IKT - eNewsletter Oktober 2005

IKT-Forum Grundstücksentwässerung 2005: Darum sollten Sie dabei sein!
Will man das Thema Grundstücksentwässerung ernsthaft anpacken, müssen alle ins Boot – Bürger und Politiker genauso wie Baubehörde und Stadtentwässerung. Das IKT-Forum Grundstücksentwässerung bringt sie am 1. und 2. Dezember 2005 in Gelsenkirchen zusammen...

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SüwV Kan: Drosseleinrichtungen überprüfen

Nach den Anforderungen der SüwV Kan sind in NRW Drosseleinrichtungen an Regenbecken regelmäßig zu inspizieren und die Funktionsfähigkeit zu überprüfen. Die staatlich anerkannte Prüfstelle für Durchfluss-Messungen am IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur bietet diese Leistung an. Mit zahlreichen überprüften Messeinrichtungen greift sie dabei auf umfangreiche Erfahrungen zurück.

Vortrag gehalten auf dem Kölner Kanal Kolloquium, 7. und 8. September 2005

Selbst überwachen ist das Stichwort

Aufmaß einer Messstelle

Seit 1996 gilt für Betreiber von Abwasseranlagen in NRW die Selbstüberwachungsverordnung Kanal – SüwV Kan. Einen Schwerpunkt dieser Verordnung bilden die Anlagen zur Niederschlagswasserbehandlung. Deren Betrieb unterliegt auf Grund von direkten Wechselwirkungen zum Gewässersystem erhöhten Anforderungen. Dies betrifft im besonderen Maße die Überwachung und Kalibrierung der Drosseleinrichtungen. Sie sind beispielsweise im Ablauf von Regenbecken angeordnet, um die aus dem Regenbecken zur Kläranlage weitergeleiteten Abflüsse zu begrenzen.

Nach den Anforderungen der SüwV Kan sind Drosseleinrichtungen an Regenbecken regelmäßig zu inspizieren und die Funktionsfähigkeit zu überprüfen. Überdies wird eine hydraulische Kalibrierung (Kennlinienüberprüfung) in einem Intervall von fünf Jahren gefordert. Dabei ist die Kennlinie (zum Beispiel Wasserstand-Abfluss-Beziehung) der Drosseleinrichtung durch eine unabhängige Vergleichsmessung vor Ort aufzunehmen. Die Ergebnisse werden anschließend hinsichtlich der maximal zulässigen Abweichung von ± 20% bewertet.

Vergleichsmessung auf der Kläranlage

Die staatlich anerkannte Prüfstelle für Durchflussmessungen des IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur in Gelsenkirchen hat bereits zahlreiche Mess- und Drosseleinrichtungen unterschiedlicher Bauarten überprüft. Dabei hat sich gezeigt, dass die Aussagekraft der Ergebnisse wesentlich von der Auswahl einer geeigneten Vergleichsmessmethode abhängt. Welches Messverfahren bei der Überprüfung zum Einsatz kommen kann, richtet sich insbesondere nach den baulichen Randbedingungen vor Ort. In einigen Fällen ist der Rückgriff auf einfache und kostengünstige Messmethoden, wie beispielsweise die magnetisch-induktiven oder auf einer Ultraschallmessung basierenden Messverfahren, nicht möglich. Die Überprüfung erfordert dann oftmals aufwändige Sonderlösungen, wie zum Beispiel Tracer-Verdünnungs-Messungen, die mit deutlich höheren Kosten verbunden sind.

Überprüfung eines Venturigerinnes

Aus den praktischen Erfahrungen der IKT-Prüfstelle werden nachfolgend zwei ausgewählte Beispiele für die Überprüfung von Drosseleinrichtungen vorgestellt. Dabei wird unterschieden zwischen einer mechanischen Abflusssteuerung und einer Abflussregelung mittels eines Venturi-Gerinnes.

Schwimmergesteuerte Abflussdrossel überprüfen

Zahlreiche der am Markt angebotenen mechanischen Drosseleinrichtungen beruhen auf dem einfachen Prinzip einer wasserstandsabhängigen Steuerung. Dabei wird die Drosselblende über einen Schwimmkörper gesteuert. Dieser bewegt sich bei einem Einstau des Regenbeckens mit dem Wasserspiegel nach oben, so dass die über eine Mechanik verbundene Drosselblende zunehmend geschlossen wird.

Wasserstandsmessung und Einstau
im Drosselschacht

Wie das folgende Beispiel zeigt, muss zur Überprüfung solcher Drosseleinrichtungen in der Regel eine unabhängige Vergleichsmessung durchgeführt werden, um den bei einem Einstau weitergeleiteten Drosselabfluss zu erfassen. Darüber hinaus sollte auch der Wasserstand vor der Drosseleinrichtung beobachtet werden. Somit wird nachgewiesen, dass der Durchfluss auch bei unterschiedlichen Druckhöhen stets auf den vorgegebenen Wert begrenzt wird.

Einbau eines Vergleichsmessgerätes
zur Messung des Drosselabflusses

Für die Messung des Drosselabflusses werden von der IKT-Prüfstelle unter anderem Messgeräte nach dem Ultraschall-Laufzeitdifferenzen-Verfahren (USD) eingesetzt. Das eigens für den mobilen Einsatz in Freispiegelleitungen entwickelte Messsystem besteht aus einer durchgängigen Dichtblase sowie einer PE-Rohrleitung (Nennweite 400 mm). Beim Einbau wird die Dichtblase zunächst von innen gegen die vorhandene Rohrleitung abgedichtet, so dass der gesamte Abfluss durch die eingesetzte PE-Rohrleitung abgeleitet wird. Am Ende der Rohrleitung befindet sich ein Auslaufbogen, durch den die Vollfüllung der Messrohrleitung sicher gestellt wird. Die eigentliche Mengenmessung erfolgt mittels eines am Ende dieser Rohrleitung, also unmittelbar am Auslaufbogen, aufgespannten USD-Messgerätes. Die Einsatzmöglichkeiten dieses Messgerätes konzentrieren sich insbesondere auf solche Messstellen, an denen der durch das Gerät verursachte Rückstau keinen Einfluss auf die Funktion der zu überprüfenden Drosseleinrichtung hat.

Venturi-Kanal zur Abflussregelung überprüfen

Abflussregelung
mittels Venturi-Gerinne

Regelschieber am Ablauf
des Trennbauwerks

Neben den vielfach verwendeten mechanischen Einrichtungen zur Abflusssteuerung werden im Ablauf von Regenbecken zunehmend auch Regelungssysteme eingesetzt. Diese unterscheiden sich insbesondere dadurch, dass die Regelgröße, das heißt der Abfluss, ständig von einem Durchflussmessgerät erfasst und zum Beispiel durch einen Regelschieber dem Soll-Wert angepasst wird. Für die Messung der Durchflüsse werden dabei unterschiedliche Messverfahren eingesetzt, wie magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte (MID) oder Venturi-Gerinne. Im vorliegenden Fall wird der Durchfluss mittels eines Venturi-Kanals erfasst und über einen Schieber auf den vorgegebenen Wert gedrosselt.

Während MID meist durch den Einbau unabhängiger Vergleichsmessgeräte überprüft werden, bietet sich für Venturi-Kanäle die besondere Möglichkeit einer „trockenen“ Überprüfung der Messeinrichtung. Dabei werden mittels einer unter dem Echolot aufgestellten Kalibrierplatte verschiedene Wasserstände simuliert und die Umformung der gemessenen Wasserstände in Durchflüsse nachvollzogen.

Zu beachten ist, dass im Rahmen der „trockenen“ Überprüfung stets nur derjenige Teil der Messeinrichtung überprüft wird, mit dem die Wasserstände aufgenommen und in Durchflüsse umgewandelt werden. Die richtige Umsetzung der simulierten Wasserstände garantiert jedoch noch keine hydraulisch einwandfreie Funktion der Messeinrichtung. Als Ergänzung zu der trockenen Überprüfung ist deshalb stets eine sorgfältige Überprüfung der hydrometrischen Randbedingungen erforderlich. Für den Prüfer gilt es in diesem Fall, die örtlichen Randbedingungen durch Inaugenscheinnahme und Vermessung zu überprüfen, um somit möglicherweise Fehler in der Ausführung des Venturi-Kanals zu erkennen.

Einstau am Trennbauwerk
und Aufzeichnung der Kennlinie
der Drosseleinrichtung

Nach der Überprüfung der Messeinrichtung können die Einstellungen des Gesamtsystems, bestehend aus Venturi-Kanal und Regelschieber, überprüft werden. Im vorliegenden Beispiel wurde für die Überprüfung der System-Einstellungen der Regelschieber manuell vollständig geschlossen, so dass sich zunächst der vor dem Schieber gelegene Stauraum langsam bis zur Schwelle des Trennbauwerks einstaute. Nach dem Erreichen der maximalen Druckhöhe wurde die Abflussregelung aktiviert. Während der Entleerung wurden zeitgenau die Wasserstände vor der Drosseleinrichtung sowie die von der Messeinrichtung registrierten oder vom Regelschieber eingestellten Durchflüsse aufgezeichnet. Die abgebildeten Kennlinien für Wasserstand und Abfluss zeigen, dass der Drosselabfluss zunächst plötzlich ansteigt und dann gemäß der für das Regenbecken bestehenden Anforderungen auf einen Wert von maximal 140 l/s begrenzt wird.

Zusammenfassung

Drossel- und Messeinrichtungen im Ablauf von Regenbecken und Stauraumkanälen unterliegen den besonderen Anforderungen der Selbstüberwachung (zum Beispiel nach SüwV Kan in NRW) und sind demnach regelmäßig zu überprüfen.

Neben einer regelmäßigen Reinigung, die im Allgemeinen vom Betreiber selbst durchgeführt werden kann, beinhalten die Wartungsmaßnahmen auch die unter anderem gemäß SüwV Kan erforderliche hydraulische Kennlinienüberprüfung. Auf Grund des dazu erforderlichen Know-hows wird diese in der Regel von entsprechend qualifizierten Fachfirmen vorgenommen. Die hier angeführten Beispiele aus der Tätigkeit der IKT-Prüfstelle zeigen, dass für jede Drosseleinrichtung zunächst ein individueller Prüfablauf erarbeitet werden muss, der die besonderen örtlichen Randbedingungen berücksichtigt. Von besonderer Bedeutung für die Qualität der Prüfergebnisse ist dabei die fachgerechte Auswahl und Verwendung geeigneter Vergleichsmessgeräte. Als staatlich anerkannte Prüfstelle für Durchflussmessungen verfügt das IKT über modernste Messgeräte und besondere Erfahrungen aus NRW-Pilotprojekten. Die qualifiziert aufbereiteten Ergebnisse können ebenfalls zur Vorlage bei Aufsichtsbehörden genutzt werden.

Haben Sie Interesse an einer Vergleichsmessung? Dann wenden Sie sich an

Dipl.-Ing. Thomas Birkner
IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur gGmbH
Exterbruch 1
45886 Gelsenkirchen
Tel.: 0209 17806-36
Fax: 0209 17806-88
E-Mail: info@ikt.de
Internet: www.ikt.de

Kanalreinigung: Erfahrungen gebündelt

Notizen aus der Kanalreinigung sammelten die IKT-Forscher in elf Kanalbetrieben. Diktiert von Praktikern mit langjähriger Verantwortung für den Netzbetrieb. So wurde klar, was die Reinigungssysteme leisten müssen. Die Praxiserfahrungen, Risiken der Reinigung und Empfehlungen stellt der Forschungsbericht [1] gebündelt vor.

In der Fachzeitschrift „3R“ erscheint momentan eine dreiteilige Artikelserie zu den Forschungsergebnissen. Der Teil 1 „Überblick und Praxiserfahrungen“ ist erschienen in der Ausgabe 4-2005. Teil 2 „Düsenwirkung“ ist erschienen in Heft 10-2005 und Teil 3 „Belastung durch HD-Reinigung“ erscheint in der Ausgabe 1/2-2006.

Im IKT-eNewsletter Oktober 2005 präsentieren wir Ihnen den ersten Teil der Artikelserie:

Kanalreinigung – Düsen, Drücke, Hochdruckstrahlen
Teil 1: Überblick und Praxiserfahrungen

Zur Erfassung der wesentlichen Randbedingungen des Reinigungsprozesses und als Basis für die Auslegung der praxisorientierten Versuche in den IKT-Prüfstrecken wurden Reinigungseinsätze in den Kanalnetzen der beteiligten Netzbetreiber vor Ort begleitet und die Ablagerungseigenschaften auf Grundlage von umfassenden Probenentnahmen untersucht.

Überblick zu den Untersuchungen

Probenahme

Teil 1 Praxiserfahrungen
(erschienen in 3R Heft 4-2005)

In sechs Kanalnetzen wurden Ablagerungsproben aus 64 Haltungen entnommen und folgende Parameter bestimmt:

Sieblinie, Kornfraktionen,

Trockensubstanz (TS),

Glühverlust (oTS),

Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB).

Darüber hinaus wurde die Entwicklung der Ablagerungssituation durch Schachtinspektionen und Haltungsspiegelungen bzw. Inaugenscheinnahme mittels einer Schachtkamera an 2.280 Haltungen über zwei Jahre beobachtet.

Einstieg in den Schacht

Bei 11 Netzbetreibern wurden über 100 Reinigungseinsätze begleitet. Dabei wurden zahlreiche Düsenprodukte in Kanälen der Nennweiten DN 250, DN 300, DN 400, DN 500, DN 600, DN 700, DN 800 und DN 1000 eingesetzt und durch TV-Inspektion beobachtet. An elf HD-Fahrzeugen wurden die Reinigungsparameter Druck und Durchfluss unmittelbar an der Düse mit einem digitalen Druckmanometer bzw. einem magnetisch induktivem Durchflussmessgerät (MID) gemessen. Darüber hinaus wurde das Betriebspersonal bzw. die beteiligten Dienstleister hinsichtlich der üblichen und speziellen Reinigungsmethoden sowie der Praxisprobleme und der derzeit umgesetzten Lösungsansätze befragt.

HD-Düse im Plexiglas-Rohr

Teil 2 Düsenwirkung
(erschienen in 3R Heft NR. 10-2005)

Im Rahmen von labortechnischen Untersuchungen wurde die Düsenwirkung unter folgenden Gesichtspunkten untersucht:

Bewegungsverhalten des Düsenkörpers: Im Rahmen der Versuche wurde das Bewegungsverhalten von sechs Düsenprodukten, u.a. bei extremer Düsenbeschleunigung, betrachtet.

Lösewirkung bzw. Aggressivität von HD-Strahlen: Ermittlung von HD-Strahleigenschaften und Messung der Strahldruckverteilung am Auftreffort mittels Druckmessfolien sowie Abbildung der Lösewirkung im Material von Modellablagerungen.

Transportleistung verschiedener Düsensysteme: Untersuchung der Transportleistung von 10 Düsenprodukten in oberirdisch aufgebauten Versuchsstrecken der Nennweite DN 300 und DN 800. Die Versuchsstrecken wurden dazu über 600 mal mit Modellsedimenten befüllt und anschließend gereinigt.

HD-Düse im Einsatz

Teil 3 Belastung durch HD-Reinigung
(erscheint in 3R Heft Nr.1/2-2006)

Anwendung von fünf Prüfmethoden an neuen Rohrleitungen mit bis zu zwölf marktüblichen Rohrprodukten im Hinblick auf:

das Erkennen von Rohrveränderungen unter üblichen Belastungsbedingungen,

die Bewertung der Prüfmethoden hinsichtlich ihrer Aussagekraft für die Praxis und

die Erarbeitung von Empfehlungen zur schonenden Reinigung der Netzsubstanz.

Kanalablagerungen

Die örtlichen Netzbedingungen haben einen wesentlichen Einfluss auf Menge und Zusammensetzung von Kanalablagerungen. Zunächst gelangen mineralische und organische Abwasserinhaltsstoffe über verschiedene Einleitungsstellen in das Kanalnetz. Sie stammen aus Straßenabläufen, Abwasserschächten, Grundstücksentwässerungen (Dach-/Hofflächen), gewerblichem, häuslichem und industriellem Abwasser, aber auch aus Einspülungen über Undichtigkeiten des Kanalsystems. Die örtlichen Bauwerksgegebenheiten, wie z. B. Nennweite, Querschnittsprofil, Gefälle, Kanalzustand, Entwässerungssystem und Auslastungsgrad, können dann das Sedimentations- bzw. Haftverhalten dieser Stoffe erheblich beeinflussen. So bereiten in Trennsystemen häufig die Anfangshaltungen, in Mischsystemen dagegen eher die großen Hauptsammler einen besonderen Reinigungsaufwand.

Typische Ablagerungssituationen

Beispiele für Ablagerungen, Verzopfungen, Wurzeln, Inkrustationen,
Hindernisse und Sielhaut im Kanalnetz

Im Rahmen des Vorhabens wurden typische Ablagerungssituationen und Abflusshindernisse dargestellt, mögliche Ablagerungseigenschaften bestimmt und das Ablagerungsaufkommen exemplarisch in den Netzen von zwei Kanalnetzbetreibern ermittelt. Im Einzelnen lassen sich folgende Ablagerungssituationen unterscheiden:

Lockere Ablagerungen: Nicht bindige, gleichkörnige Ablagerungen, die ausschließlich aus mineralischen Bestandteilen bestehen, lassen sich i. d. R. leicht lösen und aus dem Netz entfernen. Auch rein organische Ablagerungen sind leicht lösbar, da ihnen die Stabilität aus den mineralischen Kornfraktionen fehlt.
Sielhaut: Zur Vorbereitung einer Kamerainspektion zur Kanalzustandserfassung wird der Kanal gereinigt und dabei grundsätzlich auch die Sielhaut entfernt. In der Regel stellt dies keinen besonderen Aufwand dar, allerdings kann bei großen Dimensionen die vergleichsweise geringe Aufprallenergie des Spülstrahls und unzureichende Spülstrahlbreite einer zuverlässigen Entfernung der Sielhaut entgegenstehen.
Schwerlösbare Ablagerungen und Hindernisse: Ablagerungen können Verfestigungsprozessen im Kanalnetz unterliegen oder bereits als feste Massen in das Netz eingetragen werden. Verfestigungen sind meist aus mineralischem und organischem Material aufgebaut. Das organische Material stabilisiert das Gemisch und verleiht ihm kohäsive Eigenschaften; der mineralische Anteil verleiht der Ablagerung Festigkeit. Abwasserinhaltstoffe, die auf der Rohrwandung stark anhaften, können auf Dauer zu sogenannten Inkrustationen führen. Wurzeln dagegen dringen durch Muffen, undichte Hausanschluss- Stutzen oder schadhafte Rohrabschnitte in die Kanalisation ein und können, ebenso wie einragende Bauteile und Hindernisse, die im Abwasser enthaltenen Feststoffe auffangen und schließlich zu Verstopfungen führen. In ständig oder zeitweise vollgefüllten Leitungen, wie Dükern oder großen Stauraumkanälen, können sich verstärkt Ablagerungen im Scheitelbereich bilden, wie „Verzopfungen“ und Fettablagerungen.

Eigenschaften von Ablagerungen

Um die Zusammensetzung von Ablagerungen näher zu beschreiben und auch praxisnahe Modellsedimente für die labortechnischen Versuche auswählen zu können, wurden in den Kanalnetzen der Städte Bochum, Gelsenkirchen, Hagen, Holzwickede, Recklinghausen und München Ablagerungsproben aus insgesamt 64 Haltungen entnommen und unmittelbar nach der Entnahme hinsichtlich der Parameter Trockensubstanz (TS), Glühverlust (oTS), gesamter Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB_tot) und gelöster Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB_diss) untersucht. Darüber hinaus wurden im Bodenlabor des IKT die physikalischen Parameter Dichte, mittlerer Korndurchmesser und die Sieblinie ermittelt und mit Literaturangaben verglichen.

Grundsätzlich kann festgestellt werden, dass die Anteile von organischem und mineralischem Material insbesondere in Mischwasserkanälen sehr unterschiedlich ausfallen und auch jahreszeitlichen Schwankungen unterliegen können. So wurden in vier Haltungen der Stadt München über das gesamte Jahr verteilt mehrfach Proben entnommen. In den Wintermonaten wurde ein erhöhter Eintrag von mineralischem Material, sehr wahrscheinlich Winterstreusplitt, festgestellt. Darüber hinaus verändern sich einige Eigenschaften der Ablagerungen, wie beispielsweise die Kohäsion und Lagerungsdichte, mit zunehmendem Alter. Im Einzelfall kann dies eventuell zu einer starken Verfestigung führen.

Um den Einfluss von Netzbedingungen, Ablagerungsgraden, Düsenauswahl und Reinigungsparametern auf die Wirkung von HD-Düsen in den labortechnischen Versuchen vergleichend betrachten zu können, war die Herstellung von reproduzierbaren Ablagerungssituationen notwendig. Zur Nachbildung leicht lösbarer Ablagerungen wurde ein Kies-/Sandgemisch 0-16 mm gewählt, das als repräsentativ für die vor Ort ermittelten Sieblinien angesehen werden kann.

Ablagerungsbildung und -mengen

Ablagerungsbewertung im Schacht

Zur Einschätzung der Ablagerungsbildung und -mengen sowie des Einflusses der Reinigungshäufigkeit wurden weitergehende Untersuchungen in den Kanalnetzen durchgeführt. So wurde im Kanalnetz der Gemeinde Holzwickede (Gesamtlänge ca. 92 km) die Entwicklung der Ablagerungssituation an 2.280 Haltungen (entspricht der Gesamtnetzlänge) über zwei Jahre beobachtet. Ausgangspunkt war die Aufnahme der Ablagerungssituation im Schachtgerinne im Rahmen der nach ATV A 147, Teil 1 [2] geforderten zweijährlichen Schachtinspektion. Darüber hinaus wurden auch die oberhalb und unterhalb angeschlossenen Haltungen eingesehen - zunächst mit Hilfe der klassischen Methode des Spiegelns bzw. im zweiten Untersuchungsjahr auch durch eine speziell für diesen Einsatz entwickelte Schacht-Videokamera.

Ablagerungsbewertung in den
angeschlossenen Zu- und
Ablaufhaltungen durch Einsatz
einer Zoom-Schachtkamera

Ergebnis der Zoom-Schachtkamera

In Holzwickede wurden die Ergebnisse der Schachtinspektion und Spiegelung optisch eingeschätzt, und die Verschmutzungs-
situationen anhand von Bildbeispielen aus der Schachtinspektion in drei Verschmutzungsklassen katalogisiert. Grundsätzlich lässt sich feststellen, dass in den betrachteten Untersuchungsgebieten zum Zeitpunkt der eigentlich turnusmäßig geplanten Kanalreinigung der überwiegende Teil der Haltungen als nur gering verschmutzt und somit ohne Reinigungsbedarf bewertet wurde.

Sichtungsergebnis: links: Strömung laminar, Konsistenz feinkörnig, gering verschmutzt mittig: Strömung unruhig, Konsistenz sämig/lose, mittlere Verschmutzung rechts: Strömung stehend, Konistenz z. T. tonartig, stark verschmutzt

Die Literaturangabe [3], dass „im Allgemeinen Ablagerungen in Kanälen nicht als kontinuierliche Fläche sondern als Dünen auftreten, die Längen zwischen zwei und fünf Metern besitzen“, konnte im Rahmen der Untersuchungen bestätigt werden. Große Ablagerungsmengen und hartnäckige Inkrustationen traten hier nur in Ausnahmefällen und fast immer aufgrund von Besonderheiten der örtlichen Netzsituation, z. B. durch seitlich steil angeschlossene Zuläufe, die den Abfluss im Hauptkanal einschränken, auf.

Reinigungsablauf vor Ort

Reinigungseinsatz in der Praxis:
Vorbereitung einer Spülung

Der Reinigungsablauf vor Ort am Arbeitsschacht gliederte sich im Rahmen der begleiteten Reinigungseinsätze bei elf Netzbetreibern in der Regel in die Arbeitsschritte:

„Herablassen der HD-Düse in den Schacht“,
„Einschwenken in den Zulauf“,
„Einspülen“,
„Rückzug von Schlauch und HD-Düse“ und
„Absaugen des Spülwassers“.

Grundsätzlich wurden die eingesetzten Geräte, wie HD-Fahrzeug, HD-Pumpe, HD-Schlauch und weitere Reinigungswerkzeuge durch das Betriebspersonal in Abhängigkeit der jeweiligen Reinigungssituation, d.h. Bauwerks-, Netz- und Ablagerungsbedingungen, ausgewählt.

Düsenbeobachtung mittels
TV-Inspektion

Dokumentation der Fahrzeugdaten

Düse im Arbeitseinsatz,
Streifenbildung

Druckmessung unmittelbar
vor der Düse

Fazit

Insgesamt zeigten die Praxiserfahrungen, dass vor einem Reinigungseinsatz häufig nicht bekannt ist, ob überhaupt Ablagerungen im Kanal zu erwarten sind und welche Beschaffenheit diese haben könnten. Insbesondere wenn die Kanalreinigung an private Dienstleister vergeben wird, fließen kaum Betriebsinformationen über das Ablagerungsaufkommen an den auftraggebenden Kanalbetrieb zurück.

In der Folge fehlen die notwendigen Planungsgrundlagen zur Spülplanerstellung, so dass auch die Möglichkeiten zur eigenverantwortlichen Selbstüberwachung und Reinigungsplanung nach SüwV Kan bzw. Runderlass nicht optimal genutzt werden können. Vor diesem Hintergrund empfiehlt es sich, die Bewertung der Ablagerungssituation vor und während der Reinigung in das Reinigungsprotokoll mit aufzunehmen.

Weitergehende Informationen zur Ablagerungssituation können darüber hinaus im Rahmen der nach ATV A 147, Teil 1 alle zwei Jahre durchzuführenden Schachtinspektionen gewonnen werden, indem im gleichen Arbeitsgang die Ablagerungssituation im Schachtgerinne bewertet wird.

Mit Blick auf die eingesetzte Gerätetechnik wurde deutlich, dass einige Netzbetreiber über leistungsstarke HD-Pumpensysteme verfügen und diese in Einzelfällen auch mit Düsendrücken über 120 bar und Förderströmen von mehr als 320 l/min betreiben. Vor dem Hintergrund der dargestellten Praxiserfahrungen werden die Düsenwirkungen und Rohrbelastungen weiter untersucht. Hierüber wird in den nachfolgenden 3R-Ausgaben berichtet.

Literatur

[1] Bosseler, B., Schlüter, M.: Kanalreinigung – Düsen, Drücke, Hochdruckstrahlen – Endbericht des IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur im Auftrag des Ministeriums für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes NRW (Veröffentlichung voraussichtlich Juni 2005)

[2] ATV-Arbeitsblatt A 147 Teil 1: Betriebsaufwand für die Kanalisation, Teil 1 – Betriebsaufgaben und Intervalle (Mai 1993).

[3] Macke, E.: Ablagerungs- und Ausspülverhalten in Kanalisationen, ATV-Fortbildungskurs F/1 Abwasserableitung, Fulda, S. 11.1-11.25 (1987)

Dr.-Ing. Bert Bosseler
IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur gGmbH
Exterbruch 1
45886 Gelsenkirchen
Tel.: 0209 17806-14
Fax: 0209 17806-88
E-Mail: info@ikt.de
Internet: www.ikt.de

Dipl.-Ing. Marco Schlüter
IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur gGmbH
Exterbruch 1
45886 Gelsenkirchen
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Abwasserschächte: Netzbetreiber definieren Untersuchungsbedarf

Am 13. September 2005 kam der IKT-Lenkungskreis Abwasserschächte erstmalig zusammen, um über den Untersuchungsbedarf bei der Schachtsanierung zu diskutieren. 14 Kanalnetzbetreiber verständigten sich über die zukünftigen Forschungsschwerpunkte. Nun ist klar, wo die Reise hingehen soll.

Lenkungskreis Abwasserschächte

Insgesamt 22 engagierte Kanalnetzbetreiber bilden den Lenkungskreis Abwasserschächte. Sie sagen den IKT-Forschern, welche Fragestellungen in der täglichen Praxis von Relevanz sind und legen die Projektziele fest. Zum Sprecher des Lenkungskreises hat die Gruppe Herrn Dipl.-Ing. Ralph Schilling gewählt (Kontakt weiter unten). Im Lenkungskreis sind folgende Netzbetreiber vertreten:

Betreiber legen Forschungsziele fest

Stadt Bad-Salzuflen
Stadt Bochum
Stadt Bottrop
Stadt Dortmund
Stadtentwässerung Düsseldorf
Emschergenossenschaft Lippe Verband
Gelsenkanal
Stadtentwässerung Göttingen
Hansewasser Bremen
KMB Bensheim (Zweckverband Kommunalwirtschaft Mittlere Bergstraße)
Stadtentwässerung Köln
Stadtentwässerung Ludwigshafen
NVV AG Mönchengladbach
Stadt Pulheim
Stadt Recklinghausen
Stadt Selm
Stadtwerke Essen AG
Stadtwerke Neuenrade AÖR
Technische Betriebe Leverkusen
Vlothoer Wirtschaftsbetriebe (Sprecher)
Stadt Warendorf
Wupperverband

Erwartungen der Netzbetreiber

Typischer Schachtschaden mit
hoher Untersuchungspriorität:
Defekte Bankette

Umsetzungshilfen zum systematischen Vorgehen bei der Bewertung und Klassifizierung von Schachtschäden
Erarbeitung eines Zustandsreferenzkataloges für Abwasserschächte
Übersicht über die am Markt verfügbaren Sanierungsverfahren
Hilfestellungen bei der Auswahl von geeigneten Sanierungsverfahren in Abhängigkeit des Schadensbildes
Hinweise zu Qualitätseinflüssen bei der Ausführung von Sanierungsmaßnahmen an Abwasserschächten
Identifikation von Einsatzmöglichkeiten und –grenzen von Sanierungsverfahren vor allem bei verschiedenen Werkstoffkombinationen, Schadensbildern und infiltrierendem Grundwasser
Praxisorientierte Arbeitshilfen, die bei der Ausschreibung, Bauüberwachung und Abnahme von Schachtsanierungen verwendet werden können
Überprüfung der Infiltrationsdichtheit verschiedener Schachtsysteme, auch in den Einbindungsbereichen
Hinweise zur Überprüfung der Dichtheit von Schachtbauwerken
Hinweise zur Dichtwirkung verschiedener Sanierungsverfahren unter besonderer Berücksichtigung der Einbindung der Zu- und Abläufe sowie der Anbindung an bereits ausgeführte Rohrsanierungen
Übersicht über am Markt verfügbare Schachtmanagementsysteme
Hinweise zur Leistungsfähigkeit der Schachtmanagementsysteme

Schadenshäufigkeit / Untersuchungspriorität

Typischer Schachtschaden mit
hoher Untersuchungspriorität:
Korrosion der Schachtwandung

Insgesamt ist sowohl bei der Häufigkeit als auch bei der Untersuchungspriorität der Schäden eine vertikale Abstufung zu erkennen: Im Bereich der Einbindung des Schachtes in den Straßenraum sind vergleichsweise wenige Schäden vorzufinden, bei denen auch ein relativ geringer Untersuchungsbedarf gesehen wird. Die Häufigkeit der Schäden dominierte im Bereich des Schachtkopfes, der Schachtwandung und des Schachtunterteils. Hier wird auch eine größere Untersuchungspriorität gesehen. Vor allem die Schäden im Bereich des Schachtkörpers und des Schachtunterteils haben besondere Priorität.

Untersuchungsbedarf von Schachtsystemen

Bei Schachtsystemen aus Werkstoffkombinationen und Betonschächten besteht besonderer Untersuchungsbedarf. Reine Mauerwerksschächte und Schächte aus Polymerbeton sind in den Augen der Projektbeteiligten ebenfalls untersuchenswert, haben aber eine geringere Priorität gegenüber den vorgenannten Systemen. Kein Beteiligter sieht eine besonderen Untersuchungsbedarf für Schachtsysteme aus Steinzeug.

Untersuchungsbedarf bei Dichtungssystemen

Besonderer Untersuchungsbedarf besteht bei den bereits im Werk integrierten Gleitringdichtungen aus Elastomeren, sowohl mit als auch ohne integrierten Lastausgleich. Darüber hinaus besteht ein größeres Interesse an der Untersuchung von Gleitringdichtungen aus Elastomeren, die erst auf der Baustelle auf die Schachtelemente montiert werden. Die Untersuchung von Dichtbändern ist nachrangig zu behandeln, kein Interesse besteht an der Untersuchung von Mörteldichtungen.

Sanierungsverfahren

Punktevergabe der Netzbetreiber

Besonderer Untersuchungsbedarf wird von den Kanalnetzbetreibern bei den Reparatur- und Renovierungsverfahren gesehen. Bei den Reparaturmaßnahmen sind vor allem die Ausbesserung von Berme und Gerinne, das Verfüllen von Mauerwerksfugen, die Injektion mit Mörtel und Harzen und die Abdichtung mit Mörteln und Dichtmanschetten besonders untersuchenswert. Bei den Renovierungsverfahren sind vor allem die Beschichtungs- und Auskleidungsverfahren besonders untersuchenswert, die Untersuchung der Verfahren zur Höhenregulierung ohne Ausbau ist nur von untergeordneter Priorität. Bei den Erneuerungsverfahren wird ein gegenüber den vorgenannten Verfahren und Maßnahmen untergeordneter Bedarf für der Untersuchung der Höhenregulierung mit Ausbau gesehen. Keiner der anwesenden Kanalnetzbetreiber wünscht eine Untersuchung einer Sanierung des Schachtes in offener Bauweise.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:

Sprecher Lenkungskreis Abwasserschächte
Dipl.-Ing. Ralph Schilling
Vlothoer Wirtschaftsbetriebe VWB
Weserstraße 9
32602 Vlotho
Tel.: 05733 9131-82
Fax: 05733 9131-99
E-Mail: r.schilling@vlotho.de

IKT-Projektleiter
Dipl.-Ing. René Puhl
IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur gGmbH
Exterbruch 1
45886 Gelsenkirchen
Tel.: 0209 17806-22
Fax: 0209 17806-88
E-Mail: info@ikt.de
Internet: www.ikt.de

Fremdwasserprojekt Billerbeck:
Dilemma zwischen Dichtheit und Dränagen

Die Billerbecker Kläranlage hat Fremdwasserprobleme durch undichte Grundstücksentwässerungsanlagen. Die Sanierung der Privatleitungen ist teuer, doch obendrein haben die Hauseigentümer zu befürchten, dass durch die Abdichtung der Leitungen und das Abklemmen der Dränagen, die Keller ihrer Häuser nass werden. Das IKT begleitet das Abwasserwerk Billerbeck bei einem Pilotprojekt, dass sich zum Ziel gesetzt hat: Dichte Kanäle, trockene Keller, geringste Kosten.

Ohne Einbindung der Bürger geht es nicht. Denn sie als Eigentümer müssen die Anlagen sanieren. Um Akzeptanz bei den Bürgern zu finden, wurden seit Projektbeginn im Frühjahr 2005 zwei Bürgerversammlungen veranstaltet. Mit Echo in der Lokalzeitung „Billerbecker Anzeiger“.

Aus dem Billerbecker Anzeiger, Mittwoch 11. Mai 2005

Dem Fremdwasser den Hahn abdrehen
Nächster Projektschritt nach der Bürgerversammlung: Inspektion privater Leitungen

Von Christine T i b r o n i

Billerbeck. Drei Zahlen machten den Handlungsbedarf deutlich: 1,66 Mio. Kubikmeter Schmutzwasser wurden im Jahr 2003 der Kläranlage zugeführt, davon waren nur 456.090 Kubikmeter abgerechnete Schmutzwassermenge aus Haushalten. „Rund 1,2 Mio. Kubikmeter sind folglich Fremdwasser“, so Rainer Hein, Leiter des städtischen Abwasserwerkes bei der Bürgerversammlung am Montagabend in der Landwirtschaftsschule. Für diese Menge sei die Kläranlage nicht bemessen. Die Folgen: Die Reinigungsleistung sinkt, und die Kosten für die Allgemeinheit steigen. „Nach ersten groben Schätzungen entstehen durch die Einleitung von Fremdwasser jährlich Kosten in Höhe von 70.000 Euro“, so der Werkleiter, der nun das Übel bei der Wurzel packen will.

Die Ursache liegt bei angeschlossenen Drainagen und schadhaften, privaten Abwasserleitungen, durch die Grundwasser eindringt. Wobei, so regeln es die Landesbauordnung (Paragraf 45) und auch das Ortsrecht die Anschlussnehmer verpflichtet sind, ihre Leitungen dicht zu halten. „Die Stadt Billerbeck hält es aber nicht für den richtigen Weg, dies per Order de Mufti durchzudrücken“, gab Hein Entwarnung.

Vielmehr möchte das Abwasserwerk gemeinsam mit den Bürgern das Fremdwasserproblem im Rahmen eines Projektes angehen. Ausgewählt wurden 110 Haushalte in einem Schwerpunktgebiet der Fremdwassereinleitung: Anlieger der Straßen Kohkamp, Gantweger Kley, Am Brunnenbach, Brunnenweg, Nordstraße und Am Rondell, die im Rahmen der Versammlung über die weiteren Schritte informiert wurden. Laut Marco Schlüter vom IKT - Institut für unterirdische Infrastruktur , das das Projekt begleitet, werden in einem ersten Schritt Messstellen angelegt, um die Grundwasserstände zu ermitteln. Außerdem werden Durchflussmessungen durchgeführt, um grundstücksscharf einzugrenzen, woher wie viel Fremdwasser kommt. Dem schließen sich Inspektionen der privaten Anschlussleitungen an.

Im zweiten Schritt werden auf der Basis der Untersuchungsergebnisse Konzepte zur Verminderung des Drainagewassers und zur Leitungsabdichtung entwickelt. Der dritte Schritt sieht die weitere Planung und Genehmigung vor. Bis dahin entstehen den Teilnehmern keine Kosten, da für das Projekt Fördermittel des Umweltministeriums zur Verfügung stehen. Wohl auch deshalb stießen Hein und die anderen Experten auf offene Ohren, wobei natürlich die Frage nach den weiteren Kosten, beispielsweise für die Sanierung der privaten Leitungen unter den Nägeln brannte. Denn für die Umsetzung der Maßnahmen müssen die Bürger in ihre eigenen Taschen greifen. Zahlen kamen nicht auf den Tisch, da zunächst die weiteren Untersuchungen abzuwarten sind.

Vor diesem Hintergrund sind die Projektteilnehmer aufgerufen, nun Termine für Ortung, Inspektion und gegebenenfalls Dichtheitsprüfung der privaten Leitungen mit Marco Schlüter vom IKT, Telefon 0209/1780631, oder Sybille Zentner, vom Ingenieurbüro Beck, Telefon 0202/2467822, zu vereinbaren. Der Zeitaufwand pro Grundstück liegt bei zwei bis vier Stunden. Im September sollen bei einer weiteren Bürgerversammlung konkrete Konzepte für die Verminderung von Fremdwasser im Projektgebiet vorgestellt werden. Für Fragen steht Werkleiter Hein (02543/7348) zur Verfügung.

Aus dem Billerbecker Anzeiger, Samstag 1. Oktober 2005

Schwerpunktlösung nimmt Brennpunkte ins Visier
Fremdwasserprojekt „Kohkamp“: Konzepte und Kosten in zweiter Bürgerversammlung vorgestellt

Von Christine T i b r o n i

Billerbeck. Butter bei die Fische, hieß es am Donnerstagabend, als bei der zweiten Bürgerversammlung zum Fremdwasserprojekt in der Landwirtschaftsschule Konzepte und vor allem Kosten vorgestellt wurden.

Um den Zufluss von Grund-, Quell- und Dränagewasser in das öffentliche Kanalnetz in den Griff zu bekommen, sollen in einer Schwerpunktlösung zunächst die Brennpunkte im Projektgebiet „Kohkamp“ in Angriff genommen werden. 34 von 110 Grundstückseigentümern sollen demnach ihr Dränagewasser über einen neu zu bauenden Kanal geordnet ableiten. Der Dränagewassersammler soll zum einen im Bereich Kohkamp und Gantweger Kley gebaut, das eingeleitete Wasser dann über die Kanalisation des neuen Baugebiets Sandbrink der Kläranlage zugeführt werden.

Zum anderen soll ein Kanal zwischen evangelischem Kirchenzentrum, Brunnenweg und Am Brunnenbach mit Ableitung in den Brunnenbach gebaut werden. Die Kosten der Maßnahme bezifferte Marco Schlüter vom IKT - Institut für Unterirdische Infrastruktur auf 200.000 Euro. „Das Abwasserwerk würde hier in Vorleistung gehen, die Refinanzierung würde über eine Fremdwassergebühr erfolgen, die von den Nutzern des Dränagewasserkanals erhoben wird“, erläuterte Werkleiter Rainer Hein. Wie hoch diese Gebühr ausfallen wird, ist auch davon abhängig, ob Fördermittel fließen.

Auf die 34 Projektteilnehmer, die ihre Anschlüsse neu ordnen müssen, um künftig das Dränagewasser über Pumpen in den neuen Kanal zu leiten, kommen weitere Kosten in Höhe von jeweils 3500 Euro zu. Außerdem zwischen 5000 und 7000 Euro pro Grundstück für die Abdichtung der privaten Leitungen. Was das Abdichten angeht, sitzen alle 110 Projektteilnehmer nach Abschluss der Grundstücksuntersuchungen in einem Boot. Welche Summen hier genau auf jeden einzelnen zukommen, geht aus der individuellen Sanierungsplanung hervor, die Sybille Zentner vom Ingenieurbüro Beck für jeden Projektteilnehmer zurzeit erstellt. Die Bürgermappen sollen Ende Oktober, Anfang November fertig sein.In einer dritten Bürgerversammlung besteht dann noch einmal Gelegenheit, Fragen zu stellen.

Hein machte deutlich, dass die Schwerpunktlösung bei Bedarf erweiterbar ist. Er machte außerdem klar, dass jene Haushalte, die befristet ihr Dränagewasser über den Mischwasserkanal ableiten, ebenfalls eine Gebühr für die Fremdwasserbeseitigung entrichten müssen, die sich laut Hein an der Quadratmeterzahl der Kellersohlenfläche orientieren könnte. Noch ist in der Frage der Fremdwasserableitung nichts entschieden, denn Werksausschuss und Rat müssen letztendlich die Umsetzung der Planung beschließen.

Für alle Bürger gilt schon jetzt, dass sie laut Landesbauordnung (Paragraf 45) bis 2015 die Dichtheit der privaten Leitungen per Zertifikat nachweisen müssen. Anliegen der Stadt Billerbeck ist, die Bürger mit dieser Aufgabe nicht allein zu lassen und im Rahmen des Projektes ein Gesamtkonzept zu Reduzierung des Fremdwasserproblems zu entwickeln. Zur Lösung des Problems brauche es nach Einschätzung von Hein 20 bis 30 Jahre, da es weitere Fremdwasserschwerpunkte im Stadtgebiet (zum Beispiel Lange Straße) gebe. „Aber wir müssen anfangen“, so der Werkleiter.

IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur gGmbH
Exterbruch 1
45886 Gelsenkirchen
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IKT und SBU: Kooperation in der Schweiz

Das IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur und die schweizerische SBU (Büro für sanierungstechnische Planung und Beratung AG) mit Büros in Rorschach, Zürich und Kriens haben gemeinsam das „Kompetenzzentrum für Qualitätssicherung“ gegründet. Eine Kooperation von der IKT und SBU profitieren, genauso wie kommunale und private Netzbetreiber.

Schlauchliner-Prüfung: Qualität ist messbar

IKT und SBU: Kompetenzzentrum
für Qualitätssicherung in der Schweiz

Seit Jahren strebt das Büro SBU in der Schweiz nach höchster Qualität bei der Ausführung von Sanierungsprojekten. In Deutschland arbeitet das Gelsenkirchener IKT ebenfalls in dieselbe Richtung. Nun haben die beiden Firmen beschlossen, die Kräfte im Bereich der Qualitätssicherung bei Kanalsanierungen zu bündeln. Mit der Schaffung des „Kompetenzzentrums für Qualitätssicherung“ arbeiten IKT und SBU grenzüberschreitend zusammen.

Als neutrales Planungs- und Beratungsbüro befasst sich die SBU seit bald 20 Jahren mit der Werterhaltung von Entwässerungsnetzen. Also mit der Frage, wie kommunale und private Betreiber ihre Kanalnetze effizient unterhalten und erneuern können. Dabei wertet das Büro den Ist-Zustand der Kanäle aus und erarbeitet wirtschaftlich abgestützte Planungsgrundlagen für Unterhaltung und Sanierung.

Das IKT ist ein neutrales, unabhängiges und gemeinnütziges Forschungs- und Prüfinstitut. Es arbeitet praxis- und anwendungsorientiert an Fragen des unterirdischen Leitungsbaus. Schwerpunkt ist die Kanalisation. Die vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) anerkannte Prüfstelle des IKT bietet wissenschaftlich fundierte und praxisgerechte Prüfungen an.

Die momentane Praxis zeigt, dass der Qualitätssicherung ein deutlich höherer Stellenwert beigemessen werden muss, wenn die angestrebte Lebensdauer von 50 Jahren bei Sanierungsprojekten erreicht werden will. Das IKT und die SBU sind ideale Partner im Bereich Qualitätssicherung von Kanalsanierungsprodukten.

Mit modernsten Versuchsanlagen, die regelmäßig durch neutrale Sachverständige kalibriert werden, werden Kanalsanierungsprodukte im klimatisierten Labor im IKT unter Normbedingungen geprüft und getestet. Ergänzend dazu berät die SBU die Schweizer Kunden vor Ort und betreut die Sanierungsmaßnahmen auf der Baustelle.

Das Dienstleistungsangebot des „Kompetenzzentrums für Qualitätssicherung“ umfasst:

Durchführung von Qualitätskontrollen bei der Ausführung von Kanalsanierungsprojekten
Unterstützung Dritter bei der Qualitätssicherung von Kanalsanierungsprojekten
Werkstoff- und Bauteilprüfungen im Bereich Entwässerungsanlagen
Schlauchliner-Test gemäß VSA-Richtline QUIK
Fachtechnische Beratung und Expertisen im Bereich Entwässerungsanlagen

Weitere Informationen über das „Kompetenzzentrum für Qualitätssicherung“ enthält das PDF-Dokument:

Fragen zum „Kompetenzzentrum für Qualitätssicherung“ beantworten gerne

Dipl.-Ing. Dieter Homann
IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur gGmbH
Exterbruch 1
45886 Gelsenkirchen
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Matthias Ivancic
S B U Büro für sanierungstechnische
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