DE19813862C2 - Verfahren zum Betrieb eines Regenwassersammelbeckens - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Regenwassersammelbeckens, bei dem das Becken mit einer Strahlrohr-Anlage durch eine gesteuerte Erzeugung von Stoßwellen eines pulsierenden Wasser-Luft-Stromes am Austritt der Strahlrohre mittels Sedimentaufwirbelung gereinigt wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 44 36 765 bekanntgeworden. Diese Druckschrift befaßt sich mit der Reinigung von Regenrückhaltebecken oder Regenüberlaufbecken während deren Entleerung. Derartige Becken dienen der Entlastung der Kanalisation, indem sie bei starken Regenfällen das anfallende Wasser aufnehmen und dabei als Stauraum bzw. als Puffer wirken. In Perioden, in denen kein Wasser aufgrund von Regen mehr anfällt, werden die Flüssigkeitsbehälter in die Kanalisation entleert. Die in den Becken befindliche Flüssigkeit enthält organische und mineralische Ablagerungen, die beim Entleeren des betreffenden Beckens möglichst vollständig mit ausgetragen werden sollen. Da das angesammelte Regenwasser nur bis zum Ende einer Regenperiode und damit zumeist nur Stunden, selten mehr als ein bis zwei Tage, in einem derartigen Becken verweilt, können allenfalls nur die Schwebeteilchen der untersten Wasserschichten zu Boden sinken und können sodann bei der Entleerung durch die Sedimentaufwirbelung leicht wieder von dem Regenwasser aufgenommen werden. Weitere Maßnahmen, um die Bildung stärkerer Sedimentschichten während der Verweildauer des Regenwassers in einem derartigen Becken zu unterbinden, sind weder erforderlich noch vorgesehen.

Ähnliches gilt für das in der deutschen Patentschrift 36 26 182 offenbarte Verfahren zur Reinigung von druckoffenen Flüssigkeitsbehältern, welche der Aufnahme von mit Feststoffen belasteten Flüssigkeiten dienen, insbesondere Becken in Abwasseranlagen. Zur besonders intensiven Reinigung derartiger Becken während ihrer Entleerungsphase wird eine Strahldüse mit einer verschwenkbaren Drosselklappe verwendet, deren Verhalten durch den Wasserdruck auf Höhe der Strahldüse und damit durch den Füllungszustand des Beckens beeinflußt wird. Mit der Drosselklappe kann die Intensität des Wasserstroms verstellt werden, wobei ein plötzliches Öffnen dieser Klappe eine Stoßwelle hervorruft. Durch eine astabile Steuercharakteristik der Drosselklappe pendelt diese bei sinkendem Füllstand permanent zwischen Drossel- und Öffnungsposition und erzeugt somit ständig Stoßwellen, während sie bei gefülltem Becken ständig in der Drosselposition verbleibt. In diesem angestauten Zustand können daher keine Stoßwellen erzeugt werden. Dies ist allerdings bei der Anwendung bei Abwasseranlagen ohnehin nicht erforderlich, da dort das Wasser nur sehr kurz in den betreffenden Becken verweilt.

Andererseits ist infolge der hohen Bevölkerungsdichte eine geordnete Wasserwirtschaft ohne Wassersammelbecken kaum denkbar. Mittlerweile wird neben der Trinkwasserversorgung, die aus Quellen und aus gegebenenfalls gereinigtem Oberflächenwasser gespeist wird, vielerorts auch eine sog. Grauwasserversorgung installiert, bspw. als Kühlwasser für Industrieanlagen, etc., wobei oftmals gesammeltes Regenwasser Verwendung findet. Dieses ist zwar ursprünglich relativ sauber, wird jedoch auf seinem Weg bis zu einem Regenwassersammelbecken meistens mit mehr oder weniger großen Mengen von Schmutz beladen, welcher sich in dem betreffenden Regenwassersammelbecken als Schlamm absetzt. Damit ein derartiges Regenwassersammelbecken über einen längeren Zeitraum, bspw. über mehrere Monate hinweg, kontinuierlich betrieben werden kann, ist deshalb die permanente Entfernung dieser Schlammablagerungen notwendig. Diese Wirkung versucht man beim Stand der Technik dadurch zu erzielen, daß am Boden des Flüssigkeitssammelbeckens angeordnete Pumpen das Wasser in Bodennähe umwälzen, wobei ein Teil der Schlammablagerungen aufgewirbelt wird. Allerdings gelingt es auf diesem Wege nicht, die Schmutzpartikel etwa gleichförmig auch in den oberen Flüssigkeitsschichten zu verteilen, da diese durch die bodennahen Pumpen kaum bewegt werden. Die Qualität des Regenwassers nimmt daher im unteren Bereich des Beckens rapide ab, so daß ein relativ großer Anteil des gesammelten Wassers aufgrund seiner starken Schmutzbefrachtung nicht verwendbar ist.

Anders als bei Regenrückhalte- und -überlaufbecken kann bei der Nutzung im Rahmen einer Grauwasseranlage auch eine Entleerung bei Regen, d. h. zufließendem Wasser erfolgen, so daß die tatsächliche Entleerung eines Beckens nicht an dem Zustand der Abflußeinrichtungen erkennbar ist. Aufgrund der möglicherweise sehr langen Verweildauer des gesammelten Regenwassers in einem derartigen Becken ist es andererseits aufgrund der von der Beckenreinigungsanlage verbrauchten Energie äußerst unwirtschaftlich, diese ständig zu betreiben.

Aus den geschilderten Nachteilen des vorbekannten Stands der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart zu vervollkommnen, daß sich die Schmutzanteile der zufließenden Flüssigkeit weder auf dem Boden absetzen noch in den unteren Flüssigkeitsschichten ansammeln können, sondern stets möglichst gleichmäßig in dem gesamten Flüssigkeitsvolumen verteilt bleiben, so daß die entnommene Flüssigkeit über einen längeren Zeitraum einen näherungsweise konstanten Reinheitsgrad aufweist und damit eine Basis für eine nachgeschaltete Grauwasseraufbereitung bilden kann.

Die Lösung dieses Problems gelingt mit den gemäß Hauptanspruch vorgesehenen Maßnahmen.

Um stets die Tendenz des Flüssigkeitsniveaus erkennen zu können, wird die Höhe des Flüssigkeitsniveaus kontinuierlich erfaßt. Sodann kann aus den zeitlichen Änderungen dieses Höhenstandes durch zeitliche Differentiation die Änderungstendenz und - geschwindigkeit des Flüssigkeitsniveaus ermittelt werden. Bei Überschreiten vorgegebener Grenzwerte können sodann die erforderlichen Maßnahmen getroffen, insbesondere die Beckenreinigungsanlage aktiviert werden.

Die erfindungsgemäße Beckenreinigungsanlage wird auch während des Anstauens oder im angestauten Zustand des Flüssigkeitssammelbeckens bei Erreichen, insbesondere Unterschreiten eines vorbestimmten Flüssigkeitsniveaus in einem parametrierbaren Zeitzyklus aktiviert. Dadurch werden die eingetragenen Schmutzpartikel ständig im Schwebezustand gehalten, so daß es nicht erforderlich ist, dieselben aus dem bodennahen Niveau anzuheben.

Die erfindungsgemäße Stoßwellenerzeugung ist mit der Beckenreinigungsanlage gekoppelt, d. h., sie wird nur während der Beckenreinigung aktiviert. Um andererseits die durch die erfindungsgemäße Stoßwellenerzeugung verbesserte Beckenreinigung optimal zu nutzen, ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, daß die Beckenreinigungsanlage aktiviert wird, wenn das Flüssigkeitsniveau eine deutlich fallende Tendenz aufweist. Die fallende Tendenz des Flüssigkeitsniveaus ist ein untrügliches Anzeichen für einen geöffneten Abfluß des Beckens so daß sich in dieser Phase die Möglichkeit bietet, die in dem Wasser enthaltenen Schmutzpartikel aus dem Becken zu befördern. Diese Maßnahme kann durch die intensive Verwirbelung, wie sie durch die Stoßwellerzeugung hervorgerufen wird, optimiert werden.

Beim Entleeren des Flüssigkeitssammelbeckens wird die Beckenreinigungsanlage mit einem dem Flüssigkeitsniveau entsprechend variierten Zeitzyklus betrieben oder im Dauerbetrieb eingeschalten. Gemäß dieser Maßnahme wird beim - auch teilweisen - Entleeren des Flüssigkeitssammelbeckens zumindest beim Unterschreiten eines vorgegebenen Niveaus die Beckenreinigungsanlage aktiviert, so daß in dieser Phase der ausströmenden Flüssigkeit ein Teil der Schlammablagerung mitgegeben wird.

Indem zur Unterstützung der Beckenreinigungsanlage eine Stoßwellenerzeugung vorgesehen ist, wobei am Austritt der Strahlrohre der Beckenreinigungsanlage ein pulsierender Wasser-Luftstrom hervorgerufen wird, der eine intensive Aufwirbelung der Sedimente bewirkt, werden den von den Pumpen erzeugten Wasserwirbeln Luftblasen oder -perlen hinzugefügt, welche aufgrund ihres Auftriebs bis zur Flüssigkeitsoberfläche emporsteigen und dabei einen Teil der Schmutzpartikel auch bis in die oberen Flüssigkeitsschichten tragen. Die Strahlrohre der Pumpen bleiben nach wie vor etwa horizontal gerichtet, so daß Schlammablagerungen auf dem Boden restlos aufgewirbelt werden. Andererseits hat sich gezeigt, daß durch die Vermischung des Wasserstroms mit Luftblasen oder -perlen die Strömungsgeschwindigkeit reduziert wird, so daß der Radius einer Beckenreinigungspumpe reduziert ist. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, wird erfindungsgemäß die Beimengung von Luftblasen oder -perlen nicht kontinuierlich, sondern in pulsierender Form vorgenommen. Dadurch kann während Phasen mit reinem Wasserstrom die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Strahlrohre gemäß der maximalen Pumpenleistung erhöht werden, und in dieser erhöhten Strömungsgeschwindigkeit ist Energie gespeichert, die beim Einsetzen der Stoßwellenerzeugung freigesetzt wird und dafür sorgt, daß die vorderste Stoßwelle eine deutlich höhere Intensität hat als während eines permanenten Wasser-Luftstroms, so daß kräftigere Wasserverwirbelungen hervorgerufen werden.

Es hat sich als günstig erwiesen, daß die Pulsationsfrequenz der Stoßwellenerzeugung mit fallendem Flüssigkeitsniveau zunimmt. Wie oben dargelegt, führt jeweils die erste Stoßwelle des Wasser-Luftstroms besonders viel Energie mit sich und hat somit den stärksten Verwirbelungseffekt. Mit einer Erhöhung der Pulsationsfrequenz steigt auch die Anzahl der besonders energiereichen Stoßwellen, bezogen auf ein gleichbleibendes Zeitintervall, und damit die Verwirbelungsrate, so daß während der kritischen Phasen bei einer Tief- oder Vollentleerung sämtliche, noch vorhandenen Schmutzteilchen vom Beckenboden gelöst und in der Flüssigkeit verteilt werden, um mit dieser das Becken zu verlassen. Weitere Vorteile resultieren daraus, daß das Taktverhältnis der Stoßwellenerzeugung bei Variation der Pulsationsfrequenz immer konstant bleibt. Da die Stoßwellen durch Beimischung von Luft zu dem Wasserstrom in den Strahlrohren der Reinigungspumpen erzeugt werden, ist ein Nebeneffekt die Anreicherung der Flüssigkeit mit Sauerstoff, was sich wiederum günstig auf die Haltbarkeit vieler Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser auswirkt. Da insbesondere Regenwassersammelbecken oftmals tage- oder gar wochenlang in gefülltem Zustand verharren, ist dieser Nebeneffekt der Anreicherung mit Sauerstoff von großer Bedeutung für die Qualität des Wassers. In dieser Phase ist die Stoßwellenerzeugung infolge einer niedrigen Pulsationsfrequenz gering und deshalb muß zur Beimengung eines ausreichenden Sauerstoffanteils das Taktverhältnis, also das Verhältnis von Wasser-Luft-Strom zu reinem Wasser-Strom, zumindest konstant gehalten oder gar - bei seltenem Aktivieren der Reinigungsanlagen - entsprechend erhöht werden.

Ein weitere Optimierung erfährt die Erfindung dadurch, daß die Beckenreinigungsanlage oberhalb eines (zweiten) Niveaus im Intervallbetrieb und unterhalb dieses Niveaus im Dauerbetrieb aktiviert wird. Bei mittel bis stark befülltem Becken kann sich die durch die Stoßwellenerzeugung intensivierte Verwirbelung in einem großen Volumen ausbilden, so daß die Schmutzpartikel weit nach oben getragen werden und einen relativ langen Zeitraum benötigen, bis sie wieder auf das Bodenniveau abgesunken sind, so daß zwischenzeitlich die Beckenreinigung stillgesetzt werden kann, um Energie zu sparen. Ist das Becken jedoch weitgehend entleert, würden sich die aufgewirbelten Schmutzpartikel innerhalb eines kürzesten Zeitraums wieder ablagern, so daß die Beckenreinigungsanlage permanent laufen muß, um den Beckenboden schlammfrei zu halten. In Anbetracht der Tatsache, daß infolge des erfindungsgemäßen Aufwirbelungsprinzips die Ablagerungsgeschwindigkeit enthaltener Schmutzpartikel mit sinkendem Füllstand zunimmt, sollten auch die Intervallzeiten bei dem intervallartigen Betrieb der Beckenreinigungsanlage füllstandsabhängig variiert werden, derart, daß die Intervalle mit ansteigendem Füllstand länger werden.

Erfindungsgemäß kann der pulsierende Wasser-Luft-Strom durch intervallartige Aktivierung von an die Strahlrohre der Beckenreinigungspumpen angekuppelten Luftklappen hervorgerufen werden. Sofern diese Luftklappen geöffnet werden, entsteht an der betreffenden Stelle des Strahlrohres durch die schnellströmende Flüssigkeit ein Unterdruck, der die Luft ansaugt und mitreißt, so daß keinerlei zusätzliche Pumpen od. dgl. notwendig sind. Bevorzugt sind die Luftklappen an etwa vertikalen, an je ein Pumpenstrahlrohr angeschlossenen Rohr- oder Schlauchleitungen angeordnet. Diese vertikalen Leitungen sind derart dimensoniert, daß sie auch bei maximalem Flüssigkeitstand innerhalb des betreffenden Beckens über die Flüssigkeitsoberfläche hinausragen und demzufolge in der Lage sind, Luft anzusaugen. Vorzugsweise sind die Luftklappen oberhalb des maximalen Flüssigkeitsniveaus angeordnet, damit sie weder oxidierenden Effekten noch anderen Beeinträchtigungen ausgesetzt sind. Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die Luftklappen durch Elektromagneten angesteuert und insbesondere geöffnet werden. Da der Klappendurchmesser etwa dem Rohrdurchmesser angepaßt ist und somit etwa 5 bis 20, vorzugsweise etwa 10 cm beträgt, ist ein derartiger, elektromagnetischer Antrieb völlig ausreichend und hat den weiteren Vorzug, daß er von einer elektrischen Steuerung ohne Signalumformung betätigt werden kann. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die elektrischen Anschlußleitungen der Klappenmagnete an der Decke des Flüssigkeitssammelbeckens bis zu dem betreffenden Klappenmagnet verlegt sind. Dadurch ist die Gefahr von Leckströmen infolge von Isolationsverletzungen weitgehend ausgeschlossen, und die Funktionssicherheit der Anlage kann über einen weiten Zeitraum hinweg aufrecht erhalten werden.

Ferner entspricht es der Lehre der Erfindung, daß die Stoßwellenerzeugung während des Anstauens oder dem angestauten Zustand des Flüssigkeitssammelbeckens intervallartig aktiviert wird, wenn die Beckenreinigungsanlage in Betrieb ist. Diese Maßnahme führt zu einer beständigen sowie intensiven Anreicherung der gesammelten Flüssigkeit mit Sauerstoff, und zwar infolge der intensiven Verwirbelung innerhalb des gesamten Volumens derselben in etwa gleichmäßigen Umfang. Dadurch kann die Qualität und insbesondere Lagerungsfähigkeit von Regenwasser bedeutend erhöht werden.

Um die Höhe des Flüssigkeitsniveaus zu erfassen, wird empfohlen, die Reflexion eines Ultraschallsignals an der Flüssigkeitsoberfläche zu messen. Da dieses Meßverfahren vollständig außerhalb des Wasserbeckens durchgeführt wird, kann es auch bei hohem Verschmutzungsgrad des Wassers zuverlässige Meßergebnisse liefern, außerdem ist der betreffende Sender/Empfänger von außen zu Wartungszwecken jederzeit zugänglich. Um auch bis zu tiefsten Niveaus messen zu können, sollte der Ultraschallsender/-empfänger im Bereich des Pumpensumpfs angeordnet sein.

Ein besonderer Erfindungsaspekt liegt darin, daß die Beckenreinigungsanlage erst bei Unterschreiten eines Einschaltniveaus aktiviert wird. Hierdurch kann sichergestellt werden, daß die Luft- oder Pulsationsklappen bei deren Aktivierung sich stets oberhalb des Flüssigkeitsniveaus befinden, so daß Beschädigungen od. dgl. ausgeschlossen sind. Bei einer anderen, vorzugsweise alternativen Betriebsart wird die Beckenreinigungsanlage aktiviert, wenn sie individuell freigegeben ist. Hier erfolgt demnach keine automatische Aktivierung wie bei dem zuvor beschriebenen Verfahren, sondern jeglicher Reinigungsbetrieb muß manuell in die Wege geleitet werden.

Wenn, wie die Erfindung weiterhin vorsieht, auf unterschiedlichen Höhen angeordnete Beckenreinigungsanlagen jeweils bei einem unterschiedlichen Einschaltniveau aktiviert werden, so läßt sich der Spitzenlast-Energieverbrauch auf ein Minimum reduzieren, da solchenfalls die unterschiedlichen Beckenreinigungsanlagen automatisch gestaffelt in Betrieb genommen werden und somit die relativ hohen Pumpenanlaufströme niemals gleichzeitig auftreten können.

Als Schutz der Beckenreinigungsanlage kann eine Leerlaufstromerkennung implementiert werden, die während der Beckenentleerung die betreffende Beckenreinigungspumpe abschaltet, wenn der Flüssigkeitspegel das betreffende Saugrohr, insbesondere seine Unterkante erreicht hat. Hierdurch kann ein Trockenlauf der Pumpen und damit eine Beschädigung oder gar Zerstörung derselben vermieden werden.

Da der Boden üblicher Flüssigkeitssammelbecken zumeist in Richtung auf den Abfluß hin abschüssig gestaltet ist, sind die einzelnen Beckenreinigungspumpen meist auf unterschiedlichem Niveau angeordnet und müssen demzufolge auch unterschiedlich abgeschalten werden. Denn bei gleichbleibender Abflußgeschwindigkeit sinkt der Flüssigkeitsspiegel bei Erreichen des abschüssigen Bodenniveaus aufgrund des reduzierten Flüssigkeitsquerschnitts in schneller werdendem Umfang, so daß eine Leerlaufstromabschaltung der tiefsten Beckenreinigungspumpe bereits bei einer größeren Sicherheitsreserve erfolgen sollte als dies bei den übrigen Beckenreinigungspumpen der Fall ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt ein mit Wasser aufgefülltes Flüssigkeitssammelbecken in einer Staukanalausführung.

Das Flüssigkeitssammelbecken 1 dient dem Aufstauen von gesammeltem Regenwasser und ist zu diesem Zweck mit einem Zulaufkanal 2 für das Regenwasser sowie mit einem Pumpenraum 3 versehen, in welchem eine Entleerungspumpe 4 und eine Restentleerungspumpe 5 installiert sind, um das Regenwasser bei Bedarf in ein Wasserleitungsnetz einzuspeisen. Der Boden 6 des Flüssigkeitssammelbeckens 1 ist von dem Zulauf 2 in Richtung auf das Ansaugrohr 7 der Entleerungspumpe 4 geringfügig geneigt, und an der tiefsten Stelle befindet sich ein Pumpensumpf 8. Innerhalb des Flüssigkeitssammelbeckens 1 wird bspw. bis zu dem eingezeichneten Wasserspiegel 9 Regenwasser 10 angesammelt. Dieses wurde auf seinem Weg bis zu dem Flüssigkeitssammelbecken 1 mit Schmutzpartikeln befrachtet, die sich nun in Form von Schlamm 11 auf dem Boden 6 absetzen. Durch diesen Schlamm kann die Funktionsfähigkeit des Flüssigkeitssammelbeckens 1, insbesondere der Entleerungspumpen 4, 5 beeinträchtigt werden. Deshalb sind zur Vermeidung von Schlammablagerungen 5 Beckenreinigungspumpen 12, 13 vorgesehen, welche das Wasser 10 in Bodennähe 6 ansaugen 14, 15 und durch ein nachgeschaltetes Strahlrohr 16, 17 etwa parallel zum Boden 6 etwa strahl- oder schwallartig abgeben. Hierdurch treten im unteren Bereich des Beckens 1 Wasserwirbel auf, welche die Schlammablagerungen 11 auflösen.

Die von den horizontalen Strahlrohren 16, 17 in ansteigender Richtung des Bodens ausgestoßenen Wasserstrahlen rufen jedoch allenfalls im unteren Bereich 18 des Beckens 1 nennenswerte Verwirbelungen hervor, während eine gleichmäßige Verteilung der Schmutzpartikel über das gesamte Wasservolumen 10 auf diesem Weg nicht möglich ist. Deshalb sind in den Strahlrohren 16, 17 über je ein zwischengeschaltetes T-Stück 19, 20 vertikal nach oben ragende Rohre 21, 22 angeschlossen, welche bis über das maximale Füllstandsniveau 9 hinausragen. An ihren oberen Enden sind Luftklappen 23, 24 angeordnet, welche von Elektromagneten 25, 26 geöffnet werden können.

Bei geöffneten Klappen 23, 24 reißt die von einer Reinigungspumpe 12, 13 in dem betreffenden Strahlrohr 16, 17 hervorgerufene Wasserströmung aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit in dem Rohr 21, 22 befindliche Luft mit sich, die in Form von Luftblasen 27 zusammen mit dem Wasserstrahl an der Öffnung des Strahlrohrs 19, 20 austritt. Hierdurch erhält der Wasserstrahl eine nach oben gerichtete Bewegungskomponente, die sich aufgrund der bis zur Wasseroberfläche 9 aufsteigenden Luftblasen bis in die obersten Flüssigkeitsschichten fortsetzt und in der Lage ist, die aus den Schlammablagerungen 11 gelösten Schmutzpartikel bis in die obersten Flüssigkeitsschichten zu tragen.

Bei geöffneter Luftklappe 23, 24 muß Luft entgegen der Auftriebskraft durch das betreffende Rohr 21, 22 nach unten gesaugt und mit dem Wasserstrahl vermengt werden. Die zusätzlichen, starken Verwirbelungen erhöhen den Strömungswiderstand innerhalb der Strahlrohre 16, 17, so daß die Reinigungspumpen 12, 13 zusätzlich belastet werden. Aus diesem Grund würde sich ohne zusätzliche Maßnahme die Geschwindigkeit des austretenden Wasserstrahls und damit der Aktionsradius einer Reinigungseinrichtung 12, 13 reduzieren. Dieser nachteilige Effekt wird jedoch umgangen, indem die Klappen 23, 24 intervallartig geöffnet und geschlossen werden, so daß bei geschlossenen Klappen 23, 24 sich in den Strahlrohren 16, 17 eine laminare Strömung mit geringem Strömungswiderstand ausbilden kann, wodurch der Wasserstrahl an Stärke und damit auch an Reichweite zunimmt. Wird nun die betreffende Luftklappe 23, 24 geöffnet, so hat im ersten Moment die Strömung innerhalb des betreffenden Strahlrohres 16, 17 eine besonders hohe Kraft und ist daher in der Lage, mitgeführte Luftbläschen 27 unter hohem Druck und damit nahezu horizontal austreten zu lassen, so daß ein maximaler Aktionsradius der Reinigungsanlagen 12, 13 mit einer vollständigen Verwirbelung auch in den oberen Flüssigkeitsschichten 10 einhergeht.

Da bei jedem Öffnen der Luftklappen 23, 24 eine besonders kräftige Stoßwelle am Austritt der Strahlrohre 19, 20 erzeugt wird, ist die Anzahl der Klappenöffnungen pro Zeiteinheit und somit das Pulsationsintervall der Luftplatten 23, 24 charakteristisch für die Reinigungswirkung der erfindungsgemäßen Anordnung. Deshalb wird bei absinkendem Flüssigkeitsspiegel 9, wenn die aufgewirbelten Schmutzpartikel sich bereits nach einer kurzen Sinkphase wieder als Schlamm 11 ablagern würden, die Pulsationsfrequenz der Klappen 23, 24 erhöht, um in kurzen Abständen kräftige Stoßwellen aufeinanderfolgen zu lassen.

Da die Stoßwellenerzeugung nur bei laufenden Reinigungspumpen 12, 13 funktioniert, müssen dieselben bei weitgehend entleertem Flüssigkeitsbecken 1 permanent eingeschalten werden, damit laufend Stoßwellen erzeugt werden können. Dieser Dauerbetrieb der Reinigungsanlage ist aktiv, sobald sich der Flüssigkeitsstand unter dem Niveau 28 "Dauerbetrieb" befindet. Oberhalb dieses Niveaus 28 schließt sich ein Intervallbereich an bis zu einem darüber befindlichen Niveau 29 "Intervallbetrieb", während oberhalb desselben die Beckenreinigungsanlage 12, 13 und damit auch die Stoßwellenerzeugung ausgeschaltet bleibt und allenfalls manuell ausgelöst werden kann.

Neben diesen ausschließlich bei der Entleerung maßgebenden Flüssigkeitsniveaus 28, 29 wird beim Anstauen der Flüssigkeit die Reinigungsanlage 12, 13 und damit die Stoßwellenerzeugung in einem parametrierbaren Zeitzyklus aktiviert, sobald ein Niveau 30 "Zeitzyklus ein" erreicht wird. Dadurch kann der bei befülltem Becken stärkeren Tendenz zur Bildung von Schlammablagerungen in ausreichendem Umfang begegnet werden.

Die Entleerungspumpe 4 kann automatisch bei Erreichen des oberen Flüssigkeitspegels 31 "Entleerung ein" in Betrieb genommen und bei Unterschreiten eines unteren Flüssigkeitspegels 32 "Entleerung aus" wieder abgeschalten werden.

Ferner ist jeder Reinigungspumpe 12, 13 ein Niveau 33, 34 zugeordnet, welches auf die Höhe der Öffnung des betreffenden Saugrohrs 14, 15 eingestellt ist und einen Trockenlauf dieser Pumpe 12, 13 verhindert.

Die verschiedenen Niveaus 28 bis 33 können durch eine Ultraschallmessung des Flüssigkeitsstands 9 im Bereich des Pumpensumpfs 8 ermittelt werden. Durch eine derartige, kontinuierliche Füllstandsmessung kann die Änderungsgeschwindigkeit und -tendenz des Füllstandes errechnet werden, um daraus unterschiedliche Zustände des Flüssigkeitsbeckens 1 wie "Anstauen" oder "Entleeren" zu erkennen und in die entsprechenden Steuerverfahren zu verzweigen.

Die verschiedenen Niveaus 28 bis 33 sind bevorzugt jeweils mit einer parametrierbaren Hysterese zwischen dem betreffenden Ein- und Ausschaltpunkt versehen.

Nachdem das Flüssigkeitssammelbecken 1 hinsichtlich des erfindungsgemäßen Steuerverfahrens parametriert und in Betrieb genommen worden ist, erfolgt demnach zunächst eine Befüllung bis zu dem Niveau 30 ohne Aktivierung der Reinigungsanlagen 12, 13, anschließend werden dieselben mit einem entsprechend dem Verschmutzungsgrad des Wassers 10 parametrierbaren Zeitzyklus betrieben. Sobald das Niveau 31 erreicht wird, kann - je nach Betriebsart automatisch oder manuell - die Entleerungspumpe 4 aktiviert werden. Da hierbei das Flüssigkeitsniveau absinkt, wird nun der Zustand "Entleeren" erkannt und in das betreffende Steuerverfahren verzweigt. Nun setzt die Beckenreinigung 12, 13 erst ein, nachdem das Niveau 29 "Intervallbetrieb" unterschritten worden ist, und zwar in einem füllstandsabhängigen Zeitintervall. Nach Unterschreiten des darunter befindlichen Niveaus 32 "Dauerbetrieb" geht die Beckenreinigungsanlage 12, 13 in einen permanenten Zustand über. Parallel zu der Beckenreinigungsanlage 12, 13 wird immer die Stoßwellenerzeugung mittels der Klappen 23, 24 aktiviert, allerdings ebenfalls mit einer von der Füllstandshöhe abhängigen Pulsationsfrequenz.

Bei Unterschreiten des Niveaus 32 wird die Entleerungspumpe 4 abgeschaltet. Bei einer Restentleerung mittels der Restentleerungspumpe 5 sinkt das Flüssigkeitsniveau weiter ab, und bei Unterschreiten des Flüssigkeitspegels 33 wird die Reinigungspumpe 12, bei Unterschreiten des Niveaus 34 die Reinigungspumpe 13 abgeschalten. Diese Niveaus 33, 34 befinden sich oberhalb des Abflusses der Restentleerungspumpe 5. Nach Ausschalten der Beckenreingiungsanlage 12, 13 durch die Trockenlaufschutzniveaus 33, 34 wird demnach der weitere Pumpensumpf 8 nur noch von der Restentleerungspumpe 5 abgepumpt. Auch für die Restentleerungspumpe 5 kann ein Trockenlaufschutz bei einem niedrigsten Abschaltniveau vorgesehen sein.

Besonderheiten treten bei Flüssigkeitssammelbecken auf, wenn deren gespeichertes Wasser einer Wasseraufbereitungsanlage zugeführt werden soll und die Sedimente während des Entleerens und Überführens in ein weiteres Flüssigkeitssammelbecken nicht aufgewirbelt werden sollen. Hier kann eine zusätzliche Funktion vorgesehen sein, derart, daß während eines zusätzlichen Prozesses "Restentleerung" die Restentleerungspumpe 5 derart aktiviert wird, daß die verbleibende restliche Flüssigkeit mit den Schlammablagerungen 11 dem Schmutzwassersystem und schließlich einer Kläranlage zugeleitet wird. Somit ist sichergestellt, daß eine umweltfreundliche Reinigung und Entsorgung der verbliebenen Reststoffe gewährleistet ist.

Einen weiteren Sonderfall bilden Flüssigkeitssammelbecken, die bspw. zur Speicherung von aufbereitetem Wasser dienen, permanent gefüllt werden und einer gesonderten Entnahme unterliegen. Hier erfolgt die Aktivierung der Beckenreinigungsanlage 12, 13 in dem Zustand "Anstauen" oder im angestauten Zustand über einen variablen Zeitzyklus. Das Entleeren und Restentleeren des Wassers erfolgt dagegen ausschließlich über eine individuell aktivierte Freigabe. Auch in diesem Fall kann die verbleibende, restliche Flüssigkeit unter dem Einsatz der Restentleerungspumpe 5 mitsamt den Schlammablagerungen einem Schmutzwassersystem und schließlich einer Kläranlage zugeleitet werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Betrieb eines Regenwassersammelbeckens über einen längeren Zeitraum, insbesondere mehrere Monate, bei dem das Becken mit einer Strahlrohr-Anlage (12; 13) durch eine gesteuerte Erzeugung von Stoßwellen eines pulsierenden Wasser-Luft-Stromes am Austritt der Strahlrohre (19, 20) mittels Sedimentaufwirbelung gereinigt wird, mit folgenden Merkmalen:

• a) die Höhe des Flüssigkeitsspiegels (9) wird kontinuierlich erfaßt;
• b) beim Anstauen oder im angestauten Zustand des Flüssigkeitssammelbeckens (1) wird die Beckenreinigungsanlage (12; 13) nach Erreichen eines vorbestimmten Flüssigkeitsniveaus (30) in einem parametrierbaren Zeitzyklus aktiviert;
• c) die Beckenreinigungsanlage (12; 13) wird aktiviert, wenn das Flüssigkeitsniveau (9) eine deutlich fallende Tendenz aufweist (Entleeren);
• d) beim Entleeren des Flüssigkeitssammelbeckens (1) wird die Beckenreinigungsanlage (12; 13) mit einem dem Flüssigkeitsniveau entsprechend variierten Zeitzyklus betrieben oder im Dauerbetrieb eingeschalten;
• e) die Pulsationsfrequenz der Stoßwellenerzeugung nimmt mit fallendem Flüssigkeitsniveau zu.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beckenreinigungsanlage (12, 13) oberhalb eines (zweiten) Niveaus (28) im Intervallbetrieb und unterhalb dieses Niveaus im Dauerbetrieb aktiviert wird, wobei die Intervallzeiten füllstandsabhängig sind;

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der pulsierende Wasser-Luft-Strom durch intervallartige Aktivierung von an die Strahlrohre (16, 17) der Beckenreinigungspumpen (12, 13) angekoppelten Luftklappen (23, 24) hervorgerufen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßwellenerzeugung während des Anstauens oder im angestauten Zustand des Flüssigkeitssammelbeckens (1) intervallartig aktiviert wird, wenn die Beckenreinigungsanlage (12, 13) in Betrieb ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Flüssigkeitsspiegels (9) durch Reflexion eines Ultraschallsignals an der Flüssigkeitsoberfläche (9) und Auswertung der Signallaufzeit erfaßt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beckenreinigungsanlage (12, 13) erst bei Unterschreiten eines Einschaltniveaus (29) aktiviert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf unterschiedlichen Höhen angeordnete Beckenreinigungsanlagen (12, 13) jeweils bei einem unterschiedlichen Einschaltniveau aktiviert werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Leerlaufstromerkennung (33, 34), die während des Entleerens die betreffende Beckenreinigungspumpe (12, 13) abschaltet, wenn der Flüssigkeitspegel im Flüssigkeitssammelbecken (1) die Unterkante eines Saugrohres (14, 15) erreicht hat.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leerlaufstromerkennungen (33, 34) aufgrund unterschiedlicher Höhen der Beckenreinigungspumpen (12, 13) und entsprechender Abflußgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Flüssigkeitssammelbecken (1) ebenfalls unterschiedlich ansprechen.