Auswirkungen optimierter Straßenabläufe auf Feststoffeinträge in Kanalisationen

Stein, Robert; Dohmann, Max

doi:HT015645541

Auswirkungen optimierter Straßenabläufe auf Feststoffeinträge in Kanalisationen = Effects of optimised road gullies on the entry of solids into the sewer system

Stein, Robert (Author)

2008

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Robert Stein

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2008

UmfangX, 177 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2008

Genehmigende Fakultät
Fak03

Hauptberichter/Gutachter
Dohmann, Max (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2008-04-07

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-24918
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/50224/files/Stein_Robert.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Siedlungsabfallwirtschaft und Institut für Siedlungswasserwirtschaft (314110)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Feststoffablagerung (Genormte SW) ; Ingenieurwissenschaften (frei) ; Straßenablauf (frei) ; Feststoffeinträge (frei) ; Mikroschadstoffe (frei) ; Gullie (frei) ; entry of solids (frei) ; micro pollutants (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Bei der Abwasserentsorgung spielen die im Abwasser enthaltenen ungelösten organischen und mineralischen Stoffe eine bedeutende Rolle. Letztere wurden bei allen Betrachtungen bisher vielfach nicht ausreichend gewürdigt, obwohl sie den Betrieb und die Nutzungsdauer der Entwässerungssysteme insbesondere durch die Bildung von Ablagerungen maßgeblich beeinflussen. Diese Auswirkungen können sich in Zukunft durch die Abkehr von der bisher praktizierten schnellen und weitestgehenden Ableitung der auf Siedlungs- und Verkehrsflächen anfallenden Regenabflüsse verschärfen. Die Maßnahmen zum dezentralen Rückhalt oder zur Versickerung von Niederschlagswässern haben nämlich mehr oder weniger starke Einflüsse auf das Abfluss- und Selbstreinigungsvermögen eines Kanalnetzes und damit auf die Bildung von Ablagerungen. Darüber hinaus verdienen mineralische Abwasserfeststoffe ein besonderes Augenmerk aus der Sicht von Gewässerbelastungen mit organischen Spurenstoffen, weil viele dieser Mikroschadstoffe vorzugsweise an Feststoffpartikel anlagern und über Entlastungen aus Kanalnetzen in Gewässer eingetragen werden. In Anbetracht dieser Bedeutung der mineralischen Feststoffe erscheinen besondere Bemühungen zur Vermeidung ihres Eintrages in Entwässerungssysteme notwendig. Basierend auf einer Analyse der Herkunft, Zusammensetzung und Menge der Feststoffe im Abwasser bieten Straßenabläufe das größte Potenzial zum Feststoffrückhalt. Die bisher eingesetzten und in DIN 4052 genormten Straßenabläufe erfüllen, wie die Ergebnisse der durchgeführten Labor- und In-situ-Untersuchungen sowie eine Schwachstellenanalyse gezeigt haben, die Funktion des Feststoffrückhaltes nur sehr unzureichend. Ihre Leistungsfähigkeit wird dabei maßgeblich beeinflusst von den praktizierten Reinigungsintervallen. Zur Optimierung des Feststoffrückhaltes wurde der in vorliegenden Arbeit vorgestellte Separations-Straßen-Ablauf (SSA) entwickelt. Er basiert auf dem Konzept, die im Straßenabfluss enthaltenen Feststoffe möglichst konzentriert und dreistufig in einer Anlage mechanisch aus der flüssigen Phase abzutrennen und die Mobilisierung zurückgehaltener Feststoffe unabhängig von der Dauer und Intensität der Niederschlagsereignisse zu verhindern. Die Überprüfung und Optimierung der konstruktiven und hydraulischen Ansätze sowie der Nachweis der Funktions- und Leistungsfähigkeit des SSA erfolgten im Rahmen von Labor- und mehrjährigen In-situ-Untersuchungen, in die auch zum Vergleich die konventionellen Straßenabläufe einbezogen wurden. Es ergaben sich Verbesserungen des Feststoffrückhaltes des SSA ohne dessen Leistungsmöglichkeiten unter den Versuchsbedingungen ausschöpfen zu können. Gegenüber dem Straßenablauf mit Schlammraum betrug die Leistungssteigerung rund 32% und gegenüber dem Straßenablauf mit Bodenablauf sogar bis zu 81%. Damit konnte der Eignungsnachweis des SSA als dezentrale Maßnahme zur Reduzierung der Feststoffeinträge in Kanalisationen erbracht werden. Eine flächendeckende Umrüstung der konventionellen Straßenabläufe auf den SSA erscheint mittelfristig auch wirtschaftlich interessant, weil die Reinigungskosten für die Kanalisation erheblich reduziert werden könnten.

In wastewater disposal the unsolved organic and mineral substances that are contained in the wastewater play a decisive role. In all surveys these solids have not been given sufficient attention, although they significantly influence the operation and service life of drainage systems by forming deposits. In the future, these effects are likely to intensify due to the turning away from the common practice of draining all stromwater flows that occur on settlement and traffic areas quickly and to the greatest possible extent. The measures taken to decentrally retain or seep stormwater namely have more or less strong influence on the drainage and self-cleaning capacity of a sewer system and thus on the formation of deposits. Furthermore, mineral solids in the wastewater deserve special attention when looking at water pollution caused by organic micro elements as many of these micro pollutants preferably accumulate on solid particles and thus enter bodies of water via discharges from sewer systens. In the face of the importance of mineral solids, special efforts to prevent their entry into drainage systems appear necessary. Based on an analysis of the solids' origin, composition and quantity contained in the wastewater road gullies offer the greatest potential to retain solids. As results of the performed laboratory and in-situ tests as well as a weak point analysis have shown, road gullies that are standardised in DIN 4052 and have been used so far fulfill their function of retaining solids only to a very insufficient level. Here, their productivity is heavily influenced by the practiced cleaning intervals. In order to optimise the retention of solids, the separative road gully (SSA), which is presented in the survey at hand, was developed. It is based on the concept of mechanically separating the solids that are contained in the road gully from the liquid phase. A special system ensures that this is carried out in the most concentrated way and in three steps. In addition, it prevents retained solids from being mobilised irrespenctive of the duration and intensity of precipitation events. The tests and optimisation of the constructive and hydraulic approaches as well as the verification of the functionality and efficiency of the SSA were performed within the scope of laboratory test and in-situ tests over several years. Here, as a comparison conventional road gullies were also taken into account. Improvements in the retention of solids by the SSA arose without utilising its capacities under test conditions. Compared to road gullies that comprise a sediment chamber the performance increased by around 32% and compared to road gullies with floor outlet even up to 81%. In this way for the SSA the verification of suitability could be provided as a decentral measure to reduce solid entry into sewer systems. An area-wide conversion of conventional road gullies to the SSA also appears economically interesting in the medium term as the cleaning costs for sewer systems could be significantly reduced.

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