DE102017108820A1

DE102017108820A1 - Filteranlage

Info

Publication number: DE102017108820A1
Application number: DE102017108820.2A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Paul Lingen
Current assignee: HEIN-LINGEN, PETRA, DIPL.-DES., DE
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2017-10-26

Abstract

Bei einer unterirdisch im Erdreich, vor einem Abflusskanal (39), Wasserspeicher oder Versickerungssystem (11), eingebauten Filteranlage (10) für belastetes Regenwasser, bestehend aus einer Sedimentations- (18) und/oder Filterstufe (24), ist vorgesehen, dass das Drainageelement (13), ergänzend zur Durchleitung des Regenwassers, auch zur Rückhaltung von mit dem Regenwasser dem Drainageelement (13) zufließenden Schadstoffen, wie z.B. Sedimente (18) und/oder Schwerflüssigkeit (21) und/oder Leichtflüssigkeit (61) dienen soll.

Description

Die Erfindung betrifft unterschiedlich ausgestaltete Filteranlagen und soweit sinnvoll deren Zu- und Ableitungsbauteile, für mit Schadstoffen belastete Regenwasserabflüsse von Dach- und Verkehrsflächen, die innerhalb von Wasserspeichern oder Kanälen als Teil deren Zu- oder Ableitungsbauwerke oder bei Versickerungssystemen als Teil deren Zuleitungs- und Entlastungsbauwerke einzubauen sind und dessen Reinigungseigenschaft, bzw. -eigenschaften aus mindestens einem Bauteil zur Filtration besteht, dass bei Bedarf mit mindestens einem weiteren Bauteil für die Sedimentation und/oder Leicht- und/oder Schwerflüssigkeitsabscheidung ergänzt werden kann.
Aus dem Stand der Technik sind Behandlungsanlagen für zumeist Regenwasser, aber auch Mischwasser bekannt, die insbesondere die Aufgabe haben das ihnen zuströmende Wasser von Schwimmstoffen, Sedimente sowie Leicht- und Schwerflüssigkeiten zu befreien. Diese bekannten Behandlungsbauwerke werden im Erdreich in offener oder geschlossener Betonbauweise, sowie als Erdbecken ausgeführt.
Zur Abscheidung, der im Wasser u.a. mitgeführten Leichtflüssigkeiten und partikulären Stoffe, an denen sich oft auch Schadstoffe wie Schwermetalle und dergleichen anhaften, sind daher seit vielen Jahren Regenklärbecken als große Bauwerke in der kommunalen oder industriellen Nutzung.
Aber auch für kleinere Flächenanschlüsse oder speziellere Reinigungsaufgaben, z.B. nur für Metalldach- oder Verkehrsflächenabflüsse, sind in den letzten Jahren zunehmend Behandlungs- und/oder Filteranlagen kompakterer, standardisierter Bauart diverser Hersteller auf den Markt gekommen, die das Regenwasser i.d.R. in mehreren miteinander verbundenen Anlagenteilen und somit zumeist mehrstufig, von den jeweiligen Schadstoffen befreien. Dazu ist eine solche Behandlungs- und/oder Filteranlage zumeist aus mehreren Reinigungsverfahren zu kombinieren.
Des Weiteren ist aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2012 002 518 A1 eine Behandlungsanlage für Regenwasser bekannt, die in unterirdische Entwässerungssysteme zu integrieren, bzw. mit diesen zu kombinieren und dazu vor und/oder innerhalb eines Kanalnetzes anzuordnen ist. Dieser Behandlungsanlage ist die Aufgabe zugewiesen, Wasser von Sedimente sowie Schwer- und Leichtflüssigkeiten zu befreien. Die einzelnen Reinigungsschritte sind dazu innerhalb einer zum Erdreich abgedichteten Abdichtungswanne untergebracht. Zum Ausspülen der Sedimente ist die Abdichtungswannensohle rückspülbar ausgeführt. Alle Anlagen verfügen über punktuelle Zu- und Ableitungen in Form von Rohrleitungen oder Schächte. Diese Behandlungsanlage kann auch in Kombination mit Rückhaltesystemen in allen möglichen Bauweisen ausgeführt werden, die entweder vor- oder nachgeschaltet sein können oder auch eine Teilrückhaltung über einen Speicherkörper innerhalb der Behandlungsanlage selbst vollziehen.
Darüber hinaus ist aus der Europäischen Patentanmeldung EP 1 803 851 A1 ein Reinigungssystem für Regenwasser als direkter integraler Bestandteil eines Wasserspeichers oder Versickerungssystems bekannt, bei dem in den Speicherkörper des Wasserspeicher oder des Versickerungssystems integrierte Vliese, Folien oder für natürliche Reinigungsvorgänge konditionierte Materialien die Reinigung vornehmen, wobei zur natürlichen Reinigung ein mit entsprechenden Reinigungsmitteln präpariertes Trägergranulat zusätzlich in die Rigole eingebracht oder ein mit demselben Reinigungsmittel konditionierte Speichermaterial zur Bildung des Speichervolumens des Wasserspeichers oder Versickerungssystems dienen soll.
Der Speicherkörper des Wasserspeichers oder Versickerungssystems ist so mit unterschiedlichen Reinigungsstufen zu ergänzen, dass u.a. fast der gesamte Speicherkörper des Wasserspeichers oder des Versickerungssystems, mit Ausnahme des zuleitenden Drainagerohrs, als Sedimentationsbereich zu nutzen ist und ergänzend ggf. der gesamte Wasserspeicher oder das gesamte Versickerungssystem, über die beizumischenden Reinigungsmitteln zur Abscheidung von sonstigen wassergelösten Schadstoffen auszustatten ist, wobei weder die Sedimente insgesamt noch Teile der sonstigen Schadstoffe und schadstoffgesättigten Reinigungsmitteln aus dem Wasserspeicher oder dem Versickerungssystem zu entfernen sind.
Ferner ist aus der Europäischen Patentanmeldung EP 2 410 095 A2 eine Behandlungsanlage für Regenwasser bekannt, bei der innerhalb eine Drainagerohres diverse Reinigungsmöglichkeiten, in modularer Bauform, für belastete Regenwässer aufgezeigt werden, die über ggf. zusätzlichen Reinigungsmöglichkeiten im Zulaufschacht unterstützt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Filteranlage (und deren damit soweit sinnvoll zusammenwirkende Zu- und Ableitungsbauteile für mit Schadstoffen belastete Regenwasserabflüsse von Dach- und Verkehrsflächen) zu schaffen, die innerhalb von Wasserspeichern oder Kanalsystemen oder Versickerungssystemem als Teil deren Zu- oder Ableitungsbauwerke oder bei Versickerungssystemen als Teil deren Zuleitungs- und Entlastungsbauwerke einsetzbar ist und deren Reinigungseigenschaft, eine Filtration für insbesondere Sedimente und/oder Leicht- und/oder Schwerflüssigkeiten und/oder Schwermetalle erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch die Filteranlage nach Anspruch 1 und durch das Verfahren nach Anspruch 10 gelöst.
Es ist im Rahmen der Erfindung erstmalig erkannt worden, dass übliche Drainageelemente sich in Filteranlagen zum Abtrennen von Schadstoffen und insbesondere Sedimenten und Leichtflüssigkeiten eignen.
Für wassergelöste Schadstoffe wie z.B. Metallionen ist es zudem erfindungsgemäß vorzusehen außerhalb des Drainageelements ein Filtersubstrat zur Abfiltrierung dieser wassergelösten Schadstoffe anzuordnen.
Sowohl das Drainageelement aus z.B. Drainagerohren, Kunststoffgitterboxen, oder speziell für die Aufgabe konstruierte Bauteile beliebigen Materials und, beliebiger Form, als auch das Filtersubstrat sind innerhalb einer gemeinsamen Abdichtungswanne anzuordnen.
Darüber hinaus soll die erfindungsgemäße Filteranlage Einschränkungen bei der Entsorgung von verbrauchten Reinigungsmitteln, wie z.B. Filtersubstraten und der Beseitigung der abgeschiedenen Sedimente und sonstigen Schadstoffe aus der Filteranlage ausräumen und die Regenwasserbehandlung alleine auf nur noch eine und zudem deutlich kompaktere Anlagengröße begrenzen ohne dazu die ggf. noch zusätzlich bestehenden Reinigungsmöglichkeiten des gesamten angrenzenden Wasserspeichers, Kanals oder des gesamten Versickerungssystems nutzen zu müssen, so dass aus der erfindungsgemäßen Filteranlage bereits ausreichend gereinigtes Wasser in den Wasserspeicher oder auch eine Vorflut wie z.B. einen Abflusskanal, Fluss, See oder ein Versickerungssystem abgeleitet wird, ohne dass diese der Filteranlage nachfolgenden Entwässerungssysteme einen eigenen Beitrag zur Behandlung des Regenwassers beitragen müssen.
Um das Reinigungsintervall zu strecken ist es sinnvoll insbesondere den Absetzraum für Sedimente und/oder Schwer- und/oder Leichtflüssigkeit groß auszubilden, wozu im Drainageelement entsprechend große Absetzräume vorzusehen sind. Das Drainageelement in Form z.B. eines Drainagerohrs erfordert dazu einen größeren Querschnitt als z.B. ein herkömmliches Drainagerohr, um sowohl die erforderliche Hydraulik eines Drainageelementes zur Wasser zu-, -weiter, und -ausleitung, als auch den Absetzraum für die zurück zu haltenden Sedimente, sowie Schwer- und Leichtflüssigkeiten bereit zu stellen. Je größer der Querschnitt gewählt wird, umso länger wird, aufgrund des größeren zur Verfügung stehenden Absetzraum, das Reinigungsintervall.
Für die teilweise schwierig aus dem Wasser zu entfernenden Schadstoffe dienen zudem Filtersubstrate, die erfindungsgemäß auch regenerativ ausgeführt sein können, sprich, es lassen sich über eine entsprechende Rückspülung die Schadstoffe vom, bzw. aus dem erfindungsgemäßen regenerativen Filtersubstrat herauslösen und ohne den sonst unvermeidbaren zumeist kompletten Austausch und teuren Entsorgung des Filtersubstrats, nur das Schadstoffkonzentrat selbst, aus dem Filter entfernen.
Um eine sehr gute Reinigung des Regenwassers, und der Filteranlage selbst im Zuge von Revisionen, sicher zu stellen, ist diese daher in der Schadstoffbeseitigung möglichst leistungsfähig, in der Bauausführung kompakt und unabhängig von den damit ggf. verbundenen Zu- und/oder Abflusskanal, bzw. -kanälen, Wasserspeicher oder Versickerungssystem als alleinstehend funktionsfähiges Behandlungsbauteil auszuführen.
Die Filteranlage ist dem entsprechend in Ihren Abmessungen begrenzt, was sich unmittelbar über die außerhalb der Filteranlage angrenzenden Boden- und oder Speicherschichten aus Mineralien wie Splitt aus allen Arten von Hartgestein und/oder Lava und/oder Kies und/oder Speicherkörper aus Kunststoffgitterkästen oder sonstige Bauteile bis hin zu Rohrwandungen von Kanal- oder Drainageleitungen ergibt, wenn die Filteranlage in diese Leitungen einzubauen ist. Steht die Breite der Filteranlage fest ist deren Länge an die angeschlossene, abflusswirksame Fläche und an die hydraulischen Leistungsfähig des Drainageelements und/oder des Filtersubstrats anzupassen.
Ebenso kann natürlich auch zuerst die Anlagenlänge vorgegeben werden, woraus dann über die vorstehenden Abhängigkeiten deren Breite zu ermitteln ist.
Beim Einbau der Anlage entweder im gewachsenen Boden unterhalb oder an beliebiger Stelle und Höhenlage innerhalb von Speicherschichten von Wasserspeichern oder Versickerungssystemen, bzw. innerhalb von Leitungen, besitzt diese vorzugsweise eine im Querschnitt besehen mehr oder minder rechteckigen, V-förmigen oder polygonen Form, die durch eine wasserdurch- oder -undurchlässige Schicht, zumindest zu den Seiten in Form einer Wanne, begrenzt und nach oben zur Überleitung des Wassers aus der Wanne heraus in einen Wasserspeicher, Versickerungssystem oder Abflusskanal offen, bzw. als wasserdurchlässig gestaltete Abflussfläche auszuführen ist, wobei die wasserdurchgängigen Schichten Vliese oder Filter aus Kunststoff, Metall, Beton oder einem sonst wie geeigneten Material bestehen und für die wasserdichten Schichten sich Bahnen aus Bentonit oder Kunststoff, Bauteilwandungen, z.B. von Leitungen, auch die benachbarter Bauteile, usw., in allen geeigneten Formen und Baustoffen eignen.
Die Filteranlage wird also im Staubetrieb verwendet und kann demnach mit oder ohne Dauerstau betrieben werden.
Als wasserdichte Schicht zur Bildung der Filteranlagenwanne eignen sich auch zuerst wasserdurchlässige Vliese, bzw. Filtervliese, die sich mit der Zeit über die eingetragenen Sedimente selbst weitestgehend oder ganz abdichten. Da Vliese einfacher zu verarbeiten sind, ist deren Verwendung auch zu Abdichtungszwecken möglich, insbesondere dann, wenn diese die benötigte Filterleistung bis zur Selbstabdichtung erbringen. Ist das Vlies so ausgelegt, dass keine komplette Selbstabdichtung erfolgt, kann dieses dazu verwendet werden, das in der Filteranlage ansonsten im Dauerstau stehende Wasser stark zeitverzögert durch das gedichtete Vlies durchsickern und abfließen zu lassen, um so eine Filteranlage ohne Dauerstau zu ermöglichen, womit u.a. auch zusätzlicher Retentionsraum für zufließendes Wasser gebildet werden kann. Soweit sinnvoll können alle Vliese, ebenso wie die Filteranlage auch rückspülfähig ausgebildet sein um eine bestehende Selbstabdichtung rückgängig machen zu können.
Eine Verbesserung der Reinigungsleistung kann zudem dadurch erzielt werden, dass die Abdichtungswanne der Filteranlage sich zu den beiden oberen Seitenrändern hin aufweitet, um so die Strömungsgeschwindigkeit mit der nach oben zunehmenden Breite des Fließquerschnitts nach oben zur Abflussfläche der Filteranlage zunehmend zu verlangsamen, wozu sich z.B. mindestens eine Böschung einer Abdichtungswannenseite anbietet, noch besser aber beidseitige oder alle Böschungen anbieten, die in Ihrer Form frei zu gestalten ist, bzw. sind.
Der Einbau der erfindungsgemäßen Filteranlage, kann daher auch im Zulauf zu einem Abflusskanal oder Wasserspeicher innerhalb eines die Filteranlage umschließenden Kanalrohrs erfolgen oder im Zulauf zu einer Versickerungsanlage innerhalb eines die Filteranlage umschließenden Drainagerohrs, vorgesehen sein, wobei in beiden Ausführungsformen ab der Rohrsohle beidseitig aufsteigende, aber nicht bis zum Rohrscheitel reichende Teilbereiche der Innenwandung des Kanal- oder Drainagerohrs die Wanne der Filteranlage als Wannenrohr bilden würden, wobei der Querschnitt des Kanal- oder Drainagerohrs und deren Ausführungsform und Material beliebig sein können.
Auch muss das Filtersubstrat mit seiner Abflussfläche aus der Filteranlage nicht bündig sein mit der Oberkante der umlaufenden Böschungen. Insbesondere für das Rückspülen eines regenerativen Filtersubstrats ist die Abdichtungswannenoberkannte höher zu legen als die Abflussfläche aus dem Filtersubstrat, da bei der Rückspülung des Filtersubstrats das ausströmen beim Reinigungsvorgang rückgelöste Schadstoffe aus der Abdichtungswanne in die nachfolgenden Entwässerungssysteme unbedingt zu vermeiden ist.
Darüber hinaus kann auch die Abflussfläche der Filteranlage oder die Oberfläche der Wanne der Filteranlage zwischen deren Seitenflächen, bzw. umlaufenden Böschungsoberkanten, bzw. beidseitigen Rohrwandungen zur gezielten Wasserführung teilflächig mit wasserdichten Schichten als auch zur ergänzenden Filterung z.B. ganz- oder teilflächig mit wasserdurchlässigen Filtervliesen ausgerüstet werden, wobei wasserdichte- und wasserdurchlässige Schichten auch kombiniert auf der Abflussfläche des Filtersubstrats oder Wannenoberfläche der Filteranlage aufgebracht werden können.
Um den Einbau der Filteranlage zu vereinfachen, bzw. in der Form gesichert herstellen zu können, ist es möglich die Ränder der Wanne, soweit z.B. bei Bahnware ggf. erforderlich, mit z.B. Klemmleisten aus Metall oder Kunststoff zu stabilisieren. Darüber hinaus können auch an allen sonstigen sinnvollen Stellen an den Bauteilen der Filteranlage diese stabilisierende, z.B. statische Elemente und/oder Steck-, Flansch-, oder Schraubverbindungen vorgesehen werden.
Zur Einleitung des Wassers in die Filteranlage ist i.d.R. mindestens ein Regenwasserzufluss an mindestens einer Stirnseite und/oder mindestens ein seitlicher Zufluss von z.B. einem (Absetz-)Schacht, Ablauf (mit Nassschlammfang), Rinne, Kanal und/oder Fallrohr erforderlich, der an dem Drainageelement anschließt, bzw. die an dem Drainageelement anschließen, das z.B. als Drainagerohr ausgeführt sein kann. Das Drainageelement hat dabei die Aufgabe die noch nicht abgesetzten und mit dem Wasser zugeleiteten Sedimente weitestgehend in sich zurück zu halten, so dass nur noch geringe Sediment- und Trübstoffmengen das z.B. als Drainagerohr ausgelegte Drainageelement in den daran angrenzenden Filteranlagenbereich verlassen können. Ebenso sind aber auch alle anderen Arten von Drainageelemente wie z.B. Kunststoffgitterkästen alternativ zum Drainagerohr denkbar, welche die Aufgabe erfüllen das zufließende Wasser weitestgehend von Sediment zu befreien und den Abfluss vorzugsweise über die Länge des Drainageelements so zu verteilen, dass es an das am Drainageelement angrenzende Filtersubstrat gleichmäßig abzugeben ist.
Um eine weitest gehende Absetzung von Sedimente zu erzielen, kann das Drainageelement auch als Labyrinth ausgestaltet werden. Dies erfolgt beispielhaft bei einem Drainagerohr so, dass ein inneres Drainagerohr nur im oberen Scheitel über einen Wasseraustritt in ein äußeres Drainagerohr verfügt, wobei aus dem äußeren Drainagerohr der Wasseraustritt in die Abdichtungswanne der Filteranlage vorzugsweise möglichst weit unten erfolgen sollte. Es können also ineinander verschachtelte Drainagerohre eingesetzt werden. Auch von dieser tiefsten Zuleitung aus dem äußeren Drainagerohr innerhalb der Abdichtungswanne muss das Wasser ergänzend zum Aufsteigen im inneren Drainagerohr nun erneut aufsteigen, so dass über ein Labyrinth eine mindestens zweifache Sedimentation zu erzielen ist, was das Filtersubstrat bei Bedarf besser vor Sedimenteintrag schützen kann. Dieses mindestens zweifache Aufsteigen lassen des Wassers zur Sedimentation kann über ein Labyrinth beliebig oft aneinander gereiht werden.
Außerhalb des Drainageelements kann es aufgrund der nicht ganz auszuschließenden Sedimentausträge aus dem Drainageelement sinnvoll sein, erst eine Lage aus z.B. porenreichen Splitt, Lava oder Kies in der Abdichtungswanne vorzusehen, auf der erst nachfolgend das Filtersubstrat in dann entsprechend reduzierter Menge aufgebracht wird, um so die Filterwirkung des Filtersubstrats vor einer Minderung aufgrund sich am Filtersubstrat anlagernder Sedimente zu schützen.
Zumindest das Drainageelement, ggf. mit einem Labyrinth ergänzt, als auch das Filtersubstrat, ggf. kombiniert mit einem porenreichen Material zur Sedimentaufnahme, befinden sich innerhalb der Wanne der erfindungsgemäßen Filteranlage.
Das Filtersubstrat selbst ist seiner Reinigungsaufgabe entsprechend aus dazu passenden Reinigungsbestandteilen jedweder Art, wie Mineralien, Granulaten, Flüssigkeiten, und/oder Fasern zusammen zu stellen, die als fertiges Produkt vorzugsweise, aber nicht zwingend, eine Sieblinie mit einer möglichst großen Oberfläche zur Optimierung der Reinigungsleistung ergeben. Wird der Filteranlage Dachflächenwasser zugeführt sollte es vorrangig Zink- und Kupferbestandteile aus dem Regenwasser abscheiden können. Kommt das Regenwasser von Verkehrsflächen sind zudem Rückstände von Kraftstoffe mit zurück zu halten.
Zudem ist das Filtersubstrat so auszulegen, dass deren Reinigungsleistung auch beim Eintrag von partikulären Stoffen nur in einem vertretbaren Umfang eingeschränkt wird. Grundsätzlich ist das Filtersubstrat aber auch zukünftig an die sich vermutlich weiter ändernden Anforderungen an vermutlich zusätzlich aus dem Wasser abzufilternde Stoffe anzupassen.
Um die Filteranlage möglichst selten warten zu müssen, bzw. das Filtersubstrat möglichst lange nutzen zu können, ist es Zielführend grobe Verunreinigungen oder große Kraftstoffzuflüsse bereits vor Erreichen des Filtersubstrats aus dem Regenwasser soweit wie möglich zu entfernen.
Da als Bestandteil der Filteranlage im Zufluss zur Filteranlagenwanne, bzw. dem darin angeordneten Drainageelement zumindest ein Revisionsschacht angeraten, aber nicht zwingend ist, der unmittelbar mit mindestens einem Drainageelement der Anlage verbunden sein kann oder bei einigem Abstand zum Drainageelement mittels einer anlageneigenen Zuflussleitung mit diesem, bzw. diesen zu verbinden ist, bietet sich an diesem Schacht oder bei Zuleitung an mehreren Seiten zum Drainageelement auch an weiteren Schächten an, diese Schächte so auszugestalten, dass diese bei Bedarf bereits einen Großteil der partikulären Stoffe wie Schwimmstoffe und Sedimente und/oder Leicht- sowie Schwerflüssigkeiten abscheiden können. Darüber hinaus ist es zielführend aber ebenfalls nicht zwingend auch die Ablaufe und Rinnen die an einem Schacht oder mehreren Schächten im Zufluss zum Drainageelement, oder direkt am Drainageelement seitlich anschließen, mit Vorrichtungen zur Rückhaltung von Sedimente und ggf. auch sonstigen Schadstoffen auszustatten, um so die eigentliche Filteranlage zu entlasten. Je nach Größe der Einzugsfläche und dem Behandlungsbedarf des von dort abfließenden Wassers kann die Filteranlage auch auf mehrere Revisionsschächte und/oder Filterwannen aufgeteilt sein, die sich zudem in der Ausgestaltung der Bauteile unterscheiden können. Es wird so sichergestellt, dass der Filteranlage nur noch von dieser mengenmäßig verkraftbare Schadstoffanteile mit ggf. vorbehandeltem Regenwasser zufließen, wobei das Drainageelement so ausgelegt sein kann, dass dieses nicht nur der Wasseraufnahme und -verteilung im Drainageelement mit dessen Überleitung in das Filtersubstrat dient, sondern selbst auch Reinigungsaufgaben mit erfüllt, die über eine Sedimentation hinaus gehen.
So kann z.B. bei einem als Drainagerohr ausgebildeten Drainageelement und je nach Anwendung, bzw. Ableitungsweg des Wassers, auch bei einem das Drainageelement aufnehmenden Wannenrohr, nur die beiden Seiten mit Öffnungen zum Wasserdurchgang zum Filtersubstrat, bzw. aus der Filteranlage hinaus, ausgestattet sein, Sohle und Scheitel dieser Drainagebauteile aber nicht, so dass sich auf der Drainagebauteilsohle Sedimente und Schwerflüssigkeiten ablagern können bzw. unter den dichten Scheitel des Drainagebauteils Leichtflüssigkeiten aufsteigen und sammeln können, wobei sich bei Filteranlagen im Dauerstau die Leichtflüssigkeiten am Ende des Regenereignisses gegen die Zuflussrichtung, begünstigt durch die geringere Dichte und das Zuflussgefälle, dem entgegen zum irgendwo vorher befindlichen Schacht abgeleitet und dort bis zur Oberfläche aufsteigen, dort abgesogen und entsorgt werden können, ohne an das Drainageelement selbst Arbeiten vornehmen zu müssen.
Wird die Filteranlage ohne Dauerstau betrieben, sprich, die Filterwanne der Filteranlage entleert sich am Ende der Regenwasserableitung, z. B. durch ein bedingt dichtes Wannenvlies oder an einen i.d.R. als Misch- oder Schmutzwasserkanal ausgelegten Abflusskanal, ist es vorteilhaft, aber nicht zwingend, wenn die zurückgehaltenen Sedimente, Leichtflüssigkeiten und sonstigen zurückgehaltenen Schadstoffe über ein Ventil, das z.B. am Ende des Regenereignisses geöffnet werden kann (oder sich automatisch öffnet), um so den Inhalt der Filteranlage, zzgl. der daran hydraulisch verbundener Bauteile, an einen Abflusskanal abzuleiten und so die Filteranlage weitestgehend nach jedem Regenereignis oder je nach Einstellung des Ventils in einem diesem vorgegebenen Öffnungsintervall zu reinigen.
Entsprechend dieser vorstehenden unterschiedlichen Aufgabenstellungen sind auch die Drainageelementdurchgänge zum Filtersubstrat in ihrer Lage und/oder Abmessungen und/oder Anzahl an die jeweilige Aufgabenstellung frei anzupassen.
Je nach Bauform des Drainageelements kann es aus diversen Gründen zudem Sinnvoll sein, die Drainageelemente inkl. der Drainageelementdurchbrüche mit z.B. einem Vlies oder feinmaschigen Gitter aus beliebigem Material zu überdecken. So kann z.B. bei einem herkömmlichen Drainagerohr das Rohr, bzw. bei Kunststoffgitterkästen alle oder nur die wasserleitenden Kästen, in ein Vlies oder Gitter eingewickelt werden, das verhindert, dass das Filtersubstrat oder der Substratträger des Filtersubstrats, bis an die im Profiltal (Wellental) des Drainagerohres angeordneten Drainageelementdurchbrüche (Drainagerohrschlitzung) heranragt und diese teilweise querschnittreduzierend zulegen kann, wodurch die Profiltäler zur besseren Wasserverteilung frei gehalten werden.
Darüber hinaus kann ein Gitter auch dazu verwendet werden den Substratträger zum Drainageelement auf Abstand zu halten um durch die Drainageelementdurchbrüche und das an die Sieblinie eines feinpulvrigen Filtersubstrats angepasste Maschenweite des Gitters das Ein- und Ausbringen von feinpulvrigem Filtersubstrat aus dem Drainageelement in den Substratträger, sprich die Wanne der Filteranlage zu erleichtern, wobei nicht übersehen werden sollte, dass das Ein- und Ausbringen von feinpulvrigem Filtersubstrat auch ohne Gitter direkt über die Drainageelementdurchbrüche in den Substratträger hinein, bzw. aus den Substratträger heraus, erfolgen kann.
Das Ein- und/oder Ausbringen des Filtersubstrats kann, in Abhängigkeit von der Bauart der Filteranlage, als fertig gemischte Schüttung aus z.B. Substratträger und Filtersubstrat unmittelbar in die Abdichtungswanne eingebracht werden oder getrennt nach Substratträger und feinpulvrigem Filtersubstrat, wobei der Substratträger in der Einbauphase der Filteranlage mit eingebracht und das feinpulvrige Filtersubstrat anschließend mittels Wasser und/oder Luft durch das Drainageelement und dessen Durchbrüche in den Substratträger eingebracht und losgelöst vom Substratträger nach der Schadstoffsättigung, mit denselben oder vergleichbaren Techniken, wieder daraus zu entfernen ist.
Als Substratträger eignen sich u.a. Schüttgüter aus Splitt, wie z.B. Hartgestein, Lava, gebrochener Kies (Rundkorn), rückstandsfreies RCL, oder sonstige, auch künstliche Granulate, aber auch Kunststoffkonstruktionen und alle sonstigen Bauteile und Materialien, in die ein geeignetes feinpulvriges Filtersubstrat, unter Beachtung der hydraulischen Randbedingungen, weitestgehend gesichert gegen ausspülen und/oder Kornumverteilung im Betrieb, oder Kolmation durch mit eingetragene Sedimente, einzubringen ist. Bei der Verwendung eines Substratträgers aus natürlichen Splitten können auch diese ggf. über Ihren Mineralienaufbau zur Bindung von Schwermetalle verwendet werden, so das auch Anwendungen denkbar sind, wo der Substratträger selbst bereits für diese Reinigungsaufgabe ausreichend ist und somit kein zusätzliches Filtersubstrat diesem beigemischt werden muss.
Da der Substratträger andere Bedingungen zu erfüllen hat wie z.B. ein unmittelbar daran anschließender Speicherkörper eines Wasserspeichers oder Versickerungssystems, werden sich Substratträger und Speicherkörper i.d.R. voneinander unterscheiden, wobei dies bei Splitten und Granulaten bereits durch unterschiedliche Sieblinien zu erzielen ist. Es können aber auch z.B. Splitte als Substratträger und Kunststoffgitterkästen als Speicherkörper verwendet werden und umgekehrt ebenso und auch alle anderen vorstehenden oder denkbaren Kombinationsmöglichkeiten sind frei wählbar.
Alle üblichen Filtersubstrate haben den Nachteil, dass im Zuge der Sättigung mit den entsprechenden Fremd- und/oder Schadstoffen und der damit zunehmend einhergehenden Verminderung deren Filterwirkung, diese ab einem i.d.R. vorgegebenen Grenzwert oder Zeitraum auszutauschen sind, woraus sich ein erheblicher Arbeitsaufwand, große Mengen mit Fremd- und/oder Schadstoffen verunreinigtes Filtersubstrat, verbunden mit hohen Entsorgungs- oder Deponierungskosten, ergeben.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Filtersubstrats kann daher das, in Form einer losen Schüttung aus entsprechend hergestellten Schüttgütern, Schüttgütermischungen, Pellets, oder auch vorgefertigten Formteilen bestehende, Filtersubstrat aber auch so ausgeführt sein, dass es im in der Abdichtungswanne eingebauten Zustand in-situ immer wieder soweit über entsprechende Reinigungsverfahren zu regenerieren ist, dass es auf lange Sicht nicht ausgetauscht werden muss und somit ein hoher Arbeitsaufwand, große Schadstoffmengen sowie damit einhergehende Deponierungskosten entfallen und nur eine geringe Menge eines Schadstoffkonzentrates zur Entsorgung verbleibt.
Für alle Anwendungsfälle ist es Sinnvoll, das regenerative Filtersubstrat als Granulat oder Substrat aus z.B. nur einem reaktiven Substrat oder als Gemisch aus mindestens zwei, an die jeweils abzufilternden Stoffe angepassten, Materialien, bzw. Substraten herzustellen, wobei sich insbesondere diverse natürliche oder mit zusätzlichen Fremd- und/oder schadstoffbindenden Mitteln konditionierte Gesteinsarten, wie Kalkstein, Lava, Bims, Zeolith, usw., mit poröser und/oder großer Oberfläche und/oder speziellen chemischen Eigenschaften, z.B. hohem Karbonatgehalt, bewährt haben.
Darüber hinaus kann das regenerative Filtersubstrat, Granulat oder Substrat, bzw. auch Mischungen der vorgenannten Materialien, mit filterwirksam konditionierten faserigen und/oder flüssigen Filtermedien ergänzt werden. Flüssige Filtermedien dienen dabei insbesondere dazu, ihre Filtereigenschaft als Film auf die Oberfläche eines Schüttgutes oder der Gesamtfläche der Mischung aller Schüttgüter, sprich Filtersubstrat, Granulat oder Substrat, bzw. deren Mischungen und/oder den Filterfasern aufzubringen. So können bereits als Flüssigkeit in das regenerative Filtersubstrat eingebrachte Filtermedien bei zunehmendem Verlust sehr einfach durch ein Spülen des regenerativen Filtersubstrats und benetzten der Oberfläche und/oder tränken der beigemischten Fasern mit dem flüssigen Filtermedium erneuert werden. Das regenerative Filtersubstrat ist als loses Schüttgut oder in sich mit einem Bindemittel verbundenen Pellets oder auf diese Weise ebenfalls verbundenen, passgenau herstellbaren Formteilen herstellbar, die dann z.B. auch in für den Filtereinsatz vorgefertigte geschlossene Gehäuse, bzw. Rohre oder offene Abdichtungswannen passen.
Der Filterbereich innerhalb der Abdichtungswanne oder des Wannenrohrs muss auch nicht insgesamt aus dem regenerative Filtersubstrat bestehen, sondern kann, von z.B. herkömmlichem Splitt, Granulat, Vlies, Filtergewebe oder mechanischen Bauteilen aus Beton, Stahl oder Kunststoff unterlagert oder umgeben sein.
Dem regenerative Filtersubstrat können darüber hinaus Stoffe z.B. zur Fällung von Fremd- und/oder Schadstoffen und auch alle sonstigen sinnvollen Filtersubstratbildner beigemischt werden. Um das regenerative Filtersubstrat auch in dieser Kombination wiederverwendbar zu halten muss sich das gesättigte Fällungs- oder Flockungsmittel aus dem regenerative Filtersubstrat entfernen lassen, was z.B. über ein Gebläse, eine Trockensiebung oder ein Ausspülen von geschütteten Filtersubstrat, Pellets oder vorgefertigten Filterformteilen erfolgen kann. Ist das regenerative Filtersubstrat von diesen Hilfsstoffen befreit kann dieses selbst bei Bedarf regeneriert werden und im Anschluss ein frisches Fällungs- oder Flockungsmittel untergemischt werden, womit auch ein so komplexes regeneratives Filtersubstrat wiederverwendbar wäre.
Um die verschiedenen Filtersubstrate reinigen zu können muss dieses in flüssigkeitsdichten Behältnissen angeordnet sein, die z.B. aus geschlossenen Gehäusen oder Rohren oder nach oben offenen Abdichtungswannen oder Becken bestehen. Wichtig ist, dass sichergestellt ist, dass während der Reinigung der Filtersubstrate kein flüssiges Reinigungsmedium aus dem Filtersubstrat, bzw. dessen Gehäuse oder Wanne unkontrolliert entweichen kann, da die Reinigungsmedien sich stark mit den vom Filtersubstrat vorher zurückgehaltenen Stoffen anreichern und daher umweltschädlich sind.
Als Reinigungsverfahren sind in Abhängigkeit vom zu entfernenden Fremdstoffen insbesondere blasen, spülen und/oder sieben mit ggf. noch daran anschließenden weiteren Reinigungsschritten, wie z.B. trocknen geeignet. Mittels Blasen lassen sich nach dem trockenlegen der Filteranlage insbesondere lose im Filtersubstrat befindliche feinpartikuläre Stoffe entfernen, wobei auch bei Bedarf reaktive Reinigungsgase Anwendung finden können, welche die vom Filtersubstrat gebundenen Fremd- und/oder Schadstoffe von diesem lösen.
Bei einer trockengelegten oder eingestauten Filteranlage können u.a. über die Spülenergie absorbierte Stoffe herausgelöst werden, über z.B. entsprechende Zusätze in der Spülflüssigkeit und/oder einem anderen pH-Wert, können zudem Adsorptions- und/oder Adhäsionsvorgänge reduziert oder am Filtersubstrat aufgelöst werden, um die somit gelösten Fremd- oder Schadstoffe mit der Spülflüssigkeit ab zu saugen oder aus dem Filtersubstrat ablaufen zu lassen.
Für alle Reinigungsverfahren gilt, dass diese, wenn nicht schon ein Reinigungsgang ausreichend ist, so lange zu wiederholen sind, bis das wiederzuverwendende, recyclingfähige oder in-situ regenerative Filtersubstrat wieder einen verwendungsfähigen Zustand erreicht hat.
In einigen Anwendungsfällen wird es so sein, dass nicht das gesamte belastete Regenwasser einer Behandlung, bzw. Filterung zugeführt werden muss, sondern nur ein Teilabfluss dessen. In diesen Fällen ist der Abfluss bei einer Ausgestaltungsform noch vor dem Zufluss in die Filteranlage in einen Haupt- und Nebenstrom, mit zumeist festgelegten zwei Einzelvolumenströme, aufzuteilen, wobei ein Einzelvolumenstrom der Filteranlage zugeführt und der weitere Einzelvolumenstrom um diese z.B. herum als Bypass einem Abflusskanal oder einer sonstigen Vorflut zufließt oder z.B. unbehandelt in den Speicherkörper eines Wasserspeichers oder Versickerungssystems eingeleitet werden darf, der ggf. auch mit dem Speicherkörper zur Aufnahme des behandelten Wassers identisch ist. In einer weiteren Ausgestaltungsform kann das nicht zu behandelnde Wasser auch in das Drainageelement geleitet werden und an dessen Ende als z.B. gedrosselter Teilabfluss an einen Kanal oder sonstige Vorflut abfließen oder z.B. in einem die Reinigungsleistung des Filtersubstrats übersteigenden Wassermenge, quasi in Form einer hydraulischen Überlastung, die allerdings in diesem Zustand nur eine begrenzte Reinigung des zufließenden Wassers erlaubt, insgesamt durch das Filtersubstrat in einen Abflusskanal, Wasserspeicher oder Versickerungssystem abgeleitet werden.
Gibt die Filteranlage mehr Wasser an den Wasserspeicher oder das Versickerungssystem ab, als deren Speicherkörper aufnehmen können, sind entweder im Zufluss der Filteranlage oder in dessen Abfluss Überstauentlastungen vorzusehen. Überstauentlastungen jedweder Bauform sind dabei im Zufluss sehr einfach in einem dem Drainageelement vorgeschalteten Schacht anzuordnen, wobei i.d.R. in Abhängigkeit von der mit dem Schacht kommunizierenden Füllhöhe im Speicherkörper eine Überstauentlastung anspringt, welche das Wasser einem Kanal oder einer sonstigen Vorflut wie z.B. einem Graben oder Becken zuführt. Für den Abfluss aus dem Speicherkörpern des Wasserspeichers oder Versickerungssystems zu einer Überstauentlastung ist hingegen in den Speicherkörper selbst zum Abfluss mindestens ein weiteres Drainageelement anzuordnen, das, bzw. die an sinnvoller Stelle innerhalb des Speicherköpers anzuordnen ist, bzw. sind und von dort über eine Abflussleitung zu mindestens einem Schacht, mit z.B. einem Ventil oder einem Schwanenhals, als Überstauentlastung abfließt.
Einige Ausführungsformen der vorstehenden, erfindungsgemäßen Filteranlagen sollen die als Zeichnungen folgenden Beispiele und deren Beschreibung tiefergehend verdeutlichen.
In den Zeichnungen sind sechs Ausführungsbeispiele der Erfindung in Querschnitten und eine davon im Längsschnitt mit Draufsicht dargestellt.
Es handelt sich in allen Darstellungen um Filteranlagen, die beispielhaft über ein DN 300 Drainagerohr als Drainageelement (13) beschickt werden.
Die dargestellte Beispielauswahl zeigt in:
1 Querschnitt durch eine Filterwanne (16), aus einem zuleitenden DN 300 Drainagerohr (13), innerhalb eines, das behandelte Wasser zu einem Abflusskanal (39) ableitenden, in der Rohrwandung umlaufend dichten, Wannenrohrs (32), eingebaut innerhalb eines verfüllten Rohrgrabens (37).
2 Querschnitt durch eine Filterwanne (16), aus einem zuleitenden DN 300 Drainagerohr (13) innerhalb eines, das behandelte Wasser in den Speicherkörper (11) ableitenden, in der Rohrwandung teils geschlitzten, Wannenrohrs (32), eingebaut innerhalb eines Speicherkörpers (51).
3 Querschnitt durch eine Filterwanne (16), aus einem zuleitenden DN 300 Drainagerohr (13) innerhalb einer oben offenen Abdichtungswanne (16) aus Bentonitbahn (33), eingebaut unterhalb eines Speicherkörpers (51).
4 Querschnitt durch eine Filterwanne (16), aus einem zuleitenden DN 300 Drainagerohr (13) innerhalb einer oben offenen Abdichtungswanne (16) aus Bentonitbahn (33), eingebaut innerhalb eines Speicherkörpers (51).
5 Querschnitt durch eine nach oben offene, über die Abflussfläche (52) des Filtersubstrats (24) erhöhte Filterwanne (16) aus Bentonitbahn (33), wobei auf der Abflussfläche (52) des Filtersubstrat (24) eine DN 100 Drainleitung als Spülleitung (54) zur Reinigung der Filteranlage aufliegt, und innerhalb der Filterwanne (16) ein zuleitendes, inneres DN 300 Drainagerohr (13), zur Labyrinthbildung ergänzt mit einem äußeren DN 350 Drainagerohr angeordnet ist und zudem außerhalb der Filterwanne ein DN 200 Abflusskanal (39) für einen Bypass um die Filteranlage herum verlegt und alles innerhalb eines Speicherkörpers (51) eingebaut ist.
6 Querschnitt durch eine Filterwanne(16) aus einer nach oben offenen Abdichtungswanne (16) aus Bentonitbahn (33), eingebaut unterhalb eines Speicherkörpers (51), ausgestattet mit einem inneren DN 300 Drainagerohr (13), zur Labyrinthbildung ergänzt mit einem äußeren DN 350 Drainagerohr und eine der Zuleitungen (22) ins Drainageelement (13) auch seitlich erfolgt, wobei das Filtersubstrat (24) auf einem der zusätzlichen Sedimentation dienenden Splitt (25) aufliegt.
7 Längsschnitt durch eine Filteranlage (10) gemäß 4.
8 Draufsicht auf eine Filteranlage (10) gemäß 4.
Zur besseren Darstellung wurden einige verdeckte Kannte in den Schnitten mit aufgenommen und die 1–6 mit dicken gestrichelten Splinelinien mit Endpfeile zur Visualisierung des Fließweges des Wassers durch die Filteranlage versehen.
In 1 ist das Wannenrohr (32) einer im gewachsenen Boden (36) angeordnete Filteranlage (10), zum Betrieb im Dauerstau, vor einem Abflusskanal (39), im Querschnitt dargestellt, deren Zuleitung über ein DN 300 Kanalrohr (22) bis zur Stirnplatte (48) eines DN 500-Wannenrohres (32) reicht, das die Wanne der Filteranlage (10) bildet, an dem ein DN 300 Drainagerohr (13) mittels einer Drainagerohr-KG-Muffe (43) angeschlossen ist. Am Leitungsende des Drainageelements (13) verschließt eine Endkappe (57) das Drainagerohr, bzw. Drainageelement (13). Das Drainagerohr (13) wird das ankommende Wasser aufgrund der Strömungsreduzierung im Verlauf des Drainagerohrs (13) von Sedimente die sich im Absetzbereich (18) ablagern und Leichtflüssigkeiten die zum dichten Rohrscheitel (20) aufsteigen über die Länge zunehmend trennen, so dass sich große Teilmengen der Sedimente im Absetzbereich (18) auf der Sohle des Drainagerohrs (13) und die meisten Leichtflüssigkeiten am dichten Scheitel (20) des Drainagerohrs (13) ansammeln können. Mit dem Beginn des Zuflusses tritt fast zeitgleich auch Wasser durch die beidseitig identische Drainagerohrschlitzungen (14) des DN 300 Drainagerohrs (13) in die mit einem aus Substratträger (23) aus Splitt (25) und sonstigen Filtermedien gebildeten Filtersubstrat (24) gefüllte Filterkammer über, deren Abdichtungswanne (16) aus einer wasserdichten Außenwandung (15) einer DN 500 Rohrwandung eines Wannenrohres (32) gebildet wird. Das Wasser wird dem entsprechend nach dem Verlassen des Drainageelements (13) nach oben durch das Filtersubstrat (24) gelenkt und tritt aufsteigend aus dessen Abflussfläche (52) in den freien Abflussquerschnitt (38) des Wannenrohres (32) auf und fließt von dort horizontal oberhalb des von Filtersubstrat (24) freien DN 500-Rohrquerschnitts zu einem Abflussbereich, am Ende des Drainageelements (13), der über eine Länge von 300 mm zwischen Endkappe (57) des Drainagerohrs (13) und dem Übergangsbereich von der Filteranlage (10) zum Abflusskanal (39) den vollen Querschnitt des DN 500-Wannenrohres (32) zur Verfügung stellt, so dass sich in diesem Bereich die Querschnittsverhältnisse des Fließvorgangs an den DN 300-Abflusskanal (39), das am Ende des DN 500-Wannenrohrs (32) angeschlossen ist, weitestgehend frei von Strömungswiderständen, anpassen können. In diesem Beispiel ist der DN 300-Abflusskanal (39) Scheitelgleich mit dem DN 500-Wannenrohr (32) verbunden, wozu festzustellen ist, dass der Abflusskanal (39) auch Sohlgleich oder an einer sonstigen beliebigen Stelle an der Stirnplatte (48) am Ende der Filteranlage (10) angeschlossen werden kann.
2 zeigt eine weitestgehend vergleichbare Bauweise zu 1, wobei die wenigen Unterschiede für eine gänzliche andere Verwendung sorgen. Ist die Zuleitung (22) des ankommenden Wassers noch beim Durchfließen der Anlage bis zum Austritt aus dem Filtersubstrat (24) identisch zu 1, so erfolgt hier jedoch die Ableitung durch die Rohrschlitzung (14) der Rohrwandung des DN 500-Wannenrohres (32), womit es sich demnach bei dem Wannenrohr (32) um ein nur in Teilen des Rohrumfangs geschlitztes Drainagerohr handelt, welches das gereinigte Wasser durch dessen Schlitzung (14) an den Speicherkörper (51) einer Versickerungsrigole (11) abgibt, in welche das Wannenrohr (32) der Filteranlage (10) eingebaut ist. Da diese Filteranlage ohne Dauerstau betrieben wird befindet sich in der Stirnplatte (48) am Ende der Filteranlage eine DN 160 KG-Leitung zur gesteuerten Restwasserentleerung (41) des am Ende des Regenereignisses noch in der Filteranlage und den damit im Zufluss verbundenen und nicht mit dargestellten Bauteilen (17, 22) befindlichen Restwassers an einen hier ebenfalls nicht dargestellten Abflusskanal.
3 zeigt eine im gewachsenen Boden angeordnete und im Dauerstau betriebene Filterwanne (16) unterhalb eines Speicherkörpers (51) einer Versickerungsrigole (11), im Querschnitt, (die 7 und 8 stellen dessen Längsschnitt, bzw. Draufsicht dar), deren von einem Schacht (17) mit Absetzbereich (18) für u.a. Sedimente kommenden Zuleitung als DN 300 Kanalrohr (22) bis zur vorderen von zwei Stirnplatten (48) aus Edelstahl reicht. Aus beiden Stirnplatten (48) ragen durch je einen Durchbruch je ein Spitzende einer Drainagerohr-KG-Muffe (43), die an das in einer Abdichtwanne (16) aus Bentonitbahn (33) liegende DN 300 Drainagerohr (13) angeschlossen sind, deren Spitzende zum Anschluss an die Muffe der Zuleitung (22) zur Anlage und bei Bedarf mit dem zweiten Spitzende an einen Abflusskanal (39) angeschlossen werden kann, das in diesem Beispiel jedoch mit eine KG-Doppelmuffe (45) und eine KG-Muffenstopfen (46) verschlossen ist. Das Drainagerohr bildet auch hier wieder das Drainageelement (13) und die zwischen den beiden Stirnplatten (48) mit Klemmleisten, für die dichte Verbindung zwischen Stirnplatte (48) und Bentonitbahn (33), angeordnete Bentonitbahn (33), die Abdichtungswanne (16) der Filteranlage (10). Das Drainagerohr (13) wird das ankommende Wasser aufgrund der Strömungsreduzierung im Verlauf des Drainagerohrs (13) von u.a. Sedimente, Schwer- und Leichtflüssigkeiten über die Länge zunehmend trennen, so dass sich große Teilmengen der Sedimente und Schwerflüssigkeiten auf der als Absetzbereich (18) dienenden Sohle des Drainagerohrs (13) ablagern und die meisten Leichtflüssigkeiten sich unter dem dichten Scheitel (20) des Drainagerohrs (13) ansammeln können. Mit dem Beginn des Zuflusses tritt fast zeitgleich auch Wasser durch die beidseitig identische Drainagerohrschlitzungen (14) des DN 300 Drainagerohrs (13) in die äußeren Profiltäler des Drainagerohrs (13) über, die abweichend zu 7 und 8 mit einem Gitternetz (42) das Eindringen von Substratträger aus Splitt in die Profiltäler verhindert, so dass sich das aus der Drainagerohrschlitzung (14) austretende Wasser im gesamten Drainagerohrprofil verteilen und somit gleichmäßiger an das außerhalb des Gitternetzes (42) angeschüttete Filtersubstrat (24) gelangen kann. Das Filtersubstrat (24) zur Füllung der Filterkammer innerhalb der Abdichtungswanne (16) besteht aus einem Substratträger (23) aus Splitt (25) und feinpulvrigem Filtersubstrat, wobei deren Abdichtungswanne (16) aus Bentonitbahn (33) mit beidseitig angeordneten Böschungen gebildet wird. Um sauber überströmbare obere Ränder (27) der Abdichtungswanne (16) ausführen zu können sind diese an den oberen Rändern (27) zur genauen Höheneinstellung mit zusätzlicher Bentonitbahn (33) genau auf Abdichtungswannenhöhe horizontal abgewinkelt. Das Wasser wird dem entsprechend nach oben durch das Filtersubstrat (24) gelenkt und tritt anders als bei den 1 und 2 aus der Abflussfläche (52) aufsteigend in den Speicherkörper (51) der Versickerungsrigole (11) über und darin auf, um sich dann frei über deren Versickerungsfläche (40) auszudehnenden und mit einem länger andauerndem Regenereignis darin weiter anzusteigen und sich nach Beendigung des Regens über die Versickerungsfläche (40) zu entleeren. Die Filteranlage (10) selbst und daran anschließende Zuleitungsbauteile (17, 22) bleiben dauerhaft bis zur Höhe der Oberkannte (27) der Abdichtungswanne (16) eingestaut.
4 ist weitestgehend identisch zur 3 und unterscheidet sich nur darin, dass die im Speicherkörper (51) einer Versickerungsrigole (11) angeordnete Abdichtungswanne (16) mit Ihrer Abdichtungswannensohle auf der Versickerungsfläche (40) der Versickerungsrigole (11) aufliegt und sich somit der gesamte Querschnitt der Abdichtungswanne innerhalb des Speicherkörpers (51) der Versickerungsrigole (11) befindet. Darüber hinaus wurde auf das Gitternetz (42) zur hydraulischen Optimierung der Überleitung vom Drainagerohr (13) in das Filtersubstrat (24) verzichtet.
Bei 5 wurde ebenfalls weitestgehend die Bauform der Abdichtungswanne (16) aus Bentonitbahn (33) aus den 3 und 4 übernommen, die oberen Ränder (27) mittels überstehender Wannenränder (53) aber höher gezogen als die Abflussfläche (52) des Filtersubstrats (24) um einen Schutz gegen auslaufende Reinigungsflüssigkeit im Zuge von Filterreinigungen zu schaffen. Zur Reinigung wurde zudem auf der Abflussfläche (52) ein Drainagerohr mit nach unten zeigender Schlitzung als Spülleitung (54) aufgelegt über das die Reinigungsflüssigkeit in das Filtersubstrat (24) eingespült wird. Die Spülleitung (54) ist mit dem Splitt (25) des Speicherkörpers (51) der Versickerungsrigole (11) überbaut. Zur Verbesserung der Sedimentation wurde das Drainageelement (13) als Labyrinth ausgelegt, was in diesem Beispiel in der Form realisiert wurde, dass ein inneres DN 300 Drainrohr (59) nur im Scheitel geschlitzt (14) ist, somit zum einen ein maximaler Sedimentationsraum (18) im Rohr verbleibt und zum anderen der Ausfluss nur an der zur Sedimentation vorteilhaftesten Stelle im flüssigkeitsdurchlässigen Scheitel (14) des inneren Drainagerohres (59) erfolgen kann, von wo das Wasser durch die Profiltäler des Inneren Drainagerohres (59), gelenkt durch die Innenfläche des DN 350 äußeren Drainagerohres (60) zu dessen Schlitzung (14) im unteren Bereich des äußeren Drainagerohres (60) geführt wird. So muss das Wasser erneut aus dem unteren Bereich der Filterwanne (16) aufsteigen, wobei erneut eine Sedimentation in einen weiteren Absetzraum (18) innerhalb des Splitts (25) einsetzt. Um diese restlichen Sedimente nicht das Filtersubstrat (24) in der Reinigungsleistung einschränken zu lassen ist der untere Bereich der Filterkammer innerhalb der Abdichtungswanne (16) mit einem porenreichen Splitt (25) zur Einlagerung der restlichen Sedimente gefüllt, wobei der Splitt zur Unterstützung der Reinigungsleistung auch viel Karbonat enthalten kann. Erst oberhalb dieser unteren Schicht aus Splitt (25) liegt das eigentliche Filtersubstrat (24) auf. Da nicht immer der gesamte Regenwasserabfluss von den Flächen behandelt werden muss um ein ausreichendes Reinigungsergebnis zu erzielen wird außerhalb der Filterwanne (16) aber ebenfalls innerhalb des Speicherkörpers (51), auf das Planum aufliegend, ein Abflusskanal (39) angeordnet, der einen Teilabfluss aus dem Zufluss zur Filteranlage um diese herum an eine Vorflut ableitet. Der Abflusskanal (39) kann dazu auch an einem innerhalb des Speicherkörpers (51) ebenfalls außerhalb der Filterwanne (16) angeordnetes Drainagerohr enden, womit der unbehandelte Wasseranteil zulässigerweise direkt in den Speicherkörper (51) der Versickerungsrigole (11) eingeleitet und versickert würde.
6 zeigt eine Filterwanne (16), die in Ausführung und Lage der Filterwanne (16) aus 3 und dem Drainageelement (13) und zweilagigem Filteraufbau aus Splitt (25) und Filtersubstrat (24) aus der 5 entspricht. 6 dient daher insbesondere dazu den Anschluss eines seitlichen Zuflusses (55) an das Drainageelement (13) darzustellen. Dazu bieten sich sowohl wie hier dargestellt Sattelstücke als auch Formteile, z.B. als T-Stücke an, die zwischen die einzelnen Drainageelemente eingefügt werden.
Die 7 (Längsschnitt) und 8 (Draufsicht) stellen eine Filteranlage (10), bestehend aus einer auf einem kleinen Teil der Versickerungsfläche (40) einer Versickerungsrigole (11) aufgebauten Filterkammer (16) mit einem daneben eingebauten und zur Filteranlage (10) gehörenden Schacht (17), gemäß 4 im Dauerstau (49) dar, deren Zufluss (50) zuerst in den Schacht (17) mit einem Abscheidebereich für Schwebstoffe (19) wie z.B. Laub und Leichtflüssigkeiten (61) sowie einem Absetzbereich (18) als Reinigungsstufe für u.a. Sedimente und Schwerflüssigkeiten (21) einströmt und nach dieser Behandlung vom Schacht (17) über ein DN 300 Kanalrohr als Zuleitung (22) des Filters über eine vordere von zwei Stirnplatten (48) aus Edelstahl bis zum Drainageelement (13) reicht. Die zweite Stirnplatte befindet sich am anderen Ende des Drainageelementes (13). Aus beiden Stirnplatten ragen durch einen Durchbruch je eine an das in einer Abdichtungswanne (16) aus Bentonitbahn (33) liegende DN 300 Drainagerohr (13) aufgesteckte Muffen (43), deren Spitzende zum Anschluss an die Muffe (43) der Zuleitung (22) zur Anlage und bei Bedarf mit dem zweiten Spitzende an einen hier nicht dargestellten Abflusskanal angeschlossen werden kann, das in diesem Beispiel daher aber mit eine KG-Doppelmuffe (45) und KG-Muffenstopfen (46) verschlossen ist. Das Drainagerohr bildet auch hier wieder das Drainageelement (13) und die zwischen den beiden Stirnplatten (48) mit Klemmleisten, für die dichte Verbindung zwischen Stirnplatte (48) und Bentonitbahn (33), angeordnete Bentonitbahn (33), die Abdichtungswanne (16) der Filteranlage (10). Das Drainagerohr (13) wird das ankommende Wasser aufgrund der Strömungsreduzierung im Verlauf des Drainagerohrs (13) auf der Rohrsohle von Sedimente (18) und im gedichteten Rohrscheitel (20) von Leichtflüssigkeiten über die Länge zunehmend trennen, so dass sich die nicht im Absetzschacht (17) verbliebenen Teilmengen der Sedimente (18) weitestgehend auf der Sohle des Drainagerohrs (13) und die meisten Leichtflüssigkeiten am Scheitel (20) des Drainagerohrs (13) ansammeln können. Mit dem Beginn des Zuflusses tritt fast zeitgleich auch Wasser durch die beidseitig identische Drainagerohrschlitzungen (14) des DN 300 Drainagerohrs (13) in die äußeren Profiltäler des Drainagerohrs (13), bzw. die Filterkammer, über. Das Filtersubstrat (24) zur Füllung der Filterkammer innerhalb der Abdichtungswanne (16) besteht aus einem Substratträger (23) aus Splitt (25) und feinpulvrigem Filtersubstrat (24), wobei deren Abdichtungswanne (16) aus Bentonitbahn (33) mit beidseitig angeordneten Böschungen gebildet wird. Um sauber überströmbare Oberkanten (27) der Abdichtungswanne ausführen zu können sind diese am oberen Ende (27) zur genauen Höheneinstellung mit zusätzlicher Bentonitbahn (33) genau auf Abdichtungswannenhöhe horizontal abgewinkelt. Das Wasser wird dem entsprechend nach oben durch das Filtersubstrat (24) gelenkt und tritt zuerst beidseitig über die Abflussfläche (52) und von dort über Oberkanten der Abdichtungswanne (27) in die Versickerungsrigole (11) über, um durch den Speicherkörper (31) der Rigole bis zur Versickerungsfläche (40) abzusinken und sich von dort frei über deren Versickerungsfläche (40) zu beiden Seiten der Filterwanne (16) ausdehnen und bei einem länger andauerndem Regenereignis darin anzusteigen um sich nach Beendigung des Regens über die Versickerungsfläche (40) zu entleeren. Die komplette Filteranlage (10) inkl. deren Zuleitungsbauteile (17, 22) bleiben dauerhaft bis zur Höhe der Oberkannte (27) der Abdichtungswanne (16) eingestaut.
Bezugszeichenliste

10: Filteranlage
11: Versickerungsrigole
12: Filterkammeranschluss
13: Drainageelement
14: wasserdurchgängige Außenwandung
15: wasserdichte Außenwandung
16: Wanne / Filterwanne / Abdichtungswanne
17: Schacht
18: Absetzbereich
19: Schwebstoffe
20: dichter Scheitel
21: Schwerflüssigkeit
22: Zuleitung zur Anlage
23: Substratträger
24: Filtersubstrat
25: Splitt
26: freie Räume
27: obere Ränder der Wanne
28: seitliche Wannenwände
29: Verbindungsbauteile
30: Oberfläche der Filteranlage / des Filtersubstrats
31: Speichervolumen / Rigole
32: Wannenrohr
33: Bentonitbahn
34: Wasserübergang
35: Verkehrsfläche
36: gewachsener Boden
37: Rohrgrabenverfüllung
38: Abflussquerschnitt
39: Abflusskanal
40: Versickerungsfläche
41: Restwasserentleerung
42: Gitternetz
43: Drainagerohr-KG-Muffe
44: Drainagerohr-Doppelmuffe
45: KG-Doppelmuffe
46: KG-Muffenstopfen
47: Rieselschutzvlies
48: Stirnplatte
49: Wasserstand
50: Schachtanschlüsse
51: Speicherkörper
52: Abflussfläche
53: überstehender Wannenrand
54: Spülleitung
55: seitlicher Zufluss
56: Trennbereich
57: Endkappe
58: Vlies
59: inneres Drainagerohr
60: äußeres Drainagerohr
61: Leichtflüssigkeit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012002518 A1 [0005]
EP 1803851 A1 [0006]
EP 2410095 A2 [0008]

Claims

Unterirdisch im Erdreich und vor einem Abflusskanal (39) oder Wasserspeicher oder Versickerungssystem (11), eingebaute Filteranlage (10) für belastetes Regenwasser, umfassend eine Sedimentations- (18) und/oder Filterstufe (24), dadurch gekennzeichnet, dass ein Drainageelement (13) in der Filteranlage (10) derart angeordnet ist, dass es ergänzend zur Durchleitung des Regenwassers auch zur Rückhaltung von mit dem Regenwasser dem Drainageelement (13) zufließenden Schadstoffen, wie z.B. Sedimente (18) und/oder Schwerflüssigkeit (21) und/oder Leichtflüssigkeit (61) und im Abfluss des Drainageelements ein Filtersubstrat zur Abfiltrierung wassergelöster Schadstoffe dient.
Filteranlage (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Drainageelement (13) mindestens ein Behandlungsbauwerk vorgeschaltet ist, das auch als Schacht (17) und/oder Straßenablauf mit Nassschlammfang ausgebildet ist und dem Drainageelement (13) der Filteranlage (10) als Vorreinigung von den im Regenwasser der Filteranlage (10) zufließenden Schadstoffen dient.
Filteranlage (10) nach mindestens Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drainageelement (13) und das Filtersubstrat innerhalb einer Filterwanne (16) angeordnet ist.
Filteranlage (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtersubstrat (24) insgesamt aus einem filterwirksamen Substrat und/oder aus einem Substratträger (23) und filterwirksamen Substraten und/oder Substanzen und/oder regenerationsfähig ausgebildet ist.
Filteranlage (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfluss aus der Filteranlage insgesamt oder zumindest in Teilen über eine Abflussfläche (52) des Filtersubstrats (24) erfolgt.
Filteranlage (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberkannte (27) der Filterwanne (16) oder eine Schlitzung (14) eines Wannenrohrs (32) höher reicht als die Abflussfläche (52) des Filtersubstrats (24).
Filteranlage (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rückspülung der Filternanlage (10) Filterstufe (24) eine Spülleitung (54) vorgesehen ist.
Filteranlage (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mehrstufige Abscheidung von Schadstoffen innerhalb des Drainageelements (13) über ein Labyrinth erfolgt, das vorzugsweise aus mehreren, insbesondere ineinander verschachtelten, Drainagerohren (59, 60) ausgebildet ist.
Verfahren zur Behandlung von belastetem Regenwasser mittels einer unterirdisch im Erdreich eingebauten Filteranlage (10), die vor einem Abflusskanal (39), Wasserspeicher oder Versickerungssystem (11) angeordnet ist, wobei die Filteranlage (10) eine Sedimentations- (18) und/oder Filterstufe (24) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drainageelement (13) zur Rückhaltung von mit dem Regenwasser zufließenden Sedimente (18) und/oder Schwerflüssigkeit (21) und/oder Leichtflüssigkeit (61) und im Abfluss des Drainageelements ein Filtersubstrat zur Abfiltrierung wassergelöster Schadstoffe dient.