Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ablagerungen in Stauraumkan\u00e4len verfestigen sich, reduzieren auf lange Sicht die Leistungsf\u00e4higkeit des Kanals und verursachen Geruchsbel\u00e4stigungen. So entsteht ein Bedarf f\u00fcr die Reinigung der Kan\u00e4le, die regelm\u00e4\u00dfig erfolgen muss. Das durch die Firma LIWATECH entwickelte Schwallsp\u00fclungskonzept stellte eine kosteng\u00fcnstige Alternative zur herk\u00f6mmlichen Hochdruckreinigungen dar, die sehr energieaufw\u00e4ndig sind und zu unbeabsichtigten Sch\u00e4digungen der Kan\u00e4le f\u00fchren k\u00f6nnen. Im Projekt sollten die M\u00f6glichkeiten und Anwendungsgrenzen des Reinigungskonzeptes praktisch (Messprogramm) und theoretisch (Numerische Modellierung) untersucht werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDer praktische Teil des Projektes umfasste auf Seiten der Firma LIWATECH die Entwicklung bzw. den Einbau und Betrieb der Mess- und Kommunikationstechnik im Abwasserkanal Offenbach August-Bebel-Ring, die Aufnahme und Speicherung von Regenereignisdaten, die Organisation und Durchf\u00fchrung von Sp\u00fclversuchen zur Bestimmung der Reinigungsleistung im Kanalbetrieb sowie die Aufnahme und Speicherung der Daten der Sp\u00fclversuche. Die Auswertung der Betriebsdaten erfolgte gemeinsam mit der TU Darmstadt hinsichtlich der Optimierung des Anlagenbetriebes mit dem Ziel der Optimierung des Reini-gungsergebnisses. Die Ergebnisse der Auswertung dienten anschlie\u00dfend zur Erarbeitung von Vorschl\u00e4gen zur Optimierung der Sp\u00fclanlage in Offenbach. Im theoretischen Teil des Projektes entwickelte die TU Darmstadt ein vorl\u00e4ufiges, an die hydromechanischen Verh\u00e4ltnisse im Kanal angepasstes mathematisches Modell zur hydrodynamischen Beschreibung der Fliessvorg\u00e4nge bei der Schwallsp\u00fclung. Eine Literaturstudie bzw. Marktanalyse hinsichtlich der f\u00fcr diese Fragestellung anwendbaren hydrodynamischen Modelle (Dammbruchtheorie o \u00e4.) sollte einen generellen \u00dcberblick geben und bei der Entscheidungsfindung helfen. Die bei Sp\u00fclversuchen und bei Sp\u00fclereignissen am Standort Offenbach gewonnenen Wasserstandsh\u00f6hen und Wassergeschwindigkeiten wurden vom Fachgebiet Hydromechanik und Hydraulik ausgewertet und dienten einer ersten Kalibrierung des mathematischen Modells. Mit Hilfe der errechneten Schubspannungen am Boden des Stauraumkanals konnten die Grenzen des Reinigungssystems ermittelt und Bemessungsregeln f\u00fcr zuk\u00fcnftige Projekte gegeben werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Konstruktive Schwachpunkte der Klappenkonstruktion zeigten sich im bisherigen Betrieb nicht. Die An-lage ist betriebssicher und zuverl\u00e4ssig. Die entwickelte und eingesetzte Messtechnik erf\u00fcllt die in sie gesetzten Erwartungen und erm\u00f6glicht einen zuverl\u00e4ssigen dauerhaften Anlagenbetrieb. Die Bemessung der Sp\u00fclwassermenge sowie insgesamt die Konstruktion und Auslegung der Anlage konnten als m\u00e4ngelfrei eingesch\u00e4tzt werden. Die prognostizierte Sp\u00fcl-\/Reinigungswirkung wurde erreicht. Bei Umsetzung der vorgeschlagenen Ma\u00dfnahmen kann mit gro\u00dfer Wahrscheinlichkeit auch im Dauerbetrieb ein sehr gutes Reinigungsergebnis erzielt werden. Die aufgetretenen Probleme hinsichtlich der Anlagensteuerung sowie das z. Z. im Dauerbetrieb noch nicht befriedigende Reinigungsergebnis resultieren ausschlie\u00dflich aus dem unzureichenden Informationsstand bei der Auftragsvergabe.
\nDie Erfahrungen mit dem Projekt Offenbach zeigten, dass es offensichtlich Betriebsf\u00e4lle gibt, die auch ein Betreiber nach mehrj\u00e4hrigem Kanalbetrieb nicht genau kennen kann und bei denen die Reinigungsanlage zwar rein technisch optimal funktioniert, trotzdem aber nicht den erw\u00fcnschten Reinigungseffekt erzielen kann.
\nBei k\u00fcnftigen Projekten sollte ein besonderes Augenmerk auf eine ausf\u00fchrliche Pr\u00fcfung der Einsatzbedingungen des Systems gelegt werden, wobei die Einbindung eines ortskundigen Fachingenieurb\u00fcros empfohlen wird. Zus\u00e4tzlich erscheint es sinnvoll, derartige Vorhaben in Phasen abzuwickeln. F\u00fcr weitere Projektphasen w\u00e4ren folgende Empfehlungen zu geben: <\/p>\n
1.\tWeiterentwicklung des Kommunikationssystems.
\n2.\tWeiterentwicklung des numerischen Modells der TUD durch Vermessungen des Str\u00f6mungsprofils
\n ohne und bei Einsatz der von LIWATECH entwickelten Vorrichtung zur Bermenreinigung mittels
\n Schwallsp\u00fclung.
\nDa nunmehr die M\u00f6glichkeit besteht, den Staukanal August-Bebel-Ring im Hauptschluss zu betreiben, konnte eine Anschlussphase in Offenbach durchgef\u00fchrt werden. Die erheblichen logistischen Einspa-rungen gegen\u00fcber dem bisher vorgesehenen Standort Leuna (Fahrtkosten, Fahrzeit) k\u00f6nnen f\u00fcr wissenschaftliche Leistungen genutzt werden, aber auch der weiteren Optimierung des Anlagenbetriebes in Offenbach dienen.
\nZusammenfassung und Ausblick
\nDie Inhalte der Untersuchungen von Seiten des Fachgebietes f\u00fcr Hydromechanik und Hydraulik umfassten im Projekt zun\u00e4chst Literaturstudien bzw. Marktanalysen zu den anwendbaren hydrodynamischen Modellen und den am Markt befindlichen Schwallsp\u00fclsystemen. Im Anschluss wurde mit Hilfe eines aus-gew\u00e4hlten numerischen Modells der Stauraumkanal im August-Bebel-Ring in Offenbach abgebildet. Die Grundlage der Berechnungen waren die aus den Sp\u00fclversuchen gewonnenen Daten, welche zur Kalibrierung des numerischen Modells verwendet wurden. Die Kalibrierung der modellierten Sp\u00fclwelle erfolgte mittels der Gerinnerauheit an der Sohle und den W\u00e4nden des Stauraumkanals. Die Auswertung der ermittelten Schubspannungen an der Sohle des Kanals erm\u00f6glichte es, vereinfachte Bemessungsregeln f\u00fcr das Stauvolumen und die Stauh\u00f6he abzuleiten, so dass ein guter Reinigungserfolg der Sp\u00fclwelle gew\u00e4hrleistet war.
\nEs zeigte sich eine gute \u00dcbereinstimmung der modellierten Schwallwellen mit den realen Wellen aus den Sp\u00fclversuchen. Eventuelle Abweichungen konnten mit eventuellen Messungenauigkeiten der Sonden bzw. Ungenauigkeiten der Auswertung der Wasserh\u00f6he im numerischen Modell begr\u00fcndet werden. Die Tatsache, dass die Volume of Fluid-Methode bei der Berechnung des freien Wasserspiegels keine scharfe Grenze, sondern einen verschmierten Grenzbereich ermittelt, l\u00e4sst einen gewissen Ungenauigkeitsspielraum f\u00fcr die Auswertung der Wasseroberfl\u00e4che<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die TU Darmstadt sowie die LIWATECH Forschungsgemeinschaft beabsichtigen mehrere Ver\u00f6ffentlichungen der Projektergebnisse in Fachjournalen. Des Weiteren befindet sich ein Fachausschuss Ka-nalnetzsteuerung der DWA in Gr\u00fcndung, der auch die Offenbacher Ergebnisse ber\u00fccksichtigen wird.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Es zeigte sich im Rahmen der Untersuchungen im Offenbacher Projekt, dass mit der neuartigen Schwallsp\u00fclklappe von LIWATECH Ablagerungen im Kanal erfolgreich gel\u00f6st und weitertransportiert werden k\u00f6nnen. Im Bereich der Kanalreinigung besteht nach den Erfahrungen der Projektpartner jedoch noch ein gro\u00dfes Potenzial f\u00fcr Neu- und Weiterentwicklungen sowie weiterer Forschungsbedarf speziell f\u00fcr die Bemessung von Anlagen zur Reinigung gro\u00dfer Kanalstrecken \u00fcber 400 m bis zu mehreren Kilo-metern Kanall\u00e4nge mit einer (Schwallsp\u00fclungs-)Reinigungseinheit.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Ablagerungen in Stauraumkan\u00e4len verfestigen sich, reduzieren auf lange Sicht die Leistungsf\u00e4higkeit des Kanals und verursachen Geruchsbel\u00e4stigungen. So entsteht ein Bedarf f\u00fcr die Reinigung der Kan\u00e4le, die regelm\u00e4\u00dfig erfolgen muss. Das durch die Firma LIWATECH entwickelte Schwallsp\u00fclungskonzept stellte eine kosteng\u00fcnstige Alternative zur herk\u00f6mmlichen Hochdruckreinigungen dar, die sehr energieaufw\u00e4ndig sind und zu […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[62,51,53],"class_list":["post-22253","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-hessen","tag-ressourcenschonung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"18593\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"Innovationen f\u00fcr die Umwelt - Reinigung von Abwasserstaur\u00e4umen","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-18593.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"119.861,00","dbu_projektdatenbank_firma":"LIWATECHForschungsgemeinschaft GbR","dbu_projektdatenbank_strasse":"Heubergweg 73","dbu_projektdatenbank_plz_str":"64732","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Bad K\u00f6nig","dbu_projektdatenbank_p_von":"2002-06-15 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2005-06-15 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"3 Jahre","dbu_projektdatenbank_telefon":"06151\/167043","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Hessen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"77","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/22253","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/22253\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":35256,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/22253\/revisions\/35256"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=22253"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=22253"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=22253"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}