EP3730706B1 - Speicher-/versickerungssystem - Google Patents

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EP3730706B1
EP3730706B1 EP20159935.4A EP20159935A EP3730706B1 EP 3730706 B1 EP3730706 B1 EP 3730706B1 EP 20159935 A EP20159935 A EP 20159935A EP 3730706 B1 EP3730706 B1 EP 3730706B1
Authority
EP
European Patent Office
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storage
stage
fluid
infiltration
purification stage
Prior art date
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Active
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EP20159935.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3730706A1 (de
EP3730706C0 (de
Inventor
Andreas Paul Amft
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Enregis GmbH
Original Assignee
Enregis GmbH
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Publication date
Application filed by Enregis GmbH filed Critical Enregis GmbH
Priority to HRP20230915TT priority Critical patent/HRP20230915T1/hr
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Publication of EP3730706B1 publication Critical patent/EP3730706B1/de
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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/seepage system for a fluid, preferably for rainwater.
  • the invention relates to a method for temporarily storing a fluid in a storage/seepage system.
  • trenches containing distribution pipes and filled either with gravel or with seepage devices are often used for the temporary storage and infiltration of rainwater.
  • Modern storage/seepage systems often contain modular hollow bodies that together form the static support of the tank and, depending on the application, are covered with an open-pored membrane, for example a non-woven fabric (seepage system) or foil (storage system). Due to their construction, these hollow bodies contain a large number of different struts that serve to absorb or dissipate force. They are often designed as boxes that can be laid or attached to one another and one on top of the other, which together form the supply channels and the necessary 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 seepage systems are equipped with a casing made of water-permeable material (open-pored membrane), through which the temporarily stored rainwater can seep into the ground in a defined quantity and speed. If a rain event brings a corresponding pollution load into the system, solids are deposited as sediment. As a result, after a short time, the water-permeable casing will become so heavily clogged that water drainage can no longer take place, or only to a limited extent.
  • the storage tank In a storage system that is equipped with a watertight, tight casing, the storage tank gradually silts up over its entire base area until the entire storage volume is blocked. Since storage is generally used for retention and time-delayed derivation, blocking disrupts the flow and storage function and significantly reduces the performance of such a system.
  • the U.S. 5,810,510 A describes an underground drainage system comprising pipelines and storage tanks fabricated from perforated wall modules to form a configuration wrapped with a water permeable geotextile.
  • the system is preferably buried in clean sand, with rain and runoff water directed to flow through the water permeable geotextile, through the perforated wall modules and into the pipeline where the water thus filtered is allowed to flow along the pipeline to penetrate through the walls of the Pipeline to flow back into the first available layer where the surrounding soil is not saturated.
  • a system for collecting rainwater comprising a body, a filter layer, a rainwater outlet opening and a device for removing rainwater.
  • the body includes a stormwater inlet, a stormwater outlet, a sand trap, a particulate separator and a filter tank.
  • the filter layer consists of two sponge filters and an activated carbon filter.
  • the rainwater drainage hole is formed on the bottom surface of the sandbox and includes an opening and closing plate, a float and a post. The opening and closing plate covers the inlet of the rainwater drainage opening.
  • the post opens the opening and closing plate by the load of the float and allows the opening and closing plate to close the rainwater drainage hole when the float floats on the water.
  • the GB 2 468 531A describes a tank consisting of an inlet, at least one outlet, a water-permeable cage and a filter bag.
  • the filter bag is preferably attached to the water-permeable cage by means of attachment means.
  • the water permeable cage and a detachable baffle may be located inside the tank.
  • water is supplied to the inlet and flows into the filter bag, whereupon sediment is retained. The water then flows over the baffle, which retains more sediment, and then drains out the outlet.
  • the container is used to filter pump outflow in a drainage system.
  • U.S. 2003 034 286 A a flow-through drain filter for removing dirt, sediment, liquid hydrocarbons and metal ions, consisting of at least four concentric screens with a de-ionizing filter material positioned between an exit screen and a second central inner screen, and a hydrocarbon-repellent and liquid hydrocarbon-absorbing material disposed between the first and second middle screens, and a sediment collection space between the first middle screen and a dirt exclusion inlet screen.
  • a key aspect of the invention is the purification stage which is integrated into the storage/infiltration stage.
  • the purification stage cleans foreign matter from the fluid before it is received by the storage/soak stage. This protects the storage/infiltration system from collapsing or blocking and the storage/infiltration system remains efficient over the long term.
  • the fact that the cleaning stage is integrated into the storage/infiltration stage, or that the storage/infiltration stage is integrated into the cleaning stage, has the storage/infiltration system no increased space requirement.
  • 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 purification stage is preferably integrated into the storage/infiltration stage.
  • the purification stage is designed to fall dry and to release the fluid essentially completely to the storage/soak-off stage. Drying out of the cleaning stage means that the cleaning stage does not have to be permanently flooded for its cleaning function, ie it does not have to be permanently filled with fluid.
  • the purification stage thus essentially completely delivers the fluid to the storage/soak stage. This results in aerobic conditions in the cleaning stage, so there is a supply of oxygen to the foreign substances that are retained by the cleaning stage through the cleaning process. For example, there is a supply of oxygen to the coarser solids that are held back by the sedimentation section. Due to the aerobic conditions, the biodegradation and the biological conversion of the foreign substances in the cleaning stage are improved.
  • the drying stage of 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 top of the fluid and are therefore difficult for the microorganisms responsible for degradation to reach, the hydrophobic materials when they dry out form a film over the retained solids and over the filter fabric used. This increases the contact surface between the microorganisms responsible for degradation and the light liquids, which promotes degradation.
  • drying out creates a negative pressure that supplies the retained solids with atmospheric oxygen to further support aerobic biodegradation.
  • the fact that the cleaning stage dries up is particularly independent of the amount of foreign matter that has already been retained. More preferably, the cleaning stage falls over dry the membrane filter section.
  • the membrane filter section is arranged in such a way that this is hydraulically possible. 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 runs dry.
  • the storage/seepage system also called buffer storage, is therefore particularly suitable for the intermediate storage or seepage of rainwater.
  • the storage/infiltration system can also be used in addition to an upstream cleaning facility. In this case, there is an overall higher cleaning performance, in particular for fine particles that can be settled and filtered off.
  • the storage/seepage system includes an inlet that feeds the fluid to the cleaning stage.
  • the fluid is fed to the cleaning stage via an inlet.
  • the inlet can include, for example, a canal, an inlet shaft or a canal system. Provision can be made for the storage/infiltration system to be connected to a municipality's sewage system.
  • the storage/infiltration system comprises a post-purification stage which is designed to clean the fluid of further foreign matter after it has been discharged from the storage/infiltration stage.
  • This post-cleaning stage cleans the fluid before it is discharged into the ground, the sewer system or the drainage ditch to seep away.
  • the after-cleaning stage is also particularly preferably integrated into the storage/seepage stage. Because the post-cleaning stage is integrated into the storage/infiltration stage, the storage/infiltration system does not require any additional space. More preferably, the post-cleaning stage is a biofiltration stage.
  • the storage/seepage system for intermediate storage of the fluid can comprise a tank with a drain.
  • the storage/infiltration system comprises one or more hollow bodies for keeping a volume in the ground free.
  • Storage/infiltration systems are usually installed underground in areas such as streets or parking lots. Due to the superstructure, the static loads on the storage/infiltration system are very high. In order to withstand these loads, the hollow bodies have grid-like struts and/or supports. This results in a high level of strength for the overall system, which allows it to be built over.
  • the fluid can flow through or flow around the hollow bodies due to the holes.
  • the storage/seepage system and/or the hollow bodies can be equipped with a casing made of fluid-permeable material, through which the temporarily stored fluid can seep into the ground in a defined quantity 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 of solids, light liquids and/or dissolved substances.
  • the cleaning stage is designed to clean the fluid of solids, light liquids and/or dissolved substances.
  • Some of the foreign matter was organic material, e.g. leaves, bark and pollen, as well as inorganic material such as sand, rock and a wide variety of heavy metals such as copper, zinc or lead. Heavy metals can occur in precipitation water in dissolved form, but above all in particle-bound form.
  • Road traffic in particular, is responsible for a large proportion of the foreign substances contained in rainwater, with its input from e.g.
  • Solids can be removed from the fluid by means of density separation, for example. Substances that have a lower density than the fluid float up, while substances with a greater density sink and settled down. Another way of separating solids is filtration. When it comes to filtration, a distinction is made between depth filtration and cake filtration. With depth filtration, the solids are separated inside the filter material, with the solids contained in the fluid being adsorbed on the filter medium by adsorption. While in cake filtration solids are initially separated on a filter fabric due to their diameter. This is followed by further solids separation on and in the filter cake that forms.
  • the fluid can also be cleaned of light liquids such as mineral oil hydrocarbons, oils and petrol by means of density separation.
  • the fluid which is heavier than the light liquids, can be passed on by means of a corresponding design on baffle walls and the separated light liquids remain in the separation device.
  • Another way to separate light liquids is to use a coalescence separator. Here, the attachment and thus the separation of light liquids takes place on a corresponding fine-meshed coalescence fabric.
  • the removal of dissolved substances from the fluid can take place by means of sorption.
  • dissolved substances from the fluid accumulate on the surface of a sorption material.
  • organically dissolved substances and inorganically dissolved substances such as heavy metals can be removed by sorption.
  • an ion exchange surface can also be used to remove solutes, where the removal of solutes is based on an ion exchange process. For example, when heavy metals attach to the ion exchange surfaces, calcium ions can be released from the ion exchange surface.
  • the cleaning stage comprises a plurality of sections, with each section 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 of the foreign matter.
  • the sections can what their cleaning performance and cleaning principle concerned, must be matched to the foreign substances to be expected. Different physical and chemical-physical mechanisms of action can be used.
  • the storage/infiltration system 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 service facility, so that access for maintenance of the sections is guaranteed. For example, a maintenance opening can be provided for each section, or a section can be maintained via the inlet or outlet of the section. For example, the retained solids can be sucked off or removed due to the maintenance option.
  • a filter membrane can also be exchanged, 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. During maintenance, the sediments can be sucked off or removed via the maintenance option.
  • the sorption section is designed to hold back light liquids and very 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 separate the sedimentation section from the membrane filter section, so that no coarser foreign substances or those with a smaller quantity 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 constructed in several layers from different filter layers.
  • the sorption section includes, for example, a layer of coalescing fabric, a layer of sorption fabric, and an ion exchange surface.
  • the sorption section can be serviced by the possibility of maintenance checked and/or exchanged.
  • 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 coalescence fabric.
  • the sorption section is also connected downstream of the storage/infiltration stage. This should then, for example, enable further biological treatment of the fluid by means of biofiltration.
  • the cleaning step may include a membrane filter section to remove other foreign substances by means of a membrane.
  • the membrane should be designed in such a way that foreign substances that cannot be removed by settling and/or filtering are effectively removed from the fluid.
  • foreign matter in the size range of less than 0.63 ⁇ m In particular, 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 matter in the size range of less than 0.63 ⁇ m can be separated.
  • the foreign matter that is separated out must not lead to a blockage, i.e. an excessive hydraulic influence on the membrane. Cleaning, preferably by rinsing, must also be possible.
  • the purification stage particularly preferably comprises a sedimentation section, a sorption section and a membrane filter section.
  • the cleaning stage is not only designed to dry out while maintaining functionality, but according to a preferred development of the invention it is also provided that the cleaning stage is designed to receive the fluid for temporary storage.
  • the cleaning stage is designed to receive the fluid for temporary storage.
  • a preferred development of the invention provides that the cleaning stage is designed in such a way that the foreign matter is removed from the cleaning stage be held back. In particular, this means a sustained retention of the foreign matter.
  • the cleaning stage is therefore designed in such a way that, when fluid is introduced again, the previously sedimented solids are not remobilized, or the adsorbed substances are not dissolved again. Remobilization during drying is also prevented in order to prevent the foreign substances from being transported further.
  • the sorption section 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 matter in the cleaning stage, in particular solid matter that has already settled, does not remobilize.
  • the flow-inhibiting structures have an influence, for example, on the inflow geometry of the cleaning stage, so that there is a defined inflow without turbulence.
  • the flow-restricting structures can be, for example, flow dividers, baffles, baffles or mud walls. These internals are used for the hydraulic and qualitative optimization of the inflow and/or the cleaning stage.
  • obstacles can be provided in the inlet and/or in the cleaning stage, which impede the flow rate of the fluid. This can be grooves, elevations, depressions or similar roughness.
  • the post-cleaning stage is designed to dry out and/or that the post-cleaning stage is designed to essentially drain the fluid completely to the ground, the sewer system or the drainage ditch.
  • the post-cleaning stage is designed to receive the fluid for temporary storage.
  • the fluid is thus cleaned of foreign matter before it is temporarily stored in the storage/seepage stage and then discharged into the surrounding soil or into a sewer system.
  • the process effectively protects the storage/infiltration system from colmation and remains efficient over the long term.
  • the cleaning of foreign substances from the fluid in the cleaning stage includes cleaning of the fluid from solids, light liquids and/or dissolved substances.
  • the method thus cleans the fluid of various foreign substances.
  • the process can be used very flexibly, since it can be adapted to the expected foreign matter.
  • the cleaning of the fluid from solids, light liquids and dissolved substances results in a particularly good cleaning performance being achieved with the method. With it the storage/infiltration system remains very well protected against colmation and is therefore functional for a very long time.
  • the method additionally includes the step of subsequent cleaning of foreign matter from the fluid in a post-cleaning stage. It is preferably a downstream cleaning in a biofiltration stage.
  • the downstream cleaning therefore takes place after the fluid has been temporarily stored in the storage/seepage stage and before the fluid has been discharged into the ground or into the sewer system. This enables a particularly good cleaning performance.
  • the method comprises the step of drying out the cleaning stage and/or substantially completely delivering the fluid to the storage/seepage stage.
  • This step creates aerobic conditions in the cleaning stage. So there is a supply of oxygen to the foreign matter that is held back by the cleaning stage. The aerobic conditions improve the biological degradation or conversion of the foreign matter in the cleaning stage.
  • drying out as a result of the sinking fluid level creates a negative pressure in the cleaning stage, which supplies the retained solids with atmospheric oxygen to further support the aerobic biodegradation. By drying out, the process ensures particularly good biological degradation of the foreign matter, which reduces the maintenance effort.
  • the method includes the step of receiving the fluid for intermediate storage in the cleaning stage.
  • the cleaning of foreign matter from the fluid in the cleaning stage includes retaining foreign matter in the cleaning stage.
  • retention means 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 precedes a storage/infiltration stage 3.
  • the contaminated rainwater is cleaned in separate stages that are not integrated into storage/infiltration stage 3.
  • the space requirement and maintenance effort of such a system is very high.
  • the figures 2 , 3 and 4 schematically show 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 receive rainwater 14 for intermediate storage and to release it into a soil 16 surrounding the storage/infiltration system 10 for infiltration.
  • the storage/infiltration system 10 includes a cleaning stage 18 which cleans the precipitation water 14 of foreign matter 20, with the cleaning stage 18 being integrated into the storage/infiltration stage 12.
  • the storage/seepage system 10 has an inlet 22 which feeds the rainwater 14 to the cleaning stage 18 .
  • the volume in the ground 16 occupied by the storage/seepage system 10 is kept free by a plurality of hollow bodies (not shown).
  • the underside of the storage/seepage system 10 is equipped with a water-permeable fleece 24 through which the temporarily stored rainwater 14 can seep into the ground 16 in a defined quantity and speed.
  • the rainwater 14 can seep into the soil 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 option 32 available.
  • the first section 26 is a sedimentation section 26 which retains coarser solids 20 .
  • the solids 20 settled in the sedimentation section 26 as sediment on the bottom of the first section 26 .
  • sludge trap spaces or sedimentation spaces 25 formed by baffle walls 23 can be present at the bottom of the sedimentation section.
  • the sludge trap spaces or sedimentation spaces 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 additional elements to support the sedimentation process in the sedimentation section for example in the form of a lamella clarifier.
  • a lattice structure 27 with vertical 27a and horizontal 27b elements floating matter 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.
  • the second section 28 is a sorption section 28 which can be hydraulically flowed through either horizontally or vertically and which retains light liquids 20 and very finely particulate solids 20 and dissolved substances 20 .
  • the sorption section 28 is built up in several layers from different filter layers.
  • the sorption section 28 comprises a layer of coalescing fabric 34, a layer of sorption 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 precipitation water 14 can pass through the membrane 40, while the foreign substances 20 are held back in the membrane filter section 30 due to the porosity of the membrane 40, due to the filter effect.
  • the cleaning stage 18 can dry out. This means that the cleaning stage 18 removes the rainwater 14 releases essentially all 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 temporary 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 temporarily storing the rainwater 14 .
  • cleaning stage 18 is designed in such a way that foreign matter 20 is removed from cleaning stage 18 be held back.
  • flow-inhibiting structures (not shown) are provided in the inlet 22 and in the cleaning stage 18 .
  • the flow-inhibiting structures reduce the flow of rainwater 14.
  • FIG 5 shows a flowchart with the steps of a method for temporarily storing the rainwater 14 in the storage/seepage system 10, according to a preferred embodiment of the invention.
  • the method comprises five steps, although fewer or more steps are also possible.
  • the rainwater 14 When it rains, the rainwater 14 reaches the cleaning stage, where the rainwater 14 is cleaned of foreign matter 20 in a first step. In this step, the precipitation water 14 is cleaned of solids, light liquids and dissolved substances, with the foreign matter 20 being retained in the cleaning stage 18 .
  • the rainwater 14 then reaches the storage/seepage 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 temporary storage in the cleaning stage 18 .
  • the volume of the cleaning stage 18 is therefore also available as a retention volume for temporarily storing the rainwater 14 .
  • the rainwater 14 is discharged from the storage/infiltration stage 12 to a soil 16 surrounding the storage/infiltration system 10 or into a sewer system.
  • the cleaning stage 18 runs dry in a further step, with the cleaning stage 18 delivering the rainwater 14 essentially completely to the storage/infiltration stage 12 .
  • the cleaning stage dries while maintaining the cleaning function of the cleaning stage.

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.
  • Die US 5 810 510 A beschreibt ein unterirdisches Drainagesystem, das Rohrleitungen und Speichertanks umfasst, die aus perforierten Wandmodulen hergestellt sind, um eine Konfiguration zu bilden, die mit einem wasserdurchlässigen Geotextil umwickelt ist. Das System ist vorzugsweise in sauberem Sand eingegraben, wobei Regen- und Abflusswasser so geleitet wird, dass es durch das wasserdurchlässige Geotextil durch die perforierten Wandmodule und in die Rohrleitung fließt, wo das so gefilterte Wasser entlang der Rohrleitung fließen kann, um durch die Wände der Rohrleitung zurück in die erste verfügbare Schicht zu fließen, wo der umgebende Boden nicht gesättigt ist.
  • Aus der KR 10 1222 885 B ist ein System zum Sammeln von Regenwasser bekannt, das einen Körper, eine Filterschicht, eine Auslassöffnung für Regenwasser und eine Vorrichtung zum Entfernen von Regenwasser umfasst. Der Körper umfasst einen Regenwassereinlass, einen Regenwasserauslass, einen Sandfang, einen Schwebstoffabscheider und einen Filtertank. Die Filterschicht besteht aus zwei Schwammfiltern und einem Aktivkohlefilter. Die Regenwasserabflussöffnung ist an der Bodenfläche des Sandkastens ausgebildet und umfasst eine Öffnungs- und Verschlussplatte, einen Schwimmer und einen Pfosten. Die Öffnungs- und Verschlussplatte deckt den Einlass der Regenwasserabflussöffnung ab. Der Pfosten öffnet die Öffnungs- und Verschlussplatte durch die Last des Schwimmers und ermöglicht es der Öffnungs- und Verschlussplatte, die Regenwasserabflussöffnung zu schließen, wenn der Schwimmer auf dem Wasser schwimmt.
  • Die GB 2 468 531 A beschreibt einen Tank, der aus einem Einlass , mindestens einem Auslass, einem wasserdurchlässigen Käfig und einem Filtersack besteht. Vorzugsweise ist der Filtersack mit Hilfe von Befestigungsmitteln an dem wasserdurchlässigen Käfig befestigt. Der wasserdurchlässige Käfig und ein abnehmbares Ablenkblech können im Inneren des Tanks angeordnet sein. Im Gebrauch wird Wasser dem Einlass zugeführt und fließt in den Filtersack, woraufhin Sediment zurückgehalten wird. Das Wasser fließt dann über die Prallplatte, die weiteres Sediment zurückhält, und fließt dann aus dem Auslass ab. Vorteilhafterweise wird der Behälter zur Filterung des Pumpenablaufs in einem Entwässerungssystem verwendet.
  • Schließlich beschreibt die US 2003 034 286 A einen Durchfluss-Ablauffilter zum Entfernen von Schmutz, Sediment, flüssigen Kohlenwasserstoffen und Metallionen, bestehend aus mindestens vier konzentrischen Sieben mit einem de-ionisierenden Filtermaterial, das zwischen einem Ausgangssieb und einem zweiten mittleren inneren Sieb angeordnet ist, und einem kohlenwasserstoffabweisenden und flüssigen Kohlenwasserstoff absorbierenden Material, das zwischen dem ersten und zweiten mittleren Sieb angeordnet ist, und einem Sedimentauffangraum zwischen dem ersten mittleren Sieb und einem Schmutzausschluss-Einlasssieb.
  • 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 des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • 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 ausgestaltet st, trocken zu fallen und 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 zum Freihalten eines Volumens im Erdreich 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 ausgestaltet 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 unterschiedlicher 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 erfindungsgemäß 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, eine 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 Grö-ßenbereich 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 ausgestaltet 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 ausgestaltet ist, trocken zu fallen und/oder dass die Nachreinigungsstufe dazu ausgestaltet 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 ausgestaltet ist, das Fluid zur Zwischenspeicherung in sich aufzunehmen. Hinsichtlich der Vorteile und technischer Effekte sei auf die obigen Abschnitte zur Reinigungsstufe verwiesen.
  • Ein Verfahren zur Zwischenspeicherung eines Fluids in einem Speicher-/Versickerungssystem, 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 ausgestaltet ist trocken zu fallen und/oder wobei die Reinigungsstufe dazu ausgestaltet ist, das Fluid im Wesentlichen vollständig an die Speicher-/Versickerungsstufe abzugeben, umfasst 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 Verfahren wird das Speicher-/Versickerungssystem effektiv vor Kolmation geschützt und bleibt langfristig leistungsfähig.
  • Es kann im Verfahren vorgesehen sein, 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.
  • Es kann im Verfahren vorgesehen sein, 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.
  • Es kann im Verfahren vorgesehen sein, 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.
  • Es kann im Verfahren vorgesehen sein, 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.
  • 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 ausgestaltet 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
    Sorptionsgewebe
    38
    Ionenaustauschoberfläche
    40
    Membran

Claims (7)

  1. Speicher-/Versickerungssystem (10) für ein Fluid (14), umfassend eine Speicher-/Versickerungsstufe (12) und eine Reinigungsstufe (18), wobei die Speicher-/Versickerungsstufe (12) dazu ausgestaltet 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 ausgestaltet st, das Fluid (14) von Fremdstoffen (20) zu reinigen bevor das Fluid (14) von der Speicher-/Versickerungsstufe (12) aufgenommen wird, indem sedimentierbare Feststoffe zurückgehalten werden, indem diese sich im Sedimentationsabschnitt (26) als Sediment auf dem Boden des Sedimentationsabschnitts (26) absetzen, und wobei die Reinigungsstufe (18) in die Speicher-/Versickerungsstufe (12) räumlich integriert ist, wobei die Reinigungsstufe (18) dazu ausgestaltet st trocken zu fallen, also nicht dauerüberstaut und dabei permanent mit Fluid gefüllt sein muss, indem die Reinigungsstufe (18) dazu ausgestaltet st, das Fluid (14) im Wesentlichen vollständig an die Speicher-/Versickerungsstufe (12) abzugeben, so dass sich in der Reinigungsstufe (18) aerobe Bedingungen einstellen, und wobei die Reinigungsstufe (18) mehrere Abschnitte (26, 28, 30) umfasst, wobei die Abschnitte (26, 28, 30) jeweils über eine Wartungsmöglichkeit (32) verfügen.
  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, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicher-/Versickerungssystem einen oder mehrere Hohlkörper, die ein Volumen im Erdreich freihalten können, umfasst.
  4. Speicher-/Versickerungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstufe (18) dazu ausgestaltet 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) zusätzlich zum Sedimentationsabschnitt (26) einen Sorptionsabschnitt (28) und/oder einen Membranfilterabschnitt (30) umfasst, welche Abschnitte die mehreren Abschnitte (26, 28, 30) der Reinigungsstufe (18) bilden.
  6. Speicher-/Versickerungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstufe (18) dazu ausgestaltet ist, das Fluid (14) zur Zwischenspeicherung in sich aufzunehmen.
  7. 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.
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