DE19857158C2 - Betriebsverfahren für eine Regenwasserbevorratungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Regenwasserbevorratungsanlage.

Die zunehmende Versiegelung der Erdoberfläche ist in manchen Fällen kaum vermeidbar, beispielsweise bei der Herstellung des Vorfeldes sowie der Roll­ bahnen eines Flugplatzes. Derartige Flächen erlauben einerseits ein weitge­ hend erschütterungsfreies Fahren der Flugzeuge und bieten andererseits die Möglichkeit, in größerem Umfang das auftreffende Regenwasser aufzufangen und als Brauchwasser weiterzuverwenden, so daß kostbares Trinkwasser ein­ gespart werden kann. In Anbetracht der witterungsbedingt stark schwankenden Niederschläge ist es dabei erforderlich, das Auffangbecken ausreichend groß zu dimensionieren, um das Regenwasser möglichst vollständig speichern und auch während Trockenperioden abgeben zu können. Es hat sich jedoch ge­ zeigt, daß ein hierfür ausreichendes Auffangbecken so groß wäre, daß die Her­ stellungskosten in keinem Verhältnis zu den Kosten des dadurch eingesparten Trinkwassers stünden. Außerdem müßte für die Wartung eines derartigen Re­ genwasserauffangbeckens die gesamte Anlage stillgesetzt und das betreffende Brauchwassernetz vorübergehend aus dem Trinkwassernetz nachgespeist werden.

Aus diesen Nachteilen des vorbekannten Stands der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, für Regenwasseranlagen mit ausgedehnten Einzugsbereichen wie beispielsweise Flughafenanlagen ein System zu finden, mit dem zu moderaten Kosten möglichst die gesamten Niederschläge gespeichert werden können, um auch längere Trockenperioden zu überbrüc­ ken, wobei die Möglichkeit eröffnet sein soll, Wartungsarbeiten ohne Stillset­ zung der gesamten Regenwasseranlage vornehmen zu können.

Zur Lösung dieses Problems geht die Erfindung aus von einer Regenwas­ serbevorratungsanlage, die in eine Mehrzahl von Regenwasserrückhaltebecken aufgeteilt ist, welche sowohl zulauf- wie auch ablaufseitig parallelgeschaltet oder parallelschaltbar sind. Die Größe eines einzelnen Regenwasserrückhaltebeckens kann hierbei in einem Bereich zwischen etwa 1000 und 5000 m³, vorzugsweise zwischen etwa 1500 und 3000 m³ liegen. Diese Dimensionen lassen sich mit bekannten Baumaßnahmen bewältigen. Dabei kann einerseits der Wasserdruck am Boden eines Behälters ausreichend niedrig gehalten werden, daß keine überdimensionierten Armierungen erforderlich sind, um auch bei vollgefülltem Becken Rißbildungen zu vermeiden, andererseits sind nur wenige oder gar keine Säulen zur Abstützung der Decke erforderlich. Die maximale Füllhöhe eines derartigen Behälters kann zwischen 2 und 6 m, vorzugsweise zwischen 3 und 5 m liegen. In derartigen, unterirdischen Zisternen können die Regenwasservorräte ohne Verdunstungs­ gefahr auch über längere Trockenperioden hinweg gespeichert werden. Um anderseits eine maximale Flexibilität zu erreichen, sind die einzelnen Regen­ wasserrückhaltebecken zu- wie auch ablaufseitig parallelgeschaltet oder parallelschaltbar, so daß zu Wartungsarbeiten ausschließlich das betreffende Becken entleert werden muß, während die übrigen Becken weiterhin betrieben werden können. Die Regenwasserrückhaltebecken können bspw. zulaufseitig an ein gemeinsames Einlaufbecken angeschlossen sein, so dass das gesamte, in dem betreffenden Einzugsbereich aufgefangene Regenwasser auf jedes der erfindungsgemäßen Regenwasserrückhaltebecken verteilt werden kann. Indem der Zulauf jedes Regenwasserrückhaltebeckens durch eine Absperrvorrichtung verschließbar ist, so ist die Möglichkeit geschaffen, jeweils nur ein einziges Rückhaltebecken zu befüllen und dadurch nicht benötigte Rückhaltebecken unterdessen entleeren zu können. Ferner können die Regenwasserrückhaltebecken ablaufseitig an eine gemeinsame Sammelleitung angeschlossen sein. Von dieser Sammelleitung erfolgt die weitere Verarbeitung des Regenwassers, insbesondere dessen Aufbereitung, für alle Regenwasserrückhaltebecken gemeinsam. Indem der Ablauf jedes Regenwasserrückhaltebeckens mit einer Absperrvorrichtung verschließbar ist, lassen sich einzelne Rückhaltebecken selektiv entleeren, während andere Rückhaltebecken im Befüllungszustand verbleiben und als Reserve für Trockenperioden dienen.

Einer derartigen Regenwasseranlage können durch eine ausgeklügelte Betriebssteuerung besondere, vorteilhafte Eigenschaften verliehen werden. Außerordentliche Vorzüge bietet dabei ein Betriebsverfahren, wobei ein Teil der Regenwasserrückhaltebecken als Bevorratungsbecken und ein anderer Teil als Reservebecken verwendet wird, welche ausschließlich zur Zwischenspeiche­ rung größerer Wassermengen bei starken und/oder langanhaltenden Nieder­ schlägen gefüllt werden. Durch eine derartige Steuerung der erfindungsgemä­ ßen Regenwasserbevorratungsanlage kann eine Doppelfunktion derselben er­ reicht werden: Indem wenigstens ein Becken während normaler Witterungsbe­ dingungen als Reservebecken behandelt und nicht befüllt wird, kann dieses im Fall wolkenbruchartiger Regenfälle kurzzeitig größere Wassermassen aufneh­ men und dadurch den Einlaßbereich vor einem übermäßigen Anstieg des Was­ serpegels schützen. Die Reservebecken werden erst geöffnet, wenn trotz ma­ ximaler Leistung der Fördereinrichtung der Pegel in dem zuletzt befüllten Be­ vorratungsbecken eine oberste Füllstandsmarke überschreitet.

Es hat sich als günstig erwiesen, daß die Bevorratungsbecken und/oder Reser­ vebecken in einer festgelegten Reihenfolge nacheinander befüllt werden, wäh­ rend die Reservebecken bei normalen Witterungsbedingungen leer bleiben, um jedoch bei extremen Regenfällen ebenfalls befüllt zu werden.

Das aufeinanderfolgende Befüllen einzelner Becken kann dadurch erreicht werden, daß jeweils nur die zulaufseitige Absperrvorrichtung zu einem einzigen Becken geöffnet ist.

Indem die zulaufseitige Absperrvorrichtung eines Rückhaltebeckens nur dann geöffnet wird, wenn der Wasserpegel in dem betreffenden Rückhaltebecken niedriger ist als in dem gemeinsamen Einlaufbecken, kann ein Zurückströmen des bereits gespeicherten Wassers in das Einlaufbecken vermieden werden.

Besondere Vorteile bietet eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens dahingehend, daß die ablaufseitige Absperrvorrichtung des letzten, zu füllenden Beckens bei schnell ansteigendem Wasserpegel und/oder bei Über­ schreiten eines vorgegebenen Wasserpegels auslaufseitig geöffnet wird, um überschüssiges Wasser abzuleiten. Gleichzeitig werden die Fördereinrichtun­ gen vorzugsweise mit maximaler Förderleistung aktiviert. Diese Maßnahme verhindert einen Überlauf des Einlaufsystems und sichert damit den Abfluß auch wolkenbruchartig niedergehender Wassermassen.

Es hat sich als günstig erwiesen, daß der Sollwert für die Durchflußmenge zum Beruhigungsbecken primär nach dem Wasserpegel im Beruhigungsbecken be­ stimmt wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß der Durchfluß­ mengen-Sollwert mit steigendem Wasserspiegel im Beruhigungsbecken konti­ nuierlich, vorzugsweise linear abnimmt, bis der Durchflußmengen-Sollwert bei maximaler Füllung des Beruhigungsbeckens auf null absinkt.

Abweichend von einer derartigen, primären Sollwertvorgabe kann in besonde­ ren Situationen der Sollwert für die Durchflußmenge zum Beruhigungsbecken durch weitere Faktoren beeinflußt werden, insbesondere durch den Pegelstand des momentan entleerten Rückhaltebeckens, durch einen übermäßigen Pegelanstieg in dem zuletzt zu befüllenden Becken, durch die Stellung der ab­ laufseitigen Absperrvorrichtungen der Rückhaltebecken, etc. Dadurch kann beispielsweise bei absinkendem Pegelstand in einem Rückhaltebecken der Durchflußmengen-Sollwert langsam reduziert werden, gegebenenfalls bis auf null, damit sodann die Absperrvorrichtung des betreffenden Beckens geschlos­ sen und eine andere Absperrvorrichtung geöffnet werden kann, um nun das nächste Rückhaltebecken zu entleeren. Erst wenn dessen Absperrvorrichtung vollständig geöffnet ist, wird die Fördereinrichtung durch langsames Anheben des Durchlfußmengen-Sollwerts wieder in Aktion gesetzt, bis sie den durch die Füllstandsregelung des Beruhigungsbeckens vorgegebenen Wert erreicht hat. Eine weitere Ausnahme bildet der Fall wolkenbruchartiger Regenfälle, wo die Füllstandsregelung des Beruhigungsbeckens ebenfalls außer Kraft gesetzt wird und statt dessen durch eine Füllstandsregelung des momentan geöffneten Rückhaltebeckens ein Rückstau in dem Einlaufbecken vermieden werden soll, ungeachtet der Tatsache, ob gegebenenfalls das Beruhigungsbecken überläuft.

Im Rahmen der Durchflußmengen-Regelung kann vorgesehen sein, daß je­ weils nur gerade so viele Förderpumpen eingeschaltet sind, daß die ge­ wünschte Durchflußmenge erreicht wird. Hierdurch kann einerseits Strom ge­ spart werden, andererseits steigt auch die Lebenserwartung der Pumpen. Das Prinzip der durchflußmengenabhängig aktivierten Förderpumpen läßt sich dadurch optimieren, daß die leistungsmäßig verstellbare(n) Förderpumpe(n) zuerst eingeschaltet und zuletzt ausgeschaltet wird (werden). Hierdurch ist ständig eine präzise Regelung der Durchflußmenge innerhalb des gesamten, zulässigen Fördermengenbereichs möglich.

Aus dem Beruhigungsbecken wird die Aufbereitungsanlage gespeist, in der Rückstände der verschiedensten Art aus dem Wasser entfernt und gegebe­ nenfalls Desinfektionsmittel od. dgl. hinzugesetzt werden. Am Ausgang der Aufbereitungsanlage befindet sich das Brauchwasserbecken. Dessen Zufluß­ menge richtet sich primär nach der Verarbeitungsgeschwindigkeit der Aufbe­ reitungsanlage und sekundär nach dem Pegelstand in dem Beruhigungsbec­ ken.

Da der Wasservorrat in der Regenwasseranlage von der Witterung abhängig ist, mag in besonders lang anhaltenden Trockenperioden auch ein noch so großer Regenwasservorrat zur Neige gehen. Um dennoch die an das Brauch­ wassernetz angeschlossenen Anlagen zuverlässig mit Wasser versorgen zu können, ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, daß das Brauchwasser­ becken bei Bedarf auch aus einem oder mehreren Brunnen und/oder aus dem Trinkwassernetz nachgespeist wird. Dies erfolgt vorzugsweise jedoch erst dann, wenn der Pegel in dem Brauchwasserbecken unter eine vorgegebene Marke absinkt, und die Nachspeisung aus diesen Quellen muß auch nicht bis zu dem maximalen Füllstand des Brauchwasserbeckens durchgeführt werden.

Durch die verschiedenen Nachspeisungsgmöglichkeiten aus Brunnen und/oder aus dem Trinkwassernetz sollte sichergestellt werden, daß in dem Brauchwas­ serbecken ständig eine Wasserreserve vorrätig ist, damit in einem Brandfall auch zur Unzeit genügend Löschwasser vorhanden ist. Dies bedeutet, daß die Trinkwassernachspeisungsmarke als unterste Nachspeisungsmarke immer noch oberhalb des Wasserpegels der Brandreserve liegt.

Die Brandreserve sollte nur in dem einzigen Fall angegriffen werden, daß von der Druckerhöhungsanlage ein Brand erkannt worden ist. Diese Erkennung kann einerseits dadurch erfolgen, daß ein diesbezüglicher Notschalter betätigt wurde, vorzugsweise wird als Kriterium für die Erkennung eines Brandfalls je­ doch der Durchfluß durch die Druckerhöhungseinrichtung gemessen und aus­ gewertet. Eine derartige Messung liefert ein besseres Kriterium als ein Not­ schalter, da bei einer falschen oder verfrühten Betätigung des Brandnotschal­ ters die Brandreserve möglicherweise bereits angegriffen würde, bevor die Löscharbeiten begonnen haben.

Im Rahmen der erfindungsgemäßen Branderkennung kann der gemessene Durchfluß mit einem Grenzwert verglichen werden, wobei eine Überschreitung desselben den Brandfall signalisiert. Hierbei macht sich die Erfindung die Tat­ sache zunutze, daß moderne Feuerspritzen innerhalb kürzester Zeiträume rie­ sige Wassermengen verbrauchen, welche deutlich oberhalb der üblichen Ent­ nahmemengen aus einem Brauchwassernetz liegen.

Andererseits sollte eine versehentliche Branderkennung unter allen Umständen vermieden werden, da gerade bei starken Wasserentnahmen der Wasserpegel in dem Brauchwasserbecken besonders schnell unter die Brandreservemarke absinken kann. Deshalb sieht die Erfindung weiterhin vor, daß der Durchfluß­ mengen-Grenzwert für den Brandfall durch Addition eines betriebsabhängigen Durchflußmeßwertes und eines festgelegten Zusatzwertes ermittelt wird. Hier­ bei entspricht der festgelegte Zusatzwert einer Entnahmemenge, die etwas kleiner ist als die bei Löscharbeiten zu erwartende Wasserentnahme. Der be­ triebsabhängige Durchflußmeßwert wird dagegen aus dem minimalen, gemes­ senen Durchflußwert innerhalb eines gerade vergangenen Zeitintervalls fest­ gelegter Zeitdauer bestimmt. Hierbei kann der minimale, gemessene Durch­ flußwert als ständiger Wasserverbrauch aufgrund sonstiger Entnahmen ange­ sehen werden, und durch Addition mit dem festgelegten Zusatzwert wird der Durchflußmengen-Grenzwert für den Brandfall ständig und dynamisch um die voraussichtliche Löschwasserentnahmemenge oberhalb des ständigen Was­ serverbrauchs für sonstige Zwecke angehoben. Bei der Aufnahme von Lösch­ arbeiten steigt der Wasserverbrauch so schnell an, daß die Nachführung des betriebsabhängigen Durchflußmeßwertes nicht schnell genug folgen kann und somit der Grenzwert überschritten wird. Zu diesem Zweck sollte die Dauer des vergangenen Zeitintervalls, innerhalb dessen der minimale Durchflußwert be­ stimmt wird, in der Größenordnung von 5 bis 20 min. vorzugsweise bei etwa 15 min liegen, damit die Inbetriebnahme mehrerer Feuerspritzen innerhalb eines Zeitraums von beispielsweise 5 min nicht zu einer langsamen Anhebung des Durchflußmengen-Grenzwerts führen kann.

Damit in einem Brandfall die vorhandene Brandreserve nicht in einem kurzen Zeitraum verspritzt wird und sodann die Löscharbeiten eingestellt werden müs­ sen, sieht die Erfindung weiterhin vor, daß in einem Brandfall bei Anbrechen der Brandreserve die Pumpleistung in Abhängigkeit vom Pegel innerhalb des Brauchwasserbeckens gedrosselt wird. Hierdurch ist auch eine sofortige Rück­ kopplung für die Feuerwehr erkennbar, die an dem nachlassenden Löschwas­ serdruck frühzeitig erkennen kann, daß das Löschwasser zur Neige geht. Die Drosselung kann hierbei etwa derart erfolgen, daß die Pumpleistung mit sin­ kendem Pegel zunehmend reduziert wird, bis sie bei einem untersten Pegel­ wert schließlich zu null wird, um einen Trockenlauf der Pumpen zu vermeiden.

Sofern jedoch kein Brand erkannt wurde und sich der Füllstand in dem Brauchwasserbecken oberhalb der Brandreservenmarke befindet, sollte die Förderleistung der Druckerhöhungspumpen derart geregelt werden, daß der Druck innerhalb der Brauchwasserleitung auf einem konstanten Sollwert ge­ halten wird. Auf diesem Weg kann auch ohne Hochbehälter ein gleichbleiben­ der Leitungsdruck in dem Brauchwassernetz aufrecht erhalten werden.

Um Energie zu sparen und die Lebensdauer der Druckerhöhungspumpen zu erhöhen, sollten jeweils nur gerade so viele Druckerhöhungspumpen einge­ schaltet werden, daß der gewünschte Wasserdruck und/oder die gewünschte Fördermenge erreicht wird. Hierbei kann ein optimales Regelverhalten des Druckregelkreises dadurch gewährleistet werden, daß die leistungsmäßig ver­ stellbare(n) Druckerhöhungspumpe(n) zuerst eingeschaltet und zuletzt ausge­ schaltet wird (werden).

Weitere Vorteile fassen sich dadurch erreichen, daß die Absperreinrichtung der verschließbaren, an das Brauchwassernetz angeschlossenen Rückflußleitung zur Umfüllung des Brauchwassers zwischen mehreren, an dasselbe Brauch­ wassernetz angeschlossenen Brauchwasserbecken geöffnet wird. Diese Maß­ nahme erlaubt den Anschluß mehrerer erfindungsgemäßer Regenwasseranla­ gen an ein ausgedehntes Brauchwassernetz, wobei die einzelnen Regenwas­ seranlagen in großen Entfernungen voneinander angeordnet sein können. Bei Bedarf kann über diese Steuermöglichkeit ein Umfüllen des Brauchwassers von einem Brauchwasserbecken zum anderen vorgenommen werden, wobei letze­ res als Entnahmestelle betrieben wird.

Zu Wartungszwecken müssen die verschiedenen Becken von Zeit zu Zeit voll­ ständig entleert werden. Dabei kann das in den Pumpensümpfen der betreffen­ den Becken verbleibende Wasser im Normalfall einer Kläranlage zugeleitet werden. Haben sich jedoch im Laufe der Zeit besonders giftige Substanzen in diesen Pumpensümpfen angesammelt, beispielsweise Schwermetalle, so muß derartige kontaminiertes Wasser oder Schlamm über Tankwagen entsorgt wer­ den. Solchenfalls kann eine Steuerung der Restentleerungspumpen nach dem Füllzustand des betreffenden Tankwagens erfolgen, indem ein darin angeord­ neter Grenzwertschalter und/oder Niveausensor mit der die betreffende Restentleerungspumpe steuernden Einrichtung gekoppelt wird.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Er­ findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:

Fig. 1 Einlauf-, Rückhalte- und Beruhigungsbecken einer erfindungsge­ mäßen Regenwasseranlage,

Fig. 2 die dem Beruhigungsbecken nachgeordnete Wasseraufberei­ tungsanlage sowie das daran anschließende Brauchwasserbec­ ken,

Fig. 3 die stromabwärts des Brauchwasserbeckens angeordnete Druckerhöhungsanlage, die in eine Brauchwasserleitung fördert, und

Fig. 4 einen weiteren Anlagenteil, der zur Restentleerung der Becken und Entsorgung des dabei anfallenden Schmutzwassers dient.

Die in der Zeichnung widergegebene Regenwasseranlage 1 ist für die Samm­ lung und Speicherung des auf den versiegelten Flächen eines Flughafens nie­ dergehenden Regenwassers konzipiert in der Absicht, dasselbe in ein Brauch­ wassernetz 2 einzuspeisen.

Zu diesem Zwecke sind sämtliche Entwässerungskanäle des Vorfeldes, der Rollbahnen, Parkplätze, Dachflächen, etc. in einem Einlaufbecken 3 zusam­ mengeführt. An das Einlaufbecken 3 sind in dem gezeichneten Beispiel vier Regenwasserrückhaltebecken 4-7 angeschlossen. Deren Abläufe 8 sind in einer Sammelleitung 9 zusammengefaßt. Jeder der Zuläufe 10 zu den Regen­ wasserrückhaltebecken 4-7 wie auch jeder Ablauf 8 ist durch einen elektro­ motorisch betätigbaren Schieber 11, 12 verschließbar. Durch selektive Öffnung eines Zulaufschiebers 11 kann das betreffende Rückhaltebecken 4-7 aus dem Einlaufbecken 3 befüllt werden, während durch selektives Öffnen eines Ablauf­ sschiebers 12 das betreffende Rückhaltebecken 4-7 zum Nachfüllen eines Be­ ruhigungsbeckens 13 herangezogen werden kann.

Dies wird durch eine Fördereinrichtung 14 bewirkt, die im dargestellten Beispiel aus vier parallel geschalteten Förderpumpen 15-18 gebildet ist. Von diesen sind zwei Pumpen 15, 16 über einen Frequenzumrichter hinsichtlich ihrer För­ derleistung stufenlos verstellbar, während die übrigen Förderpumpen 17, 18 nur über eine Sanftanlaufschaltung verfügen, ansonsten jedoch direkt an das Drehstromnetz geschaltet werden. Rückschlagventile 19, 20 vermeiden Leck­ strömungen bei abgeschalteten Pumpen 15-18, Entlüftungsleitungen 21, wel­ sche durch Ventile 22 verschließbar sind und mit je einem der Regenwasser­ rückhaltebecken 4-7 kommunizieren, erleichtern den Anlauf der Pumpen 15- 18. Strömungswächter 23 erfassen die Strömungsgeschwindigkeit auf der Druckseite je einer Förderpumpe 15-18 und liefern Ausgangssignale, welche zum Abschalten der betreffenden Pumpe 15-18 bei Unterschreiten eines Strömungsgrenzwertes verwendet werden können. Die Druckleitungen der Pumpen 15-18 sind vor dem Beruhigungsbecken 13 zu einer weiteren Sam­ melleitung 24 zusammengefaßt, und der daran anschließende, gemeinsame Zulauf 25 zu dem Beruhigungsbecken 13 enthält neben einem absperrbaren Schieber 26 einen Durchflußmengenzähler 27, der den aktuellen Wert der Nachspeisemenge in das Beruhigungsbecken 13 liefert und damit eine Durch­ flußmengenregelung der Fördereinrichtung 14 ermöglicht.

Der Anlagenteil der erfindungsgemäßen Regenwasseranlage 1 nach Fig. 1 wird erfindungsgemäß wie folgt betrieben:

Durch selektive Öffnung eines einzigen Zulaufschiebers 11 wird jeweils nur ein einziges Regenwasserrückhaltebecken 4-7 vom Einlaufbecken 3 her gefüllt. Dabei wird unterschieden zwischen einem Normalbetrieb - Bevorratung des zulaufenden Regenwassers - und einem Reservebetrieb - Pufferung größerer Wassermassen im Fall wolkenbruchartiger Regenfälle. Die vorhandenen Re­ genwasserrückhaltebecken 4-7 werden entsprechend aufgeteilt in eine varia­ ble Anzahl von Bevorratungsbecken, beispielsweise die Regenwasserrückhal­ tebecken 4-6, und in einen weiteren Teil, der für die Pufferung wolkenbruchar­ tig niedergehender Wassermassen reserviert bleibt, im vorliegenden Beispiel das Regenwasserrückhaltebecken 7. Die Zuordnung der Regenwasserrück­ haltebecken 4-7 zu diesen beiden Betriebsbereichen - Bevorratung sowie Pufferung - kann dabei ständig geändert werden, um beispielsweise in der nie­ derschlagsreichen Zeit vom Herbst bis zum Frühjahr zwei Becken für die Puffe­ rung zu reservieren, in der regenarmen Sommerzeit dagegen drei Bevorra­ tungsbecken zur Verfügung zu haben. Die Unterscheidung, ob es sich um nor­ male Regenfälle handelt, die mit dem Bevorratungsbetrieb verarbeitet werden können, oder um wolkenbruchartige Regenfälle, die den Pufferbetrieb auslö­ sen, kann beispielsweise nach der Änderungsgeschwindigkeit des Wasserpe­ gels oder nach dem Füllstand im Einlaufbereich, insbesondere im zuletzt be­ füllten Bevorratungsbecken 4-6, getroffen werden.

Im normalen Bevorratungsbetrieb werden die hierfür reservierten Regenwas­ serrückhaltebecken 4-6 in einer festlegbaren Reihenfolge nacheinander aus dem Einlaufbecken 3 befüllt, wozu jeweils einer der Zulaufschieber 11 geöffnet wird. Sind alle Bevorratungsbecken 4-6 gefüllt, so bleiben zunächst sämtliche Schieber 11 geschlossen, so daß weiteres Regenwasser in dem Einlaufbecken 3 angesammelt wird, bis durch Nachspeisung des Beruhigungsbeckens 13 wieder eines der Rückhaltebecken 4-6 zur Aufnahme weiterer Wassermassen frei ist. Steigt dennoch der Wasserspiegel in dem Einlaufbereich über eine obere Marke an, so wird zunächst ein Bevorratungsbecken 6 auslaufseitig ge­ öffnet und entleert. Wird dennoch in dem Einlaufbereich eine obere Marke überschritten, so schaltet die Steuerung in den Pufferbetrieb und öffnet das hierfür reservierte Regenwasserrückhaltebecken 7, damit kein weiterer Rück­ stau des Wassers in die Einlaufkanäle zu befürchten ist. Unverzüglich wird der ablaufseitige Schieber 12 des Pufferbeckens 7 geöffnet, und gleichzeitig zu­ mindest eine der Förderpumpen 15-18 in Gang gesetzt, ggf. der Schieber 26 geöffnet, so daß weitere Wassermengen, die nun weder von dem Einlaufbec­ ken 3 noch von den Regenwasserrückhaltebecken 4-7 mehr aufgenommen werden können, direkt dem Beruhigungsbecken 13 zugeleitet werden. Dadurch wird nun auch der Wasserspiegel in diesem Becken 13 ansteigen. Ist auch die­ ses vollständig gefüllt, so ist die Kapazität der Regenwasseranlage für die Auf­ nahme von Wasser erschöpft, und nun fließt weiter nachströmendes Wasser durch den nicht dargestellten Überlauf des Beruhigungsbeckens 13 ggf. über Ölabscheider zu einem Trennbauwerk, von wo es zu einer Versickerungsfläche gelangt. Über derselben bildet sich ein mehr oder weniger tiefer See, bis der dadurch ausgelöste Rückstau so groß ist, daß in dem Trennbauwerk eine Überlaufschwelle überschwemmt wird. Ist dies der Fall, strömen weitere Was­ sermassen direkt zu einem Vorfluter und müssen sodann von diesem abgeführt werden.

Eine zentrale Rolle bei der erfindungsgemäßen Regenwasseranlage spielt die Fördereinrichtung 14. Diese dient primär dazu, durch eine variable Nachspei­ sung des Beruhigungsbeckens 13 den Füllstand in demselben etwa konstant auf einer vorgegebenen Marke zu halten. In regenarmen Zeiten und/oder beim Umschalten von einem Regenwasserrückhaltebecken 4-7 zu einem anderen wird die Fördereinrichtung 14 ebenfalls gedrosselt, im Pufferbetrieb kann die Fördermenge dagegen auf den Maximalwert angehoben werden, um das in dem Einlaufbecken 3 und in dem Pufferbecken 7 angesammelte Wasser mit einer ausreichenden Geschwindigkeit wegzufördern. Für all diese Zwecke ist es wichtig, daß die Fördereinrichtung 14 hinsichtlich der Gesamtdurchflußmenge 27 stufenlos verstellbar ist. Dies wird dadurch erreicht, daß wenigstens eine, aus Redundanzgründen gegebenenfalls zwei Förderpumpen 15, 16 über einen Frequenzumrichter gespeist werden und somit hinsichtlich ihrer Fördermenge verstellbar sind. Die anderen Pumpen 17, 18 sind dagegen nicht regelbar, sie können jedoch variabel zugeschaltet werden, wobei Maßnahmen für einen Sanftanlauf getroffen sind. Eine der verstellbaren Förderpumpen 15, 16 wird als erstes in Betrieb geschaltet, wenn in das Beruhigungsbecken 13 nachgespeist werden soll. Übersteigt der vorgegebene Durchflußmengensollwert die maxi­ male Förderkapazität dieser verstellbaren Förderpumpe 15, was insbesondere bei dem Entleerungsbetrieb zum Ableiten großer Wassermengen der Fall ist, so wird eine entsprechende Anzahl weiterer Pumpen 16-18 zugeschaltet. Wenn der Durchflußmengensollwert durch äußere Einflüsse reduziert wird, bspw. durch die Arbeitsgeschwindigkeit der dem Beruhigungsbecken nachgeschalte­ ten Ölabscheider, so wird die Fördermenge der verstellbaren Pumpe 15 ent­ sprechend zurückgefahren, bis der Gesamtdurchfluß den gedrosselten Durch­ flußmengensollwert erreicht. Die Strömungswächter 23 dienen dem Schutz der betreffenden Pumpe 15-18 vor Trockenlauf.

An das Beruhigungsbecken 13 schließt sich ein der Aufbereitung des Regen­ wassers zur Erzeugung von Brauchwasser dienender Anlagenteil an, der in Fig. 2 dargestellt ist. Dieser Anlagenteil entnimmt das Wasser dem Beruhigungs­ becken 13 und speist es nach vollständiger Aufbereitung in das Brauchwasser­ becken 28. Nach Öffnen der Schieber 29, 30 strömt das Wasser aus dem Be­ ruhigungsbecken 13 durch eine Einrichtung 31 zur Abscheidung von öligen Rückständen, die vorzugsweise mittels zweier, parallel geschalteter Koales­ zenzabscheider 32 aufgebaut ist. Von hier gelangt das Wasser zu einem Vor­ lagespeicher 33, der mit einem Überlauf 34 versehen ist. Da die Koaleszenzab­ scheider 32 vergleichsweise langsam arbeiten, sammelt sich das Wasser all­ mählich in dem Vorlagespeicher 33. Sobald eine für die weitere Verarbeitung ausreichende Wassermenge vorhanden ist, wird der auslaufseitige Schieber 35 geöffnet, und das Rohwasser wird aus dem Vorlagespeicher mittels einer oder mehrerer Pumpen 36 und gegebenenfalls mittels einer nachgeschalteten Fil­ terpumpe 37 durch einen von zwei Sandfiltern 38 gedrückt.

Nach Verlassen des betreffenden Filters 38 wird ein Teil des Reinwassers 39 abgezweigt 40 und einer Meßstation 41 zugeführt, die den Chlor-Gehalt und den pH-Wert des Reinwassers 39 bestimmt. Entsprechend des Differenzbe­ trags zwischen den solchermaßen bestimmten Istwerten und vorgegebenen Sollwerten für Chlor-Gehalt und pH-Wert wird eine Chlor-Dosierstation 42 und/oder eine Dosierstation 43 zur pH-Wert-Korrektur in Aktion gesetzt, um entsprechende Lösungen dem Reinwasser 39 zuzusetzen. Schließlich gelangt das derart aufbereitete Wasser in das Brauchwasserbecken 28, wo es zur Ein­ speisung in das Brauchwassernetz 2 bevorratet wird.

Die Filter 38 können mit Luft aus einem Rückspülgebläse 44 sowie mit Wasser 45 aus dem Brauchwasserbecken 28 gespült und dadurch von Rückständen befreit werden, die sodann aus dem betreffenden Filter 38 ausgeschwemmt werden 45 und in den Pumpensumpf gespült werden.

Das Brauchwasserbecken 28 muß immer ausreichend befüllt sein, auch wenn nach längeren Trockenperioden die Regenwasserrückhaltebecken 4-7 und das Beruhigungsbecken 13 leer sind. Für diesen Fall ist eine Nachspeisung des Brauchwasserbehälters 28 aus einem oder mehreren Brunnen oder gar aus dem Trinkwassernetz vorgesehen. Dadurch ist es möglich, den Wasserpe­ gel in dem Brauchwasserbecken 28 stets oberhalb einer die Brandreserve defi­ nierenden Marke zu halten.

Die Einspeisung des Brauchwassers von dem Brauchwasserbecken 28 in die Brauchwasserleitung 2 erfolgt mittels des Anlagenteils nach Fig. 3. Dieser um­ faßt eine Druckerhöhungseinrichtung 46, die das Wasser aus dem Brauchwas­ serbecken 28 saugt und mit dem entsprechenden Druck in die Brauchwasser­ leitung 2 fördert. Wie die Fördereinrichtung 14, so ist auch die Druckerhö­ hungseinrichtung 46 aus mehreren, parallel geschalteten Pumpen 47-52 ge­ bildet. Von diesen ist eine, aus Redundanzgründen gegebenenfalls zwei 47, 48 über einen Frequenzumrichter in der Förderleistung verstellbar, die anderen können wahlweise zugeschaltet werden, wobei elektrische Steuereinrichtungen für einen sanften Anlauf sorgen. Ähnlich dem Betriebssteuerverfahren für die Fördereinrichtung 14 kann auch hier durch Zuschaltung einer variablen Anzahl von ungeregelten Pumpen 49-52 die Fördermenge in weiten Grenzen stufen­ los variiert werden. Das Ausgangssignal eines nachgeschalteten Strömungs­ wächters 53 dient hierbei zum Abschalten der Pumpen 47-52. Nachgeschal­ tete Drucksensoren 54 und/oder Druckschalter 55 liefern den Druckistwert in der Brauchwasserleitung 2 und erlauben eine Regelung desselben durch va­ riable Ansteuerung der Pumpen 47-52.

Kurzzeitige Druckspitzen in dem Brauchwassernetz werden durch Membran- Druckbehälter 56, welche an die Brauchwasserleitung 2 angekoppelt sind, ab­ gefangen. Die Durchflußmenge durch die Druckerhöhungseinrichtung kann mittels eines Durchflußmessers 57 ermittelt und zu Dokumentationszwecken gespeichert und/oder zur Erkennung eines Brandfalls mit daraus folgender Freigabe der Brandreserve ausgewertet werden. Eine weitere Dosierstation 58 dient zur Feineinstellung des pH-Wertes in der Brauchwasserleitung 2.

Über eine an diese angeschlossene Abzweigung 59 kann eine Rückspeisung in das Brauchwasserbecken 28 erfolgen, beispielsweise im Fall eines Überdrucks in der Brauchwasserleitung 2 oder zum Umfüllen von Wassermengen zwischen verschiedenen, an dasselbe Brauchwassernetz 2 angeschlossenen Brauch­ wasserbecken 28. Neben der Rückfülleitung 60 ist eine weitere Verbindungs­ leitung 61 zu einem Regenwasserrückhaltebecken 7 geschaffen, damit notfalls das Brauchwasserbecken 28 ohne Wasserverlust in das Pufferbecken 7 ent­ leert werden kann, wenn dringende Wartungsarbeiten erforderlich sind.

Da das Regenwasser auf seinem Weg bis zum Einlaufbecken 3 Schmutzparti­ kel aufnimmt, sind Schlammablagerungen in sämtlichen Becken nach einer gewissen Betriebsdauer unvermeidlich. Zwar sind in den meisten Becken Um­ wälzanlagen vorgesehen, um das darin enthaltene Wasser in Bewegung zu halten und dadurch der Bildung von Ablagerungen am Beckenboden vorzu­ beugen. Diese Einrichtungen können jedoch bei starker Verschmutzung bei­ spielsweise im Winter, wenn Sand oder andere Streumittel eingesetzt werden, Schlammablagerungen nicht vermeiden, so daß die Becken in mehr oder weni­ ger großen Zeitabständen vollständig entleert werden müssen, um das im unte­ ren Bereich angesammelte Schmutzwasser vorzugsweise einer Kläranlage zu­ zuführen. Diesem Zweck dient der in Fig. 4 dargestellte Anlagenteil der erfin­ dungsgemäßen Regenwasseranlage 1.

Hierbei sind im Bereich des jeweiligen Pumpensumpfs an den Becken 4-7 sowie 13 und auch der Auffangwanne 65 der Ölabscheideeinrichtung 31 Ab­ läufe 62 angeschlossen, die stromabwärts je eines Absperrventils 63 in einer Sammelleitung 64 zusammengefaßt sind. Enthält das Schmutzwasser keine öligen Rückstände, kann es direkt über Pumpen 71 zu dem Schmutzwas­ serablauf 70 gepumpt werden, um sodann zur Kläranlage weiterzufließen. Auch das von öligen Rückständen meist freie Schmutzwasser aus dem Brauchwasserbecken 28 kann über eine Pumpe 72 direkt in die Schmutzwas­ serablaufleitung 70 gepumpt werden.

Man erkennt hier die Regenwasserrückhaltebecken 4-7, das Beruhigungsbec­ ken 13 sowie das Brauchwasserbecken 28. Da sich insbesondere im Flugha­ fenbereich in den Regenwasserrückhaltebecken 4-7 sowie in dem Beruhi­ gungsbecken 13 mit öligen Substanzen belastetes Wasser befinden kann, fin­ den sich derartige Rückstände auch in vermehrtem Umfang in dem bei einer Restentleerung anfallenden Schmutzwasser.

Handelt es sich bei dem Schmutzwasser um derartiges, stark kontaminiertes Wasser, so kann dieses nicht über den Ablauf 70 zu einer Kläranlage geleitet werden. Für diesen Fall ist eine Anschlußmöglichkeit 73 für einen Tankwagen 74 vorgesehen, der dieses kontaminierte Schmutzwasser aufnimmt und zu ei­ ner Entsorgungseinrichtung transportiert. Hierbei kann ein in dem Tankwagen angeordneter Niveausensor zur Steuerung der Entleerungspumpen 71, 72 verwendet werden.

Die aus den Filtern 38 ausgeschwemmten Rückstände werden von den Sumpfpumpen 68 zu einer oder mehreren Abwasserhebeanlagen 69 geleitet und gelangen von dort ebenfalls zu dem Ablauf 70, der zu einer Kläranlage führt.

Claims (28)

1. Verfahren zum Betrieb einer Regenwasserbevorratungsanlage mit mehreren Regenwasserrückhaltebecken (4-7), die sowohl zulaufseitig wie auch ablaufseitig parallelgeschaltet oder parallelschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Re­ genwasserrückhaltebecken (4-6) als Bevorratungsbecken und ein an­ derer Teil (7) als Reservebecken verwendet wird, wobei das (die) Re­ servebecken (7) ausschließlich zur Zwischenspeicherung größerer Wassermengen bei starken und/oder langanhaltenden Niederschlä­ gen gefüllt wird (werden).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ vorratungsbecken (4-6) und/oder Reservebecken (7) in einer festge­ legten Reihenfolge nacheinander befüllt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nur die zulaufseitige Absperrvorrichtung (11) zu einem Becken (4-7) geöffnet ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zulaufseitige Absperrvorrichtung (11) eines Rück­ haltebeckens (4-7) nur dann geöffnet wird, wenn der Wasserpegel in dem betreffenden Rückhaltebecken (4-7) niedriger ist als in dem ge­ meinsamen Einlaufbecken (3).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Regenwasserrückhaltebecken (4-7) in einer festge­ legten Reihenfolge nacheinander entleert werden, vorzugsweise in umgekehrter Reihenfolge wie beim Befüllen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nur die ablaufseitige Absperrvorrichtung (12) von einem Becken (4-7) geöffnet ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ablaufseitige Absperrvorrichtung (12) des letzten, zu füllenden Beckens (7) bei schnell ansteigendem Wasserpegel und/oder bei Überschreiten eines vorgegebenen Wasserpegels geöff­ net wird, um überschüssiges Wasser abzuleiten.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sollwert für die Durchflußmenge zum Beruhigungs­ becken (13) primär nach dem Wasserpegel im Beruhigungsbecken (13) bestimmt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll­ wert der Durchflußmenge zum Beruhigungsbecken (13) sekundär durch weitere Faktoren beeinflußt wird, insbesondere durch den Pe­ gelstand des momentan entleerten Rückhaltebeckens (4-7) und/oder durch einen übermäßigen Pegelanstieg in dem zuletzt zu befüllenden Becken (7), durch die Stellung der ablaufseitigen Absperrvorrichtun­ gen (12) der Rückhaltebecken (4-7), etc.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeweils nur gerade so viele Förderpumpen (15-18) ein­ geschaltet sind, damit die gewünschte Durchflußmenge erreicht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die lei­ stungsmäßig verstellbare(n) Förderpumpe(n) (15, 16) zuerst einge­ schaltet und zuletzt ausgeschaltet wird (werden).

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Brauchwasserbecken (28) mit einer durch die Auf­ bereitungsanlage (29-45) bestimmten Durchflußmenge und abhängig von dem Pegelstand in dem Beruhigungsbecken (13) aus diesem nachgespeist wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Brauchwasserbecken (28) aus einem oder mehreren Brunnen und/oder aus dem Trinkwassernetz nachgespeist wird, wenn eine Nachspeisung aus dem Beruhigungsbecken (13) nicht möglich ist und der Pegel in dem Brauchwasserbecken (28) unter eine vorgegebene Marke absinkt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Brauchwasserbecken (28) im Normalfall ständig eine Wasserreserve zur Brandbekämpfung bevorratet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Brandreserve erst angegriffen wird, wenn ein Brand erkannt wurde.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Er­ kennung eines Brandfalles der Durchfluß durch die Druckerhöhungs­ einrichtung (46) gemessen (57) und ausgewertet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der ge­ messene (57) Durchfluß mit einem Grenzwert verglichen wird, ober­ halb desselben ein Brandfall als erkannt gilt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert für den Brandfall durch Addition eines betriebsabhängigen Durchflußmeßwertes und eines festgelegten Zusatzwertes ermittelt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der be­ triebsabhängige Durchflußmeßwert aus dem minimalen, gemessenen Durchflußwert innerhalb eines gerade vergangenen Zeitintervalls fest­ gelegter Dauer bestimmt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der be­ triebsabhängige Durchflußmeßwert und damit der Grenzwert für den Brandfall ständig dynamisch aktualisiert wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in einem Brandfall bei Anbrechen der Brandreserve die Förderleistung der Druckerhöhungsanlage (46) in Abhängigkeit vom Pegel innerhalb des Brauchwasserbeckens (28) gedrosselt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die För­ derleistung der Druckerhöhungsanlage (46) mit sinkendem Pegel zu­ nehmend reduziert wird, bis sie bei einem unteren Pegelwert zu null wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Normalfall, d. h., ohne Erkennung eines Brandes, die Förderleistung der Druckerhöhungspumpen (47-52) derart geregelt wird, daß der Druck innerhalb der Brauchwasserleitung (2) auf einem konstanten Sollwert gehalten wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeweils nur gerade so viele Druckerhöhungspumpen (47-52) eingeschalten sind, daß der gewünschte Wasserdruck und/oder die gewünschte Fördermenge erreicht wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die lei­ stungsmäßig verstellbare(n) Druckerhöhungspumpe(n) (47, 48) zuerst eingeschalten und zuletzt ausgeschaltet wird (werden).

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Absperreinrichtung der verschließbaren, an das Brauchwassernetz (2) angeschlossenen Rückflußleitung (60) zur Umfüllung des Brauchwassers zwischen mehreren, an das selbe Brauchwassernetz (2) angeschlossenen Brauchwasserbecken (28) geöffnet wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Restentleerung über Tankwagen (74) durchgeführt wird, um kontaminiertes Schmutzwasser zu entsorgen.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Restentleerungspumpe(n) (71) gestoppt werden, wenn ein innerhalb des Tankwagens (74) angeordneter Grenzwertschalter und/oder Ni­ veausensor dessen Füllzustand anzeigt.