Kanalgestank und Kanalzerstörung in Weferlingen ist Geschichte!

Gegenstand des Beitrages ist die Minimierung von Kanalgestank mit einer innovativen Lösung.

Methode zur Minimierung von Kanalgestank und der Kanalzerstörung

Am Beispiel der Investitionsvorbereitung, Planung und Realisierung der Abluftanlage in Weferlingen.

Die Aufgabe – Minimierung von Kanalgestank 

Weferlingen ist eine kleine Stadt in Sachsen-Anhalt und liegt zwischen Wolfsburg und Magdeburg. (Weferlingen bei Google)

Mitten in der Stadt befindet sich ein Abwasserpumpwerk (Foto 2) mit mehreren Zulaufkanälen und einer ausschüttenden Abwasserdruckleitung.

Ein Pumpensumpf stellt meist eine Begrenzung für die Ventilation von Luftströmungen in den Kanälen zwischen den Haltungen dar.

Aus diesem Grund kann es – wie hier in Weferlingen – zu Luftströmungsänderungen kommen, die dann zur Folge haben, dass Abluft aus den Kanälen durch die Lüftungslöcher in den Schachtdeckeln ins Freie tritt und Belästigungen, also Kanalgestank hervorrufen kann. Es sind auch andere oder mehrere Ursachen denkbar.

Es hat sich in Weferlingen gezeigt, dass die Überdachentlüftung des Pumpensumpfes nicht ausreichend war, um eine zuverlässige Entlüftung des Kanalnetzes zu sichern.

Neben dem Kanalgestank bzw. der Geruchsbelästigung durch frische oder faulige Kanalgase ist zumeist auch eine allmähliche Zerstörung der Abwasseranlagen durch aggressive Kanalgase vorzufinden.

Kanalgestank

Foto 1: Ein durch Schwefelwasserstoff z. T. geschädigter Abwasserschacht

Bei fortschreitender Schädigung fallen die Steigeisen ab, der Beton zersetzt sich, so dass der Kies im Beton sichtbar wird und die Fliesen auf der Berme sich lösen.

Es sind Fälle bekannt, in denen sogar Steinzeugrohre durch fauliges Abwasser förmlich aufgelöst wurden. Normalerweise sollte ein Abwasserbauwerk wenigstens 80 Jahre halten.

All diese Schäden können verhindert werden, wenn Abwasser frisch transportiert wird. Mir sind Bauwerke bekannt, die bei korrekter Belüftung weit über hundert Jahre hielten.

Der Mensch neigt jedoch dazu, sich weniger darum zu sorgen, dass seine Werke ewig halten.

Die Aggressivität der Kanalgase steigt mitunter zur lebensbedrohlichen Gaskonzentration (Schwefelwasserstoff) an, insbesondere dann, wenn das Abwasser vom Verursacher zur Kläranlage lange unterwegs ist.

Es hat dann Zeit sich zu zersetzen sowie besonders lebhaft und eindrücklich vor sich hin zu stinken.

Geruchsbelästigung

Foto 2: Das Abwasserpumpwerk Weferlingen, dahinter liegend ein altes Trafohäuschen, das im Weiteren noch eine besondere Rolle spielen soll.

Im Falle der Stadt Weferlingen waren die Geruchsbelästigungen im Stadtzentrum sehr erheblich, so dass der Abwasserzweckverband Aller-Ohre sich mit der Beseitigung des Problems zügig und erfolgreich beschäftigte.

Die Verbandsgeschäftsführerin Frau Silbermann macht sich die Lösung der Aufgabe zur Chefsache.

Bearbeiter des Projektes war ihr ehemaliger Mitarbeiter Herr Hasler und dann Frau Salomon.

Bei den Messungen unterstützte das Team der Kanalarbeiter des AZV Aller-Ohre. Zu nennen sind Herr Kraft  (Leiter Klärwärter) und der Klärwärter Herr Wendt.

Probieren geht zwar über studieren, aber wer beides beherrscht, hat deutlich mehr Argumente auf seiner Seite.

Das Institut für Wasserwirtschaft Halbach durfte schließlich die Effektivität und den Wirkungsbereich einer Absaugeinrichtung von Kanalgasen zur Minimierung von Kanalgestank großtechnisch mit einer speziellen Messeinrichtung beweisen. Die vorherigen Messungen führten zu einer Reduzierung des Investitions- und Planungsrisikos fast auf Null Prozent.

Luftströmungen in verzweigten Abwasserkanälen lassen sich nicht sicher berechnen. Insofern sind entsprechende Messungen zweckmäßig, wobei auch eine gewisse Erfahrung von Vorteil ist.

Es gibt viele Möglichkeiten Kanalgestank, Geruchsbelästigungen und Kanalkorrosionen zu vermeiden oder zu minimieren.

Das Institut für Wasserwirtschaft Halbach konzentriert sich bei seinen Lösungsvorschlägen neben der Vermeidung solcher Nachteile (Abwasser frisch behandeln) ausschließlich auf die Gewährleistung oder Herstellung einer korrekten Be- und Entlüftung der Kanalisationen. (Es gibt auch noch andere Lösungswege zur Vermeidung von Geruchsbelästigungen als das Absaugen und Verdünnen der Kanalgase.)

Ein Erfahrungssatz und der Hebel, mit dem wir die Aufgaben lösen, lautet:

„Wo es hineinzieht, kann es nicht herausstinken!“

Das ist eigentlich schon die ganze Weisheit – sie könnte von einem Kind stammen – allerdings nur mit modernen Messmethoden und moderner Technik vom Institut für Wasserwirtschaft Halbach neu erfunden und im Leistungsvermögen laufend verbessert.

Die ersten Erfahrungen des Institutes über Kanalluftströmungen sowie deren gezielte Absaugung wurden vor gut 10 Jahren gesammelt.

Notwendig war es auch, zahlreiche spezielle Messvorrichtungen, wie z. B. eine auf dem Foto 3 zu konzipieren, anzufertigen und ständig weiter zu entwickeln.

Kanalgestank

Foto 3: Abluftmessungen in Roßla

Ein besonderer Höhepunkt war die Mitwirkung bei einem großtechnischen Versuch in Chemnitz (Foto 4) im Juli 2006 zur Minimierung von Kanalgestank.

Kanalgestank

Foto: Seidel

Foto 4: Abluftmessungen 2006 auf dem Markt in Chemnitz

Bei der Minimierung von Kanalgestank konzentriert man sich auf Teileinzugsgebiete, weil es kaum bezahlbar und notwendig ist, die Be- und Entlüftung einer ganzen Stadt durch derartige Abluftanlagen zu verbessern.

Die Wirkungsbereiche sind also und sowieso begrenzt.

Im Fall von Weferlingen ergaben die Voruntersuchungen des Herrn Dr. Friedemann vom Institut für Wasserwirtschaft Halbach auf der Grundlage von Druck- und Luftvolumenstrommessungen im Teileinzugsgebiet der Kanalisation von Weferlingen, dass ca. 3.400 m³/h Kanalabluft aus einem bestimmten Schacht abzusaugen wären, um alle bekannten Geruchsemissionen aus der 400 m langen und verzweigten Kanalisation sicher zu vermeiden.

Siehe hierzu auch den Artikel der Volksstimme vom 18.05.2010 : Großversuch, um Geruchsbelästigung in Weferlingen künftig in den Griff zu bekommen. (Redakteurin Carina Bosse)

Foto 5: Neue Abluftanlage der Kanalisation von Weferlingen – eingebaut in ein altes Trafohäuschen

Anlagen zur Absaugung von Kanalgasen sind nicht neu (siehe Abbildung).

Abbildung: Die Abbildung zeigt eine Anlage (Berlin-Treptow) aus der Zeit vor 1933 (Pfaue: Gesundheitsingenieur 1930, S. 316).

Bewertung der Emissionen – Schließlich soll der Gestank nicht verlagert werden.

Eine der nächsten Aufgaben bestand in der Bewertung der Emission und der Kalkulation der notwendigen Schornsteinhöhe beruhend auf den Ergebnissen der Vorbemessung.

Diese Aufgabe übernahm als NAN Herr Dr. Krauß. Herr Dr. Krauß ist ö.b.u.v. Sachverständiger für Luftreinhaltung der IHK Chemnitz.

Hier kam uns sehr zustatten, dass Herr Dr. Krauß über umfangreiche Erfahrungen bei der Bewertung derartiger Kanalabluftanlagen verfügt. So wurden von ihm u. a. Luftausbreitungsberechnungen für die schon vorhandene Abluftanlage und die geplante Abluftanlage im Stadtzentrum von Chemnitz (Absaugleistungen 10.000…14.000 m³/h) erstellt sowie Emissionsgutachten mit Schornsteinhöhenberechnung für zahlreiche in Planung befindliche Abluftanlagen angefertigt.

Die folgenden 3 Abbildungen veranschaulichen einzelne Bearbeitungsschritte im Falle einer Luftausbreitungsberechnung. Die Abbildungen wurden freundlicherweise von Herrn Dr. Krauß zur Verfügung gestellt.

Abbildung: Digitales Geländemodell

Abbildung: Windfeld

Abbildung: Variante einer Luftausbreitungsberechnung

Aufgabenstellung zur Planung

Die Aufgabenstellung des Institutes für Wasserwirtschaft Halbach enthielt neben mehreren Standortvarianten auch bautechnische Lösungsansätze und

  • standortbezogene Hinweise,
  • die Funktionsweise der Be- und Entlüftung,
  • Darstellung der Situation vor Ort,
  • Anforderungen an die Abluftanlage,
  • Kalkulation der Einzelverluste,
  • Vorbemessung des Arbeitspunktes,
  • Ergebnis des Emissionsgutachtens,
  • Aufgabenstellungen für Bautechnik, so z. B.
    • Fundament,
    • Rohrleitungsbau,
    • Kompaktanlage,
    • Abluftschornstein,
    • Ausrüstung,
    • EMSR,
    • Ventilatorschutz,
    • Blitzschutz,
    • Anschlussschacht und
    • Inbetriebnahme.

Im Wesentlichen ging es darum, ein neues Gebäude zu errichten oder das vorhandene alte Trafohäuschen als Bauhülle für die Abluftanlage zu nutzen.

Ursachen und Wirkungen sind nicht durch Vernunft, sondern durch Erfahrung zu entdecken…

schrieb David Hume. Um daran anzuknüpfen:Kanalvideo

Unsere Erfahrungen mit derartigen Anlagen sind schon recht umfänglich sowie vielfältig und können zum Nutzen neuer Auftraggeber erschlossen werden.

So kann – um nur auf eine außergewöhnliche Erfahrung einzugehen – z. B. ein Ansaugsieb in Kombination mit einer Kanalinspektion verhindern, dass Jägermeisterflaschen, die im Zuge der Bauarbeiten auf ungeklärte Weise in den Abluftkanal gelangten, bei der Inbetriebnahme dann nicht aus dem Abluftschornstein fallen können.

Jeder kann sich vorstellen, was passiert, wenn mit einer Luftgeschwindigkeit von über 10 m/s die Flasche ins Rutschen gelangt und vom Ventilator erfasst wird.

Die Wahrscheinlichkeit, dass sie genau zwischen die Schaufelräder passt und diesen kritischen Bereich – bei einer Drehzahl von vielleicht 1.450 Umdrehungen je Minute – unzerstört verlässt, ist wohl als sehr gering zu bewerten.

Dafür ist die Flasche einfach zu groß. Bei dieser beobachteten Erfahrung – darauf sei ausdrücklich hingewiesen – handelt es sich aber nicht um die Baustelle in Weferlingen. Der Abluftkanal hatte hier zudem eine kleinere Dimension.

Auch die Kommunalpolitiker der Stadt Weferlingen unterstützen die besondere Methode der Aufgabenlösung.

Das Besondere der Methode besteht in ihrer Seltenheit und in ihrer Nähe zur Ursache.

Üblich ist es, um nur auf 3 Varianten einzugehen:

  1. mit Chemikalien den Geruch zu ändern, oder
  2. die Schachtdeckel mit oder
  3. ohne Biofilter abzudichten.

Viel frische Luft in ein feuchtes und stinkiges Bauwerk zu leiten ist doch meist die beste Lösung.

Die Stadträte entschieden sich nach Abwägung für die Nutzung des Trafohäuschens.

Das ist nachvollziehbar, hätte doch ein weiterer „Klotz“ dem Stadtbild geschadet, wie allein schon aus dem Foto 5 zu schließen ist.

Die Planung

Auf der Grundlage aller Voruntersuchungen fertigte dann das Planungsbüro Kuhn + Partner aus Braunschweig die folgenden Planungsabschnitte ab der Entwurfsplanung.

Die technischen Soll-Parameter aus den Voruntersuchungen und der Aufgabenstellung wurden präzise planerisch und in der Ausführung umgesetzt.

Dem Planungsbüro Kuhn + Partner ist es gelungen, den Abluftschornstein geschickt in dem Trafohäuschen zu verstecken.

Siehe hierzu einen Schnitt aus dem Entwurf des Planungsbüros Kuhn + Partner: Schnitt der Abluftanlage Weferlingen

Foto 6: Blick in den Ventilatorraum

Foto 7: Eingang des alten Trafohäuschens – Im Hintergrund der Raum mit dem eingebauten Abluftventilator

Der Nachweis der Leistung und des Wirkungsbereiches

Am 11.10.2011 hat das Institut für Wasserwirtschaft Halbach gemeinsam mit dem Abwasserzweckverband Aller-Ohre geprüft, ob der in den Voruntersuchungen ermittelte mögliche und zweckmäßige Wirkungsbereich auch umgesetzt wurde. Die Messung fand bei starkem Wind statt. Das war deshalb nicht so günstig, weil zur Messung immer auf eine Flaute gewartet werden musste. Während der Böen wurde am Messtag regelmäßig ein Überdruck im Kanalsystem gemessen. Möglicherweise hätte man bei Windstille noch größere Wirkungsbereiche nachweisen können.

Ergebnisse der Messungen und einige Überlegungen:

  • Der mit Druckänderungen noch messbare Wirkungsbereich ist etwas größer als in den Voruntersuchungen gemessen wurde.
  • Die messbare Wirkung umfasste eine Kanallänge eines verzweigten Kanalnetzes von ca. 600 m.
  • Am Messtag erreichte die Leistung der Abluftanlage einen Absaugvolumenstrom von ca. 6.300 m³/h.
  • Der Luftdruck im ersten Schacht betrug -467 Pa, der sich an den an der Wirkungsgradgrenze gelegenen Schächten auf ca. -5…-2 Pa reduzierte.
  • Der tatsächliche Einflussbereich dürfte aufgrund der Gaseigenschaften etwas größer als der mit Druckmessgeräten erfassbare Wirkungsbereich sein.
  • Durch eine witterungsgeführte Ventilatorsteuerung mit 2 unterschiedlichen Drehzahlen ließen sich die Betriebskosten zusätzlich minimieren.
  • Ein zeitweises völliges Abschalten der Anlage ist wegen der Korrosionsgefahr und wegen der bei entsprechenden Witterungsverhältnissen sofort zu beobachtenden Geruchsbelästigungen nicht ratsam.
  • Momentan wird der Energieverbrauch der Anlage weiter minimiert, um den Wirkungsbereich auf das notwendige Maß einzustellen.

Der Bürgermeister zur Abnahme der Leistung

Der Ortsbürgermeister von Weferlingen, Herr Hans-Werner-Kraul, zeigte sich zufrieden mit den erreichten Leistungen, waren doch die Geruchsbelästigungen am Weferlinger Steinweg ein Thema während der Ortschaftsratssitzungen.

(Wasser-Abwasser-Zeitung, 6. Jahrgang Nr. 3 vom 9. August 2011)

Fazit

Insgesamt gesehen und ohne Einschränkungen ist die Abluftanlage eine erfolgreiche ingenieurtechnische Teamarbeit unter Beauftragung und Mitwirkung des AZV Aller-Ohre.

Links zum Thema

Datum: 13.12.2011, überarbeitet am 10.2.2017

 




Überflutung

Überflutung – Ermittlung der Ursachen und Lösungswege

Die Ursachen einer Überflutung können vielfältig sein:

  • Starke Niederschläge?
  • Abflüsse, theoretische und tatsächliche!
  • Ungünstige Geländegestaltungen?
  • Waren Rückstausicherungen erforderlich?
  • Zu geringe Kanaldimensionierung?
  • Tatsächliche Leistung der Kanalisation?
  • Überflutung durch Kanalisationen?
  • Wege des Wassers?
  • Flutwege gepflegt und vorhanden?
  • Waren Flutwege erforderlich?
  • Flutung durch
    • Grundwasser?
    • bei Starkregen oberflächlich ablaufendes Wasser?
    • durch Gewässer?

Wer die Ursachen erforschte, der kennt auch Lösungen!

Unsere nachvollziehbaren und gut begründeten Gutachten zur Überflutung wurden schon in vielen Rechtsprechungen berücksichtigt.

Ein Beispiel unserer Mitwirkung: Urteil zur Überflutung eines Grundstückes

Siehe auch den Beitrag zur Bewertung einer Schadensursache als Rückstau, Einstau, Überstau und/oder Überflutung.

Weitere Informationen: Überflutung, Rückstau

Hatten Sie eine Überflutung? Dann denken Sie an die sofortige Beweissicherung bei Schäden infolge von Unwetter, Überflutung oder Rückstau!

Überflutung – Die Göltzsch tritt über ihre Ufer:

Überflutung Göltzsch 01 Juni 2013 _Nr05

Unscheinbar, aber das ist ein wichtiger Flutweg:

Fllutweg

Flutgraben Schackstedt – weiterer Verlauf

Siehe auch:

Rückstau

Ausgewählte Referenzen über Gutachten der Bewertung von Überflutungsschäden (Gutachten von U. Halbach, z.T. auch interdisziplinäre Zuarbeit und Mitwirkung)

 




Ein guter wasserchemischer Zustand auf Biegen und Brechen?

Ein guter wasserchemischer Zustand ist für sich allein gesehen ein recht einfältiges Ziel. Trotzdem ist er aber bei vielen wasserbehördlichen Entscheidungen immer noch das Maß aller Dinge bzw. das k.o.-Kriterium für vernünftige und verhältnismäßige Alternativen.

Im Falle einer geplanten oder aktuellen Überwachungswertverschärfung wäre aus wasserwirtschaftlicher Sicht vor einer kompromisslosen wasserchemischen Zieldefinition ein Nachweis der Verhältnismäßigkeit lt. WRRL, Artikel 4, 3b notwendig:

Nachweis, dass sinnvollerweise durch andere Mittel keine wesentlich bessere Umweltoption zu erreichen ist, als durch die Verschärfung wasserchemischer Mindestanforderungen.

Diese notwendige Anforderung folgt aus dem Prinzip der Sparsamkeit, zu dessen Einhaltung normalerweise auch (nicht nur) die Unteren Wasserbehörden verpflichtet sind oder sein sollten:

wasserchemischer Zustand

Wie will man in dieser Landschaft eine Verschärfung der Überwachungswerte nachvollziehbar begründen? Gülle bis an das Ufer des Meliorationsgrabens („Gewässer“)! Keine Beschattung, aber die Kommune soll einen wasserchemisch guten Zustand garantieren. Die Frachten der Landwirtschaft werden nicht berücksichtigt, denn es geht juristisch feinsinnig nur um „unerlaubte“ Gewässerverschmutzung. Die Gewässerverschmutzung durch Gülle ist ausdrücklich gesetzlich erlaubt! Bei der Verschärfung der Überwachungswerte CSB, BSB, N, P fällt es oft sehr schwer, Indizien für ökologische Kompetenz in den wasserrechtlichen Begründungen zu entdecken.

Verschärfung von Überwachungswerten und wasserchemischer Zustand

Ein „guter wasserchemischer Zustand“ erfordert nach manchen behördlichen Vorstellungen oft die Verschärfung von Überwachungswerten und  hat immer ganz erhebliche zusätzliche einmalige und/oder laufende Aufwendungen für Unternehmen und Kommunen zur Folge.

Notwendig ist also ein Nachweis, dass diese zusätzlichen Aufwendungen auch tatsächlich erforderlich sind und dass zudem das Erreichen vorher bestimmter konkreter Gewässerschutzziele garantiert wird.

Diese Ansprüche sind in der wasser- bzw. fachbehördlichen Praxis eher eine Ausnahme. Die Folge sind erhebliche Effektivitätsverluste bei der Abwasserbeseitigung und beim Gewässerschutz, verursacht durch ein Übermaß bei der Gewässerverwaltung.

Grundlegende einfachste Zusammenhänge zwischen dem Aufwand und dem Wirkungsgrad (z. B. Geschwindigkeit eines Autos und dessen Benzinverbrauch) einer technischen Anlage sind der Gewässerverwaltung offensichtlich unbekannt. Dabei zählen diese Zusammenhänge zur Allgemeinbildung. Unter Mathematikern und Betriebswirtschaftlern sind diese Zusammenhänge durch das Pareto-Prinzip definiert:

Es ist möglich, dass mit 20 % Kosteneinsatz 80 % aller Gewässerprobleme gelöst werden können. Für die Lösung der restlichen 20 % der Gewässerprobleme ist mit weiteren 80 % Kosten zu rechnen.

Das heißt, die verbreiteten Anstrengungen zur ständigen „Verbesserung“ des Gewässerschutzes („guter wasserchemischer Zustand“) durch Verschärfung der Überwachungswerte – auch infolge der teils kontraproduktiven Forderung der Abwasserreinigung nach dem Stand der Technik – hat eine Kostenexplosion in Form einer Potenzfunktion zur Folge (Pareto-Verteilung).

Mangelhafte oder fehlende Effektivität

Auf den Verstoß gegen wasserwirtschaftliche Prinzipien (z. B. Missachtung notwendiger Effektivität) hat beispielsweise der Wiener Prof. Herr Kroiss schon mehrfach in seinen interessanten Vorträgen hingewiesen.

Die weit verbreitete abstrakte Formulierung von Gewässerschutzzielen („guter wasserchemischer Zustand“) im Rahmen zur Begründung von Verschärfungen der Überwachungswerte ist also unwissenschaftlich, ideologisch determiniert, beliebig und aus all diesen Gründen mit wasserwirtschaftlichen Ansprüchen nicht bewertbar. Zudem steht eine derartige Praxis im Widerspruch zu Regelungen der EU-Wasserrahmenrichtlinie und zu zahlreichen anderen gesetzlichen Regelungen (z. B. Gemeindeordnung).

Mit abstrakten Gewässerschutzzielen wird das Sparsamkeitsprinzip willkürlich ausgehebelt.

Willkürlich deshalb, weil die sachliche Begründung fehlt. Voraussetzung für eine sachliche Begründung ist, dass sie auf konkreten Prämissen beruht. Gewässerschutzziele werden aber oft abstrakt formuliert (gutes Tun). Damit sind sie beliebig interpretierbar und entziehen sich einer konkreten Effizienzprüfung, die aber gesetzliche Vorschrift ist. Eine wissenschaftliche Kontrolle nach ökologischen Prinzipien wird damit vereitelt und die Katze beißt sich in den eigenen Schwanz. Ein raffiniertes System.

Wissenschaftliche und sachliche oder politische und willkürliche Ökologie; das ist die Frage!

Bei der Ökologie ist mittlerweile zwischen der wissenschaftlichen und der politischen Ökologie zu unterscheiden. Die politische Ökologie ist als Weltanschauung abstrakt und hat beliebig „Gutes“ zum Ziel, wohingegen die wissenschaftliche Ökologie wertfrei und naturwissenschaftlich nachvollziehbar ist.

In der wissenschaftlichen Ökologie gibt es dagegen keine abstrakten guten Zustände, sondern die Zustände sind für konkrete Organismen in einem konkreten Ökosystem definiert. Daraus folgt das scheinbare Paradoxon, dass z. B. Fische im sauberen Wasser verhungern (sehr guter wasserchemischer Zustand!) und dass in Gewässern mit einer weniger guten wasserchemischen Qualität Artenvielfalt und Fischreichtum herrscht.

Da beide Ökologieformen (politische weltanschauliche Ökologie als Mutation zwischen Ideologie sowie Kommerz und wissenschaftliche Ökologie) nebeneinander existieren, ist es für den Laien fast unmöglich einen klaren Kopf zu behalten. Allerdings gibt es für ihn ein Indiz zur Unterscheidung: Immer wenn abstrakt geschwafelt wird, handelt es sich wahrscheinlich um Ökologismus oder um Ideologie, denn die Wahrheit braucht keine umständlichen Erklärungen. Weitere Indizien sind je nach Charakter und Bildung Ausreden, Verlegenheit oder Aggressivität der Disputanten, wenn sie nach konkreten Argumenten befragt werden.

Die Beliebigkeit des Abstrakten

Diese Beliebigkeit des Abstrakten wird höchstbequem für nicht wasserwirtschaftliche Geschäfte in vielfältiger Weise ausgenutzt.

Wurden Überwachungswerte erst einmal verschärft, dann wird in der Regel nicht mehr geprüft, ob diese Verschärfung noch oder überhaupt notwendig ist oder war. Damit entstehen dem Abwasserbeseitigungspflichtigen Schäden in Millionenhöhe.

Solange aber die Abwasserbeseitigungspflichtigen die Folgen unnötiger Verschärfungen erdulden, müssen sie auch mit den unnötigen einmaligen und/oder laufenden zusätzlichen Aufwendungen leben und haben damit entsprechend zusätzliche Abwasserbeseitigungskosten im Produktpreis zu kalkulieren oder über die Bürger zu refinanzieren.

Der EU-WRRL kann diese bundesweite Fehlentwicklung nicht in die Schuhe geschoben werden, sondern nur denjenigen, die sie nicht lesen, nicht verstehen, die kommerzielle oder ideologische Interessen verfolgen oder denen wasserwirtschaftliches Verständnis überhaupt fremd ist. Erstaunlich sind die Fehlentwicklungen nicht. Denn vielleicht 99,9 % aller Ingenieure beschäftigen sich mit der Umsetzung der Mindestanforderungen oder deren Verschärfung und vielleicht ein oder zwei Ökologen dürfen nachsehen, ob die Zielvorstellungen erreicht werden oder erreicht wurden.

Wer aber als Ökologe nach dem Sinn des Abstrakten sucht, sollte – da wir nicht bei den Indianern sind (die wohl Erfahrungen ihrer  Alten noch achteten) – kurz vor seiner Pensionierung stehen.

Tja, und fast schließlich:

Wasserrahmenrichtlinie Artikel 4, 3b und wasserchemischer Zustand

„(3) Die Mitgliedstaaten können einen Oberflächenwasserkörper als künstlich oder erheblich verändert einstufen, wenn a) die zum Erreichen eines guten ökologischen Zustandes erforderlichen Änderungen der hydromorphologischen Merkmale dieses Körpers signifikante negative Auswirkungen hätten auf:

i) die Umwelt im weiteren Sinne,

ii) die Schifffahrt, einschließlich Hafenanlagen, oder die Freizeitnutzung,

iii) die Tätigkeiten, zu deren Zweck das Wasser gespeichert wird, wie Trinkwasserversorgung, Stromerzeugung oder Bewässerung,

iv) die Wasserregulierung, den Schutz vor Überflutungen, die Landentwässerung, oder

v) andere ebenso wichtige nachhaltige Entwicklungstätigkeiten des Menschen,

b) die nutzbringenden Ziele, denen die künstlichen oder veränderten Merkmale des Wasserkörpers dienen, aus Gründen der technischen Durchführbarkeit oder aufgrund unverhältnismäßiger Kosten nicht in sinnvoller Weise durch andere Mittel erreicht werden können, die eine wesentlich bessere Umweltoption darstellen.“

Das Einfache kann das Geniale sein

Das heißt, ein zu hoher Ammonium- oder Phosphorgehalt kann z. B. durch Beschattung kompensiert werden.

Das Pflanzen von Schwarzerlen kann (und ist in vielen Fällen) wertvoller und kostengünstiger sein, als Denitrifikationsstufen oder Flockungsfiltrationen zu betreiben.

Zu hoffen bleibt, dass die Beachtung der Grundlagen der wissenschaftlichen Ökologie irgendwann doch noch zur Handlungsgrundlage jener wird, die meinen, sie arbeiten für die Wasserwirtschaft.

Und um mit Herrn Prof. Kroiss zu schließen:

„Das kostbarste Gut der Länder mit hohem Standard der Wassergütewirtschaft ist daher nicht das Wasser, weil wir das aus wirtschaftlichen Gründen höchstens 100 bis 200 km transportieren können, sondern das angesammelte Wissen und vor allem die Fähigkeit zur Zusammenarbeit aller betroffenen Akteure. Der Wettbewerb um eine dauernde Verbesserung der Lösungen muss und darf darunter nicht leiden.“

(Beitrag wasserchemischer Zustand von 2012, überarbeitet am 11.01.2017)




Kleinkläranlage mit Belebtschlamm – Überlegungen zu ihrer Effizienz

Gegenstand des folgenden, etwas längeren Beitrages ist die Erläuterung der Funktion einer Kleinkläranlage, welche das Abwasser mittels Belebtschlamm reinigt.

Anregung für diese Seite waren zahlreiche Anfragen zu dem Thema und auch ein Gutachten über eine Kleinkläranlage, die in diesem bekannten Fall unzuverlässig funktionierte. Die Ursache für das Versagen dieser Anlage lag in der mangelhaften Kontrolle und Regelung der Belebtschlammkonzentration.

Dazu einige Erklärungen, die eher für den Laien verständlich sein sollen, als dass sie dem Anspruch einer Vollständigkeit genügen. Es kann ggf. erforderlich sein, den Text zweimal zu lesen, weil manche Begriffe oder Zusammenhänge erst im Laufe des Textes zu verstehen sind oder an anderer Stelle erläutert werden.

Siehe auch: Definitionen ausgewählter Fachtermini
Hinweise im Kommentarbereich werden gern bei der Überarbeitung des Textes berücksichtigt.

Inhaltsverzeichnis

1. Anlagenteile einer Kleinkläranlage mit Belebtschlamm
2. Die Vorreinigung
3. Der biologische Abbau produziert selbst Abprodukte – den Überschussschlamm
4. Belebtschlamm übernimmt die biologische Reinigung
5. Die biologische Reinigung des Abwassers ist komplex.
6. Die Technologie
7. Die Funktion der Nachklärung
8. Technische Variante einer Belebtschlammkläranlage
9. Der Rücklaufschlamm
10. Der Überschussschlamm
11. Störfall Nachklärbecken
12. Die Steuerung der Überschussschlammentnahme
13. Indirekte Messung der Biomassekonzentration
14. Fallbeispiel einer ungenügenden Steuerung der Überschussschlammentnahme
15. Schlammvolumen zur Biomassekonzentrationssteuerung im Belebungsbecken
16. Überschreitung eines Überwachungswertes
17. Guter Rat ist teuer
18. Ein Rat für einen Freund…

1. Anlagenteile einer Kleinkläranlage mit Belebtschlamm

Eine Belebtschlammkleinkläranlage besteht – sofern es keine SBR-Anlage ist – aus:

  • einer Vorklärung mit Schlammspeicher,
  • einem Belebungsbecken und
  • einem Nachklärbecken.

Bei einer sog. SBR-Anlage wird der Belebtschlamm vom Abwasser im Belebungsbecken und nicht in einem zusätzlichen Nachklärbecken getrennt. Dies erfordert eine besondere Automatik der Abwasserbehandlung. Über die Vor- und Nachteile gibt es unterschiedliche Auffassungen. Siehe auch das Kapitel: „Technische Variante einer Belebtschlammkläranlage

Zudem ist zu beachten, dass die Vor- und Nachteile auch von den konkreten Situationen vor Ort abhängig sind.

2. Die Vorreinigung

Bevor das Abwasser in das Belebungsbecken gelangt, wird es in der Regel in einer Vorklärung vorbehandelt.

Ziel ist es dabei Rechengut, aufschwimmbare Stoffe und sog. absetzbaren Vorklärschlamm (Fäkalschlamm) zurückzuhalten. Vorklärschlamm sind absetzbare Stoffe im Abwasser, die sich innerhalb von 0,5…1 h Verweilzeit im Vorklärbecken absetzen und regelmäßig entfernt werden müssen.

Bei einer Kleinkläranlage fault der Schlamm je nach Größe der gegebenen Verweilzeit mehr oder weniger umfänglich aus und wird durch Fäkalienfahrzeuge regelmäßig abgesaugt.

In die Vorklärung der Kleinkläranlage gelangt im Falle einer aeroben Abwasserbehandlung außerdem der Überschussschlamm aus der Biologie.

Oft schaltet man dem Belebtschlammverfahren eine mechanische Vorreinigung nach DIN 4261-1 vor. Besser – aber auch teurer – wäre natürlich die Nutzung eines Emscherbrunnens.

Bei der mechanischen Vorreinigung nach DIN 4261-1 wird ferner unterschieden in Mehrkammergruben und in Mehrkammer-Ausfaul-Gruben. Mehrkammer-Ausfaul-Gruben sind größer, teurer und erlauben aufgrund ihrer Größe je nach dem eine Schlammabfuhr erst nach 5 Jahren. Dabei reduziert sich die abzufahrende Schlammmenge und meist auch der BSB5 dramatisch. Diese Zusammenhänge sind allerdings heute weniger bekannt oder werden kaum beachtet. Ein Indiz dafür sind mitunter Auflagen, den Fäkalschlamm jährlich und/oder unabhängig von der Notwendigkeit abfahren zu müssen.

Damit wird in diesen Fällen bei den Kleinkläranlagenbetreibern Effizienz verhindert.

3. Der biologische Abbau produziert selbst Abprodukte – den Überschussschlamm.

In das Vorklärbecken wird zudem auch Überschussschlamm aus dem Belebungsbecken gefördert.

Überschussschlamm ist jener Teil des Belebtschlammes im Belebungsbecken, der sich im Ergebnis der Umwandlung der Abwasserinhaltsstoffe in Biomasse gebildet hat, nun zusätzlich im Belebungsbecken verweilt und ein Anwachsen der Biomasse im Belebungsbecken über ein bestimmtes Maß hinaus verursacht.

Das „bestimmte Maß“ bestimmt die Leistungsfähigkeit der Nachklärung und selten auch die der Belüftung.

4. Belebtschlamm übernimmt die biologische Reinigung

Belebtschlamm ist lebendig. Er besteht hauptsächlich aus aktiver Biomasse, die schwebend in einer sog. Belebtschlammkläranlage die biologische Reinigung übernimmt und mit Sauerstoff zu beatmen und mit Nährstoffen (Abwasserinhaltsstoffe) zu ernähren ist.

Man beachte die augenscheinlich sichtbaren Belebtschlammflocken.

Zu erkennen sind in diesem Foto die Belebtschlammflocken (Makroflocken).  Das Foto entstand auf einer größeren Kläranlage.

Belebtschlamm sollte eine braune bis rotbraune Farbe aufweisen. Die rote Farbe ist Ergebnis der Oxidation des farblosen zweiwertigen Eisenoxids (FeO) zum dreiwertigen rostbraunen Eisenoxid (Fe2O3) und ist zugleich wichtiges Indiz für eine ausreichende Sauerstoffversorgung (siehe Foto). Im Falle des Fotos wird die Farbgebung außerdem durch die Phosphorfällung mit Eisenchlorid unterstützt.

Belebtschlamm bildet sich in der Regel ohne weiteres allein durch die Belüftung des Abwassers mit Luftsauerstoff innerhalb einiger Wochen allein durch die Bakterien im zulaufenden Abwasser und aus der Natur (Luft, Boden).

Die Bakterien bilden mit den partikulären Abwasserinhaltsstoffen (Schwebestoffe) einen Dünnschlamm, der Belebtschlamm genannt wird.

Den Schlamm darf man sich nicht als zähen dicken Schlamm vorstellen. In seiner Zähigkeit unterscheidet er sich augenscheinlich nicht von Wasser. Er ist viel dünner als Milch. Kuhmilch hat z. B. ca. 140 g Trockenmasse/l und die übliche Belebtschlammkonzentration liegt etwa zwischen 3…6 g/l.

Je nach Alter des Belebtschlammes findet man in ihm entweder nur Bakterien oder auch Bakterienfresser (Infusorien) bis hin zu Kleinkrebsen (z. B. Wasserflöhe).

Das Bakterienalter ist der Quotient aus der Belebtschlammtrockenmasse im Belebungsbecken und aus der Belebtschlammtrockenmasse, die als Überschussschlamm mehr oder weniger regelmäßig entfernt wird bzw. zu entfernen ist.

Die Ursache der Vielfalt in manchem Belebtschlamm besteht darin, dass höherentwickelte Mikroorganismen eben mehr Zeit zur Vermehrung benötigen (alter Schlamm) als beispielsweise einzellige Bakterien.

Finden sich im Belebtschlamm auch genug Bakterienfresser, so ist eine Voraussetzung für einen klaren Ablauf erfüllt.

5. Die biologische Reinigung des Abwassers ist komplex.

Die biologische Reinigung des Abwassers ist also ein hochkomplexer Prozess:

  • biologisch (beteiligt sind Lebewesen)
  • biochemisch (einige Abwasserinhaltsstoffe werden durch den Bau- und Betriebsstoffwechsel biochemisch umgewandelt)
  • chemisch (z. B. Umwandlung der gleichnamigen Polarität eines Teils der Kolloide durch die elektrische Ladung der Bakterienoberfläche, so dass sich Mikroflocken bilden können, auch chemische Oxidation, z. B. des Eisens oder des Schwefels)
  • physikalisch (Bildung von Makroflocken aus Mikroflocken, die dann in turbulenzarmen Zonen und in gesonderten Becken oder Verfahrensabschnitten sedimentieren können – Absetzen des Belebtschlammes)

6. Die Technologie einer Kleinkläranlage nach dem Belebtschlammverfahren

Im Belebungsbecken ist Turbulenz erforderlich, damit es zu keiner Belebtschlammsedimentation am Boden des Belebungsbeckens kommt.  Außerdem sorgt die Turbulenz für eine Verteilung des gelösten Sauerstoffes.

In der Nachklärung sind dagegen Turbulenzen unerwünscht. Sie dient der Trennung des gereinigten Abwassers vom Belebtschlamm und der Rückführung des Belebtschlammes (Rücklaufschlamm) in das Belebungsbecken sowie der Auskreisung des überschüssigen Schlammes (Überschussschlamm).

Zum Verständnis des Verfahrens der biologischen Abwasserbehandlung mittels Belebtschlamm ein Schema:

Technologieschema einer Belebtschlamm-Kleinkläranlage

Technologieschema einer Belebtschlamm-Kleinkläranlage

Das Abwasser gelangt also zunächst in das Belebungsbecken und wird hier mit dem Belebtschlamm (Mikroorganismen und bereits geflockte Abwasserinhaltsstoffe) vermischt. Dabei kommt es zur Mikroflockung und zum Abbau der Abwasserinhaltsstoffe.

7. Die Funktion der Nachklärung

In einer normal belasteten Kleinkläranlage ist es nun so, dass der Zuwachs an Belebtschlamm geringer ist, als jener Teil des Belebtschlammes, der aus dem Belebungsbecken durch den Abwasserdurchlauf herausgespült wird.

Damit kommt es zu einer Verdünnung des Belebtschlammes und zu einer Senkung der Reinigungsleistung.

Um dies zu verhindern, hat man die Nachklärung erfunden.

Eine Aufgabe dieser Anlagenstufe besteht in der Trennung des gereinigten Abwassers vom Belebtschlamm und in der Rückführung des sedimentierten Belebtschlammes.

  1. Hier gilt, je größer die Belebtschlammkonzentration ist, desto länger dauert die Trennung des Abwassers vom Belebtschlamm. Damit ist das Maximum der Steuergröße bekannt.
  2. Das Minimum ist jene Minimalkonzentration, bei der der biologische Abbau wegen einer zu geringen Konzentration der Biomasse ungenügend ist und es aus diesem Grund zu Überwachungswertüberschreitungen kommt.

Der Belebtschlamm lagert sich am Beckenboden der Nachklärung ab, wird dort meist regelmäßig abgepumpt, während das gereinigte Abwasser die Nachklärung meist über eine Zahnschwelle verlässt (siehe hierzu das obige Schema).

Unterbleibt das regelmäßige Zurückpumpen und die hinreichende Überschussschlammentnahme, dann steigt im Nachklärbecken das Schlammvolumen und der Schlammspiegel erreicht irgendwann den Ablauf und wird in das Gewässer gespült.

Die Konsequenzen:

  • Überwachungswertüberschreitungen in erheblicher Höhe.
  • kein Belebtschlamm im Belebungsbecken, also keine biologische Abwasserreinigung
  • Straftatbestand der unerlaubten Gewässerverschmutzung

8. Technische Variante einer Belebtschlammkläranlage

Bei einer Kleinkläranlage, die mit Belebtschlamm arbeitet, werden demzufolge also (ein) Belebungsbecken und ein Nachklärbecken benötigt.

In das Belebungsbecken wird mittels technischem Verfahren Luftsauerstoff eingetragen und es herrscht deshalb auch eine Turbulenz (meist als Folge des Sauerstoffeintrages), die die Sedimentation des Belebtschlammes in diesem Becken verhindert.

Das Nachklärbecken ist in der Regel der Belebung nachgeschaltet.

Es gibt aber auch Verfahren – SBR – in dem der Belebtschlamm zeitlich versetzt im Belebungsbecken sedimentiert. (SBR = sequencing batch reactor, also keine kontinuierliche Abwasserbehandlung in einem Becken, dem Reaktor, sondern Behandlung in Chargen, also in Produktionseinheiten und in Zeitabschnitten)

Diese Verfahren wurden früher Einbeckenkläranlagen genannt. Wer sich zu dem SBR-Thema tiefschürfend weiterbilden möchte, dem sei die Seite sequencing batch reactor [SBR] empfohlen.

9. Der Rücklaufschlamm

Rücklaufschlamm ist jener Schlamm, der regelmäßig in das Belebungsbecken zurückgepumpt wird, um

  • die Biomassekonzentration im Belebungsbecken in einer für den biologischen Abbau notwendigen Höhe zu halten und um
  • eine Verschlammung der Nachklärung zu verhindern

Konsequenzen wie im Gliederungspunkt 7. Die Funktion der Nachklärung.

Die Erfindung des Rücklaufschlammes war also genial.

10. Der Überschussschlamm

Beim biologischen Abbau entsteht ständig neuer Bioschlamm. Die Schlammmenge, die für den biologischen Abbau nicht gebraucht wird und überschüssig ist, wird Überschussschlamm genannt.

Er ist aus dem System gesteuert und kontrolliert zu entfernen.

Das Maß der Entfernung muss bei der Kleinkläranlage meist durch Erfahrung und Beobachtung bestimmt werden.

Zudem gibt es noch einen weiteren Aspekt: Das Schlammwachstum ist abhängig von der Zulauffracht und die wiederum von der Anwesenheit der Personen, für die die Belebtschlammkläranlage errichtet wurde.

Ein Rückgang der Belastung kann zu einer Selbstverzehrung des Belebtschlammes führen (Autolyse).

Ich durfte vor Jahren mal eine unterlastete kleine Kläranlage für einen Ortsteil von Döbeln (Sachsen) betreiben.  Dort war es so, dass in der Anlage bei ausgezeichneten Ablaufwerten über ein halbes Jahr lang überhaupt kein Überschussschlamm beseitigt werden musste. Das heißt, die Ausspülrate der abfiltrierbaren Stoffe aus der Nachklärung hielt offenbar die Schlammzuwachsrate im Gleichgewicht.

11. Störfall Nachklärbecken

Der Schlamm darf nicht lange im Nachklärbecken verweilen, weil in diesem Becken kein Luftsauerstoff eingetragen wird.

Es kommt bei längerer Verweilzeit des Belebtschlammes in den Nachklärbecken deshalb zur Fäulnis des Belebtschlammes. Die Faulgase lagern sich an den Belebtschlammflocken an und reduzieren damit das spezifische Gewicht. Die Konsequenz ist ein Störfall – das Aufschwimmen des Belebtschlammes (Flotation) und in der Regel werden Überwachungswerte überschritten.

Zu einer identischen Wirkung kann es kommen, wenn sich Nitrate im Ablauf des Belebungsbeckens befinden. Es gibt bestimmte Bakterien (Denitrifikanten), die bei Sauerstoffmangel das Nitrat in Sauerstoff und Stickstoff umwandeln. Der Nitrat-Sauerstoff wird „veratmet“, der entstehende Stickstoff lagert sich in Form von kleinen Bläschen an der Fläche an und veranlasst diese – wie schon beschrieben – ebenfalls zum Aufschwimmen.

12. Die Steuerung der Überschussschlammentnahme

Mit der Steuerung der Überschussschlammentnahme wird

  1. die notwendige Belebtschlammkonzentration im Belebungsbecken eingestellt und
  2. wird die Überlastung der Nachklärung vermieden.

Hier gilt:

  • Ist die Belebtschlammkonzentration zu hoch, dann wird die Nachklärung überlastet.
  • Ist die Belebtschlammkonzentration zu niedrig, dann sinkt die Reinigungsleistung oder die Anlage fällt ganz aus.

Es gilt in der Regel, dass eine hohe Belebtschlammkonzentration (in Grenzen) mehr Abwasserinhaltsstoffe beseitigen kann, als eine niedrige. Der Effekt ist proportional.

13. Indirekte Messung der Biomassekonzentration

Die Bestimmung der Belebtschlammtrockenmasse ist etwas zeitaufwändig und die Analysengeräte gehören eher selten zu der Grundausstattung eines Einfamilienhauses. Deshalb wird oft ausschließlich oder ergänzend das Schlammvolumen bestimmt.

Dazu entnimmt man aus dem Belebungsbecken, das gerade belüftet werden muss (sonst läge der Bioschlamm ja auf dem Behälterboden), eine Probe des Belebtschlammes.

Die Probe wird unter ständigem Umrühren sofort in einen 1 l-Standzylinder bis zum Teilstrich 1.000 ml gefüllt und in Ruhe stehen gelassen.

Nach genau 30 Minuten wird der Schlammspiegel in ml abgelesen.

Angegeben wird der Wert in ml Schlammvolumen (30 Minuten).

Minimalhygiene:

  • nicht Essen
  • Geräte säubern
  • Hände waschen und desinfizieren
  • Fließendes Wasser zur Reinigung ist unbedingt erforderlich.

14. Fallbeispiel einer ungenügenden Steuerung der Überschussschlammentnahme einer Kleinkläranlage

Im Rahmen eines Gerichtsgutachtens wurde im Falle einer Belebtschlammkleinkläranlage mit Bauartzulassung festgestellt, dass diese einen chronischen Mangel an Belebtschlamm aufwies.

Wenn man nun annimmt, dass eine Kleinkläranlage z. B. mit einem Schlammvolumen von 600 ml/l gut arbeiten kann, dann ist zu erkennen, dass die Kläranlage mit einem Bioschlammvolumen von nur 100 ml/l (folgendes Foto) auch nur 1/6 des vorstellbaren Leistungsvermögens des Belebtschlammes aufweisen kann.

Das Problem ist nun, dass niemand diesem Kleinkläranlagenbesitzer gesagt hat, dass er das Schlammvolumen vielleicht aller 14 Tage zu kontrollieren und zu steuern hat und die Wartungsfirma kommt nur aller 6 Monate vorbei.

Zwischen den Prozessen und dem Verfahren einer Belebtschlammkläranlage für 2 Einwohner oder für z. B. 10.000 Einwohner gibt es keine Unterschiede. Die Bakterien tragen alle den gleichen Namen und haben alle die gleichen Anforderungen.

Wieso also ist es möglich, dass das Schlammvolumen einer Belebtschlammkleinkläranlage nur aller 6 Monate zu messen ist, während das Schlammvolumen eine Belebtschlammkläranlage für 10.000 Einwohner wenigstens 1 x wöchentlich zu messen ist?

Es wäre nun interessant im Kommentarbereich zu erfahren, ob dies nur ein Einzelfall ist.

Die betreffende Kleinkläranlage (Gegenstand eines Gerichtsgutachtens) verfügte nun über folgende Einstellmöglichkeit:

  • Überschussschlammpumpe ein!
  • Überschussschlammpumpe aus!

Versucht wurde aber z. T. z. B. 1/2 Ein einzustellen. Also die Überschussschlammpumpe – hier eine Druckluftpumpe (Mammutpumpe) – sollte gedrosselt werden. Druckluftpumpen sind aber nur bedingt drosselbar. Irgendwann kommt der Punkt, an dem sie nicht mehr pumpen. Und den kennt man meist nicht. Er muss umständlich gefunden werden. Nun stelle man sich vor, der Wartungstechniker stellt Überschussschlammpumpen auf die vermeintliche 1/2 Förderung ein, kommt ein halbes Jahr später zur erneuten Wartung und stellt fest: Der Überschussschlamm ist weg. Wo ist er hin? Er befindet sich seit Wochen in der Vorklärung!

15. Schlammvolumenmessung  zur Steuerung der Biomassekonzentration im Belebungsbecken der Kleinkläranlage

Die Lösung besteht – sofern man unbedingt eine Kleinkläranlage haben muss, die mit Belebtschlamm arbeitet – darin, dass der Eigentümer das Schlammvolumen selber einstellt und kontrolliert.

Wie macht man das?

Nun, ich würde es z. B. so versuchen:

  1. Überschussschlammpumpe aus
  2. wöchentlich Belebtschlammvolumen der Kleinkläranlage messen
  3. wenn das Belebtschlammvolumen 500 ml überschreitet, feststellen, ob der Ablauf trüb wird
  4. wenn der Ablauf trüb wird, dann Überschussschlamm solange pumpen bis das Schlammvolumen auf 300 ml/l (30 Minuten) gesunken ist
  5. wenn der Ablauf nicht trüb ist, dann Belebtschlammvolumen auf 600 ml/l (30 Minuten) anwachsen lassen und dann Belebtschlammvolumen in beschriebener Weise auf 300…400 ml/l (30 Minuten) reduzieren

Belebtschlammkontrolle: Schlammvolumen nach 30 Minuten nur 100 ml

Belebtschlammkontrolle: Schlammvolumen einer mangelhaft arbeitenden Kleinkläranlage nach 30 Minuten nur 100 ml!

In diesem Belebtschlamm können, wenn er lange genug im System bleibt – man nennt dies dann ein hohes Schlammalter – auch Bakterienfresser (Einzeller, wie Pantoffeltierchen, Amöben, Trompetentierchen, …) vorkommen. Deshalb sind Abläufe von Kläranlagen, die ein hohes Schlammalter aufweisen, meist klar.

Man kann sich also schon allein durch Augenschein und Geruch ein Bild über wesentliche Betriebszustände einer Kläranlage machen. So ist eine Trübung des Ablaufes Indiz für wahrscheinlich folgende Zustände:

1.      Überschreitung der zulässigen biologischen Zulaufbelastung

2.      Überschreitung der zulässigen hydraulischen Zulaufbelastung

3.      Unterschreitung der minimal zulässigen Bakterienanzahl (Schlammvolumen oder Belebtschlammkonzentration in g TS/l)

4.      Überschreitung der maximal zulässigen Bakterienanzahl (Schlammvolumen oder Belebtschlammkonzentration in g TS/l)

5.      Kombination der Fälle

Neben der Farbe des Belebtschlammes ist auch der Geruch des Belebtschlammes und des Ablaufes aufschlussreich.

Eine Überlastung der biologischen Stufe, sei es durch Unterschreitung der minimal zulässigen Bakterienanzahl (Schlammvolumen) oder durch Überschreitung der zulässigen Zulaufbelastung bzw. durch Kombination der beiden Fälle, führt dazu, dass für den nötigen Abbau die Zeit fehlt. In der Konsequenz fließt das Abwasser aus der Anlage (je nachdem fast) genauso stinkig, wie es hinein gelangte.

Merkmale einer ordnungsgemäßen biologischen Reinigung mit schwach- bis normalbelasteten Anlagen sind also:

  • braune bis rotbraune Färbung des Belebtschlammes
  • keine augenscheinlich erkennbaren Feststoffe in der Nachklärung
  • kein fauliger oder fäkalischer Geruch des Belebtschlammes
  • in der Regel farbloser Ablauf
  • keine Trübung im Ablauf
  • ein leicht brauner Ablauf kann Indiz für eine besonders weitgehende Reinigung sein.
  • Eine Überschreitung des CSB-Überwachungswertes bei gleichzeitiger Einhaltung des BSB5-Überwachungswertes (!) ist Indiz für einen besonders weitgehenden Abbau der Abwasserinhaltsstoffe.
    Siehe hierzu: Es gibt keinen CSB!

Damit die sauerstoffliebenden (aerob) Bakterien keinen Sauerstoffmangel erleiden und dann absterben, wird der Belebtschlamm belüftet. Eine Umwälzung verhindert das Absetzen des Belebtschlammes in dem entsprechenden (zeitlichen oder räumlichen) Reinigungsabschnitt. Für die Nährstoff- und Sauerstoffversorgung ist ein Umwälzen notwendig. Die Aufgabe des Umwälzens wird meist auch von dem technischen System des Sauerstoffeintrages mit übernommen.

Bei einer Kleinkläranlage, die eingestellt und deren Verhalten bekannt ist, kann nach Abwägung auch die monatliche Kontrolle des Schlammvolumens genügen.

Wie man sieht, ist die Abwasserbehandlung mit einem Belebtschlammverfahren nicht nur in einer Kleinkläranlage eine höchstanspruchsvolle und spannende Aufgabe. Für einen Wasserwirtschaftler mit Berufung oder für Jenen, der sonst nichts zu tun hat und z. B. als Rentner die Welt verstehen will.

16. Überschreitung eines Überwachungswertes

Es ist ein Überwachungswert von 40 mg BSB5/l und 150 mg CSB/l einzuhalten.

Die Schwierigkeit besteht darin, dass der Kleinkläranlagenbetreiber dies selber nicht zu überprüfen vermag.

Anders z. B. beim Führen eines Fahrzeuges. Hier gibt es einen Tacho.  Bei der Kleinkläranlage fehlt eine solche Einrichtung.

Hier glaubt man, dass eine Kleinkläranlage mit Bauartzulassung wenigstens 6 Monate zwischen den einzelnen Wartungen funktioniert.

Tatsächlich muss das aber nicht der Fall sein und eine Kleinkläranlage kann völlig unverschuldet einen CSB-Überwachungswert überschreiten.

Das kann dann der Fall sein, wenn im Haushalt Wasser gespart wird und wenn damit der Abwasseranfall zurückgeht.

Die Konsequenz ist, dass die Kleinkläranlage ihren Wirkungsgrad steigern muss und das schafft sie aber nicht bis ins Unendliche.

Ursache für das Dilemma liegt darin, dass dem Wasserrecht diesbezüglich die sachliche, wissenschaftliche und logische Basis völlig fehlt.

Deshalb sind Überwachungswertüberschreitungen – wenn die Referenz Konzentrationen sind – eine willkürliche Konsequenz, die vom Abwasserbeseitigungspflichtigen in keiner Weise zu beeinflussen sind, es sei denn, er spart kein Wasser (Abwasser). Das ist unter Experten bekannt.

Nicht nur für Kleinkläranlagen gilt, dass der CSB-Überwachungswert allein, d. h. ohne weitere Analytik, kein Beweis eines Straftatbestandes einer unerlaubten Gewässerverschmutzung ist.

In einem kürzlich untersuchten Fall einer kommunalen Kläranlage wurde sogar bewiesen, dass die Gewässerverschmutzung in dem konkreten Fall bei Überschreitung des CSB-Überwachungswertes sogar niedriger war, als wenn dieser Grenzwert eingehalten worden wäre. Das muss man sich mal vorstellen!

Beobachtet wurde auch, dass viele Beteiligten einer Gewässerbewertung, die Zusammenhänge in der Natur nicht kennen und selten eine Ahnung davon haben, was aus einer CSB- oder einer BSB5-Anlayse sachlich fundiert gedeutet werden darf.

Das folgende Diagramm veranschaulicht die analogen Zusammenhänge am Beispiel einer Kleinkläranlage nach DIN 4261-1 (ohne aerobe Behandlung). Dabei wurde nicht berücksichtigt, dass bei längerer Verweilzeit auch der Wirkungsgrad einer biologischen Reinigung steigt. Er steigt aber nicht so stark, um die Tendenz der Konzentrationserhöhung zu kompensieren.

Ablaufkonzentrationen von Kleinkläranlagen

Ablaufkonzentrationen von Kleinkläranlagen in Abhängigkeit des Trinkwasserverbrauches

Im folgenden Diagramm erkennt man den Anstieg der Ablaufkonzentrationen bei gleicher legitimer Fracht aber bei abnehmendem Abwasseranfall:

Abwassermengenabhängige Überwachungswerte für Kläranlagen der Größenklasse 1 - eine wissenschaftliche Fiktion!

Abwassermengenabhängige Überwachungswerte für Kläranlagen der Größenklasse 1 – eine wissenschaftliche Fiktion!

17. Guter Rat ist oft teuer

Guter Rat ist nicht nur teuer, im Falle einer Kleinkläranlage ist er meist unverhältnismäßig teuer.

Die Unverhältnismäßigkeit hat ihren Grund: Die spezifischen Kosten für den Bedienungsaufwand, für die Betriebskosten, für die Herstellung oder für eine gutachterliche Bewertung der Anlagenfunktion folgen einer Potenzfunktion in Abhängigkeit der Anlagengröße. Deshalb werden auch gerne größere Kläranlagen errichtet, weil diese nämlich erheblich niedrigere spezifische Kosten (z. B. €/Einwohner) aufweisen. Und deshalb war es in der Vergangenheit üblich, für einzelne Häuser Faulgruben, durchflossene Faulgruben (Mehrkammerfaulgruben, Mehrkammerausfaulgruben, kleine Emscherbrunnen oder kleine Ohms-Gruben) zu nutzen. Man wollte früher keine unverhältnismäßige Abwasserbehandlung.  Aber das ist lange her. (Der Nutzen oder der Effekt wird beim sog. Stand der Technik nicht unbedingt gewährleistet.)

Nur ein Beispiel als Analogie für die Progression der spezifischen Kosten bei Reduzierung der geplanten Anlagenleistung einer Kläranlage: Eine einfache Abwasseranalyse (BSB5) kostet z. B. ca. 50 €. Im Falle der Begutachtung einer Kleinkläranlage für ein Einfamilienhaus teilen sich diese Kosten vielleicht 2 Einwohner und Falle einer Kläranlage für 10.000 Einwohner eben 10.000 Einwohner. In beiden Fällen kann aber nur eine Zahl (Analysenergebnis) verwertet werden und zur Beurteilung von Belebtschlamm ist es unbedeutend, ob die Analyse und ihre Bewertung ein Belebtschlammvolumen z. B. nur einem Liter oder ob sie mehreren Tausend Kubikmetern zuzuordnen ist.

Und aus dem Grund ist nicht nur die Begutachtung von Kleinkläranlagen oder kleinen Kläranlagen unverhältnismäßig teuer.

Das Urteil aber, ob meine Überlegungen zur Überwachung der Belebtschlammkonzentration verallgemeinert werden dürfen, überlasse ich dem Leser.

18. Ein Rat für einen Freund…

Ich staune darüber, wie man eine so lebendige Anlage solange allein lassen kann. Einem Freund würde ich eine derartig komplizierte Anlage, bei der vielleicht aller 14 Tage, aber nicht aller 6 Monate die Belebtschlammkonzentration indirekt zu prüfen ist, nicht empfehlen.

Die Messung des Belebtschlammvolumens birgt zudem ein Gesundheitsrisiko. Abwasser ist grundsätzlich infektiös. Davon ist immer auszugehen, sofern es nicht vorher im Dampfkochtopf bei 140 °C abgekocht wurde (Beispiel: Abwässer von der unsauberen Seite einer Abdeckerei werden sterilisiert!)

Das heißt, der Besitzer einer Kleinkläranlage sollte für die Probenahme und Schlammmessung hygienisch geschult sein.

Dazu einige Hinweise, die je nach der Situation vor Ort anzupassen sind:

  1. Schlauch mit fließendem Wasser bereithalten
  2. Geräte säubern und von Kindern fernhalten
  3. Während der Arbeit nicht essen oder rauchen
  4. Kinder bei der Probenahme und Messung fernhalten
  5. Hände waschen
  6. Hände desinfizieren

Im Normalfall geht ja alles gut. Wenn aber nicht?

Ihm gilt mein Rat: Wähle Dir eine Kleinkläranlage, die mit minimalstem Bedienungs- und Wartungsaufwand zuverlässig von alleine funktioniert und den „Weg in den Stall selbstständig findet, ähnlich wie die Kuh Elsa allein zum Melk- oder Fellkratzautomaten trabt!“

Solche Anlagen gibt es.

Da wird ja jede Kuh im modernen Rinderstall besser gehätschelt als jene Kleinkläranlage, der wegen eines Bedienungsmangels der Belebtschlamm (Überforderung des Käufers) verloren ging. Ein Melkautomat kennt dagegen millimetergenau die Position in Lage, Höhe und den Namen jeder Zitze des Euters der Kuh Elsa und weiß genau, wie viel Milch aus der Zitze Nr. 3 abzupumpen ist.

Nun könnte man sagen, die Belebtschlammkleinkläranlage kann durch automatische Messung des Schlammvolumens und einer automatischen Steuerung derselben reanimiert werden, damit der Besitzer der Kleinkläranlage nicht aller 14 Tage das Schlammvolumen kontrollieren und steuern muss. Die Umsetzung könnte aber am Verhältnismäßigkeitsprinzip scheitern, auch weil es besser ist, eine Kleinkläranlage auszuwählen, bei der das Schlammvolumen nicht zu messen oder zu steuern ist.

Ich denke, Belebtschlamm in Kleinkläranlagen ist wie ein lebendiger Reiter auf einem toten Pferd.

Mit der Meinung stehe ich nicht allein, wenn man es meist auch weniger drastisch ausdrückt.

Den Hinweisen zum sachgemäßen Bau und Betrieb von Kleinkläranlagen (Stand August 2005) des Bayrischen Landesamtes für Umwelt ist zu entnehmen:

„Belebungsanlagen
Hinsichtlich der Eigenkontrolle und Wartung einer vorgeschalteten Mehrkammergrube ist zusätzlich Anlage 1 zu beachten.

a) Eigenkontrolle
Vom Betreiber sind mindestens folgende Eigenkontrollen vorzunehmen und im Betriebsbuch zu dokumentieren:
Täglich:    Betriebskontrolle,
Wöchentlich: Ablesen von Betriebsstundenzähler und der sonstigen Anzeigeninstrumente, Funktion des Lufteintrags, der Schlammrückführung und sonstiger Einrichtungen,
Monatlich: Bestimmung des Schlammvolumenanteils nach den Angaben der Betriebsanleitung, Feststellung von Schwimmschlammbildung auf der Nachklärbeckenoberfläche und gegebenenfalls Beseitigung des Schwimmschlammes, Sichtkontrolle des Ablaufs auf Auffälligkeiten (z. B. Schlammabtrieb),
Zusätzlich: Weitere in der Betriebsanleitung festgelegte anlagenbezogene Eigenkontrollen, Ablesungen und Arbeiten in den genannten Zeitabständen.

b) Wartung
Mindestens dreimal im Jahr in Abständen von etwa vier Monaten sind durch die Herstellerfirma oder einen Fachmann besonders folgende Kontrollen und Wartungsarbeiten vorzunehmen:
—  Einsichtnahme in das Betriebsbuch und Ablesung des Betriebsstundenzählers mit Feststellung des regelmäßigen Betriebes (Soll-Ist-Vergleich),
—  Funktionskontrolle der betriebswichtigen maschinellen, elektrotechnischen und sonstigen Anlagenteile, insbesondere Belüftung, Umwälzung, Schlammrückführungen,    Steuereinrichtungen, Störmeldeeinrichtung,
—  Wartung der maschinellen Einrichtungen,
—  Einstellen optimaler Betriebswerte, z. B. Sauerstoffversorgung, Schlammvolumenanteil, Zeiteinstellung der Pumpen,
—  Feststellung der Schlammspiegelhöhe im Schlammspeicher und gegebenenfalls Veranlassung der Schlammabfuhr,
—  Durchführung allgemeiner Reinigungsarbeiten, z. B. Beseitigung von Schwimmschlamm und Ablagerungen,

—  Überprüfung des baulichen Zustandes der Anlage, zum Beispiel Zugänglichkeit, Lüftung, Korrosionsschäden.

Im Rahmen der Wartung sind weiterhin folgende Untersuchungen durchzuführen:
—  Untersuchung einer qualifizierten Stichprobe des Ablaufes auf
— Temperatur,
  pH-Wert,
absetzbare Stoffe,
Sichttiefe in der Nachklärung, CSB,
—  Bestimmung folgender Werte im Belebungsbecken
—  Sauerstoffkonzentration,
—  Schlammvolumenanteil,
Trockensubstanz des belebten Schlammes,
— Schlammindex.

Die Feststellungen und durchgeführten Arbeiten sind in einem Wartungsbericht zu erfassen.

c) Bescheinigung
Anhand des Betriebsbuches mit den dokumentierten Ergebnissen der Eigenkontrolle, der Wartungsberichte und durch Besichtigung der Anlage und gegebenenfalls nach ergänzenden Untersuchungen bescheinigt ein privater Sachverständiger in der Wasserwirtschaft (PSW) dem Betreiber alle zwei Jahre den ordnungsgemäßen Betrieb der Kleinkläranlage. Abdrucke der Bescheinigung sind vom PSW unmittelbar der Kreisverwaltungsbehörde und der Gemeinde vorzulegen.

Diesen Forderungen fehlt nur der Schluss oder die Empfehlung, dass der Bau und Betrieb von Belebtschlammkläranlagen wegen realitätsfremder Anforderungen zu unterbleiben hat. Zudem: was soll die monatliche Bestimmung des Schlammvolumenanteils nach den Angaben der Betriebsanleitung bewirken, wenn im Ergebnis die Belebtschlammkonzentration nicht gesteuert wird?

(Es gibt jedoch auch noch Kleinkläranlagen mit Aufwuchskörpern und mit Belebtschlamm. Zu denen konnte ich noch keine Erfahrung sammeln.)

Grundsätzlich gilt wohl für Kleinkläranlagen nicht erst seit 2017:

  • So einfach und kostengünstig wie möglich in Errichtung, Bedienung und Wartung. Es bringt aber auch nichts zu einer billigen Anlage zu raten, die man aller 15 Jahre erneuern muss oder deren Wartungskosten die Investkosteneinsparung auffressen.
  • So anspruchslos wie möglich.
  • Bei Anlagen, die mehr als 1 x jährlich kontrolliert werden müssen, stellt sich die Frage, ob sie denn den Stand der Technik verkörpern (Indiz der Unverhältnismäßigkeit).
  • Nicht alles was technisch möglich ist, verdient Beachtung und Nutzung.

Diese Prämissen sind die Konsequenz der Tatsache, dass Kleinkläranlagen im Vergleich zu den Kosten und der Wirkung einer städtischen Abwasserbeseitigung extrem ineffizient sind und aus dem Grund sollte man alles unterlassen, was eine derartige Abwasserbeseitigung verteuert.




DDR-Kleinkläranlagen sind nach DIN 4261-1 gleichwertig

Leistungssteigerungen bei Kleinkläranlagen nach DIN 4261-1 und nach TGL 7762…

…zu spät erkannt?

Die folgende Tabelle beweist, dass die durchflossenen Faulgruben (Kleinkläranlagen) im Laufe der Jahre immer leistungsfähiger wurden.

Die Ursache liegt in der Differenz zwischen der hohen Bemessungsabwassermenge und der viel niedrigeren tatsächlichen Abwassermenge.

Zudem ist noch zu berücksichtigen, dass viele durchflossene Faulgruben ursprünglich für das Abwasser von 4 Personen errichtet wurden, wobei heute aber nur noch teilweise Abwasser von 1…2 Personen anfällt.

So wurden Mehrkammerausfaulguben für eine Verweilzeit von 10 Tagen bemessen, die heute tatsächlich aber lt. Tabelle bei 17…25 Tagen liegen dürfte. An sich eine simple Überlegung und Kalkulation.

Die Konsequenz der Schaffung hydraulischer Kapazitäten durch Reduzierung der Abwassermengen auf Beträge < 150 l/Ed ist, dass auch die Reduktion des CSB und des BSB erfreulicherweise für positive aber nicht verwertbare wertlose Ergebnisse sorgt.

Frachten zwischen 25…30 g CSB/Ed im Ablauf von Kleinkläranlagen sind deshalb keine Überraschung.

Diese Bewertungen betreffen auch Kleinkläranlagen aus der DDR-Zeit nach TGL 7762 vom Juli 1979.

Historisch interessant ist diesbezüglich die Titelbezeichnung in Russisch. Download der TGL: TGL 7762 vom Juli 1979.

Verweilzeit KKA

Zum Schluss noch einige wenig hilfreiche Bemerkungen:

Viele Bewertungen in den letzten Jahren von o. g. Kleinkläranlagen, die zu einer negativen Einschätzung kamen, sind wasserwirtschaftlich (im eigentlichen Sinne des Begriffes) nicht nachvollziehbar. Das beweisen zudem auch Gewässerfrachtbilanzen. Begründet wird und wurde die Aufrüstung der Kleinkläranlagen mit dem mangelhaften Stand der Technik der alten Kleinkläranlagen und nach Wasserrecht ist Abwasser nach dem Stand der Technik zu behandeln. So weit so gut.

Bei dem Beweis des Standes der Technik wurde aber vergessen, dass der Stand der Technik wenigstens eine weitere Voraussetzungen erfordert, als nur Stand zu sein: Die Effizienz.

So wollte es der Gesetzgeber einmal.

Vor dem Hintergrund der industriellen Landwirtschaft und dem Ausbringen der Gärrückstände aus den Biogasanlagen ist aber die Effizienz des Standes der Technik als Argument für Um- und Nachrüstungen der Kleinkläranlagen – von Ausnahmen mal abgesehen – ein Witz.

Man beweise prüffähig und nachvollziehbar das Gegenteil!

Die eigentlichen Gründe der nicht wasserwirtschaftlichen Entwicklung zu finden, wird dem Selberdenker überlassen.




Phosphor im Kläranlagenablauf

Phosphor: Ziele versus Umsetzung

Kurzfassung eines Tagungsberichtes von Herrn Bringewski:

Prof. Dr.-Ing. Matthias Barjenbruch (Berlin) referierte über Phosphorelimination auf Kläranlagen und Erreichung der Ziele der EU-Wasserrahmenrichtlinie:

  • Die Phosphorelimination auf kommunalen Kläranlagen in Deutschland liegt auf hohem Niveau.
  • Die Eliminationsrate beträgt derzeit im Bundesdurchschnitt etwa 91 Prozent.
  • Weitergehende Maßnahmen und verschärfte Grenzwerte können nur in kleinem Umfang die gesamten Phosphoremissionen reduzieren.
  • Der gute Zustand der Gewässer wird überwiegend aus morphologischen Gründen verfehlt. Deshalb kann eine weitergehende Phosphorelimination nur örtlich begrenzt zur Zielerreichung der Wasserrahmenrichtlinie beitragen.

Download des Vortrag von Herrn Dr. Claus-Gerhard Bergs aus dem Bundesumweltministerium „Phosphor – wo geht die Reise hin? Ziele und Vorstellungen der Politik“

Einige Schwerpunkte aus dem Vortrag von Herrn Bringewski:

  • Notwendigkeit des Phosphorrecyclings
  •  Abwasser/Klärschlamm – Recyclingphosphat kann theoretisch bis zu etwa 60 Prozent der Importe an Rohphosphat (Mineraldüngephosphat) substituieren.
  • Der Koalitionsvertrag der Bundesregierung verlange ein Konzept für ein technisches Phosphorrecycling in Deutschland.
  • Für die landwirtschaftliche Klärschlammverwertung sei eine Übergangsregelung von zehn Jahren im Gespräch und eventuell eine „Bagatellregelung“ für kleine Kläranlagen.
  • Regelungen zur bodenbezogenen Klärschlammverwertung und zur technischen Phosphorrückgewinnung werden laut der Präsentation von Bergs in eine Novelle der Klärschlammverordnung aufgenommen, eine separate Phosphorrückgewinnungsverordnung sei nicht mehr vorgesehen.

Quelle:
KA Korrespondenz Abwasser, Abfall 2015 (62) Nr. 8, S. 678

 




Effizienz wasserwirtschaftlicher Maßnahmen in Ökosystemen

Wasserwirtschaftliche Maßnahmen müssen effizient sein.

Das ist naheliegend und auch der EU-Wasserrahmenrichtlinie zu entnehmen. Im Anhang III (Wirtschaftliche Analyse) der Richtlinie wurde formuliert: „Die wirtschaftliche Analyse muss (unter Berücksichtigung der Kosten für die Erhebung der betreffenden Daten) genügend Informationen in ausreichender Detailliertheit enthalten, damit

a)
die einschlägigen Berechnungen durchgeführt werden können, die erforderlich sind, um dem Grundsatz der Deckung der Kosten der Wasserdienstleistungen gemäß Artikel 9 unter Berücksichtigung der langfristigen Voraussagen für das Angebot und die Nachfrage von Wasser in der Flussgebietseinheit Rechnung zu tragen; erforderlichenfalls wird auch Folgendem Rechnung getragen:

– den Schätzungen der Menge, der Preise und der Kosten im Zusammenhang mit den Wasserdienstleistungen,
– den Schätzungen der einschlägigen Investitionen einschließlich der entsprechenden Vorausplanungen;
b)
die in Bezug auf die Wassernutzung kosteneffizientesten Kombinationen der in das Maßnahmenprogramm nach Artikel 11 aufzunehmenden Maßnahmen auf der Grundlage von Schätzungen ihrer potentiellen Kosten beurteilt werden können.“

Erfahrungen und Referenzen

Für diese nachvollziehbaren Effizienznachweise besitzen wir langjährige Erfahrungen und nutzen auch interdisziplinäre Zu- bzw. Mitarbeit.

Die Methode

Methodisch wird dabei u. a. der zusätzliche Nutzen, seine Wahrscheinlichkeit definiert und dies in das Verhältnis zu den voraussichtlichen zusätzlichen Kosten gesetzt.

Ausgangspunkt ist eine ökologisch korrekte Prüfung oder Bewertung für einen konkreten Organismus und/oder für dessen Habitat.

Dabei konzentrieren wir uns auf Tiere im und am Wasser.

Der Schwerpunkt

Letztlich geht es darum zu untersuchen:

Sind die geplanten meist zusätzlichen Schutzmaßnahmen hinreichend nützlich für den konkreten Zielorganismus sowie verhältnismäßig und verstoßen sie nicht gegen das Sparsamkeitsprinzip?

Tiere im und am Wasser

 

 




Kläranlagen korrekt bewerten!

Leistungsreserven und/oder Leistungsdefizite

Jeder weiß: Die Angaben auf dem Typenschild enthalten oft versteckte Leistungsreserven und genau die können wir finden und nachweisen, sofern sie auch tatsächlich vorhanden sind. Im Ergebnis derartiger Untersuchungen kennt nicht nur der Anlagenfahrer (Klärwärter) und/oder sein Chef das Leistungsvermögen und ggf. auch die Defizite seiner Kläranlage,  sondern auch die Zulauffrachtentwicklung. Es ist ähnlich wie beim Arztbesuch: Das Blutbild bewertet nicht die „Betriebstagebuch“-Software im Computer oder die Krankenschwester, sondern es ist oft Aufgabe zweier Spezialisten. Und dafür stehen Ihnen Ingenieure mit langjähriger theoretischer und praktischer wasserwirtschaftlicher Erfahrung zur Seite mit Routine bei einer besonderen Datenbewertung. Sicher kann man auch alles selber machen, selber lernen und die Kosten für fremde Leistungen damit sparen. Aber eines wird in solchen Fällen garantiert nicht gelingen: Unsere Erfahrungen und unser Wissen für eine effiziente Abwasserreinigung zu erschließen. Nur ein Beispiel: Einige Kläranlagen wurden schon von offizieller Seite als zu klein bewertet. Am Ende stellten sich in manchen Fällen aber Leistungsreserven von 50…100 % heraus und die Anzahl derartiger Bewertungen aus unserem Haus übersteigt inzwischen 50 Anlagen.

Bewertung der tatsächlichen Kläranlagenleistung

 Und wie machen wir es? Hier ein kleiner Hinweis aus einem Vortrag im Rahmen der Geschäftsführertagung 2015 der AWG CALCULAT_KOM GmbH 2015 in Magdeburg :
KA-Bewertung-Einzelfall-Vortrag

Vielfältige Anlagengröße und zahlreiche Abwasserarten

Die bisherigen von uns bewerteten Anlagen waren in ihrer Größe vielfältig. Sie reichen von Kleinkläranlagen für Grundstücke bis zu großen Kläranlagen mit einigen hunderttausend Einwohnerwerten. Ebenso vielfältig waren und sind die Abwasserarten:
  • häusliches Abwasser,
  • Abwässer der Lebensmittelindustrie,
  • Lederfabriken,
  • Papierfabriken,
  • Chemische Werke,
  • Mischwässer
  • usw.

Ausgewählte Aufnahmen von Kläranlagen

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Abwasserbehandlung kann auch sehr schön sein:

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 Leider werden zunehmend derartige Kläranlagen (natürlich belüftete Teichkläranlagen), die keinen Strom verbrauchen und auch äußerst wertvoll für die Artenvielfalt in der meist industriell geprägten Landschaft sind, von manchen Wasserbehörden verboten. Angeblich entsprechen sie nicht dem „Stand der Technik“. Auf diese Weise wird den Kommunen durch Entwertung der funktionsfähigen Kläranlagen Schaden zugefügt. Der Schaden ist dann besonders groß, wenn abgeschriebene, aber noch funktionsfähige Anlagen nicht mehr genutzt werden dürfen. In einem Fall wurde argumentiert, der Vorfluter wäre nicht leistungsfähig genug und das gereinigte Abwasser würde versickern!? Diese abstrakte Begründung erschließt sich dem Beobachter nicht, wenn wenige Meter neben diesem Bach mit dem so „gefährlichen“ Teichablauf Gülle aufgebracht wird, dies schon seit gut 50 Jahren und zudem ein abwärts gelegener Grundwasserpegel die beste Wasserqualität seit Jahren aufweist. Die Argumente wurden wohl gehört aber nicht berücksichtigt.
Bei der Bewertung des „Standes der Technik“ wird regelmäßig der Stand, leider aber nicht die Effizienz des Standes bewertet. Dafür ist der Blickwinkel wohl zu klein.



Historische Aufnahmen von der Kläranlage Pilsen

Wieder mal in meiner Bibliothek fündig geworden:

Die Aufnahmen entstanden vermutlich im Rahmen eines Erfahrungsaustausches zwischen dem VEB WAB Halle oder Magdeburg und der Kanalisationsabteilung der Stadtverwaltung für Wasserwirtschaft in Pilsen.

In welchem Jahr die Fotos gemacht wurden, ist nicht genau bekannt. Zum damaligen Zeitpunkt – vielleicht um 1970 – wurde das Abwasser in einer Verfahrenskombination zwischen Belebungsbecken und Tropfkörper behandelt.

Uwe Halbach

Werdau. 14. Juli 2001




DDR-Patent Behandlung organischer Abwässer und Schlämme

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Verfahren zum Behandeln von organischen Substraten wie z.B. tierische unbehandelte Abprodukte, hoch konzentrierte Abwässer u. a. durch mikrobiologischen Stoffwechsel zeichnet sich dadurch aus, daß das organische Substrat in einem gemeinsamen Reaktionsraum gleichzeitig der aeroben und anaeroben Behandlung unterworfen wird. Es wird eine limitierte Sauerstoffmenge eingetragen, die nur einem Teil das aerobe Reagieren ermöglicht.

Anmeldung am 22.07.1982

Patentinhaber

Uwe Halbach
heute im Institut für Wasserwirtschaft Halbach

Die Patentfrist ist abgelaufen. Die Urheberrechte gelten noch.

Titel

Verfahren zum Behandeln von organischen Substraten

Anwendungsgebiet

Die Erfindung bezieht sich auf das Behandeln von organischen Substraten, wie tierische unbehandelte Abprodukte mit und ohne Verdünnung, flüssige Rückstände tierischer Abprodukte vor oder nach einer vorherigen mechanischen Behandlung, wie z.B. Absetzen, Sieben, Zentrifugieren, hoch konzentrierter Abwässer, wie z.B. Futtersiloabwässer, Rückstände einer Abwasserbehandlung wie Schlämme mit einem organischen Anteil der Trockenmasse von größer als fünfundvierzig Prozent im Sinne eines mikrobiologischen Stoffwechsels.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ein bekanntes Verfahren zur Behandlung von organischen Substraten ist das Verfahren der getrennten aeroben Schlammstabilisierung. Dabei wird der Überschußschlamm in einem Becken mit Sauerstoff begast. Durch aerobe mikrobielle Stoffwechselprozesse kommt es nach längerer Reaktionszeit von ca. 10 Tagen zu einer Stabilisierung des Überschußschlammes. Der Sauerstoffeintrag ist dabei immer etwas größer als der Sauerstoffbedarf. Nachteilig bei diesem Verfahren ist der hohe Energiebedarf für den Sauerstoffeintrag während der gesamten Reaktionszeit.

Ein Verfahren zur Schlammfaulung ist in der DD-EB 140 740 beschrieben, bei dem nach einer aeroben Vorbehandlung eine anaerobe Nachbehandlung erfolgt. Der zu behandelnde Schlamm wird in einem Reaktor mit Sauerstoff begast. In einem nachgeschalteten zweiten Reaktor erfolgt die anaerobe Behandlung des Schlammes im mesophilen Bereich. Dabei entsteht Biogas. Dieser Reaktor ist ein geschlossener Behälter. Ein Teil des Biogases wird verbrannt. Die entstehende Wärme wird dem Reaktionsbehälter zugeführt und dient der Aufrechterhaltung der anaeroben Prozesse.

Nachteilig an diesem Verfahren ist ein sehr großer apparativer Ausrüstungsaufwand, hoher Bedienungsaufwand und großer sicherheitstechnischer Aufwand. Weiterhin ist die Beseitigung von Schwimmdecken und Sandablagerungen problematisch.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein ökonomisch günstigeres Verfahren zur Behandlung von organischen Substraten zu schaffen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Behandeln von organischen Substraten zu schaffen, bei dem gegenüber dem aeroben Verfahren der Sauerstoffeintrag gesenkt wird und gegenüber dem anaeroben Verfahren der apparative Aufwand und der Bedien-, Wartungs- und sicherheitstechnische Aufwand verringert wird. Weiterhin soll das Entstehen von Schwimmdecken vermieden und die Beseitigung von Ablagerungen erleichtert werden.

Erfindungsgemäß wird das organische Substrat in einen vorgesehenen Reaktionsraum eingebracht. Der Reaktionsraum besteht in zweckmäßiger Weise aus einem offenen Behälter, der in seinen Maßen und seiner Form einen guten Sauerstoffeintrag und ein gutes Umwälzen des Substrates ermöglicht. Anschließend wird in das organische Substrat Sauerstoff, vorzugsweise Luftsauerstoff, eingetragen und das Substrat einer Umwälzung unterworfen. Die Umwälzung ist notwendig, damit der eingetragene Sauerstoff gleichmäßig im Reaktionsraum verteilt wird und damit Absetzvorgänge verhindert werden. Der Sauerstoffeintrag erfolgt in einer solchen Menge, daß nur einem Teil des organischen Substrates ein aerobes Reagieren ermöglicht wird. Die bei diesem Prozeß entstehende Reaktionswärme ermöglicht es, dem anderen Teil des organischen Substrates ohne weitere Einflußnahme gleichzeitig intensiv anaerob, d.h. ohne gasförmigen Sauerstoff zu reagieren. Der Sauerstoffeintrag ist so bemessen, daß die Reaktionswärme des dadurch aerob reagierenden organischen Substrates ausreicht, den anderen Teil des organischen Substrates anaerob reagieren zu lassen.

Das behandelte Substrat wird nach abgeschlossener Reaktion dem Reaktionsraum entnommen und gegebenenfalls nach einer Entwässerung einer landwirtschaftlichen oder anderen Verwertung zugeführt.

Die Vorteile dieses Verfahrens bestehen darin, daß bedingt durch das gleichzeitige nebeneinander Ablaufen der aeroben wie anaeroben Prozesse in einem gemeinsamen Reaktionsraum die Reaktionswärme des aeroben Prozesses ohne zusätzlichen apparativen Aufwand für den anaeroben Prozeß zur Verfügung steht und damit auch keine weitere Energiezuführung notwendig ist.

 Patentanspruch

Verfahren zum Behandeln von organischen Substraten durch aerobe und anaerobe Stoffwechselprozesse dadurch gekennzeichnet, daß das organische Substrat in einem gemeinsamen Reaktionsraum gleichzeitig einer aeroben und einer Behandlung ohne Sauerstoff unterworfen wird, wobei eine limitierte Sauerstoffmenge eingetragen wird, die ein aerobes Reagieren nur eines Teils des organischen Substrates in soweit ermöglicht, daß die dadurch entstehende Reaktionswärme dazu führt, daß das Substrat auf ein solches Temperaturniveau angehoben wird, daß auch der andere Teil des Substrates trotz Sauerstoffunterangebot reagieren kann.

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Bemerkungen zur Entdeckung

Die wissenschaftlichen Ergebnisse zu diesem Patent wurden an einer großtechnischen Versuchsanlage zur aeroben Hühnergüllebehandlung im damaligen VEB KIM Halle-Gutenberg gewonnen. Die Anlage bestand aus

  • Fugatbehälter
  • Intensivstufe
  • vorgeschaltete Denitrifikation
  • Nitrifikation
  • Nachklärung
  • Pumpstation
  • zwei mobile, bestens ausgerüstete Laborwagen

Analysiert wurde vor Ort u. a.

  • TS-Konzentration
  • BSB5
  • CSB
  • Dehydrogenaseaktivität
  • Viskostät
  • organischer Kohlenstoff mittels Infralyt
  • CO2-Respiration online im Reaktor mittels Infralyt
  • mikroskopische Bild

Das Forschungsthema wurde im Institut für Geflügelwirtschaft Merbitz bearbeitet. Konsultativ wirkte die TU Dresden, Sektion Wasserwesen mit.

Der hochbelastetet Intensivreaktor hatte ein Nutzvolumen von 80 m³ und erreichte allein durch den aeroben Stoffwechsel Reaktionstemperaturen über 60 °C.

Beschickt wurde der Reaktor mit Hühnergüllefugat.

Das Patent beruht u. a. auf der zunächst unerklärlichen Entdeckung, dass der BSB5-Abbau im Intensivreaktor in Größenordnung jene Grenze überschritt, die mit dem Sauerstoffeintrag durch den sog. Saugkreisel nach Dr. Franz oder dem Druckstrahler nach Dr. Langhans (siehe Foto am Ende des Beitrages) überhaupt möglich war.

Das Sauerstoffeintragsvermögen wurde großtechnisch zunächst durch Sulfid-Oxidation und danach mittels Sauerstoffkonzentrationsmessung bei Wiederbelüftung durch mehrmalige Messungen genauestens erfasst.

Die Zu- und Ablauffrachten wurden in 24-h-Mischproben täglich gemessen bzw. berechnet.

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Sauerstoffeintrag mittels Druckstrahler nach einem Patent von Herrn Dr. Langhans. Hier außer Betrieb.  (Foto: U. Halbach)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




Rückstau

Konzept – Interview MDR Thüringen am 10.7.2014

Rückstausicherungen sind keine Erfindung von heute! Siehe z.B.: Gürschner, u.a. ,Der städtische Tiefbau III., Stadtentwässerung, Verlag B.G. Teubner, Leipzig Berlin und Leipzig 1921

Rückstausicherungen liefern z. B.:

Auch Abwasserhebeanlagen können für die Rückstausicherung genutzt werden.

Achtung!

Bei der Auswahl der Rückstausicherung ist die Abwasserart zu beachten. So dürfen z. B. Rückstausicherungen, die für Regenwasser gedacht sind, nicht für fäkalienhaltiges Abwasser eingesetzt werden!

Siehe z. B.: „6. Fachtechnische Ursache eines ausgewählten Rückstauschadens in Thüringen“ in Beweissicherung bei Schäden infolge von Unwetter, Überflutung oder Rückstau.

Ggf. Hersteller oder Installationsbetrieb konsultieren!

Mit Rückstau ist immer zu rechnen!

  • Reparaturen
  • Kanalhavarien
  • Starkregen

Rückstauschäden, dann wahrscheinlich

  • wenn Abwasser oder Regenwasser aus Entwässerungseinrichtungen des Gebäudes, meist im Keller austritt
  • wobei diese unter der Schachtdeckelhöhe in der jeweiligen Straße liegen

Rückstau, Überstau und Überflutung

  • Rückstau: Wasserspiegel im Kanal verläuft horizontal und kann aus den Straßenschächten austreten.
  • Überstau: Wasser tritt aus den Straßenschächten aus und fließt ggf. ohne Schaden zu verursachen im Straßenschnittgerinne ab.
  • Überflutung = Überstau + Schäden

Woher kommt das Wasser?

  • Von der Straße?
  • Kellerüberflutung durch hohen Grundwasserstand?
  • Aus Hausinstallationseinrichtung im Keller?
  • Vom Gelände (Wald, Acker, Maisfeld)?
  • Gibt es mehre Wasserwege?

Welchen Weg nimmt das Wasser?

  • Aus dem Schachtdeckel in das Kellerfenster?
  • Vom Straßenschnittgerinne in die Tiefgarage?

Vorbeugend

  • Häuser sind so zu schützen, dass oberflächlich ablaufendes Wasser, um die Häuser herumgeführt wird.
  • Flutwege sind anzulegen und überflutungsgefährdete Häuser sind auszuweisen und die ggf. betroffenen Grundstücksbesitzer sind zu informieren.
  • Von einer Überflutung spricht man, wenn durch Rückstau oder oberflächlich ablaufendes Wasser Schäden verursacht werden.
  • Örtliche Auskünfte geben die Abwasserzweckverbände oder Installationsbetriebe.

Rückstauschutz

  • Siehe Entwässerungssatzung der jeweiligen Kommune oder des jeweiligen Abwasserzweckverbandes.
  • Über technische Lösungen berät der Installationsbetrieb.
  • Rückstausicherungen müssen nachweispflichtig gewartet werden, sonst erlischt Versicherungsschutz.
  • Voraussetzung für die Planung des Rückstauschutzes ist, dass der Grundstücksbesitzer seine Grundstücksentwässerungsanlagen kennt und dokumentiert hat.

Im Schadenfalle – Beweissicherung

  • Videos – Fotos
  • Zeitpunkt – Zeugen benennen
  • Woher kam das Wasser?
  • Welchen Weg nahm das Wasser?

Siehe auch:  Überflutung, Rückstau

Gebäudesicherung gegen oberflächlich ablaufendes Niederschlagswasser

Flutweg für oberflächlich ablaufendes Niederschlagswasser – MediClin – Gebäude in Bad Elster (Der Hang links gehört zum Brunnenberg)

Siehe auch:

  • Rückstau

    Ausgewählte Referenzen über Gutachten der Bewertung von Überflutungsschäden (Gutachten von U. Halbach, z.T. auch interdisziplinäre Zuarbeit und Mitwirkung)

 

 




Minimierung von Geruchsbelästigungen

Minimierung von Geruchsbelästigungen

Minimierung von Geruchsbelästigungen aus Kanalisationen

Lösungsweg und Erfolg sind mit unserer Methode vorher überprüfbar!

Das Prinzip und Ziel sollte leicht zu begreifen sein:

Schematische Darstellung einer korrekten Belüftung und einer falschen Entlüftung durch die Deckel von Abwasserschächten (U. Halbach)

(Die Graphik darf bei Quellenangabe kopiert werden.)

Simpel:

Wo es hineinzieht, kann es nicht herausmüffeln!

Siehe hierzu u.a.:

Zwei Gründe des Handelns

Es stinkt aus dem Schacht und  im Winter ist der Geruch sogar zu sehen!

Mit Party-Nebel wird der Gestank sichtbar!

Schwefelwasserstoff – ein Gas das bei saurer Fäulnis entsteht – zerstört Beton und viele Metalle.

Aber manchmal müffelt es nur spezifisch, ohne dass Schwefelwasserstoff eine Rolle spielt.

Bei ausströmendem Schacht und H2S korrodieren die Steigeisen!

So fing es an in Sachsen-Anhalt:

Immekath 2007.

Der Wasserverband Klötze (damaliger Geschäftsführer Herr Stiller) beauftragte 2007 das Institut für Wasserwirtschaft Halbach mit Messungen zur Ermittlung von Möglichkeiten zur Beseitigung der Gerüche aus dem Kanalnetz der Gemeinde Immekath.

Die Messeinrichtung hat der Wasserverband Klötze nach Angaben des Institutes anfertigen lassen.


fertige Abluftanlage in Immekath des WV Klötze

Kennlinienmessung 2007 in Roßla

Abluftmessungen durch Herrn Dr. Friedemann (Institut für Wasserwirtschaft Halbach) in Roßla im Juli 2007 – AZV Südharz

Fertiggestellte Anlage für das Zentrum von Weferlingen (AZV Aller-Ohre in Sachsen-Anhalt)

Abluftanlage des AZV Aller-Ohre in Weferlingen seit 2011 in Betrieb

Siehe: Geruchsbelästigungen in Weferlingen sind Geschichte!

Die Sachsen standen ein Jahr früher auf.

Versuch macht klug!

2006 Vorbereitende Messungen zum Bau einer Abluftanlage für den Chemnitzer Markt und Neumarkt (Foto Seidel)

*

Spektakuläre Messungen mit einer grosstechnischen Anlage an 3 Tagen im Juli 2006 auf dem Markt von Chemnitz

Zur Ermittlung der  Grundlagen für die Bemessung der Abluftanlage für die Kanalisation des Marktes und Neumarktes wurden über 3 Tage im Stadtzentrum mit einer großtechnischen Anlage die Abluftverhältnisse in der Kanalisation erfasst. An der Messung waren 2006 beteiligt:

  • Entsorgungsbetrieb der Stadt Chemnitz
  • Stadtwerke Chemnitz AG, jetzt eins energie in sachsen GmbH & Co. KG, 09111 Chemnitz
  • Bau-Anlagen-Umwelttechnik SHN GmbH
  • Tiefbauamt der Stadt Chemnitz
  • Rohrleitungsbau Altchemnitz RAC GmbH
  • Institut für Wasserwirtschaft Halbach
  • IfU GmbH

Der Erfolg hatte hier viele Väter.

Die Messeinrichtungen  wurde in den Folgejahren vom Institut für Wasserwirtschaft schrittweise verkleinert und in ihrer Genauigkeit verbessert. Siehe z. B. Foto: „Messungen des künftigen Anlagenwirkungsgrades in Welbsleben“.

Markant bei den Abluftproblemen im Zentrum von Chemnitz war keinesfalls der Schwefelwasserstoff. Der spielt/e im Stadtzentrum von Chemnitz  keine Rolle! Das Abwasser, das in einem Hauptsammler durch das Zentrum fließt, ist frisch. Nachvollziehbar, aber als störend empfunden wurde, dass sich der Thüringer Bratwurstduft schlecht mit dem Fichtennadel-Badezusatz vertrug, der aus unerklärlichen Gründen häufig aus den Schachtdeckeln trat.

Es entstehen zwei äußerst leistungsfähige Abluftanlagen für das Stadtzentrum von Chemnitz

  • 2008 für den Markt und Neumarkt (Abluftanlage Parkhaus Am Wall)
  • 2012 für die Innere Klosterstraße (Abluftanlage an der Fassade der Jugendherberge)

Abluftventilator auf dem letzten Geschoß des Parkhauses Am Wall in Chemnitz

Der Stadt Chemnitz gelang es, eine Abluftanlage für die Kanalisation  des Marktes und Neumarktes unauffällig mit einem Neubau des Parkhauses zu verbinden. Die Anlage ist seit 2008 in Betrieb. Der ursprünglich kalkulierte Wirkungsbereich wurde nach Inbetriebnahme übertroffen.

Beide Chemnitzer Anlagen werden in Abhängigkeit der Witterung und Tageszeit Teil- oder Volllast gesteuert.


Wirkungsbereich (gelb markiert) der zweiten Abluftanlage im Stadtzentrum von Chemnitz für die Innere Klosterstraße

 

Chemnitz, Getreidemarkt

Standort: An der Ostfassade der DJH Jugendherberge Chemnitz eins“ / City Hostel“

Abluftanlage für die Kanalisation der Inneren Klosterstraße in Chemnitz

Man achte auf den Abluftschornstein rechts an der Fassade:

Fertiggestellte Abluftanlage für die Kanalisation der Inneren Klosterstraße in Chemnitz

Unmittelbar über dem Boden befindet sich der Ventilator und darüber der Schalldämpfer. Der Rest ist Abluftschornstein.

Schallgedämpfter Ventilator – Betriebsleistung ca. 13.000 m³/h

Die linke Leitung ist die Abluftleitung. Die Anlage ist seit Juli 2012 in Betrieb.

2012 Messung der Wirkung Innere Klosterstraße Chemnitz

Überprüfung der Wirkung der Abluftanlage für die Innere Klosterstraße Chemnitz nach Fertigstellung

Kennlinienaufnahme in Welbsleben

Messungen zur Optimierung einer vom AZV Saalemündungen (Sachsen-Anhalt) errichteten Abluftanlage für ein Zwischenpumpwerk

Messungen zur Optimierung einer bestehenden Abluftanlage in Nienburg (Saale)

2013 und 2014 Messungen in Hannover

Messungen in der Stadt Hannover

Mit der Messanlage 2013 in Dresden

Stand des Institutes zur 15. Abwassertagung in Dresden 2013 mit Teilen der inzwischen beträchtlich weiterentwickelten mobilen Messanlage

Kalkulation der Höhe der Abluftschornsteine und Luftausbreitungsmessungen

Nach dem die künftigen Arbeitspunkte der Anlagenkennline gemessen wurden, ist wenigstens die Schornsteinhöhe der Abluftanlage zu kalkulieren.

Kalkulation der Abluftausbreitung 31,5 m über Grund – Abluftanlage Innere Klosterstraße in Chemnitz (Dr.-Ing. Thomas Krauß , SHN Chemnitz)

In kritischen Gebieten, z. B. Stadtzentren oder bei Tallagen sollten Varianten zur Ausbreitung der Abluftfahne kalkuliert und bewertet werden.

Diese Leistungen übernahm immer zuverlässig und fehlerfrei Herr Dr.-Ing. Thomas Krauß, ö.b.u.v. Sachverständiger für Luftreinhaltung der IHK Chemnitz.




Urteil zur Überflutung eines Grundstückes

Wertung von häufigen Überschwemmungen eines Grundstückes durch oberflächlich ablaufendes Niederschlagswasser
Urteil des Oberlandesgerichts Dresden

Abbildung 1: Straßenablauf durch Abschwemmung verstopft

 

Aktenzeichen: 1 U 1156/11
Landgericht Dresden 5 0 2917/09
Verkündet am: 31.07.2013
1. Zivilsenat des Oberlandesgerichts Dresden durch
Vorsitzenden Richter am Oberlandesgericht Riechert,
Richterin am Oberlandesgericht Tews und
Richter am Oberlandesgericht Lau

 

 

 

 

 

 

Ausgewählte Zitate aus dem Urteil die Abwasserbeseitigung betreffend:

  • Hieraus folgt auch die drittschützende Amtspflicht, den Kläger im Rahmen des ihr Zumutbaren vor einer Überschwemmung seines Grundstücks durch aus dem öffentlichen Straßenraum abfließendes Niederschlagswasser zu schützen.
  • In den Schutzbereich der Amtshaftung fallen vielmehr auch solche Schäden, die darauf beruhen, dass das Regenwasser infolge unzureichender Kapazität oder Aufnahmefähigkeit der Kanalisation erst gar nicht in die Rohrleitung gelangt, sondern ungefasst auf die anliegenden Grundstücke dringt.
  • Bei der Ermittlung der erforderlichen Leitungseigenschaften ist grundsätzlich von der Gesamtmenge des abzuführenden Wassers auszugehen.
  • Bei der Bemessung des Leitungsquerschnitts ist nicht erforderlich, dass dieser so groß gewählt wird, dass selbst die bei einem katastrophenartigen Unwetter, wie es erfahrungsgemäß nur in sehr großen Zeitabständen vorkommt (sogenanntes „Jahrhundertereignis“), anfallenden Wassermassen aufgenommen und geordnet abgeführt werden können. Wirtschaftliche Gründe zwingen jede Gemeinde dazu, das Fassungsvermögen einer Regenwasserkanalisation nicht so groß zu bemessen, dass es auch für ganz selten auftretende, außergewöhnlich heftige Regenfälle ausreicht. Daher ist eine Dimensionierung im Hinblick auch auf katastrophenartige Unwetter, wie sie erfahrungsgemäß nur in sehr großen Zeitabständen vorkommen, nicht erforderlich
  • Eine klare Festlegung dazu, wann, d.h. bei welcher statistischen Häufigkeit von einem katastrophenartigen Unwetter gesprochen werden kann, ist in der höchstrichterlichen Rechtsprechung bislang leider nicht getroffen worden. Jedenfalls unzureichend ist aber eine Auslegung der Leitungsanlage anhand eines Berechnungsregens von nur einem Jahr, weil dies im Extremfall darauf hinauslaufen würde, dass die Anlieger es hinnehmen müssten, einmal jährlich einer Überschwemmung ausgesetzt zu werden.  Spiegelbildlich hierzu muss eine Abwasseranlage aber auch nicht so ausgestaltet sein, dass sie nur einem Jahrhundertereignis nicht standhalten kann.
  • Maßgeblich ist letztlich immer eine umfassende Würdigung der Gesamtumstände.
  • Ein Rückgriff auf allgemeine Regeln, etwa im Hinblick auf einen bestimmten „Berechnungsregen“ oder eine bestimmte „Ein- oder Überstauhäufigkeit“ (Wasseranstieg bis zur Geländeoberkante) verbietet sich jedenfalls dann, wenn im konkreten Fall bestimmte Anhaltspunkte dafür vorliegen, dass ein darauf zugeschnittenes Ableitungssystem außerstande ist, das anfallende Wasser nicht nur in seltenen Ausnahmefällen, sondern darüber hinaus auch bei häufigeren, auch im Rahmen einer generalisierenden Betrachtungsweise zu berücksichtigenden Anlässen zu bewältigen. Dies kann etwa der Fall sein, wenn sich zeigt, dass es in dem betroffenen Straßenzug trotz einer Auslegung der Kanalisation auf den Berechnungsregen immer wieder zu Überschwemmungen kommt. Es bedarf demnach einer umfassenden Würdigung aller maßgeblichen abwasserwirtschaftlichen, -technischen und topographischen Gegebenheiten.
  • Diese Grundsätze sind grundsätzlich auch auf sog. „Altanlagen“ wie die hier gegenständliche anzuwenden, die die Gemeinde — z.B. von einer Rechtsvorgängerin — übernommen hat. Insoweit ist lediglich der Kostenaufwand für die Modernisierung der Altanlage an die aktuellen tatsächlichen Gegebenheiten in der Gesamtabwägung stärker zu pointieren.
  • Für den Anlieger ist es letztlich unbeachtlich, ob sein Grundstück von aus der Kanalisation austretendem Wasser oder solchem, welches mangels Aufnahmefähigkeit gar nicht erst in die Kanalisation gelangt, überflutet wird. Eine Abwasseranlage, welche so ausgelegt ist, dass in regelmäßigen Abständen ein Einstau auftritt, welcher die Aufnahme von (dann unkontrolliert abfließendem) Oberflächenwasser verhindert, dürfte nicht den abwassertechnischen Regeln entsprechen.

Es sind auch die örtlichen Gegebenheiten, insbesondere das Höhenniveau des Gebiets, die Wasserführung, die möglichen Fließwege des Abwassers bei Austritt aus den Einläufen, aber auch die Wahrscheinlichkeit und das Ausmaß eines zu befürchtenden Schadens im Verhältnis zur Durchführbarkeit und Wirtschaftlichkeit von Abwehrmaßnahmen zu berücksichtigen.

Die juristische Begründung und der Gesamtzusammenhang ist dem Urteil 2013_Urteil_OLG_DD_Überflutung Gutachter Halbach zu entnehmen.

Abbildung 2: Veralteter Seitenablauf mit ungenügender Leistungsfähigkeit

Bezüglich der Abwasserbeseitigung lag die Ursache der Überflutung in einer veralteten und nicht hinreichend leistungsfähigen Straßenentwässerung, insbesondere in  mangelhaften und zahlreich veralteten Straßenabläufen mit wenig leistungsfähigem Seiteneinlauf (Abbildung 2).

Nicht nur leistungsfähige Straßenabläufes sind wichtig. Neben der regelmäßigen Reinigung (Abbildung 1) ist auch dafür zu sorgen, dass das Wasser in diese gelangen kann und nicht etwa vorbeifließt oder über diese hinweg schießt. (Literaturhinweis: Kurzbericht „Abflusswege auf Straßen – Feldversuch zur Ermittlung des Schluckvermögens von Straßeneinläufen“ vom 14.12.2011 des Institutes für Grundbau, Abfall- und Wasserwesen (IGAW) Fachbereich D, Abteilung Bauingenieurwesen, Bergische Universität Wuppertal von Univ.-Prof. Dr.-Ing. Andreas Schlenkhoff und Dr.-Ing. Mario Oertel).

Die negative Wirkung des Hinwegschießens versucht man mitunter durch ein Absenken des Straßenschnittgerinnes, vielleicht auch in Kombination mit einem Gegengefälle nach dem Seitenablauf etwas zu mildern. In Abbildung 3 ist diese Lösung veranschaulicht. Man erkennt, dass es dem von links zum Straßeneinlauf fließenden Wasser in Schnittgerinnen schwer gemacht wird, über den Einlaufbereich hinaus zu schießen. In der Folge kommt es zu einem Aufstau bzw. einem Anheben des Wasserspiegels – also zu einer Vergrößerung des Wasserdruckes auf die freien Querschnitte – und damit zu einer Vergrößerung der hydraulischen Leistung.

Abbildung 3: Ausbildung des Rinnengefälles an den Straßenabläufen (nach Hahn und Langbein) Geissler, W. Kanalisation und Abwasserreinigung, Berlin – Verlag von Julius Springer, 1933

 

 

 

 

 

 

Hinsichtlich des Satzes im Urteil des OLG

Jedenfalls unzureichend ist aber eine Auslegung der Leitungsanlage anhand eines Berechnungsregens von nur einem Jahr, weil dies im Extremfall darauf hinauslaufen würde, dass die Anlieger es hinnehmen müssten, einmal jährlich einer Überschwemmung ausgesetzt zu werden. „

wären ggf. die entsprechenden Hinweise der DIN EN 752 zu beachten.

Siehe auch:  Überflutung, Rückstau.

Nachtrag am 28.09.2015: Ungenügendes Quergefälle auf dem Fußweg verursachte Erosionen und Überflutungen

Siehe hierzu die folgenden Fotos:

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Abbildung 4: Erosionen auf dem Fußweg

 

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Abbildung 5: Erosionen auf dem Fußweg

 

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Abbildung 6: Erosionen auf dem Fußweg

Das Wasser schoss z. T. beidseitig auf den Fußwegen zum Tiefpunkt des Teileinzugsgebietes der Kanalisation, gelangte dabei nur teilweise in die Straßenabläufe, sammelte sich am Tiefpunkt und überflutete (mit Schadensfolge) häufig ein Grundstück.

Als Ursache wurde erkannt:

  • ungenügendes Quergefälle der Fußwege
  • mangelhafte Leistungsfähigkeit der Straßenabläufe, obwohl sie in der Anzahl ausreichend vorhanden waren
  • keine ausreichende Berücksichtigung des starken Straßenlängsgefälles
  • keine Anlegung von Flutwegen

Die Straßenabläufe stammen möglicherweise aus der Zeit vor 1945.

Heute werden derartige Seitenabläufe wegen der schlechten Leistungsfähigkeit kaum noch eingesetzt.

Siehe auch:

Rückstau

Ausgewählte Referenzen über Gutachten der Bewertung von Überflutungsschäden (Gutachten von U. Halbach, z.T. auch interdisziplinäre Zuarbeit und Mitwirkung)




Klärschlamm Hygienisierung

Novelle „Neufassung der Klärschlammverordnung (AbfKlärV)“

Stand Arbeitsentwurf: August 2010

Ausgewählte Schwerpunkte

  • zum Teil deutliche Absenkung der bisher geltenden Grenzwerte für Schwermetallgehalte und organische Schadstoffe
  • Einführung zusätzlicher Grenzwerte für Benz(a)pyren (B(a)P) und Perfluorierte Tenside (PFOA / PFOS)
  • Anforderungen an eine Qualitätssicherung bei der Klärschlammverwertung
  • Abgabe und Aufbringung nur nach hygienisierender Behandlung
  • Vermischungsverbot für Klärschlämme unterschiedlicher Betreiber aus Kläranlagen der GK2 bis GK50

Die pauschale Forderung nach hygienisierender Behandlung des Klärschlammes ist sachlich nicht plausibel.

Ein Thema der FAZ lautet vor fast einem Jahr: „Biogasanlagen – Brutstätten für Ehec-Keime?“

Siehe hierzu Beitrag: EHEC aus Biogasanlagen?

Fazit für Klärschlamm:

Markant scheint zu sein, dass die Bedenken Klärschlammbiogasanlagen eher nicht betreffen.

Wenn das so ist, wäre dann nicht eine hygienisierende Behandlung – wenn überhaupt – dann  nur für landwirtschaftliche Biogasanlagen zweckmäßig?

Der Klärschlamm kommunaler und anderer industrieller Kläranlagen braucht dann nicht hygienisiert zu werden?

Sofern aus rein vorsorglichen Gründen eine hygienisierende Behandlung des Klärschlammes gefordert wird, dann wäre durch wissenschaftlich nachvollziehbare Methoden zu beweisen, dass die Wissenschaft das Risiko nicht bewerten kann und dass deshalb abstrakte Bedenken gelten können.

Im Übrigen sehe ich starke Indizien dafür, dass der Grenzwertverschärfung beim Klärschlamm die sachliche Grundlage (konkrete Gefahr) fehlen könnte.

Sollten nicht nach über 100 Jahren landwirtschaftliche Klärschlammentsorgung doch tragfähigere und vor allem konkrete Argumente vorliegen, als abstrakte Ängste und Sorgen?

Ein konkretes Konterargument für die Verschärfung der Grenzwerte fällt mir hilfsweise ein: Dummerweise wird der Deutsche immer älter.

Nun wäre noch die Wahrscheinlichkeit der Korrelation zu klären:

  • Gibt es einen Zusammenhang und wird deshalb der Deutsche am Ende sogar älter wegen der Klärschlammausbringung?
  • Die bisherige Klärschlammverordnung ist hinreichend und die bisherige Klärschlammentsorgung – in welcher Weise auch immer – beeinträchtigt nicht die Volksgesundheit.



Abwassergebührensteigerung als logische Folge…

… der Energiekostensteigerung

 

Bei manchen Konsequenzen ist es ratsam, sie nur scheibchenweise zu verkünden.

Aktuell wird gerade eine Energiepreissteigerung in erheblichem Umfang verkündet.

Das ist aber nur die halbe Wahrheit, denn niemand denkt daran oder traut sich auf die sekundären Preiserhöhungen hinzuweisen oder diese mit spitzem Bleistift auszurechnen.

Und die sekundären Preiserhöhungen, so kann man vermuten, dürften in ihrer Summe die Kosten der primären Energiepreissteigerungen wahrscheinlich in den Schatten stellen.

Man ist alo bemüht, die Folgen zu verniedlichen. Der Beobachter wird an das Gleichnis mit dem kochenden Frosch erinnert, sofern ihm dies bekannt ist.

Offensichtlich ist, dass die Medien in den letzten Wochen sich plötzlich vermehrt gegen die „erneuerbaren“ Energien aussprechen. (Beispiel: Der alltägliche Irrsinn der deutschen Energiewende; )

Kaum eine Ware oder eine Dienstleistung dürfte es geben,  in der nicht in mehr oder weniger umfänglichem Maße elektrische Energie vergegenständlicht wurde bzw. wird und die damit meist in beachtlichem Maße unmittelbar preiserhöhend wirksam wird (besser: werden muss!).

Wenn nun die Energiepreise steigen, so werden folglich auch die Preise jener Waren steigen, zu deren Produktion, Lagerung, Transport und Verkauf elektrische Energie benötigt wird.

Die Bahn wird teurer, Telefon, Internet, die Speisen, der Stickstoffdünger, Pflanzenschutzmittel, die Fleischerzeugung (Schlachtung), die Spirituosen, die Medizin, Mineralöl, das Kochen, die Heizung, die Straßenbeleuchtung, Metalle (Stahl), Chemikalien,  Zement,… um nur auf Naheliegendes kurz hinzuweisen.

Viele Unternehmen wären sicherlich – nun, sagen wir es einmal vorsichtig – ungeschickt, würden sie mit den kommenden Energiepreissteigerungen für ihre Waren und Dienstleistungen nicht auch noch den einen oder anderen Gewinn- und/oder  Sicherheitszuschlag mit einkalkulieren. Ein solches Verhalten war schon bei der Einführung des Euros zu beobachten. Preise für Blumen bekamen z. B. einen anders nicht nachvollziehbaren Aufschlag von 100 %.

Die Lenkung der Aufmerksamkeit allein auf die Energiepreissteigerung ist raffiniert.

Tatsächlich werden wir sicherlich eine komplexe Preissteigerung erleben, deren Folgen in der Summe wir uns im Moment gar nicht vorstellen können.

Elektrisch betriebene Gebläse einer kleineren Kläranlage - Die Energiekosten für den notwendigen Sauerstoffeintrag bei der Abwasserbehandlung können schon 20 % der Betriebskosten erreichen. Die Betriebskosten sind zu 100 % Bestandteil der Abwassergebühren.

Es wird spannend sein zu beobachten, ob Deutschland mit der Abschaltung seiner Kernkraftwerke die eigenen Industriestandorte in einen „wirtschaftlichen Selbstmord“ zwingt und spannend wird es sein zu beobachten, wie das Volk auf die komplexen  Preissteigerung reagieren wird und vor allem dann, wenn es mitbekommt, dass jeder Protest zu spät ist. Markant ist, dass mittlerweile die Bildzeitung die ach so gute Windkraft thematisiert. Und bei den Photovoltaik-Anlagen ist nach Ferruccio Ferroni, Dipl. Ing. ETH, Zürich inzwischen klar, dass die Energie, die für ihre Herstellung verbraucht wird, deutlich größer ist, als jene, die innerhalb der Lebensdauer der Photovoltaik-Anlagen erzeugt werden kann.

Schließlich werden natürlich auch die Trink- und Abwassergebühren entsprechend steigen, denn die Abwasserreinigung ist besonders energie- und chemikalienkostenintensiv.

Uwe Halbach
Diplomvolkswirtschaftler

 




Eine Berme – Was ist das?

Hochgezogenes Gerinne im Schacht, auch Auftritt im Schützengraben.

Hat im Schacht mehrere Funktionen:

  1. Verhindert beim Einsteigen in den Schacht, dass der Kanalarbeiter gleich im Abwasser steht und je nach Wasserführung von diesem fortgerissen werden kann.
  2. Verhindert ein Breitlaufen des Wassers und damit Sandablagerungen im Schacht selbst. Siehe Abbildung.
  3. Bekannt sind regelmäßige Kanalverstopfungen allein wegen fehlender Berme.

Die Berme ist in einer Kanalisation Bestandteil des Schachtbodens.

Militärische Bedeutung:

Siehe Feldbefestigung.




Abwasserfischteiche

Abwasser-Fischteiche sind Abwasserteiche, die ganz auf die Fischzucht eingestellt werden. Geeignete Besatzfische sind Karpfen und Schleien, die auch bei geringem Sauerstoffgehalt gedeihen.

Das Abwasser muß gut entschlammt sein. Als Verdünnungswasser muß wenigstens die 5fache Menge reines Flußwasser zugesetzt werden.

Flußwasser und Abwasser werden getrennt zugeleitet und erst im Teich gemischt, damit sich keine Abwasserpilze bilden. Der übliche Flächenbedarf ist 1 ha auf 2000 Einwohner oder nur 5 m² für 1 Einwohner statt 20 m²/E nach S. 178.

Nach der Sauerstoffberechnung in Beispiel 3 auf S. 306 ist diese Fläche trotz der Verdünnung mit reinem Wasser zu knapp bemessen.

Die Teichtiefe ist etwa 0,5 m.

Der gesamte Fassungsraum entspricht einer durchfließenden Mischwassermenge von etwa 2 Tagen.

Die Teiche werden im Herbst abgefischt und stehen in den Wintermonaten leer.

Man rechnet mit einem Ertrag von 500 kg Fischfleisch auf 1 ha im Jahr oder nur 0,25 kg/E Jahr (Falck, Ges.-Ing. 1935, 6, Kisskalt, Archiv für Hygiene 1937, Band 118, Heft 1, 1, Schiemenz, F., Wasser u. Boden 1955, 9).

Da Abwasser-Fischteiche nicht das ganze Jahr hindurch arbeiten können, sind sie nicht als vollwertige biologische Abwasserreinigungsanlagen anzusehen.

Sie müssen mit einer für das örtliche Gewässer ausreichenden Kläranlage verbunden sein, die jederzeit dann eingreift, wenn die Fischteiche ganz oder teilweise aussetzen.“

Quelle: Imhoff, Taschenbuch der Stadtentwässerung., 9. Auflage R. Oldenburg, München 1962,  S. 181

Kommentar:

Vorteil: u. a. spart man Fischfutter und teilweise Abwasserbehandlungskosten.

Abwasserfischteiche wurden m. E. aus umweltkommerziellen Gründen verboten.




Phosphorrückgewinnung

Marina Sabelfeld und Sven-Uwe Geißen
Verfahren zur Eliminierung und Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser
Übersichtsbeitrag

Einige Auszüge aus der Zusammenfassung:

„Angesichts der neuen Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer ist eine weitere Absenkung der Phosphorablaufwerte zu erwarten.“
„Ein fortschreitendes Schrumpfen der Phosphorlagerstätten verbunden mit einer zunehmenden Abkehr von der direkten Ausbringung des Klärschlamms auf landwirtschaftliche Flächen hat zu der Notwendigkeit eines P-Recyclings aus dem Abwasser geführt. “
„Vor allem die Mikro- und Ultrafiltration, die entweder zur Flockenabtrennung bei einer nachgeschalteten Fällung bzw. direkt zur Biomassenabtrennung in Form eines MBR eingesetzt werden kann, gewährleistet Ablaufwerte von < 0,1mgL–1 Pges.“
„Eine Integration der Maßnahmen zur P-Rückgewinnung auf einer Kläranlage hat oftmals einen positiven Effekt auf die Stabilität des Kläranlagenbetriebes (verbesserte Schlammentwässerbarkeit, Vermeidung der P-Rückbelastung sowie Inkrustierungen). “
„Aus diesen Gründen sollte bereits in der Planungsphase einer Kläranlage das Konzept der P-Rückgewinnung in Betracht gezogen werden.“
„Allerdings erfordert die Integration einer P-Rückgewinnung meist einen hohen Investitions- und operativen Aufwand und setzt je nach der Verfahrensart eine Bio-P voraus. Außerdem muss die Einhaltung der geforderten Ablaufqualität sowie die Erzeugung eines markttauglichen Düngers oder Industrierohstoffs sowie deponierbarer Reststoffe beachtet werden.“

***

Kommentar:

Zu der Erwartung

„Angesichts der neuen Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer ist eine weitere Absenkung der Phosphorablaufwerte zu erwarten.“

in dem wertvollen Übersichtsbeitrag „Verfahren zur Eliminierung und Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser“ eine Überlegung:

Die Erwartung, dass mit Blick auf die neue Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer die Phosphorablaufwerte weiter abzusenken sind, ist wasserwirtschaftlich oder auch ökologisch m.E. nicht nachvollziehbar.

Zu verstehen wäre die weitere Absenkung der Phosphorwerte dagegen, wenn es nur darum ginge, Kosten ohne Nutzen zu verursachen, also wenn die Erwartung im Wesentlichen auf geschäftliche Gründe zurückzuführen wäre:

Vergleiche dazu z. B.:
Nitrat und Phosphor im Gewässer,
u.a. die Ausführungen von Prof. Reichholf, J.H., Der Tanz um das goldene Kalb, Der Ökokolonialismus Europas, Verlag Klaus Wagenbach Berlin, 1. Auflage 2006 und
Prof. Kroiss: Wassergütewirtschaft – gesicherte Grundlagen, ungewisse Zukunft.
Prof. Kroiss: Kosten-Nutzen Überlegungen zur Abwasserfiltration

Ob eine solche Erwartung letztlich auch zu akzeptieren ist, ist eine Frage des Standpunktes und der Interessen des/der Wertenden.

Marina Sabelfeld und Sven-Uwe Geißen
Verfahren zur Eliminierung und Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser
Übersichtsbeitrag 

Einige Auszüge aus der Zusammenfassung:

„Angesichts der neuen Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer ist eine weitere Absenkung der Phosphorablaufwerte zu erwarten.“
„Ein fortschreitendes Schrumpfen der Phosphorlagerstätten verbunden mit einer zunehmenden Abkehr von der direkten Ausbringung des Klärschlamms auf landwirtschaftliche Flächen hat zu der Notwendigkeit eines P-Recyclings aus dem Abwasser geführt. “
„Vor allem die Mikro- und Ultrafiltration, die entweder zur Flockenabtrennung bei einer nachgeschalteten Fällung bzw. direkt zur Biomassenabtrennung in Form eines MBR eingesetzt werden kann, gewährleistet Ablaufwerte von < 0,1mgL–1 Pges.“
„Eine Integration der Maßnahmen zur P-Rückgewinnung auf einer Kläranlage hat oftmals einen positiven Effekt auf die Stabilität des Kläranlagenbetriebes (verbesserte Schlammentwässerbarkeit, Vermeidung der P-Rückbelastung sowie Inkrustierungen). “
„Aus diesen Gründen sollte bereits in der Planungsphase einer Kläranlage das Konzept der P-Rückgewinnung in Betracht gezogen werden.“
„Allerdings erfordert die Integration einer P-Rückgewinnung meist einen hohen Investitions- und operativen Aufwand und setzt je nach der Verfahrensart eine Bio-P voraus. Außerdem muss die Einhaltung der geforderten Ablaufqualität sowie die Erzeugung eines markttauglichen Düngers oder Industrierohstoffs sowie deponierbarer Reststoffe beachtet werden.“

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Kommentar:

Zu der Erwartung

„Angesichts der neuen Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer ist eine weitere Absenkung der Phosphorablaufwerte zu erwarten.“

in dem wertvollen Übersichtsbeitrag „Verfahren zur Eliminierung und Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser“ eine Überlegung:

Die Erwartung, dass mit Blick auf die neue Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer die Phosphorablaufwerte weiter abzusenken sind, ist wasserwirtschaftlich oder auch ökologisch m.E. nicht nachvollziehbar.

Zu verstehen wäre die weitere Absenkung der Phosphorwerte dagegen, wenn es nur darum ginge, Kosten ohne Nutzen zu verursachen, also wenn die Erwartung im Wesentlichen auf geschäftliche Gründe zurückzuführen wäre:

Vergleiche dazu z. B.:
Nitrat und Phosphor im Gewässer,
u.a. die Ausführungen von Prof. Reichholf, J.H., Der Tanz um das goldene Kalb, Der Ökokolonialismus Europas, Verlag Klaus Wagenbach Berlin, 1. Auflage 2006 und
Prof. Kroiss: Wassergütewirtschaft – gesicherte Grundlagen, ungewisse Zukunft.
Prof. Kroiss: Kosten-Nutzen Überlegungen zur Abwasserfiltration

Ob eine solche Erwartung letztlich auch zu akzeptieren ist, ist eine Frage des Standpunktes und der Interessen des/der Wertenden.
Marina Sabelfeld und Sven-Uwe Geißen
Verfahren zur Eliminierung und Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser
Übersichtsbeitrag

Einige Auszüge aus der Zusammenfassung:

„Angesichts der neuen Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer ist eine weitere Absenkung der Phosphorablaufwerte zu erwarten.“
„Ein fortschreitendes Schrumpfen der Phosphorlagerstätten verbunden mit einer zunehmenden Abkehr von der direkten Ausbringung des Klärschlamms auf landwirtschaftliche Flächen hat zu der Notwendigkeit eines P-Recyclings aus dem Abwasser geführt. “
„Vor allem die Mikro- und Ultrafiltration, die entweder zur Flockenabtrennung bei einer nachgeschalteten Fällung bzw. direkt zur Biomassenabtrennung in Form eines MBR eingesetzt werden kann, gewährleistet Ablaufwerte von < 0,1mgL–1 Pges.“
„Eine Integration der Maßnahmen zur P-Rückgewinnung auf einer Kläranlage hat oftmals einen positiven Effekt auf die Stabilität des Kläranlagenbetriebes (verbesserte Schlammentwässerbarkeit, Vermeidung der P-Rückbelastung sowie Inkrustierungen). “
„Aus diesen Gründen sollte bereits in der Planungsphase einer Kläranlage das Konzept der P-Rückgewinnung in Betracht gezogen werden.“
„Allerdings erfordert die Integration einer P-Rückgewinnung meist einen hohen Investitions- und operativen Aufwand und setzt je nach der Verfahrensart eine Bio-P voraus. Außerdem muss die Einhaltung der geforderten Ablaufqualität sowie die Erzeugung eines markttauglichen Düngers oder Industrierohstoffs sowie deponierbarer Reststoffe beachtet werden.“

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Kommentar:

Zu der Erwartung

„Angesichts der neuen Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer ist eine weitere Absenkung der Phosphorablaufwerte zu erwarten.“

in dem wertvollen Übersichtsbeitrag „Verfahren zur Eliminierung und Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser“ eine Überlegung:

Die Erwartung, dass mit Blick auf die neue Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer die Phosphorablaufwerte weiter abzusenken sind, ist wasserwirtschaftlich oder auch ökologisch m.E. nicht nachvollziehbar.

Zu verstehen wäre die weitere Absenkung der Phosphorwerte dagegen, wenn es nur darum ginge, Kosten ohne Nutzen zu verursachen, also wenn die Erwartung im Wesentlichen auf geschäftliche Gründe zurückzuführen wäre:

Vergleiche dazu z. B.:
Nitrat und Phosphor im Gewässer,
u.a. die Ausführungen von Prof. Reichholf, J.H., Der Tanz um das goldene Kalb, Der Ökokolonialismus Europas, Verlag Klaus Wagenbach Berlin, 1. Auflage 2006 und
Prof. Kroiss: Wassergütewirtschaft – gesicherte Grundlagen, ungewisse Zukunft.
Prof. Kroiss: Kosten-Nutzen Überlegungen zur Abwasserfiltration

Ob eine solche Erwartung letztlich auch zu akzeptieren ist, ist eine Frage des Standpunktes und der Interessen des/der Wertenden.




Der Bodenfilter – Die fast wartungslose Kleinkläranlage

Unbepflanzter Bodenfilter für Kleinkläranlagen – mit Selbstbauanleitung

Grubenanlagen für die Behandlung des Abwassers von bis zu 50 Einwohnern (Gruben nach DIN 4261-1) müssen nach der Rechtslage mit einer sog. biologischen Stufe nachgerüstet werden. Die technischen Möglichkeiten sind vielfältig und die Wahl dürfte in der Regel den Haus- oder Grundstücksbesitzer weit überfordern.

Der Bodenfilter ist ein in manchen Bundesländern (z. B. Sachsen, Sachsen-Anhalt) zulässiges Verfahren zur biologischen Nachreinigung von Kleinkläranlagen.

Die Kleinkläranlagen müssen als Mehrkammerausfaulgruben für die Vorreinigung vorhanden sein oder nachgerüstet werden, wenn ein Bodenfilter nachgeschaltet werden soll.
Niederschlagswasser darf nicht in diese Kläranlagen eingeleitet werden.

Mehrkammerausfaulgruben haben darüber hinaus den Vorteil, dass aufgrund ihrer großen Verweilzeit der abgesetzte Fäkalschlamm lange genug ausfaulen kann, bis er sein Volumen derart verringert hat, dass seine Schlammbeseitigung frühestens in 5 Jahren notwendig werden kann.

Damit werden also in erheblichem Maße Schlammbeseitigungskosten gespart.

Ausgewählte Merkmale einer Mehrkammerausfaulgrube nach DIN 4261-1:

  • Gesamtvolumen ≥ 6 m³
  • Kammeranzahl ≥ 3 Kammern
  • Kammervolumen der 1. Kammer = 50 % des Gesamtvolumens
  • 1,5 m³ Nutzvolumen/Einwohner

Unbepflanzte Bodenfilter (auch Filterbeet genannt) sind ein „uraltes“  (vor 1933, vergleiche Geissler, W., Kanalisation und Abwasserreinigung, Berlin – Verlag von Julius Springer, 1933) und bewährtes Verfahren der Abwassertechnik, das m. E. wohl aus 2 Gründen in der heutigen Zeit etwas in Vergessenheit geriet:

  • Zum einem beansprucht ein Filterbeet mehr Fläche als eine im Werk vorgefertigte Kleinkläranlage und
  • zum anderen ist ein Filterbeet kommerziell weniger interessant. Es gibt auch keine Lobby für unbepflanzte Bodenfilter im Gegensatz zu den hinsichtlich des erforderlichen Reinigungsvermögens gleichwertigen bepflanzten Bodenfiltern.

Siehe auch: Bodenfilter – Ein wertender Blick in die Vergangenheit

Reinigungsprinzip:

  • In einem Bodenfilter wird mechanisch vorgereinigtes Abwasser stoßweise (es genügt für die Vorreinigung eine Mehrkammerausfaulgrube nach DIN4261-1) über ein Versickerungsrohr DN 100 (Schlitze weiten sich von innen  nach außen) auf eine Filterschicht (Grobsand) gegeben.
  • Unter der Filterschicht befindet sich z. B. eine Folie und auf dieser ein Drainagerohr (Schlitze weiten sich von außen nach innen).
  • Der Abwasserschwall durchdringt den Filter, sammelt sich im Drainagerohr und wird aus dem Bodenfilter nun biologisch abgeleitet.
  • Das nach unten im Filter sickerndes Abwasser verdrängt vor sich die Luft aus dem Filter und zieht nach sich frische Luft in den Filter.
  • Die Filterkörner sind am Ende der Einarbeitung mit einem biologischen Rasen überzogen, der dann den aeroben Abbau übernimmt.
  • Notwendig ist eine handelsübliche Schwallbeschickung (Stoßbeschickung), die sicherstellen muss, dass alle Sickerrohre gleichzeitig mit Abwasser gefüllt werden.

Die Enden aller Versickerungsrohre werden aus dem Boden herausgeführt und mit einer Belüftungshutze versehen (vorzugsweise wegen der Haltbarkeit des Stahlrohrs geringfügig einbetoniert) oder die Rohrleitungsenden können durch einen Querstrang verbunden und durch eine gemeinsame Lüftungsleitung mit einem Gesamteintrittsquerschnitt von mindestens 175 cm² gelüftet werden. Damit kann das Gelände unter dem Filterbeet besser genutzt werden.

Filtergraben nach DIN 4261-1

Abbildung 1: Schnitte durch einen Filtergraben (Bild 6 aus der DIN 4261-1) – Abweichend ist unbedingt der Einbau einer Stoßbeschickung, z. B. in die Verteilerkammer zu beachten!

Das aerob (mit Luftsauerstoff) biologisch arbeitende Filterbeet weist meiner Meinung nach folgende Vorteile auf:

  • kein Energieverbrauch
  • keine Wartung der Anlage
  • Nutzung der Oberfläche des Filters z. B. für den Gemüseanbau, Kräutergarten, Rasenfläche, Spielplatz, bei entsprechendem Bodenaufbau auch als Parkplatz
  • Eine Bepflanzung der Anlage mit Schilf ist nicht notwendig und auch nicht zulässig, wenn die Wurzeln des Schilfes mit dem Abwasser in Berührung kommen. Wird unbedingt eine Abwasserreinigung mit Pflanzen gewünscht, dann sind die Bestimmungen und Regeln für den Bau von Pflanzenkläranlagen zu beachten.
  • Bei der Planung der Anlage für eine Familie könnte das Filterbeet „lebenslänglich“ funktionsfähig bleiben, da sich die Belastung der Anlage mit dem Fortzug der Kinder reduzieren wird. Zudem ist durch die Reduzierung des Abwasseranfalls zwischen der Auslegung der DIN 4261-1 und heute um meist mehr als die Hälfte auch mit einer Leistungsverbesserung der Kläranalgen zu rechnen. (Nur am Rande weise ich darauf hin, dass der CSB als alleiniger Analysenparameter keine korrekte Leistungsbewertung der Anlage erlaubt, weil bekanntermaßen mit zunehmendem Wirkungsgrad auch der CSB in der Regel ansteigt.)

Ideal ist es natürlich, wenn die Anlage einschließlich Grundleitung und Mehrkammerausfaulgrube im freien Gefälle durchflossen werden kann.

Ein Filtergraben ist ein unbepflanzter Bodenfilter mit nur einem Versickerungs- und nur einem Drainagerohr. Es ist aber möglich und mitunter zweckmäßig mehrere Versickerungsrohre nebeneinander in eine hinreichend große Grube zu legen.

Der DIN 4261-1 „Kleinkläranlagen – Anlagen ohne Abwasserbelüftung, Anwendung, Bemessung und Ausführung vom Oktober 1983“ sind Bemessungshinweise zur Errichtung eines Filtergrabens zu entnehmen, die analog auch für ein Filterbeet (z. B. in Erdbauweise) gelten (einschließlich meiner ergänzenden Hinweise):

  • Filtergrabenlänge ≥ 6 m/Einwohner
  • Länge eines Sickerstranges ≤  30 m.
  • Gefälle des Sickerstranges 1 : 500
  • Der Graben muss eine Sohlenbreite im Falle eines Filtergrabens von ≤ 0,50 m haben.
  • Graben oder Beckentiefe ≥ 1,25 m
  • Auf die abgeglichene Sohle sind Drainrohre mit einer lichten Weite von mindestens 100 mm als Ablaufleitung zu verlegen, stumpfe Stöße sind oben abzudecken. (Stoßabdeckung entfällt bei Einsatz von Drainagerohren vom Bund.  Anmerkung U.H.)
  • Darauf ist der Graben mit einer Filterschicht aus Grobsand oder Feinkies 0,60 m hoch anzufüllen. Der Kornaufbau des Filtermaterials ist so zu wählen, dass das Filtermaterial nicht in die Leitungen eindringen kann.
  • Auf dieser Filterschicht wird die Zulaufleitung, bestehend aus Rohren nach DIN 1180 oder DIN 1187, Form B, mit Öffnungen von 1,1 bis 1,5 mm Breite mit einer lichten Weite von mindestens 100 mm verlegt und gegebenenfalls nach Abdecken der Stöße mindestens mit gleichem Material 0,20 m überdeckt. (Stoßabdeckung entfällt bei Einsatz von Versickerungsrohren z. B. vom Bund. Anmerkung U. H.)
  • Danach ist der Graben zu verfüllen.  Verhindert werden muss, dass das Verfüllmaterial durch Niederschläge in den Bodenfilter eindringen kann. Vorzugsweise ein Geotextil zwischen Filter und z. B. Mutterboden einbauen.
  • Der Abstand der Sickerstränge untereinander soll mindestens 1 m betragen. Bei Zusammenrücken der Rohrstränge auf diesen Mindestabstand ergibt sich ein Filterbeet.
  • Die oben und unten liegenden Leitungen sind getrennt zu lüften; die unten liegenden Leitungen sind nur über den Auslauf zu lüften. An den Enden der Rohrleitungen sind Lüftungsrohre einzubauen und gegen das Eindringen von Fremdkörpern zu schützen. Gleichhoch liegende Rohrleitungsenden können durch einen Querstrang verbunden und durch eine gemeinsame Lüftungsleitung mit einem Gesamteintrittsquerschnitt von mindestens 175 cm² gelüftet werden.
  • Die Verteilerkammer ist so zu konstruieren, dass alle Versickerungsrohre etwa gleichmäßig und in gleich intensiver Weise stoßartig beschickt werden. Ebenso ist es notwendig, dass alle Versickerungsrohre die gleiche Höhe, das gleiche Gefälle und den gleichen Reibungsverlust aufweisen!

Ziel ist sicherzustellen, dass alle Versickerungsrohre auf einmal geflutet werden. Bei einem Filterbeet für 8 Einwohner rechne ich mit einer Rohrlänge von 56 m DN 100 (56 = 4 x 12 m + 4 x 2 m). Das Leitungsvolumen beträgt dann 440 l. Wird die Leitung nur halb geflutet, müsste die Stoßbeschickung wenigstens 250 l als Schwall gewährleisten.

Am Rande ist auf eine kleine Unkorrektheit in der DIN 4261-1 hinzuweisen: Bodenfilter sind aerob arbeitende Anlagen mit Abwasserbelüftung. Die Klassifizierung in der DIN 4261-1 „Anlagen ohne Abwasserbelüftung“ ist deshalb irreführend.

Hinsichtlich der Be- und Entlüftung ist m. E. folgende Durchgängigkeit zu beachten:

  • Belüftung durch die Lüftungshauben am Ende der Versickerungsrohre
  • Luft strömt weiter durch die Versickerungsrohre
  • durch den Schacht mit der Stoßbeschickung
  • durch alle Gruben der Mehrkammerausfaulgrube
  • durch die Grundleitung des Hauses
  • durch die sanitäre Fallleitung
  • und entweicht als Abluft durch die Ablufthaube über Dach

Ich würde die sanitäre Fallleitung ohne Querschnittsverlust als DN 100 über Dach ziehen, weil es sich mitunter zeigte, dass die Entlüftung der sanitären Fallleitung in DN 50 oder DN 80 für die Be- und Entlüftung einer Kleinkläranlage nicht ausreichend ist. Wenn hinreichend Luft ungehindert durch die Anlagen der Grundstücksentwässerung bzw. Kleinkläranlage strömen kann und wenn diese Luftmenge auch ungehindert über Dach abgeleitet werden kann, dann kommt es nur in recht seltenen Fällen zu Geruchsbelästigungen in Erdbodennähe.

Filterbeet - Quelle: Abwasserentsorgung von Einzelanwesen- Bayrisches Landesamt für Wasserwirtschaft München 2002

Filterbeet – Quelle: Abwasserentsorgung von Einzelanwesen – Bayrisches Landesamt für Wasserwirtschaft München 2002

Abbildung 2: Plan eines Filterbeetes nach dem Bayrischen Landesamt für Wasserwirtschaft

Bei durchlässigem Boden ist die Auslegung des Filterbeetes mit einer Folie ratsam, die ich an den Rändern des Filterbeetes ca. 10 cm über den höchsten Rohrscheitel des Drainagerohres hochziehen würde.

Den Boden würde ich mit leichtem Gefälle (1 : 500) zur Drainagesammelleitung ziehen. Bei einem z. B. 15 m langen Becken wären das 3 cm Höhenunterschied.

Die Drainagesammelleitung DN 100 ist mit geschlossenem Mantel (KG-Rohr) wasserdicht durch die Folienseitenwand zu führen.

Filtersand

In Abweichung zur DIN 4261-1 würde ich Filtersand einbauen, wie er für Pflanzenkläranlagen Vorschrift ist. Damit dürften auch die Filterbeettiefen von 60 cm nach DIN 4261-1 bzw. DWA-A 262 genügen.

Anforderungen Filterkies DWA-A 262 – März 2006

„Der Durchlässigkeitsbeiwert des Filterkörpers sollte vorzugsweise im Bereich kfA = 10-4 m/s bis 10-3 m/s liegen (ermittelt nach Formel 10). Das Filtermaterial muss suffosionssicher (d. h. Verhinderung von Stoffverlagerung innerhalb bzw. aus einer Schicht in eine andere) sein. Diese Forderung erfüllen Filterkörper aus sandigem bis sandig-kiesigem Material mit den nachfolgend genannten Eigenschaften.

Es müssen enggestufte, definierte Korngemische mit stetiger Kornverteilungslinie gewählt werden. Bei gleicher Korngrößenverteilung ist in Abhängigkeit von Kornform und Kornaggregierung mit sehr unter­schiedlichen Durchlässigkeiten zu rechnen. Im Falle bindiger Anteile sollten diese einen natürlichen Anteil von 2 % nicht überschreiten. Die „wirksame Korngröße“ d10 von sandigen Filtern sollte 0,2 mm bis 0,4 mm und der Ungleichförmigkeitsgrad:

U = d60/d10 < 5 sein. (9)

Der Durchlässigkeitsbeiwert von Sanden lässt sich aus der Korngrößenverteilung z. B. wie folgt ermitteln:

kfA -Wert [m/s] = (d10)²/100                          (d10 in mm)     (10)

Es wird empfohlen, die Durchlässigkeit des Filtermaterials vor dem Einbau im Versuch an einer gepackten Säule bei mittlerer Lagerungsdichte unter Betriebsbedingungen (gesättigt/ungesättigt) zu bestimmen.

Die Kornverteilung des angelieferten Materials muss durch eine unabhängige Prüfstelle nachgewiesen werden. Das Material muss ohne maschinelle Verdichtung so eingebaut werden; dass nur noch geringfügige Setzungen möglich sind. Das ist z. B. durch zeitweiliges Anfüllen des eingebauten Filterkörpers mit Wasser möglich.

Sofern sie die o. g. Anforderungen hinsichtlich des Durchlässigkeitsbeiwerts erfüllen und suffosionssicher sind, können auch andere Materialien eingesetzt werden. Da zu diesen keine gesicherten langjährigen Erkenntnisse vorliegen, kann in diesem Arbeitsblatt nicht näher darauf eingegangen werden.“

Geeignet wäre z. B. ein Filtersand

Sand 0/2 gewaschen, DIN EN 12620;13139;13043

der Kies-Sand-Service Zwickau GmbH.

Aus den Angaben des Prüfbericht 03 / 0310 folgt:

  • U = 4 und damit < 5.
  • d10 ≤ 0,275 , also d10 ≥ 0,2 mm bis ≤ 0,4 mm
  • kfA = 7,6 * 10-4 also ≥  10-4 m/s und 10-3 m/s

Damit werden die Anforderungen an Filterkies lt. DWA-A 262 vom März 2006 eingehalten.

Der Filtersand kostet 2011 ab Werk 12,50 € netto.

Für eine Anlage mit 8 Einwohnern werden (ohne Sicherheit) 50 m³ Filtersand benötigt. Das sind bei einer Dichte von 2,6 Mg/m³ 130 t.

Die Kosten für den Filtersand betragen also ca. 1,6 T€ netto + Fahrtkosten.

Beispiel des Filteraufbaus

Es gibt die Meinung, dass das Filtermaterial nach DIN 4261-1 (Grobsand oder Feinkies) nicht optimal wäre.

Als Alternative bietet sich an, das Filtermaterial und den Aufbau analog wie für vertikale Pflanzenkläranlagen der DWA-A 262 zu wählen.

Die Bauweise ist erprobt und der Filter ebenso.

Anstelle der Pflanzen würde ein Versickerungsrohrsystem nach DIN 4261-1 zum Einsatz kommen, d. h. über den Drainagerohren würden Versickerungsrohre verlegt werden. (Eine Stoßbeschickung ist selbstverständlich).

Der grundsätzliche Aufbau wäre nun von unten nach oben gesehen wie folgt:

  1. Folie (in der Regel)
  2. Drainagerohr DN 100 überdeckt mit 10 cm gewaschenem Kies 2/8 mm
  3. eventuell Grobvlies (versuchstechnisch wird noch geprüft, ob Feinsand 0/2 in den gewaschenen Kies 2/8 mm gespült werden kann. Wenn ja, dann ist ein Vlies notwendig)
  4. 60 cm gewaschener Feinsand 0/2 mm nach DWA-A 262
  5. 10 cm gewaschener Kies 2/8 mm
  6. Verteilerrohr Drainagerohr DN 100 überdeckt mit 10 cm gewaschenem Kies 2/8 mm
  7. Geotextil zur Trennung des Bodens vom Filter
  8. ggf. Aushub
  9. 30 cm Mutterboden

Vorgesehen ist ein Probenahmeschacht.

Hinsichtlich des Fehlens der Pflanzen sind wohl keine Konsequenzen zu erwarten. Fast die Hälfte des Jahres muss jede Pflanzenkläranlage ohne Schilf auskommen, weil dieses dann nicht wächst.

Zudem kommen z. B. Langsamfilter in der Wasserversorgung und Infiltrationsbecken auch ohne Schilf zurecht.

Der Vorteil des Bodenfilters gegenüber der Pflanzenkläranlage besteht in dem geringeren Wartungsaufwand und in der Nutzbarkeit der Oberfläche des Filterbeetes.

Schließlich gibt es bei dieser Bauweise Sicherheiten von 50 %, weil ein Filtergaben mit 6 m/ E  z. B. bei 8 Einwohnern zu einer Filtergrundfläche 4 x 12 m = 48 m² aufweist. Das wären also 6 E /m². Vertikale Pflanzenkläranlagen benötigen aber nur 4 E/m². Streng genommen müsste eine „unterirdische vertikale Pflanzenkläranlage“ mit 4 E/m² letztlich eine interessante Lösung darstellen.

Beispiel der Bemessung eines Bodenfilters für 4 Einwohner:

Filterbeet für das mechanisch vorgereinigte Abwasser von 4 Einwohnern

Beispiel der Bemessung eines Bodenfilters für 8 Einwohner:

Filterbeet für das mechanisch vorgereinigte Abwasser von 8 Einwohnern

Lageplan zur Errichtung eines Filterbeetes zur vollbiologischen Behandlung des Abwassers von 8 Einwohnern nach DIN 4261-1

Abbildung 3: Beispiel eines Lageplans „Filterbeet für 8 Einwohner – Vorplanung“ (Schnitt in Anlehnung an Abbildung 1)

Errichtung des unbepflanzten Bodenfilters bei Einsatz einer Abwasserpumpe und Abwasserdruckleitung

Ist es aus Platz- oder Gefällegründen nicht möglich, das Filterbeet hinter der Mehrkammerausfaulgrube anzuordnen, so kann der Bodenfilter auch an einer anderen geeigneten Stelle im Grundstück vorgesehen werden.

Der Abwasserablauf aus der Mehrkammerausfaulgrube muss dann dorthin gepumpt werden. Dazu genügt in der Regel eine Leitung DN 50. Die Energiekosten mit schätzungsweise 3…5 €/a für 8 Einwohner sind wohl vernachlässigbar.

Mitunter bietet es sich an, den gleichen Rohrgraben auch für den Kanal für die Ableitung des gefilterten Abwassers  zu nutzen.

Zu prüfen wäre auch, ob die Abwasserförderung für die Schwallspülung genutzt werden kann. Dafür wäre eine Pumpe mit einem hinreichend großen Volumenstrom zu wählen, die aber dann eine entsprechend kürzere Laufzeit hätte.

Da die Abwasserpumpe mechanisch vorgereinigtes Abwasser fördert, sind die Anforderungen an den Pumpentyp nicht allzu hoch. D. h. die Wartungsanforderungen sind gering. Ich würde mir eine „Baumarktpumpe“ kaufen und diese testen.

Für die Be- und Entlüftung dieser dann abgekoppelten Anlage sind besondere Vorkehrungen notwendig.

Nutzung des gefilterten Wassers für die Bewässerung

Wenn es üblich ist, unsterile und unbehandelte Schweine- oder Hühnergülle mit extremen Nährstoffgehalten auf nicht eingezäunte Felder aufzubringen , so sollte es doch kein Problem sein, das biologische gereinigte und gefilterte häusliche persönliche Abwasser aus einer Kleinkläranlage für die persönliche Gartenbewässerung nutzen zu dürfen.

Sicher ist es ratsam Obst und Gemüse, das bald geerntet werden soll, nicht mit solchem Abwasser in Berührung zu bringen.

Die Natur ist grundsätzlich ungenießbar, pathogen und lebensgefährlich.

Stand der Technik und Genehmigungsfähigkeit

Mitunter gibt es Irritationen, dass ein Verfahren nach DIN 4261-1 von 1983 dem Stand der Technik entsprechen kann. Man kann diesbezüglich der Argumentation des Schleswig-Holsteinischen Umweltministeriums in einer Erklärung folgen. In dieser Erklärung wurden Filtergräben von einer Expertengruppe als Verfahren des Standes der Technik definiert:

„Im April 2008 wurde die DIN 4261 „Kleinkläranlagen“ mit Änderungen und Ergänzungen in Schleswig-Holstein als allgemein anerkannte Regel der Technik eingeführt und veröffentlicht (siehe auch weiterführende Links). Diese Schleswig-Holstein spezifischen Regeln waren erforderlich, damit die bundesweit nicht mehr zugelassen technisch unbelüfteten Behandlungsanlagen wie z. B. Filtergräben, Nachklärteiche, Pflanzenbeete und Untergrundverrieselungsanlagen weiterhin hier betrieben werden können und nicht durch technische belüfteten Systeme (bauartzugelassene Anlagen) ersetzt werden müssen.
Diese von einer Expertenarbeitsgruppe des Landes erarbeiteten Regeln, die die spezifischen Randbedingungen des Landes berücksichtigen, ergänzen die bundesweit gültigen Regeln um die technisch unbelüfteten Nachbehandlungsanlagen.“

Quelle: Ministerium für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume in 24106 Kiel Dezentrale Abwasserbeseitigung (Kleinkläranlagen)

Die Genehmigungsfähigkeit ist trotzdem diffus.  Mancherorts werden Filtergräben oder Filterbeete gefördert, aber nicht genehmigt. Anderenorts werden sie gefördert und genehmigt und vielleicht gibt es auch Fälle, in denen sie genehmigt aber nicht gefördert werden.

Siehe auch die sehr anschauliche Filtergrabendokumentation der Stadt Münster.

Wartung der Mehrkammer-Ausfaulgruben

Es genügt einmal im Jahr (sofern man nicht ein elektronisch arbeitendes Schlammspiegelmessgerät erwerben möchte) mit einem langen Stock – an dem ein Brett von der Größe eines  A4-Blattes befestigt ist – den Schlammspiegel in der ersten Kammer der Mehrkammerausfaulgrube zu messen.

Nach DIN 4261-3 kann als Regel gelten:

  • Mehrkammer-Ausfaulgruben sind nach Bedarf, in der Regel mindestens jedoch in 2-jährigem Abstand zu entschlammen.
  • Beim Räumvorgang sind zunächst die Schwimmschlammdecken aller Kammern zu entfernen.
  • Bei der anschließenden Schlammentnahme soll in allen Kammern ein vermischter Restschlamm von etwa 30 cm Höhe als Impfschlamm verbleiben.

Nach der aktuelleren Fachliteratur sind auch Räumzeiten von größer als 5 Jahre realistisch sowie unproblematisch und die Notwendigkeit des Verbleibens von Impfschlamm ist fachlich überholt.

Wartung des Filterbeetes

Hinsichtlich der Filtergräben bzw. Filterbeete führt die DIN 4261-3 aus:

  • Alle Anlagenteile sind regelmäßig, mindestens zweimal jährlich, zu überprüfen.
  • Dabei ist besonders auf die einwandfreie Funktionsfähigkeit der Lüftungsleitungen und der Ablaufleitungen sowie gegebenenfalls der Anlagen zur stoßweisen Beschickung zu achten und darauf, ob in den Sickersträngen ein Aufstau auftritt.
  • Läuft kein Abwasser zu, dürfen die Sickerstränge keinen längeren Aufstau aufweisen.
  • Kann die Sickerleistung nicht wiederhergestellt werden, ist für gleichwertigen Ersatz zu sorgen.

Bei einer ordnungsgemäß geplanten und errichteten Anlage ist ein längerer Aufstau in den Sickersträngen nach vielleicht erst 20…30 Jahren zu beobachten. Bis dahin kann man ja vorsorglich aller 6 Monate nachschauen, ob dieser Fall schon eingetreten ist.

Wenn ja, dann muss der Filter ausgebaut und erneuert werden.

Der Anlagenbetreiber hat zudem grundsätzlich ein besonderes Eigeninteresse daran, dass der Schlammspiegel in der ersten Kammer seiner Mehrkammer-Ausfaulgrube 50 % der Nutztiefe (Wasser + Schlammtiefe) nicht überschreitet.

Nach Feststellung der halben Füllung des Nutzvolumens sollte die Grube entschlammt werden (Regelung nach der neuen DIN 4261-1 ). Wird dies zulange herausgezögert, dann kann es zur Verschlammung des Filterbeetes und damit zu dessen Zerstörung kommen.

Diese Wartungsaufgaben sind – wie es schon seit Jahrzehnten bewiesen wird – ohne Weiteres von dem Besitzer einer derartigen Anlage, der sich über seine eigene Anlage sachkundig gemacht hat, zu erfüllen.

Die Regelung in der neuen DIN 4261-1, dass die Wartung mindestens einmal jährlich von einem Fachkundigen durchzuführen sei, hat wohl eher einen naheliegenden kommerziellen Hintergrund. Abwassertechnisch sehe ich keine Notwendigkeit dafür, dass unbedingt eine fachkundige Firma nachsehen muss, ob die Sickerstränge längeren Aufstau aufweisen. Zu Prüfung, ob längere Zeit Wasser in einem Schacht steht oder nach wie viel Zentimetern das Dicke in der ersten Kammer der Mehrkammerausfaulgrube ertastet werden kann, muss man keine Schule besucht haben. Es sei denn, man will oder muss (z. B.altersbedingt) einem Dritten dafür unbedingt Geld geben.

Betriebstagebuch

Der Betreiber sollte ein Betriebstagebuch führen, in dem er

  • jährlich einmal die Ergebnisse der Schlammspiegelmessungen in allen Kammern dokumentiert. Nach einer Beräumung der Mehrkammerausfaulgrube genügt es zumeist  den nächsten Schlammspiegel nach 3 Jahren zu messen.
  • Kopien der Rechnungen über die abgefahrenen Schlammmengen abheftet.
  • jährlich einmal notiert, ob er einen Rückstau nach der Stoßbeschickung feststellt und wie lange dieser anhält.

So, und nun wünsche ich viel Erfolg mit dem Basteln eines eigenen Filterbeetes.

Uwe Halbach
ö.b.u.v.  Sachverständiger für Abwasserbeseitigung

 

Nachtrag Oktober 2012

Mittlerweile bin ich zu der Auffassung gelangt, dass – bedingt durch die zusätzlichen Erschwernisse bei der Genehmigung eines Filtergrabens nach DIN 4261-1 – es ratsam ist, sich auf die Errichtung einer horizontal durchflossenen unbepflanzten Pflanzenkläranlage zu konzentrieren. Das könnte am Ende sogar zu geringeren Baukosten führen.

 

Hinweise von AquaVerde Juli 2015

Zu dem Thema „Bodenfilter“ erreichten uns  vom AquaVerde – Ing.- Büro für stromlose, „einfache“ Sanitärlösungen, Herrn Schwager (www.aqua-verde.de) nachstehende Hinweise und Anregungen, die wir unseren Lesern nicht vorenthalten möchten. (Die Verfahren wurden in der Regel nicht vom Deutschen Institut für Bautechnik Berlin geprüft.)

Die Anregungen von Herrn Schwager können über die Kommentarfunktion dieser Seite bewertet werden.

„Unbepflanzte Bodenfilter (auch Filterbeet genannt) sind ein „uraltes“ (vor 1933, vergleiche Geissler, W., Kanalisation und Abwasserreinigung, Berlin – Verlag von Julius Springer, 1933) und bewährtes Verfahren der Abwassertechnik, das m. E. wohl aus 2 Gründen in der heutigen Zeit etwas in Vergessenheit geriet:

  • Zum einem beansprucht ein Filterbeet mehr Fläche [wenn mit Sand & Kies nach DIN] als eine im Werk vorgefertigte [technische] Kleinkläranlage und
  • zum anderen ist ein Filterbeet kommerziell weniger interessant. Es gibt auch keine Lobby für unbepflanzte Bodenfilter, im Gegensatz zu den hinsichtlich des erforderlichen Reinigungsvermögens gleichwertigen bepflanzten Bodenfiltern.“…

Anbei ein Link zu einer Schwedischen KKA, die auf den o.g. Erfahrungen mit unbewachsenen Bodenfiltern (Filtergraben) aufbaut, die vollkommen im Untergrund verschwindet und ca. 2/3 kleiner ist, als die mit Folie ausgelegten Filtergräben (mit Sand & Kies) nach DIN 4261 Teil 1 (9). Nur 2 Belüftungsrohre schauen oben raus, eine zusätzlich erzwungene Belüftung ist bei der einfachen Variante nicht notwendig. Der Biofilmträger dieser sehr flachen unterirdischen Anlage ist nur ein gut durchlüfteter, gefalteter Nylon-Textil mit Abstandhaltern, „eingesperrt“ in mehreren „Boxen“. Maße: Länge: 1.25 m, Breite: 0.6 m, Höhe: 0.2 m, Gewicht: 5.5 kg (Stück ~130 EUR netto)

IN-DRÄN der Firma FANN (http://www.fann.se)

Bild 1: IN-DRÄN aus Schweden, Firma FANN (http://www.fann.se)

Bild 2: IN-DRÄN aus Schweden, Firma FANN

Bild 2: IN-DRÄN aus Schweden, Firma FANN

Die Biofilm-Oberfläche soll eine etwa zehnmal größere Oberfläche besitzen als die von herkömmlichen Filtersanden und daher ist eine um ~2/3 kleinere Beetgrösse möglich. In Schweden geht man aber immer von extremen 200 l/d*Person aus! Eine „Box“ kann 125 l/d im kalten Schwedisch-Finnischen Klima „Nachklären“. D. h. in der BRD würden ~5 „Boxen“ für hiesige 4 EW-Anlagen reichen (~650 EUR). In den Tropen eventuell 4.

IN-DRÄN, aus Schweden:

Bild 3: IN-DRÄN aus Schweden, Firma FANN

Bild 3: IN-DRÄN aus Schweden, Firma FANN

Im Vergleich, dass „Gleiche“ in Sand und Kies nach DIN 4261 Teil 1 (9): auf Ihrer http://www.institut-halbach.de/2011/04/wartungslose-kleinklaeranlage/
Filtergraben – Bemessung: Anlagen ohne künstliche Abwasserbelüftung; Anwendung, Bemessung und Ausführung: spezifische Grabenlänge Š 6 m/EW; Sohlbreite Š 0,5 m; Mindesttiefe 1,25 m; Länge eines einzelnen Stranges höchstens 30 m, Filterkies 2/8 mm mindestens 60 cm hoch; Verteil- und Sammeldrainage NW 100 mit Gefälle ca. 1:500 = ~24 m (~12 m2) für 4 EW

BRD-Modifizierte Schwedische aerobe IN-DRÄN-KA mit PE-Folie: ~7,5 m (~4,5 m²) für 4 EW

BRD-Modifizierte schwedische arobe IN-DRÄN-KA mit PE Folie

BRD-Modifizierte schwedische arobe IN-DRÄN-KA mit PE Folie (http://www.roth-umwelttechnik.com und http://www.fann.se)

Die weiteren Videos auf Youtube, zeigen fast immer nur die sehr teure Version „Plus“ (mit blauer Plastik-Auffangwanne mit Elektro-Zwangsbelüftung darunter).

Das Video mit dem Einbau zeigt alle Komponenten sehr gut:
Auf den 4-6 Boxen liegt nur ein Rohr für Intervall-Beschickung mit ca. 40-50 l/Beschickung. Ich würde dies natürlich nur ohne Pumpe per Gefälle machen wollen. Ist bei solch einem flachen Ding (Sohle -60 cm unter Gelände) auch fast immer sehr einfach möglich.

Im Unterschied zu Schweden-Finnland, müssten unter BRD-Verhältnissen die höheren UWB-Anforderungen erfüllt werden, z. B. für 4 EW, als Nachrüstung zur vorh. Mehrkammergrube, Einbau in ein grabenartiges (~7,5 m x 0,6 x 0,6 m) wasserdichtes Becken aus 1 mm PE-Folie, mit 0,5-1% Sohlgefälle zum DN 400 Kontroll-& Probenahme-Schacht hin. Dafür könnte eine viel einfachere Belüftungs-Version ohne jeglichen Kies und Sand unter diesen IN-DRÄN-Boxen eingebaut werden. Auf einem Vlies reichen schon grobe Plastik-Boxen (im Grunde nur 10 cm Abstandhalter zur guten Durchlüftung der darüber liegenden IN-DRÄN-Boxen) oder billiger (6 parallele robustere Drainagerohre), Kies ist dann nicht mehr notwendig. Über die gesamte Anlage kommt ein Vlies, der zu starkes Sickerwasser von Oben an den Boxen vorbei ableitet. Der Auslauf ginge via eine Kontrollschachtes in „meiner Planung“ danach in eine einfache Muldenversickerung mit ca. 5 m2, oder in eine 14 m Rigole unterhalb der Anlage.

http://pro.fann.se/de/leitfaden-fur-neue-abwasseranlage/belastung.

Die sehr teure „Plus“-Version hat eine CE-Zertifizierung vom Aachener PIA.

40.000 St. davon soll es in S und Fi und nun auch in Polen geben (aber ohne „mein“ BRD-Folienbecken und -Kontroll- und -Probenahme-Schacht), mit direkter darunter liegender Versickerung ohne Kontrollmöglichkeiten der IN-DRÄN-Ablaufwerte.

http://pro.fann.se/de/in-dran/infiltration

Auf Karibik-Inseln mit viel Korallen aber keinen natürlichen Rundkorn-Sand (gebrochener Stein würder PKA’s Verstopfen), sind „normale“ einfache PKA’s mit z.B. 25 t für 16 m2, für 4 EW unbezahlbar, da alles vom Festland übers Meer gebracht werden müsste. Aber auch auf dem Festland ist die Absicherung von notwendig gleichwertiger Sand- und Kies-Qualität oft nicht möglich. Rückblickend hatte ich das auf Bonaire noch nicht voll im Blickfeld.




Kosteneffizienz beim Gewässerschutz

Die Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates zur Schaffung eines Ordnungsrahmens für Maßnahmen der Gemeinschaft im Bereich der Wasserpolitik – Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) vom 23.10.2000 (2000/60/EG, ABl. L 327/1), geändert durch die Entscheidung Nr. 2455/2001/EG vom 20.11.2001 (ABl. L 331/1) ist am 22.12.2000 in Kraft getreten.

Vorrangige Ziele sind die Herstellung eines guten ökologischen und chemischen Zustands der oberirdischen Gewässer und die Schaffung eines guten chemischen und quantitativen Zustands des Grundwassers.

Gefordert wird eine „Trendumkehr“ bei zunehmender Verschmutzung.

  1. Für künstliche oder erheblich veränderte Gewässer ist das gute ökologische Potenzial und der gute chemische Zustand herzustellen.
  2. Die Gewässerschutzmaßnahmen sind nach Kosteneffizienzkriterien durchzuführen.
  3. Alle signifikanten Belastungen im Einzugsgebiet der Gewässer sind zu erfassen und ihre Auswirkungen auf die Gewässer zu bewerten.
  4. Für die Zielerreichung sind unter Beteiligung der Öffentlichkeit Maßnahmenprogramme auszuarbeiten.

Kommentar:

Nach meiner langjährigen Beobachtung wird gegen die Positionen 2-4 dann am häufigsten verstoßen, wenn es um die Verschärfung oder um zusätzliche Gewässerschutzmaßnahmen geht.

Auf diese Weise werden dann mitunter sehr „teure Vögel“, aber in formal korrekter Manier geschaffen.

Man hält sich dabei vorzugsweise an Kommune und Abwasserzweckverbände, obwohl die Gewässerbelastung (N und P) z. T. mit über 90 % von der industriellen Landwirtschaft verursacht und z. T. sogar importiert wird.

U.H.

***

Siehe auch:

Bewirtschaftungsplan – EU WRRL

Ökologisches Potenzial für künstliche und erheblich veränderte Gewässer

Überwachungswert – Abwassereinleitung in Gewässer

Überwachungswerte – Verschärfung

 

 

 

 

 

 




Überwachungswert – Abwassereinleitung in Gewässer

§ 4 Ermittlung aufgrund des Bescheides

„(1) Die der Ermittlung der Zahl der Schadeinheiten zugrunde zu legende Schadstofffracht errechnet sich außer bei Niederschlagswasser (§ 7) und bei Kleineinleitungen (§ 8) nach den Festlegungen des die Abwassereinleitung zulassenden Bescheides. Der Bescheid hat hierzu mindestens für die in der Anlage zu § 3 unter den Nummern 1 bis 5 genannten Schadstoffe und Schadstoffgruppen die in einem bestimmten Zeitraum im Abwasser einzuhaltende Konzentration und bei der Giftigkeit gegenüber Fischeiern den in einem bestimmten Zeitraum einzuhaltenden Verdünnungsfaktor zu begrenzen (Überwachungswerte) sowie die Jahresschmutzwassermenge festzulegen. Enthält der Bescheid für einen Schadstoff oder eine Schadstoffgruppe Überwachungswerte für verschiedene Zeiträume, ist der Abgabenberechnung der Überwachungswert für den längsten Zeitraum zugrunde zu legen. Ist im Abwasser einer der in der Anlage zu § 3 genannten Schadstoffe oder Schadstoffgruppen nicht über den dort angegebenen Schwellenwerten zu erwarten, so kann insoweit von der Festlegung von Überwachungswerten abgesehen werden.“

Anlage zu § 3

(1) Die Bewertungen der Schadstoffe und Schadstoffgruppen sowie die Schwellenwerte ergeben sich aus folgender Tabelle:

GEi ist der Verdünnungsfaktor, bei dem Abwasser im Fischeitest nicht mehr giftig ist. Den Festlegungen der Tabelle liegen die Verfahren zur Bestimmung der Schädlichkeit des Abwassers nach den angegebenen Nummern in der Anlage „Analysen- und Messverfahren“ zur Abwasserverordnung in der Fassung der Bekanntmachung vom 17. Juni 2004 (BGBl. I S. 1108, 2625) zugrunde.

(2) Wird Abwasser in Küstengewässer eingeleitet, bleibt die Giftigkeit gegenüber Fischeiern insoweit unberücksichtigt, als sie auf dem Gehalt an solchen Salzen beruht, die den Hauptbestandteilen des Meerwassers gleichen. Das Gleiche gilt für das Einleiten von Abwasser in Mündungsstrecken oberirdischer Gewässer in das Meer, die einen ähnlichen natürlichen Salzgehalt wie die Küstengewässer aufweisen.

Quelle: Gesetz über Abgaben für das Einleiten von Abwasser in Gewässer (Abwasserabgabengesetz – AbwAG)

 

 




Kostenvergleiche, Nutzensbewertungen und Entscheidungshilfen – für uns fast Routine!

.

Jede Investition beruht auf dem Glauben an zukünftige Erwartungen

Und in dem Maße, in dem eine Investition zunehmend auf Glauben beruht und von Gefühlen getragen wird, steigt die Wahrscheinlichkeit einer Fehlinvestition, sei es weil die Kosten aus dem Ruder laufen oder weil der erwartete und notwendige Nutzen nur teilweise oder gar nicht eintritt.

Aus dem Grund empfiehlt es sich, die Kosten- und Nutzenbewertung der verschiedensten Varianten einer Investition möglichst zeitig einem erfahrenen Team zu übertragen.

So sind Fehler bei der Investitionsvorbereitung zu vermeiden und Risiken können auf unvermeidbare Risiken – auf das Investitionsgrundrisiko – minimiert werden.

Lassen Sie uns aus Ihrem Problem eine gemeinsame Aufgabe machen, bei deren Lösung wir Sie gerne unterstützen möchten.

Wir freuen uns auf Ihren Anruf: 03761-5266 oder 5267

Meist wird Frau Felkel, unsere Sekretärin Ihr Telefonat oder Ihre E-Mail an box@institut-halbach.de entgegen nehmen bzw. weiterleiten.

Die Fehlinvestitionen der Vergangenheit zeigten auch, dass es zweckmäßig ist, Kostenvergleiche von der Planungsphase zu trennen, zumal in der allgemeinen Vorstellung „riskante Planungen“ kein Thema im Rahmen der Planung sind. Zu unrecht, denn jede Planung ist riskant und es gilt ihre Risiken aufzuzeigen und zu bewerten.

Und weil dies so ist, sollte das Risiko vor der Investition sicherheitshalber von einer unabhängigen Seite analysiert und bewertet werden.

Und damit könnten Sie zu uns kommen, denn wir sind unabhängig und kein Planungsbüro.

Die wasserwirtschaftliche Anlagenbewertung und Kalkulation ist ein Schwerpunkt unserer Kompetenzen.

Und das nicht erst seit heute, sondern schon seit Jahrzehnten, wie Referenzen und die Zahl unserer kommunalwirtschaftlichen Auftraggeber es beweisen.

Wir blicken auf zahlreiche Veröffentlichungen, Gutachten, Kalkulationen, Nutzensbewertungen und erarbeitete Konzeptionen zurück und zahlreiche Planungs- und Beratungsbüros kalkulieren mit unseren Normativkosten und Kostenrichtwerten. Warum es also auch nicht einmal mit dem Urheber versuchen?

Neben unserer Unabhängigkeit ist der wichtigste Vorteil:

Wir wissen, was wir tun!

Und das beruht auf der Synthese betriebswirtschaftlicher und abwassertechnischer Erfahrungen:

Wir sind interdisziplinär!

Unsere Kommunalwirtschaftler arbeiten z. B. mit Kosten, die unsere Ingenieure im Nachbarzimmer kalkulierten und unsere Ingenieure kontrollieren betriebswirtschaftliche Grundlagen nach technischen Gesichtspunkten.

Und schließlich seien noch als Vertrauensgrundlage einige unserer besonderen Vorteile genannt:

  1. Wir vergleichen nicht Birnen mit Äpfeln. In der Nutzenbewertung (z. B. unsere Nutzwert-Kosten-Matrix 2009) sind wir genauso kompetent und erfahren, wie bei der Kostenkalkulation und -bewertung.
  2. Wir sind eine unabhängige und zugleich interdisziplinäre Einrichtung und können deshalb viele Spezialaufgaben mit dem eigenen Team lösen.
  3. Wir nehmen keine Vermittlungsprovisionen an und wir verkaufen Ihnen auch keine Anlagen.
  4. Und wir hatten aufgrund unserer Erfahrungen in der Vergangenheit schon mehrfach Wege und Lösungen aufgezeigt, lange bevor vielerorts die entsprechenden Probleme überhaupt erkannt wurden.

Wir sind ein bekanntes Institut und seit 22 Jahren ununterbrochen erfolgreich.

Unsere Leistungsfähigkeit nutzen auch Kommunen und Abwasserzweckverbände aus vielen Bundesländern und wir freuen uns besonders über Ihr Interesse an unseren Leistungen.

…und um einer Sache auf den Grund zu gehen, ist sich der Chef auch nicht zu schade, selbst in einen Kanal zu krabbeln:

***

P.S.:

Siehe auch: Kostensenkung




EBZ planen Millionen-Deal mit US-Investor

Rheinpfalz Online, 08.01.03

Cross Border Leasing nutzt Lücke im Steuerrecht aus – Boßlet sieht keine Risiken – Innenministerium mahnt zur Sorgfalt

Ein Geldregen von mehreren Millionen Euro soll rausspringen bei einem Deal der Entsorgungsbetriebe Zweibrücken (EBZ) mit einem unbekannten amerikanischen Investor. So soll das Geschäft laufen: Die EBZ vermieten dem US-Partner das Abwassersystem – die Kläranlage in der Wilkstraße und das rund 245 Kilometer lange Kanalnetz -, mieten es aber sogleich wieder zurück. Dem Investor entsteht so in den USA ein Steuervorteil, von dem er den EBZ einen Teil abgibt. Das Ganze nennt sich Cross Border Leasing.

Die Kläranlage in der Wilkstraße und das Kanalnetz sind Gegenstand der Verhandlungen.

Auf Anfrage konkretisierte der stellvertretende EBZ-Werkleiter Werner Boßlet das Verfahren: „Kläranlage und Abwasser-Netz werden auf 99 Jahre dem Investor übertragen. Wir mieten beides zurück, mit der Option, die Anlagen nach 25 Jahren zurück zu erwerben.“ Praktisch ändere sich für die Zweibrücker nichts. Die EBZ seien nach dem Deal nach wie vor zuständig für die Abwasserbeseitigung, auch für die Wartung des Systems, anfallende Reparaturen und Erneuerungen. Alles wie gehabt – nur dass eben das Geld vom US-Partner am ersten Tag der Vertragslaufzeit überwiesen werde.

Wie viel das sein wird, könne er noch nicht sagen, so Boßlet. Das hänge davon ab, wie hoch der Wert von Kanälen und Kläranlage eingeschätzt wird. Anfang Oktober 2002 seien amerikanische Gutachter, Ingenieure, hier gewesen. Laut Boßlet ist das Alter der Kanäle unterschiedlich, es gebe welche von 1912, aber auch ganz neue. Die Kläranlage sei vor wenigen Jahren für 30 Millionen Mark erweitert und saniert worden.

Kaiserslautern vermietete 2000 Kläranlage und Kanal an eine amerikanische Gesellschaft. Damals seien 30 Millionen Mark für die Nachbarstadt rausgesprungen. „So viel wird es bei uns mit Sicherheit nicht sein“, rechnet Boßlet mit einem Betrag unter zehn Millionen Mark beziehungsweise fünf Millionen Euro. Dieser müsse dann auch bei den EBZ bleiben und dürfe nicht in den allgemeinen Haushalt einfließen. „In anderen Bundesländern geht das, in Rheinland-Pfalz nicht“, so Boßlet. Doch bringe der Deal mit den Amerikanern den Abwasser-Gebührenzahlern Vorteile: Die Zinsbelastungen könnten reduziert werden.

Bei der Investoren-Suche behilflich sei Daimler-Chrysler Capital Services (Debis) Deutschland. Boßlet: „Zusammen mit Debis sind wir derzeit dabei, aus verschiedenen Investoren den besten auszusuchen. Dies soll noch im ersten Quartal dieses Jahres geschehen.“ Wenn das Vertragswerk vorliege, gehe die Sache in den Stadtrat. Wobei diesem nicht der ganze Vertrag – der in Englisch abgefasst sei und 15 bis 20 Ordner umfasse – zugehe, sondern eine geraffte, deutsche Version, die die Verpflichtungen der Stadt enthalte.

Der Vertrag soll die EBZ gegen mögliche Risiken absichern, etwa gegen Währungsrisiken oder Risiken, die dadurch entstehen könnten, dass das amerikanische Steuer-System sich ändert. „Es wird ausgeschlossen, dass wir dem Investor etwas zurückzahlen müssen“, versichert Boßlet. Zwar müsse die deutsche Seite sicherstellen, dass das Abwasser-System funktioniert, aber: „Wenn an der Kläranlage oder am Kanal etwas kaputt geht, sind wir sowieso dazu verpflichtet, das zu reparieren.“ Selbst wenn der Deal nicht zustande käme, entstünden den EBZ keine Kosten für die Vorarbeiten, die bisher geleistet wurden. „Da haben wir uns abgesichert.“
Das geplante Geschäft muss neben dem Stadtrat auch dem Innenministerium als oberster Aufsichtsbehörde der Kommunen vorgelegt werden. „Bei einer Laufzeit von 99 Jahren betrifft eine solche Vereinbarung nachfolgende Generationen. Da schauen wir schon genauer hin“, sagte Ministeriumssprecher Andreas Wagenführer auf Anfrage. Ohne externe Beratung kämen die Kommunen nicht aus, denn „die Vertragswerke solcher Cross-Border-Leasing-Transaktionen umfassen meist 1000 bis 1500 Seiten und sind in Englisch abgefasst.“ Um nicht über den Tisch gezogen zu werden, sei es sinnvoll, wenn sich den Vertrag jemand anschaue, der sich im amerikanischen Recht auskennt.

Das Cross-Border-Leasing war bereits Gegenstand einer Anfrage im Landtag. Der Abgeordnete Gerd Schreiner (CDU) wollte wissen, wie das Innenministerium zu der Sache steht. In der Antwort heißt es unter anderem, dass wegen der Komplexität der Vertragswerke – die zum großen Teil dem Recht amerikanischer Bundesstaaten unterliegen – im Einzelfall sorgfältig abgewogen werden muss, ob der ökonomische Vorteil in einem angemessenen Verhältnis steht zu den Pflichten und Risiken der Kommune. Eine genaue Auflistung aller Risiken sei wegen der Komplexität der Transaktion aber nicht möglich.

Cross Border Leasing ist nicht unumstritten. So spricht der WDR-Journalist Werner Rügemer von einem „schmutzigen Globalisierungsspiel“, bei dem den Bürgern falsche Tatsachen vorgegaukelt würden. Den betroffenen Kommunen, schreibt er, entstünden hohe Risiken. Nach seinen Recherchen habe kein deutsches Ratsmitglied je einen solchen Leasing-Vertrag im Wortlaut gesehen. Die Investoren gebe es nicht, vielmehr handele es sich um Briefkastenfirmen, die von Banken in den USA und auf den Cayman Islands gegründet wurden. Die Steuervorteile seien nach US-Recht nicht zulässig, flössen aber trotzdem. Mit der Begründung, dem Stadtrat lägen nur Teilinformationen vor, haben die Kaiserslauterer Grünen 2000 im Stadtrat gegen die Cross-Border-Leasing-Aktion in ihrer Stadt votiert.

Von: Sigrid Lapp




Buchbesprechung – Kommunale Abwasserbeseitigung – Normative Kosten und Risikoabbau

Buchbesprechung

Kommunale Abwasserbeseitigung – Normative Kosten und Risikoabbau

3. überarbeitete Auflage
Herausgeber: Institut für Wasserwirtschaft Halbach
Eigenverlag 2003

235 Seiten 56 Diagramme 38 Abbildungen 36 Tabellen
Preis: 39,80 + Versandkosten
Bezug: Institut für Wasserwirtschaft Halbach, Schloßstraße 2, 08412 Werdau, boxATinstitut-halbach.de

Das von U. Halbach herausgegebene und von ihm sowie Mitarbeitern des Instituts Halbach und zwei externen Rechtsanwälten verfasste Buch bietet eine Fülle von Informationen nicht nur zu den Kosten der Abwasserbehandlung, sondern auch zu Spezialthemen wie Cross-Border-Leasing oder Risikoabschätzung verschiedener technischer Varianten über eine reine Kostenvergleichsrechnung hinaus. Weitere behandelte Themen sind dezentrale Lösungen versus Anschluss an eine zentrale Anlage, verschiedene Beispiele der Kontrolle bei Bau und Betrieb, Outsourcing, Privatisierung, Public-Private-Partnership, Nährstoffeliminierung und Gewässerschutz oder Abwasserabgabe. Das Buch ist ein nützliches und wertvolles Instrument insbesondere für Gemeinden und Zweckverbände, aber auch für beratende Ingenieure oder betroffene Bürger. Eine wichtige Informationsquelle, die bezüglich der Kosten sicher von Zeit zu Zeit angepasst werden muss, aber in den anderen Teilen, soweit es keine gesetzlichen Veränderungen gibt, langdauernde Gültigkeit besitzt und daher den interessierten Personen und Institutionen zu empfehlen ist.

W. Hegemann

Quelle: Fachzeitschrift gwf aus 2003, Heft 10, S. 675




Fachlich methodische Mängel in einem Gerichtsgutachten

Fachlich methodische Mängel – Fallbeispiel

Bewertung des Gerichtsgutachtens durch eine parteigutachterliche Stellungnahme
(Auszug – Parteigutachten)

Einführung in die Problematik

Inhalt der parteigutachterlichen Stellungnahme:

Beweisbeschluss 1 – Wirkungsgrad Rechenwerk
Beweisbeschluss 2 – Konstruktion Rechenwerk
Beweisbeschluss 3 – Betriebskosten – Wasserverbrauch
Beweisbeschluss 9 – Bodensatz im Belebungsbecken
Beweisbeschluss 10 – Auslegung des Rührwerkes
Beweisbeschluss 11 – hydraulische Kapazität – Lamellenabscheider
Beweisbeschluss 12 – Reinigung der Versickerungsbeete
Beweisbeschluss 13 – Dauer der Reinigung der Versickerungsbeete
Beweisbeschluss 14 – Schwimmschlamm
Beweisbeschluss 19 – Fett im Versickerungsbecken
Beweisbeschlüsse 23-26 – Mängel der Anlage
Zusammenfassung

Gegenstand des Gerichtsgutachtens

Im vorliegenden Fallbeispiel hatte ein Gerichtsgutachter die Beweisbeschlüsse nicht oder nicht korrekt beantwortet.

Die folgenden Seiten veranschaulichen die Argumentation und Bewertungsmethodik im Rahmen einer parteigutachterlichen Stellungnahme der Antragstellerin.

Es handelt sich um ein selbstständiges Beweissicherungsverfahren hauptsächlich über verfahrenstechnische Mängel einer Kläranlage.

Der Ärger mit diesem Gerichtsgutachten wäre nicht entstanden, wenn der Sachverständige

  • jede Beweisaufgabe für sich beantwortet hätte, und wenn die
  • Beweise nach den Regeln der Logik sowie ausschließlich auf der Grundlage von beweisbaren Tatsachen erbracht worden wären.

Beweisbeschluss 1 – Wirkungsgrad Rechenwerk

Beweisaufgabe 1

„Das Rechenwerk zur Abscheidung der Feststoffe verhindert nicht, dass grobe Teile bis in den Schlammbehälter und sogar in die Versickerungsbeete gelangen.“

Ergebnis des Gerichtssachverständigen

Der Sachverständige bleibt den Beweis schuldig. Im Gutachten gibt es keine Aussage darüber bzw. es wird kein Beweis geführt.

Diese Aufgabe ist nicht gelöst.

Bewertung des Ergebnisses

Der Sachverständige hätte feststellen müssen, ob das Rechenwerk zur Abscheidung der Feststoffe tatsächlich nicht verhindert, dass grobe Teile bis in den Schlammbehälter und sogar in die Versickerungsbeete gelangen.

Zum Beispiel wäre durch einen Siebversuch über einen gewissen Zeitraum der Wirkungsgrad der Rechenanlage nachvollziehbar und zweifelsfrei zu ermitteln gewesen.

Der Beweisbeschluss hätte letztendlich mit „ja“ oder „nein“ beantwortet werden können.

Beweisbeschluss 2 – Konstruktion Rechenwerk

Beweisaufgabe 2

„Das Rechenwerk ist so konstruiert, dass Feststoffe in die innere Mechanik des Rechenwerkes gelangen und dort Beschädigungen hervorrufen können.“

Ergebnis des Gerichtssachverständigen

Der Sachverständige bleibt den Beweis schuldig. Im Gutachten gibt es keine Aussage darüber.

Diese Aufgabe ist nicht gelöst.

Bewertung des Ergebnisses

Der Sachverständige hätte sich mit der Konstruktion und Funktionsweise des Rechenwerkes auseinandersetzen müssen.

Auch dieser Beweisbeschluss hätte letztendlich mit „ja“ oder „nein“ beantwortet werden müssen.

Beweisbeschluss 3 – Betriebskosten – Wasserverbrauch

Beweisaufgabe 3

„Es fallen außerordentliche Betriebskosten in Form eines hohen Wasserverbrauchs dadurch an, dass der Korb der Rechenwerktrommel mit hohem Wasserdruck gesäubert werden muss.“

Ergebnis des Gerichtssachverständigen

Der Sachverständige teilt auf Seite 26 [2] mit:

„Es entspricht den allgemein anerkannten Regeln der Technik, dass Siebkorbanlagen mit Selbstreinigungsanlagen und regelmäßig auch mit stationär angeordneten Hochdruckspüleinrichtungen (ca. 4-5 bar) zum Freispülen der Ablagerungen ausgestattet werden. In einer Vielzahl der eingebauten Anlagen werden Brauchwasseranlagen zur Minderung des Wasserverbrauches installiert. Laut Schreiben der Antragsgegnerin zu 1.) vom 3.12.1999 hat der Antragsteller die Installation einer Brauchwasseranlage abgelehnt.

Im Rahmen der Gewährleistungsprüfung ist auf jeden Fall die Funktion der ausreichenden Siebkorbfreispülung zu prüfen und festzustellen. Zum Zeitpunkt der Ortsbesichtigung hat der Unterzeichner keine Funktionsbeeinträchtigung und damit Mängelfeststellung treffen können.“

Nur: Der Sachverständige bleibt den Beweis schuldig. Er beantwortet nicht die Beweisaufgabe.

Diese Aufgabe ist nicht gelöst.

Bewertung des Ergebnisses

Das es den allgemein anerkannten Regeln der Technik entspricht, dass Siebkorbanlagen mit Selbstreinigungsanlagen und regelmäßig auch mit stationär angeordneten Hochdruckspüleinrichtungen (ca. 4-5 bar) zum Freispülen der Ablagerungen ausgestattet werden, mag wohl stimmen. Nicht sachverständigen Parteien oder gar dem Gericht ist ein solches Wissen jedoch nicht vorauszusetzen.

Allein dadurch aber, dass der Sachverständige dies niederschreibt, wird kein Beweis erbracht. Hier sind die Quellen offenzulegen (DIN-Vorschriften, ATV-Regelwerk, Literaturnachweise, Zitate, Rechercheergebnisse…).

Fallen nun außerordentliche Betriebskosten in Form eines hohen Wasserverbrauchs dadurch an, dass der Korb der Rechenwerktrommel mit hohem Wasserdruck gesäubert werden muss?

Beweisbeschluss 9 – Bodensatz im Belebungsbecken

Beweisaufgabe 9

„Der Ablauf aus dem Belebungsbecken erfolgt erst ab einer Höhe von ca. 2 m, weil die Ansaugvorrichtung verlängert und nach oben verlegt wurde. Dadurch setzen sich Feststoffanteile und Restschlamm am Boden ab. Als Folge wird das im unteren Bereich befindliche Rührwerk beeinträchtigt. Im Belebungsbecken bildet sich ein immer stärkerer Bodensatz.“

Ergebnis des Gerichtssachverständigen

Der Sachverständige teilt auf Seite 29-30 [2] mit:

„Die Heterogenität der Kommunalabwässer, die wechselnden und nicht selten außerordentlich starken Abwasserzuflüsse und die Verschiedenartigkeit der mit den Abwässern transportierten Medien führen in der Klärbetriebspraxis häufiger zu Überlastungen auch ordnungsgemäß bemessener und installierter Abwasserbehandlungsanlagen.

Im Klärbetriebsalltag werden immer wieder Stofftransporte durch Klärwerksbauten und Förderanlagen hindurch beobachtet, die physikalisch nicht erklärbar scheinen. Im langjährigen Klärbetrieb kommt es daher regelmäßig in vielen Klärbecken zu einem Absetzen von Feststoffen in strömungstechnisch begünstigten Absetzbereichen. Diese sind im Zuge anstehender Grundreinigungs- und -unterhaltungsarbeiten zu reinigen und zu beseitigen (Turnus ca. 3 bis 5 Jahre).

Die Verlängerung des Belebungsbeckenablaufes mit einer Belebtschlammentnahme ca. 2 m über der Beckensohle ist keine unzulässige Veränderung des Abwasserflusses. Das Anaerob- und das Belebungsbecken sind gemäß Bauvertrag und mit der im Leistungsverzeichnis Los 2, Seite 38f abverlangten Garantieerklärung der Antragsgegnerin zu 1.) als ablagerungsfreie bzw. volldurchmischte Becken zu errichten und zu betreiben. Als Mindestsohlgeschwindigkeit sind 0,3 m/s zu gewährleisten.

Der Nachweis unzulässiger bzw. übermäßiger Feststoffablagerungen ist durch den Antragsteller konkret zu führen. Der Unterzeichner sieht in der Kläranlage… keine Beeinträchtigung der installierten Umwälzeinrichtungen durch übermäßige Feststofftransporte und -ablagerungen.“

Nur: Der Sachverständige bleibt auch diesen Beweis schuldig.

Diese Aufgabe ist nicht gelöst.

Bewertung des Ergebnisses

Der Sachverständige trifft keine Feststellungen, ob sich durch die Verlegung des Ablaufes Feststoffanteile und Restschlamm am Boden absetzen.

Er trifft keine Feststellungen, ob als Folge das im unteren Bereich befindliche Rührwerk beeinträchtigt wird.

Der Sachverständige stellt auch nicht fest, ob sich im Belebungsbecken ein immer stärkerer Bodensatz bildet.

Diese Feststellungen lassen sich durch übliche Messungen mit verhältnismäßigem Aufwand schnell durchführen.

Warum wurden die erforderlichen Messungen den Parteien nicht vorgeschlagen?

Der Sachverständige verkennt seine Verantwortung für die Lösung des Beweisbeschlusses völlig, wenn er formuliert:

„Der Nachweis unzulässiger bzw. übermäßiger Feststoffablagerungen ist durch den Antragsteller konkret zu führen.“

Für die Beweissicherung, Tatsachenfeststellung und Tatsachenwertung ist der Sachverständige zuständig. Er ist verpflichtet durch geeignete Methoden nachprüfbar festzustellen, ob es nun unzulässige bzw. übermäßige Feststoffablagerungen im Belebungsbecken gibt oder nicht.

Der Sachverständige schreibt weiter:

„Der Unterzeichner sieht in der Kläranlage… keine Beeinträchtigung der installierten Umwälzeinrichtungen durch übermäßige Feststofftransporte und -ablagerungen.“

Das ist keine Antwort auf den Beweisbeschluss.

Welche Beweise kann der Sachverständige für seine Wertung vorlegen?

Beweisbeschluss 10 – Auslegung des Rührwerkes

Beweisaufgabe 10

„Das Rührwerk im Belebungsbecken ist so ausgelegt, dass die vollständige Durchmischung erfolgt. Die Ausführung entspricht dem Stand der Technik. Die Höhe des Schlammabzuges hat mit den Anlagerungen nichts zu tun.“

Ergebnis des Gerichtssachverständigen

Der Sachverständige fasst die Beantwortung der Beweisbeschlüsse 9 und 10 zusammen.

Der Sachverständige bleibt den Beweis schuldig. Diese Aufgabe ist nicht gelöst.

Bewertung des Ergebnisses

Der Sachverständige trifft keine Feststellungen, ob das Rührwerk im Belebungsbecken so ausgelegt ist, dass die vollständige Durchmischung erfolgt.

Der Beweis wäre u. a. durch eine Messung der Sohlgeschwindigkeit am Beckenboden zu erbringen gewesen.

Der Sachverständige trifft keine Feststellungen darüber, wie er zu der Auffassung kommt, dass die Ausführung dem Stand der Technik entspricht.

Er hätte den Stand der Technik als Anforderung mit Quellenangaben beschreiben müssen, die technischen Parameter der Rührvorgänge im Belebungsbecken feststellen und die Tatsachen mit den Anforderungen vergleichen müssen.

Diese Beweisführung fehlt also auch hier.

Ebenso bleibt der Sachverständige den Beweis schuldig, wieso er zu der Feststellung kommt, dass die Höhe des Schlammabzuges mit den Anlagerungen nichts zu tun hat.

Beweisbeschluss 11 – Hydraulische Kapazität – Lamellenabscheider

Beweisaufgabe 11

„Über die Lamellenabscheider gelangt Schlamm in die Versickerungsbecken, sobald mehr als ca. 45% der angegebenen Kapazität der Fördermenge pro Stunde erreicht wird.“

Ergebnis des Gerichtssachverständigen

Der Sachverständige beantwortet die Beweisbeschlüsse 11-14 zusammenhängend und kommt zu der Auffassung, dass diese durch die vorstehenden Analysen und Bewertungen hinreichend erklärt sind. Darauf wird im Weiteren noch einzugehen sein.

Der Beweisbeschluss 11 wurde nach Auffassung der Antragstellerin nicht beantwortet.

Hier geht es darum Beweis zu führen, ob Schlamm über die Lamellenabscheider in die Versickerungsbecken gelangt, sobald mehr als ca. 45 % der angegebenen Kapazität der Fördermenge pro Stunde erreicht wird.

Hat das nun etwas mit der Fördermenge zu tun oder nicht?

Die Beweisführung kann vorzugsweise durch Messungen erfolgen, in dem festgestellt wird, ob bei Überschreitung von 45 % der angegebenen Kapazität der Fördermenge pro Stunde tatsächlich Schlamm in die Versickerungsbeete gelangt.

Selbstverständlich ist die Sensibilität anderer Prozessparameter mit zu analysieren. Auch eine komplexe Ursachenforschung ist erforderlich.

Außerdem wären Betrachtungen über die Verweilzeit des Rücklaufschlammes im Lamellenabscheider notwendig und vieles mehr.

Derlei Untersuchungen bleibt der Sachverständige schuldig.

Ein Gerichtsgutachten sollte auch so gefasst werden, dass Gericht und Anwälte die fachlichen Zusammenhänge und die Problematik erkennen können und nicht darauf angewiesen sind, dem Gerichtssachverständigen blindlings zu vertrauen. Es muss auch leicht möglich sein, dass ein anderer Sachverständiger ohne Rätselraten die Beweisführung nachvollziehen und überprüfen kann.

Solche Erläuterungen werden im Gutachten vermisst und man muss schon Experte sein, um in manchen Passagen erraten zu können, worauf der Sachverständige seine Meinung gründet, obwohl diese nicht Gegenstand des Beweisbeschlusses ist.

Die nachfolgenden Hinweise dienen der Erläuterung des Gerichtes, worum es in dem Beweisbeschluss 11 – deren Lösung für die Antragstellerin von zentraler Bedeutung ist – eigentlich geht:

Die Kommunen sind als Abwasserbeseitigungspflichtige für die Reinigung der Abwässer verantwortlich.

Für den erforderlichen Reinigungsumfang gibt es gesetzliche Anforderungen.

Werden die Anforderungen nicht erfüllt, dann macht sich die Kommune strafbar.

Das besondere der Kläranlage… besteht darin, dass die Abwässer nicht in ein oberirdisches Gewässer, sondern in das Grundwasser eingeleitet werden.

Für die Einleitung des gereinigten Abwassers gibt es 2 Versickerungsbecken.

Diese Becken bestehen aus einem Sandfilter, der die Aufgabe hat, Spuren von Feststoffen zurückzuhalten und insgesamt eine problemlose Versickerung zu ermöglichen.

Der Kardinalfehler… besteht nun darin, dass in den 2 Sandfiltern nicht Spuren von Feststoffen zurückgehalten werden, sondern derartige Mengen von Schlamm in den Versickerungsbeeten landen, dass der Schlamm dicht bis unter den Wasserspiegeln der Versickerungsbeete steht.

Der Schlamm fault und damit gelangen Gewässerschadstoffe in das Grundwasser.

Außerdem verstopft der Schlamm die Poren des Sandfilterbeckens, so dass die Versickerungsleistung dramatisch zurückgeht.

Nicht auszudenken, wenn die Kläranlage in ein oberirdisches Gewässer einleiten würde.

Es ist nicht Wesensmerkmal einer Kläranlage Schlamm in Gewässer abzuleiten. Zuständig für das Zurückhalten des Schlammes ist ein Kläranlagenteil – die Nachklärung.

Im Fall der Kläranlage… wurde – um Kosten zu sparen – ein spezielles Nachklärungssystem – der Lamellenabscheider realisiert.

Hierbei handelt es sich um ein kompaktes kompliziertes Bauwerk, das offensichtlich ungenügend leistungsfähig ist.

Der Sachverständige ist der Meinung, dass die Leistung der Nachklärung auch vom Schlammabsetzverhalten des belebten Schlammes beeinflusst wird.

Schlechte Absetzeigenschaften rühren meist von der seit Jahrzehnten bekannten „Krankheit“ des Belebtschlammes dem sog. Blähschlamm her. Also ein bekanntes Phänomen, das relativ häufig auftritt und zahlreiche Ursachen haben kann.

Auf Blähschlamm im gewissen Rahmen muss man sich einstellen, denn es kann nicht sein, dass Kläranlagen, bei den geringsten Blähschlammmerkmalen dramatischen Schlammabtrieb verzeichnen.

Bei anderen Kläranlagen führt Blähschlamm nicht dazu, dass tonnenweise Schlamm in Gewässer eingeleitet wird.

(Eine Ursache mag darin liegen, dass Kläranlagen der Größenordnung wie … mit automatischen Einrichtungen zur Entfernung von Schwimmschlamm ausgerüstet sind und dass derartige Kläranlagen über konventionelle Nachklärbecken verfügen.)

Worin liegt nun das Problem? Die Beweisführung bleibt der Sachverständige schuldig.

Fehlt möglicherweise eine automatische Schwimmschlammberäumung? Oder weisen Parallelplattenabscheider prinzipiell (im wahrsten Sinne des Wortes) ein bedeutend größeres Risiko des Schlammabtriebs bei Blähschlamm gegenüber konventionellen Nachklärbecken auf?

Könnte es sein, dass Blähschlamm – der ja bekanntermaßen ein extrem leichter Schlamm ist – die Haftreibung auf den Parallelplatten nicht zu überwinden vermag und damit möglicherweise schlechter oder in Parallelplatten so gut wie überhaupt nicht sedimentiert, als Schlamm der in konventionellen Nachklärbecken sich einfach und relativ ungehindert am Boden nur absetzen braucht?

Und – für den Fall, dass Blähschlamm vorliegt – wie lange brauchen die Rücklaufschlammpumpen, um den Rücklaufschlamm aus der Nachklärung zu entfernen? Welche Eindickzeiten sind einhaltbar?

Was für Ergebnisse hatte der Sachverständige bei der Überprüfung der Bemessung der Nachklärung? Verfügt die Nachklärung über Bemessungsreserven? Ist die Bemessung der Nachklärung korrekt? Waren die Bemessungsansätze korrekt? Gibt es Abweichungen zwischen Bemessung und Praxisbetrieb?

Alles Fragen, die im Rahmen der Beweisbeschlüsse 11-14 zu lösen gewesen wären.

Der Sachverständige schreibt weiter zu dem Beweiskomplex auf Seite 37 seines Gutachtens:

„Die Nachweise sind, soweit dieses noch nicht erfolgt ist, durch die Antragsgegnerin zu 1.) zu erarbeiten und durch die Antragsgegnerin zu 2.) fachtechnisch zu prüfen. Gegebenenfalls erforderliche Änderungen sind zu veranlassen.“

…und delegiert damit unzulässig seine Aufgaben und Pflichten an die Parteien.

Die Antragstellerin wäre sofort bereit gewesen dem Gerichtssachverständigen alle entsprechenden Unterlagen zu übergeben und Unterstützung zu leisten, so er sie fordert.

Bewertung des Ergebnisses

Der Beweisbeschluss 11 wurde nicht beantwortet.

Beweisbeschluss 12 – Reinigung der Versickerungsbeete

Beweisaufgabe 12

„Weil Schlamm bis in die Versickerungsbeete gelangt, müssen die Becken geleert und die Kiesschicht ausgetauscht werden, da der sich absetzende Schlamm die Versickerungswege verstopft. Dies ist etwa alle vier Monate erforderlich. Bei den Versickerungsbeeten zwei und drei muss vor dem Kiesaustausch per Hand die Elektroheizung herausgenommen werden…“

Ergebnis des Gerichtssachverständigen

Der Sachverständige beantwortet die Beweisaufgabe nicht.

Beweisbeschluss 13 – Dauer der Reinigung der Versickerungsbeete

Beweisaufgabe 13

„Ungefähr alle zwei Wochen muss Schlamm, der sich nicht, wie vorgesehen im Lamellenabscheider abgesetzt hat, sondern auf der Wasseroberfläche schwimmt, manuell entfernt werden.“

Ergebnis des Gerichtssachverständigen

Der Sachverständige beantwortet die Beweisaufgabe ebenfalls nicht.

Beweisbeschluss 14 – Schwimmschlamm

Beweisaufgabe 14

„Ist die Entstehung von Schwimmschlamm auf der Nachklärung allgemein üblich? Kann dieser durch die installierten Lamellenklärer mittels dem Schwimmschlammabzug manuell abgezogen werden? Liegt ein Mangel nicht vor?“

Ergebnis des Gerichtssachverständigen

Der Beweisbeschluss 14 besteht aus 3 Fragen.

Die Beantwortung der Frage

„Ist die Entstehung von Schwimmschlamm auf der Nachklärung allgemein üblich ?“

bleibt der Sachverständige schuldig.

Bei der Frage:

„Kann dieser (der Schwimmschlamm) durch die installierten Lamellenklärer mittels dem Schwimmschlammabzug manuell abgezogen werden?“

ging es darum festzustellen, ob dies zuverlässig möglich ist, denn die Kläranlage ist nur stundenweise besetzt.

Wenn also während der Abwesenheit größere Schlammmengen anfallen, dann ist in der Regel niemand da, um den Schlamm zu entfernen.

Der manuelle Schwimmschlammabzug führt damit zu einem unzulässigen und vermeidbaren Risiko einer Gewässerverschmutzung, so die Auffassung der Antragstellerin.

Schließlich – Der Sachverständige beantwortet die Beweisaufgabe ebenfalls nicht.

Beweisbeschluss 19 – Fett im Versickerungsbecken

Beweisaufgabe 19

„In der Kläranlage gibt es keinen separaten Fettabscheider, so dass Fettpartikel bis in die Versickerungsbeete gelangen. Der zur Fettabsonderung vorgesehene, kombinierte Sand- und Fettabscheider arbeitet unzureichend.“

Ergebnis des Gerichtssachverständigen

Der Sachverständige schreibt u. a.:

„Bei regelmäßig nachgewiesenen Fettablagerungen in den Versickerungsbecken der Kläranlage *** ergeben sich allerdings weitergehende Veranlassungen, die in der Rundsandfanganlage und im Lamellenabscheider installierten Schwimmstoffabzugsvorrichtungen auf Wirksamkeit und zu gewährleistende Abscheideleistungen zu überprüfen. Zum jetzigen Zeitpunkt kann der Unterzeichner mit Verweis auf die nachstehenden Ausführungen keinen Mangel mit einer Verpflichtung zur Nachrüstung erkennen.“

Bewertung des Ergebnisses

Der Kern des Beweisbeschlusses

„Der zur Fettabsonderung vorgesehene, kombinierte Sand- und Fettabscheider arbeitet unzureichend.“

wird vom Gerichtssachverständigen nicht beantwortet.

Erforderlich wären z. B. Messungen des Wirkungsgrades des Fettabscheiders gewesen.

Der Sachverständige teilt mit:

„Bei regelmäßig nachgewiesenen Fettablagerungen in den Versickerungsbecken der Kläranlage *** ergeben sich allerdings weitergehende Veranlassungen, die in der Rundsandfanganlage und im Lamellenabscheider installierten Schwimmstoffabzugsvorrichtungen auf Wirksamkeit und zu gewährleistende Abscheideleistungen zu überprüfen.“

Genau das ist Aufgabe des Gerichtssachverständigen. Warum hat er sie nicht gelöst?

Der Sachverständige schreibt weiter:

„Zum jetzigen Zeitpunkt kann der Unterzeichner mit Verweis auf die nachstehenden Ausführungen keinen Mangel mit einer Verpflichtung zur Nachrüstung erkennen.“

Woraus leitet der Sachverständige die Erkenntnis ab, wo er doch den Wirkungsgrad des Fettabscheiders weder gemessen noch die Bemessung überprüft hat, er aber andererseits formuliert, dass es „regelmäßig nachgewiesene Fettablagerungen in den Versickerungsbecken“ wohl gibt.

Auch wenn es für die Antragstellerin kontraproduktiv ist – selbst den Beweis, dass es „regelmäßig nachgewiesene Fettablagerungen in den Versickerungsbecken“ gibt, bleibt der Sachverständige schuldig.

Allein dadurch, dass ein Sachverständiger etwas schreibt, entsteht noch lange kein Beweis.

Beweisbeschlüsse 23-26 – Mängel der Anlage

Beweisaufgaben 23-26

23. „Stellen die festgestellten Zustände Mängel der Kläranlage dar? Worauf sind die Mängel der Kläranlage zurückzuführen? Liegt ein Verstoß gegen die anerkannten Regeln der Baukunst vor?
24. Sind Ursache der Funktionsstörungen planerische oder handwerkliche Fehler? Wer ist für die Funktionsstörungen technisch verantwortlich? Welche handwerklichen oder planerischen Mängel liegen vor?
25. Sind die Mängel in der Anlage zu beheben? Welche Maßnahmen sind erforderlich, um die Mängel zu beheben?
26. Welche Kosten sind für eine fachgerechte Mängelbeseitigung erforderlich?“

Bewertung des Ergebnisses

Da die Beweisaufgaben zum großen Teil nicht beantwortet wurden oder weil keine Beweise erbracht wurden, muss logischerweise auch die Mängelbewertung und Mängelzuordnung und der ermittelte Aufwand zur Mängelbeseitigung überwiegend fehlerhaft oder unvollständig sein.

Zusammenfassung

Zahlreiche Beweisbeschlüsse wurden nicht beantwortet oder es wurden im Gutachten keine Beweise geführt.

Abschließend muss die Antragstellerin feststellen, dass der Sachverständige möglicherweise fachlich, wie auch methodisch bezüglich der Beweiserbringung überwiegend überfordert war/ist.

Es besteht die Vermutung, dass der Sachverständige für die Lösung zahlreicher Beweisbeschlüsse nicht über die erforderliche besondere Fachkunde verfügt, weil naheliegende Untersuchungen und Lösungen nicht verfolgt wurden.

Die unterschiedlichen Bestallungsbezeichnungen durch den Gerichtssachverständigen lassen Fragen entstehen.

Die Antragstellerin bezweifelt aufgrund der Art und Weise des vorgelegten Gutachtens und der unklaren Bestallung des Gerichtssachverständigen, dass dieser die nicht beantworteten Beweisbeschlüsse durch Nachbesserung überzeugend zu lösen vermag.

Das Gericht möge bitte prüfen, ob der Sachverständige in den Beweisaufgaben 1-5, 9-21 und teilweise Beweisbeschluss 25, soweit es die Beweisbeschlüsse 6-9 nicht betrifft, sein Bestallungsgebiet überschritten hat.

Die Antragstellerin beantragt daher, dass der Sachverständige nachweist, über welche besondere Fachkunde er tatsächlich verfügt, in welcher Weise seine besondere Sachkunde geprüft wurde und für welche Fachgebiete er von und von wem er tatsächlich bestellt wurde.

Die Antragsstellerin hat nicht nur erhebliche Zweifel an der besonderen Sachkunde des Gerichtssachverständigen die Abwasserreinigung (Technik und Verfahren der Abwasserbehandlung) betreffend, wie nun im Einzelnen nachgewiesen wird. Sie muss auch feststellen, dass der Sachverständige offensichtlich über nicht hinreichende Kenntnisse verfügt, wie ein Beweisbeschluss methodisch zu lösen bzw. wie ein Beweis zu führen ist.

Infolge des nachgewiesenermaßen überwiegend mangelhaften Gutachtens beantragt die Antragstellerin den Aufwand des Gerichtssachverständigen nur zu ** % zu vergüten.

Der Antragstellerin ist durch das mangelhafte Gutachten ein Schaden infolge Zeitverzug durch verzögerte Problemlösung entstanden.

Für die nun eintretende Verzögerung trifft den Gerichtssachverständigen die Schuld, weil er die Lösung von Beweisbeschlüssen übernommen hat, ohne diese zu beantworten und für deren Lösung er offensichtlich nicht über die besondere Sachkunde verfügte.

Dies wurde mit der vorliegenden umfangreichen Bewertung nachgewiesen.

Vorsorglich wird darauf hingewiesen, dass es Pflicht des Gerichtssachverständigen gewesen wäre für den Fall, dass er Beweisbeschlüsse nicht auf Anhieb zu lösen vermag, den Parteien Methoden vorzuschlagen, die zur Lösung der Beweisbeschlüsse erforderlich sind. Über daraus ggf. entstehende Mehraufwendungen für die Anwendung spezieller Mess- und Untersuchungsmethoden oder eines umfangreicheren Beobachtungsaufwandes durch den Gerichtssachverständigen, hätte gesondert befunden werden müssen.

Es hätte dem Gerichtssachverständigen auch freigestanden zu erklären, dass er für die Lösung der entsprechenden Beweisbeschlüsse über keine besondere Sachkunde verfügt. Das unterließ er aber in den entsprechenden Fällen.




Membranfiltrationsanlagen an der Schwelle zur Wirtschaftlichkeit

Der nachfolgende Artikel wurde mit freundlicher Empfehlung vom EUWID Wasser und Abwasser bereitgestellt

Membranfiltrationsanlagen an der Schwelle zur Wirtschaftlichkeit

Erftverband kalkuliert mit Betriebskosten von 0,29 €/m³ Schmutzwasser

Nach Einschätzung des Erftverbandes stehen großtechnische Membranbelebungsanlagen mittlerweile an der Schwelle zur Wirtschaftlichkeit. Heute sei die Wirtschaftlichkeit noch nicht ganz gegeben. Wenn die Preisentwicklung so fortschreite, wie es sich in den letzten drei Jahren abgezeichnet hat, werde die Wirtschaftlichkeit jedoch spätestens Mitte dieses Jahrzehnts erreicht, berichtete Norbert Engelhardt, Erftverband, Ende März auf der Essener Tagung für Wasser- und Abfallwirtschaft.

Engelhardt betonte dabei, dass sich der Vergleich zwischen Membrananlagen und konventionellen Kläranlagen nur bei hohen Anforderungen an die Ablaufqualität des gereinigten Abwassers rechne. Bei dieser Ausgangsbasis sprächen die Investitionskosten schon heute für Membrananlagen. Noch würden diese Vorteile aber durch die Membranersatzkosten und die im Vergleich höheren Betriebskosten überkompensiert, so Engelhardt.

Er verwies dabei auf das sich im Bau befindliche Gruppenklärwerk Nordkanal des Erftverbandes. Das auf 80.000 Einwohnerwerte ausgelegte Klärwerk muss aufgrund der geringen Eigenwasserführung und anderer Randbedingungen strenge Ablaufwerte einhalten. Bei der durchgeführten Ausschreibung wurden dem Erftverband Angebote für verschiedene Verfahren eingereicht. Die angebotenen Herstellungskosten für die Kläranlage als Membranbelebungsanlage beliefen sich auf 21,2 Mio €. Für eine konventionelle Kläranlage mit anaerober Schlammbehandlung hätte der Verband 23,6 Mio € investieren müssen, für eine konventionelle Anlage mit simultaner aerober Schlammstabilisation 21,8 Mio €.

Die spezifischen Betriebskosten der Membrananlage belaufen sich ohne den Membranersatz laut Erftverband auf knapp 1,7 Mio € jährlich; 0,29 €/m€ Schmutzwasser beziehungsweise 0,24 €/m³ Abwasser. Deutlich niedriger sind hier die spezifischen Betriebskosten der konventionellen Kläranlagen. Für eine Anlage mit Flockungsfiltration und anaerober Schlammbehandlung lauten die Vergleichswerte 0,24 €/m³ (Schmutzwasser) und 0,20 €/m³ Abwasser; für eine Anlage mit simultaner aerober Schlammstabilisation 0,27 €/m³ und 0,23 €/m³.

Im Rahmen des Vergabeverfahrens erhielt der Erftverband schließlich drei wertbare Angebote für eine Membranbelebungsanlage, die Investitionskosten bewegten sich zwischen 20,3 Mio € und 22,1 Mio €. Die spezifischen Investitionskosten je Einwohner betrugen damit zwischen 255 und 277 €. Bei der konventionellen Lösung fallen 278 bis 297 € je Einwohner an. Die Betriebskosten wurden bei den drei Membrananlagen mit 20,5 bis 21,5 € je Einwohnerwert kalkuliert, bei der konventionellen Anlage mit anaerober Schlammbehandlung auf 17,4 € je Einwohnerwert, bei der konventionellen Belebungsanlage mit aerober Schlammstabilisierung auf 19,9 €/m³.

Aus diesen Werten errechnete der Erftverband für die konventionellen Lösungen Abwasserkosten von 0,46 €/m³. Diesen Wert würde die Membrananlage bei einer angenommenen Nutzungsdauer der Membrane von fünf Jahren nur erreichen, wenn die Membranersatzkosten maximal 5,1 €/m² betragen. Bei einer Nutzungsdauer von acht Jahren wäre Membranersatzkosten von 9,7 €/m² tragbar. Beide Werte sind derzeit unrealistisch.Aufgrund der vom Land Nordrhein-Westfalen gewährten Investitionsförderung von 6,4 Mio € war für den Erftverband die Wirtschaftlichkeit jedoch auch unter Berücksichtigung realistischer Membranersatzkosten die Wirtschaftlichkeit machbar. Bei der fünfjährigen Nutzungsdauer dürften die Membranersatzkosten bei maximal 33,2 €/m² liegen, bei der achtjährigen Nutzungsdauer bei maximal 61,9 €/m². Die Erstinvestitionskosten für das Klärwerk Nordkanal beliefen sich auf 63,9 €/m².

Kontakt: Erftverband, Norbert Engelhardt, Paffendorfer Weg 42, 50126 Bergheim.

Erschienen in der Zeitschrift EUWID – Wasser-Abwasser 07
Europäischer Wirtschaftsdienst GmbH
Bleichstr. 20-22
D-76593 Gernsbach
Tel.: 0 72 24/93 97-0
Fax: 0 72 24/93 97-904
www.euwid-wasser.de
wasser@euwid.de




Einführung in die Siedlungsentwässerung

Inhaltsverzeichnis

  • Schmutzwasserherkunft und -mengen
  • Häusliches Schmutzwasser
  • Gewerbliches und industrielles Schmutzwasser
  • Auswahl des Entwässerungssystems
  • Anwendung des Mischsystems
  • Anwendung des Trennsystems
  • Modifizierte Systeme
  • Ableitung des Abwassers
  • Freispiegelentwässerung
  • Sonderentwässerung
  • Druckentwässerung
  • Vakuumentwässerung
  • Auswahl der Sonderentwässerung
  • Sonderbauwerke
  • Regenüberlaufbecken
  • Regenrückhaltebecken
  • Regenwasserableitung und -mengenermittlung
  • Fremdwasser

Schmutzwasserherkunft und -mengen

Bei der Abwasserbeseitigung ist aus Sicht der Behandlung das Abwasser prinzipiell in drei Gruppen zu unterteilen. Diese sind:

  1. Schmutzwasser aus häuslichen und industriell-gewerblichen Quellen
  2. Regenwasser (einschließlich Schmelzwasser)
  3. Fremdwasser (Drainage- und Sickerwasser, Brunnenüberläufe, Bäche…)

Dabei ist im allgemeinen nur das Schmutzwasser behandlungswürdig. Regenwasser (mit Ausnahme von stark verschmutzten Einzelflächen) und Fremdwasser sollte dagegen weitestgehend direkt und auf kürzestem Wege in einen Vorfluter abgeleitet werden.

Häusliches Schmutzwasser

Zum häuslichen Schmutzwasser sind alle Wässer zu rechnen, die durch häuslichen Gebrauch verunreinigt werden. Dabei ist es unerheblich, ob diese Wässer aus einer öffentlichen (TW-Leitung) oder privaten (Brunnen) Trinkwasserversorgung oder einer Brauchwasseranlage (Brunnen, Vorfluter, Regenwasserspeicher) entnommen wurden. Im Einzelnen sind dies:

  1. Waschwasser
  2. Badewasser
  3. Spülwasser
  4. Wasser aus der Raumreinigung
  5. fäkalhaltiges Wasser

Für die Mengenermittlung können nur im Idealfall die verkauften Trinkwassermengen zugrunde gelegt werden.
Bei Erweiterung der Einzugsgebiete bzw. der verstärkten Nutzung von privaten Trink- und Brauchwasserquellen kann in den seltensten Fällen auf Messergebnisse zurückgegriffen werden. Oft können hier allein Schätzungen einen brauchbaren Bemessungswert ergeben.

Als erster Anhaltspunkt wären Literaturwerte und Angaben der Abwassertechnischen Vereinigung (ATV-A 118) heranzuziehen. Der hier angegebene tägliche Schmutzwasseranfall liegt in folgender Größenordnung:

Tabelle 1: Schmutzwassermengen nach ATV-A 118

Die hier angegebenen Schmutzwassermengen können allerdings nur zur Dimensionierung der Kanäle herangezogen werden, da diese für eine lange Betriebszeit (mindestens 50 Jahre) zu bemessen sind und deshalb entsprechende Reserven ausweisen müssen.

Für die Bemessung von Kläranlagen und Sonderbauwerken ist die in Tabelle 1 angegebene Wassermenge jedoch wesentlich zu hoch, da beispielsweise der mittlere Trinkwasserverbrauch bundesweit etwa bei 110 l/E*d (oft noch niedriger) liegt.

Gewerbliches und industrielles Schmutzwasser

Das gewerbliche bzw. industrielle Schmutzwasser setzt sich hauptsächlich aus folgenden Komponenten zusammen:

  1. Produktionswasser (technologisch bedingt)
  2. Reinigungswasser
  3. Kühlwasser (im allgemeinen nicht in die Kanalisation einzuleiten)
  4. Sanitärabwasser

Dabei sind jedoch nicht nur Betriebe zu berücksichtigen, sondern auch weitere gewerbliche Bereiche, wie Hotels und Gaststätten, Krankenhäuser und Sanatorien, Schulen, Campingplätze…

Abwassermengen aus gewerblichen und industriellen Bereichen sind durch Befragung und Erhebung und u. U. über eine Abwassermengenmessung zu ermitteln. Unter keinen Umständen dürfen hier Eigenversorgungen aus betrieblichen Wasserversorgungsanlagen vergessen werden.

Für geplante Industrie- und Gewerbegebiete, bei denen der tatsächliche Besatz noch unklar ist, können folgende Empfehlungen der ATV-A 118 [12] herangezogen werden:

  • Betriebe mit geringem Wasserverbrauch 0,5 l/s*ha
  • Betriebe mit mittlerem Wasserverbrauch 1,0 l/s*ha
  • Betriebe mit hohem Wasserverbrauch 1,5 l/s*ha

Auch hier sollte unbedingt zwischen hydraulischer Bemessung der Sammler (Angaben nach A 118 brauchbar) einerseits und Auslegung der Sonderbauwerke und der Kläranlage (Angaben nach A 118 meist deutlich zu hoch) andererseits unterschieden werden.

Auswahl des Entwässerungssystems

Prinzipiell kann zwischen drei Varianten der Entwässerung entschieden werden:

  • Mischsystem
  • Trennsystem
  • modifizierte Systeme

Bei der Planung einer Ortskonzeption sind diese Varianten zu betrachten und im Rahmen eines Variantenvergleiches zumindest Misch- und Trennsystem hinsichtlich ihrer Folgekosten bei Abwasserableitung und -behandlung gegenüberzustellen.

Bild 1: Entwässerungssysteme

Prinzipiell sollte sich die Auswahl des Entwässerungssystems an dem vorhandenen Netz orientieren. Bei Neuerschließung eines Einzugsgebietes oder bei der Umgestaltung bebauter Bereiche können folgende Ausführungen eine Entscheidungshilfe sein.

Anwendung des Mischsystems

Bei einem klassischen Mischsystem werden alle Abwässer (Schmutz- und Regenwasser) gemeinsam in einem Sammler abgeleitet und an geeigneter Stelle mittels Regenüberlaufbauwerk entlastet. Dadurch wird bei Trockenwetter der gesamte Trockenwetterabfluss der Kläranlage zugeführt. Bei Regenwetter wird der erste stark verschmutzte Spülstoß vom Beginn eines Regenereignisses sowie ein Teil des Regenwetterabflusses (mindestens die doppelte Schmutzwassermenge und das Fremdwasser) auf der Kläranlage behandelt. Der Hauptteil des (weniger belasteten) Niederschlages wird dagegen direkt an den Vorfluter abgeschlagen.

Der Aufbau eines Mischsystems ist dann von Vorteil, wenn in unmittelbarer Nähe kein geeigneter Vorfluter für eine direkte Ableitung des Regenwassers auf kurzem Weg zur Verfügung steht, d. h. ohnehin ein aufwendiges Netz für die Regenentwässerung erforderlich wäre.

Damit entsteht nur der Aufwand für ein Kanalsystem anstelle von zwei parallelen Kanalsystemen.

Vor allem in Städten mit älterer Bausubstanz ist weiterhin zu beachten, dass der Aufwand zur Trennung von Schmutz- und Regenwasser oftmals sehr hoch ausfällt:

  • Es besteht die Gefahr von Fehlanschlüssen in dicht bebauten Gebieten bei einer Umgestaltung vom Misch- zum Trennsystem.
  • Die meist mehrstöckigen Wohnhäuser werden oft im Mischsystem entwässert (sanitäre, nicht fäkalische Abwässer werden in die Regenfallrohre eingeleitet, Hofentwässerungen sind in die Hausanschlussleitung eingebunden, welche zu weiteren – hinter der Straßenfront liegenden – Gebäuden führen).
  • Eine Trennentwässerung kann hier oft nur aufgebaut werden, wenn vor dem Anschluss der Häuser innerhalb aller Gebäude eine komplette – und somit kostenintensive – Neuinstallation erfolgt ist.
  • Die erforderliche Umstellung in den Häusern parallel mit der Kanalisationsverlegung in der Straße führt oft zu großen technischen und organisatorischen Problemen.

Ein weiteres Argument für die Errichtung eines Mischsystems ist oftmals die relativ starke Verschmutzung der zu entwässernden Flächen bei dichter Bebauung und hoch belasteten Verkehrsflächen.

Der Vorteil des Mischwasserkanals liegt insbesondere in den meist praktisch geringeren Unterhaltskosten, da die Regenereignisse eine Spülwirkung haben.

Als Nachteile des Mischsystems stellen sich vor allem die kostenintensiven Regenüberlaufbauwerke und die relativ hohen Schmutzfrachten dar, die bei den Entlastungsereignissen dem Vorfluter zugeführt werden.

Außerdem können Fremdwässer nicht eingeleitet werden bzw. müssen sie mit hohen technischen und finanziellen Aufwand eliminiert werden, da Fremdwässer zu erheblichen Betriebsproblemen der Abwasserentsorgung (Transport zur Kläranlage, zwangsläufige „Mitbehandlung“, erhöhte Abwasserabgabe…) führen können.

Nachteilig ist weiterhin, dass erheblich höhere Wassermengen durch Regenereignisse zur Kläranlage gelangen, weil besonders bei lang anhaltenden Niederschlägen geringer Intensität keine oder nur geringe Entlastungen durch die Überlaufbauwerke erfolgen (Transport- und Behandlungskosten).

Anwendung des Trennsystems

Ein Trennsystem zeichnet sich durch die Verlegung zweier paralleler Sammler aus. Im Schmutzwassersammler werden alle Schmutzwässer gefasst. Der Regenwassersammler dient dagegen der Ableitung des Regen- und Schmelzwassers sowie des Fremdwassers.

Die Vor- und Nachteile des Trennsystems ergeben sich natürlich aus dem Umkehrschluss zu den genannten Vor- und Nachteilen des Mischsystems.

Ein Trennsystem empfiehlt sich genau dann, wenn am Standort eine Regenwasserableitung in Vorfluter/Gräben o. ä. auf kurzem Wege möglich ist und somit keine aufwendige Regenentwässerung erforderlich wird.

Die günstigste Entwässerungsvariante besteht natürlich in den Fällen, in denen generell nur ein Schmutzwassernetz erforderlich ist, d.h. auf die kostenintensive Regenwasserfassung (fast) völlig verzichtet werden kann (Entwässerung im ländlich strukturierten Bereich).

Wird die Variante der reinen Schmutzentwässerung angestrebt, sollte aber das Gespräch mit dem Betreiber vor Ort sowie mit den jeweiligen Anwohnern gesucht werden, um kritische Bereiche der natürlichen Regenwasserableitung (Einstau bei Niederschlägen, Pfützenbildung, verstärkte Eisbildung auf den Straßen im Winterhalbjahr…) zu selektieren.

In allen übrigen Fällen sollte aber das Regenwasser wie bisher

  • durch Versickerung,
  • durch Ableitung an der Oberfläche in das Gelände/Gräben,
  • in unmittelbar am Grundstück befindliche Wasserläufe/Gräben

abgeleitet werden.

Inwieweit für das Schmutzwassernetz letztendlich eine traditionelle Freispiegelentwässerung oder aber ein Sonderentwässerungsverfahren (Druckentwässerung; Vakuumentwässerung) zum Einsatz kommt, ist jeweils anhand der Verhältnisse (Kosten, Topographie; Anschlussdichte, Wasserschutzgebiete…) vor Ort zu entscheiden.

Modifizierte Systeme

Modifizierte Systeme stellen eine Mischform beider Systeme dar.

Sie basieren auf der Reduzierung bzw. vollständigen Vermeidung der abzuleitenden Regenwassermengen durch kurze (möglichst auch oberflächliche) Ableitung zum Vorfluter bzw. Versickerung auf den Grundstücken.

Nur das anfallende Schmutzwasser und das Regenwasser von stark verschmutzten Einzelflächen (Bundesstraßen, bestimmte Gewerbeflächen…) kommt zur Ableitung und Behandlung.

Es ist bei jeder Planung einer Ortsentwässerung in jedem Fall darauf zu achten, dass die entsprechenden Variantenvergleiche hinsichtlich der Entwässerungssysteme durchgeführt werden, da das Kanalnetz den dominierenden Kostenfaktor bei der Abwasserbeseitigung darstellt.

Ableitung des Abwassers

Freispiegelentwässerung

Die klassische Möglichkeit, Abwasser vom Entstehungs- bzw. Anfallort zur Behandlung oder Einleitung zu transportieren, ist die Freispiegelentwässerung. Hierbei wird unter Ausnutzung der Erdbeschleunigung das Wasser entsprechend der natürlichen Entwässerungsrichtung abgeleitet.

Sonderentwässerung

Der Einsatz von Sonderentwässerungsverfahren erfolgt zum einem aufgrund topographischer Bedingungen, die eine reine Freispiegelentwässerung nicht möglich bzw. nicht sinnvoll erscheinen lassen, und zum anderen bei der Entwässerung relativ dünn besiedelter Gebiete, da sich dort aufgrund der geringen Einwohnerdichte sehr hohe spezifische Kanallängen pro Einwohner ergeben. Mit einer Sonderentwässerung lassen sich dann im Vergleich zum Freispiegelkanal vergleichsweise geringe Kosten pro Meter Sammler erzielen.

Eine pauschale Angabe zum Grenzbereich zwischen Anwendung der Freispiegelentwässerung und einer Sonderentwässerung (wie Druckentwässerung) – z. B. in Abhängigkeit der durchschnittlichen Sammlerlänge pro Einwohner – ist nicht möglich, da aufgrund verschiedener Besiedlungsstrukturen völlig unterschiedliche Ergebnisse erzielt werden können. Entscheidend ist hierbei u.a. die Anzahl der erforderlichen Hausanschlüsse. Es ist also in jedem Fall eine Einzelprüfung erforderlich, ob im konkreten Anwendungsfall eine traditionelle Freispiegelentwässerung oder eine Sonderentwässerung zum Einsatz kommen sollte.

Prinzipiell kann jedoch davon ausgegangen werden, dass es sinnvoll ist, ab einer Größenordnung von ca. 6 m Kanal/E zu prüfen, inwieweit eine Sonderentwässerung Kostenvorteile erbringt; als pauschale Grenzgröße ist dieser Wert jedoch nicht geeignet.

Druckentwässerung

Bei Anwendung von Druckentwässerung zur Schmutzwassersammlung in Orten/Ortsteilen werden im Normalfall Druckleitungen (überwiegend PE) im Dimensionsbereich DN 50 bis DN 110 eingesetzt.

Unterhalb DN 80 erfolgt grundsätzlich bei einer Förderung von Rohabwasser der Einsatz von Schneidradpumpen.

Als Hauspumpstationen kommen üblicherweise Fertigteil-Kompaktpumpstationen zum Einsatz.

Bei den meisten Fabrikaten handelt es sich hierbei um Fertigteilschächte aus PE oder Beton, ausgerüstet mit einer Tauchpumpe geringer Fördermenge/Förderhöhe (ca. 5 l/s auf 15 m), wobei die meisten Hersteller aufgrund des geringen Durchgangs dieser Aggregate Schneidradpumpen zum Einsatz bringen.

Nachteile der Druckentwässerung:

  • gegenüber der Freispiegelentwässerung erhöhter Wartungsaufwand für die Pumpwerke (bei größeren Netzen ab ca. 400 DM/a*PW)
  • kürzere Abschreibungszeiträume für die Ausrüstungsanteile
  • Verweildauer bei längeren Strecken (Ablagerungen, Anfaulen des Abwassers – ggf. Anordnung einer Druckluftspülstation)
  • Einsatz von Fremdenergie

Nicht korrekt ist jedoch das allgemeine Vorurteil hinsichtlich der Energiekosten, da z.B. bei einem durchschnittlichen Hauspumpwerk eines Einfamilienhauses lediglich Energiekosten in der Größenordnung von ca. 10 – 20 DM/a anfallen.

Vakuumentwässerung

Die Kosten für das Leitungsnetz gestalten sich analog zur Druckentwässerung.

Ein Vorteil der Vakuumentwässerung besteht darin, daß aufgrund des Unterdruckes kein Abwasser in das Grundwasser sickern kann (Wasserschutzgebiete!).

Im Havariefall (Undichtheit) ist allerdings die Abwasserableitung nahezu unterbunden, andererseits ist die Leckagesuche relativ leicht durchzuführen.

Die Hausanschlussstationen sind im Falle der Vakuumentwässerung deutlich kostengünstiger als bei der Druckentwässerung, allerdings fallen die relativ aufwendigen Vakuumstationen bei Kostenvergleichen stark ins Gewicht.

Im Ergebnis ist eine Vakuumentwässerung nur bei einer relativ großen Anzahl derart anzuschließender Grundstücke wirtschaftlicher als eine analog verlegte Druckentwässerung.

Auswahl der Sonderentwässerung

Nachfolgendes Diagramm zeigt diesen Sachverhalt nur an Hand der primär anfallenden Investitionskosten (nur Investitionskosten für Pumpstationen bzw. Vakuumstationen u. Hausanschlussstationen, die Sammlernetze sind in etwa kostenäquivalent):

Diagramm 1: Kostenvergleich Druckentwässerung/Vakuumentwässerung

Die Wirtschaftlichkeit des jeweiligen Entwässerungssystems im direkten Vergleich ist also stark von der Anzahl der zugehörigen Stationen abhängig.

Das Diagramm bietet die Möglichkeit abzuwägen, inwieweit z.B. der Einsatz einer speziellen Sonderentwässerung wirtschaftlich ist.

Insbesondere im Grenzbereich ist jedoch ein Betriebskostenvergleich erforderlich. Die größten Differenzen bei den Betriebskosten im Vergleich der Systeme sind im Bereich der Wartungskosten zu erwarten.

Zu beachten ist allerdings, daß die Einsatzmöglichkeit der Vakuumentwässerung stark von der Topographie des Einzugsgebietes abhängt, da diesem Entwässerungssystem mit 3 bis 4 m geodätischer Höhendifferenz mit durchschnittlichem Aufwand eine Grenze gesetzt ist.

Sonderbauwerke

Zu den Sonderbauwerken werden folgende Anlagen der Kanalisation gezählt:

  • Regenbecken (Regenüberlaufbecken, Regenklärbecken, Regenrückhaltebecken)
  • Regenüberläufe
  • Pumpwerke
  • Ein- und Auslaufbauwerke

Regenüberlaufbecken

Eine der Hauptaufgaben der Ortsentwässerung ist die schadlose Ableitung der anfallenden Regenwassermengen.

Da während eines Regenereignisses die zur Ableitung kommende Abwassermenge um ein Vielfaches – gegenüber dem Trockenwetterabfluss – erhöht wird, ist durch geeignete Maßnahmen der Abfluss zur Kläranlage zu begrenzen. Dies geschieht im allgemeinen durch den Einsatz von Regenbecken.

Ziel ist es, dass anfallende unverschmutzte bzw. nur gering belastete Regenwasser dem Vorfluter zuzuführen.

Im Mischsystem werden deshalb Regenüberlaufbecken vorgesehen, die nur den Trockenwetterabfluss und einen Teil des Regenwetterabflusses der Kläranlage zuführen (vergl. Abschnitt 2.1).

Regenrückhaltebecken

Bei Trennsystemen wird zur hydraulischen Entlastung auf Regenrückhaltebecken zurückgegriffen, welche den gesamten Regenwasseranfall zwischenspeichern und dann gedrosselt an den Vorfluter bzw. den folgenden Kanalabschnitt abgeben. Solche Rückhaltebecken sollten in Mischsystemen nur in Ausnahmefällen angewendet werden, da in diesem Fall kein Abwurf in den Vorfluter erfolgt, und deshalb ein Hauptteil des gespeicherten Regenwassers zur Kläranlage abgeleitet wird und dort hohe Betriebskosten verursacht.

Regenklärbecken

Der Einsatz von Regenklärbecken wird immer dann erforderlich, wenn das abgeleitete Regenwasser nicht den Anforderungen zum Einleiten in den Vorfluter entspricht. Dies trifft oft nur bei sehr kleinen oder sensiblen Vorflutern, bei Schutzgebieten bzw. bei stark verschmutzten Einzelflächen zu. Keinesfalls ist davon auszugehen, daß Regenwasser aus normaler Wohnbebauung (im Trennsystem abgeleitet) behandlungswürdig ist.

Regenwasserableitung und -mengenermittlung

Zur Dimensionierung von Regen- und Mischwassersammlern ist immer die abzuführende Regenwassermenge bestimmend.

Folgende grundlegende Ausgangswerte sind für die Bemessung der Freispiegelsammler entscheidend:

Berechnungsregen

Basis sollten langjährige Niederschlagsmessungen unter Anwendung statistischer Methoden für ein bestimmtes Gebiet sein (z. B. Meteorologisches Gutachten vom Deutschen Wetterdienst).

Regenhäufigkeit

Die Regenhäufigkeit dient der rechnerischen Ermittlung des Regenabflusses und ist deshalb von besonderer Bedeutung. Sie drückt das Sicherheitsbedürfnis der Kommune für ein bestimmtes Gebiet gegen Überflutung im Starkregenfall aus und schlägt sich in der statistischen Sicherheit nieder.

Grundlage der Festlegung ist das ATV-Regelwerk A 118 [12].

Regendauer

Die Regendauer wird maßgebend von der Neigung der Einzugsfläche sowie deren Befestigungsgrad (BFG) bestimmt. Auch hier gilt das Arbeitsblatt A 118 als Anhaltspunkt.

Fremdwasser

Zum Begriff „Fremdwasser“ werden alle die Wässer zusammengefasst, die nicht durch den häuslichen oder gewerblich-industriellen Gebrauch verunreinigt werden oder aus Niederschlagsereignissen hervorgehen.

Im einzelnen sind dies besonders Drainage- und Sickerwasser, Brunnenüberläufe, Bäche und in den Schmutzwassersammler eindringendes Regenwasser.

Fremdwassermengen sind am besten durch Messung in den Nachtstunden zu ermitteln. Liegen keine zuverlässigen Messungen vor, so kann u. a. wieder die ATV mit den Arbeitsblättern A 118 [12] und A 128 [16] herangezogen werden.

Für die Bemessung von Kanälen (A 118) werden oft in Ermangelung genauer Messungen folgende Ansätze gemacht:

  • Misch- und Regenwasserkanäle: Qf24 = 25 % – 40 % Qs24
  • Schmutzwasserkanäle: Qf24 = 100 % Qs24

Bei Sonderbauwerken (Regenüberlaufbauwerke A 128) weichen diese Mengen deutlich von der A 118 ab. Es gelten im allgemeinen folgende Ansätze, bezogen auf die undurchlässige Fläche des Einzugsgebietes:

  • neue Kanäle Qf24 = 0,05 l/s*ha
  • normale Kanäle Qf24 = 0,10 l/s*ha
  • alte Kanäle Qf24 = 0,15 l/s*ha

Diese allgemeinen Ansätze können jedoch nur als Orientierung dienen und sind auf die besonderen Bedingungen des Einzugsgebietes (z. B. Grundwasserstand, Zustand der Kanäle…) abzustimmen.

Werdau, im Juni 2003

Dr. -Ing. Jens Friedemann
Institut für Wasserwirtschaft Halbach

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