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Verfahren
der Vakuumentwässerung
Die
Unterdruck- oder Vakuumentwässerung
ist ein besonderes Entwässerungsverfahren und gehört
zu den
allgemein anerkannten Regeln der Technik. Dieses Verfahren ist
ausschließlich bei Trennsystemen anzuwenden und bietet
Vorteile
bei geringem Geländegefälle, hohem Grundwasserstand
oder
Trinkwassereinzugsgebieten und ungünstigen
Untergrundverhältnissen.
Die möglichst am Tiefpunkt errichtete Vakuumstation baut einen
Unterdruck im Netz von 0,6 - 0,7 bar auf und saugt so das Abwasser als
Wasser-Luft-Gemisch portionsweise (je 8 bis 15 l) in das Vakuumnetz und
letztendlich zum Sammelbehälter an der Vakuumstation. Bei
jedem
Saugvorgang wird das 5 fache an Luft mit in das System eingesaugt. Von
der Station aus befördern Pumpen das Abwasser weiter zur
Kläranlage. Das Vakuumnetz ist ein Sammelsystem, bestehend aus
Druckrohrleitungen PEHD DN 80 bis 100 SDR 11 und kann in einer
verminderten Verlegetiefe eingebaut werden.
Schema der Vakuumentwässerung
nach ATV-A 116 (1996)
Die geringe Verlegetiefe sowie eine
überwiegend geschlossene Bauweise (Spülbohrverfahren)
ermöglichen erhebliche Bauzeitverkürzungen und
Minderungen
der für Freigefälleleitungen kennzeichnenden
Beeinträchtigungen des Verkehrsraumes. Hindernisse, wie
querende
Versorgungsleitungen, können unter- bzw. überfahren
werden.
Die Vakuumleitung ist im Gegensatz zu Freigefälle- und
Druckleitungen praktisch wartungsfrei. Leckagen und Störungen
werden direkt gemeldet und können geortet und beseitigt
werden.
Der Wartungsaufwand beschränkt sich auf die Vakuumstation und
die
Ventile in den Hausanschlussschächten. Aus
ökologischer Sicht
ist die Minimierung des Fremdwasseranteils im abzuleitenden
Schmutzwasser als positiv einzustufen. Die permanente Aufrechterhaltung
des Unterdruckes im Vakuumnetz bedeutet einen nicht unerheblichen
Energieaufwand.
Jeder Hausanschluss erhält ein Absaugventil, das ist in einem
speziellen Hausanschlussschacht integriert ist. Vor dem Ventil befindet
sich ein Abwassersammelraum. Sobald sich eine bestimmte Wassermenge
angesammelt hat (15 l), öffnet sich das Ventil (ohne
zusätzliche Stromzufuhr), so dass das Abwasser in das
Vakuumsystem
abgesaugt wird. Das Ventil schließt sich wieder, wenn eine
bestimmte Menge Luft nachgesaugt wurde. Die Leitungsverlegung erfolgt
mit langen Gefälleabschnitten und kurzen
Steigungsstücken
(Sprüngen). Da in unserem Beispielsprojekt
„Wobeck“ in
der Samtgemeinde Heeseberg, Niedersachsen, ausreichend Gefälle
vorhanden ist, konnte die Kanalleitung weitgehend parallel zum
Gelände in frostfreier Tiefe mit vergleichsweise wenigen
Steilstücken verlegt werden. Diese Sprungstücke
gewährleisten an dieser Stelle einen Abwassersammelraum im
Kanal,
der das Vakuum von Sprung zu Sprung überträgt. Ein
Hindernis
kann durch einen Sprung überwunden werden.
Unsere
Realisation im Ortsteil Wobeck (Gemeinde Twieflingen) der Samtgemeinde
Heeseberg im Jahr 2003/2004
Im September 2001 beauftragte die Samtgemeinde Heeseberg das
Ingenieurbüro Blumberg mit der Planung einer
kostengünstigen
Ortsentwässerung mit Ortsteilkläranlage unter dem
Vorbehalt,
die nach wichtigen Planungsstufen immer detaillierter erfassten Kosten
der Abwasserentsorgungslösung der Gemeinde vorzustellen. Im
Rahmen
der Bearbeitung wurden mehrere Verfahren der Schmutzwasserableitung in
Bezug auf ihre Wirtschaftlichkeit untersucht. Ebenfalls ist der Aspekt
der Abwasserbehandlung vor Ort und eine Überleitung zur
vorhandenen Kläranlage nach Twieflingen auf die
Gesamtwirtschaftlichkeit betrachtet worden.
Nach Prüfung aller ökologischen und
ökonomischen
Gesichtspunkte ergab sich eine Schmutzwasserableitung in der Ortslage
Wobeck mittels Vakuumentwässerung und die Überleitung
der
gesammelten Schmutzwässer zur Kläranlage nach
Twieflingen
mittels Druckleitungen als vorteilhafteste Lösung. Nach dem
Beschluss des Gemeinderates von Wobeck und der Samtgemeinde wurde das
Ingenieurbüro Blumberg beauftragt, die
Ausführungsplanung
für die Schmutzwasserableitung mittels
Vakuumentwässerung in
Wobeck zu erstellen und die Ausschreibung und Bauleitung zu
übernehmen.
Hausanschlüsse
Um an den Hausanschlussschächten einen Unterdruck von 0,2 bar
zu
gewährleisten und die Leitungen nicht mit zuviel Abwasser (im
Verhältnis zur angesaugten Luft) zu überfluten, ist
die
Einwohnerzahl pro Meter Netzlänge nach ATV A 116
begrenzt.
In Wobeck entspricht die spezifische Anschlussgröße
mit 0,15
E/m bei ca. 1800 m Netzlänge dem ATV - Regelfall.
Hausanschlussausbildung im
Vakuumsystem
Hausanschlussschacht in Anlehnung
an das System Roediger
Die Hausanschlüsse wurden in der Nennweite DN 80 (PEHD 90 x
8,1)
realisiert. Laut DIN EN 1091 ist ein Notstauraum von 25% des
täglichen Schmutzwasservolumens vorzusehen. Beim
gewählten
Ansatz sind dies ca. 38 l/E. Bei der Anwendung des Systems Roediger
wurde der Sammelraum, wie in Abbildung dargestellt realisiert.
Regeleinbauten
zur Betriebssicherung
Für einen sicheren Betrieb ist es erforderlich, an allen
Einmündungen
von Nebenleitungen Absperrorgane
in die Nebenleitung
einzubauen, um im Havariefall den entsprechenden Strang außer
Betrieb nehmen zu können und im verbleibenden Teil des Netzes
die
Betriebssicherheit wieder herzustellen.
Weiterhin werden Absperreinrichtungen in
regelmäßigen Abständen
(< 450 m) als Streckenschieber
vorgesehen. Als Absperrorgane kommen spezielle unterdruckfeste und
vakuumdichte Absperrschieber zum Einsatz. Diese werden als
Ausrüstungsgegenstand von den Systemanbietern geliefert.
Inspektionen
dienen zur Überprüfung des Rohrnetzes im Falle von
Störungen und zum Einführen von aufblasbaren
Absperrbällen in den Leitungsstrang zur Leckageortung. Die
Inspektionen sind senkrechte Standrohre (d = 90 mm bzw. d = 110 mm),die
mit einem Spezialverschluss verschlossen werden. Als Abschluss einer
Haupt- oder Nebenleitung wird an das Ende eines Rohrstranges eine
Endinspektion gesetzt. Die Einbindung in die Oberfläche
erfolgt
mit Hilfe einer Schieberkappe.
Vakuumstation
Die Ausrüstung der Vakuumstation umfasst im Beispielsfall
„Wobeck“ drei Vakuumpumpen, zwei
Schmutzwasserpumpen, einen
Vakuumtank, Rohrverbindungen, Armaturen,
Lüftungseinrichtungen,
die Energieversorgung und die MSR - Steuerung. Alle Anlageteile wurden
in einem Betonfertigteilbauwerk eingebaut. Als Umhausung wurde eine
Fertigteilgarage für die Zwecke des Anlagenbaues als
Technikgebäude modifiziert. Das Bauwerk hat eine
Außenfläche von ca. 5,4 x 3,0 m und ist ca. 2,9 m
hoch.
Äußerlich hat dieses Technikgebäude das
Erscheinungsbild einer Standardgarage.
Optional wurde für die Abluftreinigung ein Biofilter mit
zusätzlichem Hausanschlussschacht für den Erdeinbau
vorgesehen.
Zusammenfassung
Mit der schrittweisen Entwicklung eines Abwasserentsorgungskonzeptes
für die Ortslage Wobeck der Samtgemeinde Heeseberg wurde eine
kostenoptimierte Lösung für die Einwohner Wobecks
erarbeitet.
Die geplante Ableitung der Schmutzwässer erfolgt im
Unterdruckverfahren. Die kombinierte Bauweise aus geschlossener und
offener Verlegung hat die Eingriffe auf Grundstücken und
gegenüber dem vorhandenen Vegetationsbestand minimiert. Durch
die
verringerten Erdmassenbewegungen wurde sowohl in verkehrstechnischer
als auch in bautechnologischer Sicht der geringste Aufwand betrieben.
Mit dem Bau wurden etwa 2.500 m Rohrleitung aus PEHD mit einem
Außendurchmesser von 90 und 125 mm in Tiefenlagen zwischen
1,0
und 3,0 m neu verlegt. Vorrangig wurde dazu die geschlossene Bauweise
angewendet (Spülbohrverfahren).
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