SaBi-Tool

Über unsere Infrastruktur gelangt Sand in die Kanalisation und von dort in die Abwasserreinigungsanlage. Wird er dort nicht zu Beginn aus dem Abwasser entfernt, stört er die verfahrenstechnischen Prozesse und führt zu einer Abnutzung und Ausfall von Aggregaten, sodass wirtschaftliche Schäden die Folge sind. Aus diesem Grund ist jeder Abwasserreinigungsanlage eine mechanische Reinigungsstufe mit einem Sandfang vorgeschaltet, mit dessen Hilfe der Sand aus dem Abwasser weitestgehend entfernt werden soll. Sowohl für Rechenanlagen als auch für Sandfänge der mechanischen Reinigungsstufe zeigen neuere Untersuchungen (Uckschies 2016, Uckschies 2018, DWA 2008, Hirschbeck 2010, Sonnenburg 2016, Sonnenburg 2020), dass es betriebliche Herausforderungen gibt, die mit dem vorhandenen Wissen nur schwer in Einklang zu bringen sind oder für die schlicht nicht genug Informationen vorliegen, um eine sachlich und fachlich fundierte Planungsgrundlage für einen Neubau, eine Sanierung oder eine betriebliche Verbesserung der mechanischen Verfahrensstufe zu erarbeiten. Zudem existieren keine exakten Vorgaben bzgl. eines zu gewährleistenden Sandabscheidegrades in den derzeitigen Normen und Regelwerken. Betreiber legen diese in ihren Ausschreibungen selbst fest, z.B. aufgrund von Empfehlungen der DWA (DWA 2008). Hierbei stellt sich die Frage wie der Nachweis der Einhaltung des geforderten Sandabscheidegrads, und damit einhergehend der Funktionsfähigkeit der Anlage, bei Neu- oder Umbauten erfolgen kann?

In der im Januar 2020 erschienenen DIN 19569-13 (2020-01) werden Grundsätze für die Einrichtung zum Abtrennen und Behandeln von Sand und anderen mineralischen Feststoffen festgelegt. Sie enthält in einem informativen Anhang ein Prüfverfahren zur Sandabscheidung für werkseitig hergestellte Sandfänge. In Zukunft kann die Anwendung dieses Prüfverfahrens im Rahmen einer Ausschreibung gefordert werden. Am IWW Zentrum Wasser und am Institut IWAR der TU Darmstadt wurde das Prüfverfahren „SaBi-Tool“ für die Sandabscheidung entwickelt, das den deutlichen Vorteil hat, sowohl für werkseitig hergestellte Sandfänge als auch für Sandfänge in Betonbauweise – und das während des laufenden Betriebs der Abwasserreinigungsanlage – angewendet werden zu können. Ähnlich wie in der DIN handelt es sich um eine punktuelle Probenahme mit Sammlung des Sandes, der im Labor analysiert wird. Das Projektteam besitzt zudem umfangreiche Erfahrungen im Bereich der Sandabscheidung aus insgesamt 5 Forschungsprojekten sowie mehreren Beratungsprojekten zu Geschiebeschächten sowie belüfteten und unbelüfteten Sandfängen seit 2006 bis heute.

SaBi-Tool besteht aus 4 Stufen inklusive Auswertung. Zu Beginn werden im Rahmen der ersten Stufe Informationen zu den Anlagen im Vorfeld per Fragebogen und Interview abgefragt.

In der darauffolgenden Stufe erfolgt eine Bestandsaufnahme vor Ort, bei der die Bestandsdaten abgeglichen und erste Messungen durchgeführt werden.

Die erfassten Daten werden anschließend in der dritten Stufe zu einer CFD-Simulation des zu beprobenden Sandfangs verarbeitet. Anhand dieses Modells können Messebenen für die punktuelle Probenahme berechnet werden.

Während der letzten Stufe wird eine Sandprobenahme durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Probenahme werden in das CFD-Modell eingepflegt. Durch diese hybride Technik wird das Modell an die realen Bedingungen angeglichen, wodurch es exaktere Ergebnisse als ein rein digitales Modell ausgibt. So können fallspezifische Optimierungsmaßnahmen in Betracht gezogen und genau simuliert werden.

Alle Ergebnisse und mögliche Optimierungsmaßnahmen werden in einem Bericht zusammengefasst und für einen Workshop als Präsentation aufbereitet.

Optional kann die Umsetzung von Verbesserungsmaßnahmen auf den Anlagen durch das Projektteam betreut werden.

Zum Konzept gehört auch der Erfahrungsaustausch zwischen den Teilnehmern: Die Erfahrungen im Betrieb und die Ergebnisse aus den Untersuchungen sollen untereinander geteilt werden, um so den Wissenstransfer im Projekt zu maximieren.