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© DWA Landesverband BW Dr.-Ing. Ulrich Dittmer Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft Universität Stuttgart Fachliche Grundlagen.

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1 © DWA Landesverband BW Dr.-Ing. Ulrich Dittmer Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft Universität Stuttgart Fachliche Grundlagen für den Betrieb von Regenüberlaufbecken

2 © DWA Landesverband BW Inhaltsübersicht  Grundlagen der Entwässerung im Mischsystem Grundlagen der Entwässerung im Mischsystem  Bauformen und Bauwerkskomponenten von RÜB Bauformen und Bauwerkskomponenten von RÜB  Maschinen- und elektrotechnische Ausrüstung Maschinen- und elektrotechnische Ausrüstung  Bedeutung des Drosselabflusses Bedeutung des Drosselabflusses  Entlastungsaktivität Entlastungsaktivität

3 © DWA Landesverband BW Inhaltsübersicht  Grundlagen der Entwässerung im Mischsystem Grundlagen der Entwässerung im Mischsystem  Prinzip des Mischsystems Prinzip des Mischsystems  Abflusskomponenten im Mischsystem Abflusskomponenten im Mischsystem  Abflussmengen Abflussmengen  Verschmutzung des Abflusses bei Regen Verschmutzung des Abflusses bei Regen  Kritischer Mischwasserabfluss Kritischer Mischwasserabfluss  Notwendigkeit von Entlastungsanlagen Notwendigkeit von Entlastungsanlagen  Funktion, Arten und Anordnung von RÜB Funktion, Arten und Anordnung von RÜB  Betriebszustände von RÜB Betriebszustände

4 © DWA Landesverband BW Grundlagen – Prinzip des Mischsystems  Abwasser aus Haushalten, Gewerben und Industrie zusammen mit Fremdwasser und Niederschlagswasser  Sammlung und Ableitung in einem gemeinsamen Kanal  Bei Regen sehr große Abflüsse: →Können nicht alle in Kläranlage behandelt werden →Bauwerke zur Zwischenspeicherung notwendig! Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken Konventionelles System

5 © DWA Landesverband BW Grundlagen - modifiziertes Mischsystem  In Neubaugebieten  Gering verschmutztes Niederschlagswasser wird versickert oder in Gewässer eingeleitet  Stärker verschmutztes Niederschlagswasser wird zur Kläranlage geleitet  Behandlungsbedarf des Niederschlagswassers abhängig von Herkunftsfläche Belastbarkeit des Gewässers Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken Modifiziertes System

6 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Abflusskomponenten  Häusliches Schmutzwasser aus privaten Haushalten, Schulen, Kleingewerbe QHQH QGQG QRQR QFQF  Gewerbliches Schmutzwasser aus Industrie und Gewerbe  Regenwasser bei Regen von befestigten Flächen abfließendes Wasser Bildquelle: Dr. Percher AG Q Ges  Fremdwasser eindringendes Grundwasser, Bach-/Quell- wasser und Außengebietszuflüsse

7 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Abflusskomponenten QSQS QTQT  Schmutzwasser Häusliches und Industrielles Schmutzwasser  Trockenwetterabfluss bei Trockenwetter im Kanal abfließender Abfluss QHQH QGQG QFQF

8 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Abflussmengen  Häuslicher Schmutzwasseranfall entspricht weitestgehend dem Wasserverbrauch typisch: 120 – 130 l/ (EW ⋅ d) Verbrauchsschwankungen im Tagesverlauf  Fremdwasseranteil Anteil des Fremdwassers am Trockenwetterabfluss in % Räumlich und zeitlich große Unterschiede QTQT QSQS Fremdwasseranteil =

9 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Abflussmengen: Schmutzwasser Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

10 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Abflussmengen: Fremdwasser Bildquelle: Emschergenossenschaft 2007

11 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Abflussmengen Regenwasseranfall  Kenngrößen Niederschlagsmenge = Niederschlagshöhe in mm  Durchschnittlich in Deutschland: 780 mm/a  1 mm Niederschlagshöhe entspricht 1 l/m 2  Große Regionale Unterschiede Regenstärke (Intensität) = Regenspende in l/(s ⋅ ha)  Große Bandbreite  Nieselregen: 1 l/(s ⋅ ha), seltene Starkregen > 100 l/(s ⋅ ha)

12 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Abflussmengen: Regenwasser Bildquelle: DWD

13 © DWA Landesverband BW Grundlagen – Abflussmengen: Regenspende Quelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken Beispiel: Messstation Schömberg (Baden-Württemberg)

14 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Abflussmengen  Nicht jeder Regentropfen gelangt in die Kanalisation →Verdunstungsverluste →Muldenauffüllung  Bei sehr starken Regenfällen kommt ein größerer Anteil zum Abfluss als im Mittel aller über das gesamt Jahr  Starkregenereignisse treten sehr viel seltener auf als Regen mit geringeren Intensitäten  Vereinfachende Annahme: Der gesamte Regen, der auf eine befestigte Flächen (A U ) trifft, gelangt in die Kanalisation Der Regen, der auf unbefestigte Flächen trifft, gelangt nicht in die Kanalisation

15 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Abflussmengen  Kanalisationen werden so bemessen, dass sie Abflüsse von Starkregen ableiten können, wie sie nur alle zwei Jahre (in ländlichen Gebieten) oder sogar nur alle 10 Jahre (z.B. in Unterführungen) einmal auftreten.  Die entsprechenden Regenspenden liegen zwischen 100 und 200 l/(s·ha)  Es ist weder wirtschaftlich noch ökologisch sinnvoll diese seltenen Spitzenabflüsse behandeln zu wollen.  Abschnitt „Kritischer Mischwasserabfluss“

16 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Abflussmengen Quelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken Berechnungsbeispiel

17 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Abflussmengen Quelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken Berechnungsbeispiel

18 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Verschmutzung des Abflusses bei Regen  Vielzahl unterschiedlicher Schadstoffe  Indikatorparameter (Stellvertreter) Chemischer Sauerstoffbedarf CSB  Große Unterschiede bei Verschmutzung der Niederschlagsabflüsse Abhängig von Nutzung der Flächen: Parkplätze und Straßen stärker verschmutzt (Reifenabrieb etc.) Dachflächen gering verschmutzt Quelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

19 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Verschmutzung des Abflusses bei Regen – Der Spülstoß  Spülstoß  Ablagerungen in der Kanalisation bei Trockenwetter  Remobilisierung (Aufwirbelung) durch größeren Abfluss bei Regen Spülstoß Stark verschmutzter Abfluss zu Beginn eines Regenereignisses  Zeitweise höhere Konzentrationen als bei Trockenwetterabfluss  Wenn Oberflächen und Kanäle gespült sind, gehen Schmutzfrachten wieder zurück  Regenwasser verdünnt anschließend Schmutzwasser

20 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Kritischer Mischwasserabfluss  Seltene Starkniederschläge können nicht vollständig in Abwasserbehandlungsanlagen behandelt werden →Kritische Regenspende r krit als Obergrenze für Behandlung im Mischsystem →Sie hängt von der Empfindlichkeit des betroffenen Gewässers ab →In Baden-Württemberg im Normalfall 15 l/(s*ha), bei besonders empfindlichen Gewässern bis zu 45 l/(s*ha)  Aus der Regenspende wird der Abfluss Q krit ermittelt, der an RÜ weitergeleitet werden muss →Größere Abflüsse dürfen unbehandelt in das Gewässer eingeleitet werden

21 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Kritischer Mischwasserabfluss Q krit Q T,dM = + r krit ∙ A U Q T,dM = Trockenwetterabfluss im Tagesmittel aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet = von oberhalb zufließende Drosselabflüsse Q Dr,i

22 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Kritischer Mischwasserabfluss Q krit Q T,dM Q Dr,i = + r krit ∙ A U + Σ Q T,dM = Trockenwetterabfluss im Tagesmittel aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet = von oberhalb zufließende Drosselabflüsse Q Dr,i

23 © DWA Landesverband BW Grundlagen – Notwendigkeit von Regenüberlaufbecken  Bei Starkregen müssen Kanäle etwa 100 bis 200 l/(s·ha) ableiten können  An Regenüberläufen wird der Abfluss auf Q krit reduziert  Kläranlagen können das 3 bis 9fache von Q S zuzüglich Q F aufnehmen QSQS = 3 bis 9 ∙ + = ca. 100 bis 200 l/(s·ha) QFQF r bem r krit = 15 bis 45 l/(s·ha) QMQM  Kläranlagen können damit im Mittel einen Regenabfluss von etwa 1 bis 2 l/(s·ha) mitbehandeln (q r )

24 © DWA Landesverband BW Grundlagen – Notwendigkeit von Regenüberlaufbecken QMQM ist sehr viel größer als Der Abzuleitende Abfluss Q Ges den die Kläranlage aufnehmen kann Regenwasserentlastungsanlagen zur Begrenzung des Abflusses sind nötig!  Abflüsse, die den Bemessungszufluss der Kläranlage (Q M ) übersteigen, werden in Regenüberlaufbecken (RÜB) zwischengespeichert  Nicht immer wird der Abfluss an einem RÜ oberhalb vorentlastet

25 © DWA Landesverband BW Grundlagen – Notwendigkeit von Regenüberlaufbecken QMQM ist sehr viel größer als Der Abzuleitende Abfluss Q Ges den die Kläranlage aufnehmen kann Regenwasserentlastungsanlagen zur Begrenzung des Abflusses sind nötig!  Nach dem Regenereignis wird das gespeicherte Volumen zur Kläranlage weitergeleitet und dort behandelt  Bei größeren Regenfällen laufen RÜB über. Das ist unvermeidbar.  Überlaufhäufigkeit: 18 bis 36 mal pro Jahr

26 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Regenüberlauf RÜ  RÜ als einfachstes Bauwerk zur Abflussdrosselung  Übersteigt Zufluss zum Regenüberlauf den Drosselabfluss, wird direkt in Gewässer entlastet  Q krit muss in voller Höhe Richtung Kläranlage weitergeleitet werden Bildquelle: C. KlippsteinBildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

27 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Regenüberlaufbecken (RÜB)  Deutlich weitergehende Drosselung des Abflusses in Richtung der Kläranlage  Höhe des Drosselabflusses hängt von der Kapazität der Kläranlage ab. Drosselung am letzten Becken auf den Bemessungszufluss der Kläranlage Q M  Entlastungshäufigkeit: 18 bis 36 Mal pro Jahr QMQM größer als Q krit

28 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Funktionen  Arten von Regenüberlaufbecken Fangbecken Durchlaufbecken  Fangbecken bei ausgeprägtem Spülstoß bei kleinen Einzugsgebieten bis 20 ha und kurzen Fließzeiten bis 15 min  Durchlaufbecken bei gleichmäßiger Verschmutzungskonzentration Größere Einzugsgebiete Gebiete mit Entlastungsanlagen oberhalb

29 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Fangbecken  Fangbecken speichern stark verschmutzte Abflussanteile zu Beginn des Regens (Spülstoß)  Wenn das Becken voll ist, wird über den Beckenüberlauf in das Gewässer entlastet  Anordnung des Beckenüberlaufs im Zulaufbereich, um Durchmischung mit stark verschmutztem Inhalt zu vermeiden

30 © DWA Landesverband BW Grundlagen – Durchlaufbecken (DB)  Zusätzlich zur Zwischenspeicherung wird in DB der größte Teil des Entlastungsabflusses durch Absetzen gereinigt.  Durchlaufbecken besitzen einen Klärüberlauf (KÜ) um vorgereinigtes Mischwasser in das Gewässer abzuleiten  Der Abfluss über den KÜ und damit der Durchfluss durch das DB werden begrenzt. →ausreichende Aufenthaltszeit für Absetzvorgang →Vermeidung der Aufwirbelung abgesetzter Stoffe  Größere Abflüsse werden vor dem Becken über den BÜ entlastet.

31 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Verbundbecken  Kombination aus Fang- und Durchlaufbecken  Besitzt sowohl einen Fang- also auch einen Klärteil  Zu Beginn eines Regenereignisses wird ankommendes Mischwasser mit verschmutzten Spülstoß im Fangteil gespeichert  Nach Füllung des Fangteils durchfließt dann ankommendes weniger verschmutztes Mischwasser den Klärteil und wird mechanisch gereinigt  Mechanisch vorgereinigtes Wasser wird über den Klärüberlauf ins Gewässer geleitet

32 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Stauraumkanäle  In der Regel Rohrleitungen mit großem Durchmesser  Unterscheidung nach Anordnung der Entlastung: Stauraumkanäle mit obenliegender Entlastung (SKO): wirken wie Fangbecken im Hauptschluss Stauraumkanäle mit untenliegender Entlastung (SKU): Gefahr, dass bei Starkregenereignissen abgesetzte und wieder aufgewirbelte Stoffe in das Gewässer entlastet werden

33 © DWA Landesverband BW Grundlagen – Anordnung in Haupt- und Nebenschluss  Im Hauptschluss durchfließt der Trockenwetterabfluss das Becken  Übersteigt bei Regenwetter der Zufluss zum Becken den maximalen Drosselabfluss, füllt sich das Becken  Beckenkammer und Kanalnetz füllen und entleeren sich zeitgleich (hydraulische Kopplung)

34 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Fangbecken im Hauptschluss Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

35 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Durchlaufbecken im Hauptschluss Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

36 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Anordnung  Im Nebenschluss wird Trockenwetterabfluss durch ein Trennbauwerk am Becken vorbeigeführt  Bei einem Regenereignis steigt der Wasserspiegel im Trennbauwerk  Überlauf von Mischwasser in das Becken  Nach Regenende muss zunächst der Wasserspiegel im Kanalnetz sinken, bevor das Becken entleert wird (hydraulische Entkoppelung)  RÜB im Nebenschluss werden meist durch Pumpen entleert.

37 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Fangbecken im Nebenschluss Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

38 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Durchlaufbecken im Nebenschluss Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

39 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Betriebszustände Beispiel: Durchlaufbecken im Hauptschluss  Bei Trockenwetter durchfließt der Trockenwetterabfluss in offener Rinne das Becken  Weil der Zufluss zum Becken kleiner ist als Drosselabfluss, Q Dr kleiner als Q Zu...wird er komplett in Richtung Kläranlage weitergeleitet

40 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Betriebszustände Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

41 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Betriebszustände  Wenn bei Regen der Zufluss zum Becken den Drosselabfluss übersteigt, Q Dr größer als Q Zu...kommt es zu Rückstau vor Drosselorgan → Das Becken beginnt sich zu füllen

42 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Betriebszustände Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

43 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Betriebszustände  Wenn der Zufluss zum Becken längere Zeit den Drosselabfluss überschreitet, Q Dr größer als Q Zu... erreicht irgendwann der Wasserstand im Becken die Höhe des Klärüberlaufs →Der Klärüberlauf springt an →Über den KÜ wird Mischwasser entlastet, das durch Absetzen der Feststoffe teilweise gereinigt ist. →Damit das Absetzen funktioniert, wird der Abfluss über den KÜ begrenzt (hier durch einen Schlitz)

44 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Betriebszustände Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

45 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Betriebszustände  Wenn das DB voll ist und der Zufluss den kritischen Mischwasserabfluss (Q krit ) überschreitet, Q Krit größer als Q Zu... steigt der Wasserstand im Becken auf die Höhe des Beckenüberlaufs BÜ) →BÜ springt an →völlig unbehandeltes Mischwasser wird entlastet Dieser Zustand ist sehr selten!

46 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Betriebszustände Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

47 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Betriebszustände  Sobald der Zufluss den Drosselabfluss wieder unterschreitet, Q Dr kleiner als Q Zu... entleert sich das Becken selbstständig

48 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Betriebszustände Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

49 © DWA Landesverband BW Grundlagen - Betriebszustände  Die abgesetzten Stoffe müssen nach dem Regen zur Kläranlage weitertransportiert werden Dazu werden sie  entweder am Ende der Entleerung durch Strömungserzeuger aufgewirbelt  oder nach der Entleerung durch Schwallspüleinrichtungen ausgespült (  siehe Beispiel)

50 © DWA Landesverband BW Betriebszustände - Spülung Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

51 © DWA Landesverband BW Betriebszustände - Spülung Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken zur Gliederung

52 © DWA Landesverband BW Betriebszustände - Durchlaufbecken im NS Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

53 © DWA Landesverband BW Betriebszustände - Durchlaufbecken im NS Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

54 © DWA Landesverband BW Betriebszustände - Durchlaufbecken im NS Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

55 © DWA Landesverband BW Betriebszustände - Durchlaufbecken im NS Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

56 © DWA Landesverband BW Betriebszustände - Fangbecken im HS Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

57 © DWA Landesverband BW Betriebszustände - Fangbecken im HS Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

58 © DWA Landesverband BW Betriebszustände - Fangbecken im HS Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

59 © DWA Landesverband BW Betriebszustände - Fangbecken im HS Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

60 © DWA Landesverband BW Betriebszustände - Fangbecken im NS Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

61 © DWA Landesverband BW Betriebszustände - Fangbecken im NS Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

62 © DWA Landesverband BW Betriebszustände - Fangbecken im NS Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

63 © DWA Landesverband BW Betriebszustände - Fangbecken im NS Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

64 © DWA Landesverband BW Betriebszustände - Fangbecken im NS Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken zur Gliederung

65 © DWA Landesverband BW Inhaltsübersicht  Grundlagen Mischsystem, Abflussmengen, Verschmutzung, Kritischer Mischwasserabfluss, Notwendigkeit und Funktion von Regenwasserentlastungsanlagen  Bauformen und Bauwerkskomponenten  Maschinen- und elektrotechnische Ausrüstung  Bedeutung des Drosselabflusses  Entlastungsaktivität

66 © DWA Landesverband BW Bauformen von Regenüberlaufbecken  Offene oder geschlossene Becken  Rund-, Rechteckbecken oder Stauraumkanäle (häufigste Bauform Rechteckbecken)  i.d.R. als Massivbecken in Stahlbetonbauweise (selten Stahl, Edelstahl, Kunststoff) Bildquelle: W. Geiger

67 © DWA Landesverband BW Bauformen  Vorteile offener RÜB Wirtschaftlicher zu bauen und zu betreiben Wartungsfreundlicher Geringere Unfallgefahr für Betriebspersonal  Vorteile geschlossener RÜB „„Geringere Gefahr von Vandalismus „Anderweitige Grundstücksnutzung möglich Keine Umzäunung nötig „„Geringere Materialbeanspruchung durch Temperaturschwankungen

68 © DWA Landesverband BW Bauformen - Rundbecken  Sohlnaher tangentialer Einlauf  Drehströmung  Unterscheidung in Wirbelschachtbecken Regenzyklonbecken (beide als Fang- oder Durchlaufbecken im Hauptschluss) Bildquelle: U. Dittmer

69 © DWA Landesverband BW Bauformen - Rundbecken Bildquelle: DWA A166

70 © DWA Landesverband BW Bauwerkskomponenten - Drosselbauwerke  Drosselbauwerk Dient der Aufnahme des Drosselorgans Trockene, halbtrockene oder nasse Aufstellung Aufgrund der schwierigen Wartung sollte die nasse Aufstellung vermieden werden Bildquelle: DWA A166 Trockene Aufstellung

71 © DWA Landesverband BW Bauwerkskomponenten - Drosselbauwerke Bildquelle: DWA A166 Nasse AufstellungHalbtrockene Aufstellung

72 © DWA Landesverband BW Bauwerkskomponenten - Trennbauwerke  Trennbauwerke Notwendig bei RÜB im Nebenschluss I.d.R. zusammengefasst mit Beckenüberlauf in einem Bauwerk Bildquelle: J. Michels Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

73 © DWA Landesverband BW Bauwerkskomponenten - Überläufe  Klärüberlauf Zur Entlastung des mechanisch vorgeklärten Wassers im Durchlaufbecken Begrenzt Zufluss, um Absetzwirkung zu gewährleisten Entlastet mechanisch vorgereinigtes Wasser in Gewässer Bildquelle: W. Geiger  Beckenüberlauf Entlastet ungeklärtes Wasser, wenn Kapazitäten ausgeschöpft direkt in Gewässer

74 © DWA Landesverband BW Bauwerkskomponenten - Überläufe Bildquelle: UFT Umwelt- und FluidTechnik Dr. H. Brombach GmbH

75 © DWA Landesverband BW Inhaltsübersicht  Grundlagen Mischsystem, Abflussmengen, Verschmutzung, Kritischer Mischwasserabfluss, Notwendigkeit und Funktion von Regenwasserentlastungsanlagen  Bauformen und Bauwerkskomponenten  Maschinen- und elektrotechnische Ausrüstung  Bedeutung des Drosselabflusses  Entlastungsaktivität

76 © DWA Landesverband BW Maschinen- und elektrotechnische Ausrüstung  Maschinentechnik Drosselorgane Reinigungseinrichtungen  Elektrotechnik Messeinrichtungen Fernüberwachung und Fernwirktechnik

77 © DWA Landesverband BW Maschinen- und elektrotechnische Ausrüstung - Drosselorgane  Drosselorgan Zur Begrenzung des an die Kläranlage weitergeleiteten Abflusses Abfluss sollte möglichst konstant gehalten werden Wichtigste maschinentechnische Einrichtung des RÜB Bildquelle: bgu- Umweltschutzanlagen GmbH

78 © DWA Landesverband BW  Drosselstrecken Passives Drosselorgan Drosselung des Abflusses mit Hilfe eines verengten Abflussquerschnittes  Nachteile Drosselstrecken: Drosselabfluss kann nicht verstellt, sondern nur mit baulichen Maßnahmen verändert werden Große Schwankungsbreite des Drosselabflusses aufgrund von Vordruck Maschinen- und elektrotechnische Ausrüstung - Drosselorgane Kein Einsatz von Drosselstrecken bei neuen RÜB

79 © DWA Landesverband BW Maschinen- und elektrotechnische Ausrüstung - Drosselorgane Unterscheidungsmerkmale von Drosselorganen  Passive Drosseln können den Abflussquerschnitt nicht verändern Ablauf wächst mit Quadratwurzel des Wasserstandes (Torricelli)  Aktive Drosseln können den Abflussquerschnitt verändern →Steilere Abflusskurven und konstanterer Durchfluss erreichbar

80 © DWA Landesverband BW Maschinen- und elektrotechnische Ausrüstung - Drosselorgane Unterscheidungsmerkmale von Drosselorganen  Steuerung Veränderungen des Wasserstandes vor Drosseleinlauf wird entgegengewirkt (hydraulisch oder hydraulisch-mechanisch) Kernproblem Steuerung: unbekannter Durchfluss →Verlegungen können nicht erkannt werden, Drossel reagiert u.U. falsch  Regelung Bestimmung des aktuellen Durchflusses Regelung kann Verlegung des Abflussquerschnittes aufgrund verändertem Durchfluss erkennen

81 © DWA Landesverband BW Maschinen- und elektrotechnische Ausrüstung - Drosselorgane Unterscheidungsmerkmale von Drosselorganen  Mit oder ohne Fremdenergie Mit Fremdenergie wird Energie für Steuer- und Regelvorgänge dem Abwasserstrom entnommen  Auswahl Drosselorgan abhängig von Verstellbarkeit des Abflusses Steilheit der Abflusskurve (Konstanz des Drosselabflusses) gleichzeitiger Durchflussmessung

82 © DWA Landesverband BW Bildquelle: DWA A166

83 © DWA Landesverband BW Maschinen- und elektrotechnische Ausrüstung - Reinigungseinrichtungen  Abgelagerte Feststoffe müssen der Kläranlage zugeführt werden  Reinigung von RÜB mit Schwallspüleinrichtungen oder Strömungserzeugern Bildquelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken  Schwallspüleinrichtungen Becken wird nach Entleerung mit Wasserschwall gereinigt Spüleinrichtungen mit drehbar gelagerten, kippenden Spülwasserbehältern Kammerspüleinrichtungen mit statischen Spülwasserbehältern Kanalvolumen aktivierende Spüleinrichtungen

84 © DWA Landesverband BW Maschinen- und elektrotechnische Ausrüstung - Reinigungseinrichtungen  Strömungserzeuger starre oder schwenkende Rührwerke „„starre oder schwenkende Strahlreiniger, Strahlreiniger mit pulsierender Betriebsweise „„Umpumpsysteme Durch Flügelrad oder Wasser- strahlpumpe wird Wasser bei Entleerung in Bewegung gehalten Darf nicht anspringen, wenn Beckenentlastung zu erwarten ist Bildquelle: H.Roth

85 © DWA Landesverband BW Elektrotechnische Ausrüstung  Messtechnik liefert Voraussetzungen für: Automatische Steuerung und Regelung maschineller elektrisch angetriebener Aggregate Auslösung automatischer Störmeldungen und Fernüberwachung Überwachung des Betriebsverhaltens durch Erfassung von Einstau- und Entlastungshäufigkeiten und deren Dauern

86 © DWA Landesverband BW Elektrotechnische Ausrüstung Quelle: DWA, Betrieb von Regenüberlaufbecken

87 © DWA Landesverband BW Elektrotechnische Ausrüstung  Verfahren zur Wasserstandsmessung Druckmessung mit Tauchsonden Sonden befinden sich im Wasser Wasserstandsmessung über die Verformung einer Membran Echolot-/Ultraschallmessungen Bestimmung der Entfernung durch Laufzeitmessung eines Schallimpulses Messsonde außerhalb des Abwassers  Für alle Messungen gute hydraulische Randbedingungen nötig!  Gute Zugänglichkeit und Beleuchtung der Messeinrichtungen

88 © DWA Landesverband BW Elektrotechnische Ausrüstung  Störmeldungen, Fernüberwachungen und Störwirktechnik  Intensive Überwachung der Anlagen notwendig  Vor-Ort-Kontrollen nach jeder Belastung (EKVO BW) Teilweise jedoch besteht die Möglichkeit, die Kontrollen durch Fernüberwachungssysteme zu ersetzen  Einfache Form der Fernüberwachung ist Übertragung von Störmeldungen Fernüberwachung kann Vor-Ort-Kontrollen nicht vollständig ersetzen!

89 © DWA Landesverband BW Inhaltsübersicht  Grundlagen Mischsystem, Abflussmengen, Verschmutzung, Kritischer Mischwasserabfluss, Notwendigkeit und Funktion von Regenwasserentlastungsanlagen  Bauformen und Bauwerkskomponenten  Maschinen- und elektrotechnische Ausrüstung  Bedeutung des Drosselabflusses  Entlastungsaktivität

90 © DWA Landesverband BW Bedeutung des Drosselabflusses Q Dr  Drosselabfluss: Wassermenge, die an einer Regenwasserentlastungsanlage in Richtung der Kläranlage weitergeleitet wird  Abflüsse größer als Q Dr werden entlastet oder gespeichert

91 © DWA Landesverband BW Bedeutung des Drosselabflusses Q Dr  Wird bei der Planung abhängig vom Bemessungszufluss der Kläranlage (Q M ) festgelegt  Die Drosselabflüsse aller RÜB in einem Gebiet sind auf Q M und untereinander abgestimmt  Der Drosselabfluss hat großen Einfluss auf die Gewässerbelastung  Darf nicht ohne Genehmigung der Aufsichtsbehörde verändert werden!  Muss regelmäßig auf Genauigkeit überprüft werden

92 © DWA Landesverband BW Bedeutung des Drosselabflusses Q Dr zu hoch Kläranlage: Hydraulische Überlastung, sinkender Wirkungsgrad, Schlammabtrieb Regenüberlaufbecken: unplanmäßige Entlastungstätigkeit unterhalb liegender Anlagen Sonstiges: Abschlagen von unbehandeltem Abwasser über Notüberläufe

93 © DWA Landesverband BW Bedeutung des Drosselabflusses Q Dr zu niedrig schnellere Füllung der Speicherkammer mit verfrühter Entlastung

94 © DWA Landesverband BW Inhaltsübersicht  Grundlagen Mischsystem, Abflussmengen, Verschmutzung, Kritischer Mischwasserabfluss, Notwendigkeit und Funktion von Regenwasserentlastungsanlagen  Bauformen und Bauwerkskomponenten  Maschinen- und elektrotechnische Ausrüstung  Bedeutung des Drosselabflusses  Entlastungsaktivität

95 © DWA Landesverband BW Entlastungsaktivität  Charakterisierung der Entlastungsaktivität durch Entlastungshäufigkeit und -dauer  Zur Erkennung einer Entlastung Wasserstandsmessung im Becken  Wenn Wasserstand Überfallhöhe überschreitet, wird Zeit gemessen  Bei selbstregulierenden Wehren ist Zeitdauer entscheidend, in der das Wehr sich außerhalb der Ruhestellung befindet

96 © DWA Landesverband BW Entlastungsaktivität  Bei Fangbecken ist Entlastung das Abschlagen von Mischwasser über Beckenüberlauf  Bei Durchlaufbecken ist Entlastung das Abschlagen von Mischwasser über Becken- und Klärüberlauf  Entlastungshäufigkeit ist Zahl der Kalendertage, an denen das Becken mindestens einmal übergelaufen ist →Überlauf über Mitternacht hinweg wird als 2 Überläufe gewertet →Zwei Überlaufe an einem Tag werden als 1 Überlauf gewertet

97 © DWA Landesverband BW Entlastungsaktivität  Aussagekräftige Informationen nur mit Messdaten von 3 bis 5 Jahren gewinnbar  Grundsätzlich Archivierung der Daten als Rohdaten →Verdichtung führt zu Informationsverlust  Typische Entlastungsaktivitäten mit Ranking-Kurven und Rating- Tabellen  Entlastungshäufigkeit: Tage mit Entlastung (d.h. ein Überlaufen von 23:55 Uhr bis 00:10 Uhr zählt als zwei Ereignisse)

98 © DWA Landesverband BW Bildquelle: H.Brombach

99 © DWA Landesverband BW Entlastungsaktivität  Grobe Anhaltswerte  Fangbecken Überlauf alle 12 bis 20 Tage  Durchlaufbecken Anspringen des Klärüberlaufs alle 10 bis 15 Tage Anspringen des Beckenüberlaufs alle 60 bis 68 Tage

100 © DWA Landesverband BW Entlastungsaktivität  Mit Hilfe der Messdaten ist Einordnung eines RÜB möglich  Einfaches Prüfkriterium für Durchlaufbecken: Entlastungaktivität Klärüberlauf soll größer sein als die des Beckenüberlaufs  Ungleichmäßige Verteilung der Entlastungsaktivitäten deutet auf nicht bestimmungsgemäß funktionierendes Abwassersystem hin →Das insgesamt zur Verfügung stehende Speichervolumen wird nicht optimal genutzt →Ein RÜB entlastet bereits, während in anderem noch nutzbares Speichervolumen zur Verfügung steht →Kann nur von zentraler Erfassung und Auswertung erkannt werden

101 © DWA Landesverband BW Entlastungsaktivität Entlastungshäufigkeit Überlaufdauer Sehr selten Sehr kurz Einzugsgebiet ist noch nicht voll erschlossen, Krasse Überbemessung des Beckenvolumens, Drosselabfluss zu groß, Besonders schutzwürdiges Entlastungsgewässer, Fremdwasser- oder Trinkwasseranfall stark überschätzt, Fehler im Kanalnetzplan, Bypassleitung im Drosselschacht steht versehentlich offen Ursachen Schwacher Emittent, keine Gefahr im Verzuge, Messgerät prüfen, Ursachen klären, Drosselabfluss deutlich verkleinern, Große Leistungsreserven vorhanden, unwirtschaftliche Situation

102 © DWA Landesverband BW Entlastungsaktivität Entlastungshäufigkeit Überlaufdauer Selten Kurz Beckenvolumen ist etwas zu groß, Drosselabfluss etwas zu groß, Oberhalb liegendes Becken mit zu kleinem Drosselabfluss, Zu kurze Messperiode Ursachen Unterdurchschnittliche Emissionen, Nachprüfung Bemessungsgrundlage, Drosselabfluss etwas verkleinern

103 © DWA Landesverband BW Entlastungsaktivität Entlastungshäufigkeit Überlaufdauer DurchschnittlichDurchschnittlich Die Bemessung ist gut eingestellt. Oder: Glück gehabt! Ursachen Unauffällig, Durchschnittlicher Emittent, Kein akuter Handlungsbedarf, Wirtschaftliche Lösung

104 © DWA Landesverband BW Entlastungsaktivität Entlastungshäufigkeit Überlaufdauer Oft Lang Oft Lang Beckenvolumen etwas zu klein, Drosselabfluss etwas zu klein, Oberhalb liegendes Becken mit zu großem Drosselabfluss, Noch fehlende Becken im Einzugsgebiet, Zu kurze Messperiode Ursachen Überdurchschnittliche Emissionen, Nachprüfung Bemessungsgrundlage, Wartung erhöhen, Drosselabfluss etwas vergrößern

105 © DWA Landesverband BW Entlastungsaktivität Entlastungshäufigkeit Überlaufdauer Sehr oft Sehr lang Sehr oft Sehr lang Das Gewässer ist unempfindlich und belastbar, Fremdwasseranfall wurde krass unterschätzt, Höhenlage mit Schneeschmelze im Frühjahr nicht bedacht, Unbekannter Anschluss von Außengebieten, Ablaufdrossel teilweise oder ganz verstopft, Rückstau vom Gewässer wegen zu niedriger Schwelle, unbekannter Starkeinleiter, Bemessungsfehler, Messfehler, unzureichende Wartung Ursachen Heftiger Emittent, der auch das unterhalb liegende Kanalnetz und die Kläranlage stark belastet, Gefahr im Verzuge, Drosselanlage prüfen, Wartung verschärfen, Andere Ursachen suchen und Fehler baldmöglichst abstellen


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