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Entsorgungsvorrichtung für Abfallwasser mit einer Druck-
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wasserleitung" Die Erfindung bezieht sich auf eine Entsorgungsvorrichtung
für Abfallwasser mit einer Druckwasserleitung, bei der verunreinigtes Abfallwasser
mittels einer Tauchmotorpumpe, einer Tauchmotorpumpe mit Sperrstoffsammelraum oder
einer ähnlichen Pumpe in die Druckwasserleitung gedrückt wird.
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Es ist aus der rYr-PS 16 09 181 bekannt, Entsorgungsvorrichtungen
mit unter Druck stehendem Abfallwasser mit einem Spülförderaggregat zu verbinden,wDieses
Spülförderaggregat arbeitet mit Druckwasser, und das Druckwasser dieses Spülförderaggregates
schwemmt Ablagerungen aus einer Druckwassersammelleitung (Hauptsammler) fort. Das
Abfallwasser jeder einzelnen Anfallstelle wird mit Hilfe eines Einzelförderaggregates
in die Sammeldruckwasserleitung gefördert. Nachteilig wirkt sich dabei aus, daß
die Kosten für das Spülwasser überproportional steigen; häufig muß es sogar erst
durch schwere Fahrzeuge heran transportiert werden. Der Anschluß jeder Abwasseranfallstelle
durch ein Einzelförderaggregat hat einen riesigen Reparatur- und Entstörungsdient
zur Folge.
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Wegen der begrenzten Lebensdauer dieser Pumpen ist eine solche Entsorgungsvorrichtung
nicht zuletzt wegen der hohen Ersatzbeschaffungskosten völlig unwirtschaftlich.
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Aus dem Zusatzpatent DP 16 09 182 ist es darüber hinaus bekannt, als
Einzelförderaggregate Luftkompressoren einzusetzen, die mit pneumatischer Kraft
das Abwasser und die Luft in die Sammeldruckwasserleitung drücken. Diese Einzelförderaggregate
mit Luftkompressoren haben sich aber in keiner Weise bewährt, weil 1) Verunreinigungen,
die im Abwasser naturgemäß vorhanden sind, in den Ventilen stecken bleiben können
und dadurch das Aggregat zunächst völlig funktionsunfähig machen.
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2) Bleibt auch ein fester Körper im anderen Ventil - es gibt ein Ansaug-
und ein Druckventil für das Abwasser -stecken, so fließt das Abwasser mit den Fremdfäkalien
aus der Sammeldruckwasserleitung zurück, und es kommt zu den gefürchteten Rückstauerscheinungen,
manchmal sogar zu hygienisch gefährlichen Uberflutungen, die eine anschließende
Desinfektion erforderlich machen.
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3) Durch das pneumatische Druckverfahren gelangt beim Druckentspannungstakt
und beim. Saugvorgang mit Bakterien verseuchte Luft in die nähere Umgebung, so daß
außer der Geruchsbelästigung auch noch erhebliche hygienische Gefahren entstehen.
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4) Die Geräuschentwicklung der Vorrichtungen ist so groß, daß sie
nicht in Wohnhäusern untergebracht werden können.
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5) Der Flächenbedarf für einen Aufstellungsort beträgt etwa 4 qm.
Der Auf stellungsraum muß im Winter frostfrei gehalten werden, wodurch erhebliche
Heizkosten entstehen.
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6) In Reihenhaussiedlungen können die Förderaggregate nicht in Jedem
Haus aufgestellt werden, und zwar aus den oben bereits genannten Gründen. Die Errichtung-Je
eines separaten Pumpenhauses ist wirtschaftlich nicht denkbar.
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7) Die Förderaggregate arbeiten im Mittel nur etwa eine Viertelstunde
pro Tag, wobei die Hauptzeit für den eigentlichen Pumpvorgang benötigt wird, während
die Druckluft nur während einer zur Pumpzeit verhältnismäßig kurzen Zeit eingebracht
wird.
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Weiterhin sind Abwassersammeldruckleitungen als reine Transportsiele
mit hohen Fließgeschwindigkeiten bekannt, bei denen die erwähnten Probleme der Fäulnisbildung
wegen der kurzen Aufenthaltsdauer des Abwassers in der Druckleitung nicht auftreten.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, das Abwasser im wesentlichen kontinuierlich
mit dem notwendigen Sauerstoff zu versorgen, so daß kein Faulprozeß des Abwassers
in der Druckleitung einsetzen kann, und Ablagerungen ohne#Zuhilfenahme von Spülwasser
fortzuspülene Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an
einer oder mehreren geeigneten Stellen der Druckwasserleitung Luftverdichter angeordnet
sind; die die Druckwasserleitung im wesentlichen kontinuierlich und durch dosiertes
Einblasen von Luft möglichst gleichmäßig belüften und/oder die Spülluft in die Druckwasserleitung
einströmen lassen, wenn in geeigneten Zeitabständen ein von der Luft des Verdichters
beaufschlagtes Spülventil geöffnet wird.
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Mit dieser Vorrichtung wird erreicht, daß in der Druckwasserleitung
immer ein ausreichender Sauerstoffvorrat vorhanden ist. Damit kann kein Faulprozeß
eintreten. Mit der Spülluft wird nicht nur das im Rohr vorhandene Abwasser mit großer
Geschwindigkeit herausgespült; es strömt auch Luft, die kompressibel ist, mit zunehmender
Geschwindigkeit nach, so daß alle Ablagerungen aufgewirbelb und entfernt werden.
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Die Belüftungsvorrichtung besteht aus einem Turbo- oder Kolbenverdichter,
die die Luft so stark komprimiert, daß sie dem Abwasser mittels eines Ventils dosiert
zugesetzt werden kann.
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Bei langen Sammeldruckwasserleitungen oder in großen Netzsystemen
kann es vorkommen, daß der Druck in der Leitung bei großer Strömungsgeschwindigkeit
infolge der Reibung des Abwassers im Rohr so hohe Druckwerte annimmt, daß die Niederdruckpumpen
(Tauchpumpen) nicht oder kaum in der Lage sind, das Abwasser gegen den hohen Druck
in die Druckleitung hinein zu drücken. Um diesem Nachteil zu begegnen, werden nach
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in der Druckwasserleitung je nach Bedarf
ein oder mehrere als Pumpwerke ausgebildete Zwischenförderaggregate eingesetzt,
die dafür sorgen, daß der Druck in der Druckleitung einen zulässigen Wert nicht
überschreitet.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können
die Belüftungsvorrichtung und die Spülvorrichtung eine getrennte Baueinheit bilden,
insbesondere wenn die Spülluft an anderer Stelle zugesetzt werden soll als die Luft
zur Belüftung. Ebenso kann zur Belüftung und Spülung jedoch ein einziger Verdichter
verwendet werden, wenn an der gleichen Stelle sowohl Spülluft als auch Luft zur
Belüftung zugesetzt werden soll.
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Die Lebensdauer der Luftverdichter hängt wesentlich von ihrer Betriebszeit
ab.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Betriebszeit
und die sekundliche Leistung des Verdichters erheblich gemindert werden, insbesondere
wenn wegen geringer Ablagerungen nur relativ selten gespült zu werden braucht, durch
den
Einbau eines Luftspeichers, der während der Ruhepausen des Verdichters die erforderliche
komprimierte Luft für die Belüftung oder sogar für eine intensive Spülung bereitstellt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Steuerung
des Spülventils automatisch, von Hand oder ferngesteuert erfolgen.
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Der optimale Luftbedarf zur Belüftung richtet sich nach mehren Faktoren,
wie z. B. die Fließgeschwindigkeit im Rohr.
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Es ist keinesfalls so, daß bei der Fließgeschwindigkeit Null auch
die erforderliche Belüftung Null sein kann. Wegen der Sauerstoffzehrung des Abwassers
auch in der Ruhe durch biochemische Prozesse muß dennoch Luft zugesetzt werden.
Bei zunehmender Geschwindigkeit des Abwassers in der Druckwasserleitung nimmt zunächst
der Sauerstoffbedarf zu. Bei sehr hoher Geschwindigkeit und nur kurzer Verweildauer
des Abwassers in der Druckwasserleitung nimmt der Sauerstoffbedarf dann jedoch wieder
ab, weil wegen der Kürze der Verweilzeit in der Druckwasserleitung eine Fäulnisbildung
keine Wirkung zeigen kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Belüftungsmenge
von einem Abwasserdurchflußmeßgerät wenigstens teilweise mitbestimmt. Durch Messung
weiterer Zustandsgrößen kann die Regelung verfeinert werden, ebenso wie durch einen
geeigneten Funktionsgeber.
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Um einen Rückfluß des Abwassers aus dem Drucknetz zu verhindern, muß
ein Rückflußverhinderer in die von der Hauptdruckwasserleitung zur Pumpe abzweigende
Stichdruckwasserleitung eingebaut werden. Je nach Bauart wird die Kraft zum sicheren
Schließen des Ventils durch die Schwerkraft oder eine korrosionssichere Feder bereitgestellt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, durch
das stetige PPlilften in der Druckwasserleitung einen Mindestdruck aufrecht zu erhalten,
der dann auf die Rückstausperre drückt und diese fest verschließt. Dadurch ist es
möglich, einfachere und billigere Rückstauverhinderer zu verwenden.
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Soll das Abwasser von mehreren, dicht beieinanderliegenden Anfallstellen
in die Druckwasserleitung gedrückt werden, so kann nach einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung das Abwasser dieser Anfallstellen mittels eines Freispiegelkanals
gesammelt und durch eine etwas größere, aber nicht wesentlich teurere Pumpe in die
Druckwasserleitung gedrückt werden. Die Pumpe braucht nicht einmal die ganze Wassermenge
auf einmal abzupumpen, da das Abwasser nicht von allen Abfall stellen gleichzeitig
mit größer Geschwindigkeit anfällt und dem Sammler -zufließt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es nicht erforderlich,
daß das Abwasser mittels des Drucksiels bis zur Kläranlage transportiert wird. Es
-kann, beispielsweise in dicht besiedelten Gebieten,- auch im Freispiegelkanal weitergeführt
werden.
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Im Trinkwassereinzugsgebiet, welches der menschlichen Versorgung dient,
muß unbedingt --gewährleistet sein, daß kein Abwasser, auch nicht aus undichten
Stellen oder~durch Rohrbrüche, -in#das--#Grundwaseer gelangt. Daher wird nach #einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Drúckwasserlmitung in solchen Gebieten
so ausgebildet, daß die Dichtigkeitskontrolle jederzeit gewährleistet-ist, und zwar
dadurch, daß die Druckwasserleitung als Doppelrohrleitung mit Hohlraum ausgebildet
ist, wobei an den Hohlraum dann eine- Dichtigkeits kontrollvorrichtung an-geschlossen
sein kann.
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Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
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Der Entwässerung einer-größeren Region dient eine Druckwasserleitung
1, die im Ausführungsbeispiel als Ringleitung ausgebildet ist; die Druckwasserleitung
kann aber auch als lineare Leitung oder als Leitungsnetz verlegt sein. Es sei angenommen,
daß das Abfallwasser an Anfallstellen 3 anfällt. Von diesen Anfallstellen 3 wird
es über einen Freispiegelkanal 5 zu einem Sammelraum 7 geführt. Aus dem Sammelraum
7 drückt eine Tauchpumpe das Abwasser in eine Stichdruckwasserleitung 9 hinein,
in der ein Rückflußverhinderer und gegebenenfalls ein von Hand absperrbares Ventil
vorgesehen sind. In dem Druckwasserleitungsring gibt es Stellen, an denen das Abwasser
einmal zur einen und einmal zur anderen Richtung fließt, und zwar je nachdem, wo
und wieviel Abwasser anfällt. Dadurch wird ein Teil des Abwassers nur hin-und hergeschoben
und nicht weggeführt. Dieses Hin- und Herschieben führt wiederum zu einer langen
Verweildauer des Abwassers in der Druckwasserleitung, womit der Faulprozeß einsetzen
kann. Um diesen Faulprozeß zu verhindern, wird an bevorzugten Stellen 11 eine Belüftung
der Druckwasserleitung vorgenommen. Hierzu ist ein Luftverdichter 13 vorgesehen,
welcher verdichtete Luft im wesentlichen kontinuierlich über ein Dosierventil 15
und eine Leitung 17 in die Druckwasserleitung 1 eindrückt.
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Ein weiterer Luftverdichter 19 dient der Spülung der- Druckwasserleitung
1. Der Luftverdichter 19 kann bei Bedarf auch als Bauelnheit mit dem Luftverdichter
13 zusammengefaßt sein. Die vom Verdichter 19 gelieferte Spülluft gelangt durch
ein Spülventil 21' und eine Leitung 23 in die Druckwasserleitung 1. Die Spülung
kann beispielsweise vorteilhaft so vorgenommen werden, daß in der einen oder der
anderen Fließrichtung gespült wird. Soll der Druckwasserleitungsring beispielsweise
im rechten Umlaufsinn gespült werden, so müssen die Ventile 25 und ein Ventil 21
geschlossen
werden, während ein Ventil 27 und das Spülventil 21' geöffnet sind. Auf diese Weise
wird insbesondere im Bereich geringer Fließgeschwindigkeiten intensiv gespült und
gereinigt. Das Öffnen unl Schließen der entsprechenden Ventile kann von Hand, automatisch
oder ferngesteuert erfolgen.
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Es ist möglich, daß sich während des Betriebes im Verlauf der Druckwasserleitung
Stauungen bilden, die zu unzulässigen Druckerhöhungen führen. Um solche Stauungen
zu verhüten, wird in die Druckwasserleitung 31 ein als Pumpwerk wirkendes Zwischenförderaggregat
57 eingebaut, welches den Fluß in der Druckwasserleitung sicherstellt.
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Bei linearen Druckwasserleitungen 31, von denen eine im Inneren des
Ringes dargestellt ist, ist es von Vorteil, die Luftverdichter zusammenzufassen.
Die Luftverdichter 13 und 19 bilden dann eine gemeinsame Spül- und Belüftungsvorrichtung
29 am Ende der Druckwasserleitung 31.
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In der rechten Seite der Zeichnung ist eine Belüftungsvorrichtung
dargestellt, die einen L#ftverdichter 33 aufweist.
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An der Einsatzstelle dieses Luftverdichters wird die Durchflußmenge
des Abwassers mit einem Durchflußmeßgerät 37 gemessen. Entsprechend den Meßwerten
wird die über eine Leitung 35 in die Druckleitung 1 eingeführte Luftmenge dosiert
und geregelt Bei dem Ausführungsbeispiel soll das Abwasser aus der Druckwasserleitung
1 über ein Freispiegelgefällesiel 49 durch ein dicht besiedeltes Gebiet 47 hindurch
weitergeführt werden. In einem solchen Fall ist es sinnvoll, in der Druckwasserleitung
1 insbesondere während der Nacht, in der nur wenig oder kein Abwasser anfällt, einen
gewissen Mindestdruck aufrecht zu erhalten. Der Ausfluß 39 aus der Druckwasserleitung
1 in das
Freispiegelgefällesiel 49 wird deshalb in vorteilhafter
Weise so gelegt, daß der Abfluß höher liegt oder daß der Ausfluß U-förmig ausgeführt
ist oder daß der Ausfluß mit einem Uberdruckventil versehen ist. Weiterhin ist es
sinnvoll, die Druckwasserleitung 1 dauernd ein wenig zu belüften, um somit den Mindestdruck
in der Druckwasserleitung 1 aufrecht zu erhalten und auch schwach leckende Rückflußverhinderer
zu dichten.
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Das Abwasser von mehreren, nahe beieinanderliegenden Häusern kann
ohne weiteres mittels eines Gefällesiels 41 zu einem Sammelraum 45 geführt werden.
Von diesem Sammelraum 45 wird das Abfallwasser dann mittels einer größeren Pumpe
durch eine Stichdruckwasserleitung 43 in die Druckwasserleitung 1 eingeführt.
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In dem dicht besiedelten Gebiet 47 kann das Abwasser auch einfach
durch Freispiegelgefällesiele 51 weitergeleitet werden, und zwar auch zusammen mit
dem Abwasser, was aus der Druckwasserleitung 1 in das Freispiegelgefällesiel 49
einfließt.
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In einem Trinkwassereinzugsgebiet 52 ist es von Vorteil, die Druckwasserleitung
als Doppelrohrieitung 55 auszubilden.
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Zwischen der Druckwasserleitung 1 und dem sie umgebenden äußeren Rohr
56 bildet sich dann ein Hohlraum 58 aus. Uber diesen Hohlraum kann dann mittels
einer Kontrollvorrichtung 53 jederzeit eine Bruch- oder Leckstelle angezeigt und
gemeldet werden. Eine Gefährdung des Trinkwassers ist damit ausgeschlossen.
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Patentansprüche:
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