DE102006000800A1

DE102006000800A1 - Reinigungssystem für Regenwasser

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Publication number: DE102006000800A1
Application number: DE102006000800A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-01-03
Filing date: 2006-01-03
Publication date: 2007-07-05
Also published as: EP1803851A1; EP1803851B1

Abstract

Bei einem Reinigungssystem (1) für Regenwasser, das in unterirdische Wasserspeicher und/oder Entwässerungssysteme eingeleitet wird, ist vorgesehen, dass das Reinigungssystem innerhalb des Wasserspeichers und/oder Entwässerungssystems und/oder im Übergangsbereich zwischen dem Wasserspeicher und/oder Entwässerungssystem und den angrenzenden Bodenschichten (2) zu integrieren sein soll.

Description

Die Erfindung betrifft ein aus zumindest einer erfindungsbedingten Komponente gebildetes Reinigungssystem für Regenwasser, dass in unterirdische Entwässerungssysteme zu integrieren, bzw. mit diesen zu kombinieren ist.
Das Entwässerungssystem kann dabei zugleich auch als Brauch- und/oder Löschwasserspeicher genutzt sein.
Aus dem Stand der Technik sind aus den letzten Jahren diverse Möglichkeiten bekannt geworden das Regenwasser neben den üblichen Kanal- und Rigolensystemen auch auf andere Weise sinnvoll, insbesondere ökologischer zu entsorgen oder auch weiter zu nutzen.

So ist aus dem Europäischen Patent EP 0 938 615 eine mehrschichtige Bodenfläche für die Entsorgung von u. a. Regenwasser bekannt, wobei dem innerhalb einer Bodenabdichtungswanne eingebauten hochtragfähigen und porenreichen Schotter über mindestens ein auf der Abdichtung aufliegendes Dränagerohr Wasser zugeführt und wieder abgeleitet wird. Zur Reinigung sind Spülen und mikroorganische Prozesse vorgesehen.

Aus der Europäischen Anmeldung 01913561.5 ist ein Versickerungssystem bekannt, dass weitestgehend im Oberbau von Verkehrsflächen zu integrieren ist und das über Dränagerohre eingeleitete Wasser insbesondere über die großflächige Sohle des Versickerungssystems in den dieses unterlagernden Boden versickert. Die mit eingetragenen Sedimente sollen dabei weitestgehend beidseitig des auf der Sohle im tiefer liegenden Rohrgraben aufliegenden Dränagerohres verbleiben um von dort bei Bedarf ausgespült werden zu können.

U. a. von der Firma Fränkische Rohrwerke ist eine aus vielen Kunststoffgitterkästen zu formende Füllkörperrigole (Rigo-Fill) bekannt, in der das über Rohre eingeleitete Wasser eingestaut und ebenfalls insbesondere über die unterlagernden Bodenschichten versickert wird. Aufgrund der ebenen, aufgrund des Kunststoffgitters unzugänglichen und nur begrenzt spülbaren Rigolensohle werden zur präventiven Sedimentabwehr verschiedene Reinigungssysteme im Zufluss der Rigole angeboten. So wird zur Sedimentrückhaltung zusätzlich zu üblichen Grobschmutzfängern und anschließenden Filtersäcken von der Firma das System Sedi-Pipe verwendet, dem anschließend zur Unterstützung physikalisch-chemischer Reinigungsprozesse das System Sedi-Substrator nachgeschaltet werden kann. Eine weitere Rückhaltung der unerwünschten Einträge, insbesondere im System selbst, erfolgt nicht.

Von u. a. der Firma Euroecuperator sind Halbschalen aus Kunststoff oder Ton zur mit Kiesüberschüttungen kombinierten Bildung von einstauvolumenerhöhten Rigolenkörpern bekannt. Auch dort ist ein präventiver Schutz des Systems gegen innere Kolmation nur im Zufluss vor dem eigentlichen Speicher selbst vorgesehen.

Von der Firma Mall-Beton sind aus Beton gebildete Zisternen mit einer als Versickerungssystem perforierten Betonwandung im Zisternenbereich oberhalb der Brauch- und/oder Löschwassernutzung bekannt um Regenwasser durch Dauereinstau im unteren Bereich zu bevorraten und überschüssiges Wasser im oberen Bereich in den umgebenden Boden zu versickern. Auch bei diesen Systemen findet eine Reinigung nur vor dem Speicher, z. B. über Zentrifugalabscheider (Zyklone) statt.

Von mehreren anderen Herstellern (z. B. Funke Kunststoffe, Betonwerke B. Müller) sind Reinigungssystem bekannt, die am Rand von Ver kehrsflächen angeordnet deren abfließendes Regenwasser über in der Versickerungsleistung optimierte künstliche Muldenersatzsysteme von Sedimente und Schadstoffen reinigen und anschließend versickern. Das Substrat ist nach einer Sediment- oder Schadstoffsättigung gegen neues Substrat auszutauschen.

Zudem gibt es noch eine Vielzahl anderer Hersteller vergleichbarer Wasserspeicher und/oder Versickerungssysteme, die alle das Ziel verfolgen nicht als Brauch- oder Löschwasser erforderliche Wassermengen in sauberem Zustand in den Systemen vorzuhalten und/oder über eine dauerhaft funktionsfähige Versickerungsfläche versickern zu können.

Diesem Wunsch nach einem ungeminderten Rückhaltevolumen und/oder dauerhaft funktionsfähigen Versickerung wirken die im Wasser mit eingetragenen Sedimente und Schadstoffe massiv entgegen, woraus die vorher beschriebenen Bemühungen resultieren den Zufluss so weit wie möglich von diesen Stoffen zu befreien, die zwangsweise bei Versickerungssystemen früher oder später zu einer so genannten Selbstabdichtung der Versickerungsflächen (innere Kolmation) mit den eingetragenen Stoffen oder deren Umwandlungserzeugnisse führen.

Dies führt insbesondere bei den seit vielen Jahren bekannten herkömmlichen Rigolen aus zumeist Filterkies 8/16 oder 16/32 mm für die Versickerung von Regenwasser zu zunehmenden Funktionsbeeinträchtigungen im Verlauf der Nutzungszeit, da bei diesen Rigolen das Dränagerohr zumeist mittig in dem einem Rohrgraben ähnlichen Speicherkörper eingelegt ist, was dazu führt, dass die in den Speicherkörper eingebrachten Sedimente sich unter dem Dränagerohr beginnen abzusetzen, so die Rigolensohle zunehmend abdichten und mit weiterem Sedimenteintrag diese Abdichtung der Versickerungsflächen an den Rigolenseiten-fortschreitet bis nach einigen Jahren die Rigole insgesamt abgedichtet und somit funktionsunfähig ist.

Die auf Rigolenhöhe bezogene mittige Lage des Dränagerohres verhindert zudem eine effektive Reinigung der Rigole, da alle unter dem Dränagerohr im Kies eingelagerten Sedimente nicht mehr ausspülbar sind.

Um dem entgegen zu wirken sind inzwischen in die Speicherkörper aus Schüttgut neuester Entwicklung des GEO PROTECT-Systems integrierbare präventive Reinigungsmöglichkeiten eingearbeitet worden, die eine teilweise Absetzung der eingetragenen Sedimente in der Nähe des Zuflussorgans in dessen Rohrgraben ermöglichen, was ein nachfolgendes Ausspülen ermöglicht, was zudem dadurch unterstützt wird, dass sich das Dränagerohr im Tiefpunkt des Systems befindet.

Ist ein Dränagerohr als Zuflussorgan vorhanden verhindert üblicherweise bereits dessen wasserdurchlässige Schlitzung das eindringen von Stoffen größer einem Durchmesser von maximal 2,5 mm.

Jedoch kann auch hier nicht der Eintrag von im Wasser gelösten Schadstoffen im Speicher verhindert werden, die aufgrund mikroorganischer Abbauprozesse im Speicherkörper selbst Umwandlungsrückstände, sogenannte Biomasse aus den Rückständen von Mikroorganismen bilden, die sich der Schwerkraft folgend auf der Speicher- bzw. Versickerungssohle zunehmend absetzen und über einen deutlich lägeren Zeitraum wie bei bisherigen Rigolen üblich aber dennoch unvermeidlich zu einer Selbstabdichtung führen.

Die Menge der sich hier absetzenden Stoffe ist abhängig von der eingetragenen Schadstoffmenge sowie dem hydraulische Verhalten des Speichers, der bei z. B. schneller Befüllung und Ableitung den Mikroorganismen kaum Bildung von Biomasse lässt.

Die geringe Verweilzeit behindert demnach jedoch auch die Reinigung des Wassers, so dass dieses das System ggf. mit dem gleichen Verschmutzungsgrad verlässt wie es vorher eingestaut wurde, was insbesondere bei unmittelbar über die Rigolensohle versickernden Systemen die Umwelt belastet.

Um eine weitest gehende Rückhaltung von negativen Einträgen ins Speicher- oder Versickerungssystem zu erzielen, sind leider Anlagen erforderlich, welche die Größe des Speicherkörpers und/oder der Versickerungseinrichtung in nichts nachstehen würden, was besonders beeindruckend an den großen Absetzbecken von Regenbehandlungsanlagen zu erkennen ist.

Um die daraus resultierenden Kosten nicht ausufern zu lassen sind dem entsprechend die bisherigen Systeme nur in der Lage aufgrund der begrenzten Rückhaltung von Sedimente in vorgeschalteten Schachtsystemen die Lebenszeit solcher Anlagen begrenzt zu verlängern.

Dem Eintrag von filterdurchgängigen Schwebstoffen und im Wasser gelösten Schadstoffen und Schwermetallionen wird über keines der aus dem Stand der Technik bekannten Systeme entgegen gewirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine in Speicherkörper und Rigolen integrierbare, bzw. an dessen Randeinfassung angrenzende Reinigungsvorrichtung zu schaffen, die je nach Ausgestaltungsvariante eine teilweise bis weitest gehende, Abscheidung, Filtrierung und/oder Umwandlung von Sedimente, Schwebstoffe und/oder sonstiger Schadstoffe aus dem zufließenden Wasser erlaubt, bevor eine Funktionseinschränkung des Entwässerungssystems oder eine Umweltbelastung auftreten kann.

Die erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtungen, bzw. Reinigungssysteme sind dem entsprechend vorzugsweise aus zumindest einer, bei entsprechendem Bedarf jedoch aus verschiedenen Reinigungsstufen kombiniert, und vorzugsweise abgestimmt auf die zu erwartende Schmutzfracht, auszulegen.

Die einfachsten Reinigungsstufen für die Sedimentabscheidung sind aus Flächenfilter zu bilden, die vorzugsweise aus Filtervliese bestehen sollten. Filterstabile Fliese für verschiedene Filterstufen sind bereits heute aus dem Rigolenbau oder vergleichbaren Anwendungen als Trenn- oder Rieselschutzvlies zwischen Rigole und angrenzenden Bodenschichten bekannt.

Abweichend von dieser bekannten Anwendung im Rigolenbau, bei der es jedoch nicht ums Filtern, sondern ausschließlich ums Verhindern von Bodeneinträgen aus dem Randbereich in die Rigole geht, ist es in dieser Erfindung vorgesehen das Filtervlies in den Rigolenkörper hinein zu integrieren.

Das Filtervlies ist dazu in einer ersten Ausgestaltungsform als Abdeckung des in der Rigole befindlichen Zuflussorgans, bzw. Zuflussorgane vorzusehen, um dort ankommenden Schadstoffen, wobei es sich bei Filtern insbesondere um Sedimente handeln sollte, zurück zu halten.

Wie sich bereits aus dem Stand der Technik ableiten lässt gibt es eine Vielzahl von Speicher- und Rigolenbauweisen und dem entsprechend auch viele Arten von Zuflussorgane, die mindestens eine linienförmige und/oder punktuelle Zuleitung des Wassers in den Speicher und/oder den Versickerungskörper ermöglichen. Diese können in der meist verbreiteten Form aus mindestens einem Dränagerohr als typische linienförmige Einleitung bestehen. Als punktuelle Einleitungen kommen z. B. gelochte Schachtringe oder einzelne, bzw. zu Gruppen angeordnete offene oder mit Gitter oder Vlies abgedeckte Rohrenden aber auch Gitterkörbe oder Gitterkorbgruppen in betracht.

Die flächigen Filtervliese sollten dem entsprechend bei sehr nahem Einbau am Zuflussorgan an dieses entsprechend angepasst werden. Dieser sehr nahe Einbau am Zuflussorgan stellt zudem sicher, dass die Sedimente zum größten Teil im Zuflussorgan verbleiben und somit einfach, jedoch auch entsprechend oft auszuspülen sind, sofern sie nicht bei Speichersystemen direkt mit dem abfließenden Wasser mit hinausgespült werden.

Je weiter das Filtervlies vom Zuflussorgan entfernt im Speicher und/oder Versickerungssystem selbst angeordnet wird, um so größer wird die Filterfläche und damit die hydraulische Durchströmungsfähigkeit sowie der Rückhalteraum für Sedimente, was Reinigungsintervalle verlängern hilft.

Die hydraulische Wirksamkeit kann auch noch dadurch vergrößert werden, dass das Filtervlies zur Flächenvergrößerung in hin- und hergehendem Zickzack-Muster in das Entwässerungssystem eingebaut wird, wie es z. B. von Luftfiltern im Automobil bekannt ist.

Um eine möglichst umfassende Abfiltrierung nicht nur der Sedimente, sondern auch der Schwebstoffe aus dem Wasser zu erzielen kann es durchaus Sinnvoll sein nicht nur ein Filtervlies, sondern mit gewissem Abstand mehrere Filtervliese unterschiedlicher Filterstufen nacheinander innerhalb der Rigole anzuordnen, wobei die Stufen in Einströmrichtung zunehmend feinere Sedimente bis hin zur Schwebstofffiltrierung ausführen können.

Dieses mehrstufige Filterverfahren kann in einer anderen Ausgestaltungsform auch in nur ein, dabei jedoch dem entsprechend dickes, bzw. mehrlagiges Filtervlies ohne Zwischenabstand integriert werden.

In einer anderen Ausführungsform kann die Filterfläche, bzw. der Sedimentationsraum größere Speicher- oder Rigolenbereiche bis hin zum fast vollständigen Speicher oder Rigole umfassen.

Dazu kann z. B. auf dem Speicher- oder Rigolenplanum und den dazu gehörenden Böschungen eine dünne Schicht Granulat, z. B. aus Sand, Kies, Splitt, Schotter, o.ä. aufgebracht sein, auf dem anschließend das Filtervlies aufgelegt, bzw. an den Böschungen hochgeführt wird. Auf das Filtervlies wird das Zuflussorgan, bzw. die Zuflussorgane und der restliche Rigolenaufbau aufgebaut.

Auf die Granulatschicht kann dann verzichtet werden, wenn das Filtervlies selbst, z. B. als Dränagematte, deren Aufgabe mit erfüllen kann.

Diese Ausführungsformen haben bei Rigolen zur Folge, dass in die Rigole mit dem Wasser eingetragene Sedimente sich vor erreichen und Abdichten des Rigolenplanums auf dem Filtervlies absetzen und das Wasser das Rigolenplanum so von Sedimente befreit erreicht.

Diese Bauweise hat den Vorteil, dass große hydraulische Leitfähigkeit mit großem Sedimentationsraum verbunden werden.

Nachteilig ist die damit einhergehende Retentionsraumreduzierung, die jedoch mit den heutigen Systemen vergleichbar ist.

Dazu kommt noch der erhöhte Aufwand beim Ausspülen der eingetragenen Sedimente, wozu vorzugsweise noch weitere erfindungsgemäße bauliche Ergänzungen zu empfehlen sind, die weiter unten folgen.

Um bei dieser Ausführungsform auch nach Jahren des Sedimenteintrags und damit ggf. einhergehender Selbstabdichtung des Filtervlieses nach wie vor eine Versickerung über das von Sedimenten unbelastete Rigolenplanum zu ermöglichen ist das Filtervlies an den Rigolenböschungen, bzw. Rigolenseitenwänden in einer Ausgestaltungsform nicht bis zum Rigolenscheitel hoch zu führen um so dem Wasser auch bei weitest gehender Abdichtung des Filtervlieses einen Überstau über die Filtervliesoberkante in den durch das Filtervlies geschützten Versickerungsbereich zu ermöglichen.

Bei Speichersystemen ist eine so großflächige Filterauslegung nicht erforderlich, da es hier nur um den Schutz des Rückhalteraums und nicht um den Schutz von oft sehr sensibel reagierenden Versickerungsflächen geht.

In einer zu den vorgenannten Ausführungsformen als Filter leicht abgewandelten Ausführungsform kann anstatt des Filtervlieses zur alternativen Absetzung von Sedimente auch direkt eine dichte, nicht filternd wirkende Zwischenschicht, z. B. aus Folie, Bentonitbahn, Dichtvlies, Blech, Beton, Bitumen oder sonst wie als erfindungsgemäße Absetzeinrichtung vorgesehen sein.

Absetzeinrichtungen verfolgen zumeist das Ziel die Strömungsgeschwindigkeit zu reduzieren um dadurch über einen vorzugsweise noch zusätzlich verlängerten Fliesweg ein absetzen der im Wasser noch mitschwimmenden Sedimente und/oder Schwebstoffe gezielt auf der überströmten Absetzfläche zu erwirken. Vergleichbar arbeiten z. B. Absetzbecken von Regenkläranlagen.

Auch bei den Absetzeinrichtungen macht es Sinn die Absetzschicht nicht nur horizontal bis leicht geneigt, sondern am Ende hoch zu führen, um wie bei den vorher beschriebenen Filtern beschriebene, entsprechend große Sedimentationsräume zu erhalten.

Es sind auch durchaus Kombinationen von Filter- und Absetzvorrichtungen sinnvoll und daher auch möglich.

So kann es z. B. vorkommen, dass auf Altlasten aufgebrachte Speichersysteme, die eine Versickerung aufgrund der Abdichtungswanne in belastete Bodenschichten verhindern partiell oberhalb unbelasteter Bodenbereiche versickerungsfähig ausgebildet sind, um so aus dem vorher ggf. komplett, bzw. weitest gehend abgedichteten System ein so weit mögliches Versickerungssystem zu schaffen.

Egal wie das Reinigungssystem als Filter- und/oder Absetzeinrichtung arbeiten; es verbleiben in zunehmendem Umfang Sedimente im Speicherraum und reduzieren diesen dem entsprechend.

Es ist daher für eine dauerhafte Funktionsfähigkeit unerlässlich die Sedimente von Zeit zu Zeit aus dem System hinaus zu spülen und/oder zu blasen.

Um diesen Reinigungsvorgang effizient zu gestalten sind die Rigolen bei entsprechender Größe mit den heute zur Verfügung stehenden Verfahren nicht in ihren kompletten Abmessungen in einem Arbeitsgang zu reinigen, da das über die Spülfahrzeuge in die zumeist großen Rückhal teräume einbringbare Spülwasser wohl weniger Spüleffekt erzielt als ein kleiner zufließender Regenschauer.

Um diesem Nachteil entgegen zu wirken ist es unerlässlich die zu reinigenden Bereiche aufzusplitten um diese dann von einander getrennt ausspülen und/oder ausblasen zu können.

Dies Aufteilung kann, muss aber nicht, bei Filter- und/oder Absetzreinigungssystemen auf den Bereich der Zuflussorgane bis zum Filtervlies oder der Absetzschicht begrenzt werden, da darüber hinaus keine nennenswerten Sedimenteinträge mehr zu erwarten sind.

Eine solche Aufteilung eines Speichers oder einer Rigole kann vorzugsweise durch Schotte erfolgen, welche die einzelnen Speicher- oder Rigolenbereiche gegeneinander abschotten. Die Schotte können dazu aus beliebigen Materialien gebildet werden, die auch auf den z. B. Reinigungsquerschnitt vorkonfektioniert herzustellen sein können. Vorzugsweise werden wohl Platten, Folien, Fliese, Bleche oder sonst welche flächigen Bauteile aus Beton, Kunststoff, Metall, Geotextil, Eitumen, usw. in dichter bis weitestgehend dichter Ausführung Verwendung finden. Es wäre jedoch auch möglich die Rigole selbst zu stückeln um so reinigungsfähige Einheiten zu erzielen.

Damit die Spülenergie auf den einzelnen Bereich konzentriert werden kann und nicht verpufft ist bei linienförmigen Zu-, bzw. Abflussorganen aus der zur Spülleitung entgegengesetzten Richtung vorzugsweise eine Abdichtungsblase im Bereich des Schottes zu setzen. So kann mit konzentrierten Druck-Saugvorgängen ein für diese Reinigungsvariante im abgeschotteten Bereich maximaler Reinigungseffekt erzielt werden. Das selbe gilt für eine Reinigung über Blas-Saugvorgänge.

Nachteilig bei diesen Reinigungslösungen ist, dass die Sedimente insbesondere durch einen, trotz Schotte, zumeist immer noch relativ schwachen Saugvorgang aus dem Absetz- oder Filterbereich zu lösen sind.

Die Reinigungsfähigkeit des Erfindungsgegenstandes kann demnach dadurch noch weiter erhöht werden, wenn das System mit weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltungen unter Druck Rückspülbar zu gestalten ist.

Um diese maximale Reinigungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Reinigungssysteme zu erzielen, wird vorzugsweise in die Abflussorgane Spülwasser oder Spülluft eingebracht und am Zuflussorgan abgesogen.

Der Reinigungseffekt ist in einer weiteren Ausgestaltungsform dadurch zu erhöhen, dass z. B. in den durch Filtervlies oder Absetzschicht geschützten Rigolenbereich eine zusätzliche Zuflussmöglichkeit für Spülwasser oder -luft verlegt ist, die auch mit entsprechend hohem Druck beaufschlagt werden kann. Über dieses Spülorgan kann Spülwasser oder Spülluft mit hohem Druck eingebracht werden, dass nun entgegen der sonst üblichen Fliesrichtung von der entgegengesetzten Seite gegen die auf dem Filtervlies abgelagerten Sedimente drückt und diese so vom Filtervlies löst und anschließend über das Zu- oder Abflussorgan ausspült, bzw. abgesogen werden kann.

Die bisherigen aufgezeigten erfindungsgemäßen Reinigungssystem beschränkten sich ausschließlich auf die Rückhaltung von Sedimente bis hin zu Schwebstoffe.

Diese stellen jedoch nur einen Teil der möglichen Schadstoffe dar. Aus Umweltgesichtspunkten kritischer sind jedoch die im Wasser gelösten oder am Sediment anhaftenden Schadstoffe von z. B. Kohlenwasserstoffe bis hin zu Schwermetalle zu bewerten, die bisher bei Rigolen nicht zurück gehalten werden konnten.

Dem entsprechend wurden Rigolen für diese Schadstoffrückhaltung bisher zumeist Versickerungsmulden vorgeschaltet, die aus mikroorganisch belebten Bodenschichten, zumeist Mutterboden, gebildet werden, in denen die Schadstoffe über Mikroorganismen und andere Wechselwirkungen des Bodens weitest gehend abgebaut oder gebunden werden.

Der Vorteil dieser Versickerungsmulden ist die sehr naturnahe Funktionsweise, die zugleich eine umfassende Reinigung sicher stellt, wie sie über menschgemachte Systeme nur bedingt oder verbunden mit großem Aufwand nachzuvollziehen ist.

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung soll diese natürliche Funktionsweise so weit wie möglich, bzw. erforderlich nachempfunden werden.

So sind neben den bereits angesprochen physikalischen Verfahren Absetzung und/oder Filtration noch Adsorption und/oder Fällung, Ionenaustausch und/oder biologischer Abbau, usw. von Schadstoffe erwünscht und mit dem Erfindungsgegenstand auch möglich.

Dieses ggf. breite Reinigungsspektrum ist vorzugsweise über ein zusätzlich in die Rigolen einbringbares und/oder unterlagerndes Granulat mit großer Oberfläche (z. B. Lava, Bims, Aktivkohle, Fasern, Splitt, Sand, etc.) zu realisieren, welches als Träger und/oder Besiedungsraum für die gewünschten Reinigungsstufen dienen kann.

Alternativ kann auch das die Rigole bildende Granulat direkt mit einem für diese Aufgabe geeigneten Material gemischt werden, was insbesondere deswegen sinnvoll sein kann, da gebrochenes Granulat aus natürlichem Gestein für Mikroorganismen gut besiedungsfähige, bzw. für eine entsprechende Nähr- oder Reinigungslösungen gut haftende Oberflächen bietet.

Die Reinigungskomponenten können jedoch auch über z. B. eingemischte Fasern oder Mikroröhrchen in die Rigole eingebracht werden. Unterlagerndes Granulat kann auch direkt aus einem für Versickerungsmulden geeigneten Mutterboden gebildet sein. Dabei kann es zusätzlich erforderlich werden die Belüftung der Granulatschicht durch z. B. wurzelähnliche Fasern zu verbessern.

Um diesen, insbesondere den mikroorganischen Reinigungsprozessen eine gute Reinigungsleistung zu ermöglichen ist zudem eine gute Luftversorgung angeraten, da bei zu geringem oder keinem Luftaustausch die aktiveren aeroben mikroorganischen Abbauprozesse in anaerobe Prozesse umkippen können, die nicht nur weniger effektiv sondern auch mit unangenehmen Faulgerüchen einhergehen können.

Sofern der Porenraum in den Rigolen nicht schon aus sich heraus einen ausreichenden Luftvorrat für aerobe Prozesse liefert, kann ein Luftaustausch auch über zusätzliche Belüftungseinrichtungen sicher gestellt werden, welche in doppelter Funktion auch zugleich als die weiter oben beschriebenen Spüleinrichtungen mit verwendet werden können. Diese können von der Rigolensohle bis an die Oberfläche oder in die Schächte hinein geführt werden und dort aufgrund ihrer konstruktiven Gestaltung auf die darrüberstreichende Luft so reagieren, dass so ein permanenter Luftaustausch, wenn möglich bis in die ganze Rigole ermöglicht wird.

In der Regel wird jedoch der Luftaustausch aufgrund der Pumpwirkung aus Wassereinstau (verbrauchte Luft wird aus dem System hinaus gedrückt) und Abfluss (frische Umgebungsluft wird eingesogen) ausreichend sein.

Die direkte Verbindung von Speicher und/oder Rigole mit dem erfindungsgemäßen, aus zumindest einer bis hin zu vielen Reinigungsstufen frei kombinierbaren Reinigungssystemen, erlaubt demnach nicht nur einen Verzicht auf die bekannten vorgeschalteten Absetz-, und/oder Filterbaugruppen und/oder Muldenversickerungen sondern erlaubt aufgrund der zumeist großen Speicher und Rigolenkörper eine Optimierung des Reinigungsprozesses mit geringeren Mitteln.

Dies ist insbesondere darin begründet, dass mit der integrierten Reinigung z. B. in einer Rigole eine erheblich größere Versickerungsfläche Muldenäquivalent zur Verfügung gestellt werden kann, was nicht nur die sonst erforderlichen Muldenflächen an der Oberfläche einspart, sondern auch aufgrund der größeren Fläche zu einer geringeren Belastung des mit der Versickerung belasteten Bodens führt. Die so erzielte geringere Versickerungsleistung je Quadratmeter in der Rigole erlaubt zudem eine reduzierte Reinigungsschichtdicke wie sie ansonsten für eine oberflächige Versickerungsmulde erforderlich gewesen wäre.

In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Sie zeigen
1 zeigt einen Wasserspeicher im Querschnitt
2 zeigt einen weiteren Wasserspeicher im Querschnitt
3 zeigt den Wasserspeicher aus 1 im Längsschnitt
4 zeigt ein Versickerungssystem im Längsschnitt
5 zeigt das Versickerungssystem aus 4 im Querschnitt A-B
6 zeigt das Versickerungssystem aus 4 im Querschnitt C-D
In 1 ist ein Wasserspeicher (23) dargestellt, der zum größten Teil innerhalb der Schottertrag- (15) und Frostschutzschicht (16) des Oberbaus (14) einer Verkehrsfläche (17) und nur zu einem geringen Teil in den gewachsenen Boden (17) eingebaut ist, in dessen aus Schotter gebildetem Speichermaterial ein mehrstufiges erfindungsgemäßes Reinigungssystem (18, 19, 10) angeordnet ist. Dazu ist zusätzlich zu einem in einem Rohrgraben (19) liegenden grobfiltrierenden Dränagerohr (18) ein erstes Filtervlies (10) oberhalb des Dränagerohres (18) auf dem Planum unmittelbar am oberen Rand des Rohrgrabens (19) in den Speicher eingelassen. Ebenfalls innerhalb des Wasserspeichers (23) befindet sich in zeltförmiger Ausführung ein zweites Filtervlies (10).
Das einströmende Wasser wird in diesem Ausführungsbeispiel in fünf Stufen gereinigt. Die erste Stufe ist die schmale Schlitzung der Dränagerohres (18), die bei einer Breite von nur 1–2 mm nur noch kleine Sedimente und Schwebstoffe, sowie im Wasser gelöste Schadstoffe in den Wasserspeicher (23) gelangen lassen. Alle größeren mit eingetragenen Sedimente und Gegenstände verbleiben im Dränagerohr (18) und werden mit dem nachströmenden Wasser weitergetragen bis sie den Wasserspeicher (23) verlassen.
Sedimente, welche die Dränagerohrschlitzung passieren konnten, jedoch aufgrund ihres Eigengewichtes nicht mit der Zuflussströmung im Rohrgraben (19) aufsteigen können, lagern sich auf der Rohrgrabensohle (20) ab. Es kommt zu einer ersten Absetzreinigung.
Ein Teil der leichteren Sedimente kommt zwar in einen begrenzten Schwebezustand, verbleiben jedoch aufgrund ihres Gewichtes innerhalb des Rohrgrabens (19) und setzt sich in diesem auf dem Schotter des Wasserspeichers (23) und auf der Rohrgrabensohle (20) ab. Dies fällt in den Bereich einer zweiten Absetzungsreinigung.
Nur die Schwebstoffe erreichen das erste Filtervlies (10) und werden von diesem bis zu einer vorbestimmten Größe, die über die Maschenweite des Filtervlieses (10) festgelegt ist abgefiltert und bilden mit der zeit einen zunehmenden Filterkuchen auf der Unterseite des ersten Filtervlieses (10). Die meisten kleineren Schwebstoffe passieren diese erste Filterstufe (10).
Das darüber angeordnete zweite Filtervlies (10) hält nun die noch verbliebenen noch kleineren Schwebstoffe bis zu einer über die Maschenweite des Filtervlieses (10) vorbestimmten Größe zurück.
Nach dieser zweiten Filterstufe erreichen nur noch sehr geringe Schwebstoffanteile den Grossteil des Wasserspeichers (23).
Dient wie in diesem Ausführungsbeispiel dargestellt das Dränagerohr (18) nicht nur der Wassereinleitung, sondern auch dessen Ausleitung bringt dies den Vorteil mit sich, dass sich das Wasser bei der Ausleitung entgegen der vorherigen Strömungsrichtung bewegt und so einen Grossteil der vorher eingetragenen Schwebstoffe und Sedimente wieder bis ins Dränagerohr (18) abführt um von dort den Wasserspeicher (23) zu verlassen. Unterstützt wird dieser Effekt insbesondere bei den Filterstufen (10) dadurch, dass diese bei der Wasserableitung die Filtervliese (10) in primär vertikaler Richtung von oben nach unten durchströmen und so den Mitnahmeeffekt nochmals deutlich erhöhen, was die Reinigungsintervalle erheblich verlängern hilft.
In der selben Weise würde bei diesem Reinigungssystem auch die Spülung erfolgen, indem Spülwasser erst in den Wasserspeicher eingebracht wird um es danach mit möglicht hoher Saugleistung abzusaugen, um so eine möglichst starken Abbau des an den beiden Filtervliesen (10) anhaftenden Filterkuchens und im Rohrgraben eingelagerter Sedimente zu erwirken.
In 2 ist ein in der Funktionsweise zu 1 vergleichbarer Wasserspeicher (23) dargestellt, der ebenfalls unterhalb einer hier jedoch als bituminösem Belag (28, 29) gebildeten Verkehrsfläche (17) eingebaut ist.
Der Zu- und Abfluss erfolgt hier aufgrund der großen Wassermengen über zwei in Längsrichtung parallel verlaufende Dränageleitungen (18). Der große Zufluss in Bezug auf den ansonsten klein dimensionierten Wasserspeicher (23) begrenzt die Reinigungsleistung auf nur sehr geringe Absetzprozesse und nur eine Filtervliesstufe (10).
Mehr ist hier auch nicht erforderlich, da aufgrund der hohen hydraulischen Belastung die durch die Filterstufe (10) gelangenden Schwebstoffe im Schwebezugstand verbleiben und sich somit nur zu einem sehr geringen Anteil im Wasserspeicher (23) absetzen können.
Dieser Schwebezustand wird noch dadurch unterstützt, dass das Wasser an dem gebrochenen Schottermaterial des Wasserspeichers (23) vorbeistreicht und dabei stark verwirbelt.
Um so mehr Sedimente und Schwebstoffe setzen sich in den durch das Filtervlies begrenzten Wasserspeicherbereich (45) ab.
Dieser ist über die beiden parallel angeordneten Dränagerohre (18) jedoch hervorragend durch Querspülung zu reinigen, indem in eines der Dränagerohre (18) Spülwasser eingepumpt und aus dem anderen Dränagerohr (18) das Spülwasser abgesogen wird. Dieser Spülvorgang kann noch durch mehrmaliges wechseln der Dränagerohrnutzung von Zufluss- zu Absaugleitung und zurück unterstützt werden.
3 zeigt den Wasserspeicher (23) aus 1 im Längsschnitt. Es ist zu erkennen, dass die Zuleitung (35) in den Wasserspeicher (23) über ein Kanalrohr erfolgt, dass erst im Wasserspeicher (23) nach passieren der Abdichtungswanne (21) in das Dränagerohr (18) übergeht.
Das Dränagerohr (18) durchdringt eine Vielzahl von Schotte (12) die aus PE-HD-Platten gebildet sind und den mittels Spülen erreichbaren Bereich des Wasserspeichers in einzelne Spülbereich unterteilen um so die Spülleistung voll ausnutzen zu können und nicht wie in einem nicht unterteilten Reinigungssystem zu erwarten, verpuffen zu lassen.
Zwischen den Schotten (12) befindet sich die erste, sprich untere Filtervliesstufe (10). Darüber ist auf der Oberkante der Schotte (12) aufliegend das zweite, sprich obere Filtervlies (10) zu erkennen.
Soll der Wasserspeicher (23) gespült werden wird entweder von einem nicht dargestellt Schacht auf der Zuflussseite außerhalb des Wasserspeichers (23) oder über den dargestellten Schacht (31), im Bereich der ersten Schotte (12) in Zuflussrichtung eine Abdichtungsblase ins Dränagerohr (18) gesetzt. Nach setzten der Abdichtungsblase wird über den Schacht (31) die eigentliche Spülleitung eingebracht, die sich vorzugsweise ebenfalls über eine um den Spülschlauch liegenden Blasenring an dem zweiten Schott in Zuflussrichtung arretiert. Wird nun Spülwasser in diesen mittels zwei Schotte (12) und die beiden Abdichtungsorgane abgetrennten Bereich mit hohem Druck einbebracht, bzw. ab gesogen, entsteht ein kräftiger Spüleffekt, der ohne die Schotte (12) nicht zu erzielen wäre.
Um diesen Effekt zu erzielen ist es zwar Vorteilhaft, wenn die Schotte wasserdicht ausgeführt sind, dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Auch ein wasserdurchlässiges Vlies kann aufgrund seiner durchflussbegrenzenden Eigenschaft als Schott (12) durchaus geeignet sein.
Der Abfluss aus dem Wasserspeicher (23) erfolgt von Schacht (31) über eine als Kanal ausgelegte Abflussleitung (32) zu einem Schacht mit Drossel-Überstauorgan (33), über welches das Wasser gedrosselt, bzw. bei erreichen des maximalen Einstauniveaus (30) ungedrosselt abgeleitet wird.
Da ein Teil des Wasserspeichers tiefer liegt als die Abflussleitung (32) verbleibt ein Teil des zugeflossenen Wassers im Wasserspeicher (23), dass als Brauch- und/oder Löschwasser aus Schacht (31) mit einer nicht dargestellten Saugleitung entnommen werden kann.
In 4 ist ein Versickerungssystem (40) dargestellt, dass aus mehreren Rigolen eine mehrstufige Entwässerungskaskade zur Versickerung von Regenwasser bildet.
Die Bau und Funktionsweise ist mit der von Wasserspeichern weitestgehend identisch, wobei der hauptsächliche Unterschied darin besteht, dass das zugeflossene Wasser i. d. R. nicht mehr aus dem System über Leitungen abgeleitet, sondern soweit möglich über die Rigolensohlen des Versickerungssystems (40) versickert wird. Einzig eine Überstauentlastung (41) in der tiefsten Rigole für nicht mehr speicherfähige Wassermengen ist vorgesehen.
Typisch für solche System ist, dass nicht nur Zuflüsse über Gullys (37) sondern auch Zuflüsse (35) von der Seite, von anderen Gullys oder Hausanschlüssen in das Versickerungssystem (40) erfolgen.
Wie in 1 und 3 bereits dargestellt sind auch bei dem hier dargestellten Versickerungssystem (40) Filtervliese (10) oberhalb des Rohrgrabens (19) und der Schotte (12) eine große Hilfe bei der Reinhaltung des Versickerungssystems (40).
Es ist hier jedoch in beiden Kaskadenstufen nur ein Filtervlies (10) vorgesehen, da eine weitere Reinigung insbesondere der im Wasser gelösten Schadstoffe, bzw. nicht weiter absetz- oder filterbaren Wasserinhaltsstoffe nachfolgend vorgesehen ist.
Diese weitergehende Reinigung erfolgt bei den dargestellten Kaskaden erst auf der Rigolensohle über einen künstlich geschaffenen belebten Bodenfilter (42), welcher die Reinigungswirkung einer an der Oberfläche angeordneten natürlichen Versickerungsmulde zur Neutralisierung von im Wasser gelöster Schadstoffe nachempfindet.
Um den Bodenfilter (42) aerob zu halten ist dieser in diesem Ausführungsbeispiel aus hochporenreicher Lava, gemischt mit Edelsplitt aus Hartgestein zur Tragfähigkeitserhöhung und einem luftgängigen Fasermaterialgemisch und Humusstoffen hergestellt um sowohl eine Schwermetallbindung als auch einen Abbau von Kohlenwasserstoffe über Mikroorganismen zu ermöglichen.
Um den belebten Bodenfilter (42) vor Sediment oder Schwebstoffeinträge zu schützen und das Versickerungssystem (40) ohne Austrag von Bodenfiltermaterial (42) spülen zu können, ist dieser mit einem Filtervlies (10) überdeckt.
5 zeigt die in 4 dargestellte obere Kaskadenstufe im Querschnitt in Pfeilrichtung des Schnittes A-B. Um in den aus Schotterschicht (15) und Frostschutzschicht (16) bestehenden Oberbau der Verkehrsfläche (17) nicht in unzulässiger Weise Wasser aus dem Versickerungssystem (40) einströmen zu lassen, ist dieser Bereich mit Randabdichtungen (38) aus wasserdichten Bentonitbahnen ausgestattet, die über Überlappungen (46) auf dem Planum und am Scheitel auch diese Übergangsbereiche ausreichend abdichten.
Auch an den beiden Seiten des Rohrgrabens (19) und der Rohrgrabensohle sind zum Schutz vor Ausspülungen Filtervliese (10) angebracht.
6 zeigt die in 4 dargestellte untere Kaskadenstufe im Querschnitt in Pfeilrichtung des Schnittes C-D. Bei dieser Ausführungsform wird das mit dem Wasser zugeleitete Sediment und die Schwebstoffe über eine beidseitig des Dränagerohre (18) langgestreckte Absetzfolie (11) aus PE-HD-Schaum vorgenommen, welche zu den Seitenrändern des Versickerungssystems (40) hin hochgezogen wird um so einen möglichst großen Absetzeffekt und Sedimentationsraum zu erhalten. Erst wenn das ggf. über Stunden bereits zufließende Regenwasser den Scheitel der Absetzfolie erreicht wird dieser überströmt und das bis dahin weitestgehend von Sedimente und Schwebstoffe gereinigte Wasser an den empfindlichen Bodenfilter (42) zur weitere Reinigung mit anschließender Versickerung abgeleitet.
Um eine gute Belüftung des Bodenfilters (42) sicher zu stellen und diesen zusätzlich entgegen der üblichen Fliesrichtung rückspülen zu können sind für diese Zwecke beidseitig des Dränagerohres (18) je ein Spül- und Belüftungsrohr (44) vorgesehen.

10: Filtervlies
11: Absetzfolie
12: Schott
13: Schotter
14: Oberbau
15: Schottertragschicht
16: Frostschutzschicht
17: Verkehrsfläche
18: Dränagerohr
19: Rohrgraben
20: Rohrgrabensohle
21: Abdichtungswanne
22: Rigolenvlies
23: Wasserspeicher
24: Pflastersteine
25: Pflasterbettung
26: Rieselschutzvlies
27: gewachsener Boden
28: Bituminöse Feinschicht
29: Bituminöse Tragschicht
30: Einstauniveau
31: Schacht
32: Abflussleitung
33: Drossel-Überstauorgan
34: Rohrbettung
35: Zuleitung
36: Grabenverfüllung
37: Gully
38: Randabdichtung
39: Filtervliesscheitel
40: Versickerungssystem
41: Überstauorgan
42: Belebter Bodenfilter
43: Überlappung
44: Spül- und Belüftungsrohr
45: Wasserspeicherbereich
46: Überlappungen

Claims

Reinigungssystem (1) für Regenwasser, dass in unterirdische Wasserspeicher und/oder Entwässerungssysteme eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungssystem innerhalb des Wasserspeichers und/oder Entwässerungssystems und/oder im Übergangsbereich zwischen dem Wasserspeicher und/oder Entwässerungssystem und den angrenzenden Bodenschichten (2) zu integrieren ist.
Reinigungssystem (1) gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungssystem aus mindestes einer Filterschicht und/oder mindestens einer Absetzvorrichtung und/oder mindestens einem natürlichen Reinigungsprozess zu bilden ist.
Reinigungssystem (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filter- und/oder Absetz- und oder natürlichen Reinigungsvorrichtungen flächig auszuführen sind.
Reinigungssystem (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die natürlichen Reinigungsprozesse als konditioniertes Granulat, konditionierte Fasern und/oder als flüssige Lösung in den Wasserspeicher und/oder Entwässerungssystem einzubringen sind.
Reinigungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die natürlichen Reinigungssystemschichten mit belüftungsfördernden Materialien im Schadstoffabbau zu optimieren sind.
Reinigungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungssystem oder der Wasserspeicher und/oder das Entwässerungssystem zur Reinigung durch Schotte zu unterteilen ist.
Reinigungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungssystem mit zusätzlichen Spül- und oder Belüftungsvorrichtungen auszustatten ist.