Kunststoffe und Sauerstoff verlängern das Schachtleben

STEINHAGEN, 31.07.2018 – Die Firma Jung Pumpen setzt auf nachhaltige Verfahren und Werkstoffe zur Vermeidung von Schäden an kommunalen Abwasserschächten. Dabei stehen korrosionsbeständige Kunststoffe und Verfahren zum Sauerstoffeintrag im Mittelpunkt.

Von Dr.-Ing. Andreas Kämpf

Das Spülrohr auf der Pumpe erzeugt Sauerstoffeintrag in das Behälterwasser und zerstört die Fettschicht auf der Oberfläche.
Bild 1: Das Spülrohr auf der Pumpe erzeugt Sauerstoffeintrag in das Behälterwasser und zerstört die Fettschicht auf der Oberfläche.
Lebensdauer-Zyklen spielen eine zentrale Rolle bei der wirtschaftlichen Betrachtung von Abwasseranlagen. An vielen vorhandenen Bauwerken der kommunalen Abwasserentsorgung nagt der Zahn der Zeit. Betonschächte und deren verbaute Stahlelemente (Bewehrungen, Traversen, Steigleitern usw.) werden durch korrosive Atmosphären instabil und müssen kurz- und mittelfristig ersetzt werden. Grund genug für Pentair Jung Pumpen, auf Maßnahmen zu setzen, das Abwasser „frisch“ zu halten. Widerstandsfähige und nachhaltige Werkstoffe in Schachtbauten helfen darüber hinaus, dass Schäden erst gar nicht entstehen.
Ein Kompressor spült die komplette Druckleitung nach definierten Zeitplänen
Bild 2: Ein Kompressor spült die komplette Druckleitung nach definierten Zeitplänen
(hier im Modell als transparente Rohr-Spirale zu erkennen)

Schwefelwasserstoff hinterlässt Spuren

Die Praxis zeigt, dass Schäden in Abwassertransportsystemen häufig durch Schwefelwasserstoff (H2S) verursacht werden. Er gilt als Hauptverursacher von Korrosion an zementgebundenen und metallischen Werkstoffen. H2S entsteht bei Abbauvorgängen von Harn, Fäkalien und Eiweißen aus der Industrie, die in der Regel an die öffentliche Kanalisation übergeben werden. Einflussfaktoren für die Entstehung von H2S sind Temperatur, Sulfidgehalt, Sauerstoffdefizit, Sielhautflächen, Aufenthaltszeiten sowie Abwassermengen und Fließgeschwindigkeiten. Aufgrund von Frischwasser-Sparmaßnahmen (z.B. 3-Liter-Taste beim WC) nimmt der prozentuale Anteil von Feststoffen im Abwasser zu und damit steigt auch die Zunahme von Schäden durch H2S.

Ein Kunststoffschacht (6 m Länge und 1,5 m Durchmesser) wird per Schaufelbagger platziert.
Bild 3: Ein Kunststoffschacht (6 m Länge und 1,5 m Durchmesser) wird per Schaufelbagger platziert.

Sinnvolle Planung reduziert Schadensausmaß

In der Regel gilt es, das Abwasser möglichst frisch (mit einem hohen Sauerstoffanteil) und schnell (mit geringen Aufenthaltszeiten in der Abwasserleitung) zur Kläranlage zu fördern. Hersteller von Abwasseranlagen sorgen mit den unterschiedlichsten Maßnahmen dafür, dass diese Bedingungen eingehalten werden. So setzt Pentair Jung Pumpen u.a. auf ein zusätzliches Spülrohr auf der Pumpenhydraulik, welches im Bypass Abwasser auf die Wasseroberfläche des Schachtes spritzt. Damit wird das Wachstum von Fettschichten an der Oberfläche verhindert und Luftsauerstoff gelangt in das Abwasservolumen (Bild 1).
Eine weitere Maßnahme ist der Einsatz von Kompressoren. Diese drücken Luft in ein im Schacht verlegtes Lüftungsrohr und halten damit das Abwasser „frisch“. Um die Aufenthaltszeit von Abwasser in Druckentwässerungsanlagen zu verkürzen, wird mittels Kompressoren das Druckrohr alle zwei Stunden (oder situationsabhängig) gespült, um das Abwasser „frisch“ zur Kläranlage zu transportieren.
Ein sogenannter Druckleitungsendschacht dient am Ende der Druckentwässerungsanlage der turbulenzfreien Übergabe des Abwassers. Dieses wird dabei unterhalb des Wasserspiegels in den Schacht eingeleitet, wodurch verhindert wird, dass H2S ausgast.

Korrodierte Schachteinbauten aus Grauguss im Kunststoffschacht.
Bild 4: Links: Korrodierte Schachteinbauten aus Grauguss im Kunststoffschacht. Rechts: Neue Schachteinbauten aus hochfestem Kunststoff und Edelstahl wurden gegen die alten Schachteinbauten aus Grauguss ausgetauscht, der Schacht bleibt. | Fotos: Pentair Jung Pumpen, Steinhagen

Einsatz korrosionsbeständiger Kunststoffe

Die Entstehung von H2S in kommunalen Abwasseranlagen ist nicht zu vermeiden. Aus diesem Grund ist der Einsatz von geeigneten Werkstoffen ein probates Mittel, Schäden durch korrosive Atmosphären langfristig zu verhindern.
Durch den Einsatz von hochwertigen korrosionsbeständigen Kunststoffen lassen sich die Lebenszyklen der betroffenen Komponenten einer Pumpstation erheblich verlängern. Die Lebensdauer von Kunststoffschächten aus Polyethylen (PE-HD) oder Polypropylen (PP) ist mehr als doppelt so lang (ca. 100 Jahre) wie die von Betonschächten (ca. 25 - 40 Jahre).
Während Kunststoffe als Schachtmaterial ursprünglich nur bei kleineren Druckentwässerungsschächten von ca. 800 mm Durchmesser verwendet wurden, wird heutzutage auch bei großen Pumpwerken auf Beton verzichtet und auf Kunststoffe gesetzt. Bild 3 zeigt den Einbau eines 6-m-Kunststoffschachtes in Bad Laer. Diese Schächte werden bis 3 m Durchmesser und einer maximalen Länge von 13,5 m von Pentair Jung Pumpen angeboten.
Die Vorteile von Kunststoffschächten liegen auf der Hand: Sie sind leicht zu transportieren und zu reinigen, individuell anpassbar, enthalten keine umwelt- oder gesundheitsschädlichen Additive für das Grundwasser und sie sind recyclingfähig. Und vor allem sind sie korrosionsbeständig gegen H2S.

Sanierung macht es möglich

Millionen von bereits verbauten Betonschächten, deren Hülle noch statisch stabil ist, können durch Kunststoff-Einbauten wieder verjüngt werden. Der Austausch von Pumpen-Traversen, Kupplungen oder Flanschen, die aus Polyphtalamid (PPA) gefertigt sind, garantieren dem Bauwerk noch etliche Jahre Fortbestand (Bild 4).