Regenwasserbehandlung: wartungsarm und ohne Verstopfungs-Risiko
Zunehmende Starkregen-Ereignisse führen häufig zum Abschlag von Mischwasser aus überlasteten Kanalnetzen in die Vorflut. Das System Amiscreen ist ein neuer Staukanaltyp auf GFK-Rohr-Basis mit einem innovativen und hoch effektiven Grobstoff-Rückhaltesystem. Eine Pilotanlage mit 250 m³ Speichervolumen wurde in Winterberg/Sauerland in Betrieb genommen.
Wo immer Starkregen-Ereignisse in Mischwassernetzen zu Einstau und Abschlag in die Vorflut führen, hängt die Umweltverträglichkeit und rechtliche Zulässigkeit dieses Vorgangs maßgeblich davon ab, dass ins Netz eingetragene Grob-Verschmutzungen auch dort bleiben und nicht mit in die Umwelt ausgetragen werden. Das war bislang jedoch leichter zu fordern als zu realisieren. Ein notorisches Problem stellen die herkömmlichen, mit Kamm-, Sieb- oder sonstigen Rechen bestückten Überlaufschwellen dar. Sie sind einerseits konstruktiv sehr platzaufwändig. Zum anderen neigen sie dazu, sich mit den aufschwimmenden Grobstoffen sehr schnell zuzusetzen; über die verstopften Rechen fließt das Wasser dann mehr oder minder ungefiltert – ein technisch unbefriedigender und rechtlich unzulässiger Betriebszustand. Die Schlüsselgröße beim Ausfall der mechanischen Rechen ist die Durchflussgeschwindigkeit des gefilterten Wassers. Hohe Fließgeschwindigkeiten führen dazu, dass sich die Grobstoffe mit hoher Energie im Rechen verkeilen und teils zerfetzt werden. Der Rechen kann dann in kurzer Zeit völlig „verfilzen“ und ausfallen.
Auch die bekannten „Lösungen“ dieses Problems haben erhebliche Nachteile. Den verstopften Rechen einfach umzuklappen und vom Ablauf frei spülen zu lassen, ist erkennbar kontraproduktiv, weil es dann zu einer Stoßbelastung der Vorflut mit dem zuvor abgeschöpften Schmutz kommt. Das mechanische Abstreifen hingegen bedeutet, dass eine hoch Verschleißanfällige Mechanik installiert und gewartet werden muss. Hinzu kommt, dass Strom verbraucht wird und dass überhaupt erst einmal ein Stromanschluss geschaffen werden muss.
Verstopfung vorbeugen
Diese spezifische Herausforderung nahmen die Entwickler der Amiantit-Gruppe an, die schon lange erfolgreich GFK-basierte Staukanal-Lösungen liefern, und konzipierten Amiscreen - einen GFK-Stauraumkanal mit Überlaufschacht und integrierten Grobstoff-Rückhalte-Elementen. Das patentierte System gewährleistet beim Filtervorgang eine extrem niedrige Fließgeschwindigkeit des Wassers und beugt damit einer Verstopfung der Filterelemente äußerst wirksam vor. Technische Basis des Amiscreen-Systems sind die vielfach bewährten Stauraum-Kanäle aus Basis von Flowtite-GFK-Rohren großer Nennweite samt der zugehörigen Zulauf- und Abschlags-Bauwerke. Deren exakte Bemessung richtet sich nach den im Netz aufzufangenden Niederschlags-Spitzenmengen. Bei der im April 2014 in Winterberg errichteten Amiscreen-Pilotanlage fasst in einem 42 m langen Strauraum DN 2800 bis zu 250 m³ Wasser; die Abschlagsleistung des Systems bei maximalem Betrieb beträgt 700 l/s. Bei einer konventionellen Überlaufschwelle mit 1,8 m² installierter Rechenfläche hätte sich während des Abschlags eine Durchströmungs-Geschwindigkeit des Rechens von 0,7 m/s ergeben - eine Verstopfung binnen kürzester Zeit wäre garantiert gewesen. Dem stellten die Amiantit-Ingenieure als konstruktive Alternative zwei jeweils 10 m lange, ganzflächig perforierte GFK-Rohre DN 700 entgegen, die axial im Stauraum installiert wurden und durch die Stirnwand des Bauwerks zurück in eine Kammer des vorgelagerten Zulauf- und Entlastungsschachtes führen.
Große Filterfläche
Das Funktionsprinzip des Systems ist vergleichsweise einfach. Bei Starkregen und beginnendem Rückstau im System wird der Staukanal über einen geschlossen durch den Entlastungsschacht führenden Zulauf beschickt. Er füllt sich kontinuierlich, die eingetragenen Grobstoffe schwimmen dabei auf dem ansteigenden Wasserspiegel auf oder sedimentieren. Sobald der Wasserstand die Rückhalte-Rohre erreicht, sickert Wasser durch deren Perforation ein, während die mitgeführte Schmutzfracht an der Rohraußenwand zurück bleibt. Die filterwirksame Fläche beträgt bei den beiden Rückhalteelementen zusammen 44 m² (statt 1,8m² bei herkömmlichen Rechen!).
Nur solcherart gründlich gefiltertes Wasser kann das System in die Vorflut verlassen – aber auch erst, nachdem es im Entlastungsschacht so weit angestiegen ist, dass es über eine Schwelle ins eigentliche Ablaufrohr stürzt. Die Hydraulik dieser Konstruktion sorgt dafür, dass in den Rückhalte-Rohren selbst nie ein Sog entsteht. Und das wiederum erklärt, warum die Eintrittsgeschwindigkeit des Wassers in die Rückhalte-Rohre zu keiner Zeit größer als 0,03 m/s ist: Ein Wert, bei dem Grobstoffe problemlos sedimentieren können, denn damit wird der in DWA A 128 vorgeschriebene Maximalwert für den Abfluss aus Regenbecken (0,05 m/s) noch einmal um fast die Hälfte unterschritten! Deshalb sind diese 0,03 m/s die zentrale Planungsgröße für die Auslegung aller Amiscreen-Systeme.
Die abgeschiedenen Rückstände, die an den glatten Außenwänden der GFK-Filterelemente sehr schlecht haften, werden von dem fallenden Wasserspiegel im Stauraum abgewaschen. Sie sedimentieren letztlich als Schlammschicht in der Sohle des Bauwerks und werden im Trockenwetterbetrieb über die Kanalisation in Richtung der -in Winterberg unmittelbar nachgelagerten- Kläranlage ausgetragen.
Das Amiscreen-System, das zeitgleich zum Winterberger Betriebsbeginn dem Fachpublikum auf der IFAT 2014 vorgestellt wurde, kombiniert erhebliche Vorteile: Eine große Filterfläche ohne zusätzlichen Platzaufwand im Entlastungsbauwerk, eine extrem niedrige Fließgeschwindigkeit und somit kein Verstopfungs-Risiko. Das System ist völlig Verschleißfrei und entsprechend wartungsarm. Überdies besteht es aus einem dauerhaft korrosionsbeständigen Werkstoff. Es gelten die für Stauraumkanäle ohne Rechensystem üblichen Reinigungszyklen. Unter dem Kosten-Aspekt besonders wichtig: Amiscreen ist eine echte Null-Energie-Lösung!
Amitech Germany GmbH
