Engineering

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Verfahrenstechnik
Produktentwicklung
www.unitechnics.de
Engineering
gegen Geruch, Korrosion und Oberfl ächenwasser

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Geruch / Korrosion in Abwassernetzen
Situation
Die Zentralisierung der Abwasserentsorgung sowie
der rückläufige Wasserverbrauch führen nicht nur zu
langen Aufenthaltszeiten des Abwassers im Leitungsnetz.
Sie erhöhen auch die Schmutzkonzentrationen,
die bei zunehmenden Temperaturen ideale Bedingungen
für die Bildung von Sulfiden und letztendlich
von Schwefelwasserstoff bieten.
Schwefelwasserstoff ist ein giftiges und übel
riechendes Gas, das über biochemische Prozesse
bereits ab einer Konzentration von 0.5 ppm zu
Schwefelsäurekorrosion führt. Dies gefährdet den
Bestand von Abwasserbauwerken.
H 2 S-Konzentration in ppm (parts per million)
Korrosionsrate von Beton in Abhängigkeit der H2S-Konzentration
in der Umgebungsluft bei Dauerbegasung, Quelle:
J. Weissenberger, Betonkorrosion ein Forschungsprojekt
aus Norwegen; Schwefelwasserstoff in Abwassersystemen
Fachtagung der Hydro-Care am 2. und 3. Mai 2002
Schadensbilder bestätigen, dass unter günstigen
Milieubedingungen bereits innerhalb kürzester Zeit
starke biogene Korrosionsangriffe auf die Abwasseranlagen
einwirken (vgl. Abb.).
UniTechnics - Erfolg mit System
Strategien gegen geruch / KorroSion
Die Ursachen für Geruch und Korrosion sind vielfältig.
Wirksame Strategien berücksichtigen nicht nur das
Zusammenspiel der bekannten Einflussfaktoren (s.o.)
und die daraus resultierenden Konsequenzen. Sie
beschäftigen sich vor allem auch mit der Entwicklung
von Schwefelwasserstoff, bzw. Sulfid als wesentlicher
Ursache von Korrosion. Die Sulfid-Bilanz von
Unitechnics ist eine neue Berechnungsmethodik, die
durch ständigen Praxisabgleich auf ein hohes Niveau
geführt wurde. Neben Hydraulik und Schmutzfracht ist
sie der dritte Baustein im Rahmen der:
- Fortschreibung / Aufstellung Generalentwässerungs-
plan (GEP) / Abwasserbeseitigungskonzept (ABK)
- Planung neuer Anlagen
- Optimierung bestehender Anlagen
- Sanierung bestehender Anlagen
Aus den gewonnenen Erkenntnissen werden
neue Verfahren und Systeme entwickelt, wie
z.B. Dämpfungssysteme mit physikalischen und
biochemischen Wirkprinzipien für Schächte und
Pumpwerke.

engineering zur ursachenermittlung / Planung
Die optimale und nachhaltige Vermeidung von
Geruch und Korrosion setzt die richtige Wahl
und Dimensionierung von Lösungen voraus. Das
erfordert ein solides Fundament, welches durch eine
systematische Ursachenermittlung mit konkreten
Ausgangs- und Leistungsparametern geschaffen wird.
Im Rahmen dieser Ursachenermittlung wird für jedes
Abwassernetz:
• eine H2S- und Sulfidbilanz (nach neuesten
Berechnungsmethoden)
• eine Sauerstoffbilanz
erstellt. In den Bilanzen werden erstmalig die tatsächlichen
Grenzaufenthaltszeiten für Abwasser in
Druckleitungen berücksichtigt. Die ermittelten Ausgangs-
und Leistungsparameter aus den Bilanzen
sind Grundlage für:
• die konkrete Bemessung/Dimensionierung von
Lösungen in der Planung (ähnlich einer
statischen Berechnung im Brückenbau),
• einen präzisen technischen Variantenvergleich,
• einen qualifizierten Wirtschaftlichkeits- und
Kostenvergleich (z.B. nach LAWA) und
• die geeignete Standortwahl der Optimallösung.
Damit ist eine gezielte Auswahl und ggf. Koordinierung
dimensionierbarer und geeigneter Lösungen aus
ca. 40 verschiedenen Lösungsvarianten möglich. So
wird bei geeigneter Standortwahl eine effektive und
nachhaltige Vermeidung von Geruch und Korrosion
erzielt.
Wie entsteht geruch?
Abb. Lageplan Abwassernetz;
H 2 S- und Sulfidbilanzen
Darüber hinaus leistet die H2S-Bilanz einen wichtigen
Beitrag zur qualifizierten Sanierung korrosionsbelasteter
Abwasserbauwerke und -anlagen. Der zu erwartende
Säureangriff und damit das Korrosionspotential
kann konkret ermittelt werden. Mit der H2S-Bilanz ist
über die H2S-Fracht nicht nur eine sichere Auswahl der
Sanierungsverfahren möglich, sondern auch eine präzise
Auslegung von Biofiltern bei Geruchsbelastungen.
KurzüberSicht ingenieurleiStungen
Ursachenermittlung mit H2S- und Sulfidbilanz sowie
Sauerstoffbilanz für das Entwässerungsgebiet:
• zur Ermittlung der H2S-Emission im Kanal
• zur Ermittlung der H2S-Frachten
• zur Ermittlung des Geruchs- und Korrosionspotentials
im weiteren Fließweg
• zur gezielten Auswahl von Lösungen
• zur Dimensionierbarkeit von Lösungen
• zum präzisen technischen Variantenvergleich
• zum qualifizierten Wirtschaftlichkeits- und
Kostenvergleich.

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zustandserfassung mit abschätzung h2S-ausbreitungsgrad
In der Regel werden Abwasserkanäle und Pumpwerke
durch die H2S- und Sulfi dfracht belastet, die sich
bereits in vorgelagerten Druckleitungen gebildet hat.
Die Intensität der Geruchs- und Korrosionsbelastungen
ist abhängig von der Menge des entweichenden
Schwefelwasserstoffs. Sowohl die entweichende
H2S-Menge (Fracht) als auch die H2S-Konzentration
werden hauptsächlich bestimmt durch:
• den pH-Wert im Abwasser,
• den Sulfi dgehalt im Abwasserstrom,
• die vorhandenen Turbulenzen auf dem
Fließweg und
• die seitlichen Abwasserzufl üsse aus
Kanalleitungen.
DRL
(anaerobes Abwasser)
H2S-Konzentrationen [ppm]
UniTechnics - Erfolg mit System
Abb. Sulfi dgleichgewicht: In: Sulfi d-Praxishandbuch der
Abwassertechnik, biogene Korrosion, Geruch Gefahr
verhindern und Kosten beherrschen, Vulkan Verlag Essen
2007, S. 685
Praktische Erfahrungen und neueste Erkenntnisse ermöglichen die Abschätzung der H2S-Ausgasungen und der
daraus erfassbaren Anzahl an Kanalschächten, die von Geruch und Korrosion betroffen sind.
Schacht 1 Schacht 2 Schacht 3 Schacht n Schacht n+1 Schacht n+2 Schacht n+x Schacht n+y
Abb. Unterschiedliche H2S-Ausgasungsraten aus Kanalschächten einer Leitung
Kanallänge (Fließweg) [m]

H2S-Messstelle 1
H2S-Messstelle 2
H2S-Messstelle 3 H2S-Messstelle 4
Wirtschaftlich intelligente Lösungen

Situation
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Oberfl ächenwasser / Regenwasser in Abwassernetzen
Oberfl ächenwasser durch Starkregen sowie
Schmelz- und Hochwasser führen alljährlich in
vielen Abwassernetzen zu Überlastungen, die
auch Betriebsstörungen in Pumpwerken und
Kläranlagen verursachen können. Bereits bei einem
Regenwasserstand von nur 10 mm auf Straßen können
über 17 m³/h in einen Kanalschacht einfl ießen. Neben
erhöhten Transport- und Behandlungskosten kann es
zum Überstau des Kanalnetzes durch Schmutzwasser
kommen. Zwangsläufi ge Überschwemmungen können
bei gefährdeten Straßen und Grundstücken erhebliche
Schäden anrichten. Jedoch ist ein generelles
Verschließen aller Kanalschächte für viele Betreiber
schon aus Kostengründen keine Lösung.
engineering zur ursachenermittlung / Planung
Zur gezielten und kostenoptimierten Vermeidung von
Oberfl ächenwasser im Abwassernetz sind neben
Fremdwasserkonzepten und Bestandserfassungen
auch Mengenmessungen erforderlich. Dazu bieten wir
nachfolgende Ingenieurleistungen an:
• Sichtung der Lagepläne mit Höhenangaben
• Standortbegehung des betroffenen Abwassernetzes
mit Fotodokumentation
• Kategorisierung der betroffenen Kanalschächte
• Auswahl repräsentativer Kanalschächte
• Einsatz von digitalen Messgeräten
(WaterCounter, WaCo) zur mengenmäßigen
Erfassung von einfl ießendem Oberfl ächenwasser
bzw.Regenwasser in den repräsentativen
Kanalschächten über einen Zeitraum von
mindestens drei Monaten
• Erstellung eines qualifi zierten Ausrüstungsplans zum
gezielten Einsatz von Wasserverschlüssen
Wie funktioniert der Waco?
UniTechnics - Erfolg mit System
Schacht mit Wasserverschluss-System
Schacht ohne Wasserverschluss-System
Abb. Musterbeispiel „qualifi zierte Ausrüstung von Wasserverschlüssen
im Kanal“
Engineering zur Ursachenermittlung im Rahmen der:
- Fortschreibung / Aufstellung Generalentwässerungs-
plan (GEP) / Abwasserbeseitigungskonzept (ABK)
- Planung neuer Anlagen
- Optimierung bestehender Anlagen
- Sanierung bestehender Anlagen
Aus den gewonnenen Erkenntnissen werden neue
Verfahren und Systeme entwickelt, wie z.B. Wasserverschluss-Systeme
die bei Starkregenereignissen
verschließen und anschließend die Be- und Entlüftung
DIN-gerecht wieder herstellen können.

Kostenprognose bei Oberflächen- / Regenwassereintritt in Kanalschächte ohne bzw. mit
Wasserverschluss-Systemen (Projektbeispiel)
Kanaldeckel : D400 gemäß DIN 19584 Anzahl Schächte : 21 Stück
Öffnungen : 16 Stück Anzahl Regentage : 60 Tage/ Jahr
D : 38 mm Kosten je Kubikmeter : 2,2 Euro/ m³
mittl. Regendauer : 15 Minuten/ Tag
Summe aller Öffnungen entspricht einem Querschnitt von etwa Dn 150
durchschnittliche
Überstauhöhe
oberhalb des Kanaldeckels
überschlägige
Regenwasserablaufmenge ohne Verschlusssystem
*zurück gehaltene
Menge mit
Wasserverschluss je
Regentag
Wirtschaftlich intelligente Lösungen
zurück
gehaltene
Menge jährlich
eingesparte
jährliche
Kosten
[cm] [l/s] [m³/h] [m³/d] [m³/a] [Euro/a]
0,2 1,0 3,6 17,1 1.026,3 2.258
0,3 1,3 4,8 23,0 1.382,6 3.042
0,4 1,7 6,2 30,7 1.844,7 4.058
0,5 2,1 7,6 37,8 2.269,3 4.993
1,0 4,8 17,4 89,2 5.352,9 11.776
1,5 6,4 23,0 119,0 7.139,7 15.707
2,0 8,0 28,6 148,4 8.906,2 19.594
4,0 12,1 43,4 225,9 13.553,1 29.817
6,0 15,8 56,7 295,7 17.740,1 39.028
8,0 20,5 73,7 384,7 23.079,2 50.774
10,0 27,7 99,7 521,5 31.292,3 68.843
20,0 39,2 141,0 738,3 44.296,4 97.452
30,0 48,0 172,7 904,6 54.273,3 119.401
40,0 55,4 199,5 1.044,7 62.683,3 137.903
50,0 61,9 223,0 1.168,2 70.092,1 154.203
60,0 67,9 244,3 1.279,8 76.789,9 168.938
70,0 73,3 263,9 1.382,5 82.948,8 182.487
80,0 78,4 282,1 1.478,0 88.681,1 195.098
90,0 83,1 299,2 1.567,7 94.064,9 206.943
100,0 87,6 315,4 1.652,6 99.156,9 218.145
* Die zurückgehaltene Menge berücksichtigt das notwendige Abtropfen zum Entleeren der Wasserverschluss-Systeme zur
Wiederherstellung der Be- und Entüftung im Schacht nach dem Regenereignis.
Weitere Informationen zu Ingenieurleistungen auf Anfrage.

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