Die Erfindung betrifft einen Filter zur Reinigung von Regenwasser oder Abwasser versehen mit einem
Stauraum, zur Beschickung von oben oder von der Seite, bestehend aus einem oben offenen Becken,
einer darin eingebrachten Filterschicht aus einem Schüttstoff, vorzugsweise Sand oder Boden, verse
hen mit einer Entwässerung der Filterschicht vorgesehen zum Einbau ins Erdreich.
Die Reinigung des Regenwassers wird herkömmlich durch technische Filter wie Siebe, Gewebe, etc.
erzielt. Diese Vorrichtungen bedürfen der Pflege, Reinigung und Wartung. Die Unterbringung dieser
Einrichtungen erfordert einen zusätzlichen Raum, der nicht mehr zu einer anderweitigen Nutzung zur
Verfügung steht. In der Zeitschrift IKZ-Haustechnik, Heft 14, 1994, Seiten 58 bis 62 ist ein Filter be
schrieben, der auf einen Filter- und Entnahmebehälter aufgelagert ist und eine Sandfilterschicht auf
weist. Die Beschickung des Filters erfolgt über Wasserleitungen von oben; Das zugeleitete Wasser
wird wahlweise über eine Pumpe aus einem vorgelagerten Wasserspeicher entnommen oder aus dem
Trinkwassernetz zugeleitet. Der Filter ist mit einem Notüberlauf versehen. Die Einheit aus Filter und
Entnahmebehälter ist in einem Kellerraum untergebracht.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Filter anzugeben, der große Regenwassermengen, die von versie
gelten Flächen abfließen, aufnehmen kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Ansprüche 1 und 2.
Die hier dargestellte Erfindung verzichtet überwiegend auf technische Elemente zur Reinigung, son
dern nutzt das natürliche Reinigungsvermögen eines Bodenkörpers 3 aus. Dabei kann der Filter mit
seiner Filterfläche in eine bestehende Garten- oder Grünfläche 33 eingebunden werden, ohne daß der
Filter als technisches Element sichtbar ist. Die Beschickung des Filters erfolgt oberflächlich z. B. durch
eine Rinne 14, eine gedichtete Mulde oder durch ein Rohr. Die Filteroberfläche kann eine Bepflanzung
12 mit Grasschicht, Krautschicht oder auch Sträucher aufweisen, oder aus einer Sandfläche bestehen
37, die als Spielplatz für Kinder zur Verfügung steht. In diesem Fall kann der Filter einem Sandkasten
zum Spielen für Kinder gleichen. Da die vom Filter beanspruchte Fläche nicht als Verlust an Nutzfläche
empfunden wird, kann die Filterfläche auch mehrere Quadratmeter an horizontaler Erstreckung betragen,
ohne daß sie als störend empfunden wird. Der Filter wird dadurch nicht nur technischen Ansprü
chen gerecht, sondern kann auch eine ästhetische und soziale Funktion haben.
Zur Nutzung des durch den Filter geleiteten Wassers, zur Anpassung an bauliche Gegebenheiten, zur
Gewährleistung eines sicheren, störungsfreien Betriebs und einer wirtschaftlichen Bauweise des Filters
sowie wegen der Belange der Wasserwirtschaft ist jedoch ein gewisses Maß an technischen Einbau
ten erforderlich, die kennzeichnend für diese Erfindung sind.
Die Ansprüche 1-14 betreffen weitere Ausgestaltungen des Filters 2. Innerhalb eines Beckens 1, dies
kann eine Wanne, ein Trog oder ähnliches z. B. aus Beton oder Kunststoff sein, ist eine Filterschicht 3
eingebracht, die im einfachen Fall nur aus Sand besteht. Das Becken ist nach unten gedichtet und
weist oberhalb des Bodens 8 ein Ableitsystem 10 auf, das innerhalb einer Dränschicht 11 aus Kies
oder Splitt o. a. Grobstoffen eingebracht ist. Das Dränsystem entwässert in eine Ableitung 5, die bei
spielsweise zu einem Wasserspeicher führt. Zur Trennung von Boden und Dränschicht kann eine fil
terstabile Schichtung dienen oder auch ein Geotextil 9. Diese einfache Ausführung kann beispielswei
se unterhalb von Regenfallrohren eingebaut werden, so daß das Regenwasser frei in den Filter ein
fließt. Im Eintrittsbereich des Wassers kann eine Prallplatte 111 angebracht sein, die einer Abspülung
der Filterschicht vorbeugt. Bei Anordnung des Filters für ein Fallrohr beträgt die typische Fläche des
Filters weniger als einen Quadratmeter bis einige Quadratmeter.
Bei besonders starken Regenereignissen, bei Bodenfrost oder bei Belegung der Filterfläche mit Laub
kann die Ableitung durch den Filter reduziert sein. Für diesen Fall ist ein Überlauf 13 vorgesehen, der
direkt in eine Ableitung entwässert. Damit in diesem Fall kein Schmutz in die Ableitung eingetragen
wird, ist der Überlauf wahlweise mit einer Tauchwand oder einem Sieb oder auch einer Kombination
aus beidem versehen. Eine Abdeckung nach oben verhindert das Einwerfen von Gegenständen. Typi
scherweise gelangt also der Hauptvolumenstrom des Wassers durch die Filterschicht, ein kleiner
Reststrom bei den Extremereignissen durch den Überlauf zur Ableitung. Insbesondere wenn die Filter
schicht aus Boden besteht, der mit einer Bepflanzung versehen ist, ist die Leitfähigkeit der Filterschicht
etwas reduziert. Dies kann durch eine Vergrößerung der Filterfläche ausgeglichen werden.
Durch die Einbeziehung des Filters in eine Mulde im umgebenden Gelände 33 ist ein Rückhaltevolu
men über dem Filter vorgehalten und die Filterfläche vergrößert. Dies kann durch Einbau einer Dicht
bahn 4 in den anstehenden Boden bewirkt werden.
Durch die freie Sicht auf die Filteroberfläche und den Überlauf ist eine laufende Kontrolle einfach mög
lich, ohne daß ein Gehäuse oder eine Abdeckung geöffnet werden muß. Der Schmutz bleibt auf der
Oberfläche liegen und wird durch die Vegetation ausgekämmt und kompostiert teilweise. Durch den
freien Luftzutritt tritt keine Faulung ein. Vom Dach abgespültes Laub oder Tierleichen können leicht
entfernt werden.
Es ist durchweg daran gedacht den Filter 2 in Vorfertigung mit Bepflanzung 12 werkseitig zu erstellen.
Dies sichert eine sofortige Betriebsbereitschaft des Filters auf der Baustelle und stellt eine sachgerech
te standardisierte Herstellung sicher.
Bei beengten Raumverhältnissen auf einem Grundstück, oder auch nur wegen der besonders rationel
len Bauweise kann der Filter oberhalb eines Wasserspeichers 19 angeordnet werden. In einer beson
ders bevorzugten Bauweise bildet dabei die obere Wandung des Speichers 40 den Boden des Be
ckens oder umgekehrt der Boden des Filters die Abdeckung 40 des Speichers. Der zusätzliche Auf
wand zur Erstellung des Filterbeckens beschränkt sich also auf die zusätzliche Anordnung einer Sei
tenwand, z. B. in Form eines Schachtrings 38. Dabei kann der Filter den Speicher in seinen Abmes
sungen ohne weiters überragen. Der Einstieg in den Speicher erfolgt durch den Filter hindurch, wobei
der Einstieg 31 gleichzeitig als Überlauf 13 in den Speicher hinein ausgebildet sein kann. Innerhalb des
Einstiegs kann ein Sieb- oder Filterkorb 281 vorgesehen werden. Zur Vermeidung von Turbulenzen im
Speicher bei einem Überlaufereignis, können Leitvorrichtungen innerhalb des Speichers angebracht
sein, die das Wasser an der Innenwandung entlang führen oder auch eine Ableitung durch ein Rohr.
Es ist auch möglich den Boden des Filters durchlässig auszuführen, beispielsweise um Wasser in den
Boden zu versickern.
Nun ist es unvermeidbar, daß ein dem Filter nachgeordneter Wasserspeicher nach langen Regenperi
oden einmal vollständig gefüllt ist. Aus wasserwirtschaftlicher Sicht ist eine vollständige Versickerung
des Überlaufwassers wünschenswert um auf ein Ableitungsnetz verzichten zu können. Dabei wird we
gen der Filterwirkung die oberflächliche Versickerung über einen bewachsenen Bodenkörper bevor
zugt. Aus Gründen des Frostschutzes ist eine maximale Füllhöhe im Speicher unterhalb des frostge
fährdeten Bereichs erwünscht. Daraus ergibt sich eine maximale Füllhöhe im Speicher von etwa 1 m
unter Gelände. Für die Höhe eines Überlaufs ergibt sich dadurch etwa dieselbe Höhe. Um eine ober
flächliche Versickerung des Überlaufs zu bewirken, müßte also eine Vertiefung im Gelände von mehr
als 1 m geschaffen werden, z. B. eine Versickerungsmulde mit einer Tiefe von 1,30 m. Dies bedeutet
einen erheblichen Bauaufwand und ist nicht in jedem Fall durchführbar.
Dieses Problem löst die gezeigte Erfindung durch den Einbau einer Verschlußeinrichtung 15, unterhalb
des Filters oder jedenfalls in der Ableitung des Filters. Die Verschlußeinrichtung kann ein Ventil sein,
z. B. ein Schwimmerventil. Bei Erreichen eines vorgegeben maximalen Wasserstandes in der Ableitung
des Filters bzw. in einem darunter befindlichen Speicher, schließt das Ventil und verhindert ein weite
res Abfließen von Wasser in die Ableitung bzw. den Wasserspeicher. Bei einer Verlegung der Ablei
tung unterhalb der Frosttiefe kann diese nicht einfrieren, bei einer Verlegung der Ableitung innerhalb
der Frosttiefe bleibt die Leitung bei entsprechender Einstellung des Ventils trotzdem, wenigstens teil
weise leer. Wegen der laufenden Entnahme von Brauchwasser aus dem Speicher würde diese
Teilfüllung ohnehin nur kurze Zeit anhalten, so daß eine Einfriergefahr nicht gegeben ist. Zur Kontrolle
des Ventils oder auch nur zur Verhinderung der Ableitung von Wasser ist dieses auch zur Handbetäti
gung 20 vorgesehen. Bei geschlossenem Ventil und gleichzeitig in den Filter fließendem Wasser über
staut sich der Filter und das Wasser tritt über einen Überlauf oder auch nur über den Rand des Filters
zur Seite hin aus. Das Überlaufwasser fällt also in Höhe der Geländeoberkante an und kann ohne
Schwierigkeit auch oberflächlich in eine vorhandene Geländesenke oder eine entsprechende Fläche
zur Aufnahme des Wassers abgeleitet bzw. in den Boden oberflächlich infiltriert werden.
Während langer Trockenzeiten ist u. U. eine Bewässerung des Filters zum Erhalt der Vegetation er
wünscht. Zu diesem Zweck ist an eine wasserleitende Verbindung vom Speicher zum Filter gedacht.
Dabei kann die Wasserleitung anstelle einer Pumpe ohne Fremdenergie nur durch kapillaren Aufstieg
in der Leitung bzw. in einer Füllung der Leitung erfolgen.
Fig. 1 zeigt eine typische Ausbildung des Bodenfilters mit ebener Filteroberfläche im Vertikalschnitt, bei
dem seitliche Begrenzungen (21) neben dem Filter im Gelände ein Rückhaltevolumen über dem Filter
bewirken. Der Rand des Filterbeckens liegt etwas unterhalb der Geländeniveaus neben dem Filter.
In dieser Bauform kann der Filter in der Nähe oder direkt unterhalb der Fallrohre von Dachflächen an
gebracht sein. Das Überlaufwasser kann über den Überlauf 13 in die Ableitung 5 geführt sein.
Fig. 2 zeigt einen Filter bei dem bei Füllung der Ableitung 5 eine Absperrung des Filterablaufs 10 er
folgt. Das Überlaufwasser, das bei geschlossenem Verschluss anfällt, fließt in diesem Fall über den
seitlichen Überlauf 13 des Filters ab.
Die Vorrichtung ermöglicht, Überlaufwasser bei Vollfüllung eines angeschlossenen Speichers ober
flächlich ableiten zu können, beispielsweise in eine Versickerungsmulde.
Fig. 3 zeigt die Kombination aus einem Filter mit einem darunter befindlichen Speicher. Die Oberseite
der Filterschicht ist konkav als Mulde ausgebildet und weist ein Rückhaltevolumen auf.
Die Speicherwandung dient teilweise als Boden des Filters. Dieser ist z. B. für die Aufnahme des ge
samten Dachabflusses eines Gebäudes vorgesehen. Das Überlaufwasser des Filters gelangt über den
Einstieg 31 und einen darin befindlichen Filterkorb 281 in den Speicher.
Auf der linken Seite der Fig. 3 ist ein Beispiel gezeigt, wie die Filterfläche unter Verwendung einer
Dichtbahn 4 seitlich vergrößert sein kann. Die Dichtbahn kann einfach zwischen Filter und Speicher
eingeklemmt sein. Der Filter kann eine Baueinheit mit der Speicherabdeckung bzw. dem Speicher bil
den.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel des Bodenfilters mit an der Oberseite muldenförmig ausgebildeter Filterschicht
und einem ebenen Filterboden, der gleichzeitig als Speicherabdeckung dienen kann. Der Überlauf 13
und die obere Filterfläche 37 sind im Niveau an die Umgebung angeglichen. Der Beckenrand liegt in
Höhe der Geländeoberkante.
Ein Überlauf 131 mündet in den darunter liegenden Speicher. Der Ablauf 7 und der Überlauf 131 kön
nen im Speicher in einer gemeinsamen Leitung zusammengeführt sein, wobei sich in dieser Leitung
auch eine hier nicht gezeichnete Verschlusseinrichtung (Fig. 7, 15) befinden kann.
Fig. 5 zeigt schematisch einen Filter, der vorgesehen ist zum Einbau innerhalb einer Mulde im Gelände
oder zwischen seitlichen Begrenzungen außerhalb des Beckens mit Filterschicht 3 und seitlichem Ü
berlauf, Ableitsystem 19 und Ableitung 5.
Fig. 6 zeigt einen eben solchen Filter, zusätzlich mit einem Überlauf 13 und einer Tauchwand 27 ver
sehen.
Fig. 7. zeigt einen Filter mit Verschlusseinrichtung 15 im Ablauf 5, wobei ein Schwimmer 23 zur Betäti
gung des Verschlusses vorgesehen ist. Die Verschlusseinrichtung kann in gleicher Weise auch inner
halb eines Wasserspeichers eingebaut sein, wie er in Fig. 3 oder 4 gezeigt ist. Der Filter oder der
Wasserspeicher mit Verschlusseinrichtung nach Fig. 5, 6 oder 7 kann sich auch innerhalb eines Ge
bäudes befinden, falls dies erforderlich ist. Der gewünschte Effekt des oberflächennahen Austritts von
Überlaufwasser im Freigelände kann durch eine Öffnung in der Zuleitung dann ebenfalls bei einer Un
terbringung von Speicher und/oder Filter im Keller erzielt werden.
Bezugszeichen
1
Becken
2
Filter
3
Filterschicht
4
Dichtbahn
5
Ableitung
6
Filter auf Speicher
7
Entwässerung
8
Filterboden
9
Geotextil
10
Dränsystem
11
Dränschicht
111
Prallplatte
12
Bepflanzung
13
Überlauf
14
Zuleitung
15
Verschlußeinrichtung
16
Ableitung mit Schwimmer
17
Schwimmer
18
Seitenwände des Beckens
19
Wasserspeicher
20
Handbetätigung
21
Begrenzungen neben Becken
23
Schwimmer in Ableitung
25
Schwimmer in Speicher
27
Tauchwand
28
Sieb
281
Siebkorb
29
Abdeckung
30
Mulde
31
Einstieg
33
Grünfläche, umgebendes Gelände
37
Sandfläche
40
Konus, Wandung des Wasserspeichers