CH682399A5

CH682399A5 - Rainwater storage and cleaning unit - installed in ground for surge storage and natural purificn. of water

Info

Publication number: CH682399A5
Application number: CH651/90A
Authority: CH
Inventors: Giorgio Morandini
Original assignee: Oekag Ag
Priority date: 1990-03-01
Filing date: 1990-03-01
Publication date: 1993-09-15

Abstract

A water storage and cleaning unit, installed in the ground for temp. storage of rainwater fed by a collection line (3), from artificial and natural collection surfaces (1), has a vegetation-covered collection tank with a drain (43) at the lowermost point for discharging settled sludge and suspended matter. The novelty is that the collection tank (13) is surrounded by a shallow water zone (19) and an overgrown bog zone (15), the shallow water zone (19) being sepd. by a wall (23) from the deep water (25) of the collection tank (13) and, together with the collection tank (13) and the bag zone (15), being sealed against the subsoil. ADVANTAGE - The unit can retain short term large water quantities, provides (pre-) cleaning of the water by natural agents (e.g. vegetation and gravel) and provides later controlled delivery to a clarification plant or drainage into the soil. It can be used as a swimming pool with natural water purificn. and can provide service water, e.g. for toilet flushing, washing or watering plants.

Description

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Beschreibung description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine im Gelände angelegte Wasserspeicher- und Reinigungsanlage gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1. The present invention relates to an off-site water storage and cleaning system according to the preamble of claim 1.

Überbauungen mit Ein- oder Mehrfamilienhäusern weisen grosse künstliche Sammelflächen für Regenwasser, z.B. Dachflächen und asphaltierte Plätze und Strassen auf, von denen bei Regenfällen grosse Mengen von Regenwasser abgeführt werden müssen. Diese kurzfristig anfallenden riesigen Wassermengen übersteigen bei weitem die Kapazitäten der Kläranlagen. Abwässer und Regenwasser werden deshalb von den Anlagen weitgehend ungereinigt einem Gewässer zugeführt. Mit diesem Regenwasser werden bei einem Regenereignis dann auch Hausabwässer mitgespült und gelangen ungereinigt in natürliche Gewässer. Die nachhaltige Auswirkung der Oberflächenversiegelung führt dazu, dass die natürliche Grundwasseranreicherung verhindert wird. Das Wasser wird ungebremst von dem Niederschlagsgebiet in die Bäche und Flüsse oder der Kanalisation zugeführt. Dies führt zu Überschwemmungen und Hochwasserschäden. Um einerseits zu verhindern, dass der Kläranlage kurzfristig nicht verarbeitbare Wassermengen zugeführt werden und andererseits dadurch ungereinigte Abwässer in die Natur gelangen, hat sich die Erfindung zur Aufgabe gesetzt, eine Wasserspeicher- und Reinigungsanlage zu schaffen, welche einerseits die kurzfristig anfallenden grossen Wassermengen zurückhalten kann und andererseits diese in dosierter Menge und gereinigt oder vorgereinigt zu einem späteren Zeitpunkt an die Kläranlage abgeben oder zur Versickerung in den Boden freigeben kann. Buildings with single or multi-family houses have large artificial collection areas for rainwater, e.g. Roof areas and asphalted squares and streets, from which large amounts of rainwater have to be drained off when it rains. These huge amounts of water, which accumulate at short notice, far exceed the capacities of the sewage treatment plants. Wastewater and rainwater are therefore fed into a body of water largely unpurified. With this rainwater, house wastewater is also flushed out in the event of a rain event and reaches unpurified natural waters. The sustainable effect of surface sealing means that natural groundwater accumulation is prevented. The water is fed unchecked from the precipitation area into the streams and rivers or into the sewage system. This leads to flooding and flood damage. In order to prevent on the one hand that water that cannot be processed in the short term is supplied to the wastewater treatment plant and on the other hand that unpurified wastewater is released into nature, the invention has set itself the task of creating a water storage and cleaning system which on the one hand can hold back the large amounts of water that arise in the short term and on the other hand, it can be released in a metered quantity and cleaned or pre-cleaned at a later point in time to the sewage treatment plant or released into the ground for percolation.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Merkmalen der abhängigen Ansprüche zu entnehmen. This object is achieved according to the characterizing features of patent claim 1. Further advantageous refinements of the invention can be found in the features of the dependent claims.

Es gelingt mit der erfindungsgemässen Anlage, sehr grosse Wassermengen in einer im Gelände angelegten, mit geringem Aufwand erstellbaren Anlage zurückzuhalten und anschliessend durch natürliche Reinigungsmittel, wie Pflanzen und Kies zu reinigen. Im weiteren kann die Anlage als Schwimmbecken (Schwimmteich) mit natürlicher Wasserreinigung verwendet werden. Durch die in der Sumpfzone angeordnete Sickerleitung kann das zufliessende Wasser fein verteilt in den Kieskörper eingebracht werden und wird vor dem Eintritt in das Tiefenwasser vorgereinigt. Die Bepfianzung der Flachwasser und der Sumpfzone bewirkt eine natürliche Reinigung des sie durchfiiessenden Wassers. Mit dem die Sumpfzone umgebenden höher liegenden Terrain oder Wall kann die Speicherkapazität, bzw. das Re-tensionsvolumen der Anlage wesentlich erhöht werden, so dass die bei Regen zufliessenden grösseren Wassermengen über kürzere oder längere Zeit zurückgehalten werden können. Die Überführung des im Kieskörper unter der Flach- und Sumpfzone vorgereinigten Wassers in eine ausserhalb der Abdichtung liegende Speicherzone, welche ihrerseits abgedichtet von den übrigen Teilen der Anlage ist, ermöglicht einerseits eine weitere Reinigung und andererseits die Entnahme von Brauchwasser, z.B. für die Spülung von Toiletten, Wäsche waschen und für die Bewässerung von Pflanzen. Die Anordnung der Sickerleitung für die Verteilung des zugeführten Regenwassers oberhalb des Normalwasserstandes bewirkt eine sichere Vorreinigung des Wassers, bevor dieses in das Tiefenwasser gelangen kann. Mit einer der gesamten Anlage vorgeschalteten Grobreinigung und Ableitvorrichtung für das zu Beginn eines Regenereignisses anfallende mit Schadstoffen stark belastete Wasser bewirkt, dass die gesamte Anlage nur mit schwach belasteten Abwässern und Regenwasser beschickt wird. With the system according to the invention, it is possible to retain very large amounts of water in a system that is set up in the field and can be created with little effort, and then to clean it with natural cleaning agents such as plants and gravel. Furthermore, the system can be used as a swimming pool (swimming pond) with natural water purification. The water flowing in can be introduced into the gravel body in finely divided form through the seepage line arranged in the sump zone and is pre-cleaned before entering the deep water. Planting the shallow water and the swamp zone naturally cleans the water flowing through it. With the higher lying terrain or wall surrounding the swamp zone, the storage capacity or the retentive volume of the system can be increased significantly, so that the larger amounts of water flowing in during rain can be retained for a shorter or longer period. The transfer of the water pre-cleaned in the gravel body under the flat and sump zone into a storage zone outside the seal, which in turn is sealed off from the other parts of the system, enables further cleaning on the one hand and the removal of process water, e.g. for flushing toilets, washing clothes and for watering plants. The arrangement of the drainage pipe for the distribution of the supplied rainwater above the normal water level ensures a safe pre-cleaning of the water before it can get into the deep water. With a rough cleaning and discharge device upstream of the entire system for the water that is heavily contaminated with pollutants at the beginning of a rain event, the entire system is only loaded with slightly contaminated wastewater and rainwater.

Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail with the aid of an illustrated embodiment. Show it:

Fig. 1 einen Grundriss einer Wasserspeicherund Reinigungsanlage sowie schematisch eine Hausdachsammlerfläche und einen Trennschacht, 1 is a plan view of a water storage and cleaning system and schematically a house roof collector area and a separation shaft,

Fig. 2 einen Querschnitt, Längslinie II-II in Fig. 1, 2 shows a cross section, longitudinal line II-II in FIG. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Entnahme-, Pumpen- und Filterschacht im Kieskörper unter der Flachzone und Fig. 3 shows a cross section through a removal, pump and filter shaft in the gravel body under the flat zone and

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Entnahme-und Pumpenschacht im Regenwasserspeicher. Fig. 4 shows a cross section through a removal and pump shaft in the rainwater tank.

Von einer Sammlerfläche, z.B. einem Hausdach und/oder einem Vorplatz 1 und/oder einer Strasse und/oder einer natürlichen Sammlerfläche, gelangt das dort gesammelte Wasser durch eine Sammelleitung 3 in einen Triageschacht 5, in welchem in bekannter Weise grobes Schwemmgut, Öl und andere Verunreinigungen, die sich im Wasservorlauf befinden, zurückgehalten oder durch eine Leitung 7 direkt einer Kanalisation zugeleitet werden. Das teilweise vorgereinigte Wasser gelangt dann über die Leitung 9 in eine Sickerleitung 41. Über diese Leitung 41 wird ein Wasserspeicher 31 aufgefüllt. Wenn genügend Wasser anfällt, wird dieses über eine Leitung 37 in ein Becken 13 geleitet. Das Bek-ken 13 besteht aus drei Zonen und kann ganz oder teilweise von einer Sickerleitung 11 umgeben sein. Vom Schacht 5 kann das Wasser auch durch eine Leitung oder offene Rinne 8 zum Becken 13 geleitet werden. Die Sickerleitung 11 weist eine grosse Anzahl von Durchbrüchen auf, durch welche hindurch das Wasser vorzugsweise vorerst in eine Filterlinse austreten und anschliessend in eine Sumpfzone 15 gelangen kann. Die Sumpfzone 15 weist oben eine Erdsubstratschicht auf, welche mit Sumpfpflanzen 17 standortgerecht dicht bewachsen ist. Im Innern schliesst an die Sumpfzone 15 eine Flachwasserzone 19 an, welche eine Tiefe von 0-50 cm aufweist und mit Wasserpflanzen dicht bepflanzt ist. Sowohl unter der Sumpfzone 15, als auch unter der Flachwasserzone 19 ist ein Kieskörper 21 angeordnet. Der zentrale Bereich des Bek-kens 13 wird durch eine Wand 23 umgeben, welche aus Betonelementen oder dergleichen aufgebaut ist. Innerhalb des von der Wand 23 umgebenen Bereiches befindet sich die Tiefenzone 25, welche eine Tiefe von ca. 100 bis 150 cm aufweist. Der gesamte Bereich um und unterhalb der From a collector's area, e.g. a house roof and / or a forecourt 1 and / or a street and / or a natural collector area, the water collected there passes through a collecting line 3 into a triple shaft 5, in which coarse floating material, oil and other contaminants, which are found in the Water supply are located, held back or fed directly to a sewer through a line 7. The partially pre-cleaned water then reaches a seepage line 41 via line 9. A water reservoir 31 is filled via this line 41. If enough water is obtained, it is passed via a line 37 into a basin 13. The basin 13 consists of three zones and can be wholly or partially surrounded by a seepage line 11. From the shaft 5, the water can also be passed through a line or open channel 8 to the pool 13. The seepage line 11 has a large number of openings, through which the water can preferably initially exit into a filter lens and then reach a sump zone 15. The swamp zone 15 has an earth substrate layer at the top, which is densely overgrown with swamp plants 17 in accordance with the location. Inside, a shallow water zone 19 adjoins the swamp zone 15, which has a depth of 0-50 cm and is densely planted with aquatic plants. A gravel body 21 is arranged both under the sump zone 15 and under the shallow water zone 19. The central area of the basin 13 is surrounded by a wall 23 which is constructed from concrete elements or the like. Within the area surrounded by the wall 23 is the deep zone 25, which has a depth of approximately 100 to 150 cm. The entire area around and below the

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Sumpf-, Flachwasser- und Tiefenzone ist gegenüber dem gewachsenen darunter liegenden Bodens durch eine Membrane 27 oder eine andere für Wasser undurchlässige Schicht abgedichtet. Die Oberkante der Wand 23 liegt geringfügig unter einem Minimalwasserstand h(min). Der Normalwasserstand h(norm) liegt unterhalb des unteren Scheitels der Sickerleitung 11. Bis zum Niveau h(max) auf dem Scheitel des angrenzenden Geländes oder aufgeschütteten Walles 29 kann Wasser aufgestaut und vorübergehend gespeichert werden. Unterhalb dem Wall oder Terrain 29 und/oder unterhalb der Sumpfzone 15 befindet sich der Regenwasserspeicher 31, der gegenüber dem Untergrund und dem Kieskörper 21 durch eine wasserundurchlässige Membrane 33 abgedichtet und mit Kies 35 aufgefüllt ist. Die Oberfläche ist vorzugsweise mit Humus bedeckt und bepflanzt. Zwischen dem Regenwasserspeicher 31 und dem Kieskörper 21 ist auf dem Niveau h(min) die Verbindungsleitung 37 angeordnet, welche die Flüssigkeiten in den beiden Bereichen miteinander verbindet. Eine weitere Leitung 38 auf der Höhe h(norm) führt vom Wasserspeicher 31 in eine Sickerzone 39. Die Sickerzone 39 kann aus gewachsenem Grund bestehen, sofern dieser gut wasserdurchlässig ist. Das Wasser kann auch statt in die Sickerzone 39 in einen Vorfluter oder Bach eingeleitet werden. The marsh, shallow water and deep zone is sealed off from the grown soil below by a membrane 27 or another layer impermeable to water. The upper edge of the wall 23 is slightly below a minimum water level h (min). The normal water level h (norm) is below the lower apex of the seepage pipe 11. Up to level h (max) on the apex of the adjacent site or wall 29, water can be dammed up and temporarily stored. Below the wall or terrain 29 and / or below the swamp zone 15 is the rainwater reservoir 31, which is sealed off from the ground and the gravel body 21 by a water-impermeable membrane 33 and is filled with gravel 35. The surface is preferably covered with humus and planted. Between the rainwater reservoir 31 and the gravel body 21, the connecting line 37 is arranged at the level h (min), which connects the liquids to one another in the two areas. Another line 38 at height h (norm) leads from the water reservoir 31 into a seepage zone 39. The seepage zone 39 can exist for a grown ground, provided that it is well permeable to water. The water can also be introduced into a receiving water or stream instead of into the seepage zone 39.

Unter dem gewachsenen Boden ist im Bereich des Wasserspeichers 31 die vorzugsweise ringförmige Sickerleitung 41 eingelegt, welche mit Wasser aus der Leitung 9 gespeist wird. Das aus der Sik-kerleitung 41 austretende Wasser wird im Wasserspeicher 31 zurückgehalten und fliesst, sofern der Wasserstand h im Bereich der Flachwasserzone tiefer liegt, als im Speicher 31, durch die Leitung 37 in die Sumpf- und Flachwasserzone 15 bzw. 19 und das Tiefenwasser 25. Dadurch, dass die Leitung 37 unterhalb der Überfallkante der Wand 23 liegt, kann bei geringem Wasserzufluss nur gerade bis auf den Wasserstand h min. Wasser von der Tiefenzone 25, bzw. Flachwasserzone 19 zurück in den Speicher 31 fliessen. Damit wird die Trockenlegung der Biotopanlage verhindert. Under the grown soil, in the area of the water reservoir 31, the preferably annular seepage line 41 is inserted, which is fed with water from the line 9. The water emerging from the sik-line 41 is retained in the water reservoir 31 and, provided the water level h is lower in the area of the shallow water zone than in the reservoir 31, flows through the line 37 into the sump and shallow water zones 15 and 19 and the deep water 25. The fact that the line 37 is below the overflow edge of the wall 23, with a small water inflow, can only reach the water level h min. Flow water from the deep zone 25 or shallow water zone 19 back into the reservoir 31. This prevents the biotope plant from being drained.

In die Sickerleitung 41 und die Sickerleitung 11 kann aber auch Wasser aus einem am tiefsten Punkt des Tiefenwassers 25 befindlichen Ablauf 43 durch eine Leitung 45 gepumpt werden. Vorzugsweise ist dazu im Bereich der Sumpfzone 15 ein Entnahme- und Pumpenschacht 47 mit einer Tauchpumpe 49 angeordnet, welche das mit Schlamm- und Schwemmstoffen angereicherte Wasser vom Grund des Tiefenwasserbeckens 25 absaugt, und welcher Schacht 47 entschlammt wird und über die Leitung 52 im oberen Bereich der der Sumpfzone 15 über der Flachwasserzone 17 in diesen wieder eindringt. Durch ein Ventil 51 und die Leitung 58 kann die gesamte Menge oder - je nach Bedarf - eine Teilmenge auch der Sickerleitung 41 zugeführt werden (vgl. Fig. 3). However, water can also be pumped into the seepage line 41 and the seepage line 11 from a drain 43 located at the lowest point of the deep water 25 through a line 45. For this purpose, preferably a removal and pump shaft 47 with a submersible pump 49 is arranged in the area of the sump zone 15, which sucks the water enriched with sludge and alluvial substances from the bottom of the deep water basin 25, and which shaft 47 is desludged and via line 52 in the upper area which enters the swamp zone 15 above the shallow water zone 17 again. A valve 51 and line 58 can be used to supply the entire amount or - depending on requirements - a partial amount to the seepage line 41 (see FIG. 3).

Im Kieskörper des Wasserspeichers 31 ist ein Entnahme-, Pumpen- und Filterschacht 53 eingesetzt, welcher unten poröse Wände 55 aufweist, durch die vom Kieskörper Wasser ins Innere eintreten und dort mit einer Tauchpumpe 57 entnommen werden kann. Das aus dem Schacht 55 entnommene Wasser kann beispielsweise durch eine Leitung 59 der zu entwässernden Siedlung zugeführt und dort für Toilettenspülung, Waschen und Bewässerung benutzt werden. In the gravel body of the water reservoir 31, a removal, pump and filter shaft 53 is inserted, which has porous walls 55 below, through which water enters the interior of the gravel body and can be removed there with a submersible pump 57. The water removed from the shaft 55 can be fed, for example, through a line 59 to the settlement to be drained and used there for toilet flushing, washing and irrigation.

Claims

1. On-site water storage and cleaning system for the temporary storage of rainwater flowing in through a collecting line (3) from artificial and natural collecting areas (1) with a planted collecting basin with a drain (43) arranged at the lowest point for removing precipitated sludge - and suspended matter, characterized in that the collecting basin (13) is surrounded by a shallow water zone (19) and a vegetated swamp zone (15), the shallow water zone (19) being separated from the deep water (25) of the collecting basin (25) by a wall (23). 13) is separated, and that the collecting basin (13) and the shallow water (19) and the swamp zone (15) are sealed off from the subsurface.

2. Plant according to claim 1, characterized in that a gravel body (21) is arranged under the shallow water zone (19) and / or the swamp zone (15).

3. Plant according to one of claims 1 or 2, characterized in that in the swamp zone (15) a wholly or partially around the swamp zone (15) around seepage line (11) is inserted for supplying rainwater.

4. Plant according to one of claims 1 to 3, characterized in that the swamp zone (15) and the shallow water zone (19) has dense planting with aquatic plants (17).

5. Installation according to one of claims 1 to 4, characterized in that for temporarily increasing the storage volume, the area (29) surrounding the flat water zone (19) is higher than the flat water zone (19), and / or that the flat water zone (19) is surrounded by an earth wall.

6. Installation according to one of claims 2 to 5, characterized in that outside of the swamp zone (15) or below an underground, sealed from the ground, filled with gravel, arranged under the grown terrain water reservoir (31) is arranged, which by a the first line (37) is connected to the gravel body (21) under the shallow water zone (19) and through a second line (38) to an outlet and that a seepage line (41) for introducing water from the collecting line (3) is arranged in the water reservoir is.

7. Plant according to claim 6, characterized in that the drain consists of a natural Sik-kerzone (39) or a receiving water.

8. Installation according to one of claims 6 or 7, characterized in that a suction (49) is arranged in the collection basin (13) in a removal shaft (47) and is connected to the seepage line (11) of the sump zone (15).

9. Installation according to one of claims 6 to 8,

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10. Plant according to claim 9, characterized in that between the water collecting surface (1) and the second seepage line (41) a device (5) for holding back contaminated rain water is arranged.

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characterized in that a second seepage line (41) for introducing rainwater is arranged above the water reservoir (31).