DE2547485C2 - Verfahren zur Ableitung von Wasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ableitung von Abwasser mittels einer Druckleitung über eine verhältnismäßig große Entfernung zu einem Klärwerk od. dgl., wobei das Abwasser durch eine intermittierend betriebene Druckpumpe in einzelnen Pumpvorgängen schubweise in das vordere Ende der Druckleitung gepumpt und durch eine Vakuumstation aus dem hinteren Ende der Druckleitung gesaugt wird.

Bei den bislang üblichen Ausführungen der an ein Klärwerk angeschlossenen Entwässerungsanlagen, bei welchen das Abwasser nicht durch Freigefälleleitungen dorthin gefördert werden kann, befindet sich am vorderen Ende der Leitung eine Druckpumpe, die in der Regel je nach Abwasseranfall intermittierend betrieben wird. Bei jedem Pumpvorgang werden z. B. ein oder zwei Kubikmeter Wasser in die Leitung gepumpt. Gleichzeitig verläßt dieselbe Wassermenge das hintere Ende der Transportleitung. Je nach deren Länge und Querschnitt ist das darin enthaltene Volumen, gemessen am Durchsatz, oft beträchtlich. Das bedeutet, daß das Abwasser sehr lange in der Transportleitung steht, bevor es am Klärwerk ankommt, so daß in der Leitung Fäulnis und andere unerwünschte Nebenerscheinungen, r. B. Ablagerungen, Gasbildung oder chemische Veränderungen auftreten.

Zur Milderung dieses Mangels ist es bisher bekannt, Druckluft in die Leitung zu blasen, um diese zu spülen, d. h. das darin stehende Wasser aufzurühren und mit Sauerstoff aufzufrischen. Zwar könnten kurze Leitungen mit Druckluft auch leergeblasen werden, für längere Transportierungen brauchte man dafür jedoch unwirtschaftlich große Druckluftaggregate und Druckkessel, Außerdem ist es in der Regel sehr aufwendig, mehrere Leitungen an eine einzige Druckluftquelle anzuschließen. Es ist weiterhin bekannt, zur Fäulnisbildung neigende Leitungen von Zeit zu Zeit mit Flußwasser zu spülen.

Unabhängig von dem vorstehenden Problem ist eine Entwässerungsanlage bekannt (US-PS 31 15 148), bei welcher Abwasser in einzelnen Pumpvorgängen schubweise an seinem vorderen Behälter in eine ütoer eine längere Entfernung zu einem größeren Sammelbehälter führende Leitung gepumpt wird, indem die Leitung durch eine an ihrem hinteren Ende bei dem Sammelbehälter angeordnete Vakuumstation unter Unterdruck gesetzt und/oder der vordere Behälter mittels eines Kompressors mit Überdruck beaufschlagt wird. Dabei ist vorgesehen, daß die Förderung aus dem vorderen Behälter in die Leitung jeweils unterbrochen wird, wenn sich der Wasserstand im vorderen Behälter um ein bestimmtes Maß gesenkt hat. Es gelangt also keine Luft aus dem vorderen Behälter in die Leitung, und auch hinter dem Behälter ist kein Lufteinlaß an der Leitung vorhanden. Im übrigen würde selbst eine länger andauernde Öffnung des vorderen Behälters zur Leitung hin zu keinem befriedigenden Ergebnis führen, da ein Kompressor bei weitem nicht in der Lage ist, soviel Luft zu liefern, wie eine Vakuumpumpe ansaugt. Bei bestimmungsgfcmäßer Funktion der bekannten Entwässerungsanlage wird das Abwasser nur in dem Maße in der Leitung weiterbefördert, wie nachfolgende Volumina aus dem vorderen Behälter in die Leitung gesaugt oder gedrückt werden. Im Falle langer Leitungen können deshalb auch bei einer derartigen Anlage wegen der langen Transportdauer Fäulnisprozesse und die anderen erwähnten schädlichen Vorgänge stattfinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Verweilzeii des Wassers in der

/to Transportleitung verkürzt wird, urJ als Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Druckleitung in bestimmten Zeitabständen durcii die Vakuumstation vollständig leergesaugt wird, während Luft in das vordere Ende der Druckleitung eingelassen wird.

Eine nach dem neuen Verfahren betriebene Entwässerungsanlage funktioniert so, daß die Druckpumpe wie bisher ganz normal das anfallende Abwasser in die Leitung drückt. Von Zeit zu Zeit, z. B. täglich einmal oder zweimal, wird dann die Vakuumanlage wirksam und entleert die gesamte Leitung, so daß Fäulnisbildung verhindert wird.

Die Anlage arbeitet besonders wirtschaftlich, wenn in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung die Druckleitung durch eine gleichzeitig mit einem unter Unterdruck stehenden Kanalisationsnetz verbundene Vakuumstation leergesaugt wird. Da dieses Kanalisationsnetz ein Vakuumreservoir bildet, wird dadurch das Leersaugen der Druckleitung wirksam unterstützt.

Es besteht weiterhin die Möglichkeit, durch geeignete Auslegung der Vakuumstation mit deren Hilfe in den periodisch, ζ, D, taglich einmal, entleerten Druckleitungen dauernd den Förderdruck der Flüssigkeitspumpen herabzusetzen, so daß diese wesentlich kleiner und billiger sein können.

Es versteht sich, daß je nach den gegebenen Umständen die mit Vakuum zu entleerende Transportleittmg auch zu einem anderen Bestimmungsort als einem Klärwerk führen kann und daß die Vakuumsta-

tion ohne anderweitige Funktion speziell zum Entleeren der Leitung und eventuell zur ständigen Druckentlastung vorgesehen sein kann. Falls die Vakuumstation jedoch nur zeitweise auf die Druckleitung geschaltet werden sol], wird sie zweckmäßigerweise an einer Zweigleitung der Transportleitung parallel zu einer dort angebrachten Rückschlagklappe angeordnet, wobei die Zweigleitung über ein steuerbares Ventil mit der Transportleitung in Verbindung steht.

Damit die Druckpumpe beim Leersaugen der Druckleitung nicht ebenfalls leergesaugt und dadurch funktionsunfähig wird, ist in praktischer Ausführung der Erfindung vorgesehen, daß die Luft in Strömungsrichtung des Abwassers hinter der Druckpumpe durch ein Be- und Entlüftungsventil in die Druckleitung eingelassen wird.

Die Erfindung scheitert im Einselfall auch nicht daran, daß die Druckleitung in Fließrichtung ansteigt. Die DE-PS 12 38 858 zeigt bereits einen Weg, wie mit Unterdruck auch größere Höhen überwunden werden können, allerdings ist die dort gezeigte Anlage auf portionsweise Fördermengen von ! bis 2 Liter beschränkt und läßt sich auch nicht all'dn durch Vergrößerung des Rohrquerschnitts auf die Verhältnisse bei großen und langen Transportleitungen übertragen. Um auch mit diesen größeren Höhen zu überwinden, wird deshalb in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß bei einer in Fließrichtung eine bestimmte Höhendifferenz überwindenden Druckleitung das Abwasser auf seinem Strömungsweg nacheinander abwechselnd durch ansteigende Leitungsabschnitte mit verhältnismäßig kleinem Rohrquerschnitt hindurch gesaugt und durch Freigefälle-Leitungsabschnitte mit verhältnismäßig großem Rohrquerschnitt geführt wird. Nach diesem Verfahren läßt sich mit einer stufenförmig angelegten Transportleitung, bestehend abwechselnd aus Freigefälleabschnitten und Steigleitungen von durchaus mehreren Metern Höhendifferenz das Abwasser in sehr einfacher und billiger Anpassung an praktisch jedes Gelände bergauf fördern.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der wesentlichen Teile der verfahrensgemäßen Entwässerungsanlage,

Fig. 2 einen vereinfachten senkrtchten Längsschnitt durch eine mit großer Höhendifferenz verlegte Druckleitung der verfahrensgemäßen Entwässerungsanlage.

In Fi g. 1 ist der Fall dargestellt, daß zwei Orte »A« und »B« an ein gemeinsames Klärwerk 10 angeschlossen sind. Im Beispielsfall verfügen beide Orte über ein mit Unterdruck betriebenes Kanalisationsnetz, von dem jeweils nur die Vakuumstation 12 bzw. 14 gezeigt ist. Zu jeder Vakuumstation gehört ein Sammelbehälter 16 b/w. 18, welcher in beiden Fällen durch eine Vakuumpumpe 20 bzw. 22 unter Unterdruck gehalten wird. Der Unterdruck wirkt über die zu den Hausansdilüssen führenden Kanalisationsleitungen auf die Hausanschlußventile und saugt das im Kanalisationsnetz anfallende Abwasser in die Sammelbehälter 16 bzw. 18. Wenn sich in den Behältern eine bestimmte Wassermenge gesammelt hat, wird diese durch eine Flüssigkeitsdruckpumpe 24 bzw. 26 in die zum Klärwerk 10 führenden Leitungen 28 bzw. 30 gepumpt.

GemälS dem Beispiel nach Fig. I ist die Leitung 30 zwischen der VakuumsUtion 14 und dem Klärwerk 10 verhältnismäßig kurz. Das darüber geförderte Abwasser steht also nicht lange in der Leitung, und es bedarf deshalb keiner besonderen Maßnahmen, um die Leitung 30 zu entleeren.

Es sei dagegen angenommen, daß die Leitung 28 sehr lang, z. B. 10 bis 20 Kilometer oder langer ist, weil sieh beispielsweise das Klärwerk 10 bei dem Ort »B« befindet, und somit das Abwasser des Ortes »A« von dort zum Ort »B« gefördert werden muß. Je nach

ίο Fördermenge stünde also das bei der Vakuumstation 12 in die Leitung 28 gedruckte Abwasser normalerweise mehr oder minder lange in der Leitung 28, bevor es zum Klärwerk 10 gelangt

Um diesen genannten Mangel zu beheben, wird bei dem Ausführungsbeispiel die Vakuumstation 14 dazu benutzt, die Leitung 28 in bestimmten Zeitabständen vollständig zu entleeren. Hierzu wird ein steuerbares Ventil 32 in einer Verbindungsleitung 34 zwischen der Leitung 28 und dem Sammelbehälter 18 der Vakuumstation 14 geöffnet, während die zum Kanalnetz des Ortes »B« führenden Vakuumleitungen weiterhin an die Vakuumstation 14 angeschlossen biHben können Das aus der Leitung 28 abgesaugte Wasser wird von der Vakuumstation 14 über die Leitung 30 zum Klärwerk 10 weitergeleitet. Eine Rückschlagklappe 36 verhindert, daß während dieses Saugvorgangs Wasser oder LuIt über den letzteren Teil der Leitung 28 aus dem Klärwerk zurückgesaugt wird.

Um das Abwasser aus der Leitung 28 saugen zu können, muß an deren vorderen Ende bei der Vakuumstation 12 Luft in die Leitung eintreten können. Zu diesem Zweck ist ein Be- und Entlüftungsventil 38 vorgesehen, welches hinter der Flüssigkeitsdruckpumpe 24 angeordnet ist. Bei dieser Lage des Be- und Entlüftungsventils 38 wird beim Absaugen der Leitung 28 nicht auch die Flüssigkeitsdruckpumpe 24 geleert, so daß diese ständig funktionsbereit bleibt.

Fig. 2 zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch eine Leitung 28, welche eine Höhe von insgesamt mehr als 10 Meter zu überwinden hat. Normalerveise ist es unmöglich, mittels einer Vakuumanlage eine Steigleitung solcher Höhe abzusaugen. Zur Verwirklichung der Erfindung wurde deshalb die auj F i g. 2 ersichtliche Leitungsführung gewählt, bei welcher die gesamte Höhendifferenz in mehrere Steigungsabschiiitte 40, 42, 44 unterteilt ist. zwischen denen sich jeweils Freigefälleleitungen 46 bzw. 48 befinden. Während die Steigleitungen 40, 42, 44 einen verhältnismäßig kleinen Rohrquerschnitt haben, welcher die nachgesaugte Luft das Wasser nicht so schnell überholen läßt, sind die Freigefälleieitungen 46, 48 mit verhältnismäßig großem Rohrquerschnitt ausgeführt, so daß sich dort das Abwasser in derjenigen Menge ansammeln kann, wie es portionsweise durch der. Unterdruck der Vakuumstation angesaugt wird.

Der weite RoHrquerschnitt der Freigefälleieitungen 46, 48 ist vor dem Übergang bei 50 bzw. 52 in den nachfolgenden Steigungsabschnilt 42 bzw. 44 verengt, um sicherzustellen, daß im wesentlichen die gesamte in einer Frcigefälle!eitung 46, 48 stehende Flüssigkeitsmenge beim Saugvorgang erfaßt und abgesaugt wird. Gegebenenfalls kann zusätzlich als in dieselbe Richtung zielende Maßnahme der Übergang, «/ie in Fig. 2 gezeigt, als laschenförmige Einsenkung 50 ausgeführt sein

In der Praxis hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Leitungen 28, 30 je nach den zu bewältigenden Abwassermengen mit NW 100 bis NW 300 zu dimensio-

nieren. Dieser Größenbereich kommt im wesentlichen auch für die Freigefällelciiungcn 46 und 48 in Frage. Für die Steigungsabschnitte 40,42,44 wählt man NW 50 bis NW 150.

In Fig. 2 sind die .Steigungsabschnitte 40, 42, 44 in senkrechter Lage dargestellt. Es versteht sich, daß sie jede praktisch erforderliche Neigung haben können, ohne daß sich an der vorstehend beschriebenen Funktionsweise grundsätzlich etwas ändert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ableitung von Abwasser mittels einer Druckleitung über eine verhältnismäßig große Entfernung zu einem Klärwerk oder dergleichen, wobei das Abwasser durch eine intermittierend betriebene Druckpumpe in einzelnen Pumpvorgängen schubweise in das vordere Ende der Druckleitung gepumpt und durch eine Vakuumstation aus dem hinteren Ende der Druckleitung gesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung in bestimmten Zeitabständen durch die Vakuumstation vollständig leergesaugt wird, während Luft in das vordere Ende der Druckleitung eingelassen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft in Strömungsrichtung hinter der Druckpumpe durch ein Be- und Entlüftungsventil in die Druckleitung eingelassen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung durch eine gleichzeitig mit einem unter unterdruck stehenden Kanalisationsnetz verbundene Vakuumstation leergesaugl wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer in Fließrichtung eine bestimmte Höhendifferenz überwindenden Druckleitung das Abwasser auf seinem Strömungsweg nacheinander durch ansteigende Leitungsabschnitte mit verhältnismäßig kleinem Rohrquerschnitt hindurchgesaugt und durch Freigefälle-Leitungsabsc'mitte mit verhältnismäßig großem Rohtquerschnitt geführt wird.