EP3730706A1 - Speicher-/versickerungssystem und verfahren zur zwischenspeicherung eines fluids in einem speicher-/versickerungssystem - Google Patents

Speicher-/versickerungssystem und verfahren zur zwischenspeicherung eines fluids in einem speicher-/versickerungssystem Download PDF

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EP3730706A1
EP3730706A1 EP20159935.4A EP20159935A EP3730706A1 EP 3730706 A1 EP3730706 A1 EP 3730706A1 EP 20159935 A EP20159935 A EP 20159935A EP 3730706 A1 EP3730706 A1 EP 3730706A1
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EP
European Patent Office
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storage
stage
infiltration
fluid
cleaning stage
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EP3730706C0 (de
EP3730706B1 (de
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Andreas Paul Amft
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Enregis GmbH
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Enregis GmbH
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F5/00—Sewerage structures
    • E03F5/14—Devices for separating liquid or solid substances from sewage, e.g. sand or sludge traps, rakes or grates
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F1/00—Methods, systems, or installations for draining-off sewage or storm water
    • E03F1/002—Methods, systems, or installations for draining-off sewage or storm water with disposal into the ground, e.g. via dry wells
    • E03F1/005—Methods, systems, or installations for draining-off sewage or storm water with disposal into the ground, e.g. via dry wells via box-shaped elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F5/00—Sewerage structures
    • E03F5/14—Devices for separating liquid or solid substances from sewage, e.g. sand or sludge traps, rakes or grates
    • E03F5/16—Devices for separating oil, water or grease from sewage in drains leading to the main sewer

Definitions

  • the invention relates to a storage / infiltration system for a fluid, preferably for rainwater.
  • the invention also relates to a method for the intermediate storage of a fluid in a storage / infiltration system.
  • trenches are often used in practice, which contain distribution pipes and are filled either with gravel or with infiltration devices (hollow bodies).
  • Modern storage / infiltration systems often contain modular hollow bodies, which together form the static retention of the container and, depending on the application, are encased with an open-pored membrane, for example a nonwoven (infiltration system) or foils (storage system). Due to their design, these hollow bodies contain a large number of different struts that serve to absorb or dissipate forces. They are often designed as boxes that can be laid or fastened one on top of the other and one above the other, which together form the supply channels and the required cavity for the rainwater. They are usually so stable that the area above them can be used as a roadway or parking lot.
  • Such storage / infiltration systems are sensitive to contamination from solid deposits and the entry of oil or other light liquids.
  • the infiltration systems are equipped with a coating made of water-permeable material (open-pored membrane) through which the temporarily stored rainwater can infiltrate into the ground in a defined amount and speed. If a corresponding amount of dirt is brought into the system by a rain event, solids are deposited as sediment. As a result, after a short time, the water-permeable sheathing becomes so kolmatized that water can no longer run off or only to a limited extent.
  • the storage unit In the case of a storage system that is equipped with a watertight, tight casing, the storage unit gradually silts up over its entire base area until the entire storage volume is blocked. Since storage tanks are generally used for retention and time-delayed discharge, the blockage disrupts the drainage and storage function and significantly reduces the performance of such a system.
  • a cleaning of the storage / infiltration systems is hardly or not at all possible in practice due to the structural design through the hollow body with numerous struts.
  • a storage / infiltration system for a fluid comprising a storage / infiltration stage and a cleaning stage, the storage / infiltration stage being designed to receive the fluid for intermediate storage and for infiltration into a storage / infiltration system surrounding it Soil, in a sewer network or in a receiving water, wherein the cleaning stage comprises at least one sedimentation section and is designed to clean the fluid from foreign matter before the fluid is absorbed by the storage / infiltration stage, and wherein the cleaning stage in the storage / Infiltration stage is integrated, characterized in that the cleaning stage is designed to fall dry and / or that the cleaning stage is designed to deliver the fluid essentially completely to the storage / infiltration stage.
  • An essential aspect of the invention is the cleaning stage which is integrated into the storage / infiltration stage.
  • the cleaning stage removes foreign matter from the fluid before it is absorbed by the storage / infiltration stage. This protects the storage / infiltration system from colmation or blockage and the storage / infiltration system remains efficient over the long term. Because the cleaning stage is integrated into the storage / infiltration stage, or that the storage / infiltration stage is integrated in the cleaning stage, the storage / infiltration system does not require any increased space. Furthermore, in comparison to a storage / infiltration system with a non-integrated cleaning stage or non-integrated storage / infiltration stage such as an upstream cleaning stage, the operating and investment costs are lower.
  • the integration of the cleaning stage or storage / infiltration stage also results in a significant reduction in the installation effort.
  • the cleaning stage is preferably integrated into the storage / infiltration stage. According to the invention, it is provided that the cleaning stage is designed to fall dry and / or that the cleaning stage is designed to deliver the fluid essentially completely to the storage / infiltration stage. If the cleaning stage falls dry, it means that the cleaning stage does not have to be permanently flooded for its cleaning function, i.e. it does not have to be permanently filled with fluid. The cleaning stage therefore essentially completely releases the fluid to the storage / infiltration stage.
  • Drying the cleaning stage is particularly important for the biological degradation of light liquids such as oils, fats and all other hydrophobic organic materials. While these float on the fluid and are therefore difficult to reach for the microorganisms that are responsible for the degradation, the hydrophobic materials lay down as a film over the retained ones when they dry out Solids and the filter fabric used. This increases the contact area between the microorganisms responsible for degradation and the light liquids, which promotes degradation.
  • the falling dry causes a negative pressure due to the falling fluid level, which supplies the retained solids with atmospheric oxygen in order to further support the aerobic biological degradation.
  • the drying of the cleaning stage is in particular independent of the amount of foreign matter that has already been retained.
  • the cleaning stage particularly preferably falls dry over the membrane filter section.
  • the membrane filter section is arranged in such a way that this is possible hydraulically. Since the membrane of the membrane filter section has a filter effect, the cleaning effect remains independent of the fluid level, even if the cleaning stage falls dry.
  • the storage / infiltration system also called buffer storage, is therefore particularly suitable for the intermediate storage or infiltration of rainwater.
  • the storage / infiltration system can also be used in addition to an upstream cleaning device. In this case, there is an overall higher cleaning performance, especially for fine particles that can be deposited and filtered off.
  • the storage / infiltration system comprises an inlet that feeds the fluid to the cleaning stage.
  • the fluid is fed to the cleaning stage via an inlet.
  • the inlet can comprise, for example, a channel, an inlet shaft or a sewer system. It can be provided that the storage / infiltration system is connected to the sewer network of a municipality.
  • the storage / infiltration system comprises a post-cleaning stage which is designed to clean the fluid from further foreign substances after it has been discharged from the storage / infiltration stage.
  • This post-cleaning stage cleans the fluid before it is introduced into the ground, the sewer network or the drainage water to seep away.
  • the post-cleaning stage is also integrated into the storage / infiltration stage.
  • the post-cleaning stage is integrated into the storage / infiltration stage, the storage / infiltration system does not require any increased space.
  • the post-purification stage is more preferably a biofiltration stage.
  • the storage / infiltration system for the intermediate storage of the fluid can comprise a tank with a drain.
  • the storage / infiltration system comprises one or more hollow bodies that keep a volume in the ground free.
  • Storage / infiltration systems are usually installed underground in built-up areas, for example streets or parking lots. Due to the overbuilding, the static loads on the storage / infiltration system are very high. In order to withstand these loads, the hollow bodies have lattice-like struts and / or supports. This results in a high level of strength of the overall system, which allows for building over.
  • the hollow bodies can be flushed through or around the fluid due to the holes.
  • the storage / infiltration system and / or the hollow body can be equipped with a casing made of fluid-permeable material, through which the temporarily stored fluid can infiltrate into the ground in a defined amount and speed.
  • the fluid-permeable material can be a fleece or a fluid-permeable, open-pored membrane.
  • the cleaning stage is designed to clean the fluid from solids, light liquids and / or dissolved substances.
  • the cleaning stage is designed to clean the fluid from solids, light liquids and / or dissolved substances.
  • the cleaning stage is designed to clean the fluid from these foreign substances. The foreign matter is removed before the fluid is absorbed by the storage / infiltration stage.
  • Solids can be cleaned from the fluid, for example, by means of density separation. This results in a floating of substances that have a lower density than the fluid, while substances with a greater density sink and settle.
  • Another way of separating solids is filtration. When it comes to filtration, a distinction is made between depth filtration and cake filtration. In the case of depth filtration, the solids are separated inside the filter material, with the solids contained in the fluid being adsorptively attached to the filter medium. While in cake filtration, solids are first deposited on a filter fabric due to their diameter. This is followed by further solids separation on and in the filter cake that is being formed.
  • the cleaning of the fluid from light liquids can also be carried out by means of density separation.
  • the fluid that is heavier than the light liquids can be passed on and the separated light liquids remain in the separating device.
  • Another option for separating light liquids is to use a coalescence separator. In this case, the attachment and thus the separation of light liquids takes place on a corresponding fine-meshed coalescing fabric.
  • the removal of dissolved substances from the fluid can take place by means of sorption.
  • dissolved substances from the fluid are deposited on the surface of a sorption material.
  • organically dissolved substances and inorganically dissolved substances such as heavy metals can be removed by means of sorption.
  • an ion exchange surface can also be used to remove dissolved substances, the removal of the dissolved substances being based on an ion exchange process. For example, the accumulation of heavy metals on the ion exchange surfaces calcium ions are released from the ion exchange surface.
  • the cleaning stage comprises several sections, the sections each having a maintenance option. Due to the fact that the foreign matter is a mix of different types of contamination, the cleaning stage comprises several sections which, in combination, clean the fluid from the foreign matter. With regard to their cleaning performance and cleaning principle, the sections can be tailored to the expected foreign matter. Different physical and chemical-physical mechanisms of action can be used. Due to the modular structure of the cleaning stage, the storage / infiltration system is very flexible and can meet different requirements. Each section has a maintenance facility so that access for maintenance of the sections is guaranteed. For example, a maintenance opening can be provided for each section or maintenance of a section can be carried out via the inlet or outlet of the section. For example, the retained solids can be sucked off or removed thanks to the maintenance option. Furthermore, due to the maintenance option, a filter membrane can also be replaced, for example.
  • the cleaning stage comprises, in addition to the sedimentation section, a sorption section and / or a membrane filter section.
  • the sedimentation section is designed to retain sedimentable solids. The solids settled in the sedimentation section as sediment on the bottom of the section. The maintenance option allows the sediments to be sucked off or removed during maintenance.
  • the sorption section is designed to retain light liquids and extremely fine particulate solids, preferably in the size range of less than 1 ⁇ m, particularly preferably in the size range of less than 0.63 ⁇ m, and dissolved substances.
  • the sorption section serves to remove the sedimentation section from the membrane filter section to separate, so that no coarser or less in quantity foreign matter reach the membrane filter section, which then have a negative effect on the service life.
  • the sorption section can comprise a filter layer, for example a sorption substrate for removing heavy metals.
  • the sorption section is preferably constructed in several layers in order to meet different requirements. For this purpose, the sorption section is made up of multiple layers of different filter layers.
  • the sorption section comprises, for example, a layer of coalescence fabric, a layer of sorption fabric and an ion exchange surface.
  • the sorption section can be checked and / or replaced by the maintenance option.
  • a sorption section is also integrated in the sedimentation section.
  • an oil separator can be integrated in the sedimentation section.
  • a further separation of light liquids can then take place by means of coalescing fabric.
  • the sorption section is also connected downstream of the storage / infiltration stage. This should then enable, for example, a more extensive biological treatment of the fluid by means of biofiltration.
  • the cleaning stage can comprise a membrane filter section in order to remove further foreign substances by means of a membrane.
  • the membrane should be designed in such a way that foreign substances which cannot be removed by sedimentation and / or filtration are effectively removed from the fluid.
  • the foreign matter in the size range of less than 0.63 ⁇ m.
  • the pores of the membrane must therefore be designed in such a way that foreign substances in the size range of less than 0.63 ⁇ m can be deposited.
  • the separated foreign matter must not lead to a blockage, i.e. an excessive hydraulic influence on the membrane. Cleaning, preferably by flushing, must also be possible.
  • the cleaning stage particularly preferably comprises a sedimentation section, a sorption section and a membrane filter section.
  • the cleaning stage is not only designed to fall dry while maintaining function, but according to a preferred development of the invention it is also provided that the cleaning stage is designed to take up the fluid for intermediate storage.
  • the cleaning stage is designed in such a way that the foreign substances from the cleaning stage be held back. In particular, this is understood to mean a sustained retention of the foreign matter.
  • the purification stage is designed in such a way that a renewed entry of fluid does not lead to a remobilization of the previously sedimented solids or a renewed dissolution of the adsorbed substances. Remobilization is also prevented during drying out in order to prevent the foreign matter from being transported on.
  • the sorption section connected upstream of the membrane filter section preferably ensures that foreign substances from the sedimentation area do not get into the membrane filter section during the drying process.
  • a preferred development of the invention provides that flow-inhibiting structures are provided in the inlet and / or in the cleaning stage.
  • the inlet and / or the cleaning stage are therefore equipped with mechanical or structural elements that reduce the flow of the fluid. This ensures that the flow is low enough so that foreign substances in the cleaning stage, in particular solids that have already settled, do not remobilize.
  • the flow-inhibiting structures have an influence on the flow geometry of the cleaning stage, for example, so that there is a defined flow without turbulence.
  • the flow-restricting structures can be, for example, flow separators, baffle walls, diving or mud walls. These internals are used hydraulic and qualitative optimization of the feed and / or the cleaning stage.
  • obstacles can be provided in the inlet and / or in the cleaning stage, which inhibit the flow rate of the fluid. These can be grooves, elevations, depressions or similar roughness.
  • the post-cleaning stage is designed to fall dry and / or that the post-cleaning stage is designed to discharge the fluid essentially completely to the ground, the sewer network or the receiving water.
  • the post-cleaning stage is designed to receive the fluid for intermediate storage.
  • the fluid is cleaned of foreign matter before it is temporarily stored in the storage / infiltration stage and then released into the surrounding soil or into a sewer network.
  • the method according to the invention effectively protects the storage / infiltration system from colmation and remains efficient in the long term.
  • the cleaning of the fluid from foreign substances in the cleaning stage comprises cleaning the fluid from solids, light liquids and / or dissolved substances.
  • the method thus cleans the fluid from various foreign substances.
  • the method can be used very flexibly, since it can be adapted to the foreign matter to be expected.
  • the cleaning of the fluid from solids, light liquids and dissolved substances leads to a particularly good cleaning performance being achieved with the process. This means that the storage / infiltration system remains very well protected against colmation and is therefore functional for a very long time.
  • the method additionally comprises the step of downstream cleaning of the fluid from foreign substances in a post-cleaning stage. It is preferably a downstream cleaning in a biofiltration stage.
  • the downstream cleaning takes place after the fluid has been temporarily stored in the storage / infiltration stage and before the fluid has been released into the ground or into the sewer network. This enables particularly good cleaning performance.
  • the method comprises the step of drying the cleaning stage and / or essentially completely releasing the fluid to the storage / infiltration stage.
  • This step creates aerobic conditions in the cleaning stage. So there is a supply of oxygen to the foreign substances that are retained by the cleaning stage.
  • the aerobic conditions improve the biological degradation or conversion of the foreign substances in the cleaning stage.
  • the falling dry causes a negative pressure in the cleaning stage as a result of the falling fluid level, which supplies the retained solids with atmospheric oxygen in order to further support the aerobic biodegradation. By falling dry, the process ensures particularly good biological degradation of the foreign matter, which reduces maintenance costs.
  • the method includes the step of taking up the fluid for intermediate storage in the cleaning stage.
  • the cleaning of the fluid from foreign substances in the cleaning stage includes a retention of foreign substances in the cleaning stage.
  • retention is understood to mean a sustained retention of the foreign matter.
  • FIG. 1 shows schematically a storage / infiltration system 1 according to the prior art.
  • the storage / infiltration system 1 is a multi-stage system in which a cleaning stage 2 is upstream of a storage / infiltration stage 3.
  • the polluted rainwater is cleaned in separate stages that are not integrated into storage / infiltration stage 3.
  • the space requirements and maintenance costs of such a system are very high.
  • the Figures 2 , 3 and 4 show schematically a storage / infiltration system 10 according to a preferred embodiment of the invention, wherein Figure 2b an enlarged view of a section Figure 2a shows.
  • the storage / infiltration system 10 comprises a storage / infiltration stage 12 which is designed to absorb rainwater 14 for intermediate storage and to discharge it for infiltration into a soil 16 surrounding the storage / infiltration system 10.
  • the storage / infiltration system 10 comprises a cleaning stage 18 which cleans the rainwater 14 of foreign matter 20, the cleaning stage 18 being integrated into the storage / infiltration stage 12.
  • the storage / infiltration system 10 has an inlet 22 which feeds the rainwater 14 to the cleaning stage 18.
  • the volume in the ground 16 that is taken up by the storage / infiltration system 10 is kept free by a plurality of hollow bodies (not shown).
  • the storage / infiltration system 10 is equipped on its underside with a water-permeable fleece 24 through which the temporarily stored rainwater 14 can infiltrate into the ground 16 in a defined amount and speed. In principle, however, it is also possible for the rainwater 14 to seep into the ground 16 not only on the underside but also on the sides of the storage / infiltration system 10.
  • the cleaning stage 18 comprises three sections 26, 28, 30, each of which has its own maintenance facility 32.
  • the first section 26 is a sedimentation section 26 which retains coarser solids 20.
  • the solids 20 are deposited in the sedimentation section 26 as sediment on the bottom of the first section 26.
  • sludge trap spaces or sedimentation spaces 25 which are formed by diving walls 23, can be provided at the bottom of the sedimentation section.
  • the sludge traps or sedimentation rooms 25 ensure that the deposited sediment can stabilize against hydraulic influences and is not remobilized in the event of greater hydraulic loads.
  • it is possible to introduce further elements into the sedimentation section to support the sedimentation process for example in the form of a lamella clarifier.
  • a grid structure 27 with vertical 27a and horizontal 27b elements floating substances and light liquids are stabilized and are preferably firmly bound to cleaning elements.
  • the vertical 27a and horizontal 27b elements of the lattice structure 27 can be introduced independently of one another.
  • an oil separation area 29 is located in the upper area of the sedimentation section 26.
  • the second section 28 is a sorption section 28, which can be flown through either horizontally or vertically, and which holds back light liquids 20 as well as finely particulate solids 20 and dissolved substances 20.
  • the sorption section 28 is made up of multiple layers of different filter layers.
  • the sorbent portion 28 includes a layer of coalescing fabric 34, a layer of sorbent fabric 36, and an ion exchange surface 38.
  • the third section 30 is a membrane filter section 30 which removes further foreign matter 20 from the rainwater 14 by means of a membrane 40.
  • the rainwater 14 can pass through the membrane 40, while the foreign matter 20 is retained in the membrane filter section 30 due to the porosity of the membrane 40 due to the filter effect.
  • the cleaning stage 18 can fall dry. This means that the purification stage 18 essentially completely releases the rainwater 14 to the storage / infiltration stage 12 after a rain event ( Figure 4 ). Furthermore, this also means that the cleaning stage 18 can absorb the rainwater 14 for intermediate storage during a rain event ( Figure 3 ). Thus, despite the integration of the cleaning stage 18 in the storage / infiltration stage 12, the storage volume is essentially the same size as in a storage / infiltration system with comparable dimensions and without a cleaning stage. The volume of the cleaning stage 18 is therefore also available as a retention volume for the intermediate storage of the rainwater 14.
  • the cleaning stage 18 is designed in such a way that the foreign substances 20 are removed from the cleaning stage 18 be held back.
  • flow-inhibiting structures are provided in the inlet 22 and in the cleaning stage 18 (not shown). The flow-inhibiting structures reduce the flow of rainwater 14.
  • Figure 5 shows a flowchart with the steps of a method for the intermediate storage of the rainwater 14 in the storage / infiltration system 10, according to a preferred embodiment of the invention.
  • the method comprises five steps, but fewer or more steps are also possible.
  • the rain water 14 reaches the cleaning stage, where the rain water 14 is cleaned of foreign matter 20 in a first step.
  • the rainwater 14 is cleaned of solids, light liquids and dissolved substances, the foreign substances 20 being retained in the cleaning stage 18.
  • the rainwater 14 then reaches the storage / infiltration stage 12, where the rainwater 14 is temporarily stored in a further step.
  • the precipitation water 14 is also taken up in a further step for intermediate storage in the cleaning stage 18.
  • the volume of the cleaning stage 18 is therefore also available as a retention volume for the intermediate storage of the rainwater 14.
  • the rainwater 14 is released from the storage / infiltration stage 12 to a soil 16 surrounding the storage / infiltration system 10 or released into a sewer network.
  • the cleaning stage 18 falls dry in a further step, with the cleaning stage 18 essentially completely releasing the rainwater 14 to the storage / infiltration stage 12. In particular, the cleaning stage falls dry while maintaining the cleaning function of the cleaning stage.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Speicher-/Versickerungssystem (10) für ein Fluid (14), umfassend eine Speicher-/Versickerungsstufe (12) und eine Reinigungsstufe (18), wobei die Speicher-/Versickerungsstufe (12) dazu ausgestaltete ist, das Fluid (14) zur Zwischenspeicherung in sich aufzunehmen und zur Versickerung in ein das Speicher-/Versickerungssystem (10) umgebendes Erdreich (16), in ein Kanalnetz oder in eine Vorflut abzugeben, wobei die Reinigungsstufe (18) wenigstens einen Sedimentationsabschnitt (26) umfasst und dazu ausgestaltete ist, das Fluid (14) von Fremdstoffen (20) zu reinigen bevor das Fluid (14) von der Speicher-/Versickerungsstufe (12) aufgenommen wird, und wobei die Reinigungsstufe (18) in die Speicher-/Versickerungsstufe (12) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstufe (18) dazu ausgestaltete ist trocken zu fallen und/oder dass die Reinigungsstufe (18) dazu ausgestaltete ist, das Fluid (14) im Wesentlichen vollständig an die Speicher-/Versickerungsstufe (12) abzugeben. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Zwischenspeicherung eines Fluids (14) in einem Speicher-/Versickerungssystem (10), wobei das Speicher-/Versickerungssystem (10) eine Speicher-/Versickerungsstufe (12) und eine Reinigungsstufe (18) umfasst, wobei die Reinigungsstufe (18) wenigstens einen Sedimentationsabschnitt (26) umfasst und in die Speicher-/Versickerungsstufe (12) integriert ist und wobei die Reinigungsstufe (18) dazu ausgestaltete ist trocken zu fallen und/oder wobei die Reinigungsstufe (18) dazu ausgestaltete ist, das Fluid (14) im Wesentlichen vollständig an die Speicher-/Versickerungsstufe (12) abzugeben, umfassend die Schritte:- Reinigen des Fluids (14) von Fremdstoffen (20) in der Reinigungsstufe (18),- Zwischenspeichern des Fluids (14) in der Speicher-/Versickerungsstufe (12) und- Abgeben des Fluids (14) an ein das Speicher-/Versickerungssystem (10) umgebendes Erdreich (16) oder in ein Kanalnetz.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Speicher-/Versickerungssystem für ein Fluid, vorzugsweise für Niederschlagswasser.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Zwischenspeicherung eines Fluids in einem Speicher-/Versickerungssystem.
  • Zur Zwischenspeicherung und Versickerung von Niederschlagswasser werden in der Praxis häufig Rigolen eingesetzt, die Verteilrohre enthalten und entweder mit Kies oder mit Versickerungsvorrichtungen (Hohlkörpern) gefüllt sind. Moderne Speicher-/Versickerungssysteme enthalten oft modular aufgebaute Hohlkörper, die zusammen den statischen Rückhalt des Behälters bilden und je nach Anwendung mit einer offenporigen Membran beispielsweise einem Vliesstoff (Versickerungsanlage) oder Folien (Speichersystem) ummantelt sind. Konstruktiv bedingt enthalten diese Hohlkörper eine Vielzahl unterschiedlichster Verstrebungen, die zur Kraftaufnahme oder Kraftableitung dienen. Sie sind oft als aneinander und übereinander legbare oder befestigbare Boxen ausgebildet, die gemeinsam die Zuleitungskanäle und den erforderlichen Hohlraum für das Niederschlagswasser bilden. Sie sind in der Regel so stabil, dass die darüber befindliche Fläche als Fahrbahn oder Parkplatz genutzt werden kann.
  • Solche Speicher-/Versickerungssysteme sind empfindlich gegenüber Verschmutzung durch Feststoffablagerungen sowie dem Eintrag von Öl oder sonstigen Leichtflüssigkeiten. Die Versickerungssysteme sind mit einer Ummantelung aus wasserdurchlässigem Material (offenporige Membran) ausgestattet, durch welches das zwischengespeicherte Niederschlagswasser in einer definierten Menge und Geschwindigkeit in das Erdreich versickern kann. Wird durch ein Regenereignis eine entsprechende Schmutzfracht in das System gebracht, lagern sich Feststoffe als Sediment ab. Bereits nach kurzer Zeit wird infolge dessen, die wasserdurchlässige Ummantelung so stark kolmatieren, dass ein Wasserabfluss nicht mehr bzw. nur eingeschränkt stattfinden kann.
  • Bei einem Speichersystem, das mit einer wasserundurchlässigen, dichten Ummantelung ausgestattet ist, versandet nach und nach der Speicher über seine gesamte Grundfläche, bis das komplette Speichervolumen verblockt ist. Da Speicher in der Regel für die Rückhaltung (Retention) und zeitverzögerte Ableitung genutzt werden, wird durch die Verblockung die Ablauf- und Speicherfunktion gestört und die Leistungsfähigkeit eines solchen Systems deutlich verringert.
  • Eine Reinigung der Speicher-/Versickerungssysteme ist in der Praxis durch den konstruktiven Aufbau durch die Holkörper mit zahlreichen Verstrebungen kaum oder gar nicht möglich.
  • Ausgehend von dieser Situation ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Speicher-/Versickerungssystem und ein Verfahren zur Zwischenspeicherung eines Fluids bereitzustellen, das langfristig funktionsfähig bleibt.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß wird also ein Speicher-/Versickerungssystem für ein Fluid bereitgestellt umfassend eine Speicher-/Versickerungsstufe und eine Reinigungsstufe, wobei die Speicher-/Versickerungsstufe dazu ausgestaltete ist, das Fluid zur Zwischenspeicherung in sich aufzunehmen und zur Versickerung in ein das Speicher-/Versickerungssystem umgebendes Erdreich, in ein Kanalnetz oder in eine Vorflut abzugeben, wobei die Reinigungsstufe wenigstens einen Sedimentationsabschnitt umfasst und dazu ausgestaltete ist, das Fluid von Fremdstoffen zu reinigen bevor das Fluid von der Speicher-/Versickerungsstufe aufgenommen wird, und wobei die Reinigungsstufe in die Speicher-/Versickerungsstufe integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstufe dazu ausgestaltete ist trocken zu fallen und/oder dass die Reinigungsstufe dazu ausgestaltete ist, das Fluid im Wesentlichen vollständig an die Speicher-/Versickerungsstufe abzugeben.
  • Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist die Reinigungsstufe, die in die Speicher-/Versickerungsstufe integriert ist. Die Reinigungsstufe reinigt das Fluid von Fremdstoffen bevor es von der Speicher-/Versickerungsstufe aufgenommen wird. Hierdurch wird das Speicher-/Versickerungssystem vor Kolmation bzw. Verblockung geschützt und das Speicher-/Versickerungssystem bleibt langfristig leistungsfähig. Dadurch dass die Reinigungsstufe in die Speicher-/Versickerungsstufe integriert ist, bzw. dass die Speicher-/Versickerungsstufe in die Reinigungsstufe integriert ist hat das Speicher-/Versickerungssystem keinen erhöhten Platzbedarf. Des Weiteren sind, im Vergleich zu einem Speicher-/Versickerungssystem mit einer nicht integrierten Reinigungsstufe oder nicht integrierten Speicher-/Versickerungsstufe wie zum Beispiel eine vorgelagerten Reinigungsstufe, die Betriebs- und Investitionskosten geringer. Ebenfalls ergibt sich durch die Integration der Reinigungsstufe bzw. Speicher-/Versickerungsstufe eine deutliche Reduzierung des Montageaufwandes. Bevorzugt ist die Reinigungsstufe in die Speicher-/Versickerungsstufe integriert.
    Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Reinigungsstufe dazu ausgestaltete ist, trocken zu fallen und/oder dass die Reinigungsstufe dazu ausgestaltete ist, das Fluid im Wesentlichen vollständig an die Speicher-/Versickerungsstufe abzugeben. Ein Trockenfallen der Reinigungsstufe bedeutet, dass die Reinigungsstufe für ihre Funktion der Reinigung nicht dauerüberstaut sein muss, also nicht permanent mit Fluid gefüllt sein muss. Die Reinigungsstufe gibt also das Fluid im Wesentlichen vollständig an die Speicher-/Versickerungsstufe ab. Dadurch stellen sich in der Reinigungsstufe aerobe Bedingungen ein, es kommt also zu einer Zufuhr von Sauerstoff an die Fremdstoffe, die von der Reinigungsstufe durch den Reinigungsprozess zurückgehalten werden. Beispielsweise kommt es zu einer Zufuhr von Sauerstoff an die gröberen Feststoffe, die vom Sedimentationsabschnitt zurückgehalten werden. Durch die aeroben Bedingungen sind der biologische Abbau und die biologische Umwandlung der Fremdstoffe in der Reinigungsstufe verbessert.
  • Das Trockenfallen der Reinigungsstufe ist insbesondere für den biologischen Abbau der Leichtflüssigkeiten, wie Öle, Fette, und allen anderen hydrophoben organischen Materialien, entscheidend. Während diese auf dem Fluid aufschwimmen und so für die Mikroorganismen, welche für den Abbau verantwortlich sind, nur schwer erreichbar sind, legen sich die hydrophoben Materialien beim Trockenfallen als Film über die zurückgehaltenen Feststoffe und über die verwendeten Filtergewebe. Hierdurch wird die Kontaktfläche zwischen den für den Abbau zuständigen Mikroorganismen und den Leichtflüssigkeiten vergrößert, was den Abbau begünstigt. Darüber hinaus sorgt das Trockenfallen infolge des absinkenden Fluidspiegels für einen Unterdruck, der die zurückgehaltenen Feststoffe mit Luftsauerstoff versorgt, um den aeroben biologischen Abbau weiter zu unterstützen. Das Trockenfallen der Reinigungsstufe ist insbesondere unabhängig von der Menge der schon zurückgehaltenen Fremdstoffe. Besonders bevorzugt fällt die Reinigungsstufe über den Membranfilterabschnitt trocken. Hierfür ist der Membranfilterabschnitt so angeordnet, dass dies hydraulisch möglich ist. Da die Membran des Membranfilterabschnittes eine Filterwirkung hat, bleibt der Reinigungseffekt unabhängig vom Fluidspiegel, auch beim Trockenfallen der Reinigungsstufe bestehen.
  • Das Speicher-/Versickerungssystem, auch Pufferspeicher genannt, ist somit insbesondere für die Zwischenspeicherung bzw. Versickerung von Niederschlagswasser geeignet. Grundsätzlich kann das Speicher-/Versickerungssystem auch zusätzlich zu einer bereits vorgeschalteten Reinigungseinrichtung verwendet werden. In diesem Fall ergibt sich eine insgesamt höhere Reinigungsleistung, insbesondere für absetzbare und abfiltrierbare Feinstpartikel.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst das Speicher-/Versickerungssystem einen Zulauf, der das Fluid der Reinigungsstufe zuführt. Um das Speicher-/Versickerungssystem effektiv vor Kolmation zu schützen, wird das Fluid über einen Zulauf der Reinigungsstufe zugeführt. Der Zulauf kann beispielsweise einen Kanal, einen Einlaufschacht oder eine Kanalanlage umfassen. Es kann vorgesehen sein, dass das Speicher-/Versickerungssystem an das Kanalnetz einer Kommune angeschlossen ist.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst das Speicher-/Versickerungssystem eine Nachreinigungsstufe, die dazu ausgestaltet ist, das Fluid von weiteren Fremdstoffen zu reinigen, nachdem es von der Speicher-/Versickerungsstufe abgegeben wurde. Diese Nachreinigungsstufe reinigt das Fluid also bevor es zur Versickerung in das Erdreich, das Kanalnetz oder die Vorflut eingeleitet wird. Besonders bevorzugt ist auch die Nachreinigungsstufe in das Speicher-/Versickerungsstufe integriert.
  • Dadurch dass die Nachreinigungsstufe in die Speicher-/Versickerungsstufe integriert ist, hat das Speicher-/Versickerungssystem keinen erhöhten Platzbedarf. Weiter bevorzug handelt es sich bei der Nachreinigungsstufe um eine Biofiltrationsstufe.
  • Grundsätzlich kann das Speicher-/Versickerungssystem zur Zwischenspeicherung des Fluids einen Tank mit einem Abfluss umfassen. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist allerdings vorgesehen, dass das Speicher-/Versickerungssystem einen oder mehrere Hohlkörper, die ein Volumen im Erdreich freihalten, umfasst. In überbautem Raum, beispielsweise Straßen oder Parkplätze, werden Speicher-/Versickerungssysteme in der Regel unterirdisch angelegt. Durch die Überbauung sind die statischen Belastungen auf das Speicher-/Versickerungssystem sehr groß. Um diesen Belastungen standzuhalten weisen die Hohlkörper gitterartige Streben und/oder Stützen auf. Daraus resultiert eine hohe Festigkeit des Gesamtsystems, das eine Überbauung zulässt. Die Hohlkörper können vom Fluid aufgrund der Löcher durchspült oder umspült werden. Das Speicher-/Versickerungssystem und/oder die Hohlkörper können mit einer Ummantelung aus fluiddurchlässigem Material ausgestattet sein, durch welches das zwischengespeicherte Fluid in einer definierten Menge und Geschwindigkeit in das Erdreich versickern kann. Das fluiddurchlässige Material kann ein Vlies oder eine fluiddurchlässige offenporige Membran sein.
  • Zwecks Reinigung des Fluids von Fremdstoffen ist in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Reinigungsstufe dazu ausgestaltete ist, das Fluid von Feststoffen, Leichtflüssigkeiten und/oder gelösten Stoffen zu reinigen. Bei einem Regenereignis werden von der Oberfläche sehr viele Fremdstoffe, sowohl fest als auch gelöst, in das Speicher-/Versickerungssystem eingetragen. Bei den Fremdstoffen handelte es sich zum Teil um organisches Material, z.B. Blätter, Rinde und Pollen, sowie um anorganisches Material wie, z.B. Sand, Gestein sowie unterschiedlichste Schwermetalle wie Kupfer, Zink oder Blei. Schwermetalle können im Niederschlagswasser in gelöster aber vor allem in partikulär gebundener Form auftreten. Insbesondere der Straßenverkehr sorgt mit seinem Eintrag aus z.B. dem Abrieb von Reifen oder Bremsanlagen sowie Leichtflüssigkeiten, wie Mineralölkohlenwasserstoffen (MKW) und Polycyclischen Aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK), für einen Großteil der im Niederschlagswasser enthaltenen Fremdstoffe. Ferner werden darüber hinaus eine Vielzahl unterschiedlieher Stoffe aus Industrie und Landwirtschaft mit dem Niederschlagswasser in das Speicher-/Versickerungssystem eingetragen. Die Reinigungsstufe ist dazu ausgestaltet das Fluid von diesen Fremdstoffen zu reinigen. Dabei werden die Fremdstoffe entfernt bevor das Fluid von der Speicher-/Versickerungsstufe aufgenommen wird.
  • Die Reinigung des Fluids von Feststoffen lässt sich beispielsweise mittels Dichtetrennung erreichen. Dabei kommt es zu einem Aufschwimmen von Stoffen, die eine geringere Dichte aufweisen als das Fluid, währenddessen Stoffe mit einer größeren Dichte absinken und sich absetzten. Eine weitere Möglichkeit Feststoffe abzuscheiden ist eine Filtration. Bei der Filtration wird zwischen Tiefenfiltration und Kuchenfiltration unterschieden. Bei der Tiefenfiltration erfolgt die Feststoffabscheidung im inneren des Filtermaterials, wobei die im Fluid enthaltenen Feststoffe an das Filtermedium adsorptiv angelagert werden. Während bei der Kuchenfiltration zunächst Feststoffe auf einem Filtergewebe aufgrund ihres Durchmessers abgeschieden werden. Danach erfolgt die weitere Feststoffabscheidung auf und in dem sich bildenden Filterkuchen.
  • Die Reinigung des Fluids von Leichtflüssigkeiten wie Mineralölkohlenwasserstoffe, Öle und Benzin kann ebenfalls mittels Dichtetrennung erfolgen. Durch eine entsprechende Konstruktion an Tauchwänden kann das Fluid, das schwerer als die Leichtflüssigkeiten ist, weitergeleitet werden und die abgetrennten Leichtflüssigkeiten verbleiben in der Abtrenneinrichtung. Eine weitere Möglichkeit zur Abtrennung von Leichtflüssigkeiten besteht in der Verwendung eines Koaleszenzabscheiders. Hierbei erfolgt die Anheftung und somit Abscheidung von Leichtflüssigkeiten an einem entsprechenden feinmaschigen Koaleszenzgewebe.
  • Die Entfernung von gelösten Stoffen aus dem Fluid kann mittels Sorption erfolgen. Bei der Sorption kommt es zu einer Anlagerung von gelösten Stoffen aus dem Fluid an die Oberfläche eines Sorptionsmaterials. Es können sowohl organisch gelöste Stoffe als auch anorganisch gelöste Stoffe, wie Schwermetalle, mittels Sorption entfernt werden. Weiterhin kann zur Entfernung von gelösten Stoffen auch eine Ionenaustauschoberfläche verwendet werden, wobei die Entfernung der gelösten Stoffe auf einem Ionenaustausch-Prozess beruht. Zum Beispiel können bei der Anlagerung von Schwermetallen an die Ionenaustauschoberflächen aus der Ionenaustauschoberfläche Calcium Ionen freigesetzt werden.
  • Zwecks Reinigung des Fluids von Fremdstoffen ist in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Reinigungsstufe mehrere Abschnitte umfasst, wobei die Abschnitte jeweils über eine Wartungsmöglichkeit verfügen. Aufgrund der Tatsache, dass es sich bei den Fremdstoffen um einen Mix unterschiedlicher Verschmutzungsarten handelt umfasst die Reinigungsstufe mehrere Abschnitte, die in Kombination das Fluid von den Fremdstoffen reinigen. Die Abschnitte können, was ihre Reinigungsleistung und ihr Reinigungsprinzip betrifft, auf die zu erwartenden Fremdstoffe abgestimmt werden. So können unterschiedliche physikalische und chemisch-physikalische Wirkmechanismen zum Einsatz kommen. Durch den modularen Aufbau der Reinigungsstufe ist das Speicher-/Versickerungssystem sehr flexibel und kann unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden. Jeder Abschnitt verfügt über eine Wartungsmöglichkeit, so dass ein Zugang für die Wartung der Abschnitte gewährleistet ist. Beispielsweise kann bei jedem Abschnitt eine Wartungsöffnung vorgesehen sein oder die Wartung eines Abschnittes kann über den Zu- bzw. Ablauf des Abschnittes erfolgen. So können durch die Wartungsmöglichkeit beispielsweise die zurückgehaltenen Feststoffe abgesaugt oder entfernt werden. Des Weiteren kann durch die Wartungsmöglichkeit beispielsweise auch ein Austausch einer Filtermembran durchgeführt werden.
  • In diesem Zusammenhang ist in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Reinigungsstufe zusätzlich zu dem Sedimentationsabschnitt, einen Sorptionsabschnitt und/oder einen Membranfilterabschnitt umfasst. Der Sedimentationsabschnitt ist dazu ausgestaltet, sedimentierbare Feststoffe zurückzuhalten. Die Feststoffe setzten sich im Sedimentationsabschnitt als Sediment auf dem Boden des Abschnittes ab. Über die Wartungsmöglichkeit können bei einer Wartung die Sedimente abgesaugt oder entfernt werden.
  • Der Sorptionsabschnitt ist dazu ausgestaltet, Leichtflüssigkeiten sowie feinst partikuläre Feststoffe, bevorzugt im Größenbereich von kleiner als 1 µm, besonders bevorzugt im Größenbereich von kleiner als 0,63 µm, und gelöste Stoffe zurückzuhalten. Darüber hinaus dient der Sorptionsabschnitt dazu, den Sedimentationsabschnitt von dem Membranfilterabschnitt zu trennen, damit zum Membranfilterabschnitt keine gröberen bzw. von der Menge her weniger Fremdstoffe gelangen, die sich dann negativ auf die Standzeit auswirken. Grundsätzlich kann der Sorptionsabschnitt eine Filterschicht, beispielsweise ein Sorptionssubstrat zum Entfernen von Schwermetallen, umfassen. Bevorzugt ist der Sorptionsabschnitt aber mehrschichtig aufgebaut, um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden. Dafür ist der Sorptionsabschnitt mehrschichtig aus unterschiedlichen Filterschichten aufgebaut. Der Sorptionsabschnitt umfasst beispielsweise eine Schicht aus Koaleszenzgewebe, ein Schicht aus Sorptionsgewebe und eine Ionenaustauschoberfläche. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Sorptionsabschnitt durch die Wartungsmöglichkeit kontrolliert und/oder ausgetauscht werden kann. Alternativ kann vorgesehen sein, dass im Sedimentationsabschnitt ebenfalls ein Sorptionsabschnitt integriert ist. Beispielsweise kann ein Ölabscheider im Sedimentationsabschnitt integriert sein. Im nachgelagerten Sorptionsabschnitt kann dann beispielsweise eine weitere Abscheidung von Leichtflüssigkeiten mittels Koaleszenzgewebe stattfinden. Weiter alternativ kann vorgesehen sein, dass der Sorptionsabschnitt auch der Speicher-/Versickerungsstufe nachgeschaltet ist. Dies soll dann beispielsweise eine weitergehende biologische Behandlung des Fluids mittels Biofiltration ermöglichen.
  • Weiterhin kann die Reinigungsstufe einen Membranfilterabschnitt umfassen, um weitere Fremdstoffe mittels einer Membran zu entfernen. Dabei soll die Membran so ausgestaltet sein, dass Fremdstoffe, die nicht durch Absetzen und oder Filtrieren entfernt werden können, effektiv aus dem Fluid entfernt werden. Insbesondere die Fremdstoffe im Größenbereich von kleiner als 0,63 µm. Somit müssen die Poren der Membran so ausgestaltet sein, dass Fremdstoffe im Größenbereich von kleiner als 0,63 µm abgeschieden werden können. Allerdings dürfen die abgeschiedenen Fremdstoffe nicht zu einer Verblockung, also einer zu starken hydraulischen Beeinflussung der Membran führen. Auch muss eine Reinigung, vorzugsweisedurch Spülung möglich sein.
  • Besonders bevorzugt umfasst die Reinigungsstufe einen Sedimentationsabschnitt, einen Sorptionsabschnitt und einen Membranfilterabschnitt.
  • Die Reinigungsstufe ist nicht nur dazu ausgestaltet unter Funktionserhalt trockenzufallen, sondern gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist auch vorgesehen, dass die Reinigungsstufe dazu ausgestaltete ist, das Fluid zur Zwischenspeicherung in sich aufzunehmen. Dies führt dazu, dass trotz Integration der Reinigungsstufe in die Speicher-/Versickerungsstufe im Wesentlichen das gleiche Speichervolumen zur Verfügung steht, wie bei einem Speicher-/Versickerungssystem mit vergleichbaren Abmessungen und ohne Reinigungsstufe oder einer nicht integrierten Reinigungsstufe. Das im Wesentlichen gleiche Speichervolumen wird gewährleistet, indem die Reinigungsstufe trockenfällt und bei einem wiedereinsetzenden Regenereignis sich wieder mit dem Fluid füllt. Das Volumen der Reinigungsstufe steht also auch als Rückhaltevolumen zur Zwischenspeicherung zur Verfügung, ohne dass dadurch die Reinigungsfähigkeit verloren geht.
  • Damit sich insbesondere beim Füllen der Reinigungsstufe keine sich schon in der Reinigungsstufe befindenden Fremdstoffe lösen, und so in die Speicher-/Versickerungsstufe eingetragen werden, ist in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Reinigungsstufe derart ausgestaltet ist, dass die Fremdstoffe von der Reinigungsstufe zurückgehalten werden. Insbesondere wird darunter ein anhaltendes Zurückhalten der Fremdstoffe verstanden. Die Reinigungsstufe ist also so ausgestaltet, dass es bei einem erneuten Fluideintrag nicht zu einer Remobilisierung der zuvor sedimentierten Feststoffe, bzw. zu einem erneuten Lösen der adsorbierten Stoffe kommt. Auch wird eine Remobilisierung während des Trockenfallens verhindert, um ein Weitertransportieren der Fremdstoffe zu unterbinden. Bevorzugt sorgt der dem Membranfilterabschnitt vorgeschaltete Sorptionsabschnitt dafür, dass Fremdstoffe aus dem Sedimentationsbereich beim Trockenfallvorgang nicht in den Membranfilterabschnitt gelangen.
  • In diesem Zusammenhang ist in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass im Zulauf und/oder in der Reinigungsstufe strömungshemmende Strukturen vorgesehen sind. Der Zulauf und/oder die Reinigungsstufe sind also mit mechanischen oder baulichen Elementen ausgestattet, die die Strömung des Fluids mindern. So wird sichergestellt, dass die Strömung gering genug ist, so dass sich in der Reinigungsstufe befindende Fremdstoffe, insbesondere sich schon abgesetzte Feststoffe nicht remobilisieren. Die strömungshemmenden Strukturen haben beispielsweise Einfluss auf die Anströmgeometrie der Reinigungsstufe, so dass es zu einer definierten Anströmung ohne Turbulenzen kommt. Die strömungshemmenden Strukturen können zum Beispiel Strömungstrenner, Prallwände, Tauch- oder Schlammwände sein. Diese Einbauten dienen der hydraulischen und qualitativen Optimierung des Zulaufs und/oder der Reinigungsstufe. Weiterhin können Hindernisse im Zulauf und/oder in der Reinigungsstufe vorgesehen sein, die die Fließgeschwindigkeit des Fluids hemmen. Dies können Rillen, Erhebungen, Vertiefungen oder ähnliche Rauheiten sein.
  • Die Möglichkeit des Trockenfallens gilt nicht nur für die Reinigungsstufe sondern auch für die Nachreinigungsstufe. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist also vorgesehen, dass die Nachreinigungsstufe dazu ausgestaltete ist, trocken zu fallen und/oder dass die Nachreinigungsstufe dazu ausgestaltete ist, das Fluid im Wesentlichen vollständig an das Erdreich, das Kanalnetz oder die Vorflut abzugeben. Genauso ist in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Nachreinigungsstufe dazu ausgestaltete ist, das Fluid zur Zwischenspeicherung in sich aufzunehmen. Hinsichtlich der Vorteile und technischer Effekte sei auf die obigen Abschnitte zur Reinigungsstufe verwiesen.
  • Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Verfahren zur Zwischenspeicherung eines Fluids in einem Speicher-/Versickerungssystem vorgesehen, wobei das Speicher-/Versickerungssystem eine Speicher-/Versickerungsstufe und eine Reinigungsstufe umfasst, wobei die Reinigungsstufe wenigstens einen Sedimentationsabschnitt umfasst und in die Speicher-/Versickerungsstufe integriert ist und wobei die Reinigungsstufe dazu ausgestaltete ist trocken zu fallen und/oder wobei die Reinigungsstufe dazu ausgestaltete ist, das Fluid im Wesentlichen vollständig an die Speicher-/Versickerungsstufe abzugeben, umfassend die Schritte:
    • Reinigen des Fluids von Fremdstoffen in der Reinigungsstufe,
    • Zwischenspeichern des Fluids in der Speicher-/Versickerungsstufe und
    • Abgeben des Fluids an ein das Speicher-/Versickerungssystem umgebendes Erdreich oder in ein Kanalnetz.
  • Das Fluid wird also von Fremdstoffen gereinigt, bevor es in der Speicher-/Versickerungsstufe zwischengespeichert wird, und dann ins umgebende Erdreich oder in ein Kanalnetz abgeben wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das Speicher-/Versickerungssystem effektiv vor Kolmation geschützt und bleibt langfristig leistungsfähig.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Reinigen des Fluids von Fremdstoffen in der Reinigungsstufe ein Reinigen des Fluids von Feststoffen, Leichtflüssigkeiten und/oder gelösten Stoffen umfasst. Das Verfahren reinigt somit das Fluid von unterschiedlichen Fremdstoffen. Hierdurch ist das Verfahren sehr flexibel einsetzbar, da es auf die zu erwartenden Fremdstoffe angepasst werden kann. Des Weiteren führt das Reinigen des Fluids von Feststoffen, Leichtflüssigkeiten und gelösten Stoffen dazu, dass mit dem Verfahren eine besonders gute Reinigunsleistung erzielt wird. Damit bleibt das Speicher-/Versickerungssystem sehr gut vor Kolmation geschützt und ist somit sehr lange funktionsfähig.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren zusätzlichen den Schritt nachgelagertes Reinigen des Fluids von Fremdstoffen in einer Nachreinigungsstufe umfasst. Bevorzugt handelt es sich um ein nachgelagertes Reinigen in einer Biofiltrationsstufe. Das nachgelagerte Reinigen findet also statt nachdem das Fluid in der Speicher-/Versickerungsstufe zwischengespeichert wurde und bevor das Fluid an das Erdreich oder in das Kanalnetz abgegeben wurde. Hierrüber wird eine besonders gute Reinigungsleistung ermöglicht.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren den Schritt Trockenfallen der Reinigungsstufe und/oder im Wesentlichen vollständiges Abgeben des Fluids an die Speicher-/Versickerungsstufe umfasst. Durch diesen Schritt stellen sich in der Reinigungsstufe aerobe Bedingungen ein. Es kommt also zu einer Zufuhr von Sauerstoff an die Fremdstoffe, die von der Reinigungsstufe zurückgehalten werden. Durch die aeroben Bedingungen ist der biologische Abbau bzw. Umwandlung der Fremdstoffe in der Reinigungsstufe verbessert. Darüber hinaus sorgt das Trockenfallen infolge des absinkenden Fluidspiegels für einen Unterdruck in der Reinigungsstufe, der die zurückgehaltenen Feststoffe mit Luftsauerstoff versorgt, um den aeroben biologischen Abbau weiter zu unterstützen. Das Verfahren sorgt durch das Trockenfallen also zu einem besonders guten biologischen Abbau der Fremdstoffe, wodurch der Wartungsaufwand sinkt.
  • In diesem Zusammenhang ist in einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Verfahren den Schritt Aufnehmen des Fluids zur Zwischenspeicherung in die Reinigungsstufe umfasst. Dies führt dazu, dass trotz Integration der Reinigungsstufe in die Speicher-/Versickerungsstufe im Wesentlichen das gleiche Speichervolumen zur Verfügung steht, wie bei einem Speicher-/Versickerungssystem mit vergleichbaren Abmessungen und ohne Reinigungsstufe oder einer nicht integrierten Reinigungsstufe. Das im Wesentlichen gleiche Speichervolumen wird gewährleistet, indem die Reinigungsstufe trockenfällt und bei einem wiedereinsetzenden Regenereignis sich wieder mit dem Fluid füllt. Das Volumen der Reinigungsstufe steht also auch als Rückhaltevolumen zur Zwischenspeicherung zur Verfügung, ohne dass dadurch die Reinigungsfähigkeit der Reinigungsstufe verloren geht.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Reinigen des Fluids von Fremdstoffen in der Reinigungsstufe ein Zurückhalten von Fremdstoffen in der Reinigungsstufe umfasst. Insbesondere wird unter Zurückhalten ein anhaltendes Zurückhalten der Fremdstoffe verstanden. Bei einem erneuten Fluideintrag kommt es also nicht zu einem Remobilisieren der zuvor sedimentierten Feststoffe, bzw. zu einem erneuten Lösen der adsorbierten Stoffe in der Reinigungsstufe.
  • Weitere Vorteile, Merkmale oder Anwendungen ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung, wobei alle gezeigten und erwähnten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination als erfindungswesentlich angesehen werden.
  • In den Zeichnungen zeigen
    • Fig. 1
    schematisch ein Speicher-/Versickerungssystem aus dem Stand der Technik,
    Fig. 2a
    schematisch ein Speicher-/Versickerungssystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    Fig. 2b
    schematisch eine vergrößerte Darstellung eines Abschnittes des Speicher/Versickerungssystems aus Figur 2a, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    Fig. 3
    schematisch das Speicher-/Versickerungssystem aus Fig. 2 während eines Regenereignisses, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    Fig. 4
    schematisch das Speicher-/Versickerungssystem aus Fig. 2 und Fig. 3 nach einem Regenereignis, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
    Fig. 5
    ein Flussdiagramm mit den Schritten eines Verfahrens zur Zwischenspeicherung eines Fluids in einem Speicher-/Versickerungssystem, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Figur 1 zeigt schematisch ein Speicher-/Versickerungssystem 1 nach dem Stand der Technik. Es handelt sich beim Speicher-/Versickerungssystem 1 um ein mehrstufiges System, bei dem eine Reinigungsstufe 2 einer Speicher-/Versickerungsstufe 3 vorgelagert ist. Die Reinigung des belasteten Niederschlagswassers erfolgt dabei in separaten Stufen, die nicht in die Speicher-/Versickerungsstufe 3 integriert sind. Dadurch ist der Platzbedarf und Wartungsaufwand eines solchen Systems sehr hoch.
  • Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen schematisch ein Speicher-/Versickerungssystem 10 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Figur 2b eine vergrößerte Darstellung eines Abschnittes aus Figur 2a zeigt. Das Speicher-/Versickerungssystem 10 umfasst eine Speicher-/Versickerungsstufe 12, die dazu ausgestaltete ist, Niederschlagswasser 14 zur Zwischenspeicherung in sich aufzunehmen und zur Versickerung in ein das Speicher-/Versickerungssystem 10 umgebendes Erdreich 16 abzugeben. Des Weiteren umfasst das Speicher-/Versickerungssystem 10 eine Reinigungsstufe 18, die das Niederschlagswasser 14 von Fremdstoffen 20 reinigt, wobei die Reinigungsstufe 18 in die Speicher-/Versickerungsstufe 12 integriert ist. Das Speicher-/Versickerungssystem 10 weist einen Zulauf 22 auf, der das Niederschlagswasser 14 der Reinigungsstufe 18 zuführt. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Volumen im Erdreich 16, das vom Speicher-/Versickerungssystem 10 eingenommen wird, durch mehrere Hohlkörper (nicht gezeigt) freigehalten. Das Speicher-/Versickerungssystem 10 ist an seiner Unterseite mit einem wasserdurchlässigen Vlies 24 ausgestattet, durch welches das zwischengespeicherte Niederschlagswasser 14 in einer definierten Menge und Geschwindigkeit in das Erdreich 16 versickern kann. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass das Niederschlagswasser 14 nicht nur an der Unterseite sondern auch an den Seiten des Speicher/Versickerungssystems 10 in das Erdreich 16 versickern kann.
  • Um das Niederschlagswasser 14 von den Fremdstoffen 20 zu reinigen, umfasst die Reinigungsstufe 18 drei Abschnitte 26, 28, 30, die jeweils über eine eigene Wartungsmöglichkeit 32 verfügen. Der erste Abschnitt 26 ist ein Sedimentationsabschnitt 26, der gröbere Feststoffe 20 zurückhält. Die Feststoffe 20 setzten sich im Sedimentationsabschnitt 26 als Sediment auf dem Boden des ersten Abschnittes 26 ab. Zur Stabilisierung der Sedimente können am Boden des Sedimentationsabschnittes Schlammfangräume oder Sedimentationsräume 25 vorhanden sein, die durch Tauchwände 23 gebildet werden. Die Schlammfangräume bzw. Sedimentationsräume 25 stellen sicher, dass sich das abgesetzte Sediment gegenüber hydraulischen Einflüssen stabilisieren kann und nicht bei stärkeren hydraulischen Belastungen remobilisiert wird. Des Weiteren ist es möglich, weitere Elemente zu Unterstützung des Sedimentationsprozesses in den Sedimentationsabschnitt einzubringen zum Beispiel in Form eines Lamellenklärers. Somit wird eine hohe Stoffabscheideleistung bei wenig Platzbedarf ermöglicht. Darüber hinaus werden durch den Einsatz von Elementen zur Strömungstrennung, hier eine Gitterstruktur 27 mit vertikalen 27a und horizontalen 27b Elementen Schwimmstoffe und Leichtflüssigkeiten stabilisiert werden und bevorzugt fest an Reinigungselemente gebunden werden. Die vertikalen 27a und horizontalen 27b Elemente der Gitterstruktur 27 können unabhängig voneinander eingebracht werden. Des Weiteren befindet sich in der hier gezeigten Ausführungsform ein Ölabscheidebereich 29 im oberen Bereich des Sedimentationsabschnittes 26.
  • Der zweite Abschnitt 28 ist ein Sorptionsabschnitt 28, der entweder hydraulisch horizontal oder vertikal durchflossen werden kann und der Leichtflüssigkeiten 20 sowie feinst partikuläre Feststoffe 20 und gelöste Stoffe 20 zurückhält. Der Sorptionsabschnitt 28 ist mehrschichtig aus unterschiedlichen Filterschichten aufgebaut. Im hier bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst der Sorptionsabschnitt 28 eine Schicht aus Koaleszenzgewebe 34, eine Schicht aus Sorptionsgewebe 36 und eine Ionenaustauschoberfläche 38.
  • Der dritte Abschnitt 30 ist ein Membranfilterabschnitt 30, der weitere Fremdstoffe 20 mittels einer Membran 40 aus dem Niederschlagswasser 14 entfernt. Dabei kann das Niederschlagswasser 14 die Membran 40 passieren, während die Fremdstoffe 20 aufgrund der Porigkeit der Membran 40 im Membranfilterabschnitt 30, aufgrund der Filterwirkung, zurückgehalten werden.
  • Wie insbesondere an den Figuren 3 und 4 zu erkennen ist, kann die Reinigungsstufe 18 trockenfallen. Dies bedeutet, dass die Reinigungsstufe 18 das Niederschlagswasser 14 nach einem Regenereignis im Wesentlichen vollständig an die Speicher-/Versickerungsstufe 12 abgibt (Figur 4). Weiter bedeutet dies auch, dass die Reinigungsstufe 18 während eines Regenereignisses das Niederschlagswasser 14 zur Zwischenspeicherung in sich aufzunehmen kann (Figur 3). Somit ist trotz Integration der Reinigungsstufe 18 in die Speicher-/Versickerungsstufe 12 das Speichervolumen im Wesentlichen gleich groß, wie bei einem Speicher-/Versickerungssystem mit vergleichbaren Abmessungen und ohne Reinigungsstufe. Das Volumen der Reinigungsstufe 18 steht also auch als Rückhaltevolumen zur Zwischenspeicherung des Niederschlagswassers 14 zur Verfügung.
  • Damit sich beim Füllen der Reinigungsstufe 18 und beim Trockenfallen der Reinigungsstufe 18 keine sich schon in der Reinigungsstufe 18 befindenden Fremdstoffe 20 mobilisieren und in die Speicher-/Versickerungsstufe 12 eingetragen werden, ist die Reinigungsstufe 18 derart ausgestaltet, dass die Fremdstoffe 20 von der Reinigungsstufe 18 zurückgehalten werden. Dafür sind im Zulauf 22 und in der Reinigungsstufe 18 strömungshemmende Strukturen vorgesehen (nicht gezeigt). Die strömungshemmenden Strukturen mindern die Strömung des Niederschlagswassers 14.
  • Figur 5 zeigt ein Flussdiagramm mit den Schritten eines Verfahrens zur Zwischenspeicherung des Niederschlagswassers 14 in dem Speicher-/Versickerungssystem 10, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Verfahren umfasst in dieser Ausführungsform fünf Schritte, allerdings sind auch weniger oder mehr Schritte möglich.
  • Bei einem Regenereignis gelangt das Niederschlagswasser 14 in die Reinigungsstufe, wo das Niederschlagswasser 14 in einem ersten Schritt von Fremdstoffen 20 gereinigt wird. In diesem Schritt wird das Niederschlagswasser 14 von Feststoffen, Leichtflüssigkeiten und gelösten Stoffen gereinigt, wobei die Fremdstoffe 20 in der Reinigungsstufe 18 zurückgehalten werden.
  • Das Niederschlagswasser 14 gelangt daraufhin in die Speicher-/Versickerungsstufe 12, wo das Niederschlagswasser 14 in einem weiteren Schritt zwischengespeichert wird.
  • Bei anhaltenden Regenereignissen findet in einem weiteren Schritt auch ein Aufnehmen des Niederschlagswassers 14 zur Zwischenspeicherung in die Reinigungsstufe 18 statt. Das Volumen der Reinigungsstufe 18 steht also auch als Rückhaltevolumen zur Zwischenspeicherung des Niederschlagswassers 14 zur Verfügung.
  • Das Niederschlagswasser 14 wird in einem weiteren Schritt von der Speicher-/Versickerungsstufe 12 an ein das Speicher-/Versickerungssystem 10 umgebendes Erdreich 16 abgegeben oder in ein Kanalnetz abgegeben.
  • Bei Beendigung des Regenereignisses kommt es in einem weiteren Schritt zu einem Trockenfallen der Reinigungsstufe 18, wobei die Reinigungsstufe 18 das Niederschlagswasser 14 im Wesentlichen vollständig an die Speicher-/Versickerungsstufe 12 abgibt. Insbesondere findet das Trockenfallen der Reinigungsstufe unter Erhalt der Reinigungsfunktion der Reinigungsstufe statt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Speicher-/Versickerungssystem (Stand der Technik)
    2
    Reinigungsstufe (Stand der Technik)
    3
    Speicher-/Versickerungsstufe (Stand der Technik)
    10
    Speicher-/Versickerungssystem
    12
    Speicher-/Versickerungsstufe
    14
    Fluid, Niederschlagswasser
    16
    Erdreich
    18
    Reinigungsstufe
    20
    Fremdstoffe, Feststoffe, Leichtflüssigkeiten, gelöste Stoffe
    22
    Zulauf
    23
    Tauchwand
    24
    wasserdurchlässiges Vlies
    25
    Schlammfangraum, Sedimentationsraum
    26
    Abschnitt 1, Sedimentationsabschnitt
    27
    Gitterstruktur
    27a
    vertikales Element der Gitterstruktur
    27b
    horizontales Element der Gitterstruktur
    28
    Abschnitt 2, Sorptionsabschnitt
    29
    Ölabscheidebereich
    30
    Abschnitt 3, Membranfilterabschnitt
    32
    Wartungsmöglichkeit, Wartungsöffnung
    34
    Koaleszenzgewebe
    36
    Sorpionsgewebe
    38
    Ionenaustauschoberfläche
    40
    Membran

Claims (14)

  1. Speicher-/Versickerungssystem (10) für ein Fluid (14), umfassend eine Speicher-/Versickerungsstufe (12) und eine Reinigungsstufe (18), wobei die Speicher-/Versickerungsstufe (12) dazu ausgestaltete ist, das Fluid (14) zur Zwischenspeicherung in sich aufzunehmen und zur Versickerung in ein das Speicher-/Versickerungssystem (10) umgebendes Erdreich (16), in ein Kanalnetz oder in eine Vorflut abzugeben, wobei die Reinigungsstufe (18) wenigstens einen Sedimentationsabschnitt (26) umfasst und dazu ausgestaltete ist, das Fluid (14) von Fremdstoffen (20) zu reinigen bevor das Fluid (14) von der Speicher-/Versickerungsstufe (12) aufgenommen wird, und wobei die Reinigungsstufe (18) in die Speicher-/Versickerungsstufe (12) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstufe (18) dazu ausgestaltete ist trocken zu fallen und/oder dass die Reinigungsstufe (18) dazu ausgestaltete ist, das Fluid (14) im Wesentlichen vollständig an die Speicher-/Versickerungsstufe (12) abzugeben.
  2. Speicher-/Versickerungssystem (10) nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch einen Zulauf (22), der das Fluid (14) der Reinigungsstufe (18) zuführt.
  3. Speicher-/Versickerungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch einen oder mehrere Hohlkörper, die ein Volumen im Erdreich (16) freihalten.
  4. Speicher-/Versickerungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstufe (18) dazu ausgestaltete ist, das Fluid (14) von Feststoffen, Leichtflüssigkeiten und/oder gelösten Stoffen zu reinigen.
  5. Speicher-/Versickerungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstufe (18) mehrere Abschnitte (26, 28, 30) umfasst, wobei die Abschnitte (26, 28, 30) jeweils über eine Wartungsmöglichkeit (32) verfügen.
  6. Speicher-/Versickerungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstufe (18) zusätzlich zum Sedimentationsabschnitt (26) einen Sorptionsabschnitt (28) und/oder einen Membranfilterabschnitt (30) umfasst.
  7. Speicher-/Versickerungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstufe (18) dazu ausgestaltete ist, das Fluid (14) zur Zwischenspeicherung in sich aufzunehmen.
  8. Speicher-/Versickerungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstufe (18) derart ausgestaltet ist, dass die Fremdstoffe (20) von der Reinigungsstufe (18) zurückgehalten werden.
  9. Speicher-/Versickerungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass im Zulauf (22) und/oder in der Reinigungsstufe (18) strömungshemmende Strukturen vorgesehen sind.
  10. Verfahren zur Zwischenspeicherung eines Fluids (14) in einem Speicher-/Versickerungssystem (10), wobei das Speicher-/Versickerungssystem (10) eine Speicher-/Versickerungsstufe (12) und eine Reinigungsstufe (18) umfasst, wobei die Reinigungsstufe (18) wenigstens einen Sedimentationsabschnitt (26) umfasst und in die Speicher-/Versickerungsstufe (12) integriert ist und wobei die Reinigungsstufe (18) dazu ausgestaltete ist trocken zu fallen und/oder wobei die Reinigungsstufe (18) dazu ausgestaltete ist, das Fluid (14) im Wesentlichen vollständig an die Speicher-/Versickerungsstufe (12) abzugeben, umfassend die Schritte:
    - Reinigen des Fluids (14) von Fremdstoffen (20) in der Reinigungsstufe (18),
    - Zwischenspeichern des Fluids (14) in der Speicher-/Versickerungsstufe (12) und
    - Abgeben des Fluids (14) an ein das Speicher-/Versickerungssystem (10) umgebendes Erdreich (16) oder in ein Kanalnetz.
  11. Verfahren nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigen des Fluids (14) von Fremdstoffen (20) in der Reinigungsstufe (18) ein Reinigen des Fluids (14) von Feststoffen, Leichtflüssigkeiten und/oder gelösten Stoffen umfasst.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11 dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den Schritt Trockenfallen der Reinigungsstufe (18) und/oder im Wesentlichen vollständiges Abgeben des Fluids (14) an die Speicher-/Versickerungsstufe (12) umfasst.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den Schritt Aufnehmen des Fluids (14) zur Zwischenspeicherung in die Reinigungsstufe (18) umfasst.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigen des Fluids (14) von Fremdstoffen (20) in der Reinigungsstufe (18) ein Zurückhalten von Fremdstoffen (20) in der Reinigungsstufe (18) umfasst.
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