Stauspülung

Bei diesem Verfahren werden Geräte in den Kanal eingebracht, die den Querschnitt reduzieren und das Abwasser aufstauen. Durch diesen Aufstau, d.h. durch die Wasserspiegeldifferenz vor und hinter den Geräten, werden sie vorwärtsbewegt und umspült, wobei die nichtverfestigten Ablagerungen aufgelockert und weitertransportiert werden [Führb80] .

Bei der Stauspülung bedient man sich folgender mobiler Geräte [ATVA140] [NASSCO89a] [Führb80] [Frühl10] [Gürsc21] [ATV95:BandI+II] [Tchob89] :

• Spülschilde, -wagen, -boote (z.T. seilgeführt) (Bild 3.2.2.2-1) ,
• Spülkugeln (Vollkugeln oder faltbare Kugeln) (Bild 3.2.2.2-2) ,
• Spülschraube und
• seilgeführte Spülkugeln (Bild 3.2.2.2-3).

Bild 3.2.2.2-1:  Spülschild Iltis [FI-Müller] FI-Müller Firmeninformation Müller Umwelttechnik GmbH & Co. KG, Schieder-Schwalenberg Führb80 Führböter, A., Macke, E.: Entwicklung von Siel- und Sammlerreinigungs­verfahren. Schlußbericht Phase 1 des Forschungsvorhabens Demonstrationsobjekt Hamburger Sammlerbau der FH-Hamburg, Baubehörde - Hauptabteilung Stadtentwässerung. Leichtweiss-Institut für Wasserbau der TU Braunschweig. Lehrstuhl für Hydromechanik und Küstenwasserbau. Bericht Nr. 476, April 1980. ATVA140 ATV-A 140: Regeln für den Kanalbetrieb; Teil I: Kanalnetz (03.90). NASSCO89a Inspector Handbook for Sewer Collection System Rehabilitation. The National Association of Sewer Services Companies (NASSCO). Fifth Edition. Altamonte (USA) 1989. Frühl10 Frühling, A.: Handbuch der Ingenieurwissenschaften in fünf Teilen. Teil 3: Der Wassebau, 4. Bd.: Die Entwässerung der Städte. Leipzig: Verlag von Wilhelm Engelmann 1910. Gürsc21 Gürschner, Benzel: Der Städtische Tiefbau. III. Teil Stadtentwässerung, 4. Auflage, Leipzig / Berlin: Verlag von B. G. Teubner 1921. ATV95:BandI+II Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik, Band I: Planung der Kanalisation, (4. überarbeitete Auflage 1994), Band II: Bau und Betrieb der Kanalisation (4. überarbeitete Auflage 1995), Herausgeber: Abwassertechnische Vereinigung e.V. /ATV), Hennef. Berlin / München: Ernst & Sohn. Tchob89 Tchobanoglous, G.: Wastewater Engineering: Collection and pumping of wastewater. New York: Metcalf & Eddy, Inc. McGraw-Hill Book Company 1989. DINEN752-7 DIN EN 752-7: Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden, Teil 7: Betrieb und Unterhalt (06.98) Dinke87 Dinkelacker, A.: Verhinderung von Ablagerungsbildungen in Schmutz­wasser­kanälen durch Wulstkugeln, Band I, Dokumentation 1. Internationaler Kongreß Leitungsbau, Hamburg 1987, S. I/851-I/860. Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum. Loren99 Lorenzen, Arne: Kanalreinigung mit Hilfe von Wulstkugeln; Tagung: Entwicklungen in der Kanalisationstechnik; IKT an der Ruhr Universität Bochum, MURL, ISA an der RWTH Aachen;2./3. Sept. 1999; Köln.

Bild 3.2.2.2-2:  Beseitigung von Ablagerungen in großen kreisförmigen Abwasserkanälen mit Hilfe einer faltbaren Spülkugel [Biele79a] Biele79a Bielecki, R.: Neue Methoden und Entwicklungstendenzen für das Bauen und Betreiben von Abwasserleitungen großer und kleiner Durchmesser. Wasser und Boden 31 (1979), H. 8, S. 223-242.

Bild 3.2.2.2-3:  Seilgeführte Spülkugel [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Das Verfahren der Stauspülung ist nicht einsetzbar bei vermaschten Netzen und geringem Leitungsgefälle. Statt der benötigten Spiegeldifferenz bilden sich Umläufigkeiten, die Wasserstände vor und hinter dem Staugerät pendeln sich aus oder der Spülstrom zwischen dem Gerät und der Kanalwand reicht nicht aus, um die Ablagerungen zu lösen und zu transportieren. Zudem besteht die Gefahr, daß das auf diese Weise künstlich aufgestaute Abwasser an Regenüberläufen in die Oberflächengewässer gelangt.

Basierend auf dem Prinzip der Stauspülung mit Hilfe von Spülkugeln, wurde Anfang der 80er Jahre das Reinigungsverfahren mit frei beweglichen Wulstkugeln (Bild 3.2.2.2-4) (in DIN EN 752-7 [DINEN752-7] als Reinigung mit Kugeln bezeichnet) entwickelt. Es ermöglicht eine kontinuierliche, automatische Reinigung nichtverfestigter Ablagerungen in Kanälen [Dinke87] .

Das Einbringen der Kugeln in den Kanal erfolgt zeitlich definiert und in der Regel manuell über den Schacht (Bild 3.2.2.2-5), es kann aber auch, wie in der (Animation 3.2.2.2-1) dargestellt, automatisiert werden. Die Kugel wird regelmäßig einmal pro Tag bzw. 1-5 mal pro Woche in den Kanal eingegeben, rollt, von der Abwasserströmung angetrieben, stromab durch den Kanal und wird in der Nähe des Klärwerks entnommen, um erneut dem Kreislauf wieder zugeführt zu werden.

Bild 3.2.2.2-4:  Wulstkugeln - Göttinger Kugeln in verschiedenen Größen [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Bild 3.2.2.2-5:  Wulstkugeln - Einbringen von Hand [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH] Quelle: STEIN Ingenieure GmbH Bildmaterial und Visualisierungen: STEIN Ingenieure GmbH, Bochum.

Animation 3.2.2.2-1:  Prinzipdarstellung der Reinigung mit automatisierter Eingabe und Entnahme von Wulstkugeln in Anlehnung an [Dinke87] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH]

Die Wulstkugeln, auch Göttinger Kugeln genannt, bestehen aus einem Stahlblechkörper mit s-förmigen Gummiwülsten zur Erhöhung des Strömungswiderstandes und zur Überwindung von Hindernissen. Der Strömungswiderstand kann zusätzlich durch eine teilweise Wasserfüllung des Kugelkörpers beeinflußt werden. Im Unterschied zu den konventionellen Spülkugeln besitzen die Wulstkugeln einen Durchmesser von etwa 0,5 DN des zu reinigenden Kanals. In Anpassung an die lichte Weite der Schachtabdeckung kommen in der Praxis Wulstkugeln mit einem maximalen Außendurchmesser von 0,59 m zur Anwendung [Loren99] .