Strömungsverhalten und Sedimentationswirksamkeit in Regenbecken mit Schrägklärer-Einbauten

Niederschlagsbedingte Siedlungsabflüsse sind ein bedeutender Eintragspfad von Nähr,- Zehr- Schadstoffen und Feststoffen in Oberflächengewässer. Durch die in den letzten Jahren gestiegenen Anforderungen an die Abwasserreinigung und Gewässergüte sind verstärkt Maßnahmen zum verbesserten Feststoff- und Schadstoffrückhalt in der Regenwasserbehandlung gefordert.
Bestandsanalysen von Regenüberlaufbecken im Mischsystem haben aufgezeigt, dass ein hoher Anteil der Sedimentationsanlagen nicht dem Stand der Technik entspricht. Es besteht ein hoher Bedarf zur Ertüchtigung oder Sanierung der Anlagen. ... mehrEine Möglichkeit der Ertüchtigung ist, die Optimierung der Durchströmung des Sedimentationsraums durch den Einbau von Schrägklärern. Bislang liegen keine systematischen Untersuchungen vor, aus denen Bemessungsgrößen und konstruktive Hinweise zur Gestaltung von effizienten Sedimentationsanlagen mit Schrägklärern abgeleitet werden können.
Die vorliegende Arbeit nimmt dieses Defizit auf. Ausgehend von der zentralen Arbeitshypothese, das ideale Absetzbecken eine Propfenströmung aufweisen, erfolgte die hydraulische Optimierung eines Reaktors. Die Oberflächenbeschickung und die Strömungsbedingungen wurden als Steuerungsgrößen herangezogen. Der optimierte Reaktor konnte anhand von Strömungsindikatoren charakterisiert werden. Diesen wurde unter realen Bedingungen eine Sedimentationsleistungsfähigkeit zugeordnet.
Der hydraulisch optimierte Reaktor erzielt gegenüber dem Reaktor mit ungünstigen Strömungsbedingungen einen höheren Stoffrückhalt für die Ton- und Schluff-Fraktion.
Die durchgeführten Arbeiten sind ein Beitrag zum Verständnis der hydraulisch-stofflichen Wirkungszusammenhänge in Sedimentationsanlagen. Die Ergebnisse können unmittelbar in der Praxis der Regenwasserbehandlung genutzt werden und unterstützen die Entwicklung hochwirksamer Sedimentationsanlagen.

One of the most important point sources of pollutants, nutrients and solids that cause major water quality problems are the discharges from storm water overflows. Due to more strict effluent guidelines for wastewater treatment and water quality standards issued in recent years, it is required to develop management plans for an improved storm water treatment.
An assessment of existing storm water sedimentation facilities have shown that most of them do not comply with technical guidelines and hence show a poor performance. As a consequence, many of these facilities require further improvement and repair to meet regulatory requirements. ... mehrLamella settlers are one of the best available technologies to upgrade traditional settling tanks especially regarding removal fine particulate loads. However, there are no recent available studies indicating design and construction guidelines with which settling tanks with lamella settlers can achieve high removal efficiencies.
Based on the hypothesis that an ideal operational sedimentation tank could be described as a plug flow reactor, a hydraulic optimization of the tank – in this case seen as a reactor – was carried out. Surface loading rate and flow conditions were used as process controlling parameters. Flow indicator parameters such as residence time were used to assess the optimization level of the reactor. This was in turn correlated to removal efficiencies attained under real operating conditions of the sedimentation tank.
A reactor showing the most optimal hydraulic flow conditions achieved higher removal efficiencies of fine grained sediments compared to the reactor in which the flow was not distributed evenly. This study can be deemed as a contribution to the understanding of the dependency between flow conditions and solids removal efficiencies of sedimentation tanks. The results attained are of practical relevance and support the further conceptual development of highly effective storm water tanks.