Schwefelwasserstoff als Ursache einer Geruchsbelästigung

Siehe auch:  Kanalgestank muss nicht sein. Ursachen und eine innovative Lösung!

Kurzfassung

Schwerpunkt des folgenden Gutachtenauszuges ist die Darstellung von Ursachen und Wirkungen bei Geruchsbelästigung durch Kleinkläranlagen. Ausgangspunkt war die Errichtung einer Mehrkammerabsetzgrube nach DIN 4261, Teil 1. Wegen starker Geruchs- und Korrosionsprobleme wurde eine Kleinkläranlage nach DIN 4261, Teil 2 errichtet.

Es besteht auch aus anderen Beobachtungen Grund zu der Annahme, dass der natürlichen Be- und Entlüftung von Kanalisationsanlagen zu wenig Beachtung geschenkt wird.

Wichtig ist, dass der Luftstrom

  • durch die Lüftungsschlitze der Kanaldeckel in die öffentliche Kanalisation
  • zu den Hausanschlussleitungen,
  • über die Grundleitungen und Steigleitungen der Grundstücksentwässerung und endlich
  • zur Entlüftung der Steigleitungen über das Dach

nicht behindert, sondern gefördert wird.

Reicht die natürliche Kaminwirkung nicht aus oder wird sie unterbrochen (Pumpwerke…), dann sind geeignete Be- und Entlüftungseinrichtungen gesondert vorzusehen (siehe u. a. DIN 4261).

1. Beweisaufgabe 1

„Die von der Firma … als Subunternehmerin des Klägers geplante und zwischenzeitlich sanierte Interimskläranlage für das Bauvorhaben der Beklagten ‚Alten- und Pflegeheim …‘ sei unzureichend dimensioniert worden. Dadurch habe es zwangsläufig zu Geruchsbelästigungen durch hydraulische Überlastung kommen müssen.“ [1]

1.1. Untersuchungsmethoden für Beweisaufgabe 1

Besondere Untersuchungsmethoden kamen nicht zum Einsatz.

1.2. Untersuchungsergebnisse – Beweisaufgabe 1

In Kleinkläranlagen nach DIN 4261, Teil 1 – um eine solche Anlage handelt es sich im strittigen Fall – werden grundsätzlich stinkige Gase gebildet. Deren Geruch belästigt, sofern diese Gase nicht aufgefangen, hinreichend mit Frischluft verdünnt und an solchen Stellen abgeleitet werden, an denen sie nicht belästigen können. Möglicherweise auch deshalb nicht, weil sich an solchen Stellen in der Regel niemand häufig aufhält.

Bei der genehmigten und errichteten Kleinkläranlage handelt es sich also um eine Kläranlage, die zwangsläufig funktionsgemäß erhebliche Mengen an Faulgasen produziert.

„Der abgesetzte Schlamm fault bis zur Räumung nur zu einem geringen Teil aus.“ (DIN 4261, Teil 1, Punkt 3.1.1, siehe Anlage 1).

Bei einer Faulung entstehen Faulgase, deren Geruch in den meisten Fällen wahrnehmbar ist. Allerdings ist eine Belästigung von verschiedenen Umständen abhängig, die aber primär mit der Dimensionierung oder Überlastung, sei es hydraulisch oder mit organischen Stoffen, einer Kleinkläranlage nichts zu tun haben.

Ist die Be- und Entlüftung leistungsfähig genug, um mit dem Anfall der Faulgase fertig zu werden, dann kommt es zu keiner Belästigung.

Erfahrungsgemäß bilden sich gerade bei kurzen Faulzeiten – wie es bei einer Mehrkammerabsetzgrube zutrifft – verstärkt organische Säuren, die im wahrsten Sinne des Wortes erheblich stinken. Außerdem wird Schwefelwasserstoff verstärkt gebildet. Bei längeren Faulzeiten – Mehrkammerausfaulgruben nach DIN 4261, Teil 1, Punkt 6.1.2 – geht die Bildung von Stinkgasen dagegen etwas zurück und es wird verstärkt Kohlendioxid und Methan gebildet. Grundsätzlich stinken aber auch Mehrkammerausfaulgruben.

Insofern waren die Ergebnisse der Gasanalysen durchaus zu erwarten und lassen sich an jeder nicht hinreichend belüfteten Kleinkläranlage reproduzieren.

Sie beweisen letztendlich auch, dass die Belüftung der Kleinkläranlage mangelhaft war, denn bei korrekter Belüftung hätten derartige Konzentrationsschwankungen gar nicht gemessen werden können.

Beweis:

1. Prämissen

  • Nach [3, Seite 11] wurde in der Abwasseranlage eine H2S-Konzentration von bis zu 70,2 ppm(1) festgestellt.
  • Wird ungünstig angenommen, dass in der Abwasseranlage ein Luftraum von 10 m³ herrscht, so folgt daraus eine H2S-Menge von 702 ml.
  • Ausgehend vom MIK-Wert(2) 1 ppm und einer Luftmenge von ca. 70,2 m³ sind 702 ml H2S ebenfalls in dieser Luftmenge enthalten. D. h. 70,2 m³ Frischluft genügen, um 702 ml 100 %-iges H2S auf eine beinahe nicht mehr wahrnehmbare MIK-Konzentration von 1 ppm zu verdünnen.
  • Sicherheitsfaktor – Annahme – halbtägliche Produktion von 702 ml H2S, also doppelte Luftmenge

2. Konklusion:

Ein Luftaustausch von 140 m³/d bzw. 5,8 m³/h hätte das Geruchs- und Korrosionsproblem durch Verdünnung der H2S-Konzentration von 70,2 auf 1 ppm und durch Luftwechsel gelöst.

(Dazu wären z. B. 2 Be- und Entlüftungsrohre mit z. B. 150 mm Durchmesser und ggf. einer Zwangsbelüftung mit einer Leistung von vielleicht 100 W an geeigneter Stelle zu installieren gewesen. Diese Bemessung ersetzt keine fachkundige Planung der Be- und Entlüftung!)

Den Gerichtsakten sind Ausführungen zur Bemessung zu entnehmen. (Schriftsätze des Ingenieurbüros vom 21.07.1993, Antrag vom 21.07.1993 zum Anschluss an bzw. zur Einleitung in das öffentliche Abwassernetz sowie die dazugehörige Anlage, Schriftsätze vom 15.03.2002, Niederschrift über die Beratung vom 01.11.1993, 19.03.1998, weiter die geänderte Genehmigung zum Anschluss an bzw. zur Einleitung in das öffentliche Abwassernetz vom 04.08.1993.)

Das Ingenieurbüro berechnete in der Anlage zum Antrag vom 21.07.1993 zum Anschluss an bzw. zur Einleitung in das öffentliche Abwassernetz eine Abwassermenge in Höhe von 29 m³/d.

Genehmigt wurde eine Kleinkläranlage ohne aerobe biologische Behandlung(3) nach DIN 4261, Teil 1. Zu errichten war also eine Mehrkammerabsetzgrube (Punkt 6.1.1. der DIN 4261, Teil 1).

Je Einwohner sind somit 300 l Nutzvolumen zuzuordnen.

Die Anlagen werden grundsätzlich nach der Verweilzeit bemessen, wobei eine Abwassermenge von 150 l/Ed gilt (0,15 m³/d entsprechen 300 l).

Dem baufachlichen Gutachten vom 28.02.2001 des Sachverständigen  entnehme ich auf Seite 45, dass ein Nutzvolumen von 59,4 m³ realisiert wurde.

Nach der Berechnung ist festzustellen, dass die Kleinkläranlage unter den gegebenen Annahmen ausreichend und korrekt dimensioniert wurde.

Nicht geprüft wurde, ob die Spitzenabflüsse die zulässigen 1/10 Qd überschreiten. Das hat aber keine Auswirkungen auf die Bewertung der Geruchsproblematik.

1.3. Zusammenfassung – Beweisaufgabe 1

Die von der Firma X als Subunternehmerin des Klägers geplante und zwischenzeitlich sanierte Interimskläranlage für das Bauvorhaben der Beklagten „Alten- und Pflegeheim…“ ist ausreichend und korrekt dimensioniert worden.

Es gibt keine Anzeichen für eine hydraulische Überlastung. Zwischen einer vermeintlichen hydraulischen Überlastung und den festgestellten Geruchsbelästigungen [3] gibt es keinen Zusammenhang.

Nicht geprüft wurde, ob die Spitzenabflüsse die 1/10 Qd überschreiten. Das hat aber keine Auswirkungen auf die Bewertung der Geruchsproblematik.

Das Geruchs- und Korrosionsproblem wurde mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit durch eine mangelhafte Be- und Entlüftung verursacht, weil es bei einer korrekten Be- und Entlüftung einen hinreichend intensiven Luftaustausch in der Klärgrube gegeben hätte und es damit gar nicht erst zu einer Aufkonzentration von H2S gekommen wäre. Ebenfalls hätte ein intensiver Luftaustausch die Bildung von Kondenswasser beschränkt, so dass damit auch die Säurebildung weniger intensiv ausgefallen wäre.

2. Beweisaufgabe 3

„Zur Sanierung der Kläranlage seien auch die Arbeiten gemäß Rechnung vom 25.05.1999 betreffend Schacht 8 über 2.992,80 DM (1.530,19 €) (Anlage B14) notwendig gewesen. Die Sanierung des Schachtes 8 sei nicht deshalb erforderlich gewesen, weil dieser durch aggressives Altwasser(4) geschädigt worden sei.“ [1]

2.1. Untersuchungsmethoden für Beweisaufgabe 3

Besondere Untersuchungsmethoden kamen nicht zum Einsatz.

2.2. Untersuchungsergebnisse und Zusammenfassung – Beweisaufgabe 3

Ob die Sanierung notwendig war, kann im Nachhinein nicht bewiesen werden, da für einen sicheren Beweis eine Beweissicherung des unsanierten Zustandes notwendig ist.

Ausgehend von den hohen Schwefelwasserstoffkonzentrationen, die insbesondere bei schlechter Belüftung mit Kondenswasser zu schwefliger Säure hydrolysieren, ist eine erhebliche Korrosion des gesamten Schachtbauwerkes sehr wohl anzunehmen.

Insbesondere, wenn Steigeisen stark angegriffen sind oder wenn arbeitsschutztechnische Bedenken bestehen, müssen die Schächte aus Gründen des Arbeitsschutzes saniert werden.

In diesem Fall ist eine Sanierung unbedingt notwendig.

3. Stellungnahmen zum Schriftsatz der Beklagten vom 07.08.2003

3.1. Zitat 1

„Der Planer der Kläranlage und damit der Kläger zu 1) ist von falschen Voraussetzungen ausgegangen. Unabhängig von der Dimensionierung der Kläranlage bezieht sich die vom Sachverständigen zugrunde gelegte DIN 4261 auf Kleinkläranlagen bis 50 Einwohner und bis zu Einleitwerten von 8 m³ je Tag. Weiterhin legt diese DIN zugrunde, dass die Vorschrift nur für häusliches Abwasser gilt und für gewerbliches Schmutzwasser keine Anwendung findet.“

„Das Schmutzwasser eines Altenpflegeheims mit 90 Plätzen und 1 Küche, die auf mehrere 100 Portionen Essen ausgelegt ist, kann natürlich nicht mit häuslichem Abwasser gleichgesetzt werden.“

„Die DIN 4261, Teil 1 ist also nicht anwendbar. Würde nach dieser DIN geplant werden dürfen, hätte von Anfang an ohnehin ein größeres Volumen der Anlage gewählt werden müssen.“

3.2. Stellungnahme zu Zitat 1

Unabhängig von der Dimensionierung der Kläranlage bezieht sich die von mir zu Grunde gelegte DIN 4261 auch auf Kleinkläranlagen > 50 Einwohner und > Einleitwerte von 8 m³ je Tag.

In der DIN 4261, Teil 1 wird im Punkt 1 notiert (siehe Anlage 1):

„Wenn im Einzelfall Anlagen zur Grundstücksentwässerung für einen Schmutzwasseranfall über 8 m³/d zulässig sind, können die Grundsätze dieser Norm herangezogen werden.“

Über die Zulässigkeit hat die Wasserversorgung und Abwasserbehandlung GmbH mit Genehmigung vom 04.08.1993 und späterer Änderung von einer großvolumigeren Kleinkläranlage zu einer kleinvolumigeren positiv entschieden. Grundlage war dabei, dass die Stadt in absehbarer Zeit eine zentrale biologische Kläranlage erhalten soll. Derlei Entscheidungen sind üblich und verbreitet, um die Kosten für eine Zwischenlösung auf ein Mindestmaß zu begrenzen.

Weiterhin legt diese DIN 4261 zwar zu Grunde, dass die Vorschrift nur für häusliches Abwasser gilt und für gewerbliches Schmutzwasser keine Anwendung findet, aber das Abwasser eines Pflegeheimes ist durchaus m. E. für die Bemessung nach dieser DIN hinreichend häusliches Abwasser in spezifischer Menge und Belastung.

Unter gewerblichem Abwasser würde ich eher einen Betrieb verstehen, der z. B. ausschließlich Speisen produziert. Aber selbst in diesem Falle wären nach gesonderter Prüfung derartige Kleinkläranlagen einsetzbar.

In DIN 4261, Teil 1 wird unter Punkt 1 ausgeführt (Anlage 1):

„Der Kleinkläranlage dürfen nicht zugeleitet werden: – gewerbliches Schmutzwasser, soweit es nicht mit häuslichem Abwasser vergleichbar ist….“

Nach meiner Erfahrung ist das Abwasser des Alten- und Pflegeheims mit häuslichem Abwasser vergleichbar.

Die Feststellung in der Auswertung der H2S-Messung der Umwelttechnik und Analytik GmbH, dass die Anlage hydraulisch überlastet sei, sind falsch, da von falschen Voraussetzungen(5) ausgegangen wurde. Es werden damit auch die falschen Schlüsse gezogen und letztlich wird mit einer falschen Ursache trotzdem eine von vielen möglichen Lösungen gefunden: Die Errichtung einer aeroben biologischen Kleinkläranlage.

Eine ordentliche Be- und Entlüftung – sofern sie ohne größeren Aufwand möglich gewesen wäre – hätte das Problem ebenfalls lösen können (vergleiche Punkt 2.2).

Genehmigt wurde eine Mehrkammerabsetzgrube nach DIN 4261-1. Das erforderliche Volumen beträgt 58 m³ – realisiert wurden nach Angaben 59,4 m³. In [3] wird aber mit einer nicht relevanten Mehrkammerausfaulgrube gerechnet.

Die Entscheidung, ob eine kleine Mehrkammerabsetzgrube oder eine größere Mehrkammerausfaulgrube zu wählen war, ist nicht davon abhängig, ob mehr oder weniger Stoffe abzusetzen sind, sondern erstens, ob der abgesetzte Schlamm nach der Behandlung im weitesten Sinne nicht mehr fäulnisfähig sein soll oder ob zweitens, die erforderlichen jährlichen Beräumungen minimiert werden sollen.

Eine hydraulische Überlastung würde sich ausschließlich in einer Erhöhung der absetzbaren Stoffe im Ablauf beweisen lassen. M. E. ist dies aber nicht nachgewiesen.

Die Hypothese in [3] einer Systemüberlastung und Verlagerung der anaeroben Prozesse in die Nachsedimentation ist nichtssagend. Kleinkläranlagen werden nicht gasdicht errichtet. Es ist für den Gestank ziemlich unerheblich, an welcher Stelle einer Grube er sich bildet. Er findet bei derartigen Bauwerken immer eine Ritze aus der er müffeln kann, sofern nicht für eine Gasverdünnung und einen Unterdruck in der Grube gesorgt wird. Außerdem weisen die Kammern einer Mehrkammerabsetzgrube zwar Tauchungen auf – die einzelnen Kammern sind aber luftseitig verbunden (siehe Bild 1-3 der DIN 4261 Teil 1, u. a. Anlage 3). Und schließlich ist es überhaupt nicht Aufgabe und Funktion der Mehrkammerabsetzgrube anaerob irgendetwas abzubauen, sondern das Abwasser ist lediglich von den absetzbaren und aufschwimmbaren Stoffen zu befreien (Anlage 1).

3.3. Zitat 2

„Bei dieser Sachlage hätte die Kläranlage von vornherein mit einer aeroben Technik ausgestattet werden müssen, da eine anaerob wirkende 3-Kammer-Grube in diesem Anwendungsfall völlig ungeeignet ist.“

3.4. Stellungnahme zu Zitat 2

Zur Betonkorrosion und Geruchsbelästigung kommt es in aller Regel, wenn die Abwasseranlagen nicht hinreichend belüftet werden. Durch die Belüftung wird erstens ein geringer Unterdruck in der Absetzgrube geschaffen, so dass die Kanalgase nicht nach außen dringen und zweitens kommt es zu keiner Aufkonzentrierung von H2S in den Abwasseranlagen.

Den besonderen Aspekt einer ausreichenden Be- und Entlüftung wird auch in einem gesonderten Abschnitt 5.4. der DIN 4261, Teil 1 (Anlage 2) Rechnung getragen.

„Die Abwasseranlagen müssen be- und entlüftet werden.

Falls erforderlich sind zusätzliche Lüftungsleitungen oder Lüftungsöffnungen anzuordnen, z. B. bei Abwasserhebeanlagen oder Mehrbehälteranlagen.“

Wenn in Abwasseranlagen Geruchsbelästigungen auftreten und Schächte korrodieren, so ist das ein Indiz für eine mangelhafte Be- und Entlüftung.

Ich kann also keine Ursachen erkennen, warum eine Mehrkammerabsetzgrube im betreffenden Fall nicht geeignet sein sollte.

3.5. Zitat 3

„Die Betrachtung und Berechnung des Volumens der Kläranlage geht deshalb am Thema vorbei. Der eigentliche Planungsfehler liegt darin, dass von Anfang an vom Planer eine ungeeignete Technik gewählt wurde, ohne dass der Kläger zu 1) auf Bedenken hinsichtlich des hier zugrunde zu legenden Anwendungsfalls hingewiesen hatte. Es hätte von Anfang an ein anderer Typ der Kläranlage mit einer aeroben Technik verwendet werden müssen, da bei einem Altenpflegeheim die Abwässer eher mit einer medizinischen Einrichtung gleichzusetzen sind.“

3.6. Stellungnahme zu Zitat 3

Die Betrachtung und Berechnung des erforderlichen Volumens der Kläranlage wurde überprüft, da es die falsche Hypothese in [3] gibt, dass infolge einer hydraulischen Überlastung die Anlage nicht funktioniert.

Es gibt keinen Planungsfehler hinsichtlich der Wahl einer von Anfang an ungeeigneten Technik.

Der Planer hätte vielmehr einen Mangel verursacht, wenn er ohne ausdrücklichen Auftrag des Bauherrn eine Anlage geplant hätte, die ein Mehrfaches der genehmigten Anlage gekostet hätte.

Es war nur eine Mehrkammerabsetzgrube beantragt und genehmigt.

Mehrkammerabsetzgruben – wenn sie auch nach DIN 4261 errichtet werden – funktionieren grundsätzlich (Seite 44 der Anlage 1).

Kleinkläranlagen nach DIN 4261, Teil 1 kamen in zahlreichen Fällen zur Abwasserbehandlung von Küchen, Fleischverarbeitungen, Hotels, Ferienheimen u. a. m. zum Einsatz.

Sie sind ein geeignetes, zulässiges und allgemein anerkanntes Verfahren, wenn es darum geht, die absetzbaren Stoffe aus dem Abwasser zu entfernen.

Für Übergangslösungen finden sie auch heute noch hundertfach ihren Einsatz.

Überlastungen zeigen sich ausschließlich in einer Verschlechterung des Ablaufes.

3.7. Zitat 4

„Hinzu kommt, dass die Kläranlage nicht nur – wie der Sachverständige Halbach feststellt – Gestank absondert, sondern – wie wir bereits dargelegt haben – extreme und unzulässige Belastungen der Schachtanlage mit Schwefelwasserstoff auftrat, die zum einen toxikologisch bedenklich sind und zum anderen gravierende Beeinträchtigungen der Umwelt aufweisen. Die auftretenden Gase haben die Schachtbauwerke – wie bereits dargelegt – erheblich zerstört, so dass allein aus diesem Grunde die Anlage für den hier vorgesehenen Anwendungsfall nicht geeignet war.“

3.8. Stellungnahme Zitat 4

Wie schon ausgeführt, sind die alleinigen Ursachen der geschilderten Wirkungen mit hoher Wahrscheinlichkeit auf eine mangelhafte Be- und Entlüftung zurückzuführen.

4. Quellen- und Literaturverzeichnis

[1]
Prozessakte

[2]
DIN 1986-1
Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke

[3]
Auswertung der H2S-Messung in Kläranlagen
der ****

6. Anlagenverzeichnis

Anlage 1 Auszug aus der DIN 4261, Seite 44 und 45
Anlage 2 Auszug aus der DIN 4261, Seite 46
Anlage 3 Auszug aus der DIN 4261, Seite 50
Anlage 4 Internetrechercheergebnis: MIK – Wert für H2S

Fußnoten

(1)
1 ppm = 1 Millionstel bzw. 1 ml H2S /m³ Luft

(2)
MIK: Maximale Immissions-Konzentration, MIK-Werte dienen dem allgemeinen Schutz der Umwelt. Sie beziehen sich nicht allein auf die für den Menschen noch zumutbaren Höchstkonzentrationen von Schadstoffen und sollen Grenzkonzentrationen von Schadstoffen in der Luft und in Gewässern angeben, bis zu der nach den bisherigen allgemein gesicherten Erfahrungen keine Schäden für Tiere, Pflanzen und den Menschen erwachsen. Der Aspekt der Langzeitwirkung steht im Mittelpunkt. MIK-Werte sind in der Regel als Richtwerte anzusehen.

(3)
Gemeint ist sicher „Nachbehandlung“ anstelle von „Behandlung“

(4)
Ich gehe davon aus, dass es Abwasser heißen muss.

(5)
falsche Hypothese, dass die Dimensionierung des Planers falsch sei, ungeeignet wegen Geruchsbelästigung, falsche Hypothese, dass die Geruchsbelästigung ein Mangel der Mehrkammerabsetzgrube sei

****

Veröffentlicht am 24.02.2010

Zur Beachtung!

 

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