DE19514359A1 - Verfahren zur Ableitung von Abwässern - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ableitung von Abwäs
sern aus Siedlungs- und Industriegebieten.
Abwasserleitungen wurden bereits von frühen Kulturvölkern als
offene Ableitgräben oder - wie beispielsweise von den Römern -
als geschlossene Röhrensysteme errichtet.
Die im Abwasser enthaltenen Fäkalien oder andere Abfallstoffe
begünstigen die Entstehung krankheitserregender Mikroorganis
men wie Bakterien, die zu erheblichen gesundheitlichen Proble
men führen können. In der Menschheitsgeschichte kam es deshalb
immer wieder zu Epidemien, deren Entstehung auf eine unzuläng
liche Abwasserableitung zurückzuführen ist. Etwa zu Beginn des
19. Jahrhunderts erkannte man die verheerende Wirkung bakte
rieller Krankheitserreger und des unhygienischen Umgangs mit
Abwässern.
Die vorhandenen Abwasserleitungen in Ballungsgebieten wurden
zu einem Großteil bereit zu Beginn des vorigen Jahrhunderts
geplant und für das damalige Einzugsgebiet großzügig und weit
blickend bemessen. Im Laufe der Zeit haben jedoch eine ver
stärkte Besiedlung, Steigerung der Pro-Kopf-Abwasserabgabe so
wie Gebietszusammenschlüsse zu einer Belastung bis zu den Ka
pazitätsgrenzen geführt. Um einen ordnungsgemäßen Abfluß der
Abwässer erreichen zu können, wurden die Leitungsnetze aus
gebaut und zum Teil untereinander verknüpft, was zu einer
Netzvermaschung führte, die heute kaum noch überschaubar ist.
Inspektions- und Wartungsarbeiten, also die notwendigen be
triebserhaltenden Maßnahmen, gerieten dabei ins Hintertreffen.
Die vorhandenen Ableitungssysteme arbeiten linear, d. h. das
Abwasser strömt von den Einleitungsstellen kontinuierlich
durch das Abwassernetz zum Vorfluter oder Klärwerk. Hierbei
ist es bereits bekannt, in Abwassernetzen Absperrschieber zu
installieren, um durch Drosselung des Durchflusses unter
schiedlichen Abwasseranfall auszugleichen und das Netz besser
auszunutzen.
Mit der Erfindung wurde erkannt, daß mit der linearen Ableit
technik eine Vielzahl von Nachteilen verbunden sind. So kommt
es dabei zur Sedimentation von Feststoffen, die als Ablagerun
gen das Kanalnetz allmählich verstopfen und damit dessen Kapa
zität verringern. Die erforderliche Entfernung der Ablagerun
gen ist aufwendig und mit einem unter humanitären Gesichts
punkten kaum noch zu vertretenden Personeneinsatz verbunden.
Ferner ist die konventionelle Betriebsweise mit Verweildauern
der Abwässer im Netz verbunden, unter denen die biologischen
Umsetzprozesse ein gesundheitsgefährdendes Ausmaß annehmen
können. Bei schlagartigem Anfall großer Wassermengen insbe
sondere durch sturzartige Niederschläge wird die Kanalisation
zudem vielfach hinsichtlich ihrer Ableitfähigkeit und mecha
nischen Belastbarkeit überbeansprucht. So können große Wasser
mengen Druckstöße hervorrufen, die vor allem an den Absperr
schiebern die mechanischen Belastungsgrenzen überschreiten
können. Überdies sind die Schieber störanfällig, so daß sie
meist nicht die angestrebte Verteilung der Abwassermengen auf
das Netz zulassen. Deshalb kommen die bekannten Abwassernetze
weiterhin auch nicht ohne aufwendige Rückhaltebecken aus.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
hygienisch verbessertes und den Investitions-, Betriebs- und
Wartungsaufwand an Abwasserleitungen oder -netzen minderndes
Verfahren zu Ableitung von Abwässern zu schaffen.
Die Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Vorteil
hafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Durchfluß durch
eine Abwasserleitung oder einen Abwasserkanal oder durch ein
Abwassernetz mittels einer oder mehrerer Vorrichtungen zur
Steuerung des Durchflusses intermittierend gesteuert. Durch
den intermittierenden Betrieb wird zeitweilig Abwasser vor der
jeweiligen Vorrichtung zur Steuerung des Durchflusses aufge
staut und damit der Durchfluß in der nachgeordneten Abwasser
leitung unterbrochen. Später wird das aufgestaute Wasser durch
Umsteuern der Vorrichtung freigegeben und hierdurch die nach
geordnete Abwasserleitung durchströmt. Diese Vorgänge können
in festen Zyklen bzw. in Anpassung an den Abwasseranfall
durchgeführt werden. Mehrere Vorrichtungen zur Steuerung des
Durchflusses in einem Abwasserkanal oder Abwassernetz werden
in dieser Weise bevorzugt aufeinander abgestimmt betrieben.
Die Steuerung der Vorrichtungen kann automatisch erfolgen, z. B.
mittels eines Zentralrechners. Besonders bevorzugt wird der
Einsatz von Vorrichtungen zur Steuerung des Durchflusses durch
Abwasserkanäle, die in den deutschen Patentschriften 39 22 481
und 39 43 607 beschrieben sind und die dort angebenen Vorteile
gegenüber Absperrschiebern aufweisen.
Die erfindungsgemäße Ableitungstechnik hat gegenüber der li
nearen Abwasserableitung eine Vielzahl von Vorteilen. Hierzu
gehört, daß durch den Aufstau der Abwassermassen potentielle
Energie akkumuliert wird, die bei Freisetzung durch Umsteuern
der Vorrichtung zur Steuerung des Durchflusses in der nachge
ordneten Abwasserleitung für Reinigungszwecke eingesetzt wird.
Hierdurch können verstopfende Ablagerungen von vornherein
vermieden werden. Aufwendige und menschenunfreundliche War
tungs- und Reparaturarbeiten entfallen. Sofern Begehungen der
Kanalisation noch erforderlich sind, ist die Sicherheit gegen
über unkontrollierten Wassermengen verbessert. Auch die ver
besserten Belüftungsmöglichkeiten tragen zur erhöhten Sicher
heit bei.
Weiterhin vorteilhaft ist die verbesserte Nutzung von Abwas
sernetzen durch Steuerung der Netzabschnitte. Die Abwassermen
gen lassen sich je nach Anfall so gut wie störungsfrei so di
rigieren bzw. speichern, daß sie optimal abgeleitet werden.
Das vorhandene Abwassernetz wird also als Stauraum genutzt und
eine Stauraumbewirtschaftung ermöglicht. Hierdurch können auf
wendige Rückhaltebecken entfallen. Ferner ist eine Vergleich
mäßigung der Versorgung von Klärwerken erreichbar, die die Ef
fizienz des biologischen Klärprozesses begünstigt.
Ferner verbessert die intermittierende Ableitungstechnik die
städtischen Hygienebedingungen. Hierfür kann die Abwas
serableitung zur Optimierung der Verweildauer und damit zu
einer Minimierung des Entstehens von Krankheitserregern einge
setzt werden. In diesem Zusammenhang besteht die Möglichkeit
der Eindämmung von Faulgasbildung und von biogener Korrosion.
Ratten und dgl. Ungeziefer werden infolge der neuen Betriebs
technik aus der Kanalisation verdrängt.
Des weiteren ist durch die erfindungsgemäße Betriebstechnik
eine Verlängerung der Lebensdauer sämtlicher Kanalisationskom
ponenten zu erwarten. Hierzu trägt insbesondere der Einsatz
der Vorrichtung aus den Patentschriften 39 22 481 und 39 43
607 bei, die nicht die Absperrschiebern bekannten Druckverlu
ste haben.
Die Technik ist auch besonders für Gebiete mit stark schwan
kendem Abwasseranfall erforderlich, z. B. für Kanalisationen
in tropischen Ballungszentren, weil dort die mit der Abwasser
verteilung, Kanalverstopfung und Hygiene verbundenen Probleme
verstärkt auftreten.
Claims (10)
1. Verfahren zur Ableitung von Abwässern aus Siedlungs- und
Industriegebieten, bei dem der Durchfluß durch eine Abwas
serleitung mittels einer Vorrichtung zur Steuerung des
Durchflusses intermittierend gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine turbulierende Ab
flußströmung erzeugt wird, die feste Inhaltsstoffe in der
Abwassermasse gleichmäßig verteilt, hohe Schleppspannungen
für den Ab- und Austrag auch fester und verkrusteter Abla
gerungen erzeugt, und die für teil- und vollgefüllte
Abwasserleitungen im Zeitraum der Energieumwandlung der ak
kumulierten Abwässer bei intermittierenden Abflußbetrieb
gilt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Durchfluß
durch eine Abwasserleitung oder ein Abwassernetz mittels
einer oder mehrerer Vorrichtungen zur Steuerung des Durch
flusses intermittierend gesteuert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein Ab
wasserkanal wiederholt durch Anstauen und Freisetzen von
Abwasser mittels einer Vorrichtung zur Steuerung des
Durchflusses entleert und gespült wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem ein
drehbarer, bogenförmiger Kanalabschnitt gemäß deutschem Pa
tent 39 22 481 und/oder ein anhebbares Schlauchstück gemäß
deutschem Patent 39 43 607 als Vorrichtung zur Steuerung
des Durchflusses verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abwasserleitung als Stauraum verbessert
nutzbar gemacht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekenn
zeichnet, daß vermaschte Abwasserleitungen, die aufgrund
ihrer topographischen Lage nur geringes Gefälle aufweisen,
beispielsweise 1 : 2000, in planerisch vorgegebene Entfer
nungen Steuereinrichtungen erhalten, die unter Ausnutzung
der Stauenergie intermittierend durchströmt werden kön
nen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichet, daß die Steuereinrichtungen parallel oder in
Reihe nach einem der Erfordernissen angepaßten Programm
manuell, rechnergesteuert oder vollautomatisch von einer
Warte betrieben werden können.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuereinrichtungen als Überlaufsiche
rungen verwendet werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekenn
zeichnet, daß unter Ausnutzung der Stauhöhe der Steuerein
richtung die möglichen Abflußgeschwindigkeiten so verän
dert werden, daß die geringste Verweildauer der Abwässer
in einer Abwasserleitung erreicht werden.
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