DE4230700B4

DE4230700B4 - Verfahren zum Reinigen von geschlossenen Ableitungskanälen

Info

Publication number: DE4230700B4
Application number: DE19924230700
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. Kupczik
Original assignee: BANK AG IN HAMBURG DEUTSCHE; Deutsche Bank AG
Current assignee: Deutsche Bank Ag in Hamburg 20457 Hamburg De
Priority date: 1992-09-14
Filing date: 1992-09-14
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2012-09-15
Also published as: DE4230700A1

Abstract

Verfahren zum Reinigen von Ableitungskanälen, mit mindestens zwei Staueinrichtungen und jeweils einem Kanalabschnitt zwischen benachbarten Staueinrichtungen, bei dem zwei benachbarte Staueinrichtungen in Staustellung gebracht werden, die oberstromseitige Staueinrichtung nach dem Anstauen einer bestimmten Wassermenge davor in gesteuerte Freigabestellung gebracht wird und die unterstromseitige Staueinrichtung in ebenfalls gesteuerte Freigabestellung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die unterstromseitige Staueinrichtung erst nach Ausbildung einer Strömungswalze in der in den Kanalabschnitt einströmenden Wassermenge und nach Wanderung dieser Strömungswalze stromaufwärts in die Freigabestellung gebracht wird.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Reinigen von geschlossenen Ableitungskanälen, insbesondere Abwasserkanälen, 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 Kanalisationseinrichtungen ist etwa 150 Jahre alt. Der Abwasseranfall hat sich jedoch im Laufe der Zeit ständig erhöht.

Aufgrund der Überalterung ist heute ein erheblicher Sanierungsbedarf 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 müssen Personen in die Kanäle herabsteigen. Sanierung bedeutet, daß vorhandene Abwasserkanäle mittels Auskleidungen oder ähnlich gelagerter Maßnahmen wieder in den baulichen Urzustand gebracht werden müssen. In der Folge von Sanierungsmaßnahmen wird somit eine Betriebs- und Wartungstechnik benötigt, die den bisherigen Stand der Technik verbessert.

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 Versorgungsleitungen nehmen jedoch schon einen so großen Raum ein, daß offene Sanierungsbauweisen, insbesondere im Zentrum von Städten, nur sehr schwer und vor allen Dingen aufwendig realisierbar sind.

Aus der DE 39 28 051 A1 ist ein Verfahren zum Reinigen von Ableitungskanälen mit mindestens zwei Staueinrichtungen und jeweils einem Kanalabschnitt zwischen benachbarten Staueinrichtungen bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden zwei benachbarte Staueinrichtungen in Staustellung gebracht. Nach dem Anstauen einer bestimmten Wassermenge werden die oberstromseitige und die unterstromseitige Staueinrichtung in Freigabestellung gebracht. Die Staustellung und Freigabestellung werden mittels Staueinrichtungen gemäß Patentanmeldung P 39 22 481.3 gesteuert. Vergleichbares zeigt auch die DE-Z „Korrespondenz Abwasser", 7/1986, S. 570 ff. Hier sind die Staustellung und die Freigabestellung durch elektrische Regelstellantriebe steuerbar.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Reinigen von Abwasserkanälen zu schaffen, 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 beidenends eine Staueinrichtung aufweist. Dabei kann es sich um ein Absperrorgan wie einen Schieber handeln, der in Staustellung 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 Patentanmeldung 39 43 607 beschrieben sind. Die Offenbarung dieser Stauorgane wird in die vorliegende Anmeldung einbezogen. Bei diesen Stauorganen ist ein Kanalabschnitt in Staustellung angehoben und in Freigabestellung abgesenkt.

Wenn die beiden benachbarten Staueinrichtungen in Staustellung 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 Staueinrichtung nach der oberstromseitigen Staueinrichtung schließt.

An der geschlossenen oberstromseitigen Staueinrichtung sammelt sich eine bestimmte Wassermenge an. Diese wird bevorzugt 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 unterstromseitigen Staueinrichtung eine Druckhöhe vom doppelten Kanaldurchmesser aufgebaut werden. Dabei handelt es sich um den Höhenunterschied zwischen dem Hochpunkt des bogenförmigen Kanalabschnittes bzw. des auswölbbaren Schlauchstückes und der Sohle im angrenzenden Kanalabschnitt. Überschußwasser aus dem Oberstrombereich fließt über den Hochpunkt des bogenförmigen Kanalabschnittes bzw. des auswölbbaren Schlauchstückes in den zu reinigenden Kanalabschnitt ab.

Solange sich die benachbarten Staueinrichtungen in Staustellung 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 davon bereits aufgestaute Menge. Im Auftreffpunkt des Oberstromwassers auf das Unterstromwasser bildet sich eine Strömungswalze mit turbulenter Strömung. Hier wird Lageenergie des angestauten Wassers in Energie der Strömungswalze 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 Ausdehnungsbereich 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 werden können. Erst wenn das Oberstromwasser vollständig abgelassen ist bzw. die Strömungswalze verschwunden ist, braucht die unterstromseitige Staueinrichtung freigegeben und das Abwasser aus dem Kanalabschnitt abgelassen zu werden. Die durch die Wirkung der "hydraulischen Walze" gelösten Ablagerungen und Inkrustationen werden von der dann eintretenden Strömung mitgerissen. Bei Einsatz bogenförmiger 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 versehen. Energetisch besonders günstig ist, die oberstromseitigen Kanalabschnitte vor den unterstromseitigen Kanalabschnitten zu reinigen, weil dann die Lageenergie des Wassers in sämtlichen Kanalabschnitten ausgenutzt werden kann.

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

Claims

Verfahren zum Reinigen von Ableitungskanälen, mit mindestens zwei Staueinrichtungen und jeweils einem Kanalabschnitt zwischen benachbarten Staueinrichtungen, bei dem zwei benachbarte Staueinrichtungen in Staustellung gebracht werden, die oberstromseitige Staueinrichtung nach dem Anstauen einer bestimmten Wassermenge davor in gesteuerte Freigabestellung gebracht wird und die unterstromseitige Staueinrichtung in ebenfalls gesteuerte Freigabestellung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die unterstromseitige Staueinrichtung erst nach Ausbildung einer Strömungswalze in der in den Kanalabschnitt einströmenden Wassermenge und nach Wanderung dieser Strömungswalze stromaufwärts in die Freigabestellung gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unterstromseitige Staueinrichtung nach vollständigem Abströmen des im Kanalabschnitt enthaltenen Abwassers in Staustellung gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unterstromseitige Staueinrichtung bei teilweiser Füllung des Kanalabschnittes mit Abwasser in Staustellung gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unterstromseitige Staueinrichtung nach der oberstromseitigen Staueinrichtung in Staustellung gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß oberstromseitig eine dem restlichen Füllvolumen des Kanalabschnittes entsprechende Wassermenge angestaut wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der oberstromseitigen Staueinrichtung gegenüber der unterstromseitigen eine Druckhöhe von 3 m WS aufgebaut wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unterstromseitige Staueinrichtung nach Energieausbeute der hydraulischen Walze in Freigabestellung gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Walze mehrfach in demselben Kanalabschnitt ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Kanalabschnitte mit Staueinrichtungen an den beiden Enden eines Abwassernetzes gereinigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß oberstromseitige Kanalabschnitte vor unterstromseitigen Kanalabschnitten gereinigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Staueinrichtungen bogenförmige Kanalabschnitte mit höhenverstellbarem Bogenscheitel verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bogenförmige Kanalabschnitte mit abgedichteten Drehverbindungen an beiden Endbereichen zu den angrenzenden Kanalabschnitten verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Staueinrichtungen auswölbbare Schlauchstücke aus elastischem Weichmaterial verwendet werden.