Zippel, Martin (2014)

Thema

Untersuchungen zur Beschickung von vertikal durchströmten Bodenfiltern

Autorenreferat

In Pflanzenkläranlagen soll Abwasser durch ein Verteilsystem gleichmäßig auf den bepflanzten Bodenfilter aufgebracht werden. Um die Ausflüsse aus den einzelnen Rohröffnungen vorhersagen zu können, müssen die Eigenschaften der Einzelelemente des Verteilsystems auf die Strömung bekannt sein.

Die dazu verfügbaren Literaturwerte werden in dieser Arbeit durch Versuche entweder bestätigt oder korrigiert. Wenn die Einzelelemente zu Verteilsystemen kombiniert werden, sind teilweise iterative Berechnungen anzustellen, um die Durchfluss-Druckhöhen-Beziehungen vorhersagen zu können. Ein „R“-Script, welches erlaubt, die Geometrie des Verteilsystems unter gewissen Randbedingungen frei zu wählen, führt diese Berechnungen automatisiert durch.

Um die Aussagen des auf dieseWeise erstellten Modells validieren zu können, werden sie mit Messungen an einer zu Testzwecken aufgebauten Versuchsanlage verglichen. Die Abweichungen zwischen Modell und Versuchsanlage sind durch die Einführung begründeter Korrekturen minimierbar.

Da mit dem Modell nur Vorhersagen für den stationären Zeitraum der Verteilung möglich sind, werden Ansätze vorgestellt, mit denen sich die instationären Zeiträume und somit deren Anteil an der gesamten Beschickungszeit abschätzen lassen.

Aufgabenstellung

Bewachsene Bodenfilter, oft auch als Pflanzenkläranlagen bezeichnet, sind als naturnahe Verfahren der Abwasserreinigung etabliert. Vorzugsweise werden die Anlagen aufgrund der einfachen Betriebsführung und ihrer Prozessstabilität zur dezentralen Abwasserbehandlung eingesetzt.

Insbesondere bei vertikal durchströmten Bodenfiltern ist eine gleichmäßige Abwasserverteilung erforderlich, um eine maximale Ausnutzung des Bodenfilterkörpers zur Erzielung einer optimalen Reinigungsleistung zu gewährleisten.

Die Anordnung und Dimensionierung der Beschickungsleitungen sowie die Auslegung von Vorlagebehältern, Pumpen und Schwallbeschickern sind von großer Bedeutung für die Reinigungsleistung. Darüber hinaus stellen die Anzahl und die Dauer der Beschickungszyklen im Hinblick auf den Sauerstoffeintrag und die Strömungsverhältnisse im Bodenkörper wichtige Randbedingungen für die mikrobiologischen Abbauprozesse dar.    

Im Rahmen der Arbeit sind an einer Testanlage hydraulische Eigenschaften und Kenngrößen eines Beschickungssystems zu ermitteln. Die gewonnenen Erkenntnisse sind durch Feldmessungen an einer bestehenden Anlage zu verifizieren. Des Weiteren ist die Reinigungsleistung der Pflanzenkläranlage anhand von vergleichenden Untersuchungen des Zu- und Ablaufs zu bewerten.

Betreuung