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Die Erfindung betrifft einen Filter für den Einsatz in Filterschächten zur Reinigung von Oberflächenwasser gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Filterschacht mit einem solchen Filter sowie ein Verfahren zur Auslegung eines Filterschachts.
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Unter dem Begriff Oberflächenwasser wird im Folgenden insbesondere Niederschlagswasser verstanden, welches über die Erdoberfläche zu einem Filterschacht abfließt bzw. versickert und vor der Einleitung in das Grundwasser oder in ein Gewässer, insbesondere in ein Fließgewässer, gereinigt werden soll.
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In der Praxis werden zur Reinigung von Oberflächenwasser teilweise Filtersysteme eingesetzt. Derartige Filtersysteme kommen immer dann zum Einsatz, wenn mit einfacheren Verfahren, wie beispielsweise der Sedimentation von Schmutzstoffen mit höherer Dichte als Wasser (z.B. Sand) oder dem Aufschwimmen von Stoffen mit einer geringeren Dichte als Wasser (z.B. Leichtflüssigkeiten, Schwimmstoffe) ein gewünschter Reinigungsgrad nicht erreicht wird oder wenn die mit diesen Verfahren prinzipiell abzutrennenden Stoffe so klein sind, dass aufgrund der dafür erforderlichen Durchflusszeiten durch eine Anlage eine solche Anlage nicht mehr wirtschaftlich wäre.
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Aus der Praxis ist es bekannt, dass abflusswirksame Flächen in Abhängigkeit ihrer Nutzung sowie ihrer Exposition sehr unterschiedlich stark verschmutzt sind. Dies betrifft sowohl die Menge der bei Niederschlägen abgespülten Schmutzstoffe als auch die Art und Zusammensetzung der Schmutzstoffe. Auch die Korngrößenverteilung der abgespülten partikulären Stoffe kann sehr stark variieren. Ähnliches gilt für die im Oberflächenwasser gelösten Stoffe, wie z.B. Schwermetalle, oder die mit Niederschlagswasser von den Oberflächen abgespülten Stoffe, wie z.B. Kohlenwasserstoffe, Spurenstoffe aus Baumaterialien, natürliche organische Stoffe usw.
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Aus der Praxis ist es zwar bekannt, Flächentypen zu kategorisieren und somit Erwartungswerte für das Auftreten bestimmter Stoffe in Niederschlagsabflüssen zu bestimmen. Diese Erwartungswerte werden jedoch in der Realität erfahrungsgemäß deutlich über- oder unterschritten, so dass die Reinigungsleistung eines Filters ein erhebliches Optimierungspotenzial aufweist.
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Aus
DE 10 2012 206 411 A1 ist ein System zur Reinigung von Oberflächenwasser bekannt, mit einem Filterschacht, einem Zulauf, einem Filterelement, einem Ablauf und einem Bypass.
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Aus
JP 2003 194 677 A ist eine Vorrichtung zur Untersuchung von Filtersand bzw. eines Filters aus Sand bekannt, wobei die Vorrichtung einen zylindrischen Grundkörper zur Entnahme der Probe und einen zylindrischen Stützkörper zum Greifen der Vorrichtung umfasst. An dem Grundkörper ist ferner ein Ventil angeordnet, so dass nach Art einer Pipette eine Probe aus dem Filter entnehmbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter für den Einsatz in Filterschächten zur Reinigung von Oberflächenwasser zur Verfügung zu stellen, welcher eine einfache und kostengünstige Untersuchung der tatsächlichen stofflichen Belastung des Filters ermöglicht. Ferner sollen ein Filterschacht mit einem solchen Filter sowie ein Verfahren zur Auslegung eines Filterschachts zur Verfügung gestellt werden, die mit möglichst geringem Aufwand eine Untersuchung der tatsächlichen stofflichen Belastung eines Filters sowie die Optimierung des Filters ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Ein erfindungsgemäßer Filter für den Einsatz in Filterschächten zur Reinigung von Oberflächenwasser umfasst mindestens eine - zumindest teilweise, und vorzugsweise vollständig - durch schüttfähiges Material gebildete, von dem zu reinigenden Oberflächenwasser zu durchströmende Filterschicht mit einer quer zur Hauptströmungsrichtung durch den Filter orientierten Gesamtdurchströmfläche und einer sich in Hauptströmungsrichtung erstreckenden Filtertiefe. Dabei ist die Filterschicht stromabwärts und stromaufwärts durch separate Trägerelemente begrenzt. Ferner umfasst die Filterschicht mindestens ein Probenahmeelement mit einer Teilmenge der Filterschicht, welche sich über eine Teilfläche der Gesamtdurchströmfläche erstreckt, wobei das Probenahmeelement und die das Probenahmeelement umgebende Filterschicht derart angeordnet und ausgebildet sind, dass das Probenahmeelement ohne Beeinträchtigung der übrigen Filterschicht entnehmbar ist.
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Der Erfindung liegt damit die Idee zugrunde, die Filterschicht eines Filters, welche zumindest teilweise (und vorzugsweise vollständig) durch schüttfähiges Material gebildet ist, durch geeignete konstruktive Gestaltung derart zur Verfügung zu stellen, dass eine repräsentative Teilmenge der Filterschicht Teil in Form eines Probenahmeelementes möglichst einfach aus der Filterschicht entfernbar ist.
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Dies hat den Vorteil, dass ein Probenahmeelement, welches der gleichen tatsächlichen stofflichen Belastung wie die übrige Filterschicht ausgesetzt war, nach einer bestimmten Betriebsphase aus dem Filter entnommen und analysiert werden kann. Dazu kann mit Hilfe des aus dem Filter entnommenen Probenahmeelementes - wenn erforderlich auch an einem von dem Filterschacht entfernten Ort - eine Analyse der tatsächlichen stofflichen Belastung des Filters (einschließlich etwaiger unterschiedlicher Teilschichten des Filters) durchgeführt werden.
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Diesbezüglich wird bereits an dieser Stelle auf ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Auslegung eines Filterschachts mit einem wie vorstehend beschriebenen Filter verwiesen. Gemäß einem solchen Verfahren wird in einem ersten Verfahrensschritt nach einer ersten Betriebsphase des Filters das mindestens eine Probenahmeelement aus dem Filter entnommen. In einem zweiten Verfahrensschritt wird dann mindestens ein die Oberflächenwasser-Reinigung betreffender Parameter mit Hilfe des Probenahmeelementes analysiert. Anschließend wird in einem dritten Verfahrensschritt in Abhängigkeit des Ergebnisses der Analyse das Probenahmeelement entweder wieder in die Filterschicht eingesetzt. Alternativ kann die Filterschicht (ggf. einschließlich eines neuen Probenahmeelementes) modifiziert werden und/oder der Filter kann weiterbetrieben werden. Das Weiterbetreiben des Filters kann insbesondere so lange erfolgen, bis nach einer weiteren Betriebszeit ein weiteres Probenahmeelement aus dem Filter entnommen wird.
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Wenn ein Probenahmeelement aus dem Filter entnommen wird, ist es bevorzugt, wenn während der Entnahme oder unmittelbar nach der Entnahme eine durch das Entfernen des Probenahmeelementes entstehende Öffnung in der Filterschicht mittels eines separaten Dichtkörpers verschlossen wird, um zu vermeiden, dass zu reinigendes Oberflächenwasser durch diese Öffnung den Filter ohne Wirkung der Filterschicht(en) passiert.
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Ein Probenahmeelement kann insbesondere dazu eingesetzt werden, die noch vorhandene Aufnahmefähigkeit von Schwermetallen zu untersuchen. Wird bei einer entsprechenden Untersuchung festgestellt, dass Schwermetalle von dem Probenahmeelement noch aufgenommen werden können, kann das Probenahmeelement unmittelbar im Anschluss wieder in den Filter eingesetzt werden. Diese Prozedur kann dann so oft wiederholt werden, bis Schwermetalle nicht mehr oder nur noch in unzureichendem Maße von dem Probenahmeelement aufgenommen werden können.
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Sollte sich durch eine entsprechende Untersuchung herausstellen, dass eine ausreichende Aufnahmefähigkeit von Schwermetallen schon nach einer relativ kurzen Betriebsphase nicht mehr gegeben ist, kann diesem Aspekt durch entsprechende Modifikation der Filterschicht(en) Rechnung getragen werden, insbesondere indem die Dicke der Filterschicht(en) erhöht und/oder ein anderes Material für die Filterschicht(en) verwendet wird, das zur Aufnahme größerer Mengen Schwermetall geeignet ist.
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Das Vorstehende gilt sinngemäß auch für die Untersuchung weiterer Parameter, beispielsweise des hydraulischen Widerstandes. Durch regelmäßige Entnahme eines Probenahmeelementes aus einer Filterschicht kann auf einfache Art und Weise in regelmäßigen Zeitabständen einfach und kostengünstig überwacht werden, ob der hydraulische Widerstand noch in einem vorgegebenen Soll-Bereich liegt. Steigt der hydraulische Widerstand auf einen Wert außerhalb des Soll-Bereichs an, sollte die Filterschicht ausgetauscht werden.
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Ein Probenahmeelement kann auch dazu genutzt werden, die tatsächliche stoffliche Belastung der Filterschicht(en) zu ermitteln, insbesondere die tatsächliche stoffliche Belastung durch Feststoffe, welche sich in der Filterschicht festsetzen, und durch gelöste Stoffe, welche von einer Filterschicht gebunden werden.
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In Kenntnis der tatsächlichen stofflichen Belastung kann die Filterschicht anschließend so modifiziert werden, dass sich eine angestrebte - und insbesondere auf angestrebte Wartungsintervalle angepasste - Auslegung der Filterschicht ergibt. Dies gilt insbesondere für Filterschichten, die aus mehreren Teilschichten aufgebaut sind. In diesem Fall ergibt sich ein großes Optimierungspotenzial durch die Auswahl geeigneter sich in Tiefenrichtung erstreckender Dicken unterschiedlicher Teilschichten einer Filterschicht.
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In einer praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters erstreckt sich die Teilfläche der Gesamtdurchströmfläche, über welche sich das Probenahmeelement quer (und insbesondere senkrecht) zur Hauptströmungsrichtung erstreckt, über maximal 10% der Gesamtdurchströmfläche. Bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, wenn sich die Teilfläche der Gesamtdurchströmfläche, über welche sich das Probenahmeelement quer zur Hauptströmungsrichtung erstreckt, über maximal 5% erstreckt, besonders bevorzugt erstreckt sich die Teilfläche über maximal 1 % der Gesamtdurchströmfläche. Je kleiner die Teilfläche gewählt ist, desto geringer sind die Auswirkungen, wenn das Probenahmeelement aus dem Filter entnommen und die dabei entstehende Öffnung in der Filterschicht vollständig verschlossen wird. Wenn die Teilfläche sich über maximal 1% der Gesamtdurchströmfläche erstreckt, können eine Vielzahl von Probenahmeelementen in einem erfindungsgemäßen Filter vorgesehen sein, die nach gleich langen oder unterschiedlich langen Betriebsphasen aus dem Filter entnommen und analysiert werden können, ohne dass dies von maßgeblicher Relevanz für die verbleibende Filterschicht ist.
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In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters umfasst das Probenahmeelement einen die Filterschicht im Bereich des Probenahmeelementes einschließenden Hüllkörper. Unter einem Hüllkörper werden jegliche Hüllstrukturen verstanden, welche geeignet sind, einen das Probenahmeelement begrenzenden Ausschnitt einer Filterschicht zu umschließen. Besonders geeignet sind Hüllstrukturen, die formstabil nach Art eines Käfigs ausgebildet sind. Wenn die Filterschicht mehrere Teilschichten umfasst, können auch mehrere Hüllkörper vorgesehen sein, insbesondere derart, dass einzelne Filterschichten oder Gruppen von Filterschichten innerhalb eines Hüllkörpers angeordnet sind, die Teil des Probenahmeelementes bilden, so dass sich ein modularer Aufbau des Probenahmeelementes mit mehreren in Strömungsrichtung betrachtet hintereinander angeordneten Hüllkörpern ergibt. Ein solcher modularer Aufbau hat den Vorteil, dass nach der Entnahme des Probenahmeelementes die einzelnen Filterschichten auf einfache Art und Weise voneinander separiert und differenziert analysiert werden können.
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In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters ist das Probenahmeelement entlang seines Umfangs gegenüber einem seitlich angrenzenden Bereich des Filters abdichtend angeordnet. Mit seitlich angrenzend ist insbesondere der Bereich gemeint, welcher sich quer zur Hauptströmungsrichtung an das Probenahmeelement anschließt, insbesondere senkrecht zur Hauptströmungsrichtung. Mit einer abdichtenden Anordnung wird verhindert, dass zu reinigendes Oberflächenwasser durch Spalte zwischen dem Probenahmeelement und einem das Probenahmeelement umgebenden Bereich des Filters hindurchströmen kann. Die Handhabung eines Probenahmeelementes beim Einsetzen und Entnehmen ist besonders einfach, wenn ein Dichtelement, insbesondere in Form eines elastischen Dichtringes, zwischen dem Probenahmeelement und einer das Probenahmeelement umgebenden Umfangswand des Filters angeordnet ist.
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Zur Lagesicherung kann in dem Probenahmeelement und/oder in dem das Probenahmeelement umgebenden Bereich des Filters optional eine Umfangsnut ausgebildet sein.
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Alternativ oder in Ergänzung kann ein Dichtelement fest mit einem Probenahmeelement und/oder einem das Probenahmeelement umgebenden Bereich des Filters verbunden oder einstückig an einem solchen Element ausgebildet sein, insbesondere durch Anformen oder Anspritzen.
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In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters ist zwischen der mindestens einen Filterschicht und einem Trägerelement - in Hauptströmungsrichtung betrachtet - ein zusätzliches Rückhalteelement angeordnet, wobei für das Probenahmeelement ein separates Teil-Rückhalteelement vorgesehen ist. Als Rückhalteelemente und Teil-Rückhalteelemente besonders geeignet sind dabei insbesondere feinmaschige Gitter beispielsweise Kunststoffgitter. Dabei sind die Öffnungen in den Rückhalteelementen und Teil-Rückhalteelementen vorzugsweise kleiner als die Öffnungen des jeweils außenseitig angrenzenden Trägerelementes. Vorzugsweise sind mindestens ein Rückhalteelement und mindestens ein Teil-Rückhalteelement (je Probenahmeelement) stromaufwärts und mindestens ein Rückhalteelement und mindestens ein Teil-Rückhalteelement (je Probenahmeelement) stromabwärts der Filterschicht angeordnet, jeweils unmittelbar angrenzend an die Filterschicht.
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Entsprechende Teil-Rückhalteelemente bilden in einer besonders bevorzugten, kompakten Ausführungsform einen Teil eines Hüllkörpers.
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Hinsichtlich mit Hilfe eines Probenahmeelementes veranlasster Modifikation von Filterschichten, insbesondere Modifikationen der Dicke der Filterschichten, ist es bevorzugt, wenn die mindestens eine Filterschicht zwischen mindestens einem unteren Trägerelement und mindestens einem oberen Trägerelement angeordnet ist, wobei der Abstand des mindestens einen unteren Trägerelementes gegenüber dem mindestens einen oberen Trägerelement verstellbar ist. In diesem Fall kann die Dicke der Filterschicht schnell und kostengünstig angepasst werden. Diesbezüglich wird auch vollständig auf die Inhalte der Patentanmeldung
DE 10 2016 109 190 der Anmelderin verwiesen, welche auf Filterschächte mit einfachen Verstellmöglichkeiten von Trägerelementen Bezug nimmt.
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Die Erfindung betrifft auch einen Filterschacht zur Reinigung von Oberflächenwasser mit einer Zuleitung, einem Ablauf und mindestens einem wie vorstehend beschriebenen Filter. Dabei handelt es sich vorzugsweise um einen Filter, der von unten nach oben gegen die Schwerkraft durchströmt wird.
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Alternativ oder in Ergänzung dazu ist mindestens ein Trägerelement gegenüber dem Filterschacht festgelegt, insbesondere gegenüber seitlichen Wänden eines Filterschachts. Mit derartigen Filterschächten wird eine sehr gute Reinigungswirkung erzielt, solange die Filterschicht bestimmungsgemäß funktioniert und die beabsichtigte Filterwirkung erfüllt. Der Einsatz eines erfindungsgemäßen Filters mit einem Probenahmeelement in einem solchen Filterschacht ist mit dem Vorteil verbunden, dass die Aufnahmefähigkeit der Filterschicht zuverlässig überwacht und die Filterschicht bei Bedarf ersetzt bzw. ggf. hinsichtlich ihrer Auslegung zeitnah angepasst werden kann.
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Die Erfindung betrifft weiter bevorzugt Filterschächte mit mindestens einem stromaufwärts des Filters angeordneten Sedimentationsraum und/oder mindestens einem weiteren Reinigungselement stromaufwärts des Filters. In diesem Fall kann die Standzeit eines erfindungsgemäßen Filters weiter erhöht werden, da die stoffliche Belastung durch den Sedimentationsraum und/oder das mindestens eine weitere Reinigungselement stromaufwärts des Filter reduziert wird. Hinsichtlich weiterer Reinigungselemente wird insbesondere auf die Möglichkeit der Anordnung eines nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden Lamellenschrägklärers unmittelbar vor dem Filter verwiesen.
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Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben.
- 1 einen Filterschacht mit einem erfindungsgemäßen Filter im Querschnitt,
- 2 eine vergrößerte Darstellung nur des erfindungsgemäßen Filters aus 1 und
- 3 den erfindungsgemäßen Filter aus 2 mit einem entnommenen Probenahmeelement.
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In 1 ist ein Filterschacht 10 zur Reinigung von Oberflächenwasser mit einem zunächst nur schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Filter 18 dargestellt. Der Detailaufbau des Filters 18 geht nur aus den 2 und 3 hervor und wird nachfolgend nur in Verbindung mit diesen Figuren erläutert.
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Der in 1 gezeigte Filterschacht 10 umfasst einen - hier einstückig und zylindrisch ausgebildeten - Grundkörper mit einer im Querschnitt kreisringförmigen Seitenwand 12 und einer sich im unteren Bereich der Seitenwand 12 innenseitig anschließenden, kreisförmigen Bodenwand 54. Oberseitig schließt sich an die Seitenwand 12 eine als Verschlusselement dienende, separat ausgebildete Deckwand 56 an, die zu Wartungszwecken vollständig abnehmbar sein kann. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann in der Deckwand 56 oder in einem oberen Bereich einer Seitenwand 12 eine nicht dargestellte Öffnung ausgebildet sein, über welche der Filterschacht 10 zumindest über einen Teilbereich im Bereich der Deckwand 56 geöffnet werden kann und begehbar ist. Dazu kann auch eine - nicht dargestellte - Leiter in dem Filterschacht 10 montiert sein.
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In dem in 1 links angeordneten Bereich der Seitenwand 12 des Filterschachts 10 ist eine Zuleitung 14 für einströmendes Oberflächenwasser vorgesehen. Wie bereits erwähnt, ist darunter insbesondere Niederschlagswasser zu verstehen, das nach den Auftreffen auf der Erdoberfläche durch Versickerung oder durch Abfließen zu dem Filterschacht 10 gelangt, um dort gereinigt zu werden.
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In dem der Zuleitung 14 gegenüberliegenden Bereich des Filterschachts 10 ist - hier auf dem gleichen Höhenniveau wie die Zuleitung 14 - ein Ablauf 20 vorgesehen, durch welchen Oberflächenwasser in Richtung des Pfeiles S3 aus dem Filterschacht 10 ausströmen kann.
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Innerhalb des Filterschachts 10 sind eine Tauchwand 24 und eine Zwischenwand 22 ausgebildet. Sowohl die Zwischenwand 22 als auch die Tauchwand 24 erstrecken sich in Hochrichtung des Filterschachts 10 aus einem Bereich unterhalb der Zuleitung 14 bis in einen Bereich oberhalb der Zuleitung 14, aber nicht bis zur Deckwand 56. Oberflächenwasser kann daher zwischen der Deckwand 56 und dem jeweiligen oberen Ende der Zwischenwand 22 und der Tauchwand 24 in den in 1 rechten Bereich nach Art eines Bypasses in Richtung Ablauf 20 strömen, wenn der Füllstand in dem Filterschacht 10 entsprechend hoch ist.
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Auf der dem Ablauf 20 zugewandten (in 1 rechten) Seite ist zwischen der Zwischenwand 22 und der Seitenwand 12 unterhalb des Ablaufs 20 ein Filter 18 angeordnet. Der in 1 rechte Bereich zwischen der Zwischenwand 22 und der den Ablauf umgebenden Seitenwand 12 wird nachfolgend auch als Ablaufbereich 60 bezeichnet.
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Die Zugänglichkeit zum Ablaufbereich 60, insbesondere zu dem oberen, sich von der Deckwand 56 bis zu dem Filter 18 erstreckenden Bereich, kann durch eine nicht dargestellte Leiter erleichtert werden. Eine solche Leiter kann optional fest mit der Seitenwand 12 verbunden sein, oder es können Haken oder sonstige Hilfsmittel an der Seitenwand 12 installiert sein, um das Aufhängen einer Leiter zu erleichtern.
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Der Filter 18 umfasst ein unteres Trägerelement 26, in der schematischen Darstellung von 1 exemplarisch nur eine Filterschicht 28 und ein oberes Trägerelement 30. Die Filterschicht 28 liegt auf dem unteren Trägerelement 26 auf und wird von der Oberseite her durch das obere Trägerelement 30 gegen die in Hochrichtung H gerichteten Strömungskräfte gestützt.
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Das untere Trägerelement liegt in der gezeigten Ausführungsform auf mehreren, sich zumindest teilweise über den Umfang erstreckenden Auflageflächen 34 auf. Als Auflagefläche 34 kann in dem Filterschacht 10 insbesondere ein umlaufendes Kragenelement ausgebildet oder angeordnet sein. Alternativ können auch mehrere einfache Winkelelemente fest mit der Seitenwand 12 und/oder mit der Zwischenwand 22 verbunden sein. Das obere Trägerelement 30 liegt unter Wirkung der Schwerkraft g auf der Filterschicht 28 auf und ist zusätzlich wie nachfolgend beschrieben gegen Bewegung in Hochrichtung H gesichert.
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Oberhalb des oberen Trägerelementes 30 sind - über den Umfang des Ablaufbereichs 60 verteilt - mehrere höhenverstellbare Rückhalteelemente 32 angeordnet (in 1 sind drei solcher Rückhalteelemente 32 dargestellt). Die Zahl der Rückhalteelemente 32 kann bedarfsweise angepasst werden, wobei bevorzugt zwischen 1 und 8 Rückhalteelemente 32 vorgesehen sind. Die Rückhalteelemente 32 weisen eine T-förmige Geometrie auf und sind als Stempel 36 ausgebildet. Sie umfassen jeweils ein Anlageelement 40, das an dem oberen Trägerelement 30 anliegt und einen sich an das Anlageelement 40 anschließenden, fest mit diesem verbundenen Stababschnitt, welcher sich von dem Anlageelement 40 in Hochrichtung nach oben erstreckt. Die Stababschnitte sind jeweils über einen Teil ihrer Höhe umgeben von Platten, die Bestandteil von fest mit der Zwischenwand 22 bzw. mit der Seitenwand verbundenen Fixierelementen 42 sind. Die Platten sind derart zueinander beabstandet, dass der jeweils mit diesen Platten zusammenwirkende Stababschnitt zwischen diesen Platten aufgenommen und nach Art einer Gleitführung fixiert und geführt ist. Die Rückhalteelemente 32 können relativ gegenüber den Fixierelementen 42 in verschiedenen Höhenpositionen fixiert werden, um die Position des oberen Trägerelementes 30 an unterschiedlichen Höhen der Filterschicht 28 anpassen zu können.
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Im Folgenden wird auf die allgemeine Funktionsweise des Filterschachts 10 eingegangen. Einströmendes Oberflächenwasser strömt - im Normalzustand des Filterschachts 10 - in Richtung der Schwerkraft g gemäß dem Pfeil S1 nach unten in Richtung eines im Bereich der Bodenwand 54 angeordneten Sedimentationsraumes 16. Um sedimentierte Stoffe in einem bestimmten Bereich der Bodenwand 54 anzuhäufen, können - wie durch die gestrichelten Linien angedeutet - optional in Richtung eines bestimmten Bereiches geneigte Bodenflächenbereiche 58a, 58b vorgesehen sein.
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Ist der Filterschacht 10 bis zur Unterkante des Zulaufs 14 vollständig mit Oberflächenwasser gefüllt und strömt weiteres Oberflächenwasser in den Filterschacht 10 ein, führt dies dazu, dass Wasser aus dem Bereich der Bodenwand 54 unterhalb des Filters 18 in Richtung des Pfeils S2 in Hauptströmungsrichtung durch den Filter 18 gefördert wird und anschließend aus dem Ablauf 20 ausströmt. Die Hauptströmungsrichtung verläuft dementsprechend in der gezeigten Ausführungsform senkrecht zur Gesamtdurchströmfläche des Filters 18, d.h. die Filterschicht 28 ist senkrecht zur Hauptströmungsrichtung angeordnet.
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Das Anlageelement 40 dient als Widerlager für das obere Trägerelement 30, wenn dieses aufgrund einer Beaufschlagung mit einer in Richtung des Pfeiles S2 gerichteten Strömung gegen die Schwerkraft g nach oben gedrückt wird. Durch die vorstehend beschriebene Höhenverstellbarkeit des Rückhalteelementes 32 kann die Dicke der Filterschicht 28 in Hochrichtung H einfach angepasst werden.
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Bei Starkregen und/oder stark beanspruchtem Filter 18 kann es passieren, dass der Füllstand in dem Filterschacht 10 dadurch ansteigt, dass mehr Oberflächenwasser über die Zuleitung 14 einströmt, als durch den Filter 18 gefördert werden kann. In diesem Fall steigt das Füllstandsniveau zunächst bis zur Oberkante der Zwischenwand 22 an, so dass Wasser nach Art eines Bypasses unter Umgehung des Filters 18 in Richtung des Ablaufs 20 gelangen und aus dem Filterschacht 10 ausströmen kann. Das obere Ende der Tauchwand 24 ist höher als das obere Ende der Zwischenwand 22 angeordnet, so dass die Tauchwand 24 selbst nicht von Oberflächenwasser überströmt wird. Die Tauchwand 24 fungiert dann als Trennelement, mit welchem verhindert werden soll, dass größere Gegenstände und schwimmfähige Verunreinigungen mit der Bypass-Strömung über den Bypass gefördert und wieder ausgetragen werden. Schwimmstoffe und Leichtflüssigkeiten, die zwischen Zulauf und Tauchwand gefangen sind sollen auch bei höheren Zuflüssen dort bleiben. Würde die Tauchwand überströmt, so würden diese Stoffe in den Ablauf ausgetragen. Schwimmfähige Verunreinigungen (Schwimmstoffe und Leichtflüssigkeiten) können sich daher in dem Bypassmodus vor der Tauchwand 24 sammeln werden dort gefangen. Sie können von dort bei einer Filterreinigung entnommen werden oder werden über den Filter 18 aufgenommen, wenn der Füllstand zwischenzeitlich so weit absinkt, dass die schwimmfähigen Verunreinigungen das untere Ende der Zwischenwand 22 in Richtung Filter 18 passieren können. Eine Absorption schwimmfähiger Verunreinigungen kann auch durch einen geeigneten Filteraufbau bzw. eine geeignete Betriebsweise bewusst hervorgerufen werden, insbesondere indem der Filterschacht 10 so ausgelegt ist, dass in Wetterphasen mit geringen Niederschlägen der Füllstand auf ein Niveau unterhalb eines unteren Endes einer Zwischenwand 22 absinkt.
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2 zeigt einen Ausschnitt des in 1 nur schematisch dargestellten Filterelementes 18 mit dem unteren Trägerelement 26, dem oberen Trägerelement 30 und einer zwischen dem unteren Trägerelement 26 und dem oberen Trägerelement 30 angeordneten Filterschicht 28.
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Wie in 2 zu erkennen ist, besteht die Filterschicht 28 in der gezeigten Ausführungsform aus einer ersten Teilschicht 44, einer zweiten Teilschicht 46 und einer dritten Teilschicht 48. In der gezeigten Ausführungsform nimmt die Korngröße der Filterschichten von der ersten Teilschicht 44 zur dritten Teilschicht 48 kontinuierlich ab, so dass ein Raumfilter gebildet ist. Innerhalb der Filterschicht 28 ist ein separates Probenahmeelement 50 angeordnet. Das Probenahmeelement 50 ist von einem Hüllkörper 52 umschlossen.
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Der Hüllkörper 52 umfasst eine sich in Strömungsrichtung gemäß dem Pfeil S2 erstreckende Umfangswand 62, ein unteres Teil-Rückhalteelement 64a und ein oberes Teil-Rückhalteelement 66a. Das untere Teil-Rückhalteelement 64a, das obere Teil-Rückhalteelement 66a und die in dem Ausführungsbeispiel zylindrisch ausgebildete Umfangswand 62 sind fest miteinander verbunden und bilden eine zylindrische, käfigartige Struktur.
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Wie aus 2 ersichtlich ist, sind die Teilschichten 44, 46, 48 der Filterschicht 28 innerhalb des Probenahmeelementes 50 identisch ausgebildet und angeordnet wie in den das Probenahmeelement 50 umgebenden Bereichen des Filters 18.
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Zur Abdichtung der Umfangswand 62 des Probenahmeelementes 50 gegenüber der das Probenahmeelement 50 umgebenden Umfangswand 70 des Filters 18 ist ein das Probenahmeelement 50 vollständig umschließendes Dichtelement 68 zwischen dem Probenahmeelement 50 und der außenseitig an das Probenahmeelement 50 angrenzenden Umfangswand 70 des Filters 18 angeordnet.
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Wie in 2 ersichtlich ist, ist ferner zwischen dem unteren Trägerelement 26 und der Filterschicht 28 ein unteres Rückhalteelement 64 angeordnet. Zwischen der Filterschicht 28 und dem oberen Trägerelement 30 ist ein oberes Rückhalteelement 66 angeordnet. Das untere Rückhalteelement 64 und das obere Rückhalteelement 66 korrespondieren mit dem unteren Teil-Rückhalteelement 64a und dem oberen Teil-Rückhalteelement 66a und sind identisch aufgebaut. In der gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei den Rückhalteelementen 64, 66 und den Teil-Rückhalteelementen 64a, 66a um Kunststoffgitter.
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3 zeigt den gleichen Ausschnitt des Filters 18 aus 2 mit entnommenem Probenahmeelement 50. Zur Entnahme des Probenahmeelementes 50 wurde zuvor das obere Trägerelement 30 des Filters 18 entfernt. In die durch die Entnahme des Probenahmeelementes 50 entstehende Öffnung wurde ein Dichtkörper 72 eingesetzt, um zu verhindern, dass zu reinigendes Oberflächenwasser durch diese Öffnung ohne Durchdringung der Filterschicht 28 in Richtung Ablauf 20 gelangt.
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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.
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In diesem Zusammenhang wird insbesondere darauf verwiesen, dass die Erfindung auch in Verbindung mit in ihrer Grundform oder in ihrem Aufbau anders gestalteten Filterschächten realisiert werden kann, auch in Verbindung mit Mehrschacht-Filtersystemen. Insoweit sind insbesondere die folgenden vorstehend beschriebenen Elemente des Filterschachts 10 als optionale Elemente anzusehen: Zwischenwand 22, Tauchwand 24, als Stempel 36 ausgebildetes oberes Trägerelement 30, als einfaches Auflagerelement ausgebildetes unteres Trägerelement 26. Anstelle der gezeigten Trägerelemente 26, 30 können andere Trägerelemente eingesetzt werden, welche geeignet sind, die dazwischen angeordnete Filterschicht 28 (bzw. Teilschichten, falls der Filter mehrere Filterschichten umfasst) in Position zu halten und ausreichend derart zu stützen, dass durch die Strömung kein schüttfähiges Material aus dem Filter 18 ausgetragen wird. Auch ist es nicht erforderlich, jedoch vorteilhaft, die beschriebenen höhenverstellbaren Trägerelemente 26, 30 einzusetzen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Filterschacht
- 12
- Seitenwand
- 14
- Zuleitung
- 16
- Sedimentationsraum
- 18
- Filter
- 20
- Ablauf
- 22
- Zwischenwand
- 24
- Tauchwand
- 26
- unteres Trägerelement
- 28
- Filterschicht
- 30
- oberes Trägerelement
- 32
- Rückhalteelement
- 34
- Auflagefläche
- 36
- Stempel
- 38
- Stababschnitt
- 40
- Anlageelement
- 42
- Fixierelement
- 44
- erste Teilschicht
- 46
- zweite Teilschicht
- 48
- dritte Teilschicht
- 50
- Probenahmeelement
- 52
- Hüllkörper
- 54
- Bodenwand
- 56
- Deckwand
- 58a, 58b
- geneigter Bodenflächenbereich
- 60
- Ablaufbereich
- 62
- Umfangswand (des Probenahmeelementes)
- 64
- Teil-Rückhalteelement (des restlichen Filters)
- 64a
- Teil-Rückhalteelement (des Probenahmeelementes)
- 66
- Teil-Rückhalteelement (des restlichen Filters)
- 66a
- Teil-Rückhalteelement (des Probenahmeelementes)
- 68
- Dichtelement
- 70
- Umfangswand (des Filters)
- 72
- Dichtkörper
