DE102012001551B4 - Verfahren zur Reinigung von verschmutztem Niederschlagswasser - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Behandlung von verschmutztem Niederschlagswasser oder dergleichen, wobei das Niederschlagswasser über einen Straßeneinlauf (1) in und durch einen in einem Straßenablauf angeordneten Schlammeimer (2) mit einem Naturstoff-Gewebesack (3), der mit Naturstoff-Häckseln (4) und mit Naturstoff-Pellets (5) mit Zusatzstoffen gefüllt ist, fließt, wobei sich feste Verunreinigungen (Sedimente) im Schlammeimer (2) unterhalb von Überlauföffnungen, aber oberhalb des Naturstoff-Gewebesacks (3) absetzen, Schmutzstoffe wie Salze, Öle oder Schwermetalle aus dem Niederschlagswasser an die Naturstoff-Häcksel (4) und an die Naturstoff-Pellets (5) gebunden werden und das Niederschlagswasser mit Mikroorganismen (6) geimpft wird, das Niederschlagswasser sich anschließend am Boden des Straßenablaufes sammelt und durch einen Ablauf (7) zur Regenwasser-Kanalisation (8) abfließt und schließlich durch eine Rückstaueinrichtung (10a, 10b, 10c), die in der Regenwasser-Kanalisation (8) aus Rohren mit mindestens 300 mm Durchmesser in einem Regenwasserschacht (9) angeordnet ist, einen Rückstau erfährt und in der Verweilzeit bis zum endgültigen Ablauf biologisch gereinigt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von verschmutztem Niederschlagswasser oder dergleichen.
  • Niederschlagswasser, welches von Verkehrsflächen abläuft, ist Abwasser. Dieses Wasser muss vor der Einleitung in den Untergrund oder einen Vorfluter gereinigt werden. Bei ausreichenden Platzverhältnissen ist die Reinigung des Wassers im Straßenseitenraum über eine begrünte Oberfläche kostengünstig möglich. Hierfür sind Seitenräume bei Landstraßen und Autobahnen geeignet. Für den innerörtlichen Bereich und bei nicht ausreichenden Platzverhältnissen bieten sich Mulden- und Rigolen-Versickerung an.
  • Der Einsatz von wasserdurchlässigen Flächenbelägen ermöglicht die direkte Versickerung des anfallenden Niederschlagswassers, jedoch mit einer geringen Reinigungsleistung. In beengten Bereichen kann in der Gosse eine spezielle Mulde, gefüllt mit Substrat, eingebaut werden. Hierdurch erfolgen eine Zurückhaltung von Sedimenten und ein Abbau von Schwermetallen, und das anfallende Wasser versickert direkt im Untergrund. Dieses Verfahren ist jedoch teuer. Bei innerörtlichen Erschließungsstraßen mit Gehwegen und Hochbord wird das Niederschlagswasser in der Regel mit Straßeneinläufen erfasst, in einen Regenwasser-Kanal geführt und auf dem kürzesten Weg in einen Vorfluter abgeleitet. Eine Reinigung erfolgt hierbei jedoch nicht. Die beste Reinigung wäre, das gesamte Niederschlagswasser über eine Abwasserkläranlage zu schicken und dort gezielt zu reinigen.
  • Aus DE 29 44 622 C2 ist eine Vorrichtung bekannt, die das Wasser am Straßenseitenraum verteilt und über eine begrünte Mulde in den Untergrund versickern lässt. Aus DE 44 03 454 C1 ist ein Verfahren bekannt, welches durch den Einsatz von speziellen Mulden im Gossebereich, gefüllt mit Substrat, das Oberflächenwasser reinigt und direkt im Untergrund versickern lässt. Aus DE 101 14 053 C2 sind Bodenfilterbecken bekannt, die Infiltrationsflächen aufweisen, welche von Querwänden eingefasst sind. Dabei kann ein unterirdischer Niederschlagszulauf vorgesehen sein, der in eine Infiltrationsfläche führt.
  • Straßeneinläufe können über einen Regenwasser-Kanal direkt an ein oberirdisches Gewässer angeschlossen sein. Hierbei gelangt die gesamte Verschmutzung der versiegelten Verkehrsflächen ungereinigt in die Gewässer.
  • Außerdem sind folgende Vorrichtungen zur Vorreinigung des verschmutzten Niederschlagswassers bekannt: DE 20 2009 013 697 U1 (Schachteinsatz für einen Straßeneinlauf), DE 20 2009 011 400 U1 (Filter mit einem Filterkorb zum Einsetzen in Straßeneinlaufschächte), DE 20 2006 006 753 U1 (mehrstufige Filterpatrone zum Einsatz in Straßeneinläufe) und US 5 507 944 A (mehrstufiger Filtereinsatz).
  • Diese Filtersysteme haben folgende Nachteile:
    • a) Erheblicher Wartungsaufwand.
    • b) Mehrmalige Reinigung pro Jahr erforderlich.
    • c) Bei einer Reinigung mit Spritzwasser werden der Schlamm und sonstige Rückstände in den Regenwasser-Kanal gespült.
    • d) Relativ große Bautiefe des Straßeneinlaufs.
    • e) Geringe Wasserkontaktzeit mit dem Substrat.
    • f) Keine biologische und/oder chemische Reinigung.
    • g) Hohe Kosten durch Ausführung mehrerer Bauteile in Edelstahl.
    • h) Umständliche Handhabung in der Praxis.
  • Aus DE 697 17 621 T2 und aus DE 101 52 671 A1 sind weitere Verfahren zur Behandlung und Reinigung von Regenwasser bekannt. Aus DE 1 658 215 A , DE 25 44 255 A1 und DE 87 06 073 U1 sind weitere Straßenabläufe mit einem Schmutz- bzw. Schlammeimer bekannt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Behandlung von verschmutztem Niederschlagswasser oder dergleichen zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Behandlung von verschmutztem Niederschlagswasser mit den Merkmalen des Anspruchs 1, wobei in einem Schlammeimer eine einfache und wirksame Vorbehandlung des Wassers erfolgt und der Regenwasser-Kanal zusätzlich als Klärraum zur biologischen Reinigung des Niederschlagswassers genutzt werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
  • 1 einen Straßenablauf mit Schlammeimer und
  • 2 einen Regenwasserschacht mit Rückstaueinrichtung.
  • Das von einer befestigten Einzugsfläche ablaufende, verschmutzte Niederschlagswasser wird in der Gosse gesammelt und dem Längsgefälle der Straße folgend einem Straßeneinlauf 1 zugeführt. Das Wasser gelangt durch den Straßeneinlauf 1 in einen Schlammeimer 2, durchdringt Naturstoff-Häcksel 4 und Naturstoff-Pellets 5 und fließt dann vorgereinigt durch die Wände eines Jute-Gewebesacks 3 und durch Schlitze und Ablauföffnungen 12 des Schlammeimers 2 in den Ablauf 7 zur Regenwasser-Kanalisation 8 (1).
  • Der Schlammeimer 2 ist gegenüber der Normalform dahingehend abgeändert, dass er am Boden Ablauföffnungen 12 (vornehmlich Löcher) und am oberen Auflagering einen Notüberlauf in Form von Schlitzen 13 aufweist. Feste Verunreinigungen (Sedimente) setzen sich im Schlammeimer 2 unterhalb der Überlauföffnungen, aber oberhalb des Jute-Gewebesacks 3 ab. Sollten feste Bestandteile wie Laub, Holz, Pappe, Papier oder Ähnliches soweit anwachsen, dass die oberen am Umfang befindlichen Überlauföffnungen im Schlammeimer 2 verschlossen werden, fließt überschüssiges Niederschlagswasser durch die Schlitze 13 an den Außenwänden des Schlammeimers 2 vorbei in die Regenwasser-Kanalisation 8.
  • Die Naturstoff-Häcksel 4 bestehen vornehmlich aus Wachs-freien, gefaserten Naturstoffen (vornehmlich Stroh). An der großen Oberfläche der Naturstoff-Häcksel 4 werden Salze, Phenole, Schwermetalle und PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe) gebunden.
  • Den Naturstoff-Häckseln 4 werden Naturstoff-Pellets 5, vornehmlich bestehend aus Stroh, mit Beimengungen von Kalksteingranulat, Aktivkohle oder sonstigen Substanzen, die gezielt auf die Verschmutzung des vorliegenden Niederschlagswassers abgestimmt sind, beigemischt.
  • Den Naturstoff-Häckseln 4 werden bevorzugt getrocknete Bakterienkulturen beigemischt, um das durchfließende Niederschlagswasser mit Mikroorganismen 6 zu impfen, welche später in der Regenwasser-Kanalisation 8 die biologische Reinigung des Niederschlagswassers ermöglichen.
  • Das so behandelte und vorgereinigte Niederschlagswasser dringt durch die Wände des Jute-Gewebesacks 3 und tritt durch die Schlitze und Bodenöffnungen 12 aus dem Schlammeimer 2 aus. Sedimente werden oberhalb des Jute-Gewebesacks 3 zurückgehalten.
  • Bei der jährlichen Reinigung (oder öfter) wird der Schlammeimer 2 wie üblich mit einem Haken erfasst und dessen Inhalt auf einen Lkw gekippt. Bei diesem Vorgang wird der komplette, gefüllte Jute-Gewebesack 3 ohne zusätzliche Reinigung in einem Arbeitszug mit entfernt. Vor dem Einsetzen des Schlammeimers 2 in den Straßenablauf erhält der Schlammeimer 2 einen neuen Jute-Gewebesack 3 mit einer neuen Füllung aus Naturstoff-Häckseln 4 und Naturstoff-Pellets 5 mit Zusatzstoffen, der am oberen Rand zugenäht ist und ohne großen Arbeitsaufwand wieder eingesetzt werden kann. Der gebrauchte, verschmutzte, mit Ölresten, Salzen und Schwermetallen belastete Jute-Gewebesack 3 kann nunmehr ohne Probleme auf einer Rechengut-Kompostierung weiter bearbeitet werden.
  • Das vorgereinigte und mit Mikroorganismen 6 geimpfte Niederschlagswasser fließt durch den Ablauf 7 in die Regenwasser-Kanalisation 8. Dort wird es durch eine Rückstaueinrichtung 10a, 10b, 10c aufgestaut, wodurch ein Belebungsbecken entsteht (2). Verschmutzungen des Niederschlagswassers werden darin biologisch abgebaut. Eine Bodenöffnung 14 als Grundablauf in der Rückstaueinrichtung 10a, 10b, 10c garantiert die Verwirbelung des Niederschlagswassers und somit den Eintrag von Luftsauerstoff in das Niederschlagswasser für den weiteren biologischen und chemischen Abbau von Verschmutzungen.
  • Die Regenwasser-Kanalisation 8 beginnt mit Rohren mit einem Rohrquerschnitt von 300 mm Durchmesser. Aus der Anschlussmöglichkeit von etwa 20 Straßeneinläufen resultiert durch eine Rückstaueinrichtung 10a, 10b, 10c theoretisch ein Belebungsbecken von etwa 74 m3. Die Aufenthaltszeit des Niederschlagswassers in dem Belebungsbecken beträgt je nach Gefälle der Rohrleitung etwa 5 bis 7 Stunden.
  • Durch die Bodenöffnung 14 als Grundablauf der Rückstaueinrichtung 10a, 10b, 10c ist sichergestellt, dass sich die gesamte Rohrleitung bis zum nächsten Regen-Ereignis langsam entleert. Sollte plötzlich ein Starkregen-Ereignis eintreten, wird die Rückstaueinrichtung 10a, 10b, 10c mit Hilfe eines Schwimmers 15 oder eines Gewichts 16 automatisch geöffnet und der Rohrquerschnitt der Regenwasser-Kanalisation 8 vollständig freigegeben. Bei einem Versagen des Schwimmers 15 oder des Gewichts 16 kann das in der Rohrleitung zurückgestaute Wasser in dem Regenwasserschacht 9 die gesamte Rückstaueinrichtung 10a, 10b, 10c überfluten. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Rückstau in die Grundstücksanschlüsse vermieden wird.
  • Der bei der biologischen Reinigung entstehende Schlamm sammelt sich in einem vor dem Vorfluter befindlichen Sandfang und kann dort entnommen werden.
  • Durch die Wahl standardmäßiger Schlammeimer 2 und preiswerter Naturstoffe ist das gesamte Verfahren zur Behandlung von verschmutztem Niederschlagswasser preisgünstig ausführbar.
  • Weitere vorteilhafte Merkmale des Verfahrens zur Behandlung von verschmutztem Niederschlagswasser sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Straßeneinlauf
    2
    Schlammeimer
    3
    Naturstoff-Gewebesack (Jute-Gewebesack)
    4
    Naturstoff-Häcksel
    5
    Naturstoff-Pellets
    6
    Mikroorganismen
    7
    Ablauf zur Regenwasser-Kanalisation
    8
    Regenwasser-Kanalisation
    9
    Regenwasserschacht
    10a, 10b, 10c
    Rückstaueinrichtungen
    12
    Ablauföffnungen
    13
    Schlitze (Notüberlauf)
    14
    Bodenöffnung
    15
    Schwimmer
    16
    Gewicht

Claims (9)

  1. Verfahren zur Behandlung von verschmutztem Niederschlagswasser oder dergleichen, wobei das Niederschlagswasser über einen Straßeneinlauf (1) in und durch einen in einem Straßenablauf angeordneten Schlammeimer (2) mit einem Naturstoff-Gewebesack (3), der mit Naturstoff-Häckseln (4) und mit Naturstoff-Pellets (5) mit Zusatzstoffen gefüllt ist, fließt, wobei sich feste Verunreinigungen (Sedimente) im Schlammeimer (2) unterhalb von Überlauföffnungen, aber oberhalb des Naturstoff-Gewebesacks (3) absetzen, Schmutzstoffe wie Salze, Öle oder Schwermetalle aus dem Niederschlagswasser an die Naturstoff-Häcksel (4) und an die Naturstoff-Pellets (5) gebunden werden und das Niederschlagswasser mit Mikroorganismen (6) geimpft wird, das Niederschlagswasser sich anschließend am Boden des Straßenablaufes sammelt und durch einen Ablauf (7) zur Regenwasser-Kanalisation (8) abfließt und schließlich durch eine Rückstaueinrichtung (10a, 10b, 10c), die in der Regenwasser-Kanalisation (8) aus Rohren mit mindestens 300 mm Durchmesser in einem Regenwasserschacht (9) angeordnet ist, einen Rückstau erfährt und in der Verweilzeit bis zum endgültigen Ablauf biologisch gereinigt wird.
  2. Verfahren zur Behandlung von verschmutztem Niederschlagswasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Naturstoff-Häcksel (4) aus gefasertem Stroh, dessen Wachsschicht entfernt wurde, mit einer großen Oberfläche zum Binden der Schmutzstoffe verwendet werden.
  3. Verfahren zur Behandlung von verschmutztem Niederschlagswasser nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Kalksteingranulat als Zusatzstoff der Naturstoff-Pellets (5) verwendet wird, um den pH-Wert des Niederschlagswassers zu regulieren.
  4. Verfahren zur Behandlung von verschmutztem Niederschlagswasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Naturstoff-Häcksel (4) mit beigemischten Trockenbakterien zum Impfen des Niederschlagswassers mit Mikroorganismen (6) verwendet werden.
  5. Verfahren zur Behandlung von verschmutztem Niederschlagswasser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Naturstoff-Gewebesack (3) aus Jute verwendet wird und das vorgereinigte Niederschlagswasser durch das Gewebe des Naturstoff-Gewebesacks (3) und durch Öffnungen des Schlammeimers (2) abfließt.
  6. Verfahren zur Behandlung von verschmutztem Niederschlagswasser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlammeimer (2) verwendet wird, der am Boden Ablauföffnungen (12) und am oberen Auflagering mindestens zwei Schlitze (13) als Notüberlauf aufweist.
  7. Verfahren zur Behandlung von verschmutztem Niederschlagswasser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Regenwasser-Kanalisation (8) eine Rückstaueinrichtung (10a, 10b, 10c) mit einer Bodenöffnung (14) verwendet wird, um das Absetzen von Sedimenten zu vermeiden.
  8. Verfahren zur Behandlung von verschmutztem Niederschlagswasser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Regenwasser-Kanalisation (8) eine Rückstaueinrichtung (10a, 10b, 10c) aus Gummi verwendet wird.
  9. Verfahren zur Behandlung von verschmutztem Niederschlagswasser nach einem der Ansprüche 1 bis 8; dadurch gekennzeichnet, dass in der Regenwasser-Kanalisation (8) eine Rückstaueinrichtung (10a, 10b, 10c) verwendet wird, die derart ausgestaltet ist, dass sie sich bei Starkregen mittels Schwimmer (15) und/oder Gewicht (16) automatisch öffnet und den gesamten Rohrquerschnitt der Regenwasser-Kanalisation (8) freigibt.
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