DE102013112669B4

DE102013112669B4 - Verfahren zum Entfernen mindestens einer Filterschicht eines Filters zur Reinigung von Oberflächenwasser, Filter zur Reinigung von Oberflächenwasser und Schachtsystem mit einem solchen Filter

Info

Publication number: DE102013112669B4
Application number: DE102013112669.3A
Authority: DE
Inventors: Klaus Hans Pecher
Original assignee: Dr Pecher AG
Current assignee: DR PECHER AG
Priority date: 2013-11-18
Filing date: 2013-11-18
Publication date: 2019-03-28
Anticipated expiration: 2033-11-19
Also published as: DE102013112669A1

Abstract

Von unten nach oben durchströmter Filter in Form eines Raumfilters, bei welchem die verbleibenden Durchströmöffnungen zwischen dem schüttfähigen Material in Strömungsrichtung eine abnehmende Größe haben, zur Reinigung von Oberflächenwasser umfassend mindestens eine Filterschicht (32, 36) aus schüttfähigem Material, dadurch gekennzeichnet,
a) dass das Material in eine Vielzahl von Füllkörpern gehüllt ist, deren größtes Außenmaß maximal 15 cm beträgt, oder
b) dass eine erste Filterschicht (32) als lose Schüttung und mindestens eine zweite Filterschicht (36) als lose Schüttung vorgesehen sind, wobei die Schüttung der ersten Filterschicht (32) und die Schüttung der mindestens zweiten Filterschicht (36) unterschiedliche mittlere Korngrößen aufweisen und durch eine Trennschicht (34) voneinander separiert sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter zur Reinigung von Oberflächenwasser, ein Verfahren zum Entfernen mindestens einer Filterschicht eines Filters zur Reinigung von Oberflächenwasser, sowie ein Schachtsystem mit einem solchen Filter.
Aus DE 10 2007 012 266 B4 und aus DE 20 2006 002 684 U1 sind Filterelemente bekannt, die als Hohlkörper gestaltet und mit einer Filterschicht gefüllt sind. Zum Entnehmen der Filterschicht werden die Filterelemente als Ganzes manuell oder mit Hilfe eines Hebezeuges (Kran) entnommen.
Aus DE 20 2005 016 136 U1 ist es ebenfalls bekannt, Filterschichten (als Reinigungssubstrat bezeichnet) in einem Behältnis anzuordnen und zum Entfernen der Filterschicht das Behältnis mit der Filterschicht zu entnehmen.
In DE 10 2008 000 775 B4 ist ein Schachtsystem zur Reinigung von Oberflächenwasser beschrieben, das drei Schächte sowie ein die hydrodynamischen Druckverhältnisse einsetzendes Filterelement und einen Bypass umfasst. Das Filterelement, welches von unten nach oben (d.h. gegen die Schwerkraft) durchströmt wird, muss regelmäßig gereinigt und teilweise auch ausgetauscht werden. Der Austausch des Filterelements ist relativ zeitaufwendig.
Aus DE 10 2012 206 411 A1 ist ein Schachtsystem zur Reinigung von Oberflächenwasser mit einem Filter bekannt, der einen Bypass aufweist, der ein Umgehen des Filters bei Starkregen zulässt. Als Filter wird das in DE 10 2008 000 775 B4 beschriebene Filterelement verwendet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Entfernen mindestens einer Filterschicht eines Filters zur Reinigung von Oberflächenwasser sowie einen Filter zur Reinigung von Oberflächenwasser und ein Schachtsystem mit einem solchen Filter zur Verfügung zu stellen, die ein schnelles und kostengünstiges Entfernen der mindestens einen Filterschicht ermöglichen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Vorteile sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung betrifft einen erfindungsgemäßen von unten nach oben durchströmten Filter in Form eines Raumfilters, bei welchem die verbleibenden Durchströmöffnungen zwischen dem schüttfähigen Material in Strömungsrichtung eine abnehmende Größe haben, zur Reinigung von Oberflächenwasser umfassend mindestens eine Filterschicht aus schüttfähigem Material, der zusätzlich eines der folgenden Merkmale aufweist:

a) Das schüttfähige Material ist in eine Vielzahl von Füllkörpern gehüllt, deren größtes Außenmaß maximal 15 cm beträgt (nachfolgend Variante a) genannt) oder
b) eine erste Filterschicht ist als lose Schüttung und mindestens eine zweite Filterschicht ist als lose Schüttung vorgesehen, wobei die Schüttung der ersten Filterschicht und die Schüttung der mindestens zweiten Filterschicht unterschiedliche mittlere Korngrößen aufweisen und durch eine Trennschicht voneinander separiert sind (nachfolgend Variante b) genannt).

Mit anderen Worten ausgedrückt, können zwei Varianten erfindungsgemäßer Filter unterschieden werden.
Gemäß Variante a) umfasst der Filter eine Vielzahl Füllkörper mit darin enthaltenem Material, insbesondere körnigem oder flockigem Filtermaterial. Die Füllkörper sind so gestaltet, dass Wasser durch den Füllkörper strömen, das darin enthaltene Filtermaterial jedoch nicht aus dem Füllkörper entweichen kann, d.h. die größten Durchströmöffnungen für das Wasser müssen so klein sein, dass die kleinsten Elemente des Filtermaterials nicht hindurchpassen. Als Füllkörper geeignet sind beispielsweise Vliese, Geotextilien, geeignete Kunststoffumhüllungen etc. Variante a) hat den Vorteil, dass durch die Füllkörper sichergestellt ist, dass einzelne Körper des Filtermaterials sich nicht innerhalb des Filters bewegen können. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, weil der Filter als Raumfilter aufgebaut ist, bei welchem die verbleibenden Durchströmöffnungen zwischen dem schüttfähigen Material in Strömungsrichtung eine abnehmende Größe haben. Ein solcher Raumfilter kann mit der Variante a) eines erfindungsgemäßen Filters einfach dadurch erzeugt werden, dass anströmseitig Füllkörper mit gröberer Körnung und in Strömungsrichtung dann zunehmend Füllkörper mit feinerer Körnung angeordnet werden. Vorteile des erfindungsgemäßen Filters gemäß Variante a) sind daher, dass auch bei Realisierung von Raumfiltern keine Trennschichten erforderlich sind und dass die gefüllten Füllkörper - trotz unterschiedlich gekörntem innerhalb des Füllkörpers angeordnetem Filtermaterial - alle gleich groß und gleich schwer gestaltet sein können. Sie können daher in ihrer Größe und in ihrem Gewicht alle ideal auf eine Saug- oder Pumpvorrichtung abgestimmt werden.
Gemäß Variante b) wird ein Raumfilter mit mindestens zwei Filterschichten und einer Trennschicht (bzw. bei drei oder mehr Filterschichten mehreren Trennschichten) aufgebaut. Die Trennschicht ist in diesem Fall so aufgebaut wie vorstehend in Verbindung mit dem umhüllenden Material der Füllkörper beschrieben, d.h. so, dass eine Bewegung von Material aus einer Filterschicht mit dem feiner gekörnten Filtermaterial zu der anderen Filterschicht verhindert wird. Dadurch wird selbstverständlich auch ein Übergang in die andere Richtung (d.h. von dem gröber gekörnten Material zu dem feiner gekörnten Material) verhindert, so dass die Trennschicht eine einwandfreie Filterschichtentrennung gewährleistet.
Für Filter gemäß der Variante a) ist es besonders praktisch, wenn das schüttfähige Material in Füllkörper gehüllt ist, deren größtes Außenmaß kleiner als 8 cm ist. In Frage kommen insoweit beispielsweise zylindrische Körper mit einem Durchmesser von 8 cm und einer Höhe von maximal als 8 cm oder quaderförmige Füllkörper mit einer Grundfläche von 8 cm x 8 cm und einer Höhe von weniger als 8 cm (z.B. 0,1 bis 6 cm). Dabei müssen die Füllkörper keineswegs formstabil ausgebildet sein. Es ist sogar bevorzugt, wenn die Füllkörper aus einer flexiblen, netzartigen Struktur gebildet sind, weil dies die Saug- und Pumpfähigkeit verbessert. Denkbar sind daher auch kugelförmige oder sonstige unregelmäßige Füllkörper, die beim Einbau in den Filter so zusammengepresst oder verformt werden, dass dadurch die Hohlräume zwischen den einzelnen Füllkörpern zusammengedrückt werden und somit keine durchgängigen Strömungskanäle zwischen den einzelnen Füllkörpern mehr vorhanden sind, die für eine Filtration nachteilig wären.
Bei erfindungsgemäßen Filtern gemäß der Variante b) ist es vorteilhaft, wenn die Trennschicht mindestens eines der nachfolgenden Elemente umfasst:

a) Vlies,
b) Geotextil,
c) Fasern,
d) Flocken,
e) textiles Element (z.B. Stoffstück),
f) poröses Element mit Durchgangsöffnungen zur Verbindung der beidseits der Trennschicht angeordneten Filterschichten. Denkbar sind hier beispielsweise unterschiedlich starre „Schäume“, angefangen von Schaumstoffen aus Kunststoff bis hin zu Schaumglas oder Schaumkeramik mit durchgängigen Porenkanälen.

Solche Elemente weisen üblicherweise ein relativ geringes Gewicht auf und können daher nach Absaugen einer Filterschicht schnell und einfach von einer Person entnommen werden, um unmittelbar danach beispielsweise eine weitere Filterschicht abzusaugen.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters ist die Trennschicht aus einer Vielzahl von Teilelementen gebildet, deren größtes Außenmaß maximal 50 cm beträgt. Das größte Außenmaß ist bevorzugt kleiner als 25 cm und weiter bevorzugt kleiner als 10 cm. Die Teilelemente werden vorzugsweise (leicht) überlappend ohne zusätzliche Verbindung nebeneinander angeordnet, so dass sich durch die Summe aller Teilelemente eine vollflächige Trennschicht ergibt. Die Verwendung einer Vielzahl von Teilelementen hat den Vorteil, dass diese - und somit die gesamte Trennschicht - ebenfalls mit der Saug- und/oder Pumpvorrichtung entfernt werden können.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform werden das Trennelement oder einzelne Teilelemente davon so ausgeführt, dass diese(s) bei mechanischer Krafteinwirkung in kleinere Teilelemente zerfällt bzw. zerfallen. Das Trennelement (bzw. die Teilelemente davon) muss dabei so ausgeführt sein, dass es, solange es zwischen den einzelnen Filterschichten liegt, eine ausreichend hohe Stabilität auch gegen Wasser- und Strömungsdruck aufweist, um die Trennfunktion wahrnehmen zu können. Erst mit dem Ausbau des Filters und den z.B. beim Aussaugvorgang auftretenden Kräften darf es dann in Einzelteile zerfallen. Das hat den Vorteil, dass die Trennschicht dann zusammen mit den Filterschichten abgesaugt werden kann und keine Unterbrechung des Absaugvorganges erforderlich ist. Denkbar ist z.B. eine Gewebestruktur aus einzelnen Fasern mit geringer Reißfestigkeit gegenüber Zugbelastungen, die beim Absaugvorgang auseinanderreißt. Eine weitere Ausführungsform einer solchen Trennschicht sind Elemente aus einem homogenen Material mit einer großen Zahl an durchgängigen Poren und einem geringen Anteil von stützendem Material, so dass insgesamt eine geringe Zugfestigkeit gegeben ist. In Frage kommen dazu z.B. Schaumstofflagen aus Kunststoff und anderen organischen oder anorganischen Materialien, die beim Absaugvorgang auseinanderreißen.
Die Filterschichten eines erfindungsgemäßen Filters sind in einer weiteren praktischen Ausführungsform übereinander angeordnet. Damit ist gemeint, dass die Filterschichten sich quer zur Gravitationskraft erstrecken und der Filter in Richtung oder entgegengesetzt zur Wirkungsrichtung der Gravitationskraft durchströmt wird. Eine solche Anordnung hat zum einen den Vorteil, dass ein schwerkraftbedingtes Durchmischen der Filterlagen vermieden wird. Zum anderen wird der Aufbau bzw. die Installation neuer Filterlagen eines solchen Filters - sowohl bei Aufbau gemäß Variante a) als auch bei Aufbau gemäß Variante b) - durch die Schwerkraft insoweit unterstützt, als sich Schüttgüter und - insbesondere kleine - gefüllte Füllkörper schwerkraftbedingt von alleine in gewissem Maße zur Seite verteilen.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters sind die äußersten Filterschichten außenseitig durch mindestens ein, sich quer zur Strömungsrichtung erstreckendes flächiges Element von der Umgebung separiert. Bei einem - wie vorstehend beschriebenen - in Schwerkraftrichtung aufgebauten Filter, der von unten nach oben durchströmt wird, sind als solche Elemente auf der Unterseite eines Filters insbesondere ein Auflagerelement und auf der Oberseite des Filters ein Rückhalteelement geeignet. Diese können funktional wie Trennschichten aufgebaut sein, sind aber vorzugsweise formstabil in einem Schacht oder Bauwerk so angeordnet, dass die Schacht- bzw. Bauwerkswände, das Auflagerelement und das Rückhalteelement einen in seinem Volumen nicht variablen Raum für den Filter vollständig begrenzen.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform weist die durchströmte Fläche des Filters eine Größe von mindestens 0,2 m² auf. Bevorzugt ist die durchströmte Fläche mindestens 1 m² groß und weiter bevorzugt mindestens 2,5 m² groß. Möglich sind auch Filter mit 10 und mehr m² Filterfläche.
Mit zunehmender Größe des Filters überwiegen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, da die Menge des regelmäßig auszutauschenden oder zu regenerierenden Filtermaterials bzw. der einzelnen Filterelemente dann immer größer wird. Dies gilt insbesondere im Vergleich zu Filtern deren Filterschichten aus einzelnen Elementen bestehen, da das erfindungsgemäße Absaugverfahren in diesem Fall wesentlich komfortabler und zeiteffizienter ist als das manuelle Entnehmen einer Vielzahl von Filterelementen.
Die Erfindung betrifft auch ein Schachtsystem zur Reinigung von Oberflächenwasser mit mindestens einem wie vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Filter. Sie betrifft insbesondere Schachtsysteme zur dezentralen Regenwasserbehandlung, beispielsweise solche wie in DE 10 2008 000 775 B4 oder DE 10 2013 107 153 A1 beschrieben. Auf die in diesen Schriften beschriebenen Merkmale von Schachtsystemen wird hiermit explizit Bezug genommen.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Entfernen mindestens einer, schüttfähiges Material umfassenden Filterschicht eines wie vorstehend beschriebenen Filters zur Reinigung von Oberflächenwasser wird die Filterschicht mittels einer Saugvorrichtung und/oder Pumpvorrichtung aus dem Filter gefördert. Unter einer Filterschicht werden in diesem Zusammenhang insbesondere lose Schüttungen von beispielsweise Steinen und/oder Kies verstanden sowie in Füllkörper gehülltes Material, insbesondere feinere Filtermaterialien wie z.B. Granulate mit Korndurchmessern von unter einem Millimeter bis hin zu wenigen Millimetern, insbesondere bis maximal 10 Millimeter, bevorzugt bis maximal 5 Millimeter und besonders bevorzugt bis maximal 3 Millimeter, oder auch pulverförmige Materialien, bei denen es sich auch um das gleiche Material wie bei losen Schüttungen handeln kann. Das Verfahren hat den Vorteil, dass eine oder mehrere Filterschichten bedarfsweise einfach abgesaugt oder abgepumpt werden können, insbesondere wenn diese durch eine oder mehrere neue Filterschichten ersetzt werden sollen.
Das vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße Verfahren lässt sich nur mit Filtern durchführen, deren Filterschichten für dieses Verfahren geeignet sind. Insbesondere muss die Filterschicht so auf die Saugvorrichtung bzw. Pumpvorrichtung abgestimmt sein, dass ein Abpumpen bzw. Absaugen der Filterschicht möglichst reibungslos und effizient erfolgen kann.
In einer besonders praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Förderung die Saugvorrichtung und/oder Pumpvorrichtung eines Saug- und Spülfahrzeuges verwendet. Saug- und Spülfahrzeuge sind beispielsweise aus der Kanal- und Rohrreinigung bekannt. Sie werden üblicherweise dazu eingesetzt, Schlamm oder sonstige Verunreinigungen abzusaugen oder abzupumpen und Reinigungsspülungen durchzuführen. Nur beispielhaft wird darüber hinaus auf den Einsatz der genannten Fahrzeuge für die Entleerung von Fäkaliengruben, die Sinkkastenreinigung oder die Reinigung von Abscheidern für Öl, Benzin oder Fett verwiesen. Auch bekannt ist es, derartige Saug- und Spülfahrzeuges für das Reinigen von Schachtsystemen einzusetzen. Die Luft-Saugleistung der Saugpumpen bekannter Saug- und Spülfahrzeuge beträgt meist mehr als 1.000 m³/h. Sie liegt häufig zwischen 1.000 m³/h und 5.000 m³/h. Die Wasser-Förderleistung von Pumpen der bekannten Saug- und Spülfahrzeuge liegt meist zwischen 100 l/min und 500 l/min bei häufig anzutreffenden Schlauchdurchmessern von 10 cm bis 25 cm. Die Hochdruckpumpen der Fahrzeuge können häufig einen Druck von 8 bar bis 250 bar erzeugen. Die bekannten Saug- und Spülfahrzeuge haben ferner eine sogenannte Schlammkammer, in welche das abgesaugte oder abgepumpte Material gefördert wird. Die meisten Schlammkammern bekannter Saug- und Spülfahrzeuge können Mengen zwischen 1.000 Liter und 10.000 Liter aufnehmen. Besonders bevorzugt ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn ein Saug- und Spülfahrzeug zum Entfernen der mindestens einen Filterschicht eingesetzt wird, das zum Zeitpunkt des Entfernens ohnehin ein entsprechendes Schachtsystem anfährt, beispielsweise weil Schlamm vom Schachtboden abgesaugt werden soll. Für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet sind Saug- und Spülfahrzeuge, die zusätzlich über eine Hochdruckreinigungsanlage verfügen.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden zusätzlich eine oder mehrere Trennschichten, Auflagerelemente und/oder Rückhalteelemente des Filters abgepumpt oder abgesaugt. Wenn alle Elemente eines Filters - insbesondere sämtliche Filterschichten und etwaige, dazwischen angeordnete Trennschichten - auf eine eingesetzte Saug- und/oder Pumpvorrichtung abgestimmt sind, können diese Elemente schnell und einfach mittels der Saugvorrichtung und/oder Pumpvorrichtung entfernt werden. Unterbrechungen des Saug- oder Pumpvorgangs zum zwischenzeitlichen Entfernen von Trennschichten sind dann nicht erforderlich. Dies ist insofern insbesondere dann von Vorteil, wenn der Filter als Raumfilter mit zwei oder mehr Filterschichten ausgebildet ist, die als lose Schüttungen, insbesondere übereinander, angeordnet sind.
Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 ein erfindungsgemäßes Schachtsystems mit einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters und
2 ein erfindungsgemäßes Schachtsystems mit einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters.

Nachfolgend werden die in den 1 und 2 gezeigten Schachtsysteme 10 beschrieben, die in ihrem Grundaufbau identisch sind. Es werden daher in beiden Figuren für identische oder zumindest funktionsgleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Die Schachtsysteme 10 umfassen beide nur einen kompakten, zylindrischen Schacht 12 mit jeweils einem Zulauf 14 und einem Ablauf 16. In dem Schacht 12 ist eine vertikale Trennwand 18 angeordnet. Die Trennwand 18 wird im Regelfall von über den Zulauf 14 einströmendem Wasser unterströmt. Nach Unterströmen der Trennwand 18 strömt das Wasser dann durch einen erfindungsgemäßen Filter 20, um das Schachtsystem 10 durch den Ablauf 16 in gereinigtem Zustand wieder zu verlassen. Der jeweilige Aufbau des Filters 20 ist in den kreisförmigen Ausschnitten im rechten Bereich der 1 und 2 vergrößert dargestellt ist.
Im Falle von Starkregen dient die Trennwand 18 als Bypass, indem sie - nach entsprechend angestiegenem Wasserpegel - in dem Schacht 12 ein Überströmen und somit ein Umgehen des Filters 20 zulässt.
In dem Schacht 12 angeordnete Leitern 22, 24 erleichtern den Zugang in den Schacht 12 für Wartungs- und Reinigungsarbeiten, beispielsweise zum Wechseln oder Säubern des Filters 20 und des unterhalb des Filters 20 befindlichen Sedimentationsraumes 26.
Nachfolgend wird auf die unterschiedliche Gestaltung der Filter 20 in den 1 und 2 Bezug genommen.
Der in 1 gezeigte Filter 20 umfasst - von unten nach oben, d.h. in Strömungsrichtung betrachtet; die Strömungsrichtung ist vorliegend sowohl bei dem in 1 als auch bei dem in 2 gezeigten Filter 20 der Gravitationskraft G entgegengesetzt - folgende Elemente:

- ein unteres Trägerelement 28,
- ein Auflagerelement 30,
- eine erste Filterschicht 32,
- eine Trennschicht 34,
- eine zweite Filterschicht 36,
- ein Rückhalteelement 38 und
- ein oberes Trägerelement 40.

Das untere Trägerelement 28 dient dazu, sämtliche darüber befindlichen Elemente des Filters 20 zu stützen und zu halten. Es ist ein formstabiles Element, das beispielsweise auf nicht dargestellten seitlichen Tragabschnitten (Auflagern) im Bereich des Schachts 12 und ggf. im Bereich der Trennwand 18 aufliegt. Als Trägerelement 28 geeignet sind beispielsweise bekannte Gitterroste oder sonstige, formstabile Tragstrukturen mit ausreichend großen Durchgangsöffnungen.
Das Auflagerelement 30 dient der Lagerung der darüber angeordneten ersten Filterschicht 32. Bei der ersten Filterschicht 32 handelt es sich um eine lose Schüttung, wie z.B. grob körnige Steine. In dem Auflagerelement 30 müssen Öffnungen ausgebildet sein, damit zu reinigendes Wasser durch dieses hindurchströmen kann. Die Öffnungen des Auflagerelements 30 müssen aber gleichzeitig so klein sein, dass kein Element der ersten Filterschicht 32 durch diese hindurch fallen oder während des Betriebs des Filters 20 ausgespült werden kann. Das Auflagerelement 30 gewährleistet somit, dass die erste Filterschicht 32 zuverlässig und vollständig oberhalb des Auflagerelements 30 verbleibt.
Zwischen der ersten Filterschicht 32 und der darüber angeordneten zweiten Filterschicht 36 ist eine Trennschicht 34 angeordnet. Diese besteht in der gezeigten Ausführungsform aus mehreren textilen Einzelelementen (nicht dargestellt), die eine Größe von ca. 20 cm (Länge) x 20 cm (Breite) x 0,5 cm (Höhe) aufweisen und so überlappend angeordnet sind, dass während des bestimmungsgemäßen Betriebes des Filters 20 durch geringfügige Relativbewegungen keine Trennstellen zwischen zwei Elementen und somit „Lücken“ in der Trennschicht 34 entstehen. Die Trennschicht 34 ist so beschaffen, dass die kleinsten Öffnungen in der Trennschicht 34 kleiner sind als das kleinste Elemente der angrenzenden ersten Filterschicht 32 und der zweiten Filterschicht 36. Dadurch wird verhindert, dass Material aus der zweiten Filterschicht 36 in die erste Filterschicht 32 gelangen kann oder umgekehrt. Die textilen Einzelelemente können aufgrund ihrer hohen Flexibilität von Saugvorrichtungen bekannter Saug- und Spülfahrzeuge mit einem Schlauchdurchmesser von 12,5 cm problemlos eingesaugt werden.
Anstelle der vorstehend beschriebenen textilen Einzelelemente können als Trennschicht auch einzelne Flocken, Fasern oder poröse Körper mit wesentlich kleineren Abmessungen zwischen zwei Filterschichten 32, 36 im Filter 20 angeordnet werden. Damit sind insbesondere Flocken oder Fasern gemeint, deren längste Abmessung nur wenige Zentimeter beträgt, während die kleineste Abmessung nur einen Bruchteil davon ausmacht. In Frage kommen z.B. Fasern mit einer Länge kleiner 8 cm, bevorzugt kleiner 5 cm, und einem Querschnitt kleiner 1 mm², bevorzugt kleiner 0,3 mm². Flocken, die aus textilen bzw. gewebten Materialien bestehen können, aber auch aus einem durchgängigen Material bestehen können, haben typischerweise eine Größe kleiner 5 cm x 5 cm bei einer Stärke unter 1 mm, bevorzugt kleiner 3 cm x 3 cm mit einer Stärke unter 0,2 mm. Alternativ sind auch poröse Körper mit Abmessungen kleiner 8 cm (Länge) x 8 cm (Breite) x 2 cm (Höhe), bevorzugt kleiner 5 cm (Länge) x 5 cm (Breite) x 1 cm (Höhe) gemeint. Die Trennschicht kann dann z.B. durch Aufstreuen der Flocken, Fasern oder poröse Körper auf die erste Filterschicht 32 aufgebracht werden. Diese erste Filterschicht 32, die Trennschicht 34 und die darüber angeordnete zweite Filterschicht 36 oder der Filter 20 selbst müssen in diesem Fall so ausgebildet sein, dass sichergestellt ist, dass während des bestimmungsgemäßen Betriebes des Filters 20 keine „Lücken“ in der Trennschicht 34 entstehen, durch die eine Vermischung der Filterschichten 32 und 36 untereinander bzw. mit der Trennschicht 34 auftreten kann. Dies ist durch eine ausreichende Stärke der aufgebrachten Trennschicht sowie eine ausreichende „Pressung“ der Lagen möglich, da dadurch die Zwischenräume zwischen den einzelnen Fasern, Flocken oder porösen Körpern der Trennschicht so zusammengedrückt werden, dass Filtermaterial aus den angrenzenden Filterschichten die Trennschicht nicht passieren kann und Relativbewegungen im Filter 20 entgegengewirkt wird. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann die zweite Filterschicht 36 ausreichend dick (gemeint ist die Höhe) ausgebildet sein, so dass aufgrund der schwerkraftbedingten, von der zweiten Filterschicht 36 auf die Trennschicht 34 wirkenden Gewichtskraft Relativbewegungen der Trennschicht 34 selbst sowie einzelner Elemente der Trennschicht 34 entgegengewirkt wird.
Die Körnung der zweiten Filterschicht 36 ist - wie in 1 angedeutet - feiner als die Körnung der ersten Filterschicht 32. Dadurch ergibt sich ein Raumfilter, dessen für die Strömung des Wassers in Flussrichtung verbleibende Öffnungen in Strömungsrichtung der Filterschichten 32, 36 kleiner werden.
Das Rückhalteelement 38, welches unmittelbar oberhalb der zweiten Filterschicht 36 angeordnet ist, soll verhindern, dass schüttfähiges Material aus der zweiten Filterschicht 36 mit der Strömung aus dem Filter 20 ausgespült werden kann. Die Öffnungsquerschnitte sind für die Aufgabe - wie vorstehend beschrieben - ausgelegt.
Das obere Trägerelement 40 dient wiederum zum Stützen und Halten des Filters sowie ferner zur Auftriebssicherung. Es kann - wie das untere Trägerelement 28 - als Gitterrost ausgeführt sein. Wenn es sich bei dem Filter 20 - wie den 1 und 2 - um einen Raumfilter handelt, dessen Strömungsöffnungen in Strömungsrichtung kleiner werden, und das Auflagerelement 30 sowie das Rückhalteelement 38 möglichst materialsparend gefertigt werden sollen, ergibt sich daraus, dass das Auflagerelement 30 größere Öffnungen aufweisen kann als das Rückhalteelement 38. Denn die Körnung der zweiten Filterschicht 36 ist in diesem Fall zwangsläufig kleiner als die Körnung der ersten Filterschicht 32.
Das Rückhalteelement 38 und das Auflagerelement 30 können entweder einstückig oder als mehrere Einzelelemente ausgebildet sein. Sie können ferner saug- und pumpfähig gestaltet sein, insbesondere wenn sie mehrteilig ausgebildet sind. Bei einteiliger Ausführung des Rückhalteelements 38 und des Auflagerelements 30 kann es vorteilhaft sein, das Auflagerelement 30 einstückig mit dem unteren Trägerelement 28 auszubilden und/oder das Rückhalteelement 38 einstückig mit dem oberen Trägerelement 40 auszubilden. Eine einstückige Ausbildung des unteren Trägerelements 28 mit dem Auflagerelement 30 oder zumindest eine Möglichkeit, diese Elemente fest miteinander zu verbinden, ist dann sinnvoll, wenn verhindert werden soll, dass beim Absaugen der ersten Filterschicht 32 das Auflagerelement 30 mit angesaugt wird.
Das Rückhalteelement 38 kann auch als Austauschelement ausgelegt sein, welches bei einem Filterwechsel entsorgt oder zumindest durch ein anderes, neues oder gereinigtes Rückhalteelement 38 ersetzt wird. Dies gilt insbesondere in Fällen, in denen mit dem Rückhalteelement auch gewisse Filtereffekte erzielt werden (sollen), beispielsweise der Rückhalt sehr feiner, partikulärere Stoffe und/oder die Adsorption gelöster Stoffe. Wenn das Rückhalteelement 38 beispielsweise als Geotextil oder Vlies mit einer gewissen Dicke realisiert wird, werden in dieses regelmäßig Feinstoffe eingetragen, die sich in dem Material festsetzen durch übliche Reinigungsprozesse (z.B. Hochdruckreinigung) nicht wieder einfach entfernt werden können. Insbesondere in solchen Fällen ist es vorteilhaft, das Rückhalteelement 38 als Austauschelement auszulegen und regelmäßig auszutauschen.
Um das erfindungsgemäße Verfahren an dem in 1 gezeigten Schachtsystem 10 durchzuführen, werden unter Zuhilfenahme der Leiter 24 das obere Trägerelement 40 sowie das Rückhalteelement 38 ausgebaut und ggf. gereinigt. Es ist insofern sinnvoll, das obere Trägerelement 40 sowie das Rückhalteelement 38 aus einem möglichst leichten Werkstoff und/oder diese möglichst materialsparend und somit leicht zu gestalten. Sofern der der Ausbau ohne maschinelle Unterstützung mittels Hebezeug erfolgt (z.B. Kran), ist es sinnvoll das Trägerelement 40 so aufzubauen, dass ein Gewicht von 50 kg, vorteilhafter ein Gewicht von 25 kg, nicht überschritten wird. Bei größeren Filterflächen ist es daher sinnvoll das obere Trägerelement ggf. aus mehreren Segmenten oder Teilen zu gestalten. Anschließend wird beispielsweise ein Saugschlauch eines Saug- und Spülfahrzeuges manuell oder maschinell so geführt, dass zunächst die zweite Filterschicht 36, ggf. die Trennschicht 34 und ggf. zusätzlich die erste Filterschicht 32 abgesaugt werden, beispielsweise in die Schlammkammer eines Saug- und Spülfahrzeuges. Es kann im Einzelfall auch eine spezielle Absaugdüse (nicht gezeigt) verwendet werden, um die Saugvorrichtung besser auf die abzusaugende Schicht abzustimmen.
Nach dem Absaugen können das dann frei zugängliche Auflagerelement 30 und das darunter angeordnete untere Trägerelement 28 gereinigt werden. Dazu kann beispielsweise ein Hochdruckwasserstrahl verwendet werden. Das Reinigungswasser gelangt durch das Auflagerelement 30 in den Sedimentationsraum 26 und kann von dort aus - ggf. zusammen mit Sedimentationsrückständen - abgesaugt werden. Nach der Reinigung können eine neue erste Filterschicht 32, eine Trennschicht 34 und eine zweite Filterschicht 36 lagenweise eingebracht und mit dem Rückhalteelement 38 und dem oberen Trägerelement 40 in ihrer Lage fixiert werden.
Die in 2 gezeigte zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters 20 entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform mit der einzigen Ausnahme, dass die erste Filterschicht 32 in eine ersten Teilschicht 33a mit einer groben Körnung und eine zweite Teilschicht 33b mit einer feinen Körnung unterteilt ist.
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
An dieser Stelle wird insbesondere noch einmal betont, dass auch mehr als eine erste Filterschicht 32 und eine zweite Filterschicht 36 in einem erfindungsgemäßen Filter 20 ausgebildet sein können. In diesem Fall können auch mehrere Trennschichten 34 ausgebildet sein. Ferner wird darauf hingewiesen, dass anstelle der in den 1 und 2 gezeigten losen Schüttungen auch mit schüttfähigem Material gefüllte Füllkörper (nicht gezeigt) in erfindungsgemäßen Filtern 20 eingesetzt werden können. Die Füllkörper können alle eine einheitliche Gestaltung und Größe haben oder in ihrer Größe variierend ausgebildet sein. Unabhängig davon sind - analog zu der beschriebenen Trennschicht 34 - sie so ausgelegt, dass das umhüllte Material nicht aus dem Füllkörper entweichen kann. Auf die bereits beschriebenen Vorteile in Verbindung mit der Verwendung von Füllkörpern wird hiermit noch einmal verwiesen.
Bezugszeichenliste

10: Schachtsystem
12: Schacht
14: Zulauf
16: Ablauf
18: Trennwand
20: Filter
22: Leiter
24: Leiter
26: Sedimentationsraum
28: unteres Trägerelement
30: Auflagerelement
32: erste Filterschicht
33a: erste Teilschicht (große Körnung)
33b: zweite Teilschicht (feine Körnung)
34: Trennschicht
36: zweite Filterschicht
38: Rückhalteelement
40: oberes Trägerelement

Claims

Von unten nach oben durchströmter Filter in Form eines Raumfilters, bei welchem die verbleibenden Durchströmöffnungen zwischen dem schüttfähigen Material in Strömungsrichtung eine abnehmende Größe haben, zur Reinigung von Oberflächenwasser umfassend mindestens eine Filterschicht (32, 36) aus schüttfähigem Material, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Material in eine Vielzahl von Füllkörpern gehüllt ist, deren größtes Außenmaß maximal 15 cm beträgt, oder b) dass eine erste Filterschicht (32) als lose Schüttung und mindestens eine zweite Filterschicht (36) als lose Schüttung vorgesehen sind, wobei die Schüttung der ersten Filterschicht (32) und die Schüttung der mindestens zweiten Filterschicht (36) unterschiedliche mittlere Korngrößen aufweisen und durch eine Trennschicht (34) voneinander separiert sind.
Filter nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (34) mindestens eines der nachfolgenden Elemente umfasst: a) Vlies, b) Geotextil, c) Fasern, d) Flocken, e) textiles Element, f) poröses Element mit Durchgangsöffnungen zur Verbindung der beidseits der Trennschicht (34) angeordneten Filterschichten (32, 36).
Filter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (34) aus einer Vielzahl von Teilelementen gebildet ist, deren größtes Außenmaß maximal 50 cm beträgt.
Filter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (34) oder einzelne Teilelemente der Trennschicht (34) so ausgebildet sind, dass sie bei mechanischer Krafteinwirkung in kleinere Elemente zerfallen, die zusammen mit dem Filtermaterial entnommen werden können.
Filter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterschichten (32, 36) übereinander angeordnet sind.
Filter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußersten Filterschichten (32, 36) außenseitig durch mindestens ein, sich quer zur Strömungsrichtung erstreckendes flächiges Element von der Umgebung separiert sind.
Filter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durchströmte Fläche eine Größe von mindestens 0,2 m² aufweist.
Schachtsystem zur Reinigung von Oberflächenwasser, mit mindestens einem Filter (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
Verfahren zum Entfernen mindestens einer, schüttfähiges Material umfassenden Filterschicht (32,36) eines Filters (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Reinigung von Oberflächenwasser, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Filterschicht (32, 36) mittels einer Saugvorrichtung und/oder Pumpvorrichtung aus dem Filter (20) gefördert wird.
Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Förderung die Saugvorrichtung und/oder Pumpvorrichtung eines Saug- und Spülfahrzeuges verwendet wird.
Verfahren nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine oder mehrere Trennschichten (34), Auflagerelemente (30) und/oder Rückhalteelemente (38) des Filters (20) abgepumpt oder abgesaugt werden und ohne Unterbrechung unmittelbar mehrere bzw. alle Schichten eines Filters (20) entfernt werden.