Feststofftransport im Kanal

Komplexes Phänomen: „Keiner weiß eigentlich, wie die Transportvorgänge im Abwasserkanal ablaufen“

Mit einem vereinfachten Modell macht Prof. Hansjörg Brombach die komplexen Transportvorgänge im Kanal verständlich.
Im Abwasser wird neben den gelösten Stoffen ein „bunter Mix“ an Feststoffen transportiert, die sich grob in drei Klassen einteilen lassen: Schwimmstoffe, Sedimente und eine Gruppe von Schwebstoffen dazwischen, die sich zwar auch absetzen, aber nur ganz langsam. Diese schwimmenden, absetzbaren und schwebenden Stoffe verhalten sich ganz unterschiedlich im fließenden Abwasser.
Mit dem Modell lassen sich – je nach Drehgeschwindigkeit – verschiedene Strömungsverhältnisse im Mischwasserkanal darstellen: Langsames Drehen simuliert den Trockenwetterabfluss, etwas schnelleres Drehen den Mischwasserabfluss bei Regen und kräftiges Drehen die hohen Fließgeschwindigkeiten mit viel „Tumult“ bei Extremereignissen.
Es lässt sich beobachten, dass sich bei Trockenwetterabfluss alle drei Stoffarten am Ende der simulierten „Welle“ sammeln: die kleinen hellen Sedimente, die größeren hellen Schwimmstoffe und die blauen Schwebstoffe. Dieses Phänomen wird oft als last flush bezeichnet.
Was zu beobachten ist, wenn man das Modell nun etwas schneller dreht, erläutert Prof. Brombach so: „Die leichteren Stoffe, also die Schwimmkörper und Schwebstoffe, arbeiten sich mit zunehmender Fließgeschwindigkeit – also bei leichtem Regenabfluss – gegen jede Vorstellung gegen die Welle nach vorne. Wir bekommen somit das Phänomen first flush oder zu Deutsch Spülstoß“. Die Sedimente hingegen verbleiben am hinteren Ende der Welle und bilden weiterhin den last flush.
Weiter erläutert Brombach: „Wenn es ganz schlimm kommt – bei Starkregen – dann versuchen sogar die Sedimente an die Spitze zu kommen. Das gelingt ihnen nicht ganz. Dann kommt jedenfalls die gesamte Sedimentverteilung im Kanal wieder durcheinander. Das heißt, die Regenwasserbehandlung bei Extremereignissen ist nicht mehr so einfach.“
Die Aufgabe der Regenwasserbehandlung ist es nun, den first flush in den Regenüberlaufbecken aufzufangen und das Wasser, das überläuft, aus der relativ sauberen Mitte der Welle herauszunehmen. „Dann wird nämlich dem Gewässer am wenigsten geschadet“, so Brombachs hoffnungsvolle Botschaft, die er mit dem anschaulichen Modell vermitteln möchte.

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