Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von Niederschlag zur Gewinnung von vorgereinigtem Nutzwasser, nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.
Solches vorgereinigtes Nutzwasser kann man für viele Zwecke anstelle des sonst verwendeten Trinkwassers verwenden, beispielsweise für alle erdenklichen Reinigungsfunktionen, bei denen es nicht auf Trinkwasserqualität ankommt, aber auch zum Einleiten in \kosysteme und um Vorfluter von den vorher ausgeschiedenen Verunreinigungen zu bewahren.
Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 kann als Schlammabscheider angesprochen werden, wie er heute verwendet wird. Lässt man das darin nur sehr bescheiden vorgereinigte Wasser durch den Überlauf abfliessen, kann es nicht als eigentliches Nutzwasser verwendet werden, sondern muss in die Kanalisation, wo man mancherlei Verunreinigung in Kauf nehmen muss, die man sonst nicht überall akzeptieren kann.
Beispielsweise kann der von Dächern, Plätzen und dergl. bei Schwwac-Regen, bei nach Trockenzeiten beginnendem Regnen oder bei Nebelrieseln zur Vorrichtung gelangende Niederschlag soviel oder solchen Schmutz (sedimentierbar, flotierbar oder gelöst) enthalten, dass trotz Sedimentierung und Flotation das anfallende Wasser als Nutzwasser noch unbrauchbar erscheint. Man kann so verschmutztes Wasser nicht zum Bewässern und auch nicht zum Waschen und Baden verwenden, wenn man nicht unvorhersehbare Risiken in Kauf nehmen will. Auch zur Einleitung in Vorfluter oder zum Versickern (Einführen in das Grundwasser) kann solches Regenwasser zu stark belastet sein. Dies um so mehr, je stärker die Umweltverschmutzung ist. Dagegen kann man mit dem herkömmlichen Überlauf die Vorrichtung vor Überschwemmung schützen, wenn die Dimensionierung ausreichend getroffen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche (gegebenenfalls nach einer Grundeinstellung) selbsttätig möglichst sauberes Nutzwasser aus den Niederschlägen zu gewinnen erlaubt. Eine solche Vorrichtung soll weitestgehend wartungsfrei und betriebssicher sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Anspruch definierte Vorrichtung vorgeschlagen.
Die Anordnung des Nutzwasser-Auslaufs oberhalb des Schlammsacks erlaubt es, die im Zulauf-Wasser enthaltenen Sedimente abzusetzen und die ersten Regenmengen aufzunehmen, so dass sie nicht ins Nutzwasser geraten. Dadurch, dass über dem Schlammsack aber unterhalb des Nutzwasser-Auslaufs ein im Ablauf mündender Kleinmengen-Auslauf vorgesehen ist, kann man zeitlich geringe Wassermengen ständig ablaufen lassen und nach Ende eines an sich ausreichend langen Regens den Vorlaufraum wieder entleeren. Also wird das Wasser nur bei den Bedürfnissen entsprechend starkem und ausreichend lange dauerndem Regen, in der Vorrichtung hoch genug steigen um durch den Nutzwasser-Ablauf in guter Qualität abzufliessen.
Und in jeder Regenpause sorgt der Kleinmengen-Ablauf dafür, dass das Wasser wieder absinkt, so dass bei Beginn des nächsten Regens wieder Platz und Zeit für eine Vorabscheidung von Schmutzwasser vorhanden ist. Wenn man zwischen dem Schlammsack und dem Nutzwasser-Auslauf einen Vorlaufraum vorsieht, kann man diesen Effekt verbessern.
Der Schwemmselschutz verhindert dabei das Eindringen von Schwemmseln in den Nutzwasser-Ablauf.
Wenn man vor dem Nutzwasser-Auslauf einen Filter vorsieht, kann man die Qualität des Nutzwassers noch weiter steigern. Ein solcher Filter sollte zwar zeitweilig gereinigt werden, aber der dazu nötige Aufwand spart den sonst zur eventuellen Beseitigung von Verstopfungen nötigen, weitaus unangenehmeren Aufwand.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn der Nutzwasser-Auslauf mit seiner oberen Mündung von unten in ein unten und oben offenes Beruhigungsrohr eingreift, welches Beruhigungsrohr unten in den Vorlaufraum und oben über den Abwasser-Überlauf reicht, weil bei dieser Bauweise die genannten Teile günstig zusammengebaut werden können und der Beruhigungseffekt vorteilhaft gesteigert werden kann. Das Wasser, das zuerst einfliesst, kann dann noch wirksamer unten gelassen und vom nachfliessenden Wasser überschichtet werden; also führt man nur "sauberes" Wasser als Nutzwasser ab. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Nutzwasser-Ablauf dabei mit einem ihn oben gegenüber dem darüber einmündenden Zulauf abschirmenden, seitlich in das Beruhigungsrohr offenem Dach gedeckt ist, wodurch der soeben geschilderte Effekt gesteigert werden kann.
Wenn der Kleinmengen-Ablauf mengenregelbar, z.B. als geeignetes Kugelventil ausgebildet ist, kann man die Vorrichtung innerhalb ihrer Maximalkapazität auf die gegebenen Verhältnisse optimal abstimmen. Man braucht also nicht für jeden Einzelfall eine besondere Vorrichtung, sondern kann sich mit einigen Typen begnügen, oder mehrere Vorrichtungen gleicher oder unterschiedlicher Kapazität günstig kombinieren.
Dem Kleinmengenablauf ist vorteilhaft ein Sieb vorgeschaltet, damit er nicht zu rasch verschmutzt oder gar verstopft, was den Effekt der Vorrichtung ungünstig beeinflussen könnte. Ein solches Sieb lässt sich naturgemäss einfach reinigen.
Um die Mengenregelung und die Siebreinigung leicht vornehmen zu können, aber auch um den Kleinmengen-Ablauf vor Schwemmseln zu schützen, ist es vorteilhaft, wenn der Kleinmengen-Ablauf in einem oberhalb des Abwasser-Überlaufs mündenden, unten offenen, demontierbaren Wartungsrohr von oben zugänglich und mindestens weitgehend gegen Schwemmsel geschützt angeordnet ist. Dadurch ist auch sichergestellt, dass nur von unten Wasser durch den Kleinmengen-Ablauf abfliessen kann.
Auch dem Zulauf kann vorteilhaft ein Filter nachgeschaltet werden, wenn man vor allem grobe Verunreinigungen von den nachfolgenden Teilen der Vorrichtung fernhalten will.
Wenn man die Risiken einer Verstopfung des Ablaufs weiter senken will, ist es vorteilhaft, wenn zumindest der Ablauf mit einem Reinigungsverschluss versehen ist.
Durch einen im Ablauf vorgesehenen Siphon, kann man die Vorrichtung von Kanalgasen abschirmen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann aus jedem geeigneten Material, wie Beton, Metall, Kunststoff und aus beliebigen Materialkombinationen hergestellt werden. Während die äussere Hülle des Trennraums vorteilhaft aus Beton bestehen kann, wird man die darin angeordneten Leitungen vorzugsweise aus Kunststoff fertigen, nicht zuletzt um die Handhabung zu erleichtern.
Es ist aus dem gesagten ersichtlich, dass auf einfachste Weise, wartungsarm und weitestgehend selbsttätig der unerwünschte Schmutz aus den Niederschlägen zurückbehalten, und in die Abwasserkanalisation abgeleitet werden kann, so dass nur das ausreichend saubere Niederschlagswasser als vorgereinigtes Nutzwasser abgetrennt und einer geeigneten Verwendung zugeführt werden kann. Allzugrosse Mengen können durch den Überlauf entfernt werden, wenn beispielsweise Wolkenbrüche zu lange andauern sollten.
Ein wichtiger Nutzen der Vorrichtung liegt also darin, dass man weitgehend vorgereinigtes Regenwasser in den ökologischen Kreislauf zurückführen kann und dadurch vermeidet, dass die davon in der Vorrichtung abgetrennten Verunreinigungen das Grundwasser verunreinigen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der rein schematischen Zeichnung beispielsweise besprochen, in welcher die einzige Zeichnungsfigur einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung zeigt. In der Zeichnung bedeuten:
1 die Vorrichtung an sich.
2 Trennraum von 1.
3 Deckel von 2.
4 Schlammsack von 2.
41 Obergrenze von 4, bildet Untergrenze von 11.
5 Zulauf in 2.
51 Zulauf-Filter.
52 Pfeile, Laufrichtung des Zulaufwassers an 9 vorbei.
6 Abwasser-Überlauf von 2, in 7 mündend.
7 Ablauf von 2.
71 Reinigungsdeckel von 7.
72 Siphon in 7.
8 Kleinmengen-Ablauf von 2, in 7 mündend.
81 Mengenregler von 8; z.B.
Kugelventil.
82 Sieb vor 8.
9 Nutzwasser-Auslauf von 2.
91 obere Mündung von 9; knapp über 111.
92 Filter vor 9.
11 Vorlaufraum in 2, oberhalb 41 von 4 bis 111 unterhalb 91.
111 Obergrenze des Vorlaufraums.
12 Beruhigungsrohr, unten und oben offen.
121 Schwemmsel-Schutz von 9; Oberkante von 12.
13 Dach über 91 von 9.
14 Wartungsrohr, über 6 hinaufreichend.
141 Pfeil, Steigrichtung des Wassers im Wartungsrohr 14.
Die hier im Vertikalschnitt rein schematisch dargestellte Vorrichtung 1 weist einen in einem (nicht besonders bezeichneten) Betonschacht angeordneten Trennraum 2 auf, welcher vom Deckel 3 bedeckt ist. Man kann den Deckel 3 als ganzes, oder gegebenfalls einen (nicht gezeichneten) Wartungsdeckel zu Kontroll- und Reinigungszwecken abnehmen. In den Trennraum 2 mündet von oben ein Zulauf 5 über einem Grobfilter 51, der im Beruhigungsrohr 12 oberhalb des den Nutzwasser-Auslauf 9 schützenden Dachs 13 so mündet, dass das eintretende Wasser vorerst im Sinne der Pfeile 52 am Nutzwasser-Auslauf 9 vorbei nach unten fliesst.
Das Zulaufwasser gelangt also erst einmal nach unten, wo es im Schlammsack 4 sedimentieren kann.
Steigt das Wasser nur sehr langsam, kann schon der Kleinmengen-Ablauf 8 (der durch ein Ventil 81 mengenregelbar ist und durch das Sieb 82 vor Schmutz geschützt wird) verhindern, dass das Wasser wesentlich über die Schlammsack-Obergrenze 41 steigt. Dabei steigt das Wasser im Sinne des Pfeiles 141 von unten in das Wartungsrohr 14, wodurch das Wartungsrohr einen Schwemmselschutz für den Kleinmengen-Ablauf 8 darstellt. Der Kleinmengen-Ablauf 8 mündet vor dem Siphon 72 im Auslauf 7, so dass diese Kleinmengen direkt in den Ablauf 7 ausgeschieden werden. Man eliminiert so die Niederschlagsanfänge und Kleinmengen, wie sie bei Nieselregen und Nebelrieseln anfallen.
Hält der Regen mit einer gewissen Stärke an, steig das Wasser allmählich im Vorlaufraum 11. Hört der Regen auf, bevor das Wasser die Obergrenze 111 erreicht hat, so wird es allmählich durch den Kleinmengen-Auslauf 8 abgeschieden. Der Vorlauf-Raum 11 steht damit für einen neuen kurzen Regen zum Abscheiden zur Verfügung.
Steigt das Wasser bei ausreichend starkem und ausreichend langem Regen bis über die Obergrenze 111 des Vorlaufraums 11, so beginnt es durch die obere Mündung 91 des Nutzwasser-Auslaufs 9 abzufliessen, wobei es durch das Filter 92 eine weitere Reinigung erfährt. Im Beruhigungsrohr 12, dessen oberer Rand als Schwemmselschutz 121 des Nutzwasser-Auslaufs 9 dient, findet eine Überschichtung des bereits vorher eingelaufenen Wassers durch das nun nachfolgende Wasser statt, so dass auch dadurch sichergestellt wird, dass das spätere, bereits ausreichend saubere Regenwasser in den Nutzwasser-Auslauf 9 gelangt, von wo es beispielsweise in einen Vorratsraum, zur Versickerung oder in einen Vorfluter gelangen kann.
Regnet es so stark, dass der Nutzwasser-Auslauf 9 das Wasser nicht mehr schlucken kann, dann überläuft es in dem Abwasser-Überlauf 6, von wo es durch den Siphon 72 in den Auslauf 7 (beispielsweise in die Kanalisation) gelangt. Bei geschickter Anordnung des Abwasser-Überlaufs 6, kann er auch das Überfüllen eines vom Nutzwasser-Auslauf 9 gespiesenen Reservoirs (nicht gezeichnet) verhindern. Der Siphon 72 schützt die Vorrichtung vor Kanalgasen.
Durch den Reinigungsdeckel 71 kann der Ablauf 7 nötigenfalls gereinigt werden.
The invention relates to a device for separating precipitation for obtaining pre-cleaned useful water, according to the preamble of claim 1.
Such pre-cleaned useful water can be used for many purposes instead of the drinking water otherwise used, for example for all conceivable cleaning functions that do not depend on drinking water quality, but also for discharging into ecosystems and in order to protect the receiving water from the previously excreted impurities.
A device according to the preamble of claim 1 can be addressed as a sludge separator as used today. If you let the only very modestly pre-cleaned water flow through the overflow, it cannot be used as actual process water, but has to be drained into the sewage system, where you have to put up with various types of pollution that cannot otherwise be accepted everywhere.
For example, the roofs, squares and the like in Schwwac rain, in rain that begins after dry periods or in mist sprinkling to the device can contain so much or such dirt (sedimentable, floatable or dissolved) that, despite sedimentation and flotation, the water that accumulates as useful water still appears unusable. You cannot use this polluted water for irrigation or washing and bathing unless you want to take unpredictable risks. Such rainwater can also be too heavily polluted for discharge into the receiving water or for infiltration (introduction into the groundwater). The greater the pollution, the more so. On the other hand, the device can be protected against flooding with the conventional overflow if the dimensions are sufficiently taken.
The invention has for its object to provide a device which (if necessary after a basic setting) automatically allows usable water to be extracted from the precipitation. Such a device should be largely maintenance-free and reliable.
To achieve this object, the device defined in the claim is proposed.
The arrangement of the process water outlet above the sludge bag allows the sediments contained in the supply water to settle and the first amounts of rain to be absorbed so that they do not get into the process water. The fact that above the sludge bag below the process water outlet provides a small-volume outlet leading to the outlet means that small amounts of water can be drained continuously over time and, after a rain that is long enough in itself, the flow chamber can be emptied again. Thus, the water will only rise high enough in the device when the rain is high enough and sufficient to drain through the process water drain in good quality.
And during every pause in the rain, the small quantity drain ensures that the water sinks again, so that when the next rain starts, there is space and time for the pre-separation of dirty water. If you provide a flow space between the mud sack and the process water outlet, this effect can be improved.
The alluvial protection prevents the ingress of floating water into the process water drain.
If you have a filter in front of the process water outlet, you can increase the quality of the process water even further. Such a filter should be cleaned temporarily, but the effort required to do so saves the much more unpleasant effort that would otherwise be necessary to remove blockages.
It is very advantageous if the useful water outlet engages with its upper mouth from below in a calming pipe open at the top and bottom, which calming pipe extends into the flow space at the bottom and above the waste water overflow, because with this construction the parts mentioned can be assembled cheaply can and the sedative effect can be advantageously increased. The water that flows in first can then be lowered even more effectively and covered by the flowing water; so you only drain "clean" water as process water. In this embodiment of the invention, it is also advantageous if the process water outlet is covered with a roof that shields it from the inlet opening above it and is open laterally into the calming tube, which can increase the effect just described.
If the small quantity flow can be regulated, e.g. is designed as a suitable ball valve, the device can be optimally matched to the given conditions within its maximum capacity. So you do not need a special device for each individual case, but can be content with some types, or combine several devices of the same or different capacities cheaply.
A sieve is advantageously connected upstream of the small quantity drain so that it does not become dirty or clogged too quickly, which could adversely affect the effect of the device. Such a sieve is naturally easy to clean.
In order to be able to carry out the volume control and screen cleaning easily, but also to protect the small-quantity drain from swarms, it is advantageous if the small-amount drain is accessible from above in a demountable maintenance pipe that opens above the waste water overflow and is open at the bottom is arranged at least largely protected against alluviums. This also ensures that water can only drain from below through the small quantity drain.
A filter can also advantageously be connected downstream of the inlet if, above all, coarse impurities are to be kept away from the subsequent parts of the device.
If you want to further reduce the risks of a blockage of the drain, it is advantageous if at least the drain is provided with a cleaning cap.
The device can be shielded from duct gases by a siphon provided in the drain.
The device according to the invention can be produced from any suitable material, such as concrete, metal, plastic and from any combination of materials. While the outer shell of the separation space can advantageously be made of concrete, the lines arranged therein will preferably be made of plastic, not least to make handling easier.
It can be seen from what has been said that the undesired dirt from the precipitation can be retained in the simplest way, with little maintenance and largely automatically, and can be drained into the sewage system, so that only the sufficiently clean rainwater can be separated off as pre-cleaned useful water and used appropriately . Large amounts can be removed by the overflow if, for example, cloudbursts should take too long.
An important benefit of the device is that largely pre-cleaned rainwater can be returned to the ecological cycle, thereby avoiding that the contaminants separated from it in the device contaminate the groundwater.
The invention is discussed below with reference to the purely schematic drawing, for example, in which the only drawing figure shows a vertical section through a device according to the invention. In the drawing:
1 the device itself.
2 separation room of 1.
3 lids of 2.
4 mud bags from 2.
41 upper limit of 4, forms lower limit of 11.
5 inflow in 2.
51 Inlet filter.
52 arrows, direction of the feed water past 9.
6 wastewater overflow of 2, ending in 7.
7 Sequence of 2.
71 cleaning lids from 7.
72 siphon in 7.
8 Small batch flow of 2, ending in 7.
81 flow regulator of 8; e.g.
Ball valve.
82 sieve before 8.
9 Service water outlet from 2.
91 upper mouth of 9; just over 111.
92 filters before 9.
11 lead room in 2, above 41 from 4 to 111 below 91.
111 Upper limit of the lead room.
12 calming tube, open at the top and bottom.
121 alluvial protection of 9; Top edge of 12.
13 roof over 91 of 9.
14 maintenance pipe, over 6 reaching.
141 Arrow, direction of rise of water in the maintenance pipe 14.
The device 1 shown here purely schematically in vertical section has a separating space 2 which is arranged in a (not specifically designated) concrete shaft and is covered by the cover 3. You can remove the cover 3 as a whole or, if necessary, a maintenance cover (not shown) for control and cleaning purposes. From the top, an inlet 5 opens into the separation space 2 via a coarse filter 51, which opens into the settling pipe 12 above the roof 13 protecting the industrial water outlet 9 in such a way that the entering water for the time being in the direction of arrows 52 past the industrial water outlet 9 downwards flows.
The feed water therefore first comes down, where it can sediment in the mud bag 4.
If the water rises only very slowly, even the small quantity outlet 8 (which can be regulated by a valve 81 and is protected from dirt by the sieve 82) can prevent the water from rising significantly above the upper limit 41 of the sludge bag. The water rises in the direction of arrow 141 from below into the maintenance pipe 14, as a result of which the maintenance pipe provides protection against flooding for the small-quantity outlet 8. The small quantity outlet 8 opens in front of the siphon 72 in the outlet 7, so that these small quantities are discharged directly into the outlet 7. This eliminates the beginnings of precipitation and small amounts that occur with drizzle and fog.
If the rain continues with a certain intensity, the water gradually rises in the flow space 11. If the rain stops before the water has reached the upper limit 111, it is gradually separated out through the small quantity outlet 8. The lead room 11 is thus available for a new short rain to separate.
If the water rises above the upper limit 111 of the flow chamber 11 when the rain is sufficiently strong and long enough, it begins to flow through the upper mouth 91 of the process water outlet 9, whereby it is further cleaned by the filter 92. In the calming pipe 12, the upper edge of which serves as a protection against flooding 121 of the utility water outlet 9, the water that has already run in beforehand is overlaid by the now following water, so that this also ensures that the later, already sufficiently clean rainwater enters the utility water -Outlet 9 arrives from where it can, for example, get into a storage room, for percolation or into a receiving water.
If it rains so heavily that the utility water outlet 9 can no longer swallow the water, it overflows in the wastewater overflow 6, from where it passes through the siphon 72 into the outlet 7 (for example into the sewage system). With a clever arrangement of the wastewater overflow 6, it can also prevent the overfilling of a reservoir (not shown) fed by the useful water outlet 9. Siphon 72 protects the device from duct gases.
The drain 7 can be cleaned if necessary through the cleaning cover 71.