DE19806421A1 - Verfahren zur Reduzierung von Fremdwasser in Abwasserkanälen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß Abwasser und Niederschlagswasser aus Siedlungsgebieten in Leitungen gesammelt und zur weiteren Behandlung in Kläranlagen transportiert wird. In der Regel werden die Leitungen im freien Gefälle verlegt. Je nach Entwässerungsart werden die Kanalleitungen als Abwassersammler (Trenngebiet: Regen- und Abwasser in getrennten Kanälen) oder Mischwassersammler (Mischgebieten: Regen und Abwas­ ser in einem Kanal) betrieben.

Allen Leitungen ist nun gleich, daß durch undichte Stellen im Kanal selbst oder den Hausanschlußkanälen sowie durch den Anschluß von Drainagen, Quellen usw. Grund- bzw. Quellwasser zugeleitet wird. Die Summe dieser diffusen und direkten Einleitungen wird als Fremdwasser bezeichnet.

Nach dem derzeitigen Stand der Technik müssen derartige Fremdeinleitungen zwar unterbunden werden. Dies ist jedoch nur mit sehr hohen Investitionskosten verbunden. Insbesondere im Bereich der Hausentwässerungsleitungen mit den angeschlossenen Drainageleitungen wird eine Beseitigung aus wirtschaftlichen und politischen Gründen nur schwer durchsetzbar sein.

Der Zufluß von Fremdwasser hat nun zum einen einen wesentlichen Nachteil bei der Behandlung des Abwassers auf der Kläranlage. Zum anderen führt das Fremdwasser zu einer erheblichen Erhöhung der Betriebskosten auf der Kläranlage. Außerdem muß das eingeleitete Fremdwasser im Rahmen der Abwasserabgabe durch den Betreiber der Kläranlage bezahlt werden.

Die im Patentanspruch 1 genannte Erfindung beruht nun darauf, den Fremdwasserzu­ fluß zur Kläranlage zumindest während eines definierten Zeitraumes zu unterbinden.

Es ist bekannt, daß während der Nachtstunden das Abwasser- und Mischwasser nur gering belastet ist. Insbesondere fließt in ländlich strukturierten Gebieten in der Nacht "reines" Wasser in den Kanälen.

Durch den Einbau eines Regelorgans in einem geeigneten Schacht oder im Bereich eines Regenentlastungsbauwerkes (Regenüberlauf oder Regenbecken) wird das Fremdwasser aus dem Kanalisationssystem herausgenommen. Es wird in ein speziell angelegtes Biotop geleitet, dort zwischengespeichert und durch einen bepflanzten Bo­ denkörper gegeben. Falls nicht auszuschließende Verunreinigungen in den Kanal ge­ langen, erfolgt bei der Passage des Bodenkörpers eine biologische Reinigung des Fremdwassers.

Die Wirkungsweise der Biotope ist insbesondere im Zusammenhang mit der Behand­ lung von an Regenbauwerken abgeschlagenem Mischwasser bekannt. Im Falle eines Mischsystems ist das Biotop so ausgelegt, daß die gesamte Mischwassermenge wäh­ rend der Nachtstunden zwischengespeichert und anschließend während der Passage durch den Bodenfilter gereinigt wird.

Die Umleitung des Fremdwassers erfolgt z. B. ab 22.00 Uhr. Zu diesem Zeitpunkt wird ein motorgetriebener Schieber den Entlastungskanal öffnen und ein zweiter Schieber den Zufluß zum Hauptkanal unterbinden. Ab z. B. 6.00 Uhr wird der Schieber im Hauptkanal wieder geöffnet und der Schieber im Entlastungskanal verschlossen. Die gleiche Funktion kann eine motorgetriebenen Verteilerzunge erfüllen.

Mit dieser Erfindung kann für den oben angegebenen Zeitraum der Fremdwasserzu­ flusses zur Kläranlage um 1/3 reduziert werden. Unter Berücksichtigung der örtlichen Verhältnisse und der Reinigungsleistung des Bodenkörpers kann der Zeitraum verlän­ gert werden. Außerdem ist es möglich, durch den Einsatz von Online-Messungen die Regelung in Abhängigkeit von Schmutzfrachtparametern (z. B. Ammoniumgehalt) zu optimieren. Damit gelangen nur die Schmutzfrachtspitzen in die Kläranlage. Der gerin­ ger belastete Abfluß wird in dem Bodenkörper zugeleitet.

Am Beispiel einer Gemeinde bzw. Stadt mit 5000 Einwohnern wird der Einfluß der Fremdwasserreduzierung mit der beschriebenen Erfindung dargestellt.

Bei einem spezifischen Wasserverbrauch von 100 Litern pro Einwohner und Tag fallen ca. 500 cbm Schmutzwasser an. Berücksichtigt man den Fremdwasserzufluß mit 100%, dann fließen insgesamt 1000 cbm pro Tag in die Kläranlage.

In der Abb. 1 ist der Hauptkanal mit Verteilerschacht und Biotop schematisch dar­ gestellt. Um 22 Uhr wird der Schieber S1 hinter dem Regenüberlauf geschlossen und der Schieber S2 geöffnet. Das Fremdwasser fließt nunmehr durch die Absetzteiche 1 und 2 sowie den Speicherteich. Danach gelangt es in den bepflanzten Bodenkörper. Nach dem Durchströmen des Bodenkörpers wird das gereinigte Wasser mit Drainagen gesammelt und direkt dem Vorfluter zugeführt.

Bei schwierigen topographischen Verhältnissen wird u. U. der Einsatz einer Pumpstati­ on erforderlich.

Um 6.00 Uhr wird der Schieber S1 geöffnet und der Schieber S2 geschlossen. Das Schmutz- und Fremdwasser fließt nunmehr in den Hauptkanal zur Kläranlage.

Während dieser Zeit sind 167 cbm Fremdwasser aus dem Kanalsystem herausge­ nommen worden. Dies entspricht ca. 16,7% des Gesamtzuflusses (Schmutz- und Fremdwasser). Der zusätzliche Flächenbedarf für den bepflanzten Bodenkörper beträgt bei einem Durchlässigkeitsbeiwert von kf = 10-5 m/s ca. 200 qm.

Neben den positiven Auswirkungen auf die Reinigungsleistung der Kläranlage und den reduzierten Betriebskosten wirkt sich die Fremdwasserreduzierung direkt auf die Ab­ wasserabgabe aus. Bei einer spezifischen Abgabe von ca. 0,12 DM/cbm entspricht dies einer Einsparung von ca. 7300,- DM pro Jahr.

In der Abb. 2 ist die Alternative der Abflußaufteilung mit Hilfe einer Verteilerzunge dargestellt.

Die Investitionskosten beschränken sich bei Mischsystemen nur auf die Fremdwas­ serumleitung (Einbau von 2 Motorschiebern oder einer motorgetriebenen Verteilerzun­ ge), wenn das Fremdwasser in ein vorhandenes oder geplantes Mischwasserbiotop mit Bodenpassage eingeleitet wird.

Im Falle des Mischwasserzuflusses wird der größte Teil an der Schwelle des Regen­ überlaufs abgeschlagen und ebenfalls in das Biotop geleitet.

Bei Trennsystemen kann auf den Speicherteich und auf den Absetzteich ggfls. verzich­ tet werden. Hier ist dann nur der Bau eines bepflanzten Bodenkörpers für das Fremd­ wasser erforderlich.

Für das genannte Beispiel würden sich im Falle eines Trennsystems Kosten von ca. 15 000,- DM für das Trennbauwerk und 30 000,- DM für den Bodenkörper ergeben. Diese Investitionskosten entsprechen dem Betrag, der innerhalb von ca. 5 Jahren al­ lein von der derzeitigen Grundwasserabgabe zu zahlen wäre.

Beispielrechnung

Verfahren zur Reduzierung von Fremdwasser in Abwasserkanälen

Claims (8)

1. Verfahren zur Reduzierung von Fremdwasser in Abwasserkanälen und auf Kläranla­ gen, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfluß im Hauptkanal während bestimmten Zeit­ räumen umgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umleitung durch me­ chanische Hilfsmittel (z. B. motorgetriebene Schieber oder Verteilerzunge) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Umleitintervalle frei wählbar sind (z. B. von 22.00 bis 6.00 Uhr).

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umleitung durch Onli­ nemessung der Schmuztfrachtparameter (z. B. Biochemischer Sauerstoffbedarf, Am­ moniumstickstoff usw.) geregelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die umgeleitete Abwas­ sermenge vor der Einleitung in ein Gewässer in einem Biotop behandelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Biotop über einen Absetzteich und einen Bodenkörper oder mindestens einen Bodenkörper verfügt, wo eine Bodenpassage des Abwassers erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenkörper mit emersen Helophyten bepflanzt ist.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Biotop im Aufstau betrieben werden kann.