DE19956022B4 - Regenbecken mit Klärüberlauf, insbesondere Regenzyklonbecken, und Verfahren zum Betrieb eines Regenbeckens - Google Patents

Abstract

Regenbecken (1) mit einer Regenwasserzuleitung (2) und einem Klärüberlauf (9, 10, 11, 15), dadurch gekennzeichnet, dass die Regenwasserzuleitung (2) nach dem Beckeninneren (3) hin eine die Regenwassereinströmung beeinflussende Trennwand (4) aufweist und der Klärüberlauf mit vom Beckeninneren durch die Trennwand (4) geführten Rohrleitungen (9) gebildet ist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Regenbecken, insbesondere Regenzyklonbecken mit einer Regenwasserzuleitung und einem Klärüberlauf, sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Regenbeckens.
• Regenbecken werden verwendet, um bei Niederschlagsereignissen eine ordnungsgemäße Regenwasserbehandlung zu ermöglichen. Üblicherweise wird Regenwasser aus Siedlungsgebieten in einer Kläranlage gereinigt, bevor es einem Vorfluter zugeleitet wird. Bei Niederschlagsereignissen, insbesondere starken Niederschlagsereignissen, reicht die Kapazität der Kläranlage nicht aus, um das auf den Straßenoberflächen und/oder Häuserdächern gesammelte Niederschlagswasser sofort einer ordnungsgemäßen Klärung zuzuführen. Es werden daher im Regelfall Regensammelbecken vorgesehen, um das Regenwasser zu sammeln und allmählich zu einer Kläranlage abzuleiten. Auch diese Puffer speicher können jedoch aus Kostengründen nicht so groß ausgebildet werden, daß sie zur Aufnahme jedweder, auch sehr starker und lang anhaltender Niederschlagsereignisse, dimensioniert sind. Im Regelfall wird daher eine mehrstufige Entlastung vorgesehen. Das unter normalen Bedingungen und bei geringen Niederschlagsmengen pro Zeiteinheit anfallende Regenwasser wird durch das Regenbecken hindurch einer Kläranlage zugeführt. Bei stärkeren Niederschlagsereignissen steigt der Pegel im Regenbecken weiter an, und über eine Klärüberlaufschwelle wird das zu hoch steigende Wasser direkt in einen Vorfluter abgeleitet. Durch die Speicherung des Regenwassers im Regenbecken erfolgt eine teilweise Absetzung von Schmutzstoffen im Regenbecken. Für die Entlastung noch stärkere Niederschlagsereignisse wird üblicherweise ein Trennbauwerk vorgesehen, aus welchem schon im Zuleitungsbereich vor dem Regenbecken die zu großen Wassermengen in den Vorfluter abströmen.
• Ein Regenbecken gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 195 11 008 A1 bekannt. Diese zeigt eine Siebanordnung zum Ausscheiden von Schmutzstoffen und gegebenenfalls sperrigen Gütern in kreisförmigen Regenwasserentlastungsbecken, wobei funktional gesehen zunächst eine klärwerkseitige Entlastung erfolgt.
• Bei dieser Anlage erfolgt der Überlauf sehr starker Niederschlagsmengen durch konzentrisch um die Beckenmitte angeordnete Rückhaltesiebe, die von aufschwimmenden Schwebstoffen durch einen rotierenden Abstreifer befreit werden müssen. Der Abstreifer wird mittels Paddeln angetrieben, die vom zufließenden Wasser in Bewegung versetzt werden.
• Diese Anordnung ist nicht nur baulich kompliziert, weil sie neben einem vergleichsweise teueren Sieb auch bewegte und somit besonders störanfällige Teile aufweist, sondern die Sedimentationswirkung des Beckens auf zuströmendes Wasser ist zudem verbesserungswürdig. Dies liegt daran, dass einerseits Wasser unmittelbar von der Regenwasserzuleitung zu den Sieben fließen kann, und andererseits daran, dass die Paddel bei ihrer Bewegung durch das Becken die eigentlich erwünschte Wirbelbildung um die Mitte des Beckens stören, indem zahlreiche weitere kleinere Wirbel erzeugt werden.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei kompakter Bauweise ein baulich einfaches, wenig störanfälliges Regenbecken mit guter Reinigungswirkung anzugeben.
• Außerdem soll ein Verfahren zum Betrieb eines Regenbeckens angegeben werden.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt in gegenständlicher Hinsicht durch das Regenbecken mit den im Anspruch 1 enthaltenen Merkmalen, und in verfahrensmäßiger Hinsicht durch die Merkmale im Anspruch 13.
• Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
• Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Regenbecken mit einer Regenwasserzuleitung und einem Klärüberlauf vorzuschlagen, wobei die Regenwasserzuleitung nach dem Beckeninneren hin eine die Regenwassereinströmung beeinflussende Trennwand umfasst und der Klärüberlauf mit vom Beckeninneren durch die Trennwand geführten Rohrlei tungen gebildet ist. Die Rohrleitungen können insbesondere einen runden, rechteckigen, eckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen.
• Indem die Regenwasserzuleitung zum Beckeninneren mit einer Trennwand vorgesehen wird, ist es möglich, die Anordnung besonders kompakt aufzubauen und doch die Einströmung auch definiert zu bewirken. Gleichzeitig wird kein erhöhter Bauaufwand für den Klärüberlauf erforderlich, da die Rohrleitungen leicht durch die Trennwand zu führen sind, ohne daß die Trennwand kostenintensiv mit ansteigenden Schlitzen oder dergleichen vorgesehen werden muß wie im gattungsbildenden Stand der Technik. Auch lassen sich über die Anordnung der Rohrenden und die Anzahl vorgesehener Rohrleitungen die gewünschten hydraulischen Verhältnisse im Becken leicht und gegebenenfalls nach Beckenfertigstellung noch problemfrei einstellen, was zum Beispiel bei sich ändernden Siedlungsgrößen in Neubaugebieten erwünscht sein kann.
• In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Rohrleitungen in einem von einem Beckenüberlauf angeströmten Bereich münden. Hierbei kann das aus den Rohrleitungen abströmende Wasser direkt einem Vorfluter zugeführt werden, genauso wie das über den Beckenüberlauf strömende Wasser.
• Es ist besonders bevorzugt, wenn als Beckenüberlauf eine gegenüber der Trennwand nach außen hin angeordnete Beckenüberlaufwand vorgesehen ist, wodurch die Regenwasserzuleitung im Beckenbereich als Zuleitungstrog ausgebildet wird. Auf diese Weise kann durch einfache Bemessung der der Trennwand gegenüberliegenden Wand als niedrigere Beckenüberlaufwand ohne zusätzliche Maßnahmen in einer sehr kompakten Weise ein Becken überlaufbereich realisiert werden, der zugleich einen Klärüberlauf umfaßt. Der Beckenüberlauf kann insbesondere gekrümmt sein und/oder zu einem Trog gefaßt werden, aus welchem Wasser in den Vorfluter geführt wird.
• Der Zuleitungstrog selbst wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in ein Trockenwettergerinne übergehen, welches zu einem Sumpfbereich beziehungsweise einer Ableitungsrinne des Beckens führt. Auf diese Weise ist auch unter niederschlagsarmen Bedingungen gewährleistet, daß das Becken nicht durch Ablagerungen und dergleichen beeinträchtigt wird.
• Die Trennwand wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einem gußfähigem Material gegossen, insbesondere aus Beton. Die Rohrleitungen können dabei fest mit der Trennwand verbunden sein. Eine erste Möglichkeit der festen Verbindung besteht darin, die Rohrleitungen im Beckeninnenbereich an der Trennwand anzudübeln oder auf andere Weise zu befestigen und dann durch Öffnungen der Trennwand hindurch zu führen, die das Rohr fluiddicht umschließen. Um eine Verschmutzung durch Schwemmstoffe zu vermeiden, ist es jedoch bevorzugt, wenn die Rohrleitungen zumindest teilweise in die Trennwand eingegossen sind, und insbesondere nahezu ausschließlich der Öffnungsbereich vorsteht. Bei in die Trennwand eingegossenen Rohrleitungen ist es wünschenswert, in gerader Linie durch eine Öffnung in der Oberseite der Trennwand an diese heran gelangen zu können, etwa für Reinigungszwecke. Dazu kann von oben her ein Zugang vorgesehen sein.
• Die Rohrleitungs-Eintrittsöffnungen werden in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach unten weisen, so daß schwimmende Schmutzfracht, auch schwimmende Leichtflüssigkeiten usw. zu rückgehalten werden Bevorzugt ist das Regenbecken als Regenzyklonbecken ausgebildet.
• Es ist weiter bevorzugt, die Rohrleitungen, ein Einströmen des zugeleiteten Wassers im ersten Quadranten angenommen, im vierten Quadranten anzuordnen. Durch die sich bei der Beckenfüllung einstellende Radialabströmung werden Schwimm- und Schwebstoffe zur Beckenmitte transportiert und gelangen nicht in den Klärüberlauf.
• Die Erfindung wird im Folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:
• 1 ein Regenzyklonbecken gemäß der vorliegenden Erfindung von oben
• 2 das Regenzyklonbecken von 1 im Schnitt längs Linie A-A.
• Nach 1 umfaßt ein allgemein mit 1 bezeichnetes, als Regenzyklonbecken ausgebildetes Regenbecken 1 eine Regenwasserzuleitung 2, welche mit dem Abwassernetz eines Siedlungsgebietes oder dergleichen verbunden ist und in das Regenbeckeninnere 3 führt. Die Zuleitung 2 weist zum Beckeninneren 3 eine im Eintrittsbereich 2a gerade und nachfolgend gekrümmte Trennwand 4 auf und ist durch letztere und einen auf der der Trennwand 4 gegenüberliegenden Seite angeordneten Beckenüberlauf 5 gebildet.
• Die Zuleitung 2 leitet dem Regenzyklonbecken 1 Wasser im ersten Quadranten derart zu, daß durch die gekrümmte Trennwand 4 und den konzentrisch dazu außerhalb angeordneten Beckenüber lauf 5 ein Tangentialeinströmkanal 6 gebildet ist. Der tangentiale Einströmkanal 6 kann in seinem Bodenbereich in ein Trockenwettergerinne 7 übergehen, welches zum Abfluß 3b in das Zentrum des Regenbeckeninneren führt. Dem Beckenüberlauf 5 ist außen ein Beckenüberlauftrog 8 zugeordnet, welcher über eine Ableitung 15 in einen Vorfluter entlastet wird. Der Beckenüberlauf 5, der Beckenüberlauftrog 8 und das Regenbecken 1 bilden dabei eine kompakte Einheit.
• Das Regenbeckeninnere 3 ist als Regenzyklonbecken mit abfallenden Bodenflächen 3a gebildet, über welche das Wasser einem Abflußbereich beziehungsweise Sumpf 3b zugeführt wird, der zu einer Kläranlage führt (nicht gezeigt). Im Zentrum 3c des Regenbeckeninneren 3 kann ein Schacht vorgesehen werden, in dem ein Abfluß-Drosselorgan oder ein Pumpwerk eingebaut werden kann.
• Die Trennwand 4 ist aus Beton hergestellt, in welches erfindungsgemäß Rohrleitungen 9 eingegossen sind. Die Rohrleitungen 9 führen in der Trennwand 4 nach unten, verlaufen unter dem Einströmkanal 6 und münden bodennah in den Beckenüberlauftrog 8. Diese sind zum Regenbeckeninneren 3 hin offen, wobei die Öffnungen nach unten weisend an Ansätzen 10 vorgesehen sind, die um eine bestimmte Strecke nach unten gezogen sind. Die Ansätze 10 sind nahe der Wand 4 angeordnet, und der höchste Punkt 13 jeder Rohrunterseite 9 liegt unterhalb der Überlaufkante 14 des Beckenüberlaufs 5. Nach oben hin sind die im Inneren der Trennwand 4 geführten Rohrleitungsabschnitte über eine Lüftungsöffnung 12 zugänglich.
• Das Regenzyklonbecken der vorliegenden Erfindung funktioniert wie folgt.
• Bei Normalwetterbedingungen gelangen über die Zuleitung 2 und das Trockenwettergerinne 7 vergleichsweise geringe Mengen an Wasser in den Sumpf 3b und werden von dort zur Kläranlage abgeführt.
• Bei einsetzenden kurzen Niederschlägen füllt sich das Regenbeckeninnere 3 dann über die Zuleitung 2 an. Danach fließen die Niederschläge allmählich zur Kläranlage ab, wobei das Regenbeckeninnere 3 eine Speicher- beziehungsweise Pufferwirkung besitzt.
• Bei sehr starken Niederschlägen, die aufgrund langer Dauer und/oder großer Intensität im Regenbeckeninneren 3 nicht mehr gespeichert werden können, steigt das Wasser im Regenbeckeninneren 3 allmählich an, bis bei Überschreiten der Schwelle 13 der Klärüberlauf anspricht, der durch die Öffnungen 11, den Ansatz 10, die Rohrleitung 9 und den Ablauf 15 gebildet ist.
• Die nach unten weisende Öffnung 11 verhindert dabei, daß aufschwimmende Leichtstoffe wie leichtflüchtige Flüssigkeiten geringer Dichte, Styropor, usw. über den Klärüberlauf in den Vorfluter gelangen können. Dies ist allenfalls für die nur sehr geringen Mengen leichter Flüssigkeiten usw. denkbar, die während des anfänglichen Ansteigens des Wassers in die Rohrleitungen 9 treten können.
• Die Anordnung der Öffnungen 11 nahe der Trennwand 4 bewirkt dabei zugleich, daß die im zugeleiteten Regen- und/oder Abwasser beinhaltete Schmutzfracht und Schwebstoffe in allenfalls vernachlässigbarem Umfang in die Ansätze 10 des Klärüberlaufs eintreten können, da die trennwandnahe Anordnung verringerte Strömungsgeschwindigkeiten längs der Trennwand aufgrund des Grenzschichteffektes bewirkt. Die Strömungsgeschwindigkeitsverringerung wird noch verstärkt durch die Anordnung der Rohrleitungen 9 im Strömungsschatten des geradlinigen Einleitungseintrittes 2a. Da überdies die Schwebstoffe und dergleichen auf dem Weg vom eintrittseitigen ersten Quadranten zum ausgangsseitigen vierten Quadranten zum überwiegenden Teil absinken beziehungsweise durch die sich im Becken einstellende Radialströmung zur Beckenmitte transportiert werden, ist eine unerwünschte Ausleitung der Schmutzfracht weitestgehend ausgeschlossen.
• Steigen die Zuleitungsmengen weiter an, so wird schließlich die Überlaufschwelle 14 des Beckenüberlaufes 5 überströmt und das anströmende Wasser gelangt unmittelbar in den Beckenüberlauftrog 8 und von dort in die Ableitung 15 oder direkt in den Vorfluter. Sobald die Mengen zugeleiteten Wassers abnehmen, wird sich die Reihenfolge des Schwellansprechens umkehren, bis schließlich alles restliche Wasser durch den Regenbeckenabflußbereich 3c zur Kläranlage fließt.
• Es sei erwähnt, daß ein Beckenüberlauftrog nicht zwingend erforderlich ist, insbesondere dann, wenn das Regenbecken dicht bei einem Vorfluter angeordnet werden kann und/oder das überströmende Wasser aus dem Becken- beziehungsweise dem Klärüberlauf unmittelbar beziehungsweise durch eine Ableitung in den Vorfluter zugeführt werden kann. So kann der Beckenüberlauftrog entfallen, wenn der Vorfluter direkt bis an den Bereich der Beckenüberlaufschwelle beziehungsweise der Rohraustrittsöffnungen des Klärüberlaufes geführt wird.
• Es sei erwähnt, daß ein Schacht nicht zwingend erforderlich ist.
• Es sei erwähnt, daß die Ausbildung als Regenzyklonbecken nicht zwingend erforderlich, wohl aber vorteilhaft ist.

Claims (13)

1. Regenbecken (1) mit einer Regenwasserzuleitung (2) und einem Klärüberlauf (9, 10, 11, 15), dadurch gekennzeichnet, dass die Regenwasserzuleitung (2) nach dem Beckeninneren (3) hin eine die Regenwassereinströmung beeinflussende Trennwand (4) aufweist und der Klärüberlauf mit vom Beckeninneren durch die Trennwand (4) geführten Rohrleitungen (9) gebildet ist.
2. Regenbecken (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (4) zur tangentialen Regenwasserzuleitung ausgebildet ist.
3. Regenbecken (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (9) in einem von einem Beckenüberlauf (5) angeströmten Bereich (8) münden.
4. Regenbecken (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Beckenüberlauf (5) eine gegenüber der Trennwand (4) nach außen hin angeordnete Beckenüberlaufwand (5, 14) vorgesehen ist, um die Regenwasserzuleitung im Beckenbereich als Zuleitungstrog auszubilden.
5. Regenbecken (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuleitungstrog in ein Trockenwettergerinne (7) mündet.
6. Regenbecken (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Trennwand (4) aus Beton oder einem anderen, bei Verarbeitung gußfähigem Material besteht und die Rohrleitungen (9) fest mit dieser verbunden sind.
7. Regenbecken (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (9) zumindest teilweise in die Trennwand (4) eingegossen sind.
8. Regenbecken (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Trennwand (4) eingegossenen Rohrleitungen (9) von oben her zugänglich (10) sind, insbesondere in gerader Linie.
9. Regenbecken (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (9) Eintrittsöffnungen (11) aufweisen, die nach unten weisen.
10. Regenbecken nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (9) Eintrittsöffnungen (11) aufweisen, die trennwandnah angeordnet sind.
11. Regenbecken (1) nach einem der vorhergehenden Anprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Regenzyklonbecken ausgebildet ist.
12. Regenzyklonbecken nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (9), bei Einströmen des zugeleiteten Wassers im ersten Quadranten, im vierten Quadranten angeordnet sind.
13. Verfahren zum Betrieb eines Regenbeckens mit einer Regenwasserzuleitung und einem Klärüberlauf, wobei die Regenwasserzuleitung nach dem Beckeninneren hin eine die Regenwassereinströmung beeinflussende Trennwand aufweist und der Klärüberlauf mit vom Beckeninneren durch die Trennwand geführten Rohrleitungen gebildet ist, mit folgenden Verfahrensschritten: Das Regenwasser wird dem Beckeninneren durch einen mittels der Trennwand abgegrenzten Bereich zugeführt und zumindest ein Teil des vom Becken nicht mehr zu speichernden Wassers wird über die durch die Trennwand geführten Rohrleitungen abgeleitet.