Filter by Themen
Filter by Kategorien
Filter by Veranstaltungsschlagworte
FS Logoi

Gewässerschutz durch Sedimentieren und Filtrieren

Im Projekt NaReFil arbeitet ein Projektteam aus Bauingenieur:innen und Umwetltechniker:innen der FH Münster an der Optimierung von Regenklärbecken.

von | 31.01.23

Das Team setzt auf die hybride Modellierung: Zusätzlich zur Simulation kommen Messungen und Versuche an einem physikalischen Modell eines Regenklärbeckens. Strömungen und Sedimentationsverhalten lassen sich auch hier untersuchen. (Foto: FH Münster/Maxi Krähling)

31. Januar 2013 | Im Projekt NaReFil arbeitet ein Projektteam aus Bauingenieur:innen und Umweltechniker:innen der FH Münster an der Optimierung von Regenklärbecken.

Öle, Straßenstaub oder Mikroplastik, aber auch gesundheitsschädliche Kohlenwasserstoffe aus Verbrennungsprozessen und Schwermetalle sollen Regenklärbecken zurückhalten. Diese Bauwerke halten bislang ausschließlich durch Sedimentation und Tauchwände diverse Schmutz- und Schadstoffe aus Oberflächenabflüssen zurück, bevor diese in Gewässer eingeleitet werden. Aber weil sich Vorschriften für die Regenwasserbehandlung geändert haben, müssen bestehende Regenklärbecken überprüft und nachgerüstet werden. Hier kommt das Projekt „NaReFil – Nachrüstung von Regenklärbecken mit Filtereinheiten zur Optimierung des Stoffrückhalts“ der FH Münster ins Spiel. Das Team um Prof. Dr. Helmut Grüning beschäftigt sich mit der Frage, wie Regenklärbecken mit Filtern optimiert werden können, um noch mehr Stoffe zurückzuhalten und somit den Gewässerschutz zu verbessern.

„Bauingenieur:innen und Umwelttechniker:innen haben schon in der Vergangenheit kooperiert und sich die komplexen Aufgaben wie die Strömungssimulation, halbtechnische Modellierungen im Technikum und Messprogramme in bestehenden Bauwerken aufgeteilt. Die sogenannte CFD-Simulation, mit der sich die Strömung im Becken simulieren lässt, hat in der Vergangenheit die Arbeitsgruppe Wasserbau und Hydromechanik von Prof. Dr. Rainer Mohn vom Fachbereich Bauingenieurwesen durchgeführt. Nach dem Ruhestand des Kollegen habe ich diesen Bereich übernommen. Die Entwicklung von technischen Filtern ist bereits seit Jahren ein Untersuchungsschwerpunkt meiner Arbeitsgruppe“, sagt Grüning, Experte für Wasserversorgung und Entwässerungstechnik am Fachbereich Energie – Gebäude – Umwelt.

Es bestehen höhere Anforderungen an den Gewässerschutz

Erfahrungen mit Filtern in Regenklärbecken gebe es bisher nur durch wenige Pilotanlagen, die das Team um Grüning entwickelt und untersucht hat. Aktuelle Regelwerksentwicklungen führen zu höheren Ansprüchen an den Gewässerschutz, so dass bestehende Becken nicht mehr den Anforderungen entsprechen.

„Betreiber von Regenklärbecken haben jetzt zwei Möglichkeiten: Entweder sie vergößern das Becken, was meistens sehr kostspielig und auch aus Platzgründen nicht immer möglich ist, oder sie bauen nachträglich einen Filter ein. Diese beiden Möglichkeiten stellen wir im Projekt gegenüber“, erklärt Eske Hilbrands, Umwelttechnikerin und Doktorandin bei Grüning.

3D-Modelle stellen aktuellen Stand dar

Bevor aber irgendwelche Filter in den Becken eingebaut werden, muss der Status Quo erhoben werden.

Anhand einer Strömungssimulation im Regenklärbecken lassen sich viele individuelle Aussagen über die Sedimentation vorab im numerischen Modell ableiten. Fabian Elsner bespricht die Ergebnisse mit Eske Hilbrands. (Foto: FH Münster/Maxi Krähling)

Anhand einer Strömungssimulation im Regenklärbecken lassen sich viele individuelle Aussagen über die Sedimentation vorab im numerischen Modell ableiten. Fabian Elsner bespricht die Ergebnisse mit Eske Hilbrands. (Foto: FH Münster/Maxi Krähling)

„Dafür setzen wir die CFD-Simulation ein und können zunächst Messergebnisse in jeder Größe und für jede Art von Regenklärbecken aufnehmen und im 3D-Modell darstellen. Darüber lässt sich auch ableiten wie schnell und wieviele Schadstoffe allein durch die Sedimentation zurückgehalten werden“, erklärt Dr. Nina Altensell, Bauingenieurin und ehemalige Nachwuchsprofessorin an der FH Münster. Sie hat für andere Projekte bereits mehrfach mit numerischen Modellen wie der CFD-Simulation erfolgreich gearbeitet.

Zusätzlich zur Simulation erhebt das Team aber auch Daten an einem realen Modell eines Regenklärbeckens und kann hier unterschiedliche Filter testen.

„Trotzdem müssen wir alles neu aufbauen, müssen Parameter erstellen und die nötige Sensitivität der Filter ermitteln, damit wir die optimale Aufteilung zwischen Sedimentation und Filtration und ihre Anordnung zueinander bestimmen können“, sagt Bauingenieur Fabian Elsner.

Das Ziel ist klar: wirtschaftlicher und ökologischer sollen die Regenklärbecken werden. Förderung für das Projekt gab es vom Umweltministerium des Landes NRW.

Von der Modellierung in die Praxis

Erst nach der hybriden Modellierung gehen die Ingenieur:innen im zweiten Schritt des Projekts am konkreten Beispiel eines Regenklärbeckens in Warendorf in die Praxis über.

„Auch hier starten wir erst eine Messkampagne. Wir ermitteln, welche Schadstoffe überhaupt aus dem etwa 3,8 Hektar großen Gebiet kommen, die an das Becken angeschlossen sind, und wie die derzeitige Reinigungsleistung ist. Erst dann bauen wir einen entsprechenden Filter ein“, sagt Thorsten Schmitz, wissenschaftlicher Mitarbeiter bei Grüning.

Jeweils für ein Jahr wollen die Wissenschaftler:innen die Daten im Becken erheben – sowohl ohne, als auch mit Filter. Zur Mitte diesen Jahres soll der Filter im Becken eingebaut sein und die Messungen im realen Versuch starten. Das Projekt läzft noch bis Ende 2024. Doch bereits jetzt lassen sich Vorteile durch den EInsatz von Filtern ableiten.

„Alleine mit der Sedimentation wird man nie das Ergebnis einer Filtration erreichen. So kann zum Beispiel Mikroplastik aus Reifenabrieb nicht durch Sedimentation zurückgehalten werden, das geht nur mit Filtern. Ziel ist es, dass Partikel kleiner als 63 Mikrometer gefiltert werden können“, ergänzt Schmitz.

Das Gute aus der Kombination aus Sedimentation und Filtration wird sein, dass die Filter individuell für das jeweilige Einsatzgebiet und die dort anfallenden Schadstoffe konzipiert werden können. Daraus soll sich ein optimales Kosten-Nutzen-Verhältnis ergeben.

Weitere Informationen

Bildquelle, falls nicht im Bild oben angegeben:

Das Team setzt auf die hybride Modellierung: Zusätzlich zur Simulation kommen Messungen und Versuche an einem physikalischen Modell eines Regenklärbeckens. (Foto: FH Münster/Maxi Krähling)

Jetzt Newsletter abonnieren

Stoff für Ihr Wissen, jede Woche in Ihrem Postfach.

Hier anmelden

Abwasser-Zweckverband Südholstein wird 60 Jahre
Abwasser-Zweckverband Südholstein wird 60 Jahre

Der Abwasser-Zweckverband (AZV) Südholstein ist 60 Jahre alt geworden. Am 14. Juli 1965 gründete sich der Verband mit Feststellung seiner ersten Satzung. Damit machte er im Kreis Pinneberg und Umgebung den Weg frei für Umwelt- und Gewässerschutz sowie bessere Lebensbedingungen durch die zentrale Abwasserentsorgung.

mehr lesen
The role of nanoplastic in marine pollution is greater than assumed
The role of nanoplastic in marine pollution is greater than assumed

Nanoplastic particles are less than one micrometre in size, but by mass, their share in marine pollution is comparable to that of microplastic. This is the result of a study conducted by scientists from the Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ) and the Royal Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ).

mehr lesen
Joint Danube Survey 5: Großes Donau-Untersuchungsprojekt startet
Joint Danube Survey 5: Großes Donau-Untersuchungsprojekt startet

Alle sechs Jahre führen Experten aus dem Donauraum eine gemeinsame Untersuchung der Donau namens „Joint Danube Survey“ durch. In diesem Jahr realisiert die Internationale Kommission zum Schutz der Donau (IKSD), Österreich, gemeinsam mit 13 weiteren Donauländern das weltweit größte Überwachungsprojekt an Oberflächengewässern mit 100 beteiligten Institutionen.

mehr lesen

Passende Firmen zum Thema:

Hermann Sewerin GmbH

Thema: Netze

Technologien für die

Pipetronics GmbH & Co. KG

Branchen: Rohrleitungen
Thema: Netze

Niederlassung Rhein-Ruhr Produktbereich: Rohrinnendichtsysteme

Weber-Ingenieure GmbH

Branchen: Beratende Ingenieure
Themen: Abwasserbehandlung | Netze

Abwasserbehandlung, Baumanagement, Infrastruktur und Stadtentwässerung, Ingenieurbau, Konversion und Abfall, Technische Ausrüstung, Wasserbau,

Sie möchten die gwf Wasser + Abwasser testen

Bestellen Sie Ihr kostenloses Probeheft

Überzeugen Sie sich selbst: Gerne senden wir Ihnen die gwf Wasser + Abwasser kostenlos und unverbindlich zur Probe!

Finance Illustration 03