DE4230700A1 - Verfahren zum Reinigen von geschlossenen Ableitungskanälen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Reinigen von geschlossenen Ableitungskanälen, insbesondere Abwas­ serkanälen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Damit sind Ableitungskanäle für beliebige fließfähige Medien mit Feststoffanteilen angesprochen.

Die Anfänge der bestehenden Abwasser-Kanalisation liegen zu Beginn des 19. Jahrhunderts. Eine Vielzahl von Kanali­ sationseinrichtungen ist etwa 150 Jahre alt. Der Abwasser­ anfall hat sich jedoch im Laufe der Zeit ständig erhöht.

Aufgrund der Überalterung ist heute ein erheblicher Sanie­ rungsbedarf vorhanden.

Sanierung bedeutet einerseits, daß die Kanalisation von Ablagerungen befreit werden muß, die einen erheblichen Teil der Leitungsquerschnitte verstopfen. Das geschieht bislang manuell oder halbautomatisch mittels hydraulischer und/oder mechanischer Reinigungsvorrichtungen. Dafür müs­ sen Personen in die Kanäle herabsteigen. Sanierung bedeu­ tet, daß vorhandene Abwasserkanäle mittels Auskleidungen oder ähnlich gelagerter Maßnahmen wieder in den baulichen Urzustand gebracht werden müssen. In der Folge von Sanie­ rungsmaßnahmen wird somit eine Betriebs- und Wartungstech­ nik benötigt, die den bisherigen Stand der Technik verbes­ sert.

Überdies ist es ein Nachteil der vorhandenen Kanalisation, daß die Abwasserkanäle aus Betriebs- und Wartungsgründen verhältnismäßig nahe unter der Straßendecke angeordnet sind. Die sich unter den Straßen befindenden Versorgungs­ leitungen nehmen jedoch schon einen so großen Raum ein, daß offene Sanierungsbauweisen, insbesondere im Zentrum von Städten, nur sehr schwer und vor allen Dingen aufwen­ dig realisierbar sind.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Reinigen von Abwasserkanälen zu schaf­ fen, dessen Durchführung einfacher, menschengerechter und schonender ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren bezieht sich also auf die Reinigung mindestens eines Kanalabschnittes, der beiden­ ends eine Staueinrichtung aufweist. Dabei kann es sich um ein Absperrorgan wie einen Schieber handeln, der in Stau­ stellung schließt und in Freigabestellung öffnet. Ferner kommen wehrartige Stauorgane in Betracht. Bevorzugt kommen jedoch bogenförmige Kanalabschnitte oder auswölbbare Schlauchstücke aus elastischem Material zum Einsatz, wie sie im deutschen Patent 39 22 481 und der deutschen Pa­ tentanmeldung 39 43 607 beschrieben sind. Die Offenbarung dieser Stauorgane wird in die vorliegende Anmeldung einbe­ zogen. Bei diesen Stauorganen ist ein Kanalabschnitt in Staustellung angehoben und in Freigabestellung abgesenkt.

Wenn die beiden benachbarten Staueinrichtungen in Stau­ stellung sind, befindet sich im Kanalabschnitt entweder kein Abwasser, oder der Abschnitt ist teilweise mit Wasser gefüllt. Die Abwassermenge im Kanalabschnitt läßt sich einstellen, indem man die unterstromseitige Staueinrich­ tung nach der oberstromseitigen Staueinrichtung schließt.

An der geschlossenen oberstromseitigen Staueinrichtung sammelt sich eine bestimmte Wassermenge an. Diese wird be­ vorzugt so gewählt, daß es dem noch freien Füllvolumen des zu reinigenden Kanalabschnittes entspricht. Insbesondere wenn als Stauorgane bogenförmige Kanalabschnitte und/oder auswölbbare Schlauchstücke zum Einsatz kommen, kann an der oberstromseitigen Staueinrichtung gegenüber der unter­ stromseitigen Staueinrichtung eine Druckhöhe vom doppelten Kanaldurchmesser aufgebaut werden. Dabei handelt es sich um den Höhenunterschied zwischen dem Hochpunkt des bogen­ förmigen Kanalabschnittes bzw. des auswölbbaren Schlauch­ stückes und der Sohle im angrenzenden Kanalabschnitt. Überschußwasser aus dem Oberstrombereich fließt über den Hochpunkt des bogenförmigen Kanalabschnittes bzw. des aus­ wölbbaren Schlauchstückes in den zu reinigenden Kanalab­ schnitt ab.

Solange sich die benachbarten Staueinrichtungen in Stau­ stellung befinden, ist der zu reinigende Kanalabschnitt Bestandteil einer Art von Trog. Wird die oberstromseitige Staueinrichtung dann in Freigabestellung gebracht, strömt die oberstromseitige Abwassermenge in den Kanalabschnitt ein und füllt diesen auf. Die Freigabe kann bis hin zur plötzlichen völligen Freigabe gesteuert erfolgen, um die Strömungsenergie zu dosieren. Im einfachsten Fall ist die ausschließlich plötzliche völlige Freigabe möglich. Dabei spielen sich die folgenden Vorgänge ab:

Das vom oberstromseitigen Stauorgan fließende Abwasser strömt gegen das unterstromseitige Stauorgan bzw. eine da­ von bereits aufgestaute Menge. Im Auftreffpunkt des Ober­ stromwassers auf das Unterstromwasser bildet sich eine Strömungswalze mit turbulenter Strömung. Hier wird Lage­ energie des angestauten Wassers in Energie der Strömungs­ walze umgesetzt. Nach den derzeitigen Erkenntnissen ist diese "hydraulische Walze" verhältnismäßig kurz (abhängig vom Energieinhalt der aufgestauten Abwassermenge). Sie hat z. B., je nach der vorhandenen Strömungsenergie, einen Aus­ dehnungsbereich in Kanalrichtung von ca. 2 bis 3 m, wenn ein Rohrdurchmesser von 2,0 m gegeben ist und kann dann den gesamten Querschnitt im Wirkbereich ausfüllen.

Der Bewegungsablauf der "hydraulischen Walze" ist entgegen der Fließrichtung. Durch die Strömungsenergie der Walze werden Sedimente (Faserstoffe, Sande etc.) vom Boden des Kanales aufgenommen und im wesentlichen turbulierend in der Walze mitgerissen. Die Sedimente wirken abreibend auf die Wandungen des Abwasserkanals und tragen Inkrustationen von den Kanalwänden ab, wodurch sie den Reinigungseffekt an der gesamten Innenwand des Abwasserkanals bewirken.

Die Wandergeschwindigkeit der "hydraulischen Walze" ist stufenlos einstellbar. Sie kann zwischen 0 und 300 m pro Stunde liegen, je nachdem, wie die hydraulischen und somit energetischen Verhältnisse vorhanden und eingestellt wer­ den können. Erst wenn das Oberstromwasser vollständig ab­ gelassen ist bzw. die Strömungswalze verschwunden ist, braucht die unterstromseitige Staueinrichtung freigegeben und das Abwasser aus dem Kanalabschnitt abgelassen zu wer­ den. Die durch die Wirkung der "hydraulischen Walze" ge­ lösten Ablagerungen und Inkrustationen werden von der dann eintretenden Strömung mitgerissen. Bei Einsatz bogenför­ miger Kanalabschnitte bzw. auswölbbarer Schlauchstücke für das unterstromseitige Stauorgan kann überschüssiges Wasser bereits vor Freigabe des unterstromseitigen Stauorganes abfließen.

Derselbe Kanalabschnitt kann mehrfach in derselben Weise mittels der Strömungswalze gereinigt werden. Ferner ist es möglich, sämtliche Kanalabschnitte eines Abwassernetzes in der erfindungsgemäßen Weise zu reinigen, vorausgesetzt, diese sind an den beiden Enden mit Staueinrichtungen ver­ sehen. Energetisch besonders günstig ist, die oberstrom­ seitigen Kanalabschnitte vor den unterstromseitigen Kanal­ abschnitten zu reinigen, weil dann die Lageenergie des Wassers in sämtlichen Kanalabschnitten ausgenutzt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei voll funktionsfä­ higen Kanälen durchgeführt werden. Es setzt lediglich vor­ aus, daß Stauorgane in gewissen Abständen von beispiels­ weise 1000 m in das Abwassernetz integriert sind. Da eine personelle Inspektion und Wartung innerhalb der Kanäle weitestgehend entfällt, ermöglicht diese Technik, die Ab­ wasserkanäle tiefer als bislang unter die Erdoberfläche zu legen, beispielsweise unterhalb von 10 m.

Claims (14)

1. Verfahren zum Reinigen von Ableitungskanälen, mit min­ destens zwei Staueinrichtungen und jeweils einem Ka­ nalabschnitt zwischen benachbarten Staueinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Stauein­ richtungen in Staustellung gebracht werden, die ober­ stromseitige Staueinrichtung nach dem Anstauen einer bestimmten Wassermenge davor in gesteuerter Freigabe­ stellung gebracht wird und die unterstromseitige Stau­ einrichtung nach Ausbildung einer Strömungswalze im Kanalabschnitt durch die einströmende Wassermenge in ebenfalls gesteuerter Freigabestellung gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unterstromseitige Staueinrichtung nach vollständi­ gem Abströmen des im Kanalabschnitt enthaltenen Abwas­ sers in Staustellung gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die unterstromseitige Staueinrichtung bei teilweiser Füllung des Kanalabschnittes mit Abwasser in Staustellung gebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die unterstromseitige Staueinrichtung nach der oberstromseitigen Staueinrichtung in Staustellung gebracht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß oberstromseitig eine dem restli­ chen Füllvolumen des Kanalabschnittes entsprechende Wassermenge angestaut wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der oberstromseitigen Stauein­ richtung gegenüber der unterstromseitigen eine Druck­ höhe von 3 m WS aufgebaut wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unterstromseitige Staueinrich­ tung nach Wanderung der hydraulischen Walze stromauf­ wärts in Freigabestellung gebracht wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die unterstromseitige Staueinrich­ tung nach Energieausbeute der hydraulischen Walze in Freigabestellung gebracht wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Walze mehrfach in demselben Kanalabschnitt ausgebildet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Kanalabschnitte mit Staueinrichtungen an den beiden Enden eines Abwasser­ netzes gereinigt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß oberstromseitige Kanalabschnitte vor unterstromseitigen Kanalabschnitten gereinigt wer­ den.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Staueinrichtungen bogenförmige Kanalabschnitte mit höhenverstellbarem Bogenscheitel verwendet werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bogenförmige Kanalabschnitte mit abgedichteten Drehverbindungen an beiden Endbereichen zu den angren­ zenden Kanalabschnitten verwendet werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Staueinrichtungen auswölbbare Schlauchstücke aus elastischem Weichmaterial verwendet werden.