Leistungsbeurteilung der SABA Attinghausen - wst21 Michele Steiner

A K T U E L L | A C T U E LHAUPTARTIKEL | ARTICLE DE FONDLeistungsbeurteilung der SABA AttinghausenHalbzeit des MonitoringsITER Attinghausen: analyse deperformanceMonitoring: mi-temps du programmeLa nouvelle installation de traitement des eauxroutières (ITER) Attinghausen dans le canton d’Uritraite les eaux routières du tronçon autoroutierErstfeld-Amsteg (A2). Selon les résultats obtenusjusqu’ici, 95% des eaux routières sont inté -gralement traités et aucune baisse significativede la capacité de filtrage du bassin de rétentionFerrosorp n’a été mise en évidence. Ce bassinélimine efficacement les substances non solubleset les métaux lourds. Le monitoring en placejusqu’à fin 2008 montrera si les estimationssont réalistes quant à la capacité du décanteurlamellaire. Il s’agira également d’évaluer la capa -cité de filtrage du bassin de rétention à zéolithe.Performance Evaluation of RRTPAttinghausenHalftime of MonitoringA new type of road runoff treatment plant (RRTP),the RRTP Attinghausen, located in the CantonUri purifies the road runoff of the A2 motorwaysection Erstfeld–Amsteg. The RRTP Attinghausenhas been monitored intensively since November2006. The results show that 95% of the inletcould be treated completely. The hydraulic performanceof the ferrosorp-based filter basin hasremained almost constant over time. The heavymetals were removed successfully with this kind offilter basin, as well as total suspended solids andhydrocarbons. The monitoring will be continueduntil the end of 2008 and will show if the treatmentperformance of the lamellar separator can beconfirmed. Another task to be completed will be theassessment of the zeolite-based filter basin.Die neuartige Strassenabwasserbehandlungsanlage (SABA) Attinghausenim Kanton Uri behandelt das Strassenabwasser der A2 des AbschnittsErstfeld-Amsteg. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass 95 % des Wassersvollständig behandelt werden konnten. Die hydraulische Leistungsfähigkeitdes Ferrosorp-Retentionsfilterbeckens (RFB) zeigt bisher keine signifikanteBeeinträchtigung. Diese Art von Filterbecken entfernt die gesamtenungelös ten Stoffe sowie die Schwermetalle wirkungsvoll aus dem Strassenabwasser.Das noch bis Ende 2008 dauernde Monitoring wird zeigen,ob die Abschätzungen zur Leistungsfähigkeit des Lamellenabscheiderszutreffen. Ebenso kann die Leistung des Zeolith-Retentionsfilterbeckensbis dann beurteilt werden.1. EinleitungMichele SteinerDie wirksame Behandlung von stark verschmutztemStrassenabwasser durch bewachseneBodenfilter erfordert viel Platz, dervor allem in urbanen Räumen oft nicht vorhandenist. Deshalb wurden in den letztenJahren und werden immer noch Strassenabwasserbehandlungsanlagen(SABAs) entwickelt,die das Strassenabwasser auf geringerer Flächebehandeln. Demzufolge werden diese neuenSABA-Typen hydraulisch teilweise deutlichhö her belastet als bewachsene Bodenfilter,weshalb sie auch als hochbelastete SABAs bezeichnetwerden. Wegen der Anwendung voneher technischen Verfahren wie beispielsweiseeiner speziellen Adsorptionsschicht oder einemgwa 7/2008 531

A K T U E L L | A C T U E LHAUPTARTIKEL | ARTICLE DE FONDLamellenabscheider werden solcheSABAs auch technische SABAs genannt.Einige der neuartigen technischenVerfahren haben ihre Wirksamkeit inder kommunalen Abwasserbehandlung,der Trinkwasseraufbereitungoder der Industrieabwasserbehandlungbereits unter Beweis gestellt.Andere, vor allem Verfahrens kom -binationen, sind speziell für die Anforderungenzur Strassenabwasserbehandlungentwickelt worden. Strassenabwasserist für die Behandlungein anspruchsvolles Medium. DieGründe dafür sind die hohe Variabi -lität des Durchflusses und der Schadstoffkonzentrationensowie die chemisch,physikalisch und biologischunterschiedlichen Eigenschaften derSchadstoffe. Deshalb ist es sinnvoll,die Leistungsfähigkeit von neuenVerfahrenstypen mit einem Monitoringprogrammzu testen. Neben derLeistungsüberprüfung können dankeinem Monitoring verfahrenstechnischeGrundlagenkenntnisse ge won -nen werden, die eine bessere Dimensionierungkünftiger typen gleicherAnlagen ermöglichen.Die SABA Attinghausen im KantonUri ist ein solcher neuartiger SABA-Typ. Im Vergleich zu bewach senenBodenfiltern benötigt diese SABAweniger Fläche und soll trotz demeine sehr hohe Reinigungsleis tungerreichen. Dieser Artikel fasst diebisherigen Erkenntnisse aus dem Monitoringder SABA Attinghausenzusammen.2. SABA AttinghausenDie SABA Attinghausen und ihrebeiden Schwesteranlagen, dieSABAs Epp und Wiler, befinden sichan der A2 zwischen Erstfeld undAmsteg im Kanton Uri. Die von einemIngenieurbüro in Baar teilweisein Zusammenarbeit mit der Eawagentwickelte SABA Attinghausenrei nigt das Strassenabwasser einerStrassenfläche von 11,5 ha mit einemVerkehrsaufkommen von durch -schnitt lich 21000 Fahrzeugen proTag.Die Verfahrenskombination derSABA Attinghausen ist neuartig undbesteht aus zwei Reinigungsstufen:dem Lamellenabscheider als Vorreinigungund den beiden Retentions fil ter -becken als Hauptreinigungsstufe (Abb. 1).Der Lamellenabscheider hat die Aufgabe, ineinem ersten Schritt die im Strassenabwasserenthaltenen Grobstoffe wie zum Beispiel Sand,Schnittgutreste oder auch Zigarettenstummelabzutrennen. Im zweiten Schritt werden diesedimentierbaren Partikel mit Hilfe der Lamellenaus dem Strassenwasser entfernt undzusammen mit den Grobstoffen im Schlammbunkergespeichert. Da durch wird bereits einTeil der Schad stoffe abgetrennt. Für den Betriebder beiden Retentionsfilterbecken istdiese Partikelabtrennung wichtig, weil damitdie Kolmation reduziert wird.Nach der Vorreinigung im Lamellenabscheidergelangt das Strassenabwasser in die beidenRetentionsfilterbecken. Die Aufgabe der Reten -tionsfilterbecken ist es, zuoberst in der Splitt-Sandschicht die Feinpartikel abzutrennen undanschliessend die gelösten Schwermetalle ineiner Adsorptionsschicht zurückzuhalten. DieAdsorptionsschicht der beiden Retentionsfilterbeckenbesteht aus jeweils unterschiedli chenAdsorbermaterialien. Während in einem Beckendas Eisenhydroxid Ferrosorp eingebautwurde, besteht die Adsorberschicht im anderenBecken aus Zeolith. Im Sommer sind beideBecken in Betrieb, im Winter nur das Ferrosorp -becken. Mit dieser Betriebsart können die imSommer häufiger auftretenden hohen Ab flussintensitätenaufgefangen und behandelt werden.Zudem wird dadurch die Rücklösung vonSchwer metallen aus der Zeolithschicht,bedingtdurch den Streusalzeinsatz im Winter, verhindert.RetentionsfilterbeckenDurchflussmessungen4Neuer Standort:DurchflussmessungLamellen12Probenahmestelle:Zulauf- GUS, Schwermetalle, PAK- Trübung, Temperatur, LeitfähigkeitProbenahmestelle:Ablauf Absetzbecken- GUS, Schwermetalle, PAK- TrübungStilleReuss5Niveaumessung36Probenahmestelle:Ablauf Retentionsfilter- GUS, Schwermetalle, PAK- Trübung, Temperatur, Leitfähigkeit7 RegenmesserAbb. 1 Räumliche Anordnung der einzelnen Verfahrensstufen der SABA Attinghausen (links), schematische Anordnung der Messgeräte (rechts). (Quelle: ARP).532gwa 7/2008

A K T U E L L | A C T U E LHAUPTARTIKEL | ARTICLE DE FONDEine detaillierte Beschreibung der SABA Attinghausensowie des Monitorings ist in [1] zufinden.3. Ausgangslage und KennzahlenDie SABA Attinghausen ist seit Mai 2006 inBetrieb. Mit dem Monitoring konnte imNovember 2006 begonnen werden. Bedingtdurch den bereits erfolgten Streusalzeinsatzwurde die SABA auf «Winterbetrieb» (Ferrosorpbecken)eingestellt. Dieser Betriebsmoduswurde mit einem kurzen Unterbruch vonwenigen Wochen im Herbst 2007 beibehalten.Bezüglich der Messtechnik gilt es zu erwähnen,dass die Durchflussmessung im Zulauf AnfangMärz 2008 umplatziert wurde. Diese Massnahmewurde notwendig, weil durch die halboffeneWildbachschale zu viel Schnitt- und Mähgutzur SABA gelangten. Dies führte zu einer zustarken Beeinträchtigung der Durchflussmessung.Aus diesem Grund beruhen die Auswertungenin diesem Beitrag auf Schadstoffkonzentrationen.Die frachtspezifische Beur tei lungwird aufgrund der Messungen bis Ende 2008erfolgen. Die Tabelle 1 gibt eine Übersichtüber die vorliegenden analysierten Ereignis -se sowie über die Anzahl der Proben.4. Regenhöhe und RegenverteilungDie Charakterisierung des Regens sowie derRegenereignisse ist für das Monitoringwichtig, weil sich daraus die zu analysierendenEreignisse bestimmen lassen. Die Abgrenzungder Regenereignisse wurde mit einer eigens zurDatenauswertung und Zeitreihenanalyse vondynamischen Prozessen entwickelten Softwaredurchgeführt. Die Kriterien zur Abgrenzungder Niederschlagsereignisse waren eine minimaleRegensumme von 1,5 mm (BenetzungsundVerdunstungsverluste) und eine niederschlagsfreieZeit von 30 Minuten (GeometrieEinzugsgebiet). Die Ergebnisse der Regendatenvon Februar 2007 bis April 2008 sind inAbbildung 2 dargestellt.Wie erwartet zeigt sich, dass zwei Drittel dertotal zum Abfluss gelangenden Niederschlagshöheauf Regenereignisse entfallen, die in ihrerSumme kleiner als 10 mm sind. Regenereignissemit einer Gesamthöhe kleiner 7 mm machenin etwa die Hälfte der insgesamt zum Abflussgelangenden Niederschlagsmenge aus. Entsprechend dieser Verteilung wurden auch dieanalysierten Ereignisse (Tab. 1) ausgewählt, in -dem die Ereignisklasse mit 2–4 mm Regenhöheam häufigsten beprobt wurde (8).DatumEreignisseZulaufSABAAblauf LamellenabscheiderAblaufFerrosorpAblaufZeolithRegenhöhe[mm]8.3.2007 4 4 3 6,01.5.2007 7 7 4 8,313.11.2007 4 2,516.12.2007 4 2 / 2,417.12.2007 7 12,718.12.2007 8 2,2 / 1,511.1.2008 24 24 2 3,315.1.2008 13 13 5 6,2 / 8,530.1.2008 13 13 1 2,6 / 2,213.2.2008 9 9 1 2,6Summe 70 70 35 4Tab. 1 Übersicht der bisher analysierten Ereignisse, der Anzahl der analysierten Proben und der Regenhöhenpro Ereignis. Pro Tag sind mehrere Ereignisse möglich. Die Analytik wird vom Laboratorium der Urkantonedurchgeführt.VerteilungRegenhöhe pro Klasse [%]2520151050Regenhöhenklassen [mm]Abb. 2 Verteilung der Niederschlagsereignisse nach Regenhöhenklassen.5. Hydraulische Leistungs -fähigkeit2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 325.1 Berechnung des hydraulischenWirkungs gradesDer hydraulische Wirkungsgrad einerSABA sagt aus, wie hoch derAnteil des Wassers ist, welcher durchdie SABA oder durch einzelne Verfahrensstufengeleitet wird. Zur Leistungsbeurteilungder Schadstoffent -fernung ist der hydraulische Wirkungsgradwichtig, weil Strassenwasser,welches die SABA nichtdurch läuft, auch nicht gereinigt wird.VerteilungSumme100806040200Totale Regenhöhe [%]Entsprechend sinkt der Gesamtwirkungsgrad einer SABA (Gleichung1). SABA,gesamt (t)= Hydraulisch (t) Schadstoff (t)(1)Die Vorentlastung der SABA Attinghausenwurde auf ein einjährigesRegenereignis dimen sioniert. Gemässdiesen Grundlagen ist pro Jahrmit einer entlasteten Wassermengevon 500 m 3 zu rechnen. Seit der Inbetriebnahmeder Mess technik imNovember 2006 sind bis Ende April2008 rund 65 000 m 3 Strassenab-gwa 7/2008533

A K T U E L L | A C T U E LHAUPTARTIKEL | ARTICLE DE FONDwasser durch das Retentionsfilterbeckender SABA Attinghausen geflossen.Zuvor wurden total 955 m 3oder 636 m 3 pro Jahr entlastet, wasder Dimensionie rung von 500 m 3 proJahr entspricht. Die entlastete Mengedes Ferrosorp- Reten tions fil ter -beckens (RFB) beträgt insgesamt2200 m 3 oder 1450 m 3 pro Jahr, istalso trotz des Betriebs der SABAmit nur dem Ferrosorp-RFB im berechnetenBereich. Ausgehend vomZufluss wurden 98,5% durch dieSABA und 95,1% durch das Fer -rosorp-RFB geleitet. Solch hohehydraulische Wirkungsgrade sindsinnvoll für Anlagen mit einer hohenEliminationsleistung.spezifische Filterleisung [¬/(m 2 min)]2.521.510.5Abb. 3 Spezifische Filterleistung des Ferrosorpbeckens.Niveau 0,7 mNiveau 0,5 mNiveau 0,3 m0Dez 06 Feb 07 Apr 07 Jun 07 Aug 07 Okt 07 Dez 07 Feb 085.2 FerrosorpbeckenBis 31. März 2008 wurden im Ferrosorp-Retentionsfilterbeckenbisherrund 100 m 3 Stras senabwasser proQuadratmeter Filterfläche behandelt.Zur Feststellung einer mögli -chen Kolmation wurde der Verlaufder spezifischen Filterleistung anhandvon neun über den Zeitraumvon Dezember 2006 bis Februar2008 verteilten Abflussereignissenbestimmt. Der spezifische Durchflusspro Minute und pro QuadratmeterFilterfläche in Abhän gigkeitdes Wasserstandes im Becken ist inAbbildung 3 dargestellt.Die spezifische Filterleistung verläuftfür alle Einstauhöhen im betrachtetenZeitraum parallel. Ob in diesem Zeitraumeine Abnahme stattgefun den hat, ist schwierigzu beurteilen, da die Werte schwanken undder Verlauf ab März 2008 noch offen ist. Solltensich die Anfang Februar gemessenen Wertebestätigen, würde die hydraulische Leistungallmählich abnehmen. Zur Lokalisierung einesmöglichen Kolmationshorizontes, beispielsweisean der Oberfläche des Retentionsfilterbeckens,werden ge gen Ende des Monitoringsgezielte Versickerungsversuche durchgeführt.Doch auch wenn eine allmählicheKol ma tion stattfinden würde, müsste dieOberfläche des Ferrosorp-RFB erst in etwaeinem Jahr, also nach einer Betriebsdauer vonüber drei Jahren, auf geraut bzw. anderweitigbehandelt werden.6. Schadstoffentfernung6.1 Konzentration im SABA-ZulaufZur Leistungsbeurteilung einer SABA sind imersten Schritt die Kon zentrationen und Frachtenim Zulauf zur Anlage massgebend. Infolgeder erwähnten Beeinträchtigungen der Durchflussmessungim Zulauf werden an diesen Stellendie gemessenen Konzentrationen verwendet.Als Kennzahlen werden der Median unddie Mittelwerte berechnet, die mit den Datenaus Messungen des Strassenabwassers der Kantonsstrassein Burgdorf mit einem DTV 1 von17 000 verglichen werden (Abb. 4) [2].Ein Vergleich der Konzentrationen mit denDaten aus Burgdorf [2] ist in Folge der ähnlichenVerkehrsbelastung sinnvoll. Die deutlichstenUnterschiede sind bei den gesamtenungelösten Stoffen (GUS) zu erkennen. Bezüglichdes Mittelwertes sind die im Zulauf zur SABA1durchschnittlicher Tagesverkehr (DTV)Konzentrationen [µg/¬]GUS [mg/¬]10 0001000100105134100Zulauf (Mittelwert)Zulauf (Median)Daten [2]139106034572040103029006479623346225299Verhältnisse der Mittelwerte1.41.210.80.60.40.210GUS Cr Cu Fe Ni Pb Zn GUS Cr Cu Fe Ni Pb ZnAbb. 4 Gemessene Konzentrationen im Zulauf zur SABA Attinghausen sowie im Strassenabwasser Burgdorf [2] (links). Verhältnis der Mittelwerte im Zulauf der SABA Attinghausenmit den Mittelwerten des Strassenwassers der Kantonsstrasse in Burgdorf [2] (rechts).534gwa 7/2008

A K T U E L L | A C T U E LHAUPTARTIKEL | ARTICLE DE FONDAttinghau sen gemessenen Konzentrationen halbso hoch wie diejenigen in Burgdorf (Abb. 4).Dasselbe trifft auch auf Blei zu, allerdings aufeinem sehr tiefen Kon zentrationsniveau. Ebenfallstiefer ist in Attinghausen die Eisenkonzentration.Die Mittelwerte der Kupfer- undZinkkonzentrationen sind vergleichbar, auchwenn Zink im Zulauf der SABA Attinghausenerhöht ist. Dies ist in Anbetracht der dochvergleichsweise deutlich tieferen GUS-Konzentrationenbeachtlich. Die Unterschiede inder Qualität der beiden Strassenabwässer kön -nen hauptsächlich auf den unterschiedlichenStrassentyp und das unterschiedliche Verkehrsverhaltenzurückgeführt werden. Ebenfalls zuberücksichtigen ist das in den Wintermonatenim Vergleich zum Sommer deutlich geringereVerkehrsaufkommen auf der A2. Bedingt durchdie Probenahmen hauptsächlich im Winter kannerwartet werden, dass die Konzentrationen imSommer zunehmen.Es ist wichtig zu erwähnen, dass die Stoffkonzentrationenwährend eines Regenereignissesstark variieren, was durch die unterschiedli chenWerte des Medians und des Mittelwerts bereitsangedeutet ist. Konkret betragen die 90 % Per -zentile von GUS 107 mg/¬, von Kupfer 100 µg/¬,von Zink 590 µg/¬ und von Kohlenwasserstoff(KW) 515 µg/¬. Mit diesen hohen Konzentrationenkönnen entsprechend hohe Frachtenverbunden sein.Hinsichtlich der Beurteilung des Strassenabwassersim Zulauf der SABA Attinghausensind die Vergleichswerte interessant (Abb. 4).Die Vergleichswerte beziehen sich bei GUSauf die Einleitbedingungen für geklärtes, kommunalesAbwasser und bei Chrom, Kupfer,Nickel, Blei und Zink auf die Qualitätszielegemäss Gewässerschutzverordnung(GschV). Während dieVergleichswerte bei GUS, Kupferund Zink um ein Mehrfaches überschrittenwerden, findet bei Chromeine Überschreitung um den Faktorzwei statt. Blei und Nickel hingegenunterschreiten die Vergleichswerte.Bei Strassen mit höherem Verkehrsaufkommenmuss allerdings auchbei Blei und Nickel mit einem Überschreiten der Vergleichswerte gerechnet werden. Zusammenfassendlässt sich der Schluss ziehen, dassGUS, Zink und Kupfer als Leitparameter(Indikatoren) betrachtet werdenkönnen.6.2 Ablaufkonzentrationen desLammellen abscheidersDie Leistung des Lamellenabschei -ders wird zuerst anhand der erzieltenAblaufkonzentrationen beurteilt.In Abbildung 5 sind zu diesemZweck die Mittelwerte und die Medianeder Zu- und Ablaufkonzentrationendes Lamellenabscheiderszusammen mit Vergleichswerten da r -gestellt. Folgende Aussagen könnengemacht werden:GUSDie Ablaufkonzentration beträgt26 mg/¬ (Mit telwert) und 22 mg/¬(Median). Beide Werte überschreitensomit den Vergleichswert fürGUS geringfügig.Chrom (Cr)Die Chromkonzentration im Ablaufdes Lamellenabscheiders ist geringfügigerhöht. Diese Abweichungauf derart tiefem Konzentrations -niveau ist jedoch statistisch betrachtetnicht signifikant.Kupfer (Cu)Der Mittelwert der Kupferkonzentrationim Ablauf liegt bei 40 µg/¬,der Median bei 33 µg/¬. Beide Werteüberschreiten somit das Qualitätszielfür Fliessgewässer deutlich.Nickel (Ni), Blei (Pb)Die gemessenen Konzentrationenliegen bereits im Zulauf zum Lamellenabscheidermit 6 und 4 µg/¬bereits unterhalb des Qualitätsziels.Zink (Zn)Im Ablauf des Lamellenabscheidersbetragen die Zinkkonzentrationen183 µg/¬ (Mittelwert) und 120µg/¬ (Median). Beide Werte über-Konzentrationen [µg/¬]GUS [mg/¬]100010010151266342252013141091065604012343310565243110964651103462121722519292027018333160120290.1GUS Cr Cu Ni Pb Zn KWZulauf (Mittelwert) Ablauf Lamellen (Mittelwert) Ablauf Ferrosorp (Mittelwert)Zulauf (Median) Ablauf Lamellen (Median) Ablauf Ferrosorp (Median)VergleichswerteAbb. 5 Konzentration im Zulauf zur SABA Attinghausen, im Ablauf des Lamellenabscheiders, im Ablauf des Ferrosorp-Retentionsfilterbeckens sowie Vergleichswerte.gwa 7/2008535

A K T U E L L | A C T U E LHAUPTARTIKEL | ARTICLE DE FONDGUSDie GUS-Konzentration von 5 und 6 mg/¬ imAblauf ist tief. GUS werden somit wirkungsvollzurückgehalten. Diese hohe Leistung istauch anhand der abnehmenden Trübung in Abbildung6 erkennbar. Der Vergleichswert von20 mg/¬ kann problemlos eingehalten werden.Chrom (Cr)Die Chromkonzentration liegt mit 5,5 (Median)und 10 µg/¬ (Mittelwert) geringfügig überdem Qualitätsziel.Kupfer (Cu)Die Konzentrationen im Ablauf des Ferrosorp-RFBliegen bei 9,5 und 12 µg/¬ und überschreitendas Qualitätsziel für Kupfer.ZulaufSABAAblaufLamellenabschneiderschreiten somit den Vergleichswertdeutlich.Kohlenwasserstoffe (KW)Die Ablaufkonzentration von KWliegt bei 183 bzw. 120 µg/¬.Diese erste Leistungsabschätzungzeigt, dass der Lamellenabscheiderdie Schadstoffkonzentrationen vorallem von GUS, Zink und KW reduziert.Bei GUS liegt die Reduktionje nach Verwendung des Mediansoder des Mittelwerts zwischen 35 und50%, bei Kupfer zwischen 1 und 33%,bei Zink zwischen 16 und 39% undbei KW zwischen 25 und 33 %. DieElimination der Trübung beträgt imLamellenabscheider zwischen 28 und38 %. Dies ist weniger als die mitHilfe von mathematischen Simulationenberechnete Elimination von50 %. Als Vergleich: Der berechneteWirkungsgrad des Lamellanabscheider-Bauwerks,allerdings ohneLamellen, würde 20 % betragen. Esmuss beachtet werden, dass die Leistungjedes Verfahrens, welches aufder Sedimentation beruht, durch diePartikelgrössenverteilung im Strassenwasserlimitiert ist, da ein hoherAnteil der Partikel im Strassenwassermit einem Durchmesser < 100 µmvorliegt [2].AblaufFerrosorp RFBAbb. 6 Trübung im Zulauf der SABA, im Ablauf des Lamellenabscheiders und im Ablauf des Retentionsfilterbeckens(Ferrosorp). (Quelle: Labor der Urkantone)Der Lamellenabscheider vermag dieKonzentrationen aller Stoffe zu reduzieren.Diese Reduktion geht al -lerdings nicht so weit, dass die Vergleichswerteunterschritten wer den.Somit hat der Lamellenabschei deraufgrund der vorliegenden Datenden Charakter einer Vorreinigungsstufe.Diese Ergebnisse können künftigdank umplatzierter Durchflussmessungim Zulauf auch mittelsfrachtbasierten Auswertungen über -prüft und ergänzt werden. ZusätzlicheAuswertungen sind in den Zwi -schenberichten zur SABA Attinghausenzu finden [3].6.3 Ablaufkonzentrationen desFerrosorp-RetentionsfilterbeckensDie Leistungsbeurteilung des Ferrosorp-Retentionsfilterbeckenserfolgtanalog derjenigen des Lamellenabscheiders(Abb. 5). Die Ablauf -konzentrationen des Ferrosorp-RFBsind im Vergleich zu den Ablaufkonzentrationendes Lamellenabscheidersfür alle gemessenen Stoffedeutlich tiefer. Dies gilt insbesonderefür GUS, Kupfer und Zink, dieals eigentliche Indikatorstoffe für diestoffliche Belastung des Strassen -abwassers gelten. Für die einzelnenStof fe können folgende Aussagengemacht werden:Nickel (Ni), Blei (Pb)Die gemessenen Konzentrationen im Zulaufzum Retentionsfilter sind bereits unterhalb desQualitätsziels. Trotzdem können beide Konzentrationenim Ferrosorp-RFB weiter reduziertwerden.Zink (Zn)Der Mittelwert von Zink im Ablauf des RFBbeträgt 17 µg/¬, der Median ist 8,7 µg/¬. BeideWerte unterschrei ten somit das Qualitätsziel.Kohlenwasserstoffe (KW)Auch KW werden im Ferrosorp-RFB deutlichreduziert. Im Ablauf des Ferrosorp-RFB betragendie Konzentrationen 33 µg/¬ (Mittelwert)und 29 µg/¬ (Median).Basierend auf diesen Daten kann nun derRückhalt der bisher betrach teten Stoffe in derSABA Attinghau sen in Form eines konzentrationsbasiertenWirkungsgrades beurteilt werden.Die Angaben beziehen sich dabei auf dieberechneten Mittelwerte und die Mediane, siesind in Abbildung 7 dargestellt. Der höchs teprozentuale Rückhalt wird für Zink (> 95%)und GUS (85–89%) erreicht. Hohe Werteweisen auch Kohlenwasserstoffe (82–88%)und Kupfer (71–81%) auf. Bei Nickel und Bleiwerden Werte zwischen 58 und 82% erzielt.Chrom wird mit 21–51 % zurückgehalten.Eine Leistungsbeurteilung von SABAs basierendallein auf Wirkungsgraden ist jedochschwie rig zu interpretieren, weil die Wirkungsgradeauch von der Höhe der Zulaufkonzentrationenabhängig sind. Lediglich auf derBasis von Wirkungsgraden betrachtet, wäre dieLeistung der SABA Attinghausen beim Rückhaltvon beispielsweise Blei deutlich schlechter536gwa 7/2008

A K T U E L L | A C T U E LHAUPTARTIKEL | ARTICLE DE FONDals von Zink. Dabei würde vergessen gehen,dass bereits die Zulaufkonzentration von Bleisehr tief ist. Bei Strassen mit höherer Verkehr s -dichte wird die mittlere Bleikonzentration imZulauf ansteigen, die Ablaufkonzentration vo r -aussichtlich aber gering bleiben. Damit steigtautomatisch der Wirkungsgrad. Dieser Sachverhaltkann anhand der Zinkkonzentrationenbei einzelnen Ereignissen beobachtet werden[3]: Die Ablaufkonzentrationen bleiben kons -tant, auch bei typischerweise stark schwankendenZulaufwerten. Deshalb ist es wichtig,bei der Verwendung von Wirkungsgraden dieZulauf- und die Ablaufkonzentrationen ebenfallsin Betracht zu ziehen. Dies gilt insbesonderebeim Vergleich von Teilstufen bei mehrstufigenAnlagen.Für die Beurteilung der Wirkung der im Retentionsfilterbeckeneingebauten Ferrosorpschichtwird gegen Ende des Monitorings einSchadstoffprofil erstellt. Anhand der Schadstoffgehaltein den unterschiedlichen Tiefen lässtsich feststellen, in welcher Schicht die Schadstoffezurückgehalten werden und in welchemAusmass die Ferrosorpschicht bereits erschöpftist. Anhand der daraus gewonnenen Informationenlässt sich die Reststandzeit berechnenund die Dimensionierung von Ferrosorpschichtentypengleicher Anlagen optimieren.6.4 Zeolith-RetentionsfilterbeckenDie vier zwischen September und November2008 gemessenen Werte im Ablauf des Zeolithbeckenszeigen ähnlich tiefe Konzentrationenwie im Ablauf des Ferrosorpbeckensund unterschreiten die Vergleichswerte fürCu, Zn und GUS deutlich. Eine umfangreicheLeistungsüberprüfung des Zeolithbeckens findetseit Ende April 2008 statt (Umstel lung aufSommerbetrieb).7. DimensionierungsgrundlagenAuf Grundlage der vorhandenen Daten kanneine erste grobe Abschätzung für die spezifischeGUS-Belastung des Ferrosorp-RFBgemacht werden. Die spezifische Filterbelastungliegt zwischen 7 und 12 kg GUS pro Quadratmeter.Diese Werte können somit als Minimal -belastung interpretiert werden, die innerhalbeiner Betriebsdauer von bisher beinahe zweiJahren noch nicht zu einer mass geblichen Kolmationgeführt haben. Dank der Verlängerungdes Monitorings bis Ende 2008 können dieseWer te überprüft werden, wenn die SABA ab Ok -tober wieder im Wintermodus betrieben wird.Rückhalt der Stoffe [%]1009080706050403020100Abb. 7 Reduktion von GUS, Schwermetallen und KW in der SABA Attinghausen.8. Betrieb und EntsorgungDie Entleerung des Schlammbun -kers des Lamellenabscheiderserfolgte erstmals am 26. März 2007im Rahmen der Reinigung des gesamtenLamellenabscheiders. 27 m 3Schlamm wurden aus dem Sumpfdes Lamellenabscheiders abgepumptund entsorgt. Die Schadstoffgehaltedes Schlammes können mit denGrenz werten der technischen Verordnungüber Abfälle (TVA) für dieAblagerung auf einer Inertstoffdeponieverglichen werden. Bei denWerten für Chrom, KW und polyzyklischearomatische Kohlenwasserstoffe(PAK) handelt es sich um empfohlenezusätzliche Anforderungenfür die Ablagerung auf einer Inertstoffdeponie. Die Ergebnisse könnenwie folgt zusammengefasst werden.Die Anforderungen für Chrom unddie Grenzwerte für Nickel und Bleivon je 500 mg Metall/ kg Trockensubstanz(TS) werden mit 67mgCr/kg TS, 50 mg Ni/kg TS und 115mg Pb/kg TS unterschritten. DieGrenzwerte für Kupfer, Nickel undBlei werden zum Teil deutlich un -terschritten. Kupfer gelangt mit400 mg Cu/kg TS in den Bereich desGrenzwerts (500 mg Cu/kg TS). ImGegensatz dazu werden die Grenzwertefür Cadmium (10 mg Cd/kgMittelwertMedianGUS Cr Cu Ni Pb Zn KWTS) und Zink (1000 mg Zn/kg TS)mit 90 mg Cd/kg TS und 2090 mgZn/kg TS überschritten. Ebenfallsnicht eingehalten werden die empfohlenenAnforderungen für PAKund KW. Gemäss diesen gemes senenSchwermetallkonzentrationen isteine Ablagerung des Schlam mesauf einer Inertstoffdeponie nicht erlaubt.Aufgrund von Eluattests mussbestimmt werden, ob der Schlammentweder auf einer Reststoff- odereiner Reaktordeponie abzulagernbzw. anderweitig aufzubereiten istund unter Umständen die Schwermetallezurückgewonnen werdenkönnen.9. Folgerung und AusblickDie gewählte Verfahrenstechnikund die Dimensionierung derSABA Attinghausen erweisen sichbisher als erfolgreich, um insbesondereGUS, Kupfer und Zink wirkungsvollaus dem Strassenabwasserzu entfernen. Insgesamt werdenüber 95% des Strassenwassers durchdas Ferrosorp-Retentionsfilterbeckengeleitet, dessen hydraulischeDurchlässigkeit bisher nicht massgeblichabgenommen hat. Ein Grunddafür ist in der Vorreinigung durchden Lamellenabscheider zu sehen.Die Konzentration von GUS imgwa 7/2008537

A K T U E L L | A C T U E LHAUPTARTIKEL | ARTICLE DE FONDLiteraturverzeichnisAblauf des Ferrosorp-RFB unterschreitetim Mittel die Einleitbedingungfür geklärtes, kommunales Ab -wasser, die Ablaufkonzentration vonZink diejenige des Qualitätszielsgemäss Gewässerschutzverordnung(GschV). Auch die Ablaufkonzentrationenvon Kupfer und Chromsind mit 10–12 µg/¬ und 6–5 µg/¬ tiefund im Bereich der Ziele der GschV.Obwohl die Qualitätsziele der GschVnicht als Einleitbedingungen zu ver -stehen sind, kann aufgrund der bisherigenErkenntnisse damit dochgezeigt werden, dass für Situationenmit hohen Reinigungsanforderungenund beschränktem Platzangebot einneues Behandlungsverfahren zurVerfügung steht.Mit dem noch bis Ende 2008 dauerndenMonitoring werden Fragennach dem frachtspezifischen Wirkungsgraddes Lamellenabscheiders,nach der eventuell vorhandenen Kolmationdes Ferrosorp-RFB sowienach der Leistungsfähigkeit desZeolith-RFB beantwortet. Zusätzlicherfolgt eine Überprüfung derErgebnisse des Ferrosorp-RFB auchhinsichtlich gelöstem Kohlenstoff(DOC). Ebenfalls wird es dann möglichsein, den Wartungsaufwand sowiedie Praktikabilität der Anlageim Betrieb zu beurteilen.DankDie Autoren bedanken sich bei allen Beteiligtendes Monitorings seitens des WerkhofsA2/A4 in Flüelen, des Labors der Urkantone,des Amtes für Umweltschutz des KantonsUri sowie seitens der ASTRA-FilialeZofingen für die gute Zusammenarbeit.[1] Hermann, E. et al. (2005): Behandlung von hochbelastetemStrassenabwasser. gwa 12/05.[2] Eawag, FH HTI/HSB und GSA (2005): Schadstoffe im Strassenabwassereiner stark befahrenen Strasse und deren Retentionmit neuartigen Filterpaketen aus Geotextil und Adsorbermaterial.Bericht.[3] Steiner, M.; Goosse, P. (2008): 1–3. Zwischenbericht zumMonitoring der SABA Attinghausen. Dübendorf/Zürich,2007/2008 (www.wst21.ch).KeywordsSABA – Monitoring – Leistungsbeurteilung –Lamellenabscheider – RetentionsfilterbeckenAdresse der AutorenMichele Steiner, Dr. Sc.Techn. ETHmichele.steiner@wst21.chPatrice Goosse, dipl. Ing. FHpatrice.goosse@wst21.chwst21, Technoparkstr. 1, CH-8005 ZürichTel. +41 (0)43 960 38 22Eugen Hermann, André Rotzetter + Partnereugen.hermann@arpinfo.chMarkus Boller, Prof. Dr., Eawagmarkus.boller@eawag.chEffiziente Abwasserbehandlung –TOMAL-Anlagen neu mit ProMinentExperts in Chem-Feed and Water TreatmentMehr Informationen auf unsererWebsite www.prominent.chAnsetz- und Dosiersystemefür Pulver- und FlüssigpolymerAnschlussfertige Polymeransetz- undDosierstationen für schnelle Installationund einfache InbetriebnahmeJe nach Anwendung als Durchlauf-,Pendel- oder DoppelstockanlageHoher Bedienkomfort durch Steuerungmit integriertem Bedienpanel und DisplayExakte Einhaltung der gewünschtenLösekonzentration durch Proportional -steuerungwww.prominent.ch/abwasserProMinent Dosiertechnik AG • www.prominent.chTrockenloostrasse 85 • CH-8105 RegensdorfTel. +41 0(44) 870 61 11 • Fax +41 0(44) 841 09 73