DE102005044166A1 - Purification of rainwater (especially on the streets) involves separation into streams with dirt content separated off by a process more intense than purely gravitational separation - Google Patents
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Abstract
Description
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Regenabwasser,
insbesondere von Strassenabwasser, in dem Teilströme des Volumenstroms einer
Regenspende zeitweise durch Zwischenspeicherung zurückgehalten
und verzögert
wieder freigegeben werden. Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung
zur Durchführung
des Verfahrens, in der ein Teilstrom der Regenspende durch Zwischenspeicherung
zurückgehalten
und erst verzögert
wieder freigegeben wird. Ein solches Verfahren und zugehörige Vorrichtungen
sind bekannt zum Beispiel aus der Schrift
Es ist bekannt, dass Regenwasser an sich sehr reines Wasser ist und erst durch den Abtransport der auf der vom Regenwasser überströmten Fläche abgelagerten Schmutzrückstände zu mehr oder weniger stark verschmutztem Abwasser wird. Es ist ferner bekannt, dass Regenabwasserströme den wesentlichen Anteil an Schmutzfracht zumeist mit dem ersten Spülschwall von der überströmten Fläche abspülen, der nachfolgende Regenabwasservolumenstrom somit über abgespülte Flächen fliesst und folglich weitgehend sauber bleibt. Ungünstige Topologien der überströmten Fläche, wie z. B. Gelände mit sehr geringem Gefälle und/oder sehr lange Fliessstrecken, können dafür sorgen, dass sich dieser Effekt der Trennbarkeit des Regenabwassers in einen zeitlich ersten Teilstrom mit hoher Schmutzfracht und einen zeitlich folgenden Teilstrom geringer Verschmutzung insofern abmindert, als sich die Trennung von Volumenstrom mit und ohne Schmutzfracht zeitlich dehnt und unschärfer darstellt.It is known that rainwater is very pure water in itself and only by the removal of deposited on the rain water overflowed area Dirt residues for more or less heavily polluted wastewater. It is also known that rainwater streams the main part of dirt load mostly with the first flush wave Rinse off the overflowed area, the subsequent rainwater flow thus flows over flushed areas and consequently largely stays clean. unfavorable Topologies of the overflow area, such as z. B. Terrain with a very low gradient and / or very long creeks, can make sure that this Effect of the separability of rainwater in a temporally first Partial flow with high pollution load and a temporally following partial flow low pollution insofar as the separation of volume flow with and without dirt load time expands and blurred.
Die
Technik aus der Schrift
Technik
gemäss
der Schrift
Andere bekannte Techniken, wie z. B. das Regenrückhaltebecken, teilen Volumenströme nicht nach zeitlichen Kriterien des Abflusses, sondern nach dessen Intensität. Ist die Intensität des ersten Spülschwalls geringer als die Auslegungsintensität für den Betriebsfall solcher Rückhaltetechnik, wird der Spülschwall in dieser Technik nicht zurückgehalten und fliesst mitsamt seiner hohen Schmutzfracht vollständig am Rückhaltevolumen vorbei. Und selbst, wenn der erste Teilstrom mit hoher Intensität anfällt, wird allenfalls der Teil zurückgehalten, der die Auslegungsintensität überschreitet.Other known techniques, such. As the rainwater retention basin, do not share volume flows temporal criteria of the outflow, but according to its intensity. Is the intensity of the first rinse less than the design intensity for the operating case of such Retention technique becomes the rinse surge not withheld in this technique and flows completely along with its high pollution load Retention volume past. And even if the first partial flow is obtained with high intensity, is if necessary, the part held back, which exceeds the design intensity.
Sehr häufig werden zur Strassenabwasserreinigung Verfahren der gravitativen Trennung, also Schwerstoffabscheidung durch Sedimentation und Leichtstoffabscheidung durch Aufrieb, eingesetzt. Um hohe Reinigungswirkung bei grossem Volumenstrom zu erzielen, bräuchten solche Verfahren enorm grosse Rückhaltevolumina, die in der Praxis nicht realisierbar sind. Daraus resultierend ist der Wirkungsgrad im Rückhalt der relevanten Schmutzstoffe für regelmässig viel zu klein zu realisierende Anlagen mit gravitativer Trennung bekanntermassen sehr schlecht und genügt in keiner Weise mehr heutigen Ansprüchen. Immer häufiger werden daher Verfahren höherer Reinigungsleistung, z. B. Siebung oder Filtration, gefordert.Very often become the street sewage treatment method of the gravitational Separation, ie heavy matter separation by sedimentation and light matter separation by rubbing, used. To high cleaning effect with large Volume flow would need such processes enormously large retention volumes, which are not feasible in practice. This results the efficiency in the backing the relevant contaminants for regularly far too small to be realized plants with gravitational separation known very bad and meets in any way more today's requirements. always frequently therefore become higher Cleaning performance, z. B. screening or filtration required.
Im Gegensatz zu Schwerkraftverfahren haben Filtrationsverfahren aber nicht nur die hydraulische Belastung als limitierenden Faktor; sie sind zusätzlich auch noch und insbesondere sehr empfindlich bezüglich hoher Schmutzstoffbelastung pro Zeit. Die Kombination hoher hydraulischer Belastungen mit gleichzeitig hoher Schmutzfrachtbelastung, die bei Eintreffen des Spülschwalls an der Reinigung vorliegt, kann nur unter erheblichem Aufwand behandelt werden. Werden Verfahren höherer Reinigungsleistung eingesetzt, so müssen diese daher häufig mit aufwendigen Vorbehandlungsverfahren gekoppelt werden, um die Schmutzstoffbelastung vor dem eigentlichen Reinigungsverfahren zu reduzieren.In contrast to gravity processes, filtration processes have not only the hydraulic load as a limiting factor; In addition, they are still and in particular very sensitive to high pollutant load per time. The combination of high hydraulic loads with simultaneously high pollution load, which is present at the arrival of the rinse surge at the cleaning, can be treated only with considerable effort. Are procedures of higher Reinigungsleis Therefore, they often have to be coupled with elaborate pretreatment process in order to reduce the contamination load before the actual cleaning process.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die diversen Nachteile vorbekannter Technik zu überwinden und auf vereinfachtem Weg die Behandlung des gesamten Regenabwasseranfalls mit einem gegenüber gravitativer Trennung leistungsfähigeren Verfahren zu ermöglichen. Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren, in dem zumindest der überwiegende Teil des hoch mit Schmutzfracht belasteten zeitlich ersten Teilstroms jeder einzelnen Regenspende aufgefangen und zwischengespeichert wird, der zeitlich folgende Teilstrom hydraulisch so stark vom früheren Teilstrom abgekoppelt wird, dass er sich nicht wesentlich mit dem frühen Teilstrom vermischen kann, der zeitlich dem Spülschwall folgende Teilstrom somit gesichert zeitlich vor dem Spülschwall der weitergehenden Reinigung zugeführt wird, beide Teilströme mit einem leistungsfähigeren Verfahren als der gravitativen Trennung behandelt werden und schliesslich der vollständige Spülschwall zeitlich nach dem ihm in der Zuleitung noch zeitlich folgenden Teilstrom stark gedrosselt behandelt werden kann.Of the The present invention is based on the object, the various Overcome disadvantages of prior art and on a simplified Away the treatment of the entire rainwater seizure with a gravitational one Separation more powerful To enable procedures. Is solved this task with a method in which at least the vast Part of the highly contaminated with dirt load temporally first partial flow each individual rain donation is collected and cached, the temporally following partial flow hydraulically decoupled so much from the previous partial flow is that he can not mix much with the early part stream, the rinse surge in time the following partial flow thus secured in time before the rinse the further purification is supplied, both partial flows with a more powerful Process treated as the gravitational separation and finally the complete flush wave temporally after him in the supply still temporally following partial flow can be treated heavily throttled.
Mit diesem Verfahren wird die zeitliche Reihenfolge der Behandlung von Spülschwall mit hoher Schmutzfracht und ggf. hohem Volumenstromanfall und folgendem Volumenstrom, ggf. auch mit hohem Volumenstromanfall, aber mit deutlich reduzierter Schmutzfracht, getauscht, wobei sich die beiden Teilströme im Wesentlichen nicht mischen und somit jeweils getrennt einer Behandlung zugeführt werden können, die der gravitativen Trennung überlegen ist. Da die Behandlung des Spülschwallvolumens mit diesem Verfahren nach Abfluss beliebiger Regenspenden hoher hydraulischer Intensität sehr stark gedrosselt erfolgen kann, kann der stark limitierende Fall der gleichzeitigen Belastung des Behandlungsverfahrens mit hoher hydraulischer Belastung und hoher Schmutzfrachtbelastung auf einfache Weise vermieden werden. Nur für den Fall, dass die ingenieursgemäss ausgelegte Behandlungsanlage bei einem aussergewöhnlichen Regenereignis hydraulisch überlastet wäre, muss in einer Entlastungseinrichtung ein Teil des nachfliessenden, wenig verschmutzten Volumenstroms unbehandelt an der Anlage vorbeigeführt werden. Auch im Überlastfall werden der Spülschwall mit seiner höheren Schmutzfracht komplett sowie die wesentlichen Anteile des folgenden Volumenstroms der Reinigung zugeführt. Ist die Regenspende hingegen kleiner als das Auffangvolumen für den Spülschwall, findet eine Auftrennung nicht statt, sondern die gesamte Regenspende wird durch das Auffangvolumen aufgenommen und sodann stark verzögert behandelt. Eine Trennung in einen zeitlich in früher fliessenden ersten Teilstrom und einen zeitlich folgenden Teilstrom erfolgt also nur für den Fall ausreichend grosser Regenspende. Diese Aufteilung ermöglicht vorteilhaft, den Spülschwall intensiver zu reinigen als das restliche Regenabwasser.With This procedure is the chronological order of the treatment of flush wave with high pollution load and possibly high volumetric flow rate and the following Volume flow, possibly also with high volumetric flow rate, but with significant reduced pollution, exchanged, with the two streams essentially do not mix and thus each separately to a treatment can be supplied, the superior to the gravitational separation is. Since the treatment of the rinse surge volume with this method after outflow of any rain donations higher hydraulic intensity can be very much throttled, can the highly limiting case the simultaneous loading of the treatment process with high hydraulic load and high pollution load on simple Way be avoided. Only for the case that the engineer designed treatment plant in an exceptional rain event hydraulically overloaded would, must in a relief device a part of the nachfliessenden, little contaminated volume flow untreated past the plant. Also in case of overload become the rinse surge with his higher Dirt load complete as well as the essential parts of the following volume flow supplied to the cleaning. On the other hand, if the rainfall is smaller than the catch volume for the rinse, does not take place a separation, but the entire rain donation is absorbed by the collection volume and then treated with a high degree of delay. A separation into a time flowing in formerly flowing first partial flow and a temporally following partial flow thus takes place only in the case sufficiently large rain donation. This division allows advantageous the rinse more intensive cleaning than the rest of the rainwater.
Die zur Vermeidung von Vermischungen notwendige hydraulische Entkopplung der beiden Teilströme kann durch technische Einrichtungen wie z. B. Rückschlagventile oder Rückschlagklappen erfolgen. Aber auch durch einfache Einrichtungen ohne jegliche bewegten Teile, die einer Vermischung einen in eine Fliessrichtung hohen hydraulischen Widerstand entgegenbringen, kann die Entkopplung erfolgen. Technik ohne bewegte Teile ist sehr störungs-unempfindlich und wartungsarm und somit z. B. für Strassenabwasserbehandlungen in entlegenen Gebieten besonders vorteilhaft. Einen einseitig hohen hydraulischen Widerstand ohne bewegte Teile kann man z. B. erzielen, indem die Befüllung des Speichervolumens für den Spülschwall über ein teilgefülltes Rohr erfolgt, das mit zunehmender Füllung des Speichervolumens immer stärker eingestaut wird und mit vollem Speichervolumen selbst vollgefüllt ist. Durch die dann deutlich grössere benetzte Fläche steigt der hydraulische Widerstand stark an, ein starker Austausch-Fluss durch dieses Rohr kann nicht stattfinden. Und z. B. auch geeignet geformte Blenden und Düsen können zur starken hydraulischen Entkopplung ohne bewegte Teile eingesetzt werden.The Hydraulic decoupling necessary to avoid mixing the two sub-streams can by technical facilities such. B. Check valves or check valves respectively. But also by simple facilities without any moving Parts that blend one in a high flow direction hydraulic resistance, the decoupling can be done. Technology without moving parts is very resistant to interference and requires little maintenance and thus z. For example Street sewage treatment in remote areas is particularly advantageous. A one-sided high hydraulic resistance without moving parts can one z. B. achieve by filling the storage volume for the Rinse over a partially filled Pipe takes place with increasing filling of the storage volume Always stronger is filled and filled with full storage volume itself. By the then much bigger wetted surface increases the hydraulic resistance is strong, a strong exchange flow through this pipe can not take place. And Z. B. also suitable Shaped diaphragms and nozzles can used for strong hydraulic decoupling without moving parts become.
Auffangvolumina können im Falle günstiger Druckhöhenverhältnisse selbstentleerend ausgeführt werden oder bei ungünstigen Druckhöhenverhältnissen automatisch über Pumpen entleert werden. Manuelle oder halbautomatische Eingriffe zur Entleerung sind somit nicht notwendig.collecting volumes can in case of favorable pressure altitude conditions be executed self-draining or at unfavorable Pressure altitude conditions automatically over Pumps are emptied. Manual or semi-automatic intervention for emptying are therefore not necessary.
Eine vorteilhafte Lösung der erfindungsgemässen Aufgabe ergibt sich, wenn das Verfahren so realisiert wird, dass am Eintritt eines Auffangbehälters eine Trenneinrichtung als Kammer mit zumindest einem Zulauf und zumindest zwei Abläufen angeordnet ist. Sind die Abläufe der Trennkammer in ausreichendem Abstand übereinander liegend angeordnet, so wird zunächst nur der untere Ablauf durchströmt, der obere Ablauf bleibt zunächst trocken. Der untere Ablauf mündet in ein Ablaufrohr und dieses in das Auffangvolumen für den zeitlich früher fliessenden Teilstrom. Zunächst wird das Ablaufrohr teilgefüllt durchströmt und der gesamte Spülschwall im Auffangvolumen gespeichert. Mit zunehmender Füllung des Auffangvolumens staut sich Wasser im Ablaufrohr zurück. Erreicht der Rückstau die Trenneinrichtung und der Wasserspiegel darin steigt über die Sohlenkote des oberen Ablaufs, ist die Phase des Auffangens des Spülschwalls beendet. Dieser befindet sich nun, nur durch das vollgefüllte Rohr mit hohem Fliesswiderstand mit der Trenneinrichtung verbunden, hydraulisch stark entkoppelt in seinem Auffangvolumen. Der zeitlich folgende Teilstrom mit deutlich geringe rer Schmutzfracht fliesst sodann über den oberen Ablauf aus der Trenneinrichtung heraus zeitlich vor dem zwischengespeicherten Spülschwall der Behandlung zu, die aufgrund der kleineren Schmutzfracht mit einer deutlich höheren hydraulischen Beschickung belastet werden kann. Erst wenn die Regenspende beendet ist, entleert sich das Auffangvolumen bei deutlich gedrosseltem Abfluss über dieselbe Reinigungseinrichtung oder über eine zusätzliche Reinigungseinrichtung.An advantageous solution of the inventive task results when the method is realized so that at the entrance of a collecting container, a separating device is arranged as a chamber with at least one inlet and at least two processes. If the drains of the separation chamber are arranged at a sufficient distance one above the other, at first only the lower drain is flowed through, the upper drain remains initially dry. The lower drain opens into a drain pipe and this into the catchment volume for the time flowing earlier partial flow. First, the drainpipe is partially filled flows through and stored the entire rinse in the collection volume. With increasing filling of the collecting volume, water accumulates in the drainage pipe. If the backflow reaches the separator and the water level rises above the sole of the upper drain, the phase of catching the rinse is completed. This is now, only through the fully filled tube with ho Hem flow resistance connected to the separator, hydraulically strongly decoupled in its catchment volume. The temporally following partial flow with significantly lower dirt load flow then flows over the upper outlet from the separator out before the cached rinse surge treatment, which can be charged due to the smaller pollution load with a much higher hydraulic load. Only when the rainfall is finished, the catchment volume emptied at significantly throttled drain via the same cleaning device or an additional cleaning device.
Eine besonders vorteilhafte Lösung ergibt sich, wenn die Reinigung des ersten Teilstroms mit Verfahren hoher Reinigungsleistung kombiniert wird, so zum Beispiel mit Koaleszenztechnik und/oder Adsorptionstechnik und/oder mit Materialien, die Leichtstoffe aufsaugen und ggf. mittels geeigneter Mikroorganismen biologisch abbauen können.A particularly advantageous solution arises when the purification of the first partial flow with method high cleaning performance is combined, for example, with coalescing and / or adsorption technology and / or with materials that are lightweight materials soak and, if necessary biologically by means of suitable microorganisms can break down.
Bestehende Vorrichtungen zum Auffangen von Regenabwasser oder bestehende Becken zur Schwerkrafttrennung können vorteilhaft mit Bauteilen nachgerüstet werden, welche die erfindungsgemässe Aufgabe lösen. Einsparbarer Raum kann für weitergehende Reinigungsvorrichtungen genutzt werden.existing Devices for catching rainwater or existing pools for gravity separation can be advantageously retrofitted with components that the inventive task to solve. Savable space can for more extensive cleaning devices are used.
Vorteilhaft und kostengünstig kann das Auffangbecken als abgedichtetes Erdbecken ausgeführt werden.Advantageous and cost-effective the catch basin can be designed as a sealed ground basin.
Die Erfindung ist unabhängig davon, in welcher Form notwendige Bauwerke umgesetzt werden, also ob rund, mehreckig oder in beliebig anderer Form und in welcher Ausführung, ob also z. B. mit Auffangvolumina in Stahl-, Beton, Erd- oder beliebiger anderer Bauweise. Die Erfindung ist ferner unabhängig davon, ob notwendige Bauwerke mit einem oder mit mehreren zusammenhängenden oder getrennten Auffangvolumina ausgeführt werden.The Invention is independent of which form necessary structures are implemented, ie whether round, polygonal or in any other shape and in which Execution, So if z. B. with collection volumes in steel, concrete, natural or any different construction. The invention is also independent of whether necessary structures with one or more contiguous or separate collection volumes accomplished become.
Durch
die Leitung
Die
Befüllung
der Kammer B mit dem ersten Abwasserschwall erfolgt beim Zeitpunkt
t2 über
die Überfallkante
Die
Reinigungsvorrichtung
- AA
- Verteilerkammerdistribution chamber
- BB
- Kammer für Spülschwallchamber for rinsing
- B2 B 2
- Zusätzliche Kammer für Spülschwalladditional Chamber for flush wave
- CC
- Kammer für Reinigungsvorrichtungchamber for cleaning device
- DD
- Umzunutzendes Volumen bei Nachrüstung von Beckenre-use Volume for retrofitting from basin
- t1, t2, t3 t 1 , t 2 , t 3
- Zeitpunktetimings
- 11
- Aussenwand gesamtes Beckenouter wall entire pool
- 22
- Trennwand zwischen Kammer für Spülschwall und Verteilerkammerpartition wall between chamber for flush wave and distribution chamber
- 33
- Trennwand zwischen Verteilerkammer und Kammer für Reinigungsvorrichtungpartition wall between distribution chamber and chamber for cleaning device
- 44
-
Zulaufrohr,
4a : Durchdringung Zulaufrohr und VerteilerkammerInlet pipe,4a : Penetration of inlet pipe and distribution chamber - 55
- a/b düsenförmige Öffnungenfrom nozzle-shaped openings
- 66
- Vorrichtung zur Reinigung des Spülschwallscontraption for cleaning the rinse
- 77
- gedrosselter Ablauf gereinigter Spülschwallthrottled Drain clean rinse
- 88th
- Reinigungsvorrichtung für im Zulauf dem Spülschwall zeitlich folgenden, aber im Verfahren zuerst zu reinigenden Teilstromcleaning device for im Inlet of the rinse temporally following, but in the process first to be cleaned partial flow
- 99
- Ablauf der Vorrichtungprocedure the device
- 1010
- Schwimmfähige Vorrichtung mit Materialien, welche Leichtstoffe aufsaugen könFloating device with materials that absorb light materials
- nen und ggf. angereichert mit Mikroorganismennen and possibly enriched with microorganisms
- 1111
- Wasserspiegel in Verteilerkammerwater level in distribution chamber
- 1212
- Wasserspiegel in Auffangvolumen Spülschwallwater level in catch volume Rinse
- 1313
- Zulauföffnung der VerteilerkammerInlet opening of distribution chamber
- 1414
- Unterer Ablauf der Verteilerkammer (führt in Rohr zum Auffangvolumen Spül schwall)lower Drainage of the distribution chamber (leads into Pipe to catch volume flushing surge)
- 1515
-
Oberer
Ablauf der Verteilerkammer (führt in
Rohr zur Kammer für
Reinigungsvorrichtung).
15a : Sohlenkote des oberen AblaufsUpper outlet of the distribution chamber (leads in tube to the chamber for cleaning device).15a : Sole of the upper drain - 1616
- Rückschlagklappencheck valves
- 1717
- Trennvorrichtung a) und b) Schwimmergesteuerte Ventile c) und d) Schwimmerseparating device a) and b) float controlled valves c) and d) float
- 1818
- Trennwand zwischen erster und zweiter Kammer für Spülschwallpartition wall between first and second chambers for flushing rinse
- 1919
- Ablaufleitung aus Reinigungsvorrichtungdrain line from cleaning device
- 2020
- Koaleszenztechnik im Ablauf des SpülschwallfiltersKoaleszenztechnik in the course of the rinse surge filter
- 2121
- Trennvorrichtung zum Schlammraumseparating device to the mud room
- 2222
- Schlammraummud room
- 2323
- ÜberfallkanteOverflow edge
- 2424
- Tauchwandbaffle
- 2525
- Raum für Koaleszenz- oder Adsorbentienroom for coalescing or adsorbents
- 2626
- Schlammentleerungsrohr mit Rückschlagklappe oder VentilSludge discharge tube with non-return valve or valve
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