gwf Wasser/Abwasser IT-Branchenlösungen für die Wasserwirtschaft (Vorschau)
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<strong>Abwasser</strong>behandlung | FACHBERICHTE |<br />
und etwa 450 µg/L Zn. Die gelösten Anteile liegen jeweils<br />
deutlich darunter. Für <strong>die</strong>se beiden Stoffe ist zudem im<br />
Entwurf der Mantel-V im Vergleich zur BBodSchV eine<br />
deutliche Verschärfung der Prüf- bzw. Grenzwerte angesetzt<br />
(siehe Tabelle 1), <strong>die</strong> möglicherweise bei zukünftigen<br />
Versuchen berücksichtigt werden muss.<br />
2.2 Eisen, Natrium und Calcium<br />
Weitere aufkommensrelevante Kationen im Straßenabfluss<br />
sind Eisen, Natrium (Na) und Calcium (Ca). Dabei<br />
liegt frisch korro<strong>die</strong>rtes Eisen partikulär vor und kann<br />
somit durch Sedimentation entfernt werden [6, 15]. Da<br />
einige der vom DIBt zugelassenen und auf dem Markt<br />
erhältlichen Substrate eisenhaltig sind und das Eisen bei<br />
<strong>die</strong>sen Anlagen <strong>für</strong> <strong>die</strong> stoffliche Rückhalteleistung<br />
entscheidend ist, würde <strong>die</strong> Berücksichtigung von Eisen<br />
bei <strong>die</strong>sen Untersuchungen zu ungleichen Versuchsbedingungen<br />
führen, weshalb aus versuchspraktischen<br />
Erwägungen darauf verzichtet wurde.<br />
Die Einflüsse von Natrium und Calcium auf das<br />
Standzeitverhalten werden durch <strong>die</strong> Berücksichtigung<br />
von chloridischen Auftausalzen (Straßenwinter<strong>die</strong>nst)<br />
untersucht, wodurch auch der in Tabelle 2 aufgeführte<br />
Spitzenwert von Chlorid (Cl) berücksichtigt wird. NaCl<br />
ist das in Deutschland am häufigsten verwendete Auftausalz<br />
[16]. Außerdem wird in <strong>die</strong>sem Vorhaben zusätzlich<br />
das zweiwertige Calcium neben dem einwertigen<br />
Natrium abgebildet. Die Berücksichtigung von Calcium<br />
bildet nicht nur einen möglichen Anteil im auf den Straßen<br />
ausgebrachten Feuchtsalz (Calciumchlorid (CaCl 2 )) ab,<br />
sondern auch den Abrieb der Fahrbahnoberfläche,<br />
welcher zusammen mit den örtlichen Gegebenheiten<br />
den Calciumeintrag in situ darstellt.<br />
3. Darstellung des neu entwickelten<br />
Laborverfahrens<br />
3.1 Versuchsaufbau<br />
Bei den Standzeitversuchen werden <strong>die</strong> zu untersuchenden<br />
Rinnensysteme mit Originalbreite und einer Baulänge<br />
von 0,50 m bzw. 1,00 m im Versuchsmodell verwendet. Die<br />
Einfüllhöhen, <strong>die</strong> Substratmengen sowie <strong>die</strong> Einbringverfahren<br />
entsprechen den Angaben der Einbauanleitungen<br />
der Hersteller. Die Rinnen selbst werden mithilfe einer Beregnungsanlage<br />
über 625 Edelstahlkanülen (Durchmesser<br />
0,90 mm) beschickt, <strong>die</strong> an einer quadratischen, geschlossenen<br />
Acrylwanne mit einer Kantenlänge von 1 m oberhalb<br />
der Hersteller systeme befestigt sind. In der Wanne befindet<br />
sich ein unter Druck stehendes <strong>Wasser</strong>reservoir, welches<br />
mittels einer Pumpe über den Vorlagebehälter gespeist<br />
wird. Die Beregnungsintensität wird über den Durchfluss<br />
der Pumpe sowie den <strong>Wasser</strong>druck im <strong>Wasser</strong>reservoir<br />
gesteuert, über das Schwebekörper-Durchflussmessgerät<br />
bestimmt und über <strong>die</strong> Waage kontrolliert (Bild 1).<br />
Bei <strong>die</strong>sem Versuchsaufbau werden <strong>die</strong> Rinnen sowohl<br />
direkt von oben als auch über Edelstahlbleche seitlich mit<br />
dem Beschickungswasser beaufschlagt (Bild 2).<br />
Bild 1. Versuchsaufbau <strong>für</strong> Rinnensysteme – Fließbild.<br />
Bild 2. Versuchsaufbau <strong>für</strong> Rinnensysteme – Ansicht der Beregnungsanlage,<br />
der beiden Edelstahlbleche sowie in der Mitte unten <strong>die</strong> beiden<br />
hintereinander angeordneten Rinnenkörper (Doppelbestimmung).<br />
Das bei <strong>die</strong>sen Versuchen verwendete Beschickungswasser<br />
besteht aus deionisiertem <strong>Wasser</strong>, welches<br />
künstlich mit den aufkommensrelevanten Schwermetallen<br />
Zink und Kupfer angereichert wird. Die beiden<br />
Schwermetalle werden in Kombination als gut lösliche<br />
Nitrat-Salze zugegeben, damit <strong>die</strong> Wechselwirkungen<br />
zwischen beiden Schwermetallen und den jeweiligen<br />
Substraten zeitgleich untersucht werden können, wobei<br />
<strong>die</strong> in den Chemikalien enthaltenen Anionen keinen<br />
Einfluss auf <strong>die</strong> Funktionsweise der Substrate haben. Die<br />
elektrische Leitfähigkeit (LF) des deionisierten <strong>Wasser</strong>s<br />
ohne Zusätze beträgt ca. 1 µS/cm. Der pH-Wert der Lösung<br />
wird mit Salpetersäure auf pH 4,8 bis pH 5,1 eingestellt,<br />
damit <strong>die</strong> beiden Schwermetalle vollständig gelöst<br />
vorliegen. Es wird kein Puffer hinzugegeben, damit sich<br />
der pH-Wert des <strong>Wasser</strong>s in der Anlage entsprechend den<br />
darin vorherrschenden Bedingungen zügig ver ändern<br />
kann. Somit können <strong>die</strong> substratspezifischen Wirkungsmechanismen<br />
zum Rückhalt von Kupfer und Zink, zu denen<br />
<strong>die</strong> Adsorption, der Ionenaustausch sowie <strong>die</strong> Fällung<br />
mit Filtration gehören, realitätsnah abgebildet werden.<br />
Die auf den Anschluss befestigter Verkehrsflächen<br />
bezogenen, gelösten Jahresfrachten von 135 mg/m² Zn<br />
und 15,5 mg/m² Cu werden entsprechend der Modell-<br />
Mai 2014<br />
<strong>gwf</strong>-<strong>Wasser</strong> <strong>Abwasser</strong> 633
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