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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abwasserentsorgung von Wohngebieten.
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Die Abwasserentsorgung von Wohngebieten erfolgt bei bekannten Verfahren
nach dem Prinzip des Freigefällekanals. Die Abwasser der einzelnen Häuser des Wohngebietes
werden hierbei über Gefälle aufweisende Stichrohren in ein Sammelrohr eingeleitet,
was ebenfalls ein Gefälle aufweist und durch das das Abwasser in Abwasserkanäle
abgeleitet wird.
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Ein selbständiger Durchfluß des Abwassers durch die Sammelleitungen
ist aber nur zu erreichen. wenn die Sammelleitungen mit ausreichendem Gefälle verlegt
sind. Diese Forderung zwingt bei langen Samrnelrohren zu einer Absenkung ihrer Austrittsenden
in nicht mehr praktikable Rohrgrabentiefen. Gerade an den Austrittsenden sollen
jedoch die Einmündungen in die auch nicht allzu tief in den Erdboden einbringbaren
Abwasserkanäle erfolgen. Aus diesen Gründen müssen die Sammelleitungen, falls sie,
wie es z.B. in weit verstreuten Siedlungsgebieten der Fall ist, eine größere Entfernung
bis zum nächsten Abwasserkanal überbrücken müssen. abschnittsweise verlegt werden.
Zwei aufeinanderfolgende Abschnitte der Sammelleitung sind dabei so verlegt.
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daß sie jeweils das notwendige Gefälle aufweisen und mit ihren Enden
bis in eine gewisse Erdtiefe vordringen, wobei der nachfolgende Abschnitt am Erdboden
oberhalb der Stelle beginnt, an der der vorhergehende Abschnitt in einer bestimmten
Tiefe endet. Dic beiden Abschnitte der Sammelleitung müssen dann beispielsweise
an dieser Stelle durch einen bis zum Ende des vorangehenden Abschnittes hinabreichenden,
relativ tiefen Schacht verbunden werden, wobei das Abwasser zur Überbrückung der
zwischen den Enden der beiden Abschnitte der Sammelleitung gegebenen Höhendifferenz
mittels einer Pumpe von dem vorhergehenden Abschnitt in den nächstfolgenden Abschnitt
der Sammelleitung hinaufgepumpt werden muß. Derartige Sammelleitungen müssen also
in regelmäßigen Abständen mit Pumpen bestückte Schächte aufweisen, was einen relativ
hohen Kostenaufwand für den Bau und die Instandhaltung der Sammelleitungen und für
den Betrieb der Pumpen, insbesondere in weit verstreut liegenden Siedlungsgebieten,
nachsichzieht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Abwasserentsorgung
von Wohngebieten mit weit gestreuten Häusern im Hinblick auf Kosíengünstigkeit bei
der Erstellung und dem Betrieb des benötigten Rohrleitungssystems zu verbessern.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß das Abwasser
jeweils einer vorbestimmten Anzahl von Häusern des Wohngebietes über deren Kanalisationssysteme
in eine zugeordnete Freigefälle-Rohrleitung eingeleitet wird, daß das Abwasser mehrerer
Freigefälle-Rohrleitungen jeweils einer Nebenpumpstation zugeleitet wird, und daß
das Abwasser von den Nebenpumpstationen durch Druckrohrnebenleitungen jeweils in
eine Druckrohrhauptleitung eingeleitet wird, die mittels einer Hauptpumpstation
in regelmäßigen Abständen entleert wird.
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Die Freigefälle-Rohrleitungen transportieren das Abwasser mit Vorteil
nur über relativ kurze Entfernungen.
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die z.B. den Abmessungen einiger weniger zusammenhängender Baugrundstücke
entsprechen, und die mühelos, ohne zwischengeschaltete Pumpen, überbrückt werden
können. Die Nebenpumpstationen pumpen das Abwasser in die Druckrohrnebenleitungen,
durch die das
Abwasser in die Druckrohrhauptleitung transportiert
wird, wozu mit Vorteil eine einzige relativ kleine Pumpe pro Nebenpumpstation, nahezu
unabhängig von der Länge der jeweiligen Druckrohrnebenleitung, ausreichend ist.
Die Aufnahmekapazität der Nebenpumpstation für Abwasser ist vorzugsweise so ausgelegt,
daß die Pumpen der Nebenpumpstionen nicht ständig in Betrieb sein müssen, sondern
das Abwasser für eine gewisse Zeit in den Nebenpumpstationen gesammelt wird.
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Die Druckrohrhauptleitungen weisen ebenfalls eine solche Aufnahmekapazität
für Abwasser auf, daß sie das Abwasser für eine gewisse Zeit sammeln und lediglich
in regelmäßigen Abständen, z.B. zweimal täglich, entleert werden müssen, wozu auch
bei größeren Entfernungen, die die Druckrohrhauptleitung bis zum nächstgelegenem
Abwasserkanal überbrücken muß, eine am Kopfende der jeweiligen Druckrohrhauptleitung
angeordnete Hauptpumpstation ausreichend ist.
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Vorzugsweise kann die Hauptpumpstation dem jeweiligen Ausbauzustand
des Abwasserentsorgungsnetzes dadurch angepaßt werden, daß sie überirdisch errichtet
wird und transportabel ausgebildet ist, so daß sie immer dort aufgestellt werden
kann, wo sich im jeweiligen Ausbauzustand des Abwasserentsorgungsnetzes gerade das
Kopfende der Druckrohrhauptleitung befindet. Hierbei kann die Hauptpumpstation von
vornherein für den Endausbauzustand des Abwasserentsorgungsnetzes ausgelegt sein,
so daß sie auch in diesem Endausbauzustand die anfallende Abwassermenge bewältigt
und nicht durch eine leistungsstärkere Hauptpumpstation ersetzt werden muß.
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Ein Vorteil einer an den jeweiligen Ausbauzustand des Abwasserentsorgungsnetzes
anpaßbaren Hauptpumpstation besteht darin, daß das Abwasserentsorgungsnetz bereits
in einem frühen Ausbauzustand betrieben werden kann, ohne daß von vornherein die
gesamte Druckrohrhauptleitung fertiggestellt werden muß. Dies bedeutet, daß bei
Baubeginn anfallende Investitionskosten dem tatsächlich zu diesem Zeitpunkt herrschenden
Bedarf entsprechen.
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Da sowohl die Druckrohrnebenleitungen, wie auch die Druckrohrhauptleitungen
kein Gefälle aufweisen müssen. können diese auf einfache Weise verlegt werden, und
zwar in vorteilhafter Weise von vornherein in Erdtiefen, die ganzjährig frostfrei
sind. Besonderheiten der Geländeformen o.dgl. sind, im Gegensatz zu Freigefälleleitungen,
dabei nicht zu beachten, da durch die Pumpen eine Zwangsentleerung erfolgt.
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Nach einer Weiterbildung des Verfahrens werden die einzelnen an dieselbe
Druckrohrhauptleitung angeschlossenen Nebenpumpstationen wechselweise und einzeln
betätigt und wird dabei das Abwasser jeweils nur einer einzigen Nebenpumpstation
in die Druckrohrhauptleitung abgegeben. Mit Vorteil ist jeweils nur eine der an
ein und dieselbe Druckrohrhauptleitung angeschlossenen Nebenpumpstationen in Betrieb,
so daß lediglich eine zeitlich konstante, in Hinblick auf die Energieversorgung
und die Energiekosten genau vorkalkulierbare Leistung für die an die Druckrohrhauptleitung
angeschlossenen Pumpen aufgewendet werden muß und Spitzenbelastungen dieser Druckrohrhauptleitung
verhindert werden.
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Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung werden die Einschaltdauer
und die Einschalthäufigkeit der einzelnen Neben pumpstationen, die an dieselbe Druckrohrhauptleitung
angeschlossen sind, mittels einer Koordinierschaltung vorbestimmt. Das Vorbestimmen
der Einschaltdauer und der Einschalthäufigkeit der
einzelnen Nebenpumpstationen,
sowie deren Koordinierung ermöglicht es, die den einzelnen Nebenpumpstationen pro
Zeiteinheit zufließenden Abwassermengen und die unterschiedlichen Entfernungen zwischen
den einzelnen Nebenpumpstationen und der Druckrohrhauptleitung individuell bei der
Abwasserentsorgung zu berücksichtigen. Die Einschaltdauer und die Einschalthäufigkeit
einer einzelnen Nebenpumpstation richtet sich mit Vorteil im wesentlichen nach dem
Abwasseranteil, den sie im Vergleich mit den anderen Nebenpumpstationen derselben
Druckrohrhauptleitung zuführt. Auf diese Weise ist jede der Nebenpumpstationen vor
einer Überbeanspruchung, beispielsweise einem Überfließen, geschützt.
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Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird bei Erreichen
der Maximalfüllung einer der Nebenpumpstationen diese Nebenpumpstation vorrangig
vor der anderen mit ihr koordinierten Nebenpumpstationen eingeschaltet. Diese vorrangige
Einschaltung einer Nebenpumpstation bei Erreichen ihrer Maximalfüllung ermöglicht
ein Reagieren auf unvorhersehbare Spitzenbelastungen einer Nebenpumpstation durch
die an ihr angeschlossenen Haushalte, so daß auch in kritischen Situationen mit
Vorteil eine rechtzeitige Entsorgung jeder der Nebenpumpstationen gewährleistet
ist.
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Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird das Abwasser
mittels Druckluft durch die Druckrohrhauptleitung bewegt. Das Einsetzen von Druckluft
als Fördermittel gewährleistet ein betriebssicheres und vollständiges Entleeren
der Druckrohrhauptleitung, unabhängig von der Konsistenz des Abwassers. Außerdem
wird durch den Zusatz von Luft das Abwasser belebt, so daß es nicht in Faulung übergeht.
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Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung werden die Nebenpumpstationen
von den Druckrohrnebenleitungen und die Druckrohrnebenleitungen von der Druckrohrhauptleitung
während der Einschaltdauer der Hauptpumpstation mittels Absperrorganen z.B.
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Rückschlagklappen getrennt. Das Absperren der Druckrohrnebenleitungen
von der Druckrohrhauptleitung und der Nebenpumpstationen von den Druckrohrnebenleitungen
verhindert mit Vorteil ein Rücklaufen des Abwassers bis in die Nebenpumpstationen,
so daß bei Betrieb der Hauptpumpstation sichergestellt ist, daß das Abwasser von
der Hauptpumpstation die Druckrohrhauptleitung entlanggedrückt wird und nicht in
die Druckrohrnebenleitungen zurückgepreßt wird. Insbesondere bei Verwendung von
Druckluft für die Ableitung des Abwassers durch die Druckrohrhauptleitung wird durch
das Absperren der Druckrohrnebenleitungen von der Druckrohrhauptleitung in vorteilhafter
Weise verhindert, daß sich im gesamten Rohrleitungssystem ein Druck aufbaut, der
das Rohrleitungssystem stark belasten und einen Betrieb der Neben- und Hauptpumpstationen
behindern würde.
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Eine bevorzugte Ausbildung einer bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwendeten Hauptpumpstation ist gekennzeichnet durch einen transportablen Container,
vorzugsweise aus Beton, in dem wenigstens eine Hauptpumpe untergebracht ist. Die
transportable Hauptpumpstation kann mit Vorteil jeweils dort aufgestellt werden,
wo sich zum jeweiligen Zeitpunkt das Kopfende der Druckrohrhauptleitung befindet
und kann so in vorteilhafter Weise dem jeweiligen Ausbauzustand des Abwasserentsorgungsnetzes
angepaßt werden, so daß dieses bereits in einem frühen Ausbaustadium betrieben werden
kann. Der Container wird vorzugsweise überirdisch aufgestellt, so daß die Hauptpumpe
für
Wartung, Montage oder dgl. Arbeiten frei zugänglich ist und der Container ohne großen
Arbeits-und Zeitaufwand versetzt werden kann. Der vorzugsweise aus Beton hergestellte
Container ist mit Vorteil insbesondere witterungsbeständig und mechanisch belastbar.
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Eine bevorzugte Ausbildung einer bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwendeten Nebenpumpstation zeichnet sich dadurch aus, daß die Nebenpumpstation
eine einzelne Tauchpumpe aufweist. Die Längenabmessungen der Druckrohrnebenleitungen
sind so bemessen, daß mit Vorteil eine einzelne Pumpe in jeder der Nebenpumpstationen
ausreicht, um das Abwasser in die Druckrohrhauptleitung einzuleiten. Mit Vorteil
wird als Pumpe in der Nebenpumpstation eine Tauchpumpe verwendet, da diese auf dem
Boden der Nebenpumpstation am tiefsten Punkt gelagert ist und das Abwasser lediglich
in die Druckrohrnebenleitung hinaufdrücken muß, was weniger Pumpenergie verbraucht,
als ein Ansaugen des Abwassers verbrauchen würde, so daß in den Nebenpumpstationen
eine relativ kleine und kostengünstige Pumpe als Tauchpumpe eingesetzt werden kann.
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Eine andere bevorzugte Ausbildung der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwendeten Nebenpumpstation zeichnet sich dadurch aus, daß die Nebenpumpstation
einen die Tauchpumpe bei einer vorbestimmten Höhe des Abwasserspiegels in der Nebenpumpstation
einschaltenden Schwimmschalter aufweist.
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Die Tauchpumpe der Nebenpumpstation wird auf diese Weise mit Vortei
je nach Bedarf eingeschaltet, nämlich dann, wenn der Abwasserspiegel in der Nebenpumpstation
einen vorbestimmten Pegel erreicht hat und die Nebenpumpstation entleert werden
muß. Mit Vorteil sorgt der Schwimmschalter auch dafür, daß die Nebenpumpstation
nicht vollständig leergepumpt wird, damit die Tauchpumpe nicht leerläuft.
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Eine bevorzugte Ausbildung einer bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwendeten Druckrohrhauptleitung zeichnet sich dadurch aus, daß die Druckrohrhauptleitung
bei Betrieb der Hauptpumpstation selbsttätig schließende Entlüfungsventile aufweist.
Mit Hilfe der Entlüfungsventile kann der Druck, der sich beim Betrieb der Hauptpumpstation
in der Druckrohrhauptleitung ausgebildet hat, abgebaut werden, vorzugsweise bevor
eventuell vorhandene Absperrorgane, die die Druckrohrnebenleitungen von der Druckrohrhauptleitung
abtrennen, wieder geöffnet werden, so daß das Einfließen des Abwassers in die Druckrohrhauptleitung
nicht von einem in der Druckrohrhauptleitung herrschenden Druck behindert wird.
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Ausführungsbeispiele, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale
ergeben, sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Lageplan eines
Rohrleitungsnetzes zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig.2 einen
vertikalen Schnitt durch eine Nebenpumpstation mit Tauchpumpe und Fig.3 einen vertikalen
Schnitt durch eine Hauptpumpstation.
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In Fig. 1 ist ein Lageplan eines Ausführungsbeispieles eines Rohrleitungsnetes
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Mit dünnen durchgezogenen
Linien sind Freigefälle-Rohrleitungen 12 in der Figur dargestellt. In diese Freigefälle-Rohrleitungen
12 wird das Abwasser von Häusern eines Wohngebietes durch die nicht in der Figur
dargestellten Kanalisationssysteme dieser Häuser eingeleitet. Die Frei-
gefälle-Rohrleitungen
12 enden in Nebenpumpstationen 1-4 und 6 - 11. Die Nebenpumpstationen 1 - 4 und
6-11 pumpen das Abwasser in als gestrichelte Linien dargestellte Druckrohrnebenleitungen
13. Die Druckrohrnebenleitungen 13 münden in eine Druckrohrhauptleitung 14, die
in der Zeichnung als dicke durchgezogene Linie dargestellt ist. Das Abwasser wird
von der Hauptpumpstation 5, die an einem Kopfende der Druckrohrhauptleitung 14 angeordnet
ist und ein Druckluftgebläse aufweist, mittels Druckluft durch die Druckwasserhauptleitung
14 bewegt, die in einen nicht dargestellten Abwasserkanal mündet.
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Von den Nebenpumpstationen 1 - 4 und 6 - 11 arbeitet jeweils nur
eine zur gleichen Zeit. Die Koordinierung der Einschaltdauer und der Einschalthäufigkeit
der Nebenpumpstationen 1-4,6 6t 1 wird von einem durch einen Blitz in der Zeichnung
angedeuteten Schaltschrank 15 aus, der sich an der Hauptpumpstation 5 befindet,
gesteuert. Dies geschieht mittels, durch strichpunktierte Linien angedeutete elektrische
Zuleitungen 16, die von dem Schaltschrank 15 aus zu den einzelnen Nebenpumpstationen
1-4 und 6-11 führen, durch die auch die Energieversorgung der Nebenpumpstationen
1-4und6-11 erfolgt.
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In Fig. 2 ist ein vertikaler Schnitt durch eine der Nebenpumpstationen,
beispielsweise der Nebenpumpstation 1, dargestellt. Das Abwasser wird durch eine
Freigefälle-Rohrleitung 12 in die Nebenpumpstation 1 eingeleitet. Im Inneren der
Nebenpumpstation 1 ist an ihrer tiefsten Stelle eine Tauchpumpe 17 angeordnet. Diese
Tauchpumpe 17 fördert das Abwasser in eine in die Nebenpumpstation 1 mündende Druckrohrnebenleitung
13.
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Die Tauchpumpe 17 wird mittels eines nicht dargestellten Schwimmschalters
betätigt, wenn der Abwasserpegel die durch eine gestrichelte Linie 18 angedeutete
untere Marke erreicht hat. Da aber die Nebenpumpstationen 1-4 und 6-11 so miteinander
koordiniert sind, daß jeweils nur eine der Tauchpumpen 17 gleichzeitig in Betrieb
sein darf, ist es möglich, daß die die Nebenpumpstationen 1-4 und 6-11 koordinierende
Koordinierschaltung, die in dem Schaltschrank 15 angeordnet ist, ein Einschalten
der Tauchpumpe 17 der Nebenpumpstation 1 nicht zuläßt, obwohl der Abwasserpegel
die untere Marke 18 überschritten hat, weil gerade eine andere Tauchpumpe 17 einer
anderen Nebenpumpstation 2 - 4 und 6 - 11 in Betrieb ist. Erreicht dann aber der
Abwasserpegel die durch eine gestrichelte Linie in der Fig. 2 dargestellte obere
Marke 19, die etwa mit der Unterkante der Freigefälle-Rohrleitung 12 übereinstimmt,
so wird an die Koordinierschaltung eine Alarmmeldung abgesetzt und die Tauchpumpe
17 der Nebenpumpstation 1 vorrangig vor allem anderen Tauchpumpen 17 der Nebenpumpstationen
2-4 und 6-11 behandelt und auf jeden Fall eingeschaltet. Auf diese Weise wird ein
Rücklaufen des Abwassers in die Freigefälle-Rohrleitung 12 verhindert.
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Fig. 3 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine Hauptpumpstation
5. Die Hauptpumpstation 5 weist einen überirdisch aufgestellten Container 20 auf,
in dem eine Hauptpumpe 21 untergebracht ist, die über ein Anschlußstück 22 mit einer
Druckrohrhauptleitung 14 eines Rohrleitungsnetzes verbunden ist.
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Der Container weist eine Betonwanne 23 auf, die den Boden und die
Seitenwände des Containers 20 bildet und mittels eines Deckels 24, in dem ein Entlüftungsrohr
25 eingesetzt ist, verschlossen ist. Die Betonwanne 23 weist in einer Seitenwand
eine vorzugsweise verschließbare
Zugangsöffnung 26 auf, die den
Zugang in den Container 20 auch durch die Seite ermöglicht.