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In einen Abwasserkanal eingeschaltetes Ausgleichs- und Absetzbecken
für Regenwasser mit einer in einen Vorfluter entwässernden Überlaufrinne Die Erfindung
betrifft ein in einen Abwasserkanal eingeschaltetes Ausgleichs- und Absetzbecken
für Regenwasser mit einer in einen Vorfluter entwässernden überlaufrinne, die an
einer dem Wassereinlauf abgekehrten Seite des Beckens vorgesehen ist.
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Zur Aufnahme des Regenwassers werden sowohl beim Misch- als auch beim
Trennverfahren oft in das Kanalsystem sogenannte Regenwasser-Speicherbekken, Regenwasser-Ausgleichsbecken,
Absetzbecken oder Becken, die zugleich mehrere Aufgaben erfüllen, eingefügt.
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Regenwasser-Speicherbecken sollen das Regenwasser, das eine festgelegte
Menge übersteigt, auffangen und speichern und dann in kleinen Mengen weiterleiten.
Hierdurch ist erreicht, daß der sich an das Regenwasser-Speicherbecken anschließende
Sammelkanal im Querschnitt klein gehalten sein kann. Wird daher ein vorhandenes
Kanalnetz erweitert, so kann der bestehende Sammelkanal durch Vorschaltun2 eines
Speicherbeckens beibehalten werden.
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Beim sogenannten Regenwasser-Ausgleichsbecken findet keine volle Speicherung
statt. Das Regenwasser-Ausgleichsbecken unterscheidet sich demnach vom Regenwasser-Speicherbecken
dadurch, daß sein Fassungsvermögen kleiner ist, als es die Differenz zwischen Wasserzulauf
und Wasserablauf erfordert. Zum Ausgleich erhält das Ausgleichsbecken einen Überlauf
unmittelbar zum Vorfluter. Das Regenwasser-Ausgleichsbecken hat den Vorteil, daß
es zunächst den Teil des einfließenden Regenwassers, der eine festgelegte Menge
übersteigt, auffängt und speichert und dann in kleinen Mengen weitergibt. Sein Überlauf
tritt nur dann in Tätigkeit, wenn die Regenwassermenge das größte Fassungsvermögen
überschreitet. Bei nur kleinen Regenmengen oder nur kurzer Regendauer reicht meist
das Regenwasser-Ausgleichsbecken aus, um die gesamte Überschußmenge zu speichern
und das Wasser allmählich in den zur Kläranlage führenden Kanal weiterzuleiten.
In diesem Fall wird das gesamte Regenwasser zur Kläranlage weitergeleitet.
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Überschreitet bei einem bekannten Ausgleichs-und Absetzbecken dieser
Art der Anfall des Regenwassers das maximale Fassungsvermögen des Bekkens, so strömt
das überschüssige Wasser nach einer grobmechanischen Reinigung, bei der auch Schwimmstoffe
durch sogenannte Tauchbretter oder Tauchschürzen zurückgehalten werden, in den im
Becken angeordneten Überlauf und von da in den Vorfluter. Bei dieser Ausbildung
besteht jedoch die Gefahr, daß die in dem Becken erfolgte grobmechanische Reinigung
der überschüssigen, unmittelbar zum Vorfluter abfließenden Wassermenge von den aufgewirbelten
Schmutzstoffen nicht ausreicht und das gewünschte Verdünnungsverhältnis nicht erreicht
wird. Das Verdünnungsverhältnis wird nach folgenden Gesichtspunkten festgelegt:
Bei einer Mischwasserkanalisation geht man davon aus, daß bei starkem Regen ein
großer Teil des Mischwassers ohne Behandlung und Reinigung in den Vorfluter abgeleitet
werden kann, weil das Schmutzwasser mit dem Regenwasser so stark verdünnt ist, daß
die Verschmutzung je Einheit wesentlich geringer ist als die des unverdünnten Schmutzwassers,
so daß der Vorfluter diese überwassermenge an den wenigen Regentagen ohne unzulässige
Verschmutzung aufnehmen kann. Solange das höchstzulässige Verdünnungsverhältnis
nicht erreicht ist, wird das Mischwasser vollständig der Kläranlage zugeführt werden.
Wird der Zulauf stärker, so kann ein Teil nach erfolgter grobmechanischer Reinigung,
deren Aufgabe es ist, das gewünschte Verdünnungsverhältnis herzustellen, unmittelbar
über den Überlauf in den Vorfluter abfließen.
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Die grobmechanische Reinigung hängt von der Absetzzeit in dem Ausgleichsbecken
ab. Läuft bei sehr starkem Regen wesentlich mehr Mischwasser in das Ausgleichsbecken
als nach dem festgesetzten Verdünnungsverhältnis behandelt werden kann, so wird
die Absetzzeit stark verkürzt und damit die grobmechanische Reinigung so sehr gemindert,
daß sie praktisch bedeutungslos wird. Die Folge davon ist eine unzulässige Verschmutzung
des Vorfluters. Um
die notwendige Absetzzeit auch bei starkem Mischwasserzulauf
zu erreichen, werden vielfach dem Beckeneinlauf Vor-Überläufe vorgeschaltet. Mit
diesen ist wohl eine ausreichende Absetzzeit gewährleistet, jedoch muß für die aus
dem Vor-Überlauf abgeflossene Wassermenge ein weiteres Becken zur Verfügung stehen.
Sollte das Wasser jedoch gleich in den Vorfluter geleitet werden, so wird, besonders
bei Beginn des übermäßigen Zulaufs, starkverschmutztes Mischwasser, insbesondere
durch Aufwirbeln des sich am Boden abgesetzten Schlamms, in den Vor-Überlauf und
damit in den Vorfluter gelangen. Bei einer anderen Ausführungsart wird die Überwassermenge
um das Ausgleichsbecken herum unmittelbar in die Kläranlage geführt; dies erfordert
aber ein entsprechend größeres Fassungsvermögen der Kläranlage.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ausgleichs- und Absetzbecken
für Regenwasser der eingangs erwähnten Art zu schaffen, in welchem dem Mischwasser
bis zu einem festgelegten Verdünnungsverhältnis bei jeder Zuflußmenge die gewünschte
Absetzzeit zur Verfügung steht und damit das Wasser eine grobmechanische Reinigung
erfährt. Es soll also zeitweilig wesentlich mehr Mischwasser zufließen können, als
nach dem festgelegten Verdünnungsverhältnis in derselben Zeit gereinigt werden kann.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Becken ein weiterer im Bereich
des Wassereinlaufs angeordneter, mit dem Vorfluter in Verbindung stehender Überlauf
eingebaut ist, dessen ü6erlaufkante höher liegt als die überlaufschwellenoberkante
der überlaufrinne. Hierdurch ist erreicht, daß, wenn mehr Mischwasser zuströmt,
als das Becken fassen kann, die überlaufrinne die grobmechanisch gereinigte Überwassermenge
aufnimmt und sie zum Vorfluter ableitet. Steigt der Wasserspiegel im Becken wegen
eines noch größeren Wasserzuflusses, wie er sich bei längerem Regen ergibt, so wird
dieser weniger verschmutzte, fast nur noch aus Regenwasser bestehende Teil des Mischwassers
nach Erreichen einer bestimmten Höhe von dem zweiten, ebenfalls mit dem Vorfluter
in Verbindung stehenden Überlauf aufgenommen. Durch ihn ist gewährleistet, daß die
zusätzliche Wassermenge die Absetzzeit desjenigen Wassers, welches durch die überlaufrinne
abfließt, nicht beeinflußt, so daß dafür die gewünschte Absetzzeit erhalten bleibt.
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Bei einem Ausgleichsbecken, bei dem nur eine Überlaufrinne an der
dem Einlauf abgekehrten Seite des Beckens angeordnet ist, muß dagegen das gesamte
ankommende Mischwasser durch das Becken laufen, so daß die Absetzzeit entsprechend
vermindert ist. Dies kann zeitweise so stark sein, daß keine Absetzwirkung mehr
erzielt wird.
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Gegenüber einem Ausgleichsbecken mit vorgeschaltetem Vor-Überlauf
ergeben sich Vorteile besonders zu Beginn des Regens und bei nur kurz anhaltendem
Regen. Das gesamte ankommende Mischwasser wird gespeichert, solange die Überlaufschwelle
der überlaufrinne nicht erreicht ist. Es wird also das nur kurzzeitig zufließende
Mischwasser vollständig der Kläranlage durch den Abfluß zugeführt. Hierbei ist von
Bedeutung, daß der erste Regenwasserzulauf den im Kanal abgelagerten Schlamm aufwirbelt.
Der erste Mischwasserzulauf enthält deshalb prozentual viel mehr Schmutzstoffe als
das später ankommende Mischwasser. Bei einem Ausgleichsbecken mit vorgeschaltetem
Vor-Überlauf dagegen fließt gleich zu Anfang ein Teil des stark verschmutzten Mischwassers
in den Vorfluter.
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Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist der im Bereich
des Wassereinlaufs angeordnete Überlauf als Rinne ausgebildet. Um die Schmutzstoffe
des von dem Boden des Beckens zum Überlauf aufsteigenden Mischwassers, welches durch
den Überlauf im Bereich des Wassereinlaufs abströmt, weitgehend im Becken zu halten,
kann unter dem Überlauf ein Ableitblech für Schmutzstoffe vorgesehen sein. Durch
diese Maßnahme ist erreicht, daß ein Teil der Schmutzstoffe bei der aufwärts gerichteten
Strömung des Mischwassers vom Einlauf am Boden zum Überlauf abgehalten wird und
dadurch sich im Becken absetzen kann. Später werden die so abgelagerten Stoffe beim
Entleeren des Beckens und durch den hindurchlaufenden Trockenwetterabfluß zur Kläranlage
weggespült.
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Bei einer anderen Ausführungsform ist der im Bereich des Wassereinlaufs
angeordnete Überlauf in einem zum Becken gehörenden Einlaufschacht vorgesehen. In
diesem Fall ist der Verbindungskanal zum Vorfluter dann so groß bemessen, daß auch
die größte zulaufende Überwassermenge ablaufen kann und sich dort nur ein Rückstauwasserspiegel
vom Becken her einstellt.
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Handelt es sich um ein Ausgleichs- und Absetzbecken mit kreisförmiger
Grundrißform und in der Beckenmitte vorgesehenem Wassereinlauf, kann der im Bereich
des Wassereinlaufs angeordnete Überlauf nach Art eines mittig im Becken eingebauten
Standrohrs ausgebildet sein.
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Um zu erreichen, daß der im Bereich des Wassereinlaufs angeordnete
Überlauf erst allmählich wirksam wird, kann die überlaufschwelle der Überlaufrinne,
welche sich an der dem Wassereinlauf abgekehrten Beckenseite befindet, als Zahnschwelle
ausgebildet sein, so daß die Wasserhöhe an der überlaufrinne rasch ansteigt.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbespiele dargestellt. Es zeigt F
i g. 1 einen Längsschnitt durch ein rechteckiges Ausgleichs- und Absetzbecken mit
einer Überlaufrinne am Beckenabfluß und einem Überlauf unmittelbar hinter dem Beckeneinlauf,
F i g. 2 einen waagerechten Schnitt durch das Becken in der Ebene II-II der F i
g. 1, F i g. 3 ein Ausgleichs- und Absetzbecken im Längsschnitt ähnlich dem Becken
nach F i g. 1 und 2 mit einer etwas abweichenden Anordnung des einlaufseitigen Überlaufs,
F i g. 4 einen Längsschnitt durch ein Ausgleichs-und Absetzbecken mit am Beckenauslauf
angeordneter Überlaufrinne und einem im Bereich des Wassereinlaufs angeordneten
Überlauf, der in einem dem Becken vorgeschalteten Schacht angeordnet ist, F i g.
5 einen waagerechten Schnitt durch das Becken in der Ebene V-V der F i g. 4, F i
g. 6 einen Schnitt durch ein rundes Ausgleichs-und Absetzbecken mit Schlammkratzer
sowie einer das Becken umgebenden überlaufrinne und einem über dem in der Mitte
befindlichen Einlauf angeordneten Überlauf, F i g. 7 einen waagerechten Schnitt
durch das runde Ausgleichs- und Absetzbecken in der Ebene 7-7 der F i g. 6, F i
g. 8 einen Schnitt durch ein rundes Ausgleichs-und Absetzbecken mit Schlammkratzer,
welches quer
durchflossen wird, mit einer von den F i g. 6 und 7
abweichenden Anordnung der überläufe und des Einlaufs und F i g. 9 einen waagerechten
Schnitt durch das Becken in der Ebene IX-IX der F i g. B.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2 strömt das Mischwasser
durch den Kanal l und den Wassereinlauf 12 in das Becken 2 ein und fließt durch
den Auslauf 4 zur Kläranlage ab. Der Einlauf ist entweder so groß bemessen, daß
er den gesamten Zulauf aufnehmen kann, oder er ist etwas kleiner, so daß beim größten
Zulauf der Rest in horizontaler Richtung weiterläuft und von oben in das Ausgleichs-
und Absetzbecken fließt. Ist der Auslauf 4 nicht mehr in der Lage, die in das Becken
2 einströmende Wassermenge aufzunehmen, so beginnt eine Speicherung des Mischwassers
im Becken 2. Dabei steigt der Wasserspiegel bis auf die Höhe der überlaufschwelle
der überlaufrinne 3 an, so daß die überwassermenge zunächst durch diese Überlaufrinne
und den Kanal ? zum Vorfluter abströmt. Da das Mischwasser vom Wassereinlauf 12
bis zur Überlaufrinne 3 eine gewisse Zeit benötigt, setzen sich die Schmutzstoffe
ab, so daß das Mischwasser eine grobmechanische Reinigung erfährt. Wird die zulaufende
Wassermenge noch größer, so daß der Wasserspiegel von der Höhe 9 bis auf
die Höhe 10 ansteigt, so fließt diese Wassermenge in den überlauf 8 a und
durch den Kanal 15 a zum Vorfluter ab. Der Überlauf 8 a ist ebenso wie die überlaufrinne
3 als sich quer erstreckende überlaufrinne ausgebildet. Unterhalb des Überlaufs
8 a ist das Ableitblech 11 angeordnet, das die mit dem Mischwasser aufsteigenden
Schmutzteilchen zurückhält. Das zum überlauf 8 a gelangende Mischwasser setzt sich
einerseits aus dem von unten aufsteigenden Mischwasser, andererseits aus dem von
dem Kanal 1 unmittelbar in das Becken 2 zum überlauf 8 a fließenden
Mischwasser, das jedoch wegen der starken Verdünnung weniger Schmutzteile enthält,
zusammen. Bei dem Mischwasser, das in das Becken 2 gelangt, findet ein gewisses
Absetzen von Schmutz statt, so daß das durch den Überlauf 8 a abströmende Mischwasser
zumindest teilweise grobmechanisch gereinigt zum Vorfluter abfließt. Für das durch
die überlaufrinne 3 abfließende Mischwasser ist dagegen die erforderliche Absetzzeit
gewährleistet.
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Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 unterscheidet sich von dem nach
den F i g. 1 und 2 durch eine etwas andere Anordnung des überlaufs 8 b. Das von
dem Becken 2 zu diesem Überlauf gelangende Mischwasser muß dabei über die Oberkante
des Ableitblechs 11 und dann über die überlaufschwelle des Überlaufs 8 b hinwegströmen,
so daß wegen des längeren Wegs eine teilweise grobmechanische Reinigung des Mischwassers
stattfindet. Die Absetzzeit für das übrige Mischwasser, welches über die Überlaufrinne
3 abfließt, ist so ausreichend bemessen, daß eine weitgehend grobmechanische Reinigung
erzielt wird.
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Die F i g. 4 und 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei welchem abflußseitig
ebenfalls eine Überlaufrinne 3 angeordnet ist. Diese tritt in Tätigkeit, wenn das
Wasser die Höhe 9 erreicht hat. Wird diese überschritten und die Höhe 10 erreicht,
so tritt der überlauf 8 c in Tätigkeit, der über den Kanal 15 b
ebenso wie die überlaufrinne 3 mit dem Vorfluter verbunden ist. Der überlauf 8 c
ist unmittelbar hinter dem Wassereinlauf 12 im Kanal 1 angeordnet. Er befindet sich
an einer Seite des lotrechten Einlaufschachts 13, in dessen Boden der Wassereinlauf
12 einmündet, dessen Fortsetzung in das Becken 2 führt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 4 und 5 setzen sich die
Schmutzstoffe des Mischwassers wie bisher beim Durchströmen des Beckens 2 ab, so
daß sie durch den Auslauf 4 zur Kläranlage gelangen, solange die Überlaufrinne 3
nicht erreicht ist. Steigt der Wasserspiegel bis zur Höhe 9, so fließt das Wasser
über die überlaufrinne 3 ab. Reicht das Fassungsvermögen der überlaufrinne 3 auch
nicht aus und steigt der Wasserspiegel bis zur Höhe 10 an, so kann das Mischwasser
aus dem Einlaufschacht 13 in den überlauf 8 c und durch den Kanal 15 b zum
Vorfluter abströmen. Die Anordnung des überlaufs im Einlaufschacht 13 ist so getroffen,
daß das Mischwasser hier gleichfalls in gewissem Umfang eine grobmechanische Reinigung
erfährt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 6 und 7 handelt es sich
um ein rundes Ausgleichs- und Absetzbecken, in das der Kanal 1 mittig einmündet.
Im Becken 2 rotiert der Schlammkratzer 16a. Das Becken 2 ist von der überlaufrinne
3 umgeben, durch welche Mischwasser abströmt, wenn der Wasserspiegel die Höhe 9
erreicht hat. Steigt der Wasserspiegel bis zur Höhe 10 weiter an, so tritt der überlauf
8 d in Tätigkeit, welcher nach Art eines mittig im Becken 2 eingebauten Standrohrs
ausgebildet ist.
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Abweichend von der Darstellung kann er auch als gerade Rinne ausgebildet
sein, die sich etwa über dem Einlauf befindet. Ferner ist es möglich, einen als
kreisförmige Rinne ausgebildeten Überlauf zu verwenden, der zentrisch zum Einlauf
angeordnet ist. Bezüglich der Absetzzeit und des Mengenausgleichs zu Beginn der
Speicherung gilt das zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen Gesagte. Auch hier
ist gewährleistet, daß das über die überlaufrinne 3 abströmende Mischwasser eine
gewisse Zeit im Becken 2 verbleibt, so daß sich der Schmutz absetzen kann. Aber
auch dasjenige Mischwasser, welches über den Überlauf 8 d zum Vorfluter durch den
Kanal 15 c abströmt, wird vor dem Abfließen grobmechanisch gereinigt. Dabei setzen
sich zumindest seine groben Schmutzstoffe ab, so daß der Vorfluter weniger verschmutzt
wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fi g. 8 und 9 handelt es sich um
ein rundes Ausgleichs- und Absetzbecken bekannter Bauart, das quer durchflossen
wird. Das Wasser fließt dem Becken verteilt über einen Teil der runden Umfassungswand
zu. Die überlaufrinne 3 liegt dem Wassereinlauf gegenüber und ist ebenfalls in die
Umfassungswand eingebaut. Teilweise wird der Schlamm, ebenso wie in dem Ausführungsbeispiel
nach F i g. 6, mit einem Schlammkratzer 16b zur Mitte geschoben. Sobald der Wasserspiegel
die Höhe 9 ereicht hat, läuft das Wasser nach der vorgesehenen Absetzzeit grobmechanisch
gereinigt durch die überlaufrinne 3 in den Vorfluter. Steigt der Wasserspiegel bis
zur Höhe 10 weiter an, tritt der Überlauf 8 e in Tätigkeit. Bezüglich der Absetzzeit
und des Mengenausgleichs zu Beginn der Speicherung gilt das zu den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen Gesagte.