Dr.-Ing. Bertram Botsch

Anstelle der üblichen freien Bauwerksgestaltung (Black-Box) sollte das Bauwerk Sandfang, die Strömungsführung darin und die Betriebsweise auf die Optimierung der Sandabscheidung abgestellt werden. Diese sind in dem Begriff HYDROSANDFANG* zusammengefasst. Im Einzelfall kann eine numerische Strömungssimulation CFD nützlich sein.

Die Sedimentation in der Strömungswalze kann als Starke Sedimentation bezeichnet werden (Abb. 1). Sie unterscheidet sich grundsätzlich von der Sedimentation in der Längsströmung. Der Begriff „Starke Sedimentation“ ist relativ neu. Er beschreibt die beiden überraschenden Tatsachen, daß sowohl die Sedimentation in Längsrichtung auf kurzer Strecke geschieht, als auch, daß alle Korngrößen gleichzeitig abgeschieden werden (BOTSCH 2018, BOTSCH 2020).

Abb. 1: schematische Darstellung der Sedimentationsverteilung in den ersten ausgeprägten Strömungswalzen

Mit einer geeigneten Walzenströmung wird erreicht, daß die Sedimentation in der 1., 2. und 3. ausgebildeten Strömungswalze für alle Korngrößen stattfindet (siehe Abb. 1)

Mit einfachen Maßnahmen können die Wirkungen der Bauart HYDROSANDFANG * erreicht werden, sowohl bei bestehenden wie auch bei geplanten Sandfängen oder bei der Sanierung von Sandfängen.
Der Einlauf soll durch eine Leitvorrichtung, die auch nachträglich eingebaut werden kann, vollständig in die Strömungsrichtung der Walzenströmung umgelenkt werden (Abb.2). Keinesfalls dürfen die Einlaufströmung oder Teilkomponenten davon in den Sandfang in Längsrichtung eintreten. Dies ist mit verhältnismäßig geringem Aufwand durchzuführen. Die Auswirkung auf die Abscheidung und den Energieverbrauch sind erheblich.

Abb. 2: Strömungsumlenkung auf eine Sandfangseite, dargestellt für einen hydraulisch überlasteten Sandfang.

• Der Einlauf soll durch eine Leitvorrichtung, die auch nachträglich eingebaut werden kann, vollständig in die Strömungsrichtung der Walzenströmung umgelenkt werden (Abb.2). Keinesfalls dürfen die Einlaufströmung oder Teilkomponenten davon in den Sandfang in Längsrichtung eintreten. Dies ist mit verhältnismäßig geringem Aufwand durchzuführen. Die Auswirkung auf die Abscheidung und den Energieverbrauch sind erheblich.

• Zur Vermeidung der Bypass- Strömung durch den Fettfang hindurch können im Fettfang Wände über den ganzen Fettfang- Querschnitt vorgesehen werden. Sie reichen möglichst bis zum Normalwasserspiegel. Das Fett kann im darüberliegenden Bereich ausgeräumt werden.
• Die Belüftung sollte in der Leistung und Längsverteilung angepaßt werden, um Kosten (!) zu sparen und bereits abgeschiedenen Sand nicht wieder aufzuwirbeln. Dabei ist für hohen Fettanfall die Luftleistung ggf. höher anzusetzen und ggf. fakultativ anzusteuern.
• Der Sandtrichter am Sandfangeinlauf sollte entfallen oder auf eine wirkliche Minimalgröße reduziert werden. Eine solche Maßnahme hängt von den örtlichen Verhältnissen ab.
• Die Größe der Sandsammelrinne an der Sandfangsohle sollte an den erwarteten Sandanfall angepasst sein und ihre Kontur im Querschnitt möglichst an eine ungestörte Walzenströmung. Eine solche Maßnahme ist für eine günstige Beckenhydraulik sinnvoll.
• Der Räumerbetrieb ist energie-aufwendig und sollte gesteuert werden, falls ein Eingriff in die Steuerung nicht unangemessen ist. Die an sich geringen Sandmengen können mit niedrigen Einschaltzeiten geräumt werden. Mindestens zwei oder vier Räumzyklen pro Tag sind ausreichend, was im Einzelfall einfach nachzurechnen ist.
• Der Zufluss zur Kläranlage und damit zum Sandfang schwankt im Rahmen seiner täglichen oder metereologischen Ganglinie. Falls der Kläranlage ein Hebewerk vorgeschaltet ist, kann häufig ein unausgeschöpftes Potential zur Betriebsoptimierung festgestellt werden. Durchflussspitzen vermindern die Sandabscheidung und sollten steuerungstechnisch nach Möglichkeit verringert werden, weil gerade bei großem Zufluss die Sandkonzentration und die Forderung nach optimierter Sandabscheidung besonders hoch ist.
• In der Praxis treten zum Teil schwierig abzupumpende Sedimente auf, bei schwacher Belastung in Form von verklumpten Sand- Schlamm- Fett- Agglomerationen, bei hoher Belastung in Form von starker Anhäufung im Einlaufbereich. In beiden Fällen kann es zweckmäßig sein, zur Fluidisierung der Sedimente an der mit dem Räumer fahrenden Tauchmotorpumpe zusätzlich ein Tauchmotorrührwerk zu verwenden. Die örtliche Aufwirbelung ist für die Wirkung des Sandfangs unschädlich und nur in Auslaufnähe zu vermeiden. Dort sind allerdings keine große Sedimentmassen zu erwarten und eine Aufwirbelung unnötig. Der Aufwand für diese Maßnahme ist gering.
• In der Nähe des Wasserspiegels sollten möglichst am Sandfanganfang Leitvorrichtungen für die Führung der Strömungswalze vorgesehen werden. Eine solche Maßnahme ist hydraulisch sinnvoll und kann im Einzelfall im Zusammenhang mit der Sandfangabdeckung ohne erhöhten Aufwand durchgeführt werden.
• Die Mehrstraßigkeit ist für den Abscheide-Erfolg sehr vorteilhaft. Falls sie vorhanden ist, sollte sie in Betrieb genommen werden.

*Anmerkungen zu Schutzrechten und Lizenzen zum Hydrosandfang siehe Abschnitt „Publikationen und Literatur“