CH532171A - Mischwasserkanalisationsanlage mit mindestens einem Regenwasserbecken - Google Patents

Description

  
 



  Mischwasserkanalisationsanlage mit mindestens einem Regenwasserbecken
Die Erfindung betrifft eine Mischwasserkanalisationsanlage mit mindestens einem Regenwasserbecken, welches einen der Kreisform wenigstens angenäherten Grundriss aufweist und welches mit einem Mischwasserzulauf und mit einem zur Kläranlage führenden Schmutzwasserablauf versehen ist.



   In der Stadtentwässerung ist es bekannt, Schmutzwasser und Regenwasser in einem einzigen, als Mischsystem bezeichneten Leitungsnetz abzuleiten, und da bei jedem Regen die erste Flutwelle stark verschmutzt ist und dadurch die im Kanalnetz ausgeübte Spülwirkung des Abwassers zusätzlich mit Schmutzteilen angereichert ist, Regenwasserbecken vorzusehen, um den ersten stark verschmutzten Mischwasseranfall zu speichern und verzögert zur Kläranlage oder nach einer gewissen mechanischen Reinigung in den Vorfluter abzugeben. Durch Einbau dieser Regenwasserbecken ergibt sich der Vorteil, dass man die Querschnitte der zur Kläranlage führenden Schmutzwasserleitungen wesentlich geringer halten kann, z. B. in Abstimmung auf die Leistungsfähigkeit des biologischen Teils der Kläranlage, wobei die dadurch erreichbaren baulichen Einsparungen meist grösser als die Beckenerstellungskosten sind.



   Ungeachtet dieser Vorteile werden Regenwasserbecken bisher nur selten angewendet, was in erster Linie auf die Schwierigkeiten bei der Beseitigung des sich auf der Beckensohle absetzenden Schlamms   zurückzuführbn    ist. Entweder müssen die Becken in regelmässigen Abständen manuell ausgeschaufelt oder abgespritzt werden, oder es ist eine zusätzliche mechanische Reinigungsvorrichtung, z. B. Schlammräumer, vorzusehen.



  Es sind zwar Regenwasserbecken für grosse Gefällestufen bekannt, bei denen Schlammablagerungen leicht ausgespült werden können. In den meisten Fällen ist jedoch zwischen Regenwasserbecken und Kläranlage nur ein geringes Gefälle vorhanden, so dass der Beckenboden nicht mit einem ausreichend starken Gefälle versehen werden kann.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Regenwasserbecken der eingangs bezeichneten Art, für die nur ein geringes Gefälle vorhanden ist, eine selbsttätige Reinigung von abgesetzten Schmutzstoffen zu ermöglichen, die auch bei nachlassendem Zufluss funktionsfähig ist.



   Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Mischwasserzulauf tangential in das Regenwasserbecken einmündet und der Schmutzwasserablauf im Mittelpunkt der Beckensohle angeordnet ist.



   Bei dem erfindungsgemässen Regenspeicherbecken fliesst das Schmutzwasser bei Trockenwetter vom Umfang direkt zum zentralen Abfluss und von dort zur Kläranlage. Bei einsetzendem Regen dagegen schiesst das Mischwasser aufgrund seiner kinetischen Energie tangential ins Becken und spült die Bekkensohle von Schmutzablagerungen frei. Die Becken kapazität speichert den ersten stark verschmutzten Regenwasserschwall und verhindert die Abgabe zum Vorfluter. Im Becken bildet sich eine Kreisströmung aus, die einerseits um den Beckenmittelpunkt rotiert und andererseits, im Querschnitt gesehen, vom Beckenrad nach unten über die Sohle zur Beckenmitte läuft.



  Schwere Schmutzteile werden aufgrund der Zyklonwirkung zunächst nach aussen und dann von dem überlagerten toroidalen Strömungsverlauf über die Beckensohle zum Schmutzwasser   auslass befördert.   



   Wenn bei Nachlassen des Regens das Becken leerläuft, bleibt die Beaufschlagung der Kläranlage weiterhin gleichmässig, wobei die sich bei Entleerung des Beckens einstellende Spiralströmung dem Wasser eine Schleppkraft erteilt, mit welcher der Beckenboden von Schmutzablagerungen gereinigt wird. Die wenigen nicht erfassten Ablagerungen werden vom nächsten Regenschwall mit Sicherheit zum Schmutzwasserauslass gespült.



   Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert.



   Es zeigen:
Fig. la,   1b    und   lc    Draufsichten und Querschnitte von Regenwasserbecken nach der Erfindung,
Fig. 2a- 2c Regenklärbecken als Speicher- und Absetzbekken,
Fig. 3a-3d Draufsichten auf Regenklärbecken mit Notauslass,
Fig. 4a und 4b Beckenkombinationen in Reihenschaltung oder Parallelschaltung,  
Fig.   5azid    Draufsichten auf   Kombinationen    mit Erweite   rungsbecken.   



   Fig. 6 und 7 Beispiele   fiir    aufgelöste Bauweise.



   Nach Fig. la-   lc    ist an das Becken   1(1    ein Mischwasserkanal   11    angeschlossen. der in die Beckenseitenwand 12 tangential einmündet. Die Beckenschale 13 kann vom Umfang zum zentralen Schmutzwasserauslass 14 geneigt sein: jedoch ist die   selbsttätige      Beckenreinigung    aufgrund der   Strömungsvorgänge    heim Leerlaufen des Beckens und beim   nächsten    Regenwasser   schwall    auch ohne Neigung der Beckensohle gewährleistet.



     Gemäss    Fig.   1 c    ist der Querschnitt der Beckensohle rinnen   fiirmig    um die der   Kreisströmung    iiberlagerte   Toroidströmung    zu unterstiitzen. die von der Seitenwand 12 abwärts   iiber    die   Beckensohle    zur   Mitte    geht. Die   Sohlenerhöhung    in der Bekkenmitte enthält mehrere zum Schmutzwasserauslass führende   Radialkansile    15. Unabhängig von der Form der Beckensohle   könnten    die   Beckenseitenwände,      inshesondere    bei (nicht gezeigter) offener Bauweise nach oben und aussen geneigt sein, wodurch eine verbesserte Abspül- und Reinigungswirkung erreicht wird.



   Neben der ausschliesslichen   Speicherfunktion    nach Fig.



     1 a 1    c kann das   Regenklärbe;cken    gemäss Fig.   2a - 2c    mechanisch vorgeklärtes Mischwasser an den Vorfluter abgeben. Nach Fig. 2a ist der Mischwasserkanal 21 tangential an ein oktogonales Becken 20 angeschlossen. Der Trockenwetterabfluss gelangt   über    den   Schmutzwasserauslass    24 in die Kläranlage. Wenn bei Regen das   Mischwasser    in dem Becken eine bestimmte Höhe und eine gewisse Aufenthaltszeit erreicht. spricht ein in Bek   kenmitte    angeordneter Überlauf 26 an, der über die Leitung 25 zum Vorfluter   fiihrt.    In der Beckenmitte ist die Geschwindigkeit der Kreisströmung nahezu null und somit in diesem ruhigen Wasser die mechanische Klärung am weitesten fortgeschritten.



   Unter Beibehaltung des Überlaufs 26 für die Entnahme von mechanisch vorgeklärtem Mischwasser ist nach Fig. 2b das Bekken 20 vom Schmutzwasser hydraulisch entlastet. Von der Sohle des Mischwasserkanals 21 führt eine Kurzschlussleitung 27 zum Schmutzwasserabfluss 24.



   Nach Fig.   2c ffihrt    von der Sohle des Mischwasserkanals 21 eine Leitung 28 über die Beckensohle 23 zur Beckenmitte und endet dort kurz vor dem zur Kläranlage führenden Schmutz   wasseranlass    24. Mechanisch vorgeklärtes Wasser wird durch einen angeordneten Krümmer 26a entnommen, über den keine schwimmenden Schmutzstoffe in den Vorfluter gelangen. Im Katastrophenfall, heispielsweise bei im Entwässerungsgebiet auslaufendem   Öltank,    dient das Regenklärbecken als Abscheider, von dem das Öl nur zur Kläranlage abfliessen kann.



   Gemäss einer nicht gezeigten Ausführungsform kann das Regenklärbecken in der Mitte der Beckensohle einen Rundsandfang enthalten. von dem das Schmutzwasser durch einen freien Ausfluss oder durch ein in der Beckenmitte stehendes Rohr sowie einer im Rohr gehalterten Tauchpumpe beseitigt wird. In dem stehenden Rohr kann eine Sandentnahmeleitung angeordnet sein, deren untere Öffnung tiefer liegt als der Saugstutzen der Tauchpumpe. - Obwohl der Mischwasserkanal nur an einer Stelle in das Becken einmündend gezeigt ist, wird die seblsttätige Beckenreinigung und die mechanische Klärwirkung gefördert, wenn an mehreren Stellen des Beckenumfangs Mischwasserkanäle tangential einmünden.



   Das Regenspeicherbecken kann auf eine wirtschaftliche Grösse reduziert   werden,    wenn man für die Speicherkapazität nur die regionale durchschnittliche Regenspende berücksichtigt, dagegen seltene überdurchschnittliche Regenspenden an wenigen Tagen des Jahres aus der Berechnung ausschliesst. Für diese Fälle sind entsprechend Fig. 3a-3d Hauptentlastungsschwellen vorgesehen, die bei den vorangehenden Beispielen zusätzlich angewendet werden können. Fig. 3a zeigt eine Hauptentlastungsschwelle (Notauslass) 35 in der Mischwasserleitung 31 vor deren Mündung in das Becken 30. Von der Schwelle 35 führt eine Leitung 36 zum Vorfluter.

  Nach Fig. 3b ist die Hauptentlastungsschwelle 35 unmittelbar stromab hinter der   Miindung    des Mischwasserkanals 31 angeordnet: bei Ansprechen der Schwelle wird das mit verschmutztem Mischwasser des ersten Regenschwalls gefüllte Becken nicht mehr helastet.



  Nach Fig. 3c hat das Mischwasser vor dem Ablauf zum Vorfluter über die Leitung 36 bereits einen vollständigen Umlauf im Becken vollzogen. Nach Fig. 3d befindet sich die Hauptentlastungsschwelle 35 in Beckenmitte, wobei hier die Entnahme von vorgeklärtem Mischwasser entsprechend   Fig. 2a    entfällt.



   Bei Reihenschaltung gemäss   Fig. 4a      mündet    der Mischwasserkanal 41 tangential in das erste Becken 40, während nachfolgende Becken jeweils mit dem von der Mitte des vorangehenden Beckens abgehenden Abfluss tangential beschickt werden.



  Dadurch ergeben sich unterschiedliche Schmutzfraktionen bzw.



  Mischwasser verschiedener Qualitäten. Nach   Fig. 4b    sind Bekken 40 parallel geschaltet und mit Teilmengen eines verjüngten Mischwasserkanals 41 beaufschlagt. wobei von jedem Becken ein Schmutzwasserauslass 44 abgeht.



   Bei Platzmangel oder grösserem Speichervolumen werden entsprechend Fig. 5a ein rundes oder Polygonbecken 50 mit einem Erweiterungsbecken 50a kombiniert. Der Mischwasserkanal 51 mündet tangential in das Becken 50, in dem Leitwände 50b die beabsichtigte Kreisströmung entstehen lassen. Das mit Gefälle zum Rundbecken ausgeführte Erweiterungsbecken 50a füllt sich mit beruhigtem Wasser. Bei 56 ist hinter einer nicht gezeigten Tauchwand ein Überlauf für mechanisch geklärtes Wasser vorgesehen, das über Leitung 55 zum Vorfluter gelangt. Der Schmutzwasserabfluss 54 geht von der Mitte des Beckens 50 ab, wobei eine vom Mischwasserkanal 51 ausgehende Leitung 58 auf der Beckensohle bis kurz vor den Schmutzwasserauslass geführt ist. Fig. Sb zeigt eine günstigere Einmündung des Mischwasserkanals 51, eine Hauptentlastungsschwelle 59 und eine Leitung 59a zum Vorfluter.



   Nach Fig. 5c ist der Mischwasserkanal 51 aus Platzgründen durch das Erweiterungsbecken 50a hindurchgeführt. Die Hauptentlastungsschwelle 59 liegt in Verlängerung des Mischwasserkanals 51 in der Seitenwand des Polygonbeckens 50. Zur Vereinfachung der Bauweise ist nach Fig. 5d in ein Rechteckbecken 50a eine Leitwandanordnung 50b eingebaut, die das Mischwasser in die beabsichtigte Kreisströmung zwingt und erst dann den   Übertritt    in das Erweiterungsbecken gestattet. Die Sohle des Polygonbeckens kann wie in Fig. 5a zum zentrischen Schmutzwasserauslass 54 geneigt sein.



   Platzeinsparungen ermöglichen eine aufgelöste Bauweise entsprechend Fig. 6 und 7. Durch die Polygonalform werden aneinandergrenzende Seitenwandteile eingespart. Die in Fig. 6 innerhalb eines Rechteckes untergebrachten Oktogonalbecken können durch ein Rechteckbecken mit darin angeordneten Leitwänden ersetzt werden. Der Mischwasserkanal 61 beaufschlagt alle vier Becken 60; die Schmutzwasserauslässe 64 sind an einen Sammler 64a angeschlossen. Eine noch dichtere Bauweise gestattet ein hexogonaler Grundriss gemäss Fig. 7, wobei beispielsweise das erste Becken 70a vom Mischwasserkanal 71 beaufschlagt wird und von dort zwei Auslässe 74 in die nachgeschalteten Becken 70 führen.

 

   Die Polygonalform ist auch wegen der vereinfachten Einschaltung für Beton bauweise vorteilhaft. Für die Polygonseiten, Boden- und Deckenteile bieten sich vorgefertigte Bauelemente an, die bei einer zentralen Fertigungsstätte auf Abruf bereit liegen und die Beckenerstellungszeit auf ein Minimum einschränken. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Mischwasserkanalisationsanlage mit mindestens einem Regenwasserbecken, welches einen der Kreisform wenigstens angenäherten Grundriss aufweist und welches mit einem Mischwasserzulauf und mit einem zur Kläranlage führenden Schmutz wasserablauf versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischwasserzulauf (11) tangential in das Regenwasserbecken (10) einmündet und der Schmutzwasserablauf (14) im Mittelpunkt der Beckensohle (13) angeordnet ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Mischwasserkanalisationsanlage nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch eine im Bereich des Regenwasserbeckens angeordnete Entlastungsschwelle für das Regenwasser.

   2. Mischwasserkanalisationsanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Beckensohle zum Mittelpunkt bzw. zum Schmutzwasserablass geneigt verläuft (Fig.

   2a-2c).

   3. Mischwasserkanalisationsanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Beckensohle als Ringrinne ausgebildet ist, von deren Sohle radial zur Mitte bzw. zum Schmutzwasserauslass gerichtete Kanäle (15) abgehen (Fig. 1c).

   4. Mischwasserkanalisationsanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Beckenseitenwände (12) zur Beckensohle abfallend geneigt sind (Fig. la).

   5. Mischwasserkanalisationsanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Regenwasserbecken einen der Kreisform angenäherten polygonalen, vorzugsweise hexogonalen Grundriss aufweist (Fig. 1b, 1c).

   6. Mischwasserkanalisationsanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere mit Teilmengen des Mischwasserkanals beaufschlagte Regenwasserbecken nebeneinander angeordnet sind (Fig. 4b).

   7. Mischwasserkanalisationsanlage nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Polygonseiten-, Decken-, Wand- und Bodenteile aus vorgefertigten Elementen bestehen.

   8. Mischwasserkanalisationsanlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise in der Beckenmitte eine bezüglich der Hauptentlastungsschwelle tiefer liegende Vorentlastungsschwelle (26, 56) für mechanisch geklärtes Mischwasser an die zum Vorfluter führende Überlaufleitung (25,55) angeschlossen ist (Fig. 2a-2c; 5a - 5d).

   9. Mischwasserkanalisationsanlage nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorentlastungsschwelle ein nach unten offener Rohrkrümmer (26a) ist (Fig. 2c).

   10. Mischwasserkanalisationsanlage nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorentlastungsschwelle durch eine Tauchwand von auf der Beckenfüllung schwimmenden Schmutzstoffen oder Öl geschützt ist.

   11. Mischwasserkanalisationsanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Beckensohle einen Rundsandfang enthält.

   12. Mischwasserkanalisationsanlage nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmutzwasserablauf aus einem in der Beckenmitte stehenden Rohr mit unteren Seiten öffnungen sowie einer in dem Rohr gehalterten Pumpe besteht, an die eine oberhalb der Beckenüberlaufhöhe nach aussen geführte Leitung angeschlossen ist.

   13. Mischwasserkanalisationsanlage nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem in der Beckenmitte stehenden Rohr eine Sandentnahmeleitung angeordnet ist, deren untere Mündung tiefer liegt als der Saugstutzen der Tauchpumpe.

   14. Mischwasserkanalisationsanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an mehreren Stellen des Beckenumfanges tangential einmündende:Níischwasserzuläufe vorgesehen sind.

   15. Mischwasserkanalisationsanlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptentlastungsschwelle (35) an einer dem tangentialen Einlauf benachbarten Stelle der Beckenseitenwand angeordnet ist (Fig. 3c).

   16. Mischwasserkanalisationsanlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptentlastungsschwelle (35) im Mischwasserzulauf (31) vor dem Einlauf in das Becken angeordnet ist (Fig. 3a).

   17. Mischwasserkanalisationsanlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptentlastungsschwelle (35) im Bereich unmittelbar stromab hinter der in einem Abstand oberhalb der Beckensohle befindlichen Einmündung des Mischwasserzulaufs (31) in der Beckenwand angeordnet ist (Fig. 3b).

   18. Mischwasserkanalisationsanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine von dem Mischwasserzulauf (21) vor dessen Einmündung in das Becken abgehende, in den zur Kläranlage führenden Schmutzwasserabfluss (14) mündende Leitung (27, 28) vorgesehen ist (Fig. 2b).

   19. Mischwasserkanalisationsanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Sohle des Mischw.

   serzulaufs (21) zur Beckenmitte geführte Schmutzwasscrleitung und der von dort zur Kläranlage abgehende Schmutzwassera; fluss (24) mit ihren Öffnungen zueinander ausgerichtet und in einem Abstand zueinander angeordnet sind (Fig. 2c, 5a).

   20. Mischwasserkanalisationsanlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem kurzen Umfangsbereich an der Seitenwand des Regenwasserbeckens (50) ein Erweiterungsbecken (50a) angeschlossen ist, und dass eine den Umriss des Beckens fortsetzende Leitwand den Erweiterungsbekkenanschluss bis zu einer Höhe abdeckt, die etwas unter derjenigen der Hauptentlastungsschwelle liegt.

   21. Mischwasserkanalisationsanlage nach Unteranspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptentlastungsschwelle durch eine oder mehrere quer durch das Becken geführte, nach oben offenen Rinnen (58) gebildet ist (Fig. 5a, 5d).