Reinigung: Feststoffe in Kanalisationen

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Grundlagen
Herkunft der Feststoffe
Feststofftransportverhalten
Folgen des Feststoffeintrages

Feststofftransportverhalten

Feststofftransportverhalten (6)

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].

ATVA110:1988

ATV-A 110: Richtlinien für die hydraulische Berechnung von Abwasserkanälen (08.88).

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Vergleicht man die Kurve der Mindestgefälle von Imhoff/Faustformel mit der von Macke/ATV-A 110 (1988), so wird deutlich, dass für Rohre mit großem Durchmesser (> DN 800) nach Imhoff erheblich größere Gefälle erforderlich sind, als nach ATV-A 110 (1988). Die Ergebnisse von Macke wurden 1991 von Pecher et.al. in Form differenzierter Berechnungen auf der Grundlage der Feststofftransportgleichung unter Variation der Teilfüllungsgrade (h_t/d = 0,05 bis 0,3) weiter aufbereitet. Von Bedeutung ist dabei, dass der Teilfüllungsgrad einen maßgeblichen Einfluss auf die Größe des Mindestgefälles besitzt. Je geringer der Teilfüllungsgrad ist, desto größer muss das Gefälle sein, um unter sonst gleichen Bedingungen einen ablagerungsfreien Betrieb zu ermöglichen [ATVA110:1988] [Peche1991c].

Zu ähnlichen Ergebnissen kam Sander im Jahre 1994 auf der Grundlage neuer Erkenntnisse zum Sedimentationsverhalten. Er empfahl deshalb, Rohre mit einem Durchmesser d ≤ 1000 mm mit einem größeren Mindestgefälle als im ATV-A 110 (1988) angegeben zu dimensionieren. Darüber hinaus bestätigte er die Festlegung des mittleren Korndurchmessers des Sediments mit d50=0,35 mm [Sande1994] [ATVA110:1988].

Alle oben angeführten Untersuchungen und Anregungen fanden ihren Niederschlag in der Neuauflage des ATV-DVWK–A 110 im Jahre 2001 und sind Bestandteil des aktuellen DWA-Arbeitsblattes 110 . Damit stehen nun Formeln und Tabellen zur Bestimmung der Grenzwerte I_C, V_c, τ_min für Kreisrohre DN 150 bis 4000 und Teilfüllungen h_t/d >0,1 sowohl für Misch- und Regenwasserkanäle als auch für Schmutzwasserkanäle zur Verfügung. Im Bild sind die so ermittelten Grenzkurven für das erforderliche Mindestgefälle für einen ablagerungsfreien Betrieb für h_t/d ≥ 0,1 und h_t/d ≥ 0,5 dargestellt. Daraus kann abgeleitet werden, dass das erforderliche Mindestgefälle maßgeblich beeinflusst wird vom Auslastungsgrad (Füllhöhe) und dem Kreisrohrdurchmesser der Kanäle d sowie vom Entwässerungsverfahren und damit indirekt von den Eigenschaften der mit dem Abwasserabfluss transportierten Feststoffe [DWAA110:2012] [ATVDVWKA 110].

ATVA110:1988

ATV-A 110: Richtlinien für die hydraulische Berechnung von Abwasserkanälen (08.88).

Peche1991c

Pecher, R., Schmidt H., Pecher, D. (1991): Hydraulik der Abwasserkanäle in der Praxis, Kommissionsverlag Paul Parey, Hamburg/Berlin

Sande1994

Sander, T.: Zur Dimensionierung von ablagerungsfreien Abwasserkanälen unter besonderer Berücksichtigung von neuen Erkenntnissen zum Sedimentationsverhalten, KA-Korrespondenz Abwasser (41), H. 11 (1994).