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Dokumentenidentifikation DE19514359A1 24.10.1996
Titel Verfahren zur Ableitung von Abwässern
Anmelder Kupczik, Günter, Dipl.-Ing., 22559 Hamburg, DE
Erfinder Kupczik, Günter, Dipl.-Ing., 22559 Hamburg, DE
Vertreter Patentanwälte Hauck, Graalfs, Wehnert, Döring, Siemons, 20354 Hamburg
DE-Anmeldedatum 18.04.1995
DE-Aktenzeichen 19514359
Offenlegungstag 24.10.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.10.1996
IPC-Hauptklasse E03F 3/02
IPC-Nebenklasse E03F 9/00   
Zusammenfassung Verfahren zur Ableitung von Abwässern aus Siedlungs- und Industriegebieten, bei dem der Durchfluß durch eine Abwasserleitung mittels einer Vorrichtung zur Steuerung des Durchflusses intermittierend gesteuert wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ableitung von Abwässern aus Siedlungs- und Industriegebieten.

Abwasserleitungen wurden bereits von frühen Kulturvölkern als offene Ableitgräben oder - wie beispielsweise von den Römern - als geschlossene Röhrensysteme errichtet.

Die im Abwasser enthaltenen Fäkalien oder andere Abfallstoffe begünstigen die Entstehung krankheitserregender Mikroorganismen wie Bakterien, die zu erheblichen gesundheitlichen Problemen führen können. In der Menschheitsgeschichte kam es deshalb immer wieder zu Epidemien, deren Entstehung auf eine unzulängliche Abwasserableitung zurückzuführen ist. Etwa zu Beginn des 19. Jahrhunderts erkannte man die verheerende Wirkung bakterieller Krankheitserreger und des unhygienischen Umgangs mit Abwässern.

Die vorhandenen Abwasserleitungen in Ballungsgebieten wurden zu einem Großteil bereit zu Beginn des vorigen Jahrhunderts geplant und für das damalige Einzugsgebiet großzügig und weitblickend bemessen. Im Laufe der Zeit haben jedoch eine verstärkte Besiedlung, Steigerung der Pro-Kopf-Abwasserabgabe sowie Gebietszusammenschlüsse zu einer Belastung bis zu den Kapazitätsgrenzen geführt. Um einen ordnungsgemäßen Abfluß der Abwässer erreichen zu können, wurden die Leitungsnetze aus gebaut und zum Teil untereinander verknüpft, was zu einer Netzvermaschung führte, die heute kaum noch überschaubar ist. Inspektions- und Wartungsarbeiten, also die notwendigen betriebserhaltenden Maßnahmen, gerieten dabei ins Hintertreffen.

Die vorhandenen Ableitungssysteme arbeiten linear, d. h. das Abwasser strömt von den Einleitungsstellen kontinuierlich durch das Abwassernetz zum Vorfluter oder Klärwerk. Hierbei ist es bereits bekannt, in Abwassernetzen Absperrschieber zu installieren, um durch Drosselung des Durchflusses unterschiedlichen Abwasseranfall auszugleichen und das Netz besser auszunutzen.

Mit der Erfindung wurde erkannt, daß mit der linearen Ableittechnik eine Vielzahl von Nachteilen verbunden sind. So kommt es dabei zur Sedimentation von Feststoffen, die als Ablagerungen das Kanalnetz allmählich verstopfen und damit dessen Kapazität verringern. Die erforderliche Entfernung der Ablagerungen ist aufwendig und mit einem unter humanitären Gesichtspunkten kaum noch zu vertretenden Personeneinsatz verbunden. Ferner ist die konventionelle Betriebsweise mit Verweildauern der Abwässer im Netz verbunden, unter denen die biologischen Umsetzprozesse ein gesundheitsgefährdendes Ausmaß annehmen können. Bei schlagartigem Anfall großer Wassermengen insbesondere durch sturzartige Niederschläge wird die Kanalisation zudem vielfach hinsichtlich ihrer Ableitfähigkeit und mechanischen Belastbarkeit überbeansprucht. So können große Wassermengen Druckstöße hervorrufen, die vor allem an den Absperrschiebern die mechanischen Belastungsgrenzen überschreiten können. Überdies sind die Schieber störanfällig, so daß sie meist nicht die angestrebte Verteilung der Abwassermengen auf das Netz zulassen. Deshalb kommen die bekannten Abwassernetze weiterhin auch nicht ohne aufwendige Rückhaltebecken aus.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein hygienisch verbessertes und den Investitions-, Betriebs- und Wartungsaufwand an Abwasserleitungen oder -netzen minderndes Verfahren zu Ableitung von Abwässern zu schaffen.

Die Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Durchfluß durch eine Abwasserleitung oder einen Abwasserkanal oder durch ein Abwassernetz mittels einer oder mehrerer Vorrichtungen zur Steuerung des Durchflusses intermittierend gesteuert. Durch den intermittierenden Betrieb wird zeitweilig Abwasser vor der jeweiligen Vorrichtung zur Steuerung des Durchflusses aufgestaut und damit der Durchfluß in der nachgeordneten Abwasserleitung unterbrochen. Später wird das aufgestaute Wasser durch Umsteuern der Vorrichtung freigegeben und hierdurch die nachgeordnete Abwasserleitung durchströmt. Diese Vorgänge können in festen Zyklen bzw. in Anpassung an den Abwasseranfall durchgeführt werden. Mehrere Vorrichtungen zur Steuerung des Durchflusses in einem Abwasserkanal oder Abwassernetz werden in dieser Weise bevorzugt aufeinander abgestimmt betrieben.

Die Steuerung der Vorrichtungen kann automatisch erfolgen, z. B. mittels eines Zentralrechners. Besonders bevorzugt wird der Einsatz von Vorrichtungen zur Steuerung des Durchflusses durch Abwasserkanäle, die in den deutschen Patentschriften 39 22 481 und 39 43 607 beschrieben sind und die dort angebenen Vorteile gegenüber Absperrschiebern aufweisen.

Die erfindungsgemäße Ableitungstechnik hat gegenüber der linearen Abwasserableitung eine Vielzahl von Vorteilen. Hierzu gehört, daß durch den Aufstau der Abwassermassen potentielle Energie akkumuliert wird, die bei Freisetzung durch Umsteuern der Vorrichtung zur Steuerung des Durchflusses in der nachgeordneten Abwasserleitung für Reinigungszwecke eingesetzt wird. Hierdurch können verstopfende Ablagerungen von vornherein vermieden werden. Aufwendige und menschenunfreundliche Wartungs- und Reparaturarbeiten entfallen. Sofern Begehungen der Kanalisation noch erforderlich sind, ist die Sicherheit gegenüber unkontrollierten Wassermengen verbessert. Auch die verbesserten Belüftungsmöglichkeiten tragen zur erhöhten Sicherheit bei.

Weiterhin vorteilhaft ist die verbesserte Nutzung von Abwassernetzen durch Steuerung der Netzabschnitte. Die Abwassermengen lassen sich je nach Anfall so gut wie störungsfrei so dirigieren bzw. speichern, daß sie optimal abgeleitet werden. Das vorhandene Abwassernetz wird also als Stauraum genutzt und eine Stauraumbewirtschaftung ermöglicht. Hierdurch können aufwendige Rückhaltebecken entfallen. Ferner ist eine Vergleichmäßigung der Versorgung von Klärwerken erreichbar, die die Effizienz des biologischen Klärprozesses begünstigt.

Ferner verbessert die intermittierende Ableitungstechnik die städtischen Hygienebedingungen. Hierfür kann die Abwasserableitung zur Optimierung der Verweildauer und damit zu einer Minimierung des Entstehens von Krankheitserregern eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang besteht die Möglichkeit der Eindämmung von Faulgasbildung und von biogener Korrosion. Ratten und dgl. Ungeziefer werden infolge der neuen Betriebstechnik aus der Kanalisation verdrängt.

Des weiteren ist durch die erfindungsgemäße Betriebstechnik eine Verlängerung der Lebensdauer sämtlicher Kanalisationskomponenten zu erwarten. Hierzu trägt insbesondere der Einsatz der Vorrichtung aus den Patentschriften 39 22 481 und 39 43 607 bei, die nicht die Absperrschiebern bekannten Druckverluste haben.

Die Technik ist auch besonders für Gebiete mit stark schwankendem Abwasseranfall erforderlich, z. B. für Kanalisationen in tropischen Ballungszentren, weil dort die mit der Abwasserverteilung, Kanalverstopfung und Hygiene verbundenen Probleme verstärkt auftreten.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Ableitung von Abwässern aus Siedlungs- und Industriegebieten, bei dem der Durchfluß durch eine Abwasserleitung mittels einer Vorrichtung zur Steuerung des Durchflusses intermittierend gesteuert wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine turbulierende Abflußströmung erzeugt wird, die feste Inhaltsstoffe in der Abwassermasse gleichmäßig verteilt, hohe Schleppspannungen für den Ab- und Austrag auch fester und verkrusteter Ablagerungen erzeugt, und die für teil- und vollgefüllte Abwasserleitungen im Zeitraum der Energieumwandlung der akkumulierten Abwässer bei intermittierenden Abflußbetrieb gilt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Durchfluß durch eine Abwasserleitung oder ein Abwassernetz mittels einer oder mehrerer Vorrichtungen zur Steuerung des Durchflusses intermittierend gesteuert wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein Abwasserkanal wiederholt durch Anstauen und Freisetzen von Abwasser mittels einer Vorrichtung zur Steuerung des Durchflusses entleert und gespült wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem ein drehbarer, bogenförmiger Kanalabschnitt gemäß deutschem Patent 39 22 481 und/oder ein anhebbares Schlauchstück gemäß deutschem Patent 39 43 607 als Vorrichtung zur Steuerung des Durchflusses verwendet wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Abwasserleitung als Stauraum verbessert nutzbar gemacht wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß vermaschte Abwasserleitungen, die aufgrund ihrer topographischen Lage nur geringes Gefälle aufweisen, beispielsweise 1 : 2000, in planerisch vorgegebene Entfernungen Steuereinrichtungen erhalten, die unter Ausnutzung der Stauenergie intermittierend durchströmt werden können.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichet, daß die Steuereinrichtungen parallel oder in Reihe nach einem der Erfordernissen angepaßten Programm manuell, rechnergesteuert oder vollautomatisch von einer Warte betrieben werden können.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen als Überlaufsicherungen verwendet werden.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß unter Ausnutzung der Stauhöhe der Steuereinrichtung die möglichen Abflußgeschwindigkeiten so verändert werden, daß die geringste Verweildauer der Abwässer in einer Abwasserleitung erreicht werden.






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