mini|hochkant=1.4|Rekonstruierter Kanal mit Kanalreinigungsschild im Alten Pumpwerk, Bremen 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 (> 2 Meter) werden Ballone, Wände oder so genannte Schiffe bzw. Boote vorwärts getrieben. Kanäle bis 2 Meter Rohrdurchmesser werden in der Regel maschinell gereinigt.
mini|Historischer Schlammsauger und Bürstenzug im Alten Pumpwerk, Bremen
Mit dem Abwasser werden auch Feststoffe in die Kanalisation eingeleitet. Die Fließgeschwindigkeit des Abwassers ist in der Regel zu klein, um diese Feststoffe im Kanal vorwärts zu spülen oder zu schieben. Werden diese Ablagerungen nicht entfernt, können Verstopfungen oder Überschwemmungen entstehen.Falk Schönherr: Kanalablagerungen und ihre Bedeutung für den Schmutzstoffaustrag aus Kanalisationen, GRIN Verlag, 2007, ISBN 3-638-71532-9, Seite 42ff Im Abwasserkanal entstehen Gase sowie ein Belag, der die Rohre angreifen und deren Lebensdauer verkürzen kann.
Bei der Kanalreinigung mittels Hochdruck wird die Sielhaut an der Rohrwandung weitgehend oder vollständig entfernt.
Intervalle Abwasserleitungen sollten in regelmäßigen Abständen gereinigt werden, um sie vor frühzeitiger „Alterung“ zu bewahren. Vielerorts sind baubedingte Mängel, Senkungen, Ablagerungen und falsches Gefälle die Ursache für Verstopfungen. Durch eine regelmäßige Reinigung wird solchen Verstopfungen vorgebeugt.
Arten mini|hochkant|Schwallspülung: Schwalltür mit Antriebsstange in der Mannheimer Kanalisation
Unterscheidung nach der Methode der Durchführung Es gibt drei gängige Arten zum Reinigen eines Kanals: Hochdruckspülung: Spülwasser (z. B. aus einem Wassertank) wird per Hochdruckpumpe und Hochdruckschlauch durch eine Reinigungsdüse an die Kanalwand gespritzt. Schwallspülung (das älteste Verfahren): Es erfolgt durch eingebaute Absperrelemente. Die Absperrelemente stauen das Wasser auf und nach plötzlichem Öffnen entsteht ein Spülschwall, der die Ablagerungen wegschwemmt. Stauspülung: Dabei wird auch die Energie des aufgestauten Abwassers zur Reinigung benutzt. Zur Spülwirkung wird das aufgestaute Abwasser über ein eingebautes Rohr nach vorne zu einer Düsenform geleitet zur Aufwirbelung. Wie die Schwallspülung ist auch sie für hartnäckige Verschmutzungen nicht geeignet.
Unterscheidung nach der Größe des zu reinigenden Kanals Nach Größe des zu reinigenden Kanals unterscheidet man Liegenschafts-Kanalreinigung – Reinigen des Kanals einer Liegenschaft (Ein- oder Mehrfamilienhaus) Reinigung mittelgroßer Kanäle: In jedem Haushalt fließen täglich mehrere hundert Liter Wasser vermischt mit Urin, Fäkalien, WC-Papier („Schmutzwasser“) durch die Abwasserkanäle. Durch falsch entsorgte Abfälle fallen Feststoffe an. Sand, Kies, Steine usw. werden ebenfalls eingeschwemmt. Da die Fließgeschwindigkeit des Abwassers nicht ausreicht, um alle Feststoffe wegzuschwemmen, müssen diese maschinell entfernt werden. Großkanalreinigung: Bei Großkanalreinigungen kommen andere Gerätschaften zum Einsatz, z. B. Pflüge und Ballons.
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 dünnwandiger.
mini|Industrielle Hochdruckreinigung von Druckgeräteteilen in der Chemischen Industrie mit spezieller Schutzausrüstung Hochdruckreinigung Die Kanalreinigung wird immer mit Wasser vorgenommen. Dabei gibt es – aufgrund des hohen Verbrauchs – auch eine Form der Kanalreinigung mittels Wasserrecycling. Durch Einführen einer druckbeaufschlagten Düse wird diese stromaufwärts 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 mini|Saugwagen im Einsatz (Kanalreinigung)
Dazu gehören grundsätzlich: Wassertank Hochdruckpumpe, diese erzeugt den nötigen Druck bei geeignetem Durchfluss Schlauch, er leitet das Wasser von der Pumpe zur Düse und muss außen gut gleiten Haspel und Umlenkrollen Düse, die auf die Hochdruckpumpe abgestimmt ist/sein muss
Hochdruckpumpe Die Hochdruckpumpe erzeugt durch Verdrängen von Wasser einen Druck, wobei Kolbenpumpen und Druckumsetzerpumpen zum Einsatz kommen. Kolbenpumpen eignen sich eher für die Verwendung mit sauberem Wasser. Bei einer aufwändigen Reinigung und Filtration kann aber auch eine Kolbenpumpe für Wasserrecycling verwendet werden. Bei der Kolbenpumpe erzeugen mehrere Kolben den nötigen Druck (ähnlich wie die Kolben im Verbrennungsmotor das Luft-/Kraftstoffgemisch komprimieren). Die vom Transportfahrzeug anzuliefernde Kraft ist vergleichsweise klein. Beim Druckumsetzer wird ein anderes Verfahren angewendet. Hier ist ein großer Kolben (Durchmesser etwa 15–20 cm) in einem Zylindergehäuse untergebracht. Auf der einen Seite befindet sich ein Ölkreislauf, auf der anderen Seite der Wasserkreis. Je mehr Öldruck eingesteuert wird, umso mehr Wasserdruck ergibt sich. Wenn der Kolben auf einer Hubseite auf „Anschlag“ geht, gibt die Hydraulik den anderen Hydraulikkreis frei und der Kolben bewegt sich auf die andere Seite. Je mehr Öldruck man zulässt, umso mehr Wasserdruck erhält man. Der Druckumsetzer ist schmutzwasserunempfindlich, daher eignet er sich für den Einsatz von Wasserrecycling. Die anzuliefernde Kraft vom Fahrzeug ist vergleichsweise groß, meist bzw. überwiegend über NMV (getriebeunabhängiger Nebenantrieb für große Kraftabgaben).
Nennleistungen von Hochdruckpumpen variieren je nach Einsatzart stark. Es gibt Pumpen bis 300–400 bar und Leistungen bis 800 Liter/min. Bei Höchstdruck (z. B. für Demarkierung von Fahrbahnstreifen oder bei Brückensanierungen um Beton abzutragen) werden bis 4000 bar (bei ca. 10 Liter/min.) eingesetzt. Kolbenpumpen, im Vergleich zum Druckumsetzer, neigen eher dazu, höheren Volumenstrom als Druck zu realisieren, wobei, je nach Einsatzart, mehr das Augenmerk auf Druck oder auf Literleistung gelegt wird, oder sogar beides gefragt ist.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, 2007, ISBN 3-8027-5348-8, Seite 63ff
Schlauch Der von der Hochdruckpumpe erzeugte Wasserdruck wird mittels eines Schlauches weiter geleitet. Dieser Schlauch sollte möglichst leicht und glatt sein (innen und außen), um größere Distanzen mit wenig Druckverlust zu ermöglichen, seine Außenfläche soll abriebfest sein, 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 besteht aus einem Kautschukgemisch. Seine Vorteile liegen in der Abriebfestigkeit der Außenhülle und dem Biegeradius. Die Nachteile liegen beim Gewicht. Sein Gewicht beträgt etwa 960 g/m (1"-Schlauch) ohne Wasserinhalt. Der Druckverlust des Gummischlauches ist deutlich höher als der des Kunststoffschlauches. Der Kunststoffschlauch wiederum besteht aus einer oder mehreren Kunststoffschichten. Seine Vorteile liegen im geringeren Gewicht. Mit etwa 630 g/m (1"-Schlauch) ohne Wasser ist er rund ein Drittel leichter als der Gummischlauch, daher eignet er sich 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 mangelnde Knickfestigkeit. Der Kunststoffschlauch lässt sich sehr leicht knicken, was zu kleinen Verletzungen im Mantel führt. Des Weiteren wird der Kunststoff im Winter deutlich spürbar steifer, was das Knickrisiko erhöht.
Beide Schlaucharten sind gleich aufgebaut. Die innerste Lage („Seele“) sollte möglichst glatt sein, um den Druckverlust zu minimieren. 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 25 mm), 180 m Schlauchlänge, 400 Liter Durchflussmenge und 200 bar 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 geflochten und halten so den Schlauch zusammen, ansonsten würde er sofort platzen. Sie besteht aus einem Textilgewebe (selten auch Stahlgewebe). 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 verschiedenen Größen und Längen hergestellt. Viele Schläuche werden nach der Herstellung geprüft, indem man sie eine gewisse Zeit mit einem festgelegten Druck beaufschlagt. Für die nötigen Kupplungen am Anfang und am Ende des Schlauches gibt es verschiedene Ausführungen: gepresste, geschraubte Kupplungen oder solche mit Bridensystem (Band It).
Gelegentlich werden Gummi- und Kunststoffschlauch kombiniert. Dabei werden einige Meter, meist 5–10 m, Gummischlauch an den Anfang eines Kunststoffschlauches gekuppelt. Durch den schwereren Gummischlauch am Anfang wird insbesondere bei Einsatz einer leichten Düse verhindert, dass diese an Hindernissen ungewollt eine Richtungsänderung vollführt.
Düse mini|Vorschubdüse
Die effektive Reinigung des Kanals übernimmt die sogenannte Düse. Der von der Hochdruckpumpe erzeugte und durch den Hochdruckschlauch transportierte Wasserdruck tritt an der Düse in Form eines scharfen Wasserstrahls aus. Dieser Strahl ist extrem gefährlich und kann schwerste Verletzungen 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 hineingezogen. So entstehen große Zugkräfte, die auch Distanzen über mehrere hundert Metern ermöglichen. Es gibt auch Düsen, die Wasseraustritte nach vorne haben. Sie eignen sich dazu, 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 und deren Anzahl. Je kleiner die Löcher, umso größer wird der Wasserrückstau im System „Hochdruckpumpe, Schlauch, Düse“. 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 Rundumreinigung; wird meistens angewendet, wenn nach erfolgter Reinigung eine Kanal-TV-Untersuchung ansteht. Die Reinigung erfolgt über den sich drehenden Teil der Düse.