Ziele der Vorlesung
- Sie kennen die Gründe, die für eine Regenwasserbehandlung sprechen.
- Sie können die Bedeutung der Regenwasserbehandlung in den siedlungswirtschaftlichen Kontext setzen.
- Sie können die verschiedenen Bauwerke unterscheiden und
- die Abwasserströme in Art, Häufigkeit und Menge den verschiedenen Zu- und Abläufen zuordnen.
- Sie verstehen die Grundlagen der Schmutzfrachtung
Probleme bei Regenwetter im Mischsystem
Betriebliche und ökonomische Probleme
- Überlastung der Kanalisation
- Überlastung der Kläranlagen
- Mischwasserentlastungsanlagen entlasten Regen- und auch Schmutzwasser in das Gewässer
- Mitbehandlung auf KA von nicht behandlungsbedürftigen Abwässern
- Gewässerverschmutzung
- z.B. Mischsystem (MS) in modifiziertes MS umzufunktionieren
Tabelle
Eintragspfad (Abwassermenge in Mio m³/a)
- Kommunale Abwasserbehandlung (3.228)
- Kleinkläranlagen (26)
- Regenwasserentlastung (1.453)
- Mischwasserentlastung (317)
- Industrielle Abwasserbehandlung (996)
- Gesamt NRW (6.020)
- TOC
- N(ges)
- P(ges)
- AOX
Verschmutzung de Niederschlagswassers
Quellen der Verschmutzung des Niederschlags- Luftverschmutzung
- Oberflächenverschmutzung
- Aufwirbelung von Ablagerungen
- Abrieb der "Sielhaut"
- Hydraulischer "Spülstoß"
Herkunft von Schmutzstoffen im Niederschlagswasser
Industrie, Heizung großräumiger Transport Background führt zur Luftverschmutzung
Oberflächenakkumulation
- Regenniederschlag
- Staubniederschlag
- Verkehr
- Winterdienste
- Winderosion
- Speicherung auf Oberfläche
- Straßenreinigung
- Niederschlagsabflüsse
Schadstoffquellen von Dach- und Straßenoberflächen
Straßenoberflächen
- Benzin
Blei, Nickel, Kobalt, Platin, Palladium, Rhodium, PAK, MTB
- Bremsen
- Kupfer, Chrom, Nickel, Cadmium, PAK
- Straßenbeläge
Nickel, Mangan, Blei, Chrom, Zink, Arsen, PAK
- Straßenunterhalt
Pestizide, Salze
Dachoberflächen
- Dachbleche, Fassaden, Abflussrohre
Kupfer, Zink, Blei, Zinn
- Atmosphärische Auswaschungen
Pestizide (Atrazin)
- Flachdachisolationen
Pestizide (Mecoprop)
Schadstoffquellen von Dach- und Straßenoberflächen
Schadstoffeigenschaften:
- wassserlöslich oder mit suspendierenden Stoffen vergemeinschaftet (65-95%)
- Fracht suspendierbarer Stoffe: 350-2300 kg/(ha*a)
- (Ashley et al. 2004)
Einträge in g/(m²*a), die in die Gewässer gelangen
- Dach und Hofflächen
Blei: 4,3
Zink: 3,1
- Verkehrsflächen
Blei: 8,4
Zink: 3,9
- Gesamtfracht in Deutschland (UBA, 2005)
Blei: 98 t/a
Zink: 1.316 t/a
Schmutzstoß
Abwasserabfluss- Durch Verdrängung des Trockenwetterabflusses (Impulstransport) kommt es zu einer Erhöhung der Fracht
- Erosion von Kanalsedimenten durch vergrößerte Fließgeschwindigkeiten
- Flache Einzugsgebiete
- Regen spült beispielsweise Schmutzstoffe von Straßenoberflächen und Dächern
- Kleine und steile Einzugsgebiete
Spülstoß im Mischsystem
- Messung von Mischwasser im Zufluss der Vorklärung
- "Die Frachtspitze läuft dem Durchfluss voraus"
- CSB (Schmutzkonzentration [mg CSB/ l])
- F (Frachtgut [CSB/s]
- Q (Mischwasseranfall [l/s])
- CSB: erreicht schon nach 20 min Spitze, fällt ab und steigt leicht wieder an nach 80 min
- F: steigt während des Abfalls von CSB, Spitzenwert nach 36 min, fällt gegen 0, egal wie lange das Regenereignis dauert
- Q: steigt etwas zeitverzögert, Spitzenwert nach 40 min, fällt gegen 0, egal wie lange das Regenereignis dauert
Ziele der Regenwasserbehandlung
im Mischsystem- Schutz des Gewässers vor Schmutzstoffen + Abflussspitzen
- Entlastung der Kläranlagen von Abflusspitzen
- nur behandlungsbedürftiges Regenwasser
- Schutz des Gewässers vor Schmutzstoffen + Abflussspitzen
Regenbecken
nach DWA A 166
nach DWA A 166
Mischsystem
- Regenüberlaufbecken RÜB
- Stauraumkanäle SK
- Filteranlagen FA
- Regenrückhalteanlagen RRA
Regenrückhaltebecken RRBTrennsystem
Regenrückhaltekanäle RRK
Retentionsbodenfilter RBF
- Regenklärbecken RÜB
- Filteranlagen FA
- Bodenfilter BF
- Regenrückhalteanlagen RRA
Regenrückhaltebecken RRB
Regenrückhaltekanäle RRK
Anzahl, Art und Größe der Regenbecken in NRW
s. Tabelle
- geordnet nach Größe
- von <50m³ bis über 10.000m³
- RÜB + SKU + SKO + SKS + RÜ + RRB + RRB(E)
- => 6.095 = 78%
- RKB + RRB
- => 1.712 = 12 %
- => 7.807 = 100%
Bauwerke
Unterscheidung von Regenbecken nach
Funktion
- Regenüberlaufbecken
- Stauraumkanäle
- Regenrückhalteanlagen
- Regenklärbecken
- etc.
- Fangbecken
- Durchlaufbecken
- Stauraumkanäle
- Regenrückhaltebecken
- etc.
- Hauptschluss
- Nebenschluss
- statisch
- bewirtschaftet
... jetzt erst wird es wieder interessant ...
Funktion der Bauwerke
RÜB/SK:
- Entlastung der Mischkanalisation bei Regenereignissen
- Speicherung
- ggf. mechanische Behandlung (Sedimentation)
- Zwischenspeicherung des gesamten Niederschlagabflusses
- Verzögerte Abgabe des gespeicherten Niederschlags in das Kanalnetz
- Keine Entlastung! (Nur Notüberlauf)
- Nur im Trennsystem
- mechanische Behandlung (Sedimentation) des behandlungsbedürftigen Regenwassers
... jetzt folgt die Funktionsweise, wichtig, um die nachfolgenden Verfahren und Arbeitsabläufe zu verstehen ...
Fangbecken FB
- FB speichern den ersten Anfall des Mischwassers und mit dem Spülstoß ausgetragene Schmutzfracht auf.
Kleine, steile Gebiete mit ausgeprägtem Spülstoß von der Oberfläche
- Das danach abfließende geringer verschmutzte Mischwasser wird vor dem Becken in den Vorfluter eineleitet.
- Fangbecken werden angeordnet bei nicht vorentlasteten Entwässerungsgebieten mit Fließzeiten<15-20min
- FB haben einen Beckenüberlauf (BÜ), der nach Beckenüberfüllung entlastet
- Hauptschluss: Trockenwetterabfluss durchfließt das Becken
- Nebenschluss: Trockenwetterabfluss wird am Becken vorbeigeleitet
Trennbauwerk (TB) notwendig !Nachteil: keinerlei Klärung des entlasteten Mischwasserabflusses
Fangbecken im Hauptschluss I
- (zeichnen)
- es fängt an zu regnen => noch ist Q(zu)
kont. Durchfluss
- während des Füllens: Q(zu) steigt => Q(BÜ) steigt => Q(d) bleibt aber konstant
Fangbecken im Hauptschluss II
- (zeichnen)
- bei gefülltem FB: Q(zu) bleibt konstant groß => Q(BÜ) springt an => ab in den Vorfluter => Q(D) bleibt konstant
- nach Regenende: Q(zu) sinkt => Q(BÜ) = 0 => FB leert sich wieder allmählich => Q(D) konstant
Fangbecken im Hauptschluss
- Foto (Oberforstbach) Trockenwetterrinne + Tauchwand
- Lerneinheit: Regenüberlaufbecken, das stark verschmutztes Mischwasser zu Beginn des Mischwasserabflusses (Spülstoß) zurückhalten soll. Das Fangbecken hat keinen Überlauf zum Abschlagen geklärten Abwassers. Vor dem Fangbecken ist allerdings ein Regenüberlauf angeordnet. (wasserwissen)
Fangbecken im Nebenschluss II
Hauptschluss
- bei gefülltem FB: Q(zu) konstant groß => TB springt an und leitet an BÜ weiter => FB ist voll => Q(BÜ) springt an => ab in den Vorfluter => Überlauf vom FB zum TB (Nebenschluss) => Q(D) konstant
- nach Regenende: Q(zu) wieder konstant klein => TB springt nicht an => alles wird wieder als Q(D) weitergeleitet => FB entleert sich allmählich wieder über TB (Nebenschluss)
Vergleich Hauptschluss - Nebenschluss
Hauptschluss
- Vorteile
nur ein Überlauf
weniger Leitungen
Entleerung mit natürlichem Gefälle möglich
weitgehende Freiheit in der Grundrissgestaltung
- Nachteile
- mit Füllhöhe stark schwankender Abfluss
- evtl. Gefälleverlust
- Vorteile
keine Beschickung bei Trockenwetter
kein Gefälleverlust im Sammler
gering schwankender Abfluss
- Nachteile
mehr verbindende LeitungenFrage: Gefälleverlust ?
Pumpe (mit Steuerung) zur Entleerung notwendig
Durchlaufbecken (DB)
Durchlaufbecken im Hauptschluss I
Durchlaufbecken im Hauptschluss II
Durchlaufbecken im Hauptschluss III
Durchlaufbecken im Nebenschschluss I
Durchlaufbecken im Nebenschschluss II
Durchlaufbecken im Nebenschschluss III
Verbundbecken (VB)
Stauraumkanal (SK)
Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung (SKO)
Stauraumkanal mit unten liegender Entlastung (SKU)
Konstruktive Ausbildung
RÜB als Durchlaufbecken im Nebenschluss (DWA M 176)
Regenüberlauf
Film TU Graz
Regenüberlauf
Trockenwetterzulauf und Mischwasserzulauf
Ausrüstung von Regenbecken
Drosselorgane: Klassifikation
Drosselorgane
Drosseleinrichtungen
Reinigungseinrichtungen
Reinigungseinrichtung: Schwallspülung
Reinigungseinrichtung: Stahlreiniger
Grobstoffrückhalt
Grundlagen der Schmutzfrachtberechnung
Kurzbeschreibung der Verfahren nach DWA-A-128
Durchlaufbecken im Hauptschluss I
Durchlaufbecken im Hauptschluss II
Durchlaufbecken im Hauptschluss III
Durchlaufbecken im Nebenschschluss I
Durchlaufbecken im Nebenschschluss II
Durchlaufbecken im Nebenschschluss III
Verbundbecken (VB)
Stauraumkanal (SK)
Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung (SKO)
Stauraumkanal mit unten liegender Entlastung (SKU)
Konstruktive Ausbildung
RÜB als Durchlaufbecken im Nebenschluss (DWA M 176)
Regenüberlauf
Film TU Graz
Regenüberlauf
Trockenwetterzulauf und Mischwasserzulauf
Ausrüstung von Regenbecken
Drosselorgane: Klassifikation
Drosselorgane
Drosseleinrichtungen
Reinigungseinrichtungen
Reinigungseinrichtung: Schwallspülung
Reinigungseinrichtung: Stahlreiniger
Grobstoffrückhalt
Grundlagen der Schmutzfrachtberechnung
Kurzbeschreibung der Verfahren nach DWA-A-128
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