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29. November 2012

Forschung: Alles wird Abwasser

 Von Hanning Voigts
Subhendu Hazra und Wilhelm Urban in der Versuchshalle, wo ihr Modellschacht stand. Foto: Andreas Arnold

TU-Forscher befassen sich mit der Optimierung der Kanalisation

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Auch wenn es sich niemand so gerne bewusst macht: Jeder hat täglich mit Abwasser zu tun. Der slowenische Philosoph Slavoj Žižek erklärte anhand dieser simplen Tatsache einmal den seltsamen Wirklichkeitsbezug des modernen Menschen: Natürlich, rational wisse der, dass sich Abwasser nach der Klospülung nicht auflöse. „Aber der unmittelbaren Wahrnehmung nach verschwindet es aus deiner Welt.“

Dass das nicht stimmt, weiß auch Wilhelm Urban, Professor und Leiter des Fachgebiets Wasserversorgung und Grundwasserschutz an der TU Darmstadt. Abwasser sehe jeder täglich, sagt Urban mit seinem sympathischen Wiener Akzent. „Ab dem Zapfhahn ist alles Wasser Abwasser.“ Um die Optimierung der Kanalisation dreht sich auch das Forschungsprojekt von Urban und seinen Mitarbeitern, dessen Ergebnisse aktuell Furore in der Fachwelt machen: Als weltweit erste Wissenschaftler haben die Mitglieder einer Projektgruppe um Urban sogenannte Geschiebeschächte untersucht.

Geschiebe verstopft Pumpen

Diese Schächte – senkrechte Vertiefungen in der Kanalröhre – werden in Hessen und ganz Deutschland zunehmend in die Kanalisation eingebaut, um das vom Abwasser mitgeschwemmte „Geschiebe“ aufzufangen: Holz, kleine Steinchen, Metallstücke – Material, das Pumpen verstopft und in der Kläranlage nicht abgebaut werden kann. „Der Kniff dabei ist“, erklärt Urban, „wie schaffe ich es, dass das Geschiebe hängen bleibt, aber das organische Material nicht?“ Alle Organik drohe schließlich im Schacht zu faulen – mit entsprechenden Hygiene- und Geruchsproblemen.

Um ihre Frage zu klären, haben Urban und seine Mitarbeiter sich mit der Vogelsberger Umwelttechnik GmbH aus Lautertal und der Firma Kessler & Luch aus Gießen zusammengetan. Von 2009 bis 2011 haben sie an drei Schächten in Hessen, Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz Messungen durchgeführt. Außerdem wurde in der Versuchshalle der TU ein Schacht in Originalgröße nachgebaut, erzählt Urban. „Der arbeitet nicht mit realem Abwasser, aber wir konnten von Trockenphasen bis Starkregen alles simulieren.“

Subhendu Hazra und Alexander Sonnenburg, Experten für Simulationen, haben die gesammelten Daten systematisiert und den perfekten Schacht ausgerechnet – und ihre Ergebnisse dann am Modell überprüft. „Berechnen können Mathematiker schließlich alles“, sagt Urban und lacht.

Subhendu Hazra musste im Rahmen des Projekts allerdings auch an Orte gehen, an die Mathematiker wie er sonst selten kommen: aus den echten Geschiebeschächten wurden Proben entnommen, um den Anteil organischer Stoffe des hängengebliebenen Materials zu testen – im Idealfall sollte er unter fünf Prozent betragen. Wie es da unten gewesen sei, mit Schutzkleidung und Atemmaske? „Wenn man in eine solche Anlage steigt, riecht man das natürlich gleich“, sagt Hazra schlicht und lächelt.

Schächte werden effektiver

Ihre Ergebnisse haben die Wissenschaftler in simple Empfehlungen übersetzt, die derzeit in Fachzeitschriften veröffentlicht werden und schon jetzt von der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall verbreitet werden: Die Geschiebeschächte werden tiefer und kürzer gebaut, alle Ecken werden abgerundet, um die Strömung zu optimieren. Die Belüftungsanlage, die das organische Material für den Abtransport aufwirbelt, wird auf der Zulauf- anstatt auf der Ablaufseite eingesetzt. „Das erzeugt eine höhere Fließgeschwindigkeit“, sagt Hazra. Außerdem empfiehlt er, die Schächte schon bei 65 Prozent Füllung leerzupumpen, damit die Belüftung nicht verstopft.
Der Nutzen der Forschung: Die Schächte werden effektiver, ihre Wartung und Reinigung wird einfacher, die zuständigen Kommunen können massiv Kosten sparen. So nah kann Forschung an der Praxis sein – und an so alltäglichen Dingen wie Abwasser.

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