Leistungsbeurteilung der SABA Attinghausen - wst21 Michele Steiner

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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
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