Frisch aus der Forschung: Turbo für Schmutzpartikel im Regenwasser

Nachwuchsprofessorin Dr.-Ing. Nina Altensell (r.) und Promovendin Maike Wietbüscher forschen an der Versuchsanlage im IWARU daran, Schadstoffe im Niederschlagswasser zurückzuhalten. (Foto: FH Münster/Anne Holtkötter)

Wie ist das Fließ- und das Absetzverhalten der Schmutzpartikel? Davon wird abhängen, wie der Zulauf im Iserlohner Regenklärbecken gestaltet werden muss. (Foto: FH Münster/Anne Holtkötter)

Wenn es sehr stark regnet, ist die Kapazität der Kläranlagen nicht mehr ausreichend, und das Wasser wird in Regenklärbecken zwischengeparkt. Ist jedoch auch die Speicherkapazität dieser Becken überschritten, fließt das Regenwasser in die Gewässer. „Natürlich nicht gänzlich ohne eine Reinigung im Becken, denn das wäre eine Katastrophe für die Umwelt“, sagt Nachwuchsprofessorin Dr.-Ing. Nina Altensell vom Fachbereich Bauingenieurwesen der FH Münster. Denn die Schmutzpartikel im Regenwasser enthalten etwa schwermetallhaltigen Straßenstaub und auch Mikroplastik aus dem Reifen- und Bremsabrieb.

Strömung entsprechend lenken
Damit also alle Schmutzpartikel im Becken noch schneller zum Boden sinken, muss der sogenannte Sedimentationsvorgang optimiert werden. Deshalb tüftelt Doktorandin Maike Wietbüscher gemeinsam mit Altensell am Institut für Infrastruktur – Wasser – Ressourcen – Umwelt (IWARU) an einem Bauteil, das die Strömung des Regenwassers im Regenklärbecken entsprechend lenkt. „Die neue Zulaufkonstruktion könnte dafür sorgen, dass beispielsweise Schwermetalle, die an Sandpartikeln haften, eine maximale Aufenthaltszeit haben, damit sie sich dann bestmöglich im Becken absetzen können“, erklärt Wietbüscher. Man könne mit dem Bauteil zukünftig ältere Anlagen nachrüsten – und neue bauen.

Pilotprojekt in Iserlohn
Genau dies will die Stadt Iserlohn: Sie wird im Gewerbegebiet Dröschede ein Rundbecken mit zentralem Zulauf errichten, welcher mit dem am IWARU entwickelten Bauteil versehen ist. Die Stadt Iserlohn hatte das Institut im Frühjahr damit beauftragt, eine maßgeschneiderte Lösung zu entwickeln und das Vorhaben in einem Pilotprojekt wissenschaftlich zu begleiten. Mit Hilfe von numerischen Simulationen und Versuchen in einem kleinen Regenbeckenmodell analysieren Wietbüscher und Altensell derzeit die Durchströmungsprozesse und berechnen das Sink- und Absetzverhalten der feinen und leichten Partikel. Die Ergebnisse übertragen sie auf die Iserlohner Beckengröße sowie realistische Wasser- und Schadstoffmengen.

Erste Resultate vielversprechend
Die beiden Bauingenieurinnen sind zuversichtlich, dass das neue Becken bessere Rückhalteleistungen gegenüber Standardbecken erzielen kann. Vor Ort werden dann die Fachkräfte mit den FH-Wissenschaftlerinnen überprüfen, ob sich die Erkenntnisse aus den Labor- und Modelluntersuchungen in der Realität bestätigen und wie sich das Bauteil im täglichen Praxisbetrieb verhält. „Wir haben die Möglichkeit, uns die im Regenwasser enthaltenen Partikel genauer anzuschauen – und darauf basierend gegebenenfalls noch Anpassungen an der Konstruktion vorzunehmen.“

Zum Thema
In das Projekt fließen auch die Erkenntnisse der Forschungsvorhaben MEREBEN und RÜZEN der Arbeitsgruppe Wasserbau und Hydromechanik am IWARU ein. Das Projekt „Neubau eines runden Regenklärbeckens mit zentraler Anströmung im Gewerbegebiet Dröschede in Iserlohn – RKB zentral“ mit der Stadt Iserlohn läuft bis Dezember 2023.