Kanalisationsnetz

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Ein Kanalsystem ist ein System zur Erfassung und Einleitung von Abwässern, Regen- oder Schmutzwasser durch erdverlegte Abwasserleitungen im Rahmen der Abwasserentsorgung. Die regionalen Namen für die Abwasserentsorgung sind Dole, Sieg oder auch Beschleusung. Neben dem Kanalsystem umfasst das Kanalsystem auch Sammel-, Pump-, Absperr- und Abreinigungssysteme. Die gesammelten Abwässer werden zu Abwasserkläranlagen (meist Kläranlagen) befördert oder unmittelbar in Wasserkörper eingelassen.

Kanalisationssystem stimmt zum Teil mit dem Terminus Entwässerungssystem überein (nach DIN EN 752-1:1995 ".... ein Rohrleitungssystem und zusätzliche Gebäude für die Entwässerung von Schmutz- und/oder Niederschlagswasser in eine Sickergrube, ein Kanalisationssystem oder ein anderes Entsorgungssystem...."). Die vollständige Abdeckung von natürlichen Fließgewässern wird als Rohrleitung bezeichnet. In vielen Fällen wird das Wasser, das durch eine Stadt fließt, auch entwässert, indem es in die Abwasserkanäle geleitet oder in einem separaten Abwasserkanal durch die Stadt geleitet wird.

Vor der Verlegung unterirdischer Abwassersysteme lief das Abwasser zunächst offen in Rinnen entlang der Straße und sammelte sich in kleinen Bächen und anderen Bächen. Damit Überschwemmungen und Niederschläge rasch abgeleitet werden können, entstanden die ersten Abwassersysteme in Ortschaften, die auch Schwemmkanalsysteme genannt werden, da Verschmutzungen und Abfall durch das Niederschlagswasser weggespült wurden, während das Abwasser zumeist auf den Grundstücken versickerte.

Sie gehören zu den weltweit längsten Abflusssystemen. Auch heute noch kann man in Mohenjo-Daro die Backsteinhausanschlüsse und Abwasserkanäle besichtigen. Das berühmteste Kanalisationssystem der Römer ist die Cloaca Maxima in Rom. Wien wurde 1739 als erste europäische Großstadt komplett entwässert. In London wurde 1842 mit dem Aufbau der Abwasserkanalisation angefangen und nach dem "Großen Gestank" (1858) energisch fortgesetzt.

Nach dem Großen Feuer von 1842 1856 wurde in Hamburg die erste zeitgemäße Kanalisation auf dem europäischem Kontinent errichtet. Vier Etappen der Wasserbewirtschaftung in Ballungsräumen sind am Beispiel Berlins erkennbar: 1856-1874, 1874-1900, 1900-1925, 1925-1940. Die heutige Situation der Berliner Unternehmen wurde in der ersten Etappe von einem englischen Privatbetrieb verwirklicht.

In der zweiten Stufe wurde dagegen mit dem Auf- und Ausbau eines effizienten Abwassersystems begonnen. Langwierige Empirieuntersuchungen unter der Regie von Rudolf Virchow haben in Berlin im Unterschied zu beispielsweise Frankfurt, Düsseldorf, Essen und Münster gravierende fachliche Mängel bei der Planung und dem Aufbau des Kanalnetzes und damit erhebliche Investitionsfehler verhindert.

In den Jahren 1900-1940 erfolgte die Weiterentwicklung der Bioabwasserbehandlung und des Aktivschlammverfahrens In der Regel wurde das Abwassersystem im Land durch die sogenannten Mayor-Kanäle geschaffen. In dem über 2.700 Kilometer langen Kanalnetz der Stadt Leipzig gibt es ein so genanntes Kanalnetzleitsystem. Mit dieser Anlage können große Regenwassermengen, wie sie z.B. bei Starkniederschlägen anfallen, in der Abwasserkanalisation zwischengespeichert werden.

Heute werden kommunale Abwässer aus Privathaushalten und Kleinbetrieben sowie ein großer Teil des Regenwassers von Dächern und abgedichteten Flächen (Straßenabläufe) überwiegend in die Abwasserkanäle eingespeist. Durch Verunreinigungen durch Mineralöle, Salz oder andere chemische Stoffe werden industrielle Abwässer in der Regel in eigenen Aufbereitungs- oder Separationsanlagen vorbehandelt, bevor sie in die öffentliche Anlage eingelassen werden.

Bis in die 1960er Jahre wurden die in Deutschland und Österreich (in ländlicher Umgebung in Ausnahmen bis heute ) anfallenden Abwassermengen in Senkgruben und Klärgruben eingeleitet, die in den vergangenen Dekaden von den Gemeinden zu kommunalen Abwassersystemen zusammengeführt und mit Klärwerken versorgt wurden. Die öffentlichen Kanalnetze bestehen aus Gerinnen, Schachtanlagen, Sonderbauwerken in Form von Regenüberläufen, Abwasserpumpwerken, Pumpwerken, Bogenbauwerken, Ausläufen sowie, je nach örtlichen Vorschriften, Verbindungsleitungen bis zu Objektgrenzen oder zu Kontrollschächten.

Schmutzwasser und aufbereitungsbedürftiges Regenwasser werden gemeinsam abgeleitet. Regenwasser, das nicht aufbereitet werden muss, wird vor Ort abgeleitet oder in einen Wasserkörper abgelassen. Das Abwasser wird in einen Abwasserkanal abgeleitet, das Regenwasser in einen anderen. Aufgrund der allgemein niedrigen Schadstoffbelastung des Regenwassers wird es in der Regel unmittelbar oder mittelbar (z.B. über Regenrückhaltebecken) in Wasserkörper abgeleitet und nicht in Klärwerken aufbereitet.

Abwasser und zu behandelndes Regenwasser werden in getrennten Abwasserkanälen abgelassen. Regenwasser, das nicht aufbereitet werden muss, wird vor Ort abgeführt oder mittelbar oder unmittelbar in ein Wasserkörper eingeleitet. In einigen Fällen stehen auch weitere Abwassersysteme zur Verfügung, die unmittelbar in einen Gewässerablauf münden. Das Hauskanalsystem wird in der öffentlichen Kanalisation oder in Kläranlagen oder entwässerungsfreien Sammelstellen in unmittelbarer Nachbarschaft des zu entleerenden Objekts abgeführt.

Der Ablauf führt in den Basiskanal, der das Schmutzwasser in den Hausanschluss-Schacht einleitet. Zur Vermeidung von Rückstauschäden aus dem Kanalsystem und den daraus resultierenden Überschwemmungen sollten alle Entwässerungsobjekte oberhalb der Rückstausohle liegen (in der Regel die Oberkante der Straße, da bei Überbeanspruchung der örtlichen Kanalisation das Schmutzwasser durch die Schachtanlage entweicht und der Wasserspiegel im örtlichen Kanal daher nur bis zu dieser Höhe anwachsen kann).

Zur Vermeidung von Geruchsverschmutzungen und zur Entfernung der Geruchsbelästigung aus dem Kanalsystem müssen die Fallleitungen über das Verdeck entlüftet werden. Zusätzlich zum Rohrnetz gibt es Speicher- sowie Regenüberlauf- und -becken, die unmittelbar in das Vorfluterwasser fließen. Meistens sind die Leitungen als sogenannte Schwerkraftleitungen ausgebildet, so dass der Wasserspiegel im Rohr unterhalb der Rohrspitze ist.

Nur im Ausnahmefall, z.B. bei Starkregenereignissen in Misch- oder Regenwasserkanälen, werden die Abwasserkanäle vollständig mit Abwasser befüllt. Auch in einigen europÃ?ischen LÃ?ndern und StÃ?dten (z.B. Paris) wurden die zugÃ?nglichen KanÃ?le fÃ?r die in Deutschland nicht Ã?bliche Versorgung (Wasser, Benzin, Strom) genutzten. Bei entlegenen Siedlungen, wie z.B. entlegenen Bauernhöfen oder Wochenendhäusern, werden in Einzelfällen auch Druck- oder Vakuumentwässerungssysteme oder, um lange Rinnen zu verhindern, dezentralisierte Kleinwasserkläranlagen eingesetzt.

In der Vergangenheit wurden oft Leitungen aus Ziegelsteinen oder aus Ton- oder Steingutrohren gebaut. Abhängig vom Fördermedium und der Beanspruchung der Rohrleitungen werden Rohrleitungen heute aus den unterschiedlichsten Werkstoffen wie Faserbeton, Gusseisen, Edelstahl, Steingut, Kunststoff oder Beton hergestellt. Der Mischprozess führt in der Regel zu geringeren Konstruktionskosten für den Rohrleitungsbau als der Trennprozess, da nur ein einziger Gerinne benötigt wird.

Abwasserreinigungsanlagen und Pumpwerke sind jedoch für große Mengen Wasser ausgelegt und daher sowohl strukturell als auch operativ kostspieliger. Der Vorteil des Trennverfahrens liegt in kleinen Klärwerken und Pumpwerken mit entsprechenden geringeren Bau- und Unterhaltskosten. So konnte der geringe Überschuss des hochverdünnten Abwassers über ein Regenüberlaufsystem in das Vorfluterwasser ertragen werden.

Mit der zunehmenden Besiedlung und Verlängerung der Kanalisationslinien kam und kommt es immer öfter zu einer steigenden Abwassergrundlast und Überlastungsfällen. Durch die Überlastung gelangt der Kot unklar in den aufnehmenden Gewässer, wodurch die biochemischen Belastungen zu groß werden oder neue und grössere Abwassersysteme und -strukturen notwendig werden. In der Zwischenzeit wird in der Stadtplanung oft nur noch das Schmutzwasser in einem Kanalnetz abgeleitet und das Niederschlagswasser vor Ort abgelassen.

Eine besondere Struktur ist eine Struktur der Abwasserkanalisation, die kein Schachtbauwerk oder Abwasserkanal ist. Die Typen der Sonderkonstruktionen sind im Merkblatt der Firma A. V. - DVWK-A 157 "Bauwerke der Kanalisation" aufgeführt. Als Entlastungsbauwerke werden folgende Konstruktionen betrachtet: Die Abwasserkanalisation kann nicht so bemessen werden, dass sie alle Abwässer und Regenwasser ableitet. Ab einer gewissen Regenintensität und den damit verbundenen Schmutzwassermengen werden über einen Regenüberlauf ein Teil des Schmutzwassers in einen Gewässerablauf abgelassen.

Das Regenwasserbecken ist dort angelegt, wo die Voraussetzungen für die Entlastung von Überschwemmungen unterboten werden oder wo die Entlastung zu oft beginnt und das Vorfluterwasser mit Abwasser belasten. Auffangen des ersten Schmutzeinschlags, der hauptsächlich durch das Ausspülen der Kanalisationsablagerungen verursacht wird. Überladene Netzwerke können oft durch den Einsatz von Regenwasserbecken rehabilitiert werden, ohne die vorhandenen Abwasserkanäle zu vergrössern.

Bei der Anbindung von Neubaugebieten an ein fast volles bestehendes Kanalnetz ist es oft möglich, das Abwasser und einen Teil des Regenwassers, nicht aber die Spitzenströme in den Altkanälen abzulassen. Durch die Installation eines Rückhaltebeckens kann der Ausbau der existierenden Abwasserkanäle vermieden werden. Unter dem Oberbegriff "Regenbecken" werden je nach Betriebsart folgende Beckentypen unterschieden: Regenwasserrückhaltebecken lagern bei Starkregen einen Teil der zugeführten Gemischwassermenge ab und führen sie mit Verzögerungs- und Drosselwirkung in die Abwasserkanalisation zurück.

Damit wird eine Überbelastung im Kanalsystem verhindert, wo eine Entlastungsmaßnahme nicht möglich oder nicht gewünscht ist. Das Regenwasser wird in groben Zügen gereinigt und dem aufnehmenden Wasser beigemischt. Die im Hauptanschluss betriebenen Waschbecken befinden sich im Abwasserkanal zur Aufbereitungsanlage. Durch ein Auffangbecken wird der erste Wasserschwall bei Regenfällen aufgenommen und der Abwasserkanal entlastet. Normalerweise fließt der Graben durch sie hindurch.

Kontinuierliche Waschbecken haben zudem einen Klarwasserüberlauf (Abwasserüberlauf), der vor dem Waschbeckenüberlauf beginnt und das im Waschbecken befindliche maschinell gereinigte Gemischwasser dem Vorflutwasser zuführt. Staukanäle mit Obenentleerung sind in der Regel wie Auffangwannen ausgeführt, sofern die Voraussetzungen für Auffangwannen erfüllt werden können. Ansonsten sind sie wie Lagerkanäle mit unterseitiger Entlastungen zu behandel.

Lagerkanäle mit Bodenentleerung bekommen einen Volumenzuschlag in einem einfacheren Partitionierungsverfahren aufgrund des geringeren Setzungseffektes. Bei den Detektionsverfahren sind die besonderen Merkmale für Lagerkanäle mit Bodenentleerung zu berücksichtigen. Die Errichtung und Instandhaltung der kommunalen Kläranlage und der kommunalen Kläranlage (Kläranlage) obliegt dem "Abwasserentsorgungsunternehmen", in der Regel der Stadt. Damit kann die Verpflichtung zur Abwasserentsorgung auf einen Dritten, z.B. einen Zweckverband, oder unter bestimmten Bedingungen auf den Eigentümer des Grundstücks, auf dem das Wasser entsteht, z. B. durch den Neubau einer kleinen Kläranlage, übergehen.

Bei Neuanschlüssen an ein öffentliches Kanalnetz kann je nach Abwassergesetz eine Anschlussgebühr erhoben werden. In Österreich ist die Abrechnung der Abwasserkosten eine kommunale Angelegenheit. Die Errichtung der Abwasserkanalisation von Paris nach 1850, hauptsächlich von/unter G. E. Baron Haussmann, war ein wichtiger Schritt in der Stadtgeschichte. Unterirdisch wurde ein Doppelwassernetz mit Rohrleitungen für Frisch- und Schmutzwasser geschaffen.

Zu diesem Zweck werden alle Durchbrüche des zu untersuchenden Kanalabschnitts geschlossen und mit Druckluft oder Druckwasser abgedichtet. Bei der wiederkehrenden Dichtigkeitsprüfung von Altkanälen wird mit niedrigeren Testdrücken gearbeitet. Dr. Christian Berger, Johannes Lohaus: State of the sewerage system - Result of the DWA survey 2004 In: KA, Correspondenz Abwasser, Abfälle 52(5), p. 528-539 (2005), GFA, GFA, Gesellschaft zur Förderung der Abwassertechnik, Hennef, ISSN 1616-430X.

Die NZZ Neue Züricher Tageszeitung, Zürich 1987, ISBN 3-8582-3173-8 Axel Stefek: Weimars erste Grachten im Spiegelbild der Stadtplanung. Ströme, Grachten, Kläranlagen. Hirthammer, Oberhaching 2010, ISBN 978-3-88721-204-9. W. Kuipers et al.: Autonome Flammenionisationsdetektoren für den Ex-Schutz in Kanalnetzen.