Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Abflüssen und/oder zur Reinigung von Kanälen Method and device for controlling drains and / or for cleaning channels
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Abflüssen und/oder zur Reinigung von Kanälen, insbesondere zur Reduktion von Schmutzablagerungen, Sedimentationen od. dgl. bei Abflüssen in Mischwasserkanälen.The present invention relates to a method for controlling drains and / or for cleaning channels, in particular for reducing dirt deposits, sedimentation or the like in the case of drains in mixed water channels.
Bei Mischwasserkanalisationen mit geringem Gefälle kommt es insbesondere während des Trockenwetterabflusses zu Ablagerungen, die den Äbfluss behindern. Diese werden im Regenwetterfall während grösseren Niederschlagsereignissen freigespült, was zu Schmutzstossbelastungen der Gewässer und Kläranlagen führt. Aus diesem Grunde müssen Kanalsysteme derzeit regelmässig gereinigt werden. Es werden unterschiedlichste Vorrichtungen zur Kanalreinigung
und Kanalspülung verwendet, mittels derer stetige und kostenintensive Spültechniken durch bspw. kosten- und apparativ aufwendige Druckspülfahrzeuge eine Kanalreinigung durchgeführt wird.In mixed water sewers with a low gradient, deposits occur, particularly during dry weather runoff, which hinder the runoff. These are flushed out in the event of rainy weather during major precipitation events, which leads to pollution impacts on the waters and sewage treatment plants. For this reason, sewer systems currently have to be cleaned regularly. There are various devices for sewer cleaning and sewer flushing, by means of which continuous and cost-intensive flushing techniques are carried out by, for example.
Hierdurch unterliegt der Kanal einem gewissen Verschleiss durch insbesondere die Hochdrucksreinigungseinrichtungen. Diese verringern die Lebenswartung eines derartigen Kanalsystems erheblich.As a result, the channel is subject to a certain amount of wear, in particular due to the high-pressure cleaning devices. These significantly reduce the life expectancy of such a sewer system.
Ferner ist nachteilig, dass insbesondere die verbleibenden Verunreinigungen im Trockenwetterabfluss zu unerwünschten Geruchsbelästigungen führen. Die sporadische Reinigung und Spülung bisheriger Kanalnetze bringt einen unerwünscht hohen Arbeits- und Kosteneinsatz mit sich. Dabei erfolgt eine natürliche Spülung der Verunreinigung aus dem Trockenwetterabfluss lediglich erst im Regenwetterfall. Dabei gelangt das losgelöste Material stossartig belastend zur Kläranlage und bei stärkeren Niederschlagsereignissen gelangen diese Verunreinigungen über Regenüberläufe ins aufnehmende Gewässer was diese zu stark belastet.Another disadvantage is that, in particular, the remaining impurities in the dry weather runoff lead to undesirable odor nuisance. The sporadic cleaning and flushing of previous sewer networks brings with it an undesirably high amount of work and costs. The pollution is only naturally flushed out of the dry weather runoff only in the event of rain. The detached material reaches the sewage treatment plant in an abrupt and stressful manner, and in the event of heavy rainfall events, these contaminants enter the receiving water via rain overflows, which places an excessive burden on them.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtungzum Seuern und/oder zum Reinigen von Kanälen, insbesondere zu Reduktion von Schmutzablagerungen, Sedimentationen od. dgl. zu schaffen, welches Verunreinigungen auf einfache kostengünstige, ständige Weise aus Trockenwetterabflüssen insbesondere im Trockenwetterbetrieb entfernt, ohne dass bspw. diese Verunreinigung an Regenüberläufen in Flüsse od. dgl. bei Entlastung gelangen. Diese sollen insbesondere zur Aufbereitung bzw. Reinigung in Kläranlagen überführt werden.
Dabei sollen Reinigungskosten, Wartungskosten erheblich minimiert werden können,, wobei ferner durch den Verzicht auf konservative Spültechniken, sowie durch Verzicht von Druckspülfahrzeugen zur Reinigung die Lebenserwartung herkömmlicher Kanäle erheblich gesteigert werden soll. Zudem sollen herkömmliche Kanalsysteme durch geringen Kosteneinsatz auf das neue Verfahren umstellbar sein und eine Steuerung und Regelung soll vereinfacht sein.The present invention is based on the object of providing a method and a device for the control and / or cleaning of sewers, in particular for the reduction of dirt deposits, sedimentation or the like, which contaminants in a simple, inexpensive, constant manner from dry weather drains, in particular in dry weather operation removed without, for example, this contamination from rain overflows in rivers or the like. These should in particular be transferred to treatment plants for purification or cleaning. In this case, should cleaning costs, maintenance costs can be significantly minimized, with conventional channels to be significantly increased further by not using conservative rinsing techniques, and by dispensing with Druckspülfahrzeugen for cleaning life expectancy. In addition, conventional sewer systems should be able to be converted to the new method due to low costs and control and regulation should be simplified.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass durch kurzzeitiges Verschliessen zumindest einer Durchlassöffnung im Grundablass an der Sohle mittels wenigstens eines Reglers eine Spülwelle im Kanal erzeugt wird, durch welche die im Kanal verbleibenden Verunreinigungen aus dem Kanal ausgespült und weitertransportiert, und bei Vollfüllung des Kanals ein Überlauf gewährleistet wird.The solution to this problem is that by briefly closing at least one outlet opening in the bottom outlet on the soleplate by means of at least one controller, a flushing wave is generated in the channel, through which the impurities remaining in the channel are flushed out and transported further, and when the channel is full, an overflow occurs is guaranteed.
Bei der vorliegenden Erfindung wird in einem Kanal, insbesondere in einem Mischwasserkanal, sowie einer Mischwasserkanalisation eine Vorrichtung, insbesondere ein Regler eingesetzt, der im Betrieb zumindest teilweise für eine ganz bestimmte Dauer den Trockenwetterabfluss eines Kanals durch Verschluss unterbricht. Insbesondere wird der Trockenwetterabfluss kurzzeitig unterbrochen und dabei ein kurzfristiger Einstau des Schmutzwasserabflusses innerhalb des Kanalvolumens erzeugt.In the present invention, a device, in particular a controller, is used in a sewer, in particular in a mixed water sewer, and in a mixed water sewer which, during operation, at least partially interrupts the dry weather runoff of a sewer by closure. In particular, the dry weather runoff is briefly interrupted and a short-term damming of the wastewater runoff is generated within the channel volume.
Ferner ist von erheblicher Bedeutung bei der vorliegenden Erfindung, dass gleichzeitig bspw. bei einer Vollfüllung des Kanals dennoch ein Überlauf gewährleistet wird. Somit kann gleichzeitig die Spülwelle zum Reinigen des Kanals und gleichzeitig über die entsprechende Steuerung des
Überlaufes gewährleistet werden. Durch eine derartige Steuerung lässt sich ein erheblicher, unkontrollierter Rückstau im Kanal vermeiden.It is also of considerable importance in the present invention that an overflow is nevertheless guaranteed at the same time, for example, when the channel is completely full. Thus, the flushing shaft can be used to clean the channel and at the same time via the corresponding control of the Overflow can be guaranteed. Such a control can avoid a considerable, uncontrolled backflow in the sewer.
Durch schlagartiges Öffnen einer Durchlassöffnung wird der Trockenwetterabfluss oder Mischwasserabfluss derart freigegeben, dass eine sogenannte Spülwelle im Kanal erzeugt wird, die die verbleibenden Verunreinigungen, Sedimentationen, Schmutzablagerungen oder dergleichen mit der Spülwelle mitreisst und damit weiter befördert. Auf diese Weise kann durch ständige Wiederholung eines kurzzeitigen Verschliessens und schlagartigem Öffnens des Abflussdurchganges, eine dauerhafte Spülwellenerzeugung vorgenommen werden, die die Verunreinigungen im Kanal stetig nach unten weiter transportiert. Die auf diese Weise freigespülte Schmutzfracht wird im Trockenwetterbetrieb kontinuierlich zur Kläranlage geführt und dort zeitnah gereinigt. Hierdurch wird das Kanalsystem, insbesondere die Mischwasserkanalisation in wählbaren Abständen von den jeweiligen Spülwellen permanent gereinigt, was insbesondere die Schmutzablagerungen im Trockenwetterabfluss betrifft. Dabei erfolgt die Spülung mittels einer eingesetzten Abflussbremse in Verbindung mit einem Regler automatisch. Dabei kann in kontinuierlichen Abständen ein Einstau des Trockenwetterabflusses und auch Mischwasserabflusses und die folgende schlagartige Entleerung von Kanalspeicherräumen zur Erzeugung einer Spülwelle erfolgen, die die Verunreinigung beseitigt und über den Trockenwetterabfluss weiter befördert.By suddenly opening a passage opening, the dry weather drain or mixed water drain is released in such a way that a so-called flushing wave is generated in the channel, which carries along the remaining impurities, sedimentation, dirt deposits or the like with the flushing shaft and thus conveys it further. In this way, permanent repetition of a brief closure and sudden opening of the drainage passage enables permanent flushing wave generation, which continuously transports the impurities downward in the sewer. The dirt load that is flushed out in this way is continuously fed to the sewage treatment plant in dry weather operation, where it is cleaned promptly. As a result, the sewer system, in particular the mixed water sewer system, is permanently cleaned at selectable intervals from the respective flushing waves, which relates in particular to the dirt deposits in the dry weather drain. The flushing is carried out automatically by means of a drainage brake in conjunction with a controller. In this case, the dry weather drain and also mixed water drain and the subsequent sudden emptying of channel storage spaces to generate a flushing wave can take place at continuous intervals, which removes the contamination and conveys it further via the dry weather drain.
Insbesondere durch einen gezielten Einsatz des Reglers, welcher in gezielten berechenbaren und regelmässigen Abständen eine Spülwelle erzeugt, wird eine Reinigung des
Kanals bewirkt, wobei sämtliche Verunreinigungen durch Einstau und schlagartiges Öffnen des Reglers und Erzeugen einer Spülweite zur Kläranlage weiter transportiert werden können. Dazu sollen vorhandene Energiehöhen genutzt werden, auch bei Trockenwetterabfluss bzw. auch bei geringen Regenereignissen die zu einer Entlastung an Regenüberläufen führen können und eine ausreichende Spülwirkung gewährleisten. Dabei können eine Mehrzahl von Reglereinrichtungen in wählbaren und berechenbaren Abständen im Kanalsystem vorgesehen sein, die mechanisch sich selbst regeln oder automatisch bspw. hydraulisch, pneumatisch od. dgl. gesteuert werden können.In particular, through a targeted use of the controller, which generates a flushing wave at specific, predictable and regular intervals, cleaning of the Channel causes, all impurities can be transported to the sewage treatment plant by damming and suddenly opening the controller and generating a flushing distance. For this purpose, existing energy levels should be used, even with dry weather runoff or even with low rain events, which can relieve rain overflows and ensure a sufficient flushing effect. A plurality of controller devices can be provided in selectable and calculable intervals in the duct system, which regulate themselves mechanically or can be controlled automatically, for example hydraulically, pneumatically or the like.
Hier sei der vorliegenden Erfindung keine Grenze gesetzt,There is no limit to the present invention,
Dabei soll vorzugsweise durch einen Regler rein mechanisch zur Erzeugung einer Spülwelle kurzzeitig die Durchflussöffnung verschlossen werden können. Hierzu sind vielerlei Möglichkeiten denkbar, bspw. ein Regler mittels eines Schwimmers und entsprechender Kraftspeicherelementen, Federelementen oder dergleichen zu betreiben.In this case, the flow opening should preferably be able to be closed for a short time purely mechanically to generate a flushing wave. Various possibilities are conceivable for this, for example to operate a controller by means of a float and corresponding energy storage elements, spring elements or the like.
Ferner soll gleichzeitig mit dem Regler eine Steuerung des Regenüberlaufes im Regenwetterfall erfolgen, so dass ein kritischer Volumenstrom bzw. maximaler Volumenstrom kontinuierlich konstant gehalten und aus einem Retentionsraum weiter befördert werden kann.Furthermore, the rain overflow in rainy weather is to be controlled simultaneously with the controller, so that a critical volume flow or maximum volume flow can be kept constant constantly and can be conveyed further from a retention space.
Insbesondere der kritische Volumenstrom wird konstant gehalten, um die Kläranlage nicht zu überlasten. Über den sogenannten Regenüberlauf wird bei Übersteigung einer Höhe des Retentionsraumes das zusätzliche Regenwasser bspw. in einen Bach, einen Fluss od. dgl. entlastet.
Dadurch, dass die Kanäle in der oben beschriebenen Weise sauber gehalten werden, kann aus einem Rückhaltekanal eine Regenwasserentlastung an Regenüberläufen mit weniger Schmutzfrachtaustrag in die Bäche und Flüsse erfolgen.In particular, the critical volume flow is kept constant so as not to overload the sewage treatment plant. The so-called rain overflow relieves the additional rainwater, for example into a stream, a river or the like, if the height of the retention space is exceeded. Because the channels are kept clean in the manner described above, rainwater can be relieved from rainwater overflows with less dirt discharge into the streams and rivers from a retention channel.
Diese Funktion soll gleichzeitig mit ein und demselben verstellbaren Regler bzw. Vorrichtung im Betrieb die Regelung bei Regenwettereinfall eines austretenden Volumenstromes gewährleisten.
This function is intended to ensure, at the same time, the regulation of a leaking volume flow when the weather is raining with one and the same adjustable controller or device.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt inFurther advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and from the drawing; this shows in
Figur 1 eine schematisch dargestellte Seitensansicht auf einen Kanal mit eingesetzter Vorrichtung, insbesondere mit eingesetztem Regler;Figure 1 is a schematically illustrated side view of a channel with an inserted device, in particular with an inserted controller;
Figur 2 eine schematisch dargestellte Seitenansicht auf den Kanal gemäss Figur 1 als weiteres Ausführungsbeispiel.Figure 2 is a schematic side view of the channel according to Figure 1 as a further embodiment.
Gemäss Figur 1 ist eine erfindungsgemässe Vorrichtung Rx in einem Kanal 1 eingesetzt. Dabei ist vorzugsweise ein Regler 2 als Absperrorgang bzw. als Abflussbremse in den Kanal 1 eingesetzt, wobei eine Reglerklappe 3 um ein Gelenk 4 verschwenkbar angeordnet ist.According to FIG. 1, a device R x according to the invention is used in a channel 1. In this case, a controller 2 is preferably used as a shut-off gear or as a discharge brake in the channel 1, a controller flap 3 being arranged pivotably about a joint 4.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Regelklappe 3 um das Gelenk 4 verschwenkbar und gibt eine oberhalb eines Grundablasses 5 liegende Öffnung 6 frei.In the preferred exemplary embodiment, the control flap 3 can be pivoted about the joint 4 and opens an opening 6 above a base outlet 5.
Hinter dem Regler 2 im Bereich eines Unterwassers UW ist ein Gewicht G mit Schwimmer S2 in einer Richtung X, wie es in Doppelpfeilrichtung dargestellt ist, bewegbar gelagert. Ein hier nicht näher dargestellter separater Schacht, der mit dem Unterwasser UW des Kanals 1 in Verbindung steht, führt die Kombination aus Gewicht G und Schwimmer S2.Behind the controller 2 in the area of an underwater UW, a weight G with a float S 2 is movably mounted in a direction X, as shown in the double arrow direction. A separate shaft, not shown here, which is connected to the underwater UW of channel 1, guides the combination of weight G and float S 2 .
Ein erstes Verbindungselement 7, vorzugsweise ein Zugseil od. dgl., hängt die Kombination aus Gewicht G und Schwimmer S2 an einem Umlenkelement 8 ab, welches zu einem weiteren Umlenkelement 8 hinter dem Regler 2 im Bereich des
Oberwassers OW führt und mündet in einem linear geführten Koppelglied 9. An das Koppelglied 9 schliesst ein weiteres Verbindungselement 7 an, „welches über Umlenkelemente 8 eine Verbindung zur Regelklappe 3 herstellen. Steigt das Unterwasser UW an, so besitzt die gesamte Einheit aus Gewicht G und Schwimmer S2 durch den Auftrieb des Schwimmer S2 ein geringeres Gewicht, so dass je nach Druck, der auf die Regelklappe 3 wirkt, diese geöffnet werden kann.A first connecting element 7, preferably a traction rope or the like, depends on the combination of weight G and float S 2 on a deflection element 8, which leads to a further deflection element 8 behind the controller 2 in the area of the Oberwassers OW leads and ends in a linearly guided coupling element 9. The coupling element 9 is followed by a further connecting element 7, “which establish a connection to the control valve 3 via deflection elements 8. If the underwater UW rises, the entire unit of weight G and float S 2 has a lower weight due to the buoyancy of the float S 2 , so that it can be opened depending on the pressure acting on the control flap 3.
Steigt das Oberwasser OW an, so steigt ein dort angeordneter Schwimmer Si, der ebenfalls in dargestellter Doppelpfeilrichtung X im Oberwasser OW im Kanal 1 bewegbar gelagert ist, nach oben und verkürzt ein weiteres Verbindungselement 7, welches über Umlenkelemente 8 mit dem Koppelglied 9 in Verbindung steht, so dass die Einheit aus Gewicht G und Schwimmer S2 nach oben bewegt wird, wobei gleichzeitig das Verbindungselement zur Regelklappe 3 nachgibt und diese öffnet. Hierdurch entsteht eine eigene Steuerung, die rein mechanisch regelbar ist.If the headwater OW rises, a float Si arranged there, which is also movably mounted in the double arrow direction X in the headwater OW in channel 1, rises and shortens another connecting element 7, which is connected to the coupling member 9 via deflection elements 8 , so that the unit of weight G and float S 2 is moved upwards, the connecting element to the control flap 3 giving way at the same time and opening it. This creates a separate control that can be controlled purely mechanically.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Figur 2 ist zusätzlich der Schwimmer Si mit einer Arretiervorrichtung 10 versehen, die in dargestellter Doppelpfeilrichtung Y bewegbar ist. An die Arretiervorichtung 10 schliesst über ein Umlenkelement 8 ein BypassSchwimmer SB an, der bei Erreichen eines einstellbaren und wählbaren Oberwassers O i die Arretiervorrichtung 10 entriegelt, während in der verriegelten Position der Schwimmer Si gehalten bleibt.In a further exemplary embodiment of the present invention according to FIG. 2, the float Si is additionally provided with a locking device 10 which can be moved in the double arrow direction Y shown. Connected to the locking device 10 via a deflection element 8 is a bypass float S B , which unlocks the locking device 10 when an adjustable and selectable upper water O i is reached, while the float Si remains held in the locked position.
Hierdurch entwickelt der Schwimmer Si einen sehr grossen Auftrieb, wobei nach Entriegeln der Arretiervorrichtung 10 bei Erreichen des Oberwassers OWi, welches in etwa
vorzugsweise einer Überlaufschwelle 11 des Reglers 2 entspricht, schlagartig der Schwimmer Si nach oben bewegt wird und schlagartig zur Erzeugung einer Spülwelle die Reglerklappe 3 öffnet bzw. die Öffnung 6 freigibt.As a result, the float Si develops a very large buoyancy, which after unlocking the locking device 10 when reaching the upper water OWi, which is approximately preferably corresponds to an overflow threshold 11 of the controller 2, the float Si is suddenly moved upward and the controller flap 3 opens or opens the opening 6 suddenly to generate a flushing wave.
Hierdurch lässt sich rein mechanisch und regelbar eine Spülwelle erzeugen.This allows a purge shaft to be generated in a purely mechanical and controllable manner.
Sinkt nach dem schlagartigen Öffnen das Oberwasser OWi auf die Spiegellage des Oberwassers OW ab, so wird der Schwimmer Si wieder nach dem Absinken von der Arretiervorrichtung 10 gehalten, bis das Oberwasser OW die Spiegellage des Oberwassers OWi erreicht hat und dann in oben beschriebener Weise mittels des Bypassschwimmers Sb die Arretiervorrichtung 10 löst, um den Schwimmer Si nach oben zu bewegen, um schlagartig die Reglerklappe 3 zu öffnen.If, after the sudden opening, the upper water OWi drops to the level of the upper water OW, the float Si is held again by the locking device 10 after the lowering until the upper water OW has reached the level of the upper water OWi and then in the manner described above by means of Bypass float S b releases the locking device 10 in order to move the float Si upwards in order to suddenly open the regulator flap 3.
Steigt jedoch dass Unterwasser UW an, so wird der Auftrieb der Einheit aus Gewicht G und Schwimmer S2 erhöht, so dass lediglich dann die Reglerklappe 3 geöffnet wird, wenn das Oberwasser OW eine höhere Wasserspiegellage, erreicht.
However, if the underwater UW rises, the buoyancy of the unit consisting of weight G and float S 2 is increased, so that the regulator flap 3 is only opened when the upper water OW reaches a higher water level.