Erhöhung der Fließgeschwindigkeit durch Zugabe von Luft oder Polymeren

Das Verfahren zur Erhöhung der Fließgeschwindigkeit durch Zugabe von Luft wird z.B. in Hamburg in der Druckentwässerung eingesetzt. In zwei- bis viermaligen täglichen oder unregelmäßigen langfristigen Spülungen wird Luft in das Druckrohrsystem geblasen und damit der Fließquerschnitt in den Druckrohrleitungen verringert. Durch die erhöhte Geschwindigkeit des Abwassers werden auftretende Ablagerungen aufgewirbelt und weitertransportiert.

In Druckleitungen, die gefälleunabhängig dem Geländeverlauf angepaßt sind, wird Luft unter einem Druck von 0,5 bis 2,0 bar in die am Ende abgeschlossene Leitung gedrückt. Die Leitung muß "Taschen", d.h. Tiefpunkte, enthalten, in denen sich Wasserpfropfen bilden. Diese Wasserpfropfen werden von der Druckluft in die Leitung gedrückt. Dabei bildet sich die Front dieses Wasserpfropfens als Wasserwalze aus, die für eine gute Durchwirbelung von Abwasser und Ablagerungen sorgt. Bei Versuchen wurden Fließgeschwindigkeiten von 4 bis 7 m/s in Abhängigkeit vom Luftdruck gemessen. Für Leitungen mit einem Gefälle von 2 ‰ sind bei einem Druck von 1 bar gute Räumwirkungen erzielt worden [Führb80] .

Eine weitere Möglichkeit, die Fließgeschwindigkeit des Abwassers für Reinigungszwecke zu erhöhen, bietet die Zugabe von Polymeren. Die Wirkung der Polymere ist auf die Verminderung der Energieverluste turbulenter Strömungszustände zurückzuführen. Mit geringen Konzentrationen (max. 60 ppm) läßt sich die Abflußgeschwindigkeit des Abwassers um bis zu 70 % erhöhen. Die Wirkung beruht nicht auf einer Viskositätsänderung des Abwassers sondern auf der Abminderung des Reibungswiderstandes rauher Rohrwände [Chand77] [Durst79] [Selli78] .

Für die Aufwirbelung und den Transport von Feststoffen in Kanälen sind hohe Schubspannungen bzw. hohe Abflußgeschwindigkeiten von Vorteil. Ungeklärt ist jedoch, in welchem Ausmaß sich die Abminderung des Fließwiderstandes durch Polymere auf das Anwachsen der Schubspannungen auswirkt. Weiter müßten vor dem Einsatz von Polymeren Fragen nach der Lebensdauer und den Reaktionen im Abwasser, die zur Ausflockung organischer Bestandteile führen können, geklärt werden.

Sind die bisher ungelösten Fragen unter dem Blickwinkel der Feststoffbeseitigung positiv zu beantworten, bleibt die Anwendung von Polymeren aus wirtschaftlichen Überlegungen nur auf zeitlich begrenzte und lokale Reinigungsmaßnahmen wie die Reinigung von Dükern oder anderen Engpässen beschränkt [Führb80] .