Newsletter 2 TransMiT-04

TransMiT: Modelltechnische Untersuchung der qualitätsbasierten Entwässerung

Umsetzungspilot 8: Erstellung eines Kanalnetzmodells und Kopplung von Oberfläche und Kanal

Zur Durchführung von Abflussberechnungen und zur Untersuchung von Einstaumöglichkeiten im Kanalsystem wurde von bpi ein hydrodynamisches Hauptsammlermodell des Einzugsgebietes Hildesheim aufgebaut. Neben dem Hauptsammler werden sämtliche Einzugsgebiete mit ihren charakteristischen Eigenschaften (z.B. abflusswirksame Fläche, etc.) berücksichtigt. Das Kanalnetzmodell bietet damit die Grundlage für die Erstellung von Abflussberechnungen bei unterschiedlichen Rahmenbedingungen und die Ableitung von Maßnahmen zur Umsetzung der qualitätsbasierten Entwässerung.

Weiterhin wurde für eine integrierte Betrachtung eine Kopplung des Kanalnetzmodells mit dem Oberflächenmodell durchgeführt. Dies ermöglicht eine gebietsbezogene Überflutungs­berechnung unter Berücksichtigung der über den Kanal ableitbaren Niederschlags­wassermengen. Auf diese Weise können Überflutungshotspots zuverlässiger identifiziert und Wasserstände genauer prognostiziert werden. Damit wurde die Voraussetzung geschaffen, um oberflächigen und unterirdischen Abfluss integriert zu bewirtschaften.

Umsetzungspilot 9: Betriebskonzept zur Mischwasserbehandlung auf Kläranlagen und Umfahrung der Belebung

Zur Entwicklung eines auf Mischwasserzuflüsse angepassten Betriebskonzepts für kommunale Kläranlagen, ist zunächst ein Modell der Kläranlage Hildesheim in SIMBA# aufgebaut worden. Das Modell bildet eines der vier vorhandenen Belebungsbecken als Umlaufgraben ab und beinhaltet Betriebsstrategien zur vermehrten Mischwasserbehandlung wie z.B. ein Speicherbecken und einen Bypass um die Vorklärung und Belebung. Neben einer Kalibrierung des Modells wurden erste Untersuchungen zur vermehrten Mischwasserbehandlung durchgeführt, die für die ausgewählten Zulaufereignisse zeigen, dass der maximale Zulauf zur Kläranlage im Modell auf das 2,4 – 2,6-fache des Bemessungswertes gesteigert werden kann. Dabei findet keine Erhöhung der Ablaufwerte statt. Der limitierende Faktor war bei allen untersuchten Szenarien die Erhöhung des Schlammspiegels im Nachklärbecken. Basierend auf diesen ersten Ergebnissen, soll nun ein Betriebskonzept entwickelt werden, welches die Höhe des maximal zulässigen Zulaufs zur Kläranlage dynamisch in Abhängigkeit des Kläranlagenzustandes vorgibt, sowie eine Prognose der annehmbaren Mischwassermenge ermöglicht.

Abbildung 1: Darstellung des aufgebauten Kläranlagenmodells ins SIMBA# für die Kläranlage Hildesheim, © ISAH

Die im Umsetzungspiloten 9 geplanten Absetzversuche mit Belebtschlamm sind erfolgreich aufgebaut und getestet worden. Dazu haben erste Versuchs­messungen im ISAH-Technikum auf der Kläranlage Herrenhausen (Hannover) stattgefunden. Aktuell laufen weitere Absetzversuche mit Belebtschlämmen unterschiedlicher Kläranlagen, um den Einfluss der Schlammstruktur auf das Absetzverhalten des Schlammes bei einer hydraulischen Mehrbelastung des Nachklärbeckens durch einen Bypass um die Belebung zu erforschen.

Ein großtechnischer Versuch zur Umfahrung der Belebungsstufe bei Mischwasserzuflüssen auf der Kläranlage Hildesheim ist derzeit in Aufbau und startet Anfang des Jahres 2021. Dazu ist auf der Kläranlage Hildesheim bereits ergänzende Messtechnik installiert worden wie z.B. Schlammspiegelmessungen im Nachklärbecken sowie TS- und Ammoniumsonden im Ablauf der Nachklärung

Abbildung 2: Aufbau der Absetzversuche zur Untersuchung des Absetzverhaltens von Belebtschlamm, © ISAH

Ein großtechnischer Versuch zur Umfahrung der Belebungsstufe bei Mischwasserzuflüssen auf der Kläranlage Hildesheim ist derzeit in Aufbau und startet Anfang des Jahres 2021. Dazu ist auf der Kläranlage Hildesheim bereits ergänzende Messtechnik installiert worden wie z.B. Schlammspiegelmessungen im Nachklärbecken sowie TS- und Ammoniumsonden im Ablauf der Nachklärung

Literatur

[1]   Kabisch, N.-K., S. Hornig, K. Bauerfeld und M. Beier. Urbane Entwässerung neu gedacht. Transforming Cities, 2020, 5(01).