DE102010039385A1

DE102010039385A1 - Verfahren und Einrichtung zur abschnittsweisen Reinigung, bei gleichzeitiger Desinfektion, von erdverlegten Rohrleitungen des öffentlichen Trinkwassernetzes

Info

Publication number: DE102010039385A1
Application number: DE102010039385A
Authority: DE
Inventors: Günter Mösslein
Original assignee: MOESSLEIN WASSERTECHNIK GmbH; Mosslein Wassertechnik GmbH
Current assignee: MOESSLEIN WASSERTECHNIK GmbH; Mosslein Wassertechnik GmbH
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2010-08-17
Publication date: 2012-02-23
Also published as: EP2605870A1; SI2605870T1; HRP20140766T1; EP2605870B1; PL2605870T3; WO2012022739A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Verfahren zur abschnittsweisen Reinigung von Rohrleitungen, bei gleichzeitiger Desinfektion, des öffentlichen Trinkwassernetzes und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Erfindungsgemäß wird eine abgeschieberte Teilstrecke eines Trinkwasserrohres 5, das erdverlegt ist, in einem Arbeitsgang und in einem geschlossenen Kreislauf durch eine mit definiertem Druck beaufschlagte Reinigungs- oder Spülflüssigkeit durchströmt, wobei das Volumen der Flüssigkeiten dem der abgeschieberten Leitungsstrecke entspricht und in die Reinigungsflüssigkeit chemische und oxidative Zusätze dosiert zugegeben werden, die entsprechend dem Reinigungsfortschritt/Desinfektionsfortschritt wieder ausschleichend aus dem Reinigungszyklus entfernt werden. Die Erfindung ist durch ein in bevorzugt fünf Schritten durchzuführendes Arbeitsverfahren und eine das Verfahren realisierende Einrichtung dargestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Verfahren zur abschnittsweisen Reinigung von Rohrleitungen, bei gleichzeitiger Desinfektion, des öffentlichen Trinkwassernetzes und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Erfindungsgemäß wird eine abgeschieberte Teilstrecke eines Trinkwasserrohres, das erdverlegt ist, in einem Arbeitsgang und in einem geschlossenen Kreislauf durch eine mit definierten Druck beaufschlagte Reinigungs- oder Spülflüssigkeit durchströmt, wobei deren Volumen dem der abgeschieberten Leitungsstrecke entspricht und in die Reinigungsflüssigkeit chemische und oxidative Zusätze dosiert zugegeben werden, die entsprechend dem Reinigungsfortschritt/Desinfektionsfortschritt wieder ausschleichend aus dem Reinigungszyklus entfernt werden.
Der Problematik der Reinhaltung öffentlicher Trinkwassernetze, der Wassergewinnung aus Tiefbrunnen, aus Oberflächengewässern (Stauseen) usw. wird seit jeher höchste Aufmerksamkeit gewidmet und es werden, geschuldet der sich ständig ändernden Umweltsituation, immer strengere Normen zur Einhaltung der Wasserhygiene erlassen. Diese gilt es einzuhalten und zu unterbieten. Daher ist u. a. die Pflege, d. h. Reinhaltung des öffentlichen Trinkwassernetzes eine nicht endende Aufgabe der öffentlichen, lokalen Wasserversorger.
Nachfolgend sollen beispielhaft Lösungen aufgezeigt werden, die sich mit der Reinigung und Spülung der vorgenannten Trinkwasserrohre beschäftigen. Eine einfache und unter Umständen effektive Methode ist die bekannte Luft-Wasserspülung. Hierdurch werden Sedimente in einer Leitung und auch feste Ablagerungen aus Eisen, Mangan oder Kalk innerhalb einer abgeschieberten Strecke ausgeschwemmt. Dabei wird sterile, gekühlte und ölfreie Luft der Menge des in der Spülstrecke vorhandenen Wassers beigemischt und ein Reinigungsdruck über die eingeleitete Luft erzeugt, der unterhalb des normalen, sonst im Leitungssystem bestehenden Betriebsdrucks (< 7 bar) liegt, um Leitungsschäden zu vermeiden, wobei Strömungsgeschwindigkeiten von bis zu 15 m/s erreicht werden. Durch Kavitation werden Ablagerungen an den Rohrinnenwänden mechanisch gelöst und die Leitung wird abschließend entlüftet und mit frischem Wasser gespült. Nachteilig ist, dass relativ feste Ablagerungen (Inkrustationen) nur durch die wirkende Strömungsmechanik nicht gelöst und auch die Keimfreiheit eines Trinkwasserrohres unzureichend erreicht werden.
Ein weiteres altbekanntes Verfahren ist das Molchen. Molche werden heutzutage noch eingesetzt, um bei Druckprüfungen Restluft aus einer Leitung zu entfernen oder auch um neue Trinkwasserleitungen zu desinfizieren. Die eigentliche Reinigung mit Molchen ist zu aufwendig und zu teuer.
Die Fa. A & T-Rohrreinigungs-GmbH schlägt für die Reinigung und Spülung von in Gebäuden verlegten Trinkwasserrohren ein Verfahren der Einleitung eines mengenproportionalen Wasser-Luft-Gemisches vor, wobei durch den Anschluss einer Dosierpumpe dem Rohrleitungssystem ein Reinigungs- und Desinfektionsmittel beigemischt wird. Stark verschmutzte Rohre werden mit einem Dauerluftstoß bearbeitet und es muss danach zusätzlich desinfiziert werden. Das Verfahren ist aufwendig und es garantiert nicht, dass Beschädigungen am Wasserleitungssystem und an seinen Armaturen auftreten.
Nach DE 44 38 939 C2 werden ein Verfahren und eine Einrichtung zum Reinigen von Trinkwasserleitungen und zum Spülen von Trinkwasserleitungsnetzen vorgeschlagen, wobei sich eine entsprechende Leitungsstrecke einer erdverlegten Trinkwasserleitung noch in Betrieb befindet. Eine zu reinigende Leitungsstrecke wird dabei über entsprechend weit voneinander stehende Hydranten zum einen mit eingeleiteter Druckluft beaufschlagt, sodass in der Leitung ein Spüldruck erzeugt wird, der 0,5 bar über dem Ruhenetzdruck liegt und, wobei zum andren durch Öffnen eines am Ende der Leitungsstrecke zweiten Hydranten der Versorgungsdruck wieder auf den Ruhenetzdruck abgesenkt wird. Es sind auch Druckluftstöße vorgesehen. Verfahrensgemäß kann nicht verhindert werden, dass zumindest eine Teilmenge abgelöster Ablagerungen in das „offene” Trinkwassernetz eingetragen werden.
Eine der Erfindung nahekommende Lösung wird in DE 10 2005 008 603 dargelegt. Die hier beschriebene Einrichtung ist mobil verfahrbar und es wird mir ihr über einen Hydrantenanschluss und einer sich daran anschließenden abgesicherten Spülstrecke entgegen der sonst üblichen Fließrichtung ein Trinkwasserrohr von Sedimenten und sonstigen Ablagerungen gereinigt. Während der Reinigungsphase wird zusätzlich mit Hydrosulfit in 60%iger Lösung gearbeitet. Zur Überwachung des Reinigungsfortschrittes sind im Rücklauf ein Trübungsmessgerät und eine Volumenstrommessung integriert. Die Einrichtung stellt sich durch den Einsatz eines Hydrozyklons und einer abgestuften Pumpengruppe als gerätetechnisch sehr aufwendig dar.
Mit WO 2006 020 092 wird eine unter pneumatischem Druck und unter Verwendung in einer Reinigungsflüssigkeit mit „schwimmenden” Schaumgummipellets ablaufende Reinigung vorgeschlagen. Hierdurch sind maximal Biofilme, aber keine festen Inkrustationen, lösbar. Es werden verfahrensgemäß geringe Mengen eines Lösungsmittels in dem Reinigungsprozess verwendet.
Schließlich werden gemäß KR 100 790 516 auch Tiefbrunnen, d. h. deren Steigrohre – in vertikaler Richtung – mittels Druckluft-Wasserspülung in Verbindung mit an einer Stange befestigter Bürsten mechanisch gereinigt.
Wie dem zitierten Stand der Technik zu entnehmen ist, sind eine Reihe mechanischer Reinigungs- und Spülverfahren bekannt, die teilweise chemische Mittel, allerdings nur zur Desinfektion, einsetzen und daher lediglich durch mechanische Kavitationen, Druckstoßerzeugung Sedimente und Ablagerungen entfernen, wobei durch zeitweilige Druckerhöhungen in der Reinigungsstrecke auch Schäden an der Rohrleitung in Kauf genommen werden. Das ist technisch und ökonomisch absolut unvertretbar.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein kombiniertes Reinigungs- und Desinfektionsverfahren und eine mobile Einrichtung zur Realisierung des Verfahrens vorzuschlagen, womit in einem definiert langen, erdverlegten und während des Reinigungs-/Spülvorgangs abgeschieberten Trinkwasserrohr mit geringem gerätetechnischen Einsatz und üblichem im Trinkwassernetz vorhandenem Ruhenetzdruck in oder entgegen der Fließrichtung des Trinkwassers im Kreislauf gereinigt, gespült/desinfiziert und inhibitiert werden kann, wobei festanhaftende Inkrustationen mittels dosierter Zugabe niedrig konzentrierter mineralischer Säure und einem Oxidationsmittel, in einem Gemisch vorliegend, während des Reinigungsprozesses zur Ablösung kommen sollen. Mittels einer mehrkammerigen Kleinkläranlage” soll die Reinigungs- und Spülwassermenge für die Einleitung in die Vorflut vorgeklärt sowie neutralisiert und es soll gewährleistet werden, dass die Dosierung der chemischen Zusätze ausschleichend während der Reinigung zurückgeführt wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie folgt gelöst, wobei hinsichtlich der grundlegenden erfinderischen Gedanken auf die Patentansprüche 1 und 6 hingewiesen wird. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung erfolgt gemäß der Ansprüche 2 bis 5 und 7 bis 8.
Weitere Hinweise zur erfinderischen Lehre sind erforderlich.
Das mobil einsetzbare Verfahren bedient sich einer an sich bekannten Luft-Wasser-Spülung (Reinigung) von Trinkwasserrohren, wobei letztere abgeschiebert sind, in einem Kreislauf und unter einer laufenden dosierten Zugabe gering konzentrierter chemischer und oxidativer Zusätze. Die Verfahrensbedingungen sind derart gestaltet, dass die in mehreren Schritten ablaufenden Reinigungs-/Desinfektions- und Spülvorgänge, die jeweils im Kreislauf mehrfach durchgeführt werden, um Inkrustationen restlos zu beseitigen, bei anliegendem Ruhenetzdruck und unveränderter Temperatur des zur Reinigung/Desinfektion und Spülung anstehenden Trinkwassers wirken.
Das Verfahren kann durch nachfolgend genannte Schritte charakterisiert werden, nämlich, dass zur abschnittsweisen Reinigung, bei gleichzeitiger Desinfektion, von erdverlegten Rohrleitungen des öffentlichen Trinkwassernetzes, ein abgeschiebertes oder vorübergehend im offenen Grabenverbau vom übrigen Trinkwassernetz getrenntes Teilstück über eine mobile Einrichtung in einem ersten Schritt mittels einer im Kreislauf umgepumpten Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt wird, in welche dosiert komprimierte Luft und ein Gemisch gering konzentrierter chemischer Zusätze zur Lösung von Inkrustationen und zur Desinfektion hinzugegeben wird und nach jeweiligem Durchsatz die Reinigungsflüssigkeit über eine mehrkammerige Kleinkläranlage vorgeklärt wird, sodass nach Absetzen gelöster Feststoffpartikel die Reinigungsflüssigkeit nur in geringem Maße durch Frischwasser auf das Niveau der geforderten Menge des Durchsatzes an Reinigungsflüssigkeit ergänzt und der Reinigungsfortschritt, unter anderem, mittels Trübungs- und/oder Volumenstrommessung überwacht wird, in einem zweiten Schritt – nach Beenden der Zirkulation der Reinigungsflüssigkeit – letztere während einer Ruhephase zur Lösung letzter Rückstände/Ablagerungen in der zu reinigenden Rohrleitung in definierter Zeit verbleibt, wobei in einem dritten Schritt – nach Beenden des Reinigens gemäß dem ersten und zweiten Schritt die chemischen Zusätze in der Reinigungsflüssigkeit neutralisiert werden und letztere der Vorflut zugeführt wird, in einem vierten Schritt eine Klarspülung des gereinigten Rohres mit Frischwasser erfolgt und in einem fünften Schritt auf die Rohrinnenwandung eine Inhibitorlösung, zum Zweck des Korrosionsschutzes aufgebracht wird. Dabei werden mittels Messung fortschreitender Reinigung und Desinfektion (Trübenmessung, Dekontamination u. a.) die Dosierungen chemischer und oxidativer Zusätze kontinuierlich zurückgefahren. Vorteilhafterweise kann durch die im Kreislauf befindliche Anordnung von mehreren Absetzbecken daraus ein Großteil wieder umpumpbarer Reinigungs-/Desinfektions- bzw. Spülflüssigkeit gewonnen werden, sodass nur wenig Frischwasser zur Aufrechterhaltung des vorbestimmten Volumens der gesamten Reinigungs- bzw. Spülmenge ergänzt werden muss. Die insbesondere in der Reinigungs-/Desinfektionsflüssigkeit in definierter Menge enthaltenen chemischen Mittel, wie schwach konzentrierte anorganische Säuren und Wasserstoffperoxid (desinfizierend) werden nach Abschluss der vorgenannten Schritte eins und zwei in einem dritten neutralisiert, wobei es sich bei den anorganischen Säuren um Hcl, H₃PO₄, H₂SO₄ oder andere handeln kann. Die anorganischen Säuren weisen bei ihrer Verwendung im Gemisch, das etwa der Menge des umzupumpenden Volumens an Reinigungs-/Desinfektionsflüssigkeit von 5% bis 25% entspricht, einen Konzentrationsgrad von 5% bis 20% auf. Nach einer Klarspülung des Rohrabschnitts werden dessen Innenwandungen mit einer Phosphatierlösung zum Zwecke des Korrosionsschutzes in Wirkverbindung gebracht. Gelöste Festpartikel werden aus der letzten Stufe der mehrkammerigen Anordnung von Absetzbecken abgezogen.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels, welches eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeigt näher erläutert werden.
1: Gesamtdarstellung im Schema einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Reinigen, Desinfizieren, Spülen eines Trinkwasserrohrs
Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer auf einem Kfz aufgebauten Anordnung einer mehrkammerigen „Kleinkläranlage” mit mehren Absetzbecken 1, wobei gemäß der Ausführung nach 1 beispielsweise 3 Kammern, verbunden miteinander durch einen Überlauf, vorhanden sind und eine einen Reinigungs-/Desinfektions- und Spülkreislauf aufrechterhaltende Umwälzpumpe 2 in den einzelnen Behandlungsschritten wirkend, danach und vor einer Dosiereinheit 3 für schwach, chemisch oder oxidative Substanzen vorhanden ist. Nach der Dosiereinheit 3 befindet sich in einer Zulaufleitung ein Lufteintritt 4 für komprimierte Luft, sodass über die Fließgeschwindigkeit der umzupumpenden Flüssigkeiten und mittels kavitationsbedingenden Effekten gemeinsam mit den erfinderisch hinzugesetzten chemischen Substanzen auch sehr feste Aufwüchse in Trinkwasserrohren 5 beseitigbar sind. Das in der 3. Kammer vorgeklärte und in einer Neutralisationsstufe (nicht näher dargestellt) – nach einem Reinigungs-/Desinfektionszyklus gereinigte Wasser kann dort über einen Ablauf 6 in die Vorflut entlassen werden. Es ist denkbar, dass die Einrichtung über den Anschluss entsprechend voneinander entfernter Hydranten 7, 8 oder im offenen Grabenverbau mit einem abgeschotteten Rohrstrang in Wirkverbindung gebracht wird.
Die Vorteile der Erfindung werden zusammenfassend darin gesehen:

– Verminderung des gerätetechnischen Aufwandes gegenüber herkömmlicher Luft-Wasser-Spülungen,
– Verbesserung der Wirksamkeit einer Luft-Wasser-Spülung in einem kombinierten Verfahren der Reinigung und Desinfektion und damit Zeitersparnis,
– bei technisch und ökonomisch effektiverer Arbeitsweise findet dennoch keine Umweltbeeinträchtigung statt.

Bezugszeichenliste

1: Absetzbecken
2: Umwälzpumpe
3: Dosiereinheit
4: Lufteintritt
5: Trinkwasserrohr
6: Ablauf
7: Hydrant
8: Hydrant

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4438939 C2 [0006]
DE 102005008603 [0007]
WO 2006020092 [0008]
KR 100790516 [0009]

Claims

Verfahren zur abschnittsweisen Reinigung, bei gleichzeitiger Desinfektion, von erdverlegten Rohrleitungen des öffentlichen Trinkwassernetzes, wobei ein abgeschiebertes oder vorübergehend im offenen Grabenverbau vom übrigen Trinkwassernetz getrenntes Teilstück über eine mobile Einrichtung in einem ersten Schritt mittels einer im Kreislauf umgepumpten Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt wird, in welche dosiert komprimierte Luft und ein Gemisch gering konzentrierter chemischer Zusätze zur Lösung von Inkrustationen und zur Desinfektion hinzugegeben wird und nach jeweiligem Durchsatz die Reinigungsflüssigkeit über eine mehrkammerige Kleinkläranlage vorgeklärt wird, sodass nach Absetzen gelöster Feststoffpartikel die Reinigungsflüssigkeit nur in geringem Maße durch Frischwasser auf das Niveau der geforderten Menge des Durchsatzes an Reinigungsflüssigkeit ergänzt und der Reinigungsfortschritt, unter anderem, mittels Trübungsmessung überwacht wird, in einem zweiten Schritt – nach Beenden der Zirkulation der Reinigungsflüssigkeit – letztere während einer Ruhephase zur Lösung letzter Rückstände/Ablagerungen in der zu reinigenden Rohrleitung in definierter Zeit verbleibt, wobei in einem dritten Schritt – nach Beenden des Reinigens gemäß dem ersten und zweiten Schritt die chemischen Zusätze in der Reinigungsflüssigkeit neutralisiert werden und letztere der Vorflut zugeführt wird, in einem vierten Schritt eine Klarspülung des gereinigten Trinkwasserrohres (5) mit Frischwasser erfolgt und in einem fünften Schritt auf die Rohrinnenwandung eine Inhibitorlösung, zum Zweck des Korrosionsschutzes aufgebracht wird.
Verfahren zur abschnittsweisen Reinigung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Dosierung der chemischen oder oxidativen Zusätze während des Reinigungsvorganges gemäß der Schritte eins und zwei aufgrund zurückgehender Trübung bzw. eines sich erhöhenden Volumenstromes kontinuierlich gesenkt wird.
Verfahren zur abschnittsweisen Reinigung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass als chemischer Zusatz und als oxidativer Zusatz zum einen eine gering konzentrierte anorganische Säure und zum anderen Wasserstoffperoxid, im Gemisch von 5% bis 25% der Menge der im Kreislauf umgepumpten Reinigungs-/Desinfektionsflüssigkeit eingesetzt wird.
Verfahren zur abschnittsweisen Reinigung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass als anorganischen Säure bevorzugt Hcl, H₃PO₄ oder H₂SO₄ mit einem Konzentrationsgrad von 5% bis 20% verwendet werden.
Verfahren zur abschnittsweisen Reinigung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass in der Inhibitorlösung Phosphat gelöst ist.
Einrichtung zur abschnittsweisen Reinigung, bei gleichzeitiger Desinfektion, von erdverlegten Rohrleitungen des öffentlichen Trinkwassernetzes zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass eine mehrkammerige Anordnung von Absetzbecken (1), im Sinne einer Kleinkläranlage, Reinigungs-/Desinfektions- oder Spülflüssigkeit aufnimmt und insofern mit einen Zulauf für die im Kreislauf umgepumpte, wie vorgenannten Flüssigkeiten und einen Zulauf für zu ergänzendes Frischwasser und einen Ablauf (6) für vorgeklärtes oder, welches wieder in den Kreislauf als Reinigungs-/Desinfektions- oder Spülflüssigkeit gegeben wird in Wirkverbindung steht, wobei eine Umwälzpumpe (2) für die Aufrechterhaltung der Kreislaufförderung, eine Dosiereinheit (3) für die chemischen und oxidativen Zusätze sowie für eine Inhibitorlösung und ein Lufteintritt (4) für komprimierte Luft in die Zuführungsleitung der mehrkammerigen Anordnung der vorgenannten Absetzbecken (1) in Reihe nachgeordnet sind.
Einrichtung zur abschnittsweisen Reinigung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass nach dem Abfluss aus dem letzten Becken der mehrkammerigen Anordnung ein Ablauf (6) vorgeklärten und neutralisierten Reinigungs- und Spülwassers in die Vorflut vorgesehen ist.
Einrichtung zur abschnittsweisen Reinigung nach Anspruch 6 oder 7 in der Verwendung einer mobilen Verfahrbarkeit auf einem Kfz, bei Anschluss zwischen zwei in definierter Entfernung zueinander befindlicher Hydranten (7, 8) bzw. an einem Rohrabschnitt im offenen Grabenverbau, dessen Enden mit Kopfplatten und entsprechenden Schiebern versehen sind.