo kein Regenüberlauf und also keine Entlastung möglich ist.Rainwater overflow basins are everywhere in mixed sewage systems to be used where the maximum inflow quantity is greater than the capacity of the drain (channel, pumping station, etc.) and where no rain overflow and therefore no relief is possible.
In Verbindung mit Regenwasserentlastungsbauwerken sind auch sogenannte Regenrückhaltebecken (RRB) bekannt, deren Auf gabe darin besteht, die Differenz zwischen dem größeren Zu lauf und dem kleineren Ablauf kurzfristig zu stapeln.In connection with rainwater relief structures are also known as rainwater retention basins (RRB), whose up gift is the difference between the larger addition run and the smaller run at short notice.
Zum allgemeinen Hintergrund bezüglich der vorliegenden Er findung sei noch auf folgendes hingewiesen: Im ländlichen Raum wird die Wohngebietsentwässerung im allgemeinen im Mischsystem betrieben. Dabei sind die Volumina der RÜB′s auf eine Entwicklungszeit von 30 Jahren auszulegen, d. h. es wird ein RÜB gebaut, das zumindest zum Zeitpunkt des Baus weit überdimensioniert ist. Die Funktion der RÜB′s ist da bei die, das Regenwasser vom Schmutzwasser zu trennen, in dem durch eine zeitliche Rückhaltung die mitgeführten Schmutzstoffe nach unten absinken und letztlich "klares" Wasser oben überläuft. Eine zu große (prophylaktische) Aus legung der RÜB′s führt jedoch bei jedem Regenereignis sehr viel verdünntes Wasser zur Kläranlage, was sich schließlich nicht zuletzt in hohen Abwasserabgabegebühren niederschlägt und die Kläranlage unnötig hydraulisch belastet. (Es hat sich gezeigt, daß aufgrund neuer Forderungen nach kleineren Speichervolumen und reduzierten Anschlußgebieten die vor handenen RÜB′s um 30 . . . 50% zu groß gebaut sind).General background on the present Er the following should be pointed out: In rural areas Residential drainage is generally in the space Mixing system operated. Here are the volumes of the RÜB's to be designed for a development period of 30 years, d. H. it a RÜB is built, at least at the time of construction is far too large. The function of the RÜB’s is there to separate the rainwater from the dirty water in to those carried along by a time restraint Pollutants sink down and ultimately "clear" Water overflows at the top. Too big (prophylactic) out However, laying the RÜB's leads very much in every rain event much diluted water to the sewage treatment plant, which eventually not least is reflected in high wastewater tax and unnecessarily hydraulically loaded the sewage treatment plant. (It has showed that due to new demands for smaller ones Storage volume and reduced connection areas existing RÜB's at 30. . . 50% are too big).
Eine demgegenüber zu kleine Auslegung würde unter Umständen nach wenigen Jahren erhebliche Investitionen bedingen, um dann ein neues RÜB mit zusätzlichem Speicherraum zu erstel len. Hierzu muß jedoch wiederum zusätzliches Bauland vor handen sein und erschlossen werden. Im ländlichen Raum und auch in dünn besiedelten Stadtrandlagen gibt es insofern noch ein grundsätzliches Problem - es fehlt oft die geeig nete Vorflut und kleinste Bäche werden so unter Umständen sehr stark überbelastet.Under certain circumstances, a too small interpretation would after a few years require substantial investments to then create a new RÜB with additional storage space len. However, this requires additional building land to be available and to be developed. In rural areas and So there are also sparsely populated outskirts another fundamental problem - the appropriate is often missing This may result in the early flow and the smallest streams very heavily overloaded.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein RÜB der gattungsgemäßen Art anzugeben, das quasi multifunktional als RÜB im konventionellen Sinne nutzbar ist und gleichzeitig als RRB dient, so daß unter Gewährleistung eines größtmöglichsten Umweltschutzes eine optimale und variable Anpassung an die künftige Gebiets- und Bevölkerungsentwicklung möglich ist.The object underlying the present invention consists in specifying a RÜB of the generic type, the quasi multifunctional as a turnip in the conventional sense is usable and also serves as an RRB, so that under Ensuring the greatest possible environmental protection optimal and variable adaptation to the future regional and population development is possible.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Stauziel (im RÜB) mit Hilfe eines in Abhängigkeit vom aufzunehmenden Mischwasser einstellbaren Schwimmablaufs variabel einstell bar ist.This problem is solved in that the congestion target (in RÜB) with the help of one depending on the to be recorded Variable adjustment of mixed water adjustable swimming flow is cash.
Mit anderen als im vorstehend wiedergegebenen Anspruch 1 gebrauchten Worten besteht der Kern der vorliegenden Erfin dung darin, einem RÜB gewissermaßen einen zusätzlichen Speicherraum aufzusatteln und so einen variablen Speicher raum zu realisieren, der einerseits die Normalfunktion des RÜB, d. h. die Regenwasserklärung, übernimmt und der andererseits zusätzlich die Funktion der Regenrückhaltung, also der Regenwasserpufferung, mit einem zusätzlichen Klär effekt erfüllt. Die erfindungsgemäße Kombination eines RÜB′s mit einem aufgesattelten RRB kann letztlich (zumin dest für die nächsten Jahre) jeder Entwicklung standhalten und den ökologischen Vorgaben entsprechend betrieben werden. Das RRB dient insoweit als auch Hochwasserschutz für die Vorflut und es bewirkt zusätzlich eine Säuberung des überfließenden Wassers durch Absetzung auch feiner Schmutzpartikel im RÜB. Das Nutzvolumen des RÜB′s ist also jederzeit zu variieren. With other than in claim 1 reproduced above Used words are the essence of the present invention an additional one Saddle up storage space and thus a variable storage realizing space that on the one hand is the normal function of the RÜB, d. H. the rainwater declaration, and the on the other hand, the function of rain retention, rainwater buffering, with an additional clarifier effect fulfilled. The combination of a RÜB's with a saddled RRB can ultimately (at least withstand any development, at least for the next few years and operated in accordance with ecological requirements become. In this respect, the RRB also serves as flood protection for the receiving water and it also causes a purge of the overflowing water by settling also finer Dirt particles in the RÜB. The usable volume of the RÜB is therefore to vary at any time.
Besondere Ausgestaltungen und Weiterbildungen des vorste hend erläuterten RÜB′s sind Gegenstand der Unteransprüche.Special refinements and developments of the previous one RÜB's explained are the subject of the dependent claims.
Die Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden im fol genden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt inThe details of the present invention are described in the fol genden explained in more detail with reference to the drawing. This shows in
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines RÜB′s mit einem variabel einstellbaren Schwimmablauf; Figure 1 is a schematic diagram of a RÜB's with a variably adjustable swimming process.
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer aus einem RÜB, einem Erdbecken und einem Vorfluter bestehenden Regen wasserentlastungsanlage nach dem Stand der Technik. Fig. 2 is a schematic diagram of an existing RÜB, an earth basin and a receiving water rain relief system according to the prior art.
Die Regenwasserentlastungsanlage gemäß Fig. 2 besteht aus den Funktionseinheiten Regenüberlaufbecken (RÜB) 1, Erd becken 2 und Vorfluter 3. Das RÜB ist als Kreis- oder Rechteckbecken ausgeführt und weist ein seitliches Gerinne 4 auf. Der Innenraum des RÜB′s 1 einerseits und das Gerinne 4 andererseits sind über eine Entlastungsschwelle insoweit funktional miteinander verbunden, als bei einem Ansteigen des Wasserpegels im RÜB 1 auf das von der Entlastungs schwelle 5 vorgegebene Stauziel das Wasser in das Gerinne 4 überläuft. An das Gerinne 4 schließt dementsprechend ein Anschluß 6 an, der zu einem (künstlich angelegten oder natürlich vorhandenen) Erdbecken oder Erdteich 7 führt. Dieses Erdbecken 7 übernimmt insoweit die Funktion eines Regenrückhaltebeckens (RRB) und speichert das aus dem RÜB 1 überlaufende Regenwasser.The rainwater discharge system of FIG. 2 consists of the functional units rainwater overflow basin (CSO) 1, earthen basin 2 and outfall. 3 The RÜB is designed as a circular or rectangular basin and has a lateral channel 4 . The interior of the RÜB's 1, on the one hand, and the flume 4, on the other hand, are functionally connected to one another via a discharge threshold insofar as the water overflows into the flume 4 when the water level in the RÜB 1 rises to the stowage target 5 specified by the discharge threshold. Accordingly, a connection 6 connects to the channel 4 , which leads to an (artificially created or naturally existing) earth basin or earth pond 7 . To this extent, this earth basin 7 takes on the function of a rain retention basin (RRB) and stores the rainwater overflowing from the RÜB 1 .
Für den Fall, daß aufgrund eines Regenereignisses auch die Kapazität des Erdbeckens 7 nicht mehr ausreicht, weist dieses seinerseits einen Abfluß 8 auf, der zum Vorfluter 3, beispielsweise einem Bach, führt. Im Normalfall wird das im Erdbecken 7 gespeicherte Mischwasser der Vorflut 3 somit langsam zugeführt; unter Umständen wird das Erdbecken 7 jedoch auch über einen Überlauf entlastet. Der Vollständig keit halber sei noch angemerkt, daß das RÜB 1 einen (Misch system-) Zulauf 10 aufweist, über den das Regenwasser R und das Schmutzwasser S zugeführt werden. Das RÜB 1 ist darüberhinaus bestimmungsgemäß mit einem - nicht darge stellten - Klärwerk (vergleiche Bezugszeichen 11) verbun den, dem im allgemeinen das im RÜB 1 aufgefangene und zwischengespeicherte Mischwasser zur Reinigung zugeführt wird; im allgemeinen wird zum Schutz des Vorfluters 3 der gesamte Inhalt des RÜB′s 1 ans Klärwerk 11 weitergeleitet und hier wird das Mischwasser dann weitgehend biologisch gereinigt.In the event that the capacity of the earth basin 7 is no longer sufficient due to a rain event, this in turn has a drain 8 which leads to the receiving water 3 , for example a stream. In the normal case, the mixed water stored in the earth basin 7 is thus slowly fed into the receiving water 3 ; under certain circumstances, the earth basin 7 is also relieved via an overflow. For the sake of completeness, it should also be noted that the RÜB 1 has a (mixing system) inlet 10 via which the rainwater R and the dirty water S are supplied. The RÜB 1 is also intended with a - not shown - wastewater treatment plant (see reference number 11 ), to which the mixed water collected and stored in the RÜB 1 is fed for cleaning; in general, to protect the receiving water 3, the entire content of the RÜB's 1 is forwarded to the sewage treatment plant 11 and here the mixed water is then largely biologically cleaned.
Das in Fig. 2 dargestellte Gesamtsystem läßt von vornherein auch die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Pro blematik erkennen. Das RÜB 1 ist so dimensioniert, daß allen künftigen ansiedlungs- und bevölkerungsbedingten Expansionsvorstellungen Rechnung getragen ist. Es ist inso weit festzustellen, daß es bei den heutigen Baupreisen volkswirtschaftlich kaum vertretbar ist, RÜB′s 1 nur nach worst-case-Betrachtungen zu dimensionieren - es hat sich gezeigt, daß die Zukunftsentwicklungen weit überschätzt wurden, so daß die RÜB′s 1 heute oft weit überdimensioniert sind. Letztendlich wäre bei einem um 100% überdimensio nierten RÜB gegebenenfalls die Kläranlage gänzlich entbehr lich, da bei dem dann gegebenen Grad der Verdünnung des Mischwasser eine direkte Entlastung in eine Vorflut zu lässig sein könnte.The overall system shown in Fig. 2 shows from the outset the problem underlying the present invention per problem. The RÜB 1 is dimensioned so that all future expansion and population-related expansion plans are taken into account. So far it can be stated that at today's building prices it is hardly economically justifiable to dimension RÜB's 1 only according to worst-case considerations - it has been shown that future developments have been largely overestimated, so that RÜB′s 1 are often oversized today. Ultimately, in the case of a RÜB that was overdimensioned by 100%, the sewage treatment plant would possibly be entirely unnecessary, since, given the degree of dilution of the mixed water, a direct discharge into a receiving river could be permissible.
Bei ungewöhnlichen Regenereignissen läuft das zuströmende Mischwasser mit seiner Schmutzfracht zum Erdbecken über, wo sich der mitgeführte Schlamm absetzt. Um eine Überwucherung des Erdbeckens zu vermeiden, muß dieses von Zeit zu Zeit geräumt werden - ein kostspieliger Wartungsaufwand.In the event of unusual rain events, the inflowing runs Mixed water with its dirt load to the earth basin over where the carried sludge settles. To overgrow To avoid the earth basin, this must be done from time to time be cleared - a costly maintenance effort.
Anhand von Fig. 1 wird im folgenden ein Regenüberlaufbecken (RÜB) 20 beschrieben, das prinzipiell genauso groß dimen sioniert ist wie das RÜB nach Fig. 2, d. h. nach dem Stand der Technik. Im Gegensatz zu der anhand von Fig. 2 gezeig ten und erläuterten Regenwasserentlastungsanlage wird nun - bei einem starken Regenereignis - das den Gegebenheiten des zugehörigen Siedlungsgebiets entsprechende Volumen des RÜB′s 20 als ganz normales RÜB genutzt und das gewisser maßen überdimensionierte Beckenvolumen dient als Regenrück haltebecken (RRB) 21, wobei die Trennung zwischen diesen beiden Volumina über einen variabel (Pfeil X) fixierbaren Schwimmablauf 22 eingestellt wird. Dieser variabel ein stellbare Schwimmablauf 22 besteht im dargestellten Fall aus einem Schlauch 23, der einerseits einen Einlauftrichter 24 mit einem Schwimmschlammschild aufweist und andererseits zum Gerinne 25 des RÜB′s 20 hin offen ist.Referring to Fig. 1, a rain overflow basin (CSO) is hereinafter described 20, which is basically the same-dimensioned large dimen as the CSO of Fig. 2, ie according to the prior art. In contrast to the rainwater relief system shown and explained with the aid of FIG. 2, the volume of the RÜB's 20 corresponding to the conditions of the associated settlement area is now used as a normal RÜB - and the somewhat oversized pool volume serves as a rain retention pool - in the event of a heavy rain event (RRB) 21 , the separation between these two volumes being set via a floating (arrow X) fixable swimming process 22 . This variably an adjustable swimming drain 22 consists in the case shown of a hose 23 which on the one hand has an inlet funnel 24 with a floating sludge shield and on the other hand is open to the channel 25 of the RÜB's 20 .
Gemäß dem einfachsten Ausführungsbeispiel beziehungsweise Funktionsbeispiel wird die Höhe dieses Schwimmablaufs 22 in Abhängigkeit von den Gegebenheiten des angeschlossenen Siedlungsgebietes statisch eingestellt. Übersteigt der Mischwasserzufluß R, S den kritischen Wert, d. h. erreicht der Wasserpegel die Höhe des Schwimmablaufs 22, so fließt das überströmende Wasser durch den Schlauch 23 zum Gerinne 25 hin ab und von hier zum Vorfluter 3. Das sogenannte Überstandswasser im RRB 21 nutzt somit gleichermaßen einerseits das Volumen des RÜB′s 20 und andererseits das Volumen zwischen diesem und dem Schwimmablauf 22, so daß letztlich das Erdbecken gemäß der in Fig. 2 dargestellten Gesamtanlage entbehrlich ist. Insofern ist besonders darauf hinzuweisen, daß aufgrund der Zwischenspeicherung des Über standswassers oberhalb des eigentlichen RÜB-Volumens der Schmutzanteil dieses Überstandswassers sich absetzen kann und (ganz) normal mit dem Mischwasser des RÜB′s 20 zum Klärwerk 11 abgeleitet werden kann.According to the simplest embodiment or functional example, the height of this swimming course 22 is set statically depending on the conditions of the connected settlement area. If the mixed water inflow R, S exceeds the critical value, ie if the water level reaches the level of the swimming outlet 22 , the overflowing water flows through the hose 23 to the channel 25 and from there to the receiving water 3 . The so-called supernatant water in the RRB 21 thus equally uses on the one hand the volume of the RÜB's 20 and on the other hand the volume between this and the swimming drain 22 , so that ultimately the basin according to the overall system shown in Fig. 2 is unnecessary. In this respect, it should be particularly pointed out that due to the temporary storage of the supernatant water above the actual RÜB volume, the dirt content of this supernatant water can settle and (quite) normally with the mixed water of the RÜB's 20 can be derived to the sewage treatment plant 11 .
Eine besondere Ausgestaltung des RÜB′s 20 in Bezug auf den Schwimmablauf 22 besteht darin, diesen im Bereich des RRB′s 21 insoweit schwimmend aufzuhängen, als er den Ablauf zum Vorfluter 3 verzögert, um das im RRB 21 sich einstauende Mischwasser weiter zu reinigen und den Vorfluter 3 weniger zu belasten. Dies wird in der Praxis dadurch realisiert, daß durch Schieber (eventuell Elektroschieber) die Schlauchauslaufmenge - in Menge (m³/h) - vorbestimmt werden kann oder daß der Zeitpunkt des Ablaufbeginns (zum Beispiel 1 oder 2 Stunden verspätet nach Zulauf) verschoben werden kann.A special embodiment of the RÜB's 20 in relation to the swimming drain 22 is to hang it floating in the area of the RRB's 21 insofar as it delays the drain to the receiving water 3 in order to further purify the mixed water dammed in the RRB 21 and load the receiving water 3 less. This is realized in practice by the fact that the hose outlet quantity - in quantity (m³ / h) - can be predetermined by means of a slide (possibly an electric slide) or that the time of the start of the process (for example 1 or 2 hours late after the inlet) can be postponed.
Wichtig ist, daß so das gesamte Volumen des RRB 21 zur Vorflut 3 gelangt und nicht die Kläranlagenzulaufmenge ver dünnt. Der Schlamm aus dem RRB 21 geht aber sicher nach unten ins RÜB 20 und dann zur Kläranlage 11.It is important that the entire volume of the RRB 21 reaches the receiving water 3 and does not dilute the sewage treatment plant feed volume. The sludge from the RRB 21 goes safely down to the RÜB 20 and then to the sewage treatment plant 11 .
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, den Schwimmablauf 22 über eine Datenverarbeitungseinrich tung 28 nach Art eines Regelprozesses zu steuern. In dieser Datenverarbeitungseinrichtung 28 werden vom Ablauf zum Klärwerk 11, vom Ablauf zum Vorfluter 3 und vom Wasserstand im RÜB 20 abgeleitete Meßsignale derart verarbeitet bezie hungsweise verknüpft, daß über eine Schiebersteuerung 29 am offenen Auslauf des Schlauchs 23 eine zeitversetzte und verlangsamte Abgabe des Überstandswassers zur Vorflut 3 er zielt werden kann. Damit wird gewissermaßen auch ein Hoch wasserschutz für die Vorflut 3 realisiert.According to a further embodiment, it is provided to control the swimming process 22 via a data processing device 28 in the manner of a control process. In this data processing device 28 , the measurement signals derived from the discharge to the sewage treatment plant 11 , from the discharge to the receiving water 3 and from the water level in the RÜB 20 are processed or linked in such a way that a slide control 29 at the open outlet of the hose 23 results in a delayed and slow release of the excess water to the receiving water 3 he can be aimed. To a certain extent, flood protection is also implemented for the receiving water 3 .
Der Vorteil der zeitverzögerten Abgabe des Überstandswassers ist darin zu sehen, daß dieses Überstandswasser erst dann der Vorflut zugeführt wird, wenn diese bereits aufgrund des angefallenen Regenwassers Wasserführung hat.The advantage of delayed delivery of the excess water can be seen in the fact that this excess water only then the receiving water is supplied if it is already due to the accumulated rainwater has water flow.
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Also Published As
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