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Die Strömungsmechanik der Schwallspülung

Die Strömungsmechanik der Schwallspülung

Ein Beitrag zum Umweltschutz!


Spülwelle zur Reinigung eines Regenbeckens (Foto: Jörg Steinhardt)

Problemstellung

Feststoffablagerungen in der Kanalisation stellen ein wesentliches Problem für den Betrieb von Entwässerungssystemen dar. Während Zeiten des Trockenwetterabflusses sowie bei Mischwasserabfluss während dem Abklingen eines Regenereignisses bilden sich Ablagerungen durch den Stoffeintrag von Hausanschlüssen bzw. Oberflächenabfluss von Straßen und unbefestigten Flächen.

Die Bildung von Kanalablagerungen führt neben einer Reduzierung der hydraulischen Leistungsfähigkeit des Kanalabschnittes zu Emissionen.

Zudem werden abgelagerte Stoffe während Regenereignissen remobilisiert, wodurch es zu Stoßbelastungen der Abwasserreinigungsanlagen sowie zu einem Eintrag der Schmutzstoffe in angeschlossene Gewässer durch Mischwasserentlastungen kommen kann. Eine Schädigung der Gewässerökologie durch entstehendes akutes Sauerstoffdefizit, Eutrophierung und / oder dem Eintrag von toxischen Stoffen ist die Folge.

Stand der Technik

Schwallspülungen stellen eine der ältesten Maßnahmen zur Kanalreinigung dar. Eine Dimensionierung und Entwicklung solcher Anlagen basiert im Wesentlichen auf den Erfahrungen der Hersteller. Das Fachgebiet für Hydromechanik und Hydraulik in Darmstadt ist eine der Forschungseinrichtungen, die sich mit dieser Thematik beschäftigt. Man ist jedoch bis heute nicht in der Lage, die Bildung und Remobilisierung von Ablagerungen hinreichend genau zu beschreiben und nachhaltig entgegen zu wirken. Durch intensive Forschungsarbeiten betreffend der Strömungsmechanik von Schwallwellen und der Remobilisierungsmechanismen sowie insbesondere auch der Anwendung fortschrittlicher Modellierungstechniken und Modellbildung ist es möglich, den Einsatz von Schwallspülungen oder Mischwasserentlastungsbauwerken zu optimieren und zu planen.

Numerische Simulation

Mittels numerischen Simulationen unter Einbeziehung von Felduntersuchungen kann die Ausbreitung einer Schwallwelle gut abgebildet werden. Durch die numerische Berechnung ist nunmehr eine höhere Informationsdichte über die Strömung vorhanden, als sie mit einer guten Messtechnik zu erzielen ist. Die mögliche Reinigungsstrecke einer Schwallwelle kann dadurch unter Berücksichtigung der Einflussparameter abgeleitet werden..

Entwicklung neuer Bemessungsgrundlagen

Eine Einbeziehung von Erfahrungen aus der Praxis ist dabei unabdingbar. In Kooperation mit einem, im Bereich der Entwicklung neuer Spültechniken erfahrenen Partner, wie z. B. der Firma Steinhardt Wassertechnik, können neue Erkenntnisse gewonnen werden. Eine Methode für die Planung von möglichst effizienten Einsätzen von Spülschwalleinrichtungen kann entwickelt werden, um auf diese Weise einen Beitrag zum Umweltschutz zu leisten.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:

Steinhardt GmbH

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Röderweg 8 – 10
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