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20.06.2019

Regenwasserrückhaltebecken: die Lösung für Sedimentationsprobleme

Regenwasserrückhaltebecken: die Lösung für Sedimentationsprobleme. (Foto: Xylem)

Bei Unwettern spielen Regenwasserrückhaltesysteme eine zentrale Rolle, um Überläufe zu verhindern und Gemeinden zu schützen. Allerdings kann die Bildung von Ablagerungen in den Rückhaltebecken ein ernsthaftes Problem darstellen. Mit Hilfe von Xylems Technologie und Fachwissen konnte dieses Problem in einer Kläranlage in Belgien gelöst werden.

Urbane Regionen sind extremen Wetterbedingungen besonders stark ausgesetzt. Der Mangel an nicht-versiegelten Flächen führt dazu, dass die Menge des abrinnenden Wassers zunimmt, wodurch sich das Risiko für Überschwemmungen und Mischwasserüberläufe erhöht. Regenwasserrückhaltung ist eine mögliche Lösung dieses Problems.

Was ist Regenwasserrückhaltung? Regenwasserrückhaltung ist eine Regenwassermanagementmethode, die Durchflusspitzen mithilfe von Auffangbecken oder -tanks auf ihre normale Durchflussmenge reduziert. Diese Becken oder Tanks nehmen Regenwasser auf und leiten es langsam und in kontrollierten Mengen wieder in die Kanalisation ein.

Regenwasserrückhaltung trägt nicht nur dazu bei, Überschwemmungen und Mischwasserüberläufe zu verhindern, sie stellt auch sicher, das wichtige Prozesse wie die Aufbereitung durchgeführt werden können. Sie ist eine optimale Lösung, um Regenwassermengen zu regulieren, die auf unterschiedliche Art umgesetzt werden kann. Hierzu gehören Filtrierungsbecken, tiefe Rückhaltekanäle und alternative Systeme wie z. B. den SMART Tunnel in Kuala Lumpur, ein Straßentunnel, der auch zur Ableitung von Hochwasser verwendet werden kann.

Regenwasserrückhaltung birgt aber auch einige Schwierigkeiten, vor allem im Hinblick auf Sedimentation und Reinigung.

Ablagerungen in Regenwasserrückhaltebecken vermeiden
Ablagerungen in Regenwasserrückhaltebecken können zu üblen Gerüchen und Verunreinigungen führen. In extremen Fällen können die Ablagerungen die Pumpen verstopfen, wenn das Auffangbecken auf einmal und ohne kontinuierliches Rückhalten der Feststoffe entleert wird.

In Xylems Complete Guide to Stormwater Management (Ratgeber zum Regenwassermanagement)ist beschrieben, wie die unterschiedlichen Methoden zum Entleeren und Reinigen von Regenwasserrückhaltebecken die Sedimentation beeinflussen. Beispielsweise können Rührwerke verwendet werden, mit denen die Sedimentation in den Rückhaltetanks verhindert wird, indem die Feststoffe im Wasser verteilt werden und es somit zu einer gleichmäßigen Durchmischung kommt.

Herausforderung in Belgien: Schlammablagerungen in Rückhaltebecken
Eines der Regenwasserrückhaltungsprojekte, die Xylem vor Kurzem abgeschlossen hat, wurde in einer Kläranlage im belgischen Rosiéres durchgeführt. Die Anlage, die von der Intercommunale of Walloon betrieben wird, ist die zweitgrößte Anlage in der Region, die das Abwasser von mehr als 100 000 Einwohnern aufbereitet. Die Werksleiter der Anlage hatten anhaltende Probleme durch Schlammablagerungen in zwei Regenwasserrückhaltebecken.

Die Rückhaltebecken der Anlage dienen als Puffer, um die Gemeinde bei Unwettern vor einem Anstieg des Abwasserdurchflusses zu schützen. Die Becken wurden erst kürzlich renoviert, um den neusten EU-Normen zu entsprechen. Dennoch verursachten die beiden Becken weiterhin Ausfälle, was für die Werksleiter der Anlage zu einem ernsthaften Problem wurde.

Ein Hauptgrund für die Probleme lagt darin, dass das ablaufende Regenwasser feinen Sand enthielt, der das Wasser abrasiv machte. Der Sand beeinträchtigte die kontinuierliche Durchmischung des Abwassers, die zur Aufbereitung des überschüssigen Schlamms erforderlich ist. Dies führte zu Schlammablagerungen am Boden der beiden Rückhaltebecken, was das Reinigen der Becken problematisch und teuer machte, da zur Beseitigung des Schlamms Tankfahrzeuge und kostspielige Entleerungslösungen erforderlich waren.

Bessere Durchmischung und Reinigungsleistung in den Becken
Zusammen mit Intercommunale of Walloon und einem Team von Maschinenbauern half Xylem bei der Entwicklung einer technischen Lösung zur Verbesserung der Durchmischung und der Reinigungsleistung in den Becken mit.

Die in der Anlage installierten, anfälligen Ejektoren wurden durch Luft-Wasser-Ejektoren ersetzt, die mit Pumpen mit Laufrädern aus Hartguss ausgerüstet sind. Diese sind so konstruiert, dass sie Ablagerungen vom Boden spülen, einen Volumenstrom erzeugen, die Partikel zum Schweben bringen und somit eine gleichmäßigere Durchmischung erreichen.

Verbesserung bei Design und Wartung, um Ablagerungen vorzubeugen
Das Design der beiden Becken wurde überprüft, um zu ermitteln, wie die unterschiedlichen Phasen – Durchmischung, Ablauf und Reinigung – am besten optimiert werden können.

Dies führte zur Integration eines Ablaufschachts am Ende der beiden Becken sowie zur Ausbildung eines Gefälles von 1 Prozent der Böden, was das Risiko sedimentationsbedingter Probleme verringert, vor allem während längerer Trockenperioden. Ein umfassendes Betriebs- und Wartungsprogramm für die Reinigung wurde ebenfalls implementiert, um optimale Leistung sicherzustellen.

Dieses Rückhalteprojekt hat die Abwasser- und Regenwasseraufbereitung für die gesamte Region Walloon Brabant nachhaltig verbessert. Das Abwassersystem der Region ist jetzt wesentlich besser auf zukünftige Unwetter und hohe Niederschlagsmengen vorbereitet.

Bild: Regenwasserrückhaltebecken: die Lösung für Sedimentationsprobleme. (Foto: Xylem)

Quelle: Xylem

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