Erosion und Deposition sind geprägt von den Bewegungs- und Ruhephasen der Partikel.

Ein Feststofftransport im Abwasser beginnt bei Überschreitung der kritische Fließgeschwindigkeit v_crit (im weiteren Verlauf des Moduls: v_c) oder der (Grenz-)Schleppspannung Tau (τ). Die Schleppspannung τ kann auch als Erosionsschubspannung bezeichnet werden.

Vor der Neuauflage des ATV-DVWK-A 110 im Jahre 1988 gingen Planer davon aus, dass die erforderliche Schleppkraft des Abwassers gewährleistet ist, wenn bei Teilfüllung Fließgeschwindigkeiten von mindestens 0,5 m/s und bei Vollfüllung von mindestens 1,0 m/s eingehalten werden. Auf dieser Grundlage und den Untersuchungen von Karakassonis wurde in der Praxis das Mindestgefälle oftmals nach der Faustformel I_crit = 1000/DN (Kreisrohre bei Halb-/Vollfüllung …

Der aktuelle Ansatz für die hydraulische Dimensionierung von Kanalisationen unter Verwendung einer differenzierten Feststofftransportgleichung in teilgefüllten Rohrleitungen lautet:

Die Sinkgeschwindigkeit hat bei der Beschreibung des Transportverhaltens von ungelösten Feststoffen eine zentrale Bedeutung, da sie das Sedimentationsvermögen der Feststoffe bestimmt. Sie wird beeinflusst durch:

• Strömung im Kanal

  • Turbulenz

  • Viskosität des Wassers

  • Dichte des Wassers

• Eigenschaften der Feststoffe

  • Korngröße

  • Kornform

  • Korndichte

[Glazi1989]

Die Sinkgeschwindigkeit kann mit der Stokes´schen Bewegungsgleichung für kugelförmige Teilchen beschrieben werden. Da die Teilchenform in der Regel von der Kugelform abweicht, wird der Teilchendurchmesser einer dem Teilchenvolumen gleichen Kugel verwendet [Kalbs97] [Kalbs97] [Hörni1989] [SteinR2005].

Gleichung 4:

(Formel: Stokes Sinkgeschwindigkeit Bewegungsgleichung für kugelförmige Teilchen)

Das Mindestgefälle nach ATV-A 110 (1988), bei dem der Feststofftransport endet (I_c), ist als Funktion des Kreisrohrdurchmessers (lichte Weite) d für den Strömungszustand „Halbfüllung“ im Bild dargestellt. Treten in Abwasserleitungen und -kanälen häufig niedrige Füllungsstände h_t/d <0,3 auf, sind Zuschläge bei der Festlegung des erforderlichen Gefälles notwendig  [ATVA110:1988].

(Bild: Mindestgefälle beim ablagerungsfreien Betrieb von Abwasserleitungen …

Nach DIN EN 14654-1 versteht man unter Ablagerungen „durch Schwerkraft an der Sohle oder am Boden eines Teils des Entwässerungssystems abgelagertes Material“ [DINEN 14654-1:2005].

Die Feststoffe sinken erst dann ab und bilden Ablagerungen, wenn die Grenzgeschwindigkeit der Gemischströmung unterschritten wird. Diese ist von folgenden Parametern abhängig [KA30]:

• Rohrdurchmesser

• Leitungsgefälle

• Teilfüllungsgrad

• Betriebliche Rauheit

• Absetzbare mineralische …

• Reduzierung des Abflusses und damit des Teilfüllungsgrades durch Wassersparmaßnahmen, Maßnahmen der Regenwasser­bewirt­schaftung (z. B. Speicherung, Verdunstung, Versickerung, Flächen­abkoppelung usw.) oder Abdichtung der Kanäle durch bauliche Sanierung [Stein98h].

• Reduzierung des Abflussquerschnitts und/oder Erhöhung der betrieblichen Rauheit durch Baufehler oder durch während der Nutzungs­dauer auftretende Schäden (Abflusshindernisse, Lage­abweichungen, mechanischen Verschleiß, Innenkorrosion, Verformung, Rohrbruch usw.) sowie in die Kanalisationen hineinge­fallene oder hineingeworfene Gegenstände [Stein98h].

In Misch- und Regenwasserkanälen entspricht die Anteilsverteilung der mineralischen und organischen Inhaltstoffe im Abwasser nicht der in den gebildeten Ablagerungen [SteinR2005].

Dies resultiert aus der Tatsache, dass die organischen Feststoffe während des Transports Umsetzungs- und Zerkleinerungsprozessen unterliegen, während mineralische Feststoffe hingegen in ihrer Form und Größe über den gesamten Fließweg erhalten bleiben.

(Bild: Ofen für die Ermittlung des Glühverlustes )Die organischen und mineralischen Inhaltsstoffe von Ablagerungen werden an der Trockensubstanz mit dem Glühversuch bestimmt.

Der dabei ermittelte Glühverlust gibt Aufschluss über den organischen und der Glührückstand über den mineralischen Anteil [DIN38409:1987].

Ablagerungen haben eine Reihe negativer betrieblicher Folgen für die betroffenen Entwässerungsnetze, die alle auch mit wirtschaftlichen Nachteilen verbunden sind. Darüber hinaus sind sie auch an stofflichen Gewässerbelastungen beteiligt. Die aus Ablagerungen resultierenden Folgen für den Betrieb von Kanalisationen sind unter anderem:

• Verminderung der hydraulischen Leistungsfähigkeit, durch Erhöhung der betrieblichen Rauheit und Verkleinerung des …

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Im Anschluss haben Sie nun die Möglichkeit, das neu erlangte Wissen mithilfe eines interaktiven Fragebogens selbstverantwortlich zu überprüfen.

Natürlich können Sie außerdem nach wie vor zu einem beliebigen Punkt in den vergangenen Lektionen zurücknavigieren, um das eine oder andere Thema oder Detail erneut anzuschauen.

Bleiben Sie neugierig!

Entwässerungssysteme dürfen nur so genutzt werden, dass jede vermeidbare Beeinträchtigung des Grundwassers und von Gewässern unterbleibt. Die in Kanalisationen eingeleiteten Feststoffe werden in Abhängigkeit ihrer physikalischen Eigenschaften und der hydraulischen Verhältnisse im Kanalnetz abgeleitet und Abwasserbehandlungsanlagen zugeführt oder sie setzen sich in den Kanälen ab. Letztere sind Gegenstand dieser Lektion.

Nach Abschluss der Lektion verfügen Sie über fundierte Kenntnisse bezüglich:

• Herkunft der Feststoffe und deren Transportcharakteristik;
• Folgen aus Feststoffeintrag für Betrieb und Unterhalt von Kanalisationen.

Die Reinigung ist eine der wichtigsten Maßnahmen zum Unterhalt, d. h. zur Sicherung der ständigen Leistungsfähigkeit, von Entwässerungssystemen. Dieses Modul vermittelt wesentliche Kenntnisse über Ursache und Wirkung von Ablagerungen und vermittelt eine strategische Herangehensweise zur Entwicklung eines Reinigungsplanes, welcher insbesondere in Bezug auf Substanzerhalt der zu reinigenden Leitung / des Kanals und Betriebskosten eine Optimierung ermöglicht.

Der Kurs besteht aus 4 Lektionen zu den Themenbereichen:

1. Woche
Einführungsvideo
Feststoffe in Kanalisationen

2. Woche
Reinigungsstrategie und –programm

3. Woche
Hochdruckreinigung und Reinigungsfahrzeuge

4. Woche
Reinigungsdüsen

Nach 30 Stunden innerhalb von 4 Wochen intensiver Lerneinheiten ist der Kurs erfolgreich abgeschlossen. Vor jedem Themenbereich finden Sie eine Einführungsseite, die einen Überblick über die Lernziele, die Dauer der Lektion und der vermittelnden Inhalte liefert. Wir heißen Sie herzlich willkommen zu diesem Modul und wünschen Ihnen viel Erfolg bei der Bearbeitung!

Die Reinigung ist eine der wichtigsten Maßnahmen zum Unterhalt, d. h. zur Sicherung der ständigen Leistungsfähigkeit, von Entwässerungssystemen. Dieses Modul vermittelt, aufbauend auf dem Modul „D-05 Reinigung I“, wesentliche Kenntnisse über Einsatzbereiche und -grenzen von Spülverfahren, mechanischen Verfahren und Spezialverfahren, wie z.B. physikalische und chemische Verfahren der Reinigung. Hierbei werden sowohl die nichtbegehbaren als auch begehbare Querschnitte und Druckleitungen betrachtet. Den Abschluss bilden konstruktive Lösungsansätze innerhalb von Entwässerungssystemen zur Minimierung von Feststoffeinträgen in die Kanalisation, mit dem Ziel die Entstehung von Ablagerungen zu verhindern bzw. Reinigungsaufwände bzw. -häufigkeiten zu reduzieren.

Der Kurs besteht aus insgesamt 5 Lektionen, mit den Themenbereichen:

1. Woche
Einführungsvideo
Spülverfahren

2. Woche
Mechanische und sonstige Verfahren

3. Woche
Reinigung von Großprofilen
Reinigung von Druckleitungen

4. Woche
Konstruktive Maßnahmen zur Vermeidung von Ablagerungen