DE2637962C3 - Verfahren zum Abführen der Abwässer von einer Vielzahl von Hausanschlüssen mittels Unterdruck - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abführen v> der Abwässer von einer Vielzahl von Hausanschlüssen, an denen jeweils eine verhältnismäßig geringe Menge Abwasser gesammelt und dann durch Vakuum in eine insgesamt ansteigende, das Ansammeln von Abwasser an einzelnen Stellen ermöglichende Vakuumleitung « abgc.iaugl wird, wobei anschließend an das Abwasser das zwei- bis fünfzehnfache Volumen Luft in die Vakuumleitung mit eingelassen wird.

Eine nach diesem Verfahren arbeitende Entwässerungsanlage ist in der DE-OS 24 55 551 beschrieben. ^Ml Dabei treibt die bei jedem Öffnungsvorgang eines Absaugventils, z. B. eines Hausanschlusses, schubweise in die Vakuumleitung eingelassene Luft das Abwasser dieses Hausanschlusses und das noch in der Leitung stehende Abwasser in Richtung zum Sammeltank. Da ^M jedoch die Luft auf dem Weg zum Sammeltank das Abwasser in Form von Blasen durchdringt und überholt, wird ein bestimmtes Abwasservolumen, welches z. B.

bei einem Öffnungsvorgang eines Hausanschlusses in die Vakuumleitung eingelassen worden ist, nicht zügig zum Sammeltank befördert, sondern schrittweise, und zwar zuerst durch die über das Absaugventil des betreffenden Hausanschlusses selbst eingelassene Luft und danach durch Luft, die in Ströinungsrichtung vor der jeweiligen Position des betrachteten Abwasservolumens über andere Hausanschlüsse in das System einströmt.

Ebenso wie bei anderen bekannten Entwässerungsanlagen richtet sich auch bei Vakuum-Entwässerungsanlagen die Dimensionierung nach dem zu fördernden maximalen Abwasservolumen. Trotz rechnerisch richtiger Auslegung kam ei jedoch in der Praxis bei Vakuum-Entwässerungsanlagen der bezeichneten Art immer wieder zu unerklärlichen Verstopfungen, und zwar vor allem in denjenigen Fällen, wo Steigungen zu überwinden waren. Selbst durch Änderungen der Rohrleitungsquerschnitte und der Öffnungszeiten der Ventile an den Hausanschlüssen ließ sich dieser Mangel nicht beseitigen, zumal solchen Änderungen bei Vakuum-Entwässerungsanalgen ohnehin verhältnismäßig enge Grenzen gesetzt sind. In Leitungen mit größerem Querschnitt kann nämlich die fördernde Luft das Abwasser zu schnell überholen, und längere Öffnungszeiten der Hausanschlußventile lassen in Perioden hoher Öffroingsfrequenz zuviel Luft in das System, so daß die Anlage unwirtschaftlich arbeitet und infolge geschwächten Vakuums eine weitere Ursache für verminderte Förderkapazität oder gar Funktionsstörungen hinzutritt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand deshalb darin, ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, durch welches Wasseransammlungen und Verstopfungen in den Vakuumleitungen vermieden werden können, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Zeiten geringen Abwasseranfalls an den Hausanschlüssen in Abhängigkeit vom Wasserstand oder dem Druck an einer bestimmten Meßstelle in der Vakuumleitung stoßweise Luft unter atmosphärischem Druck in einer Menge in die Vakuumleitung eingeleitet wird, die ein Vielfaches der jeweils an den Hausanschlüssen mit eingelassenen Luftmenge beträgt.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntmis, daß für eine einwandfreie Funktion der Vakuum-Entwässerungsanlage das gehäufte und mehr oder weniger gleichzeitige öffnen mehrerer Hausanschlußventile eine entscheidende Rolle spielt. Dadurch wird in Zeiten größeren Abwasseranfalls stoßweise genügend Luft eingelassen, so daß innerhalb der Leitung immer wieder ein ausreichend großes Druckgefällc Zustandekommen kann, um zwischenzeitlich entstandene Wasseransammlungen .zu beschleunigen und auch über ansteigende Lcilungsabschnitte zu schieben. Andererseits sammeln sich aber, wenn keine besonderen Maßnahmen ergriffen werden, während längerer Ruhezeiten, z. B. nachts, ggf. so große Abwassermengen in der Leitung, daß sie selbst dann, wenn wieder mehrere Hausanschlußventile im wesentlichen gleichzeitig öffnen und plötzlich Vielfache der normalen Luftmengen eingelassen werden, nicht mehr in Bewegung gesetzt werden können. Dieses Problem wird nunmehr erfindungsgemäß durch die angegebene zusätzliche Luftzufuhr gelöst, ohne daß sich negative Rückwirkungen auf den Betrieb während Zeiten starken Abwasseranfalls ergeben.

Bisher ist nichts Vergleichbares bekannt. Die DE-OS 21 17 353 beschreibt eine Vakuum-Entwässerungsanla-

ge, bei der von vornherein jeweils einzeln sehr viel gröQere Wassermengen aus Tanks in die Leitung eingelassen werden, denen jeweils eine im Verhältnis zum Abwasservolumen wesentlich kleinere Menge Luft folgt Um die Wassersäule auch nach dem Schließen des Einlaßventils weiter zu fördern, sind besondere Lufteinlaßventile in Form von einstellbaren Drosselventilen vorgesehen, die mit kleinem Öffnungsspalt kontinuierlich «ine geringe Luftmenge einlassen. Der damit verbundene Vakuum-Verlust würde eine Entwässerungsanlage mit einer Vielzahl von am selben Leitungsstrang hintereinander angeordneten Hausanschlüssen, deren Ventile durch den Unterdruck des Systems betätigbar sind, praktisch funktionsunfähig machen. Auch bei der genannten vorbekannten Entwässerungsanlage reicht die Dauerbelüftung für sich allein nicht aus, um in jedem Fall Störungen zu vermeiden. Es sind deshalb außerdem Anschlußstellen für Druckluft vorgesehen, mit deren Hilfe hinter der zu fördernden Wassersäule in der Leitung ein Überdruck erzeug) werden kann. Auch diese Maßnahme kommt wegen des Überdrucks für selbsttätiges Dauerbetrieb einer Vakuum-Entwässerungsanlage mit einer großen Zahl von Hausanschlüssen, deren Ventile in zufälliger Reihenfolge jederzeit öffnen können, um jeweils kleine Abwassermengen in die Leitung einzugeben, nicht in Frage.

Bei einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Entwässerungsanlage veranschaulicht ein Vergleich der Öffnungszeiten der Belüftungseinrichtungen zum Einlaß der zusätzlichen Luft und des Absaugventils eines Hausanschlusses die Größenord nung der Luftmengen: Am Hausanschluß strömt nach dem abgesaugten Abwasser noch etwa 3 bis 6 Sekunden Luft nach; das stoßweise Einleiten der Luft über die zusätzliche Belüftungseinrichtung dauert dagegen 1 bis 60, vorzugsweise 1 bis 15 Minuten. Dabei kann entweder die Öffnungszeit der Belüftungseinrichtung eingestellt sein, oder es kann vorgesehen sein, daß das stoßweise Einleiten d\-r Luft jeweils erst dann beendet wird, wenn am vakuumseitigen Ende der Vakuumleitung eine bestimmte Menge Luft pro Zeiteinheit aus der Vakuumleitung austritt.

Um die zusätzlichen Belüftungseinrichtungen für das stoßweise Einleiten von Luft in der gewünschten Weise zu Steuer.;, sind an geeigneten Stelen der Vakuumleitung Fühleinrichtungen angeordnet, die z. B. ein Steuersignal erzeugen, wenn der Wasserstand in einem steigenden Leitungsabschnitt ein bestimmtes Niveau, z. B. etwa 2 m, über dt::i davorliegenden horizontalen w oder mit Gefälle verlegten Leitungsabschnitt erreicht oder wem) die Wassernunge in der Leitung dort einen bestimmten Druckanstieg bewirkt. Um die Belüftungseinrichtungen möglichst selten zu betätigen, ist die Steuerung vorzugsweise mit einer Verzögerungsein- « richtung versehen, welche bewirkt, daß das stoßweise Einleiten der Luft erst dann erfolgt, wenn der Wasserstand oder der Druck an der MeOstelle während einer bestimmten Zeitdauer einen vorgegebenen oberen Grenzwert übersteigt. Diese Zeitdauer kann t>o z. B. 10 bis 30 Minuten betragen. Außerdem kann vorgesehen sein, daß das stoßweise Einleiten der Luft erst nach Ablauf einer bestimmten Zwischenzeit wiederholt werden kann.

Die Steuerung der Belüftungseinrichtung kann auch während der Anlaufzeit des Vakuum-Systems wirksam sein. Um, ausgehend vcf, 1 bar, auf einen System-Unterdruck von etwa 0,6 bar zu kommen, benötigt eine Anlage z.B. 15 bis 20 Minuten. Durch die Belüftung wird die Anlaufzeit geringfügig verlängert, ohne daß dadurch in der Praxis Nachteile in Kauf zu nehmen wären. In der Regel wird man allerdings das Öffnungs-Zeitintervall der Belüftungseinrichtungen in Abhängigkeit von der Anlaufzeit einer bestimmten Anlage so festlegen, daß während der Anlaufzeit nur einmal belüftet wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine Vakuumleitung 10 für Abwasser einer Gemeinde. Die Vakuumleitung ist normalerweise vielfach verzweigt, und es ist eine Vielzahl von Häusern 12 daran angeschlossen. Das Abwasser jedes Hauses wird jeweils vorübergehend in kleinen Mengen gesammelt und dann über ein nicht gezeigtes Absaugventil In die Vakuumleitung 10 gesaugt. Bei jedem Öffnungsvorgang bleibt das Absaugventi! eines Hausanschlusses so lange geöffnei. daß nicht nur die davor gesammelte Wassermenge, sondern unmittelbar nachströmeiii auch noch eine bestimmte Luftmenge in die Vakuumlcitung 10 eingesaugt wird, welche das Abwasser in Richtung zu einem Sammeltank 14 hin vor sich hertreibt.

Da das zusammen mit einem bestimmten Abwasservolun.cn eines Hausanschlusses in die Vakuumleitung 10 eingelassene Luftvolumen auf dem oft langen Weg zum Sammeltank das betreffende Wasservolumen überhoh. funktioniert die Anlage insgesamt in der Weise, daß jedes über einen bestimmten Hausanschluß in das Vakuumsystem gelangte Luftvolumen einen Teil dazu beiträgt, das insgesamt zwischen dem Hausanschluß und dem Samineltank in der Vakuumleitung vorhandene Abwasser ein Stück weiter in Richtung zum Sammeltank hin zu befördern.

Es versteht sich, daß die Beförderung eines Wasserpfopfens in der Vakuumleitung 10 um so wirkungsvoller ist, je größer der Druckunterschied zwischen beiden Seiten des Wasserpfopfens ist. und dieser Druckunterschied hängt wiederum von der hinter dem Luftpfropfen vorhandenen Luftmenge ab. Während jedoch größere Luftmengen grundsätzlich besser geeignet sind, das Abwasser in der Vakuumleitung 10 zum Sammeltank 14 hin zu transportierte wäre es unwirtschaftlich, bei jedem Entleerur.gsvorgang eines Hausanschlusses sehr vid Luft mit einströmen zu lassen. Man kann nämlich damit rechnen, daß bei vielen angeschlossenen Häusern und anderen Einheiten, bei denen Abwasser anfällt, während des normalen Betriebs immer wieder mehrere Absaugventile gleichzeitig oder in kurzer Folge betätigt werden, so daß die erwünschte größere Luftmenge in die Vakuumleitung 10 gelar.gt und das dort vorhandene Abwasser zum größten Teil zum Sammeltank 14 befördert. Wenn darin ein bestimmter Wasserstand erreicht ist. wird das Abwasser entgegen dem von einer Pumpe 16 erzeugten Unterdruck im Sammelbehälter 14 durch eine weitere Pumpe 18 abgesaugt.

Während läng-rer Ruhezeiten gelangen beim einzelnen öffnen der Absaugventile an den Hausanschlüssen jeweils nur geringe Luftmengen in die Vakuumleitung, da unter diesen Voraussetzungen nicht mit dem erwähnten Gleichzeitigkeitsfaktor gerechnet werden kann. Die einzeln eingelassenen kleinen Luftmengen können keinen ausreichenden Druckunterschied erzeugen, um eine größere Wasseransammlung in der Vakuumleitung in Bewegung zu setzten. Die Luft wird einfach nur in Form von Blasen durch das Wasser

gesaugt, und die Vakuumleitung 10 füllt sich bei jedem Entleerungsvorgang eines Hausanschlusses mehr mit Abwasser.

Wie in der Zeichnung gezeigt, bilden sich die mit 20a und 206 bezeichneten Wasseransammlungen in der Vakuumleitung 10 insbesondere in und vor steigenden Leitungsabschnitten. Die Höhe der Wassersäule in den ansteigenden Leitungsabschnitten ist ein Maß für die Druckdifferenz in der Leitung zwischen beiden Seiten der jeweiligen Wasseransammlung 20a bzw. 206. Eine hohe Wassersäule zeigt an. daß hinter der betreffenden Wasseransammlung nur noch ein verhältnismäßig schwacher Unterdruck in der Vakuumlcitung vorhanden ist.

Um die Vakuum-Entwässerungsanlage unter normalen Betriebsbedingungen wirtschaftlich betreiben zu können, d. h. bei jedem Öffnungsvorgang des Absaugvrniik rinrs H;iiis:insrhlusscs nur ein möglichst gerinizes Luftvolumen einströmen zu lassen, andererseits aber in längeren Ruhezeiten zu verhindern, daß sich in der Vakuumleitung zuviel Abwasser ansammelt und diese dadurch funktionsunfähig wird, sind eine oder mehrere Belüfiungseinrichtungcn 22a, b, c vorgesehen, welche unter dem Hinfluß einer vom Wasserstand oder Druck an bestimmten Stellen der Vakuumlcitung. insbesondere in den ansteigenden Leitungsabschnitten, abhängigen Steuerung selbsttätig eine größere Menge Luft in die Vakui.imleitung einlassen, die je nach Rohr- bzw. Wasservolumen so bemessen ist. daß sie ausreicht, einen genügend großen Druckunterschied in der Vakuumleitung zu erzeugen, um das darin stehende Wasser in Bewegung zu setzen und jeweils wenigstens über die nächste Steigung zu befördern.

In praktischer Ausführung sieht die Steuerung der ί Belüftungseinrichtungen 22a. b, c weiterhin vor, daO diese erst ansprechen, wenn der auslösende Wasserstand-Grenzwert während einer bestimmten Zeitdauer von z.B. 10 Minuten bestanden hat. Außerdem isl weiterhin vorgesehen, daß eine wiederholte Betätigung

to einer bestimmten Belüftungseinrichtung nur mit einem bestimmten zeitlichen /wisehenabstand von z. 15. ^ri hi¹· 20 Minuten möglich ist.

Durch die Belüftungseinrichtungen wird erreicht, dall bei einer bestimmten Anzahl ll.iusansehlüsse und bei

i'¹ einer bestimmten Menge in Spitzenzeiten anfallenden Abwassers die gesamte Vakuum-!Entwässerungsanlage einschließlich Unterdruck-Saugpumpe möglichst klein und wirtschaftlich ausgelegt werden kann, ohne daß bei zu geringer Auslastung in Ruhezeiten Störungen zu

2i) befürchten wären.

Wenn sich eine Belüftungseinrichtung z. B. in der Nähe der Vakuumstation befindet, und das Volumen de¹· Leitungsnetzes bildet ein beträchtliches Vakuum-Reservoir, kann es geschehen, daß die durch die Bclüftungs-

y> einrichtung einströmende Luft von dort aus nicht nur zur Va!:uumstation. sondern auch rückwärts strömt und das Wasser zurückdrückt. Um dies zu verhindern können Rückfluß verhindernde Organe 24,i. b. wie ζ. Β Rückschlagventile, Rückschlagklappen u.dgl.. an der

in Leitung angeordnet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abführen der Abwasser von einer Vielzahl von Hausanschlüssen, an denen jeweils eine verhältnismäßig geringe Menge Abwasser gesammelt und dann durch Vakuum in eine insgesamt ansteigende, das Ansammeln von Abwasser an einzelnen Stellen ermöglichende Vakuumleitung abgesaugt wird, wobei anschließend an das Abwasser das zwei- bis fünfzehnfache Volumen Luft in die Vakuumleitung mit eingelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in Zeiten geringen Abwasseranfalls an den Hausanschlüssen

in Abhängigkeit vom Wasserstand oder dem Druck an einer bestimmten Meßstelle in der Vakuumleitung stoßweise Luft unter atmosphärischem Druck in einer Menge in die Vakuumleitung eingeleitet wird, die ein Vielfaches der jeweils an den Hausanschlüssen mit eingelassenen Luftmenge beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das stoßweise Einleiten der Luft 1 bis 60, vorzugsweise 1 bis 15, Minuten dauert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das stoßweise Einleiten der Luft erst dann erfolgt, wenn der Wasserstand oder der Druck an der MeßsteNe während einer bestimmten Zeitdauer einen vorgegebenen oberen Grenzwert übersteigt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da? die Zeitdauer 10 bis 30 Minuten beträgt.

5. Verfahren nach einem dti· Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das stoßweise Einleiten der Luft erst nach Ablau, einer bestimmten ^ Zwischenzeit wiederholt werden kann.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenzeit etwa 5 bis 30 Minuten beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ■*< > zeichnet, daß das stoßweise Einleiten der Luft jeweils erst dann beendet wird, wenn am vakuumseitigen Ende der Vakuumleitung eine bestimmte Menge Luft pro Zeiteinheit aus der Vakuumleitung austritt. *^r>