Der Sandfang hat die Aufgabe, die nachfolgenden Reinigungsstufen, sowie die Pumpen und Leitungen, vor Schäden durch Abrasion, Verstopfungen und Ablagerungen zu schützen. Damit hat die Leistung des Sandfangs entscheidende Auswirkungen auf die Funktionsfähigkeit und Betriebssicherheit der gesamten Kläranlage. Im belüfteten Sandfang werden die Durchflussschwankungen im Tages- und Wochengang durch eine Sekundarströmung ausgeglichen, so dass eine gute Abscheideleistung des Sandes bei gleichzeitigem in Schwebe Halten der organischen Abwasserinhaltsstoffe erreicht werden kann. Obwohl es inzwischen eine Vielzahl an Bemessungsempfehlungen für belüftete Sandfänge gibt, unterliegen die empfohlenen Werte für den Lufteintrag erheblichen Schwankungen. Für die Durchflusszeiten sind in den letzten Jahren auch Empfehlungen von bisher 20 Minuten auf bis zu 5 Minuten zu finden. Dies ist gekoppelt mit nicht standardisierten Verfahren für die Abscheideleistung, so dass bei Anlagenbauern, Planern und Betreibern Diskussionen und Unsicherheiten über die richtige Auslegung von Sandfängen bestehen. In der vorliegenden Dissertation sollten an Hand grundlegender Untersuchungen hierfür Lösungsvorschläge zu erarbeitet werden. Zielsetzung der Dissertation war die Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Leistungsfähigkeit von belüfteten Sandfängen und deren Abscheidegrad. Aus diesen Ergebnissen sollten Vorschläge für das Prüfverfahren und die dazu gehörigen Prüfsande sowie konstruktive und betriebliche Empfehlungen abgeleitet werden. Als Vorgehensweise wurden zunächst großtechnische Untersuchungen an bestehenden Sandfängen mit Massenbilanzen durchgeführt. Um die einzelnen Einflussfaktoren detailliert erfassen zu können, wurde ein physikalisches Modell im Maßstab 1:4 entwickelt und aufgebaut. Daran konnte der Einfluss der Sandkonzentration, Korngrößenverteilung, Lufteintrag, Einblastiefe, Anordnung der Belüfter, Durchfluss und Querschnittsgestaltung auf die Geschwindigkeitsverteilung, die turbulente Energie und den Abscheidegrad systematisch untersucht werden. Umfangreiche Messungen an den Sandfängen der Kläranlage München I und der Kläranlage Karlsfeld ergaben einen ersten Einblick in die Geschwindigkeitsverteilungen bei verschiedenen Durchflussgeschwindigkeiten und Lufteinträgen. Untersuchungen zum Abscheidegrad an 6 Kläranlagen anhand von Sieblinien im Zu- und Ablauf des Sandfangs, der Korngrößenverteilung und der Sandkonzentration im Zulauf ergaben als wesentliches Ergebnis, dass die Sandkonzentration der Korngrößen ≥ 0,2 mm im Zulauf des Sandfangs den Abscheidegrad maßgeblich beeinflusst. Bei Konzentrationen unter 50 mg/l nimmt der Abscheidegrad erheblich ab. Die Versuchsergebnisse des Sandfangmodells sind nach Fließgeschwindigkeit und turbulenter kinetischer Energie unter den Einflüssen des Luftvolumenstromes, der Einblastiefe, des Durchflusses und der Querschnittgestaltung gegliedert. Mit zunehmender Einblastiefe und Durchfluss steigen die Wasserströmung und die turbulente kinetische Energie. Die Querschnittsform hat insbesondere im Sohlbereich Einfluss auf die Walzengeschwindigkeit. Der Abscheidegrad wurde wie die Geschwindigkeitsverteilung nach den oben genannten Einflussfaktoren untersucht. Der Abscheidegrad nimmt dabei insbesondere mit zunehmender Sandfanglänge, abnehmendem Lufteintrag, Einblastiefe und Durchfluss zu. Bei feinerem Sand und geringerer Sandkonzentration nimmt der Abscheidegrad ab. Zusätzlich wurden Vorschläge zum Prüfverfahren von Sandfängen und zu betrieblichen und konstruktiven Aspekten erarbeitet. Daraus wurden Schlussfolgerungen und Bemessungshinweise abgeleitet, u. a. dass zwei Lastfälle, Trockenwetter mit Sandkonzentrationen von 200 mg/l und Regenwetter mit Sandkonzentrationen von 500 mg/l untersucht werden sollten. Aus energetischer Sicht wird ein möglichst niedriger Lufteintrag von unter 0,5 Nm³/(m³∙h) empfohlen, sowie eine möglichst große Einblastiefe.    «

Der Sandfang hat die Aufgabe, die nachfolgenden Reinigungsstufen, sowie die Pumpen und Leitungen, vor Schäden durch Abrasion, Verstopfungen und Ablagerungen zu schützen. Damit hat die Leistung des Sandfangs entscheidende Auswirkungen auf die Funktionsfähigkeit und Betriebssicherheit der gesamten Kläranlage. Im belüfteten Sandfang werden die Durchflussschwankungen im Tages- und Wochengang durch eine Sekundarströmung ausgeglichen, so dass eine gute Abscheideleistung des Sandes bei gleichzeitigem i...    »