Kanalreinigung

Der Begriff Kanalreinigung beschreibt Maßnahmen zur Reinigung von Abwasserleitungen und -kanälen und Schächten.

Je nach Rohrdurchmesser kann die Reinigung maschinell oder per Hand durchgeführt werden. Die Reinigung per Hand wird bei sicher begehbaren Kanälen angewendet. Bei Großkanälen (größer 2 Meter) werden Ballone, Wände oder so genannte Schiffe bzw. Boote vorwärts getrieben. Kanäle bis 2 Meter Rohrdurchmesser werden in der Regel maschinell gereinigt.

Intervalle

Abwasserleitungen sollten in regelmäßigen Abständen gereinigt werden um sie vor frühzeitiger „Alterung“ zu schützen. Vielerorts sind durch baubedingte Mängel Senkungen, Ablagerungen und falsches Gefälle die Ursache für Verstopfungen. Durch eine regelmäßige Reinigung wird solchen Verstopfungen vorgebeugt. Mit dem Abwasser werden auch Feststoffe in die Kanalisations eingeleitet. Die Fließgeschwindigkeit des Abwassers ist zu klein um diese Feststoffe aus oder im Kanal vorwärts zu spülen oder zu schieben. Werden diese Ablagerungen nicht entfernt können Verstopfungen oder Überschwemmungen entstehen.^[1] Im Abwasserkanal entstehen Gase, sowie ein Belag, der die Rohre "angreift" und deren Lebensdauer verkürzen kann. Mit der Kanalreinigung werden die Feststoffe aus dem Kanal gespült. Mit der Kanalspülung zusammen wird "frische" Luft in den Kanal gezogen und die Gase und Haut an der Rohrwandung entfernt.

Arten

Grundsätzlich gibt es drei Arten von Kanalreinigung:

• Liegenschaftsbereich: Bei der "Liegenschaftskanalreinigung" kommen verschiedene Gerätschaften zum Einsatz. Von elektrischen Geräten bis zur klassischen Kanalreinigung in Miniaturform.
• normale Kanalreinigung: Die klassische Kanalreinigung (um die es sich in diesem Artikel handelt):

In jedem Haushalt fließen täglich mehrere hundert Liter Wasser vermischt mit Urin, Fäkalien, WC-Papier durch die Abwasserkanäle. Durch falsch entsorgte Abfälle fallen Feststoffe an. Kies, Sand, Steine usw. werden ebenfalls eingeschwemmt. Da die Fließgeschwindigkeit des Abwassers nicht ausreicht um die Feststoffe weg zu schwemmen müssen diese maschinell entfernt werden.

• Großkanalreinigung: Bei Großkanalreinigungen kommen ganz andere Gerätschaften zum Einsatz. Von Pflügen und Ballonen usw. gibt es verschiedenste Möglichkeiten, sie dienen alle der Feststoffentfernung.

Durch Gärung entsteht an der Rohrwandung ein rutschiger Belag, welcher aggressiv auf die Rohrwandung einwirkt. Er fördert die „Zersetzung“ von z.B. Betonröhren u.ä.. Sie wirken dann wie ausgewaschen, bzw. haben eine raue Oberfläche oder werden einfach dünnwandiger. Durch die Kanalreinigung werden auch solche Gase, Rückstände entfernt.

Kanalreinigungsablauf

Die Kanalreinigung funktioniert grundsätzlich immer mit einer Flüssigkeit in Form von Wasser. Es gibt jedoch eine Form der Kanalreinigung mittels Wasserrecycling. Durch Einführen einer druckbeaufschlagten Düse wird diese in den Kanal „hineingezogen oder –gestoßen“. Wenn das Ende der zu reinigenden Strecke erreicht ist, wird die Düse zurückgezogen. Durch genau berechnete Düsenöffnungen tritt das Wasser in Form eines scharfen Strahls aus, um das abzutransportierende Material zu lösen, nach hinten zu schleudern und so aus dem Kanal in Fließrichtung abzutransportieren. Die eigentliche Reinigung eines Kanals findet beim Zurückziehen der Düse statt.

Kanalreinigungsfahrzeuge

Saugwagen im Einsatz (Kanalreinigung)

Dazu gehört grundsätzlich:

• Hochdruckpumpe, diese erzeugt den nötigen Druck und die nötige Wassermenge
• Schlauch, er „transportiert“ das Wasser von der Pumpe zur Düse
• Düse, welche auf die Hochdruckpumpe abgestimmt ist/sein muss.

Hochdruckpumpe

Die Hochdruckpumpe erzeugt durch Verdrängen von Wasser einen Druck. Es gibt Kolbenpumpen und Druckumsetzerpumpen.

• Die Kolbenpumpen eigenen sich eher für die Verwendung mit sauberem Wasser. Durch eine aufwändige Reinigung u. Filtration kann aber auch eine Kolbenpumpe für Wasserrecycling verwendet werden. Bei der Kolbenpumpe erzeugen mehrere Kolben den nötigen Druck, analog zum PKW-Motor wird anstelle eines Luft-/Kraftstoffgemisches Wasser ein- u. ausgelassen. Die anzuliefernde Kraft vom LKW ist vergleichsweise klein.
• Beim Druckumsetzer wird ein anderes Verfahren angewendet. Hier ist ein großer Kolben (Durchmesser ca. ~15-20cm) in einem Zylindergehäuse untergebracht. Auf der einen Seite ist ein Ölkreis, auf der anderen Seite der Wasserkreis. Je mehr Öldruck man einsteuert um so mehr Wasserdruck ergibt sich. Wenn der Kolben auf einer Hubseite auf „Anschlag“ geht gibt die Hydraulik den anderen Hydraulikkreis frei und der Kolben geht auf die andere Seite.

Je mehr Öldruck man zulässt um so mehr Wasserdruck erhält man. Der Druckumsetzer ist schmutzwasserunempfindlich, daher eignet er sich für den Einsatz von Wasserrecycling. Die anzuliefernde Kraft vom LKW ist vergleichsweise groß, meist bzw. überwiegend über NMV (getriebeunabhängiger Nebenantrieb für große Kraftabgaben).

Nennleistungen von Hochdruckpumpen variieren je nach Einsatzart stark in ihren Eckdaten. Es gibt Pumpen bis 300-400 Bar und Literleistungen bis 800Liter/min.. Bei Höchstdruck zur Demarkierung von Fahrbahnstreifen geht es bis 4000Bar (bei ca. 10Liter/min.) hoch. Kolbenpumpen, im Vergleich zum Druckumsetzer, neigen eher dazu etwas mehr Literleistung als Druck zu realisieren. Je nach Einsatzart ist mehr Druck, mehr Literleistung oder beides gefragt.^[2]

Schlauch

Der von der Hochdruckpumpe erzeugte Wasserdruck wird mittels eines Schlauches weiter geleitet. Dieser Schlauch sollte möglichst leicht u. glatt sein (innen und. außen) um größere Distanzen mit wenig Druckverlust zu ermöglichen, er soll eine abriebfeste Außenhülle besitzen damit er bei Kontakten auf den Rohren, Kanten oder Schächten nicht beschädigt wird. Des Weiteren sollte er einen engen Radius ermöglichen, damit er auch kurven- oder bogengängig ist. Ein weiteres Kriterium ist die Art des Schlauches:

• Der Gummischlauch, er ist aus einem Kautschukgemisch. Seine Vorteile liegen in der Abriebfestigkeit der Außenhülle und dem Biegeradius. Die Nachteile liegen beim Gewicht. Sein Gewicht beträgt ~960gr./m. ohne Wasserinhalt. Der Druckverlust des Gummischlauches ist deutlich höher als der des Kunststoffschlauches.
• Der Kunststoffschlauch, er ist aus einer Kunststoffschicht. Seine Vorteile liegen im Gewichtsbereich. Mit ~630gr./m ohne Wasser ist er rund ein Drittel leichter als der Gummischlauch, daher eignet er sich äußerst gut für größere Distanzen. Der Druckverlust ist bedeutend kleiner als beim Gummischlauch. Seine Nachteile liegen im Bereich des Abriebes, er ist empfindlich auf äußere Einflüsse wie mechanische Kontakte an rauen Oberflächen (Schachtkanten etc.). Ein weiterer Nachteil des Kunststoffschlauches ist seine Knickunfestigkeit. Der Kunststoffschlauch lässt sich sehr leicht knicken, was zu kleinen Verletzungen des Innenlebens führt. Des weiteren wird der Kunststoff im Winter deutlich spürbar steifer, was das Knickrisiko erhöht.

Grundsätzlich sind beide Schlaucharten gleich aufgebaut. Die innerste Lage sollte möglichst glatt sein um den Druckverlust möglichst gering zu halten. Der Druckverlust entsteht durch die Porigkeit der "Seele" (inkl. "Reibung des Wassers") und die Schlauchlänge. Obwohl der Schlauch innen völlig glatt ist ergibt sich ein Druckverlust. Bei einem 1“ Schlauch (Innendurchmesser 25mm), 180m Schlauchlänge und 400ltr. Durchflussmenge ergibt sich ein Druckverlust von genau 50%. Die nächste(n) Lage(n) sind tragende Lage(n). Sie sind ähnlich wie bei einem PKW - Reifen diagonal geflechtet und halten so den Schlauch zusammen, ansonsten würde er sofort platzen. Sie besteht aus einem Textilgewebe. Die äußerste Schicht ist eine hochabriebfeste Schicht aus Kunststoff oder Kautschuk. Sie schützt die beiden tragenden Lagen vor Abrieben an Schächten oder Kanten.

Hochdruckschläuche werden in verschieden Größen und Längen hergestellt. Des weiteren werden sie auf korrekte Herstellung von Anfang bis Ende geprüft. Dabei wird der Schlauch während einer bestimmten Zeitdauer einem festgelegtem Druck beaufschlagt. Nach Ablauf der Zeit gilt der Schlauch als geprüft, sofern er dicht gehalten hat. Für die Kupplungen am Anfang u. Ende des Schlauches gibt es verschiedene Ausführungen: Gepresste, Geschraubte oder mit Bridensystem (Band It).

Düse

Vorschubdüse

Die effektive Reinigung des Kanals übernimmt die sogenannte Düse. Der von der Hochdruckpumpe hergestellte und durch den Hochdruckschlauch transportierte Wasserdruck tritt an der Düse in Form eines scharfen Wasserstrahls aus. Dieser Strahl ist extrem bissig bzw. scharf. Er reicht aus um schwerste Verletzungen zu verursachen. Jede Düse muss genau auf das verwendete Fahrzeug abgestimmt sein, damit ein Optimum an Reinigungs- und Schwemmleistung erreicht wird.

Grundsätzlich haben Düsen immer nach hinten gerichtete „Löcher“. Durch den Wasseraustritt nach hinten wird die Düse in den Kanal hineingestoßen/-gezogen. So entstehen große Zugkräfte die auch Distanzen über mehrere hundert Metern ermöglichen. Es gibt auch Düsen die Wasseraustritte nach vorne haben. Sie eignen sich um Verstopfungen zu beheben. So kann z.B. auch Eis mittels kaltem Wasser gelöst werden. Je nach Winkel des Wasseraustritts eignet sich eine Düse für Räumleistung (Feststoffmenge), Reinigungsgrad (Sauberkeit der Rohrwandung) oder Zugleistung (für weite Distanzen). Der Druck und die Literleistung entstehen im Zusammenhang mit dem Durchmesser der einzelnen Düsenlöcher, je nach Anzahl und Durchmesser der Löcher. Je kleiner die Löcher umso größer wird der Wasserrückstau im System „Hochdruckpumpe, Schlauch, Düse“. Die optimale Abstimmung von Druck und Literleistung werden über diese Düsenlöcher im Zusammenhang mit dem zur Verfügung stehenden Drehzahlbereich des LKWs, Anzahl Löcher der Düse, Schlauchlänge und Schlauchart (Kunststoff oder Gummi) abgestimmt.

Je nach Einsatzart und Einsatzort gibt es verschiedene Düsen:

• Normale Kanalreinigungsdüsen, für normale Reinigungsarbeiten ohne spezielle Nachfolgeaufträge.
• Rotier-, Fächerdüsen, für eine perfekte Rundumreinigung. Wird meistens angewendet, wenn nach erfolgter Reinigung eine Kanal TV Untersuchung ansteht bzw. gemacht/verlangt wird. Die Reinigung erfolgt über einen drehendes/rotierendes Teil.
• Vorstrahldüsen, sie haben ein oder mehrere Strahlen nach vorne. Diese dienen um Verstopfungen zu beheben.
• Bodendüsen, sie haben meist eine enorme Zug- u. Räumleistung. Die Düsenlöcher sind meist sehr gerade nach hinten ausgerichtet und treffen auf dem Boden auf. Das ergibt diese hohen Zug- u. Räumleistungen. Eine besondere Art der Düse ist eine ejektorbasierende Düse. Sie funktioniert auf dem Prinzip eines Ejektors. Wenn der Kanal eine bestimmte Wassermindestmenge führt kann sie enorme Spülleistungen vollbringen. Durch das, im richtigen Winkel in der richtigen Menge, austretende Wasser wird das im Kanal vorhandene Wasser massiv beschleunigt. Das nachfließende Wasser wird sozusagen angesaugt und die Fließgeschwindigkeit sehr stark erhöht. Diese Düse eignet sich nicht zur sauberen Rohrwandungsreinigung sondern für die Ausschwemmung der Feststoffe.
• Exzentrische Düsen dienen zur Lösung von an den Rohrwandung haftenden Schichten wie Kalk, Fett o.ä.. Durch eine exzentrische Lagerung wird eine Unwucht erzeugt welche auf die Rohrwandung „klopft oder sogar schlägt“. Diese Düse wird mit Vorsicht angewendet weil sie Rohre die alt oder nicht fachgerecht verlegt wurden beschädigen kann.
• Fräser oder Kettenschleuder, diese Düsenarten werden zum Abtragen von äußerst harten Ablagerungen wie Beton, Kalk usw. angewendet. Dieses Werkzeug wird aufgrund seiner Aggressivität als letztes Mittel eingesetzt. Beim Einsatz dieser Geräte ergeben sich die größten Risiken, dass ein Rohr zerstört wird. Bei der Kettenschleuder wird eine Art starke, größere Velokette der Rohrwandung angepasst eingesetzt. Sie streift der Rohrwandung entlang und schlägt alles vorstehende bzw. ihr in den Weg kommende ab. Der Verschleiß der Kette ist je nach ab zu tragendem Material und Rohr unterschiedlich hoch. Der Fräskopf kommt einer Tunnelbohrmaschine ähnlich. Er dreht mit bis zu (je nach Hersteller) ~3000/min. drehen. Seine „Zähne“ sind mit gehärtetem Stahl oder Diamantaufsätzen bestückt. Durch zusätzliche Schläge in axialer Richtung wird die Abtragleistung erhöht.
• Propellerdüsen, sie sind wie ein Propeller geformt und haben am Ende Düsenlöcher welche die Rohrwandung reinigen. Sie eignen sich für größere Kanäle >~60cm Durchmesser. Selbst in eiförmigen Rohren können Sie verwendet werden. Die Propellerdüsen sind ausschließlich für die Reinigung der Rohrwandung konstruiert und besitzen daher eine schlechte Räumleistung.
• Wasserrecyclingdüsen, die meisten der genannten Düsen sind auch in Verbindung mit dem Wasserrecycling einsetzbar wenn sie gewisse Bedingungen erfüllen. Die Lagerung muss unabhängig bzw. getrennt von der Wasserversorgung sein. Beim Einsatz von Wasserrecycling werden immer kleinste Feststoffanteile (<0,1-0,3mm) mit geschwemmt, welche die Lagerung innerhalb von wenigen Minuten oder Stunden zerstören würden. Diese Düsen haben meist eine getrennte Öllagerung. Des weiteren benötigen diese Düsen spezielle Düseneinsätze. Diese Einsätze müssen aus sehr hartem Stahl, Sonderlegierungen oder Vollkeramik sein ansonsten werden die Düsenseinsätze sehr stark ausgewaschen. Wenn die Löcher ausgewaschen werden, kann weniger Druck, der für eine saubere Reinigung der Rohrwandung nötig ist, produziert werden. Das Wasser fließt dann eher ungehindert durch die Öffnungen hinaus.
• Spezialdüsen mit TV Kameras an der Front für eine sofortige Kontrolle ob eine weitere Reinigung nötig ist. Sie dient nicht zur Kanalinspektion, sondern lediglich zur Beurteilung ob ein Rohr sauber ist. Des weiteren gibt es Düsen die ab einem bestimmen Druck zusätzlich Düsenlöcher freischalten. Dies erfolgt in einem mechanischem Prozess der hydrodynamisch (Medium Wasserdruck) ausgelöst wird. Es gibt auch Lenkdüsen, bei diesen Düsen sind einzelne Düsenlöcher verschlossen oder kleiner. Damit wird ein ungleichmäßiger Strahl erzeugt der ein Ausschlag der Düse in eine Richtung zur Folge hat.
• Zwischenstückdüsen, sie dienen beim Spülen von längeren Haltungen als zusätzliche Zugleistung. Sie werden bei Schlauchverbindungen eingesetzt und sollen der Düse ziehen helfen.

Wasserverbrauch und Wasserrecycling

Durch die hohen Durchfluss- bzw. Literleistungen der Hochdruckpumpen werden große Mengen an Wasser benötigt. Bei 15‘000 l Fassungsvermögen des LKW und 400 l/min der Hochdruckpumpe können knapp 40 min. gespült werden, danach muss der LKW wieder betankt werden. Je höher die Literleistung desto eher ist der LKW leer. So können in einem Arbeitstag >100‘000 Liter (100 m³) sauberes Trinkwasser verbraucht werden. Durch den Einsatz des sogenannten Wasserrecycling wird der Wasserverbrauch auf ein absolutes Minimum gesenkt.

Beim Wasserrecyclingsystem hat man ein Saug- und Spülfahrzeug in einem. Das anfallende Material (Feststoffe und Abwasser) wird eingesaugt und in einem Filtersystem soweit gefiltert, dass nur noch Partikel die kleiner als ~0,1-0,3 mm durchgelassen werden. Bei Kolbenpumpen ist ein mehrstufiges Filtriersystem <~0,1 mm erforderlich, beim Druckumsetzer reicht ein Spaltsieb mit <~0,3 mm aus.

Das gefilterte Wasser wird der Hochdruckpumpe wieder zur Verfügung gestellt. Somit kann das bereits „verbrauchte“ Wasser mehrfach wieder verwendet werden. Je nach Gegebenheiten muss während Tagen, oder bis der Schlammanteil im LKW zu hoch wird nie Wasser getankt werden. Eine Spülung mittels Frischwassers wird täglich nach Beendigung der Arbeit empfohlen damit sich keine Feststoffe absetzen können. Diese Reinigung dauert je nach System < 1 min. pro Tag.

Erster Nebeneffekt ist die erhöhte Wirtschaftlichkeit des Systems Wasserrecycling. Während dem Kanalreinigen betankt man sein Fahrzeug stets mit Wasser. Somit muss kein Wasser betankt werden. In der Zeit in der ein Kanalreinigungsfahrzeug mit Frischwasser betankt wird, arbeitet ein Wasserrecyclingfahrzeug weiter. Zweiter Nebeneffekt ist die Ersparnis eines Saugfahrzeuges um die angespülten Abfälle aus der Kanalreinigung abzusaugen. Ein Wasserrecycler saugt die angeschwemmten Abfälle direkt aus dem Kanal. Bei einem Kanalreinigungsfahrzeug muss ein Zweitfahrzeug geordert werden, welches die angespülten Feststoffe aus dem Kanal absaugt. Bei Wasserrecycling ist Verschleiß der Einzelteile, Kraftstoffverbrauch des LKW höher als bei der klassischen Kanalreinigung, daher wird meist ein Zuschlag verrechnet. Dieser rechnet sich aber nahezu immer wenn man die zu zahlenden Standkosten (Wasserbetankung) des Kanalreinigunsfahrzeuges in betracht zieht.

Informationen

Einstieg in Kanalisationen

Ein Einstieg in Kanalisationen oder Gruben kann Risiken in Form von Gas-, Explosions-, Ertrinkungs- Rutsch- oder Absturzgefahr mit sich führen. Gruben und Kanäle sollten erst nach erfolgter Kontrolle mittels Gaswarngerät (auf Atemhöhe) korrekt bestiegen werden. Durch Ablagerungen werden die Oberflächen sehr rutschig, daher ist stets korrekte Sicherung erforderlich. Folgen von nicht einhalten solcher Sicherheitsmaßnahmen sind Tod durch Erstickung, Vergiftung, Ertrinken durch Ohnmacht. Vor dem Besteigen solch eines Objektes sollte immer für eine ausreichende Belüftung gesorgt werden.

Generell ist die berufsgenossenschaftliche Richtlinie BGR 126 "Arbeiten in umschlossenen Räumen abwassertechnischer Anlagen" zu beachten. In den meisten Fällen wird auch BGR 117-1 "Arbeiten in Behältern, Silos und engen Räumen" einschlägig sein. Zur Gefährdungsbeurteilung sollte die Informationsschrift der Gesetztlichen Unfallversicherungen GUV-I 8755 "Beurteilung von Gefährdungen und Belastungen an Arbeitsplätzen in Abwasserentsorgungsbetrieben" herangezogen werden.

Entsorgung von Abfällen aus der Kanalreinigung

Nach der Verordnung über das Europäische Abfallverzeichnis von 2001 ist Abfällen aus der Kanalreinigung die Abfallschlüsselnummer 200306 zugeordnet. Sie sind demgemäß unter Beachtung der Kreislaufwirtschaftsgesetzes unter Beachtung der Maßgaben für Siedlungsabfälle zu entsorgen. Für Schlämme aus der Reinigung innerbetrieblicher Abwasserleitungen gelten spezifische Zuordnungen und Vorschriften.

Weblinks

• Beitrag zur Kanalreinigung in Zeitschrift

Einzelnachweise

1. ↑ Falk Schönherr: Kanalablagerungen und ihre Bedeutung für den Schmutzstoffaustrag aus Kanalisationen, GRIN Verlag, 2007, ISBN 3638715329, Seite 42ff
2. ↑ Matthias Geib, Martin Wielenberg, Matthias Heyer:Reinigung von Abwasserkanälen durch Hochdruckspülung, Band 11 von Schriftenreihe aus dem Institut für Rohrleitungsbau an der Fachhochschule Oldenburg, Institut für Rohrleitungsbau Oldenburg, Vulkan-Verlag GmbH, 2007, ISBN 3802753488, Seite 63ff