Straßenabwasser - Reinigung Pilotanlage Halenreie

Straßenabwasser - Reinigung
mit der
Pilotanlage Halenreie
- Abschlußbericht -
Auftraggeber der Untersuchung
FREIE UND HANSESTADT HAMBURG
UMWELTBEHÖRDE
Amt für Umweltschutz
- Gewässer- und Bodenschutz -
Hamburg, November 2000

Projekt-Nr. :
Auftrags-Nr. : 562/802
Straßenabwasser - Reinigung
mit der
Pilotanlage Halenreie
- Abschlußbericht -
Berichts-Nr. : U 14/00/300 Verfasser (UIT):.........................................
(Fitschen)
UIT Umwelt- und Industrielle Technik Hamburg, den ............................................
ein Bereich der MTG Marinetechnik GmbH Wandsbeker Königstr. 62
D 22012 Hamburg
Tel. (040) 65 80 32 26
Fax (040) 65 80 33 92
...........................................................................................................
(Burmeister) (Keil)
Auftraggeber der Untersuchung
FREIE UND HANSESTADT HAMBURG
UMWELTBEHÖRDE
Amt für Umweltschutz
- Gewässer- und Bodenschutz -

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Zusammenfassung
Das Einleiten von Oberflächenabwässern stellt eine zunehmende Gefährdung für die offenen
Gewässer dar. Dieses Oberflächenabwasser ist aufgrund von Luftverschmutzungen und des
stetig wachsenden Straßenverkehrs mit einer Vielzahl von Schadstoffen belastet. Dazu gehören,
neben den für den Straßenverkehr typischen Schadstoffen wie die Schwermetalle Blei,
Kupfer und Zink, Staub- und Rußpartikeln, Mineralölkohlenwasserstoffen und die Polycyclischen
Aromatischen Kohlenwasserstoffe, auch die biologisch abbaubaren Stoffe wie Laub.
Diese Schadstoffe gelangen mit dem Straßenabwasser über die Regensiele zumeist unbehandelt
in die offenen Gewässer. Dort führen sie durch Anreicherungen im Sediment und durch
Sauerstoffzehrungen zu einer sehr starken Gewässerbelastung.
Die an der Gussau in Hamburg-Volksdorf durchgeführten Untersuchungen haben die erheblichen
Belastungen, die sich insbesondere auf diese Einleitungen zurückführen ließen, belegt.
Die Reinigung des dort anfallenden Wassers sollte im Zusammenwirken mit konventionellen
Einrichtungen zur Regenwasserableitung, in diesem Fall, einem herkömmlichen Regenrückhaltebecken,
erreicht werden. Deren Reinigungsleistung reicht in der Regel allerdings nicht
aus, um die für einen weitergehenden Gewässerschutz notwendigen Anforderungen sicher zu
erfüllen. Die Regenrückhaltebecken ermöglichen zwar eine hydraulische Pufferung des Wassers
und das Abtrennen von groben Partikeln und Schwimmstoffen aber nicht das Abscheiden
der gelösten Wasserinhaltsstoffe, Feinpartikel und Kolloide. An den Feinpartikeln und Kolloiden
sind in der Regel sehr viele Schadstoffe, wie z.B. die Schwermetalle und die PAK’s
gebunden. Nachgeschaltete bewachsene Bodenfilter können die noch erforderliche Nachreinigung
übernehmen. Sie dienen der physikalischen Filtration aber auch der Adsorption von gelösten
Schadstoffen und unterstützen den biologischen Abbau der organischen Wasserinhaltsstoffe.
Mit der Pilotanlage Halenreie sollte nachgewiesen werden, daß ein kostengünstiges Reinigen
und ein unbedenkliches Einleiten des Oberflächenabwassers möglich ist.
Der über einen 3-jährigen Zeitraum geplante Betrieb der entsprechend konzipierten Pilotanlage
Halenreie sollte aufzeigen, ob diese Erwartungen erfüllbar sind und welcher Aufwand
dazu erforderlich ist.
Die Pilotanlage befand sich unmittelbar an der Straße Halenreie und entwässerte die anliegenden
Straßen und Grundstücke. Das durch die Pilotanlage gereinigte Wasser wurde über
einen Graben der Gussau zugeleitet, die in die Teiche des Naturschutzgebietes „Volksdorfer
Teichwiesen“ mündet.
Das Einzugsgebiet der Pilotanlage war durch einen hohen Versiegelungsgrad gekennzeichnet.
Es umfaßte mehrere, z.T. stark befahrene, Straßen, zahlreiche bebaute Grundstücke sowie

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
einen Marktplatz, der auch als Parkfläche genutzt wurde. Besonders die Straße Halenreie und
der Marktplatz waren als Belastungsquellen anzusehen. Das Einzugsgebiet hatte während des
Untersuchungszeitraumes eine Größe von 4,12 ha bei einem Abflußbeiwert von etwa 0,6.
Das Rückhaltebecken wurde nach konventionellen Regeln ausgelegt. Die Auslegung beruhte
auf der Annahme, daß ein erweitertes Einzugsgebiet mit einer Gesamtfläche von 6,93 ha entwässert
werden sollte. Das Becken wies bei maximalem Einstau eine Oberfläche von
ca. 1500 m² auf und hatte ein Puffervolumen von ca. 650 m³. Es diente vornehmlich der Zwischenspeicherung
des zufließenden Niederschlagswassers und damit einer Vergleichmäßigung
des Abwasserstromes.
Der bepflanzte Bodenfilter war dem Rückhaltebecken nachgeschaltet. Er war in 4 Segmente
unterteilt, wobei jeweils 2 Segmente vertikal und 2 horizontal durchströmt wurden. Die vertikal
durchströmten Filtersegmente wurden mittels einer Pumpe beschickt, während die beiden
anderen Segmente über einen Graben seitlich mit Wasser beaufschlagt wurden. Für die Untersuchungen
wurden hauptsächlich die beiden Vertikalfilter genutzt, während die Horizontalfilter
in der Regel nur während der Wintermonate in Betrieb waren.
Die beiden vertikal durchströmten Filtersegmente hatten eine Oberfläche von jeweils 220 m²
und konnten über die Pumpe mit einem Volumenstrom von bis zu 30 m³/h beschickt werden.
Die Filterhöhe betrug insgesamt 0,9 m. Das Filtermaterial bestand aus einem Sand mit einer
Korngröße von 0 – 8 mm. In einem Ablaufschacht konnten die Filterabläufe separat beprobt
und eingestaut werden.
Die erwarteten Niederschlagsmengen wurden während des Untersuchungszeitraumes nicht
erreicht, was zu einem zeitweiligen „Wassermangel“ und einem geringeren Durchfluß in der
Anlage führte. Da die Bodenfilter aber für weitaus höhere Wassermengen ausgelegt waren,
mußte dieses Defizit durch ein besonderes Wassermanagement ausgeglichen werden. Das
anfallende Niederschlagswasser wurde dabei in dem RHB über einen längeren Zeitraum gesammelt
und anschließend über die Bodenfilter geleitet. So ließ sich die Wirkungsweise und
die Leistungsfähigkeit der Bodenfilter bei realistisch hohen hydraulischen Belastungen besser
beurteilen.
Das Pilotprojekt wurde von einem umfangreichen Untersuchungsprogramm begleitet. Die Betriebsparameter
(Niederschlagsmengen, Wasserstände und Temperaturen) der Pilotanlage
wurden permanent erfaßt und aufgezeichnet. Während zahlreicher Meßkampagnen wurden
zusätzliche Untersuchungen durchgeführt, die eine Beurteilung der Reinigungsleistung ermöglichten.
Diese betrafen u.a. die Wasserqualität der Zu- und Abläufe, sowie biologische und
hydraulische Parameter. Zudem wurden Versuche zur Standzeit und hydraulischen Leistungsfähigkeit
der Bodenfilter und zur Verbesserung des Filtermaterials durchgeführt. Neben den
Untersuchungen an der Pilotanlage wurden auch an der Gussau Messungen vorgenommen, um
den Einfluß der Pilotanlage auf das nachfolgende Gewässer zu dokumentieren.

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Der Pilotanlage wurde während des 3-jährigen Untersuchungszeitraumes ca. 31.000 m³ (belastetes)
Oberflächenabwasser über das Regensiel zugeführt. In dem RHB kam es insbesondere
wegen der hohen Versickerungen und Verdunstungen zu erheblichen Wasserverlusten. Diese
hatten zur Folge, daß die Bodenfilter insgesamt nur noch mit 22.000 m³ beschickt wurden. Die
durchschnittliche hydraulische Belastung der Filter betrug dabei 0,046 m³/(m²*Tag). Während
der beschriebenen Meßkampagnen wurden allerdings höhere hydraulische Belastungen von
> 0,3 m³/(m²*Tag) erreicht.
Die Schadstoffbelastungen im Zulauf zum Rückhaltebecken entsprachen einer „typischen“
Wasserqualität im Ablauf von Verkehrsflächen. Auffällig waren dabei die hohen Belastungen
mit abfiltrierbaren Stoffen. Mit ihnen wurden eine Vielzahl von unlöslichen Wasserinhaltsstoffen
wie der Fahrbahnabrieb, Sand und Staub erfaßt. An den AfS sind zahlreiche Schadstoffe
insbesondere Schwermetalle und PAK’s angelagert. Der Gehalt an organischen und
biologisch abbaubaren Stoffen im Wasser wurde durch die Messungen von BSB7, TOC und
DOC ermittelt. Die Konzentration dieser Schadstoffe im Zulauf zum RHB lag im Bereich einer
sehr starken bis übermäßigen Verschmutzung. Die Nährstoffbelastung des Oberflächenabwassers
(Ammonium, Nitrit und Nitrat) war dagegen eher unauffällig. Lediglich die Phosphatbelastung
war in einigen Proben erhöht. Die hohen Schwermetallkonzentrationen,
insbesondere die Gehalte an Blei, Kupfer und Zink, ließen sich auf den starken Straßenverkehr
zurückführen. Diese Schwermetalle lagen in dem Oberflächenabwasser sowohl in gelöster
Form, als auch an Partikeln gebunden vor und entsprachen, wie die organischen Wasserinhaltsstoffe,
einer sehr starken bis übermäßigen Verschmutzung.
Alle Schadstoffkonzentrationen ließen sich schon durch die Passage des Rückhaltebeckens
reduzieren. Besonders die Gehalte an abfiltrierbaren Stoffen und an partikulär gebunden
Schwermetallen wurden erheblich vermindert (bis zu 80 %). Aber auch die Konzentrationen
der im Wasser gelösten Schwermetalle und Schadstoffe wie DOC und BSB7 verminderten
sich um mindestens die Hälfte. Während der Zulauf zum Rückhaltebecken als sehr stark bis
übermäßig verschmutzt einzustufen war, war der Ablauf in der Regel kritisch belastet. Die
Belastung war damit zwar deutlich reduziert aber für eine gefahrlose Einleitung immer noch
zu hoch. Durch die Sedimentation reicherten sich die Ablagerungen im Rückhaltebecken sehr
stark mit Schwermetallen an. Bezogen auf die Einstufung für Schwermetalle nach LAWA-
Richtlinien waren die Sedimente als übermäßig verschmutzt einzustufen.
In den Bodenfiltern erfolgte die notwendige weitere Schadstoffreduzierung des Oberflächenabwassers.
Die Gehalte an AfS, BSB7, TOC, DOC und auch die Schwermetallkonzentrationen
wurden dort noch einmal erheblich vermindert. Das aus den Bodenfiltern abfließende Wasser
war hinsichtlich der untersuchten Parameter als weitgehend unbelastet einzustufen. Eine Anreicherung
von Schwermetallen konnte dabei nur in der oberen Filterschicht (0 – 10 cm) festgestellt
werden.
Die Durchlässigkeit der Filter hatte sich im Laufe des Untersuchungszeitraumes leicht verringert,
was sich auf den Eintrag von Feinmaterial auf die Filteroberfläche, auf Setzungsprozesse
des Filters und den zunehmenden Bewuchs des Porenraumes mit Mikroorganismen zurückfüh-

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
ren ließ. Die Durchlässigkeit war aber dennoch für einen ordnungsmäßigen Betrieb ausreichend.
Im Gegensatz zu den guten Resultaten bei den chemischen Parametern waren die Ergebnisse
der biologischen Untersuchungen des in die Gussau abfließenden Wassers als „kritisch belastet“
einzustufen. Die biologische Wasserqualität hatte sich zwar im RHB verbessert, nach
der Passage durch den Bodenfilter aber zeitweise wieder verschlechtert. Diese Verschlechterung
ließ sich zum Teil mit den längeren Anlagenstillständen der Bodenfilter u.a. durch ausgedehnte
Trockenperioden im Sommer erklären.
Die während der Diplomarbeit durchgeführten Messungen bestätigten die guten Reinigungsleistungen
von Bodenfiltern. Die Versuchsfilter zeigten auch bei einer hohen hydraulischen
Belastung eine ausreichend gute Reinigungswirkung. Die Ergebnisse ließen bei den an der
Halenreie verwendeten Bodenfiltern auf eine Standzeit von mindestens 50 Jahren schließen.
Zur Optimierung des Filtermaterials wurden weitere Laborversuche durchgeführt. Diese belegten
guten Adsorptionseigenschaften von Zeolith. Bei den anschließenden Feldversuchen,
die an der Pilotanlage Halenreie durchgeführt wurden, zeigte sich allerdings, daß in dem Bereich
noch Forschungsbedarf besteht. Insbesondere die hohen Durchflußraten und die damit
verbundenen kurzen Kontaktzeiten zwischen diesem Filtermaterial und dem Wasser wirkten
sich negativ auf die Reinigungsleistung aus.
An der Gussau konnten während des Untersuchungszeitraumes keine signifikanten Verbesserungen
der Wasserqualität festgestellt werden. Dieses ließ sich auf die erheblichen Vorbelastungen
des Wassers oberhalb der Einleitung der Pilotanlage und auf die Schadstoffbelastung
der Gussau-Sedimente zurückführen.
Insgesamt läßt sich anhand dieses Projektes feststellen, daß mit einem richtig dimensionierten
Reinigungssystem, bestehend aus Regenrückhaltebecken und nachgeschalteten bewachsenen
Bodenfiltern ein kostengünstiges Reinigen von belastetem Oberflächen- und Straßenabwasser
möglich ist. Diese Anlagenkombination kann ohne großen Wartungsaufwand und zusätzliche
Energieversorgung betrieben werden.

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung............................................................................................................................. 1
2 Beschreibung der Anlage ..................................................................................................... 4
2.1 Lage und Anordnung der Pilotanlage ............................................................................ 4
2.2 Betriebsweise der Anlage........................................................................................... 10
3 Untersuchungsprogramm .................................................................................................... 11
3.1 Probenahmestrategie und -termine .............................................................................. 11
3.2 Betriebsmessungen...................................................................................................... 15
3.2.1 Aufzeichnung und Verarbeitung der permanent verfügbaren Meßgrößen............. 18
3.2.2 Ermitteln der auf die Filter gepumpten Wassermengen........................................ 19
3.2.3 Feststellen der Volumencharakteristik des Rückhaltebeckens ............................. 20
3.2.4 Berechnung der Monatsprotokolle ....................................................................... 21
3.2.5 Berechnung der Jahresprotokolle......................................................................... 22
3.3 Begleitende Untersuchungen ....................................................................................... 23
3.3.1 Biologisches Untersuchungsprogramm (durch Biola) .......................................... 23
3.3.2 Untersuchungen an Versuchsfiltern (Diplomarbeit).............................................. 27
3.3.3 Untersuchungen zur Optimierung des Filtermaterials (Projekt der TUHH) .......... 30
3.3.4 Bestimmung der Durchlässigkeit der Filtersegmente und der Versuchsfilter ....... 33
3.3.5 Weitere Messungen.............................................................................................. 35
4 Untersuchungsergebnisse.................................................................................................... 37
4.1 Reinigungsleistung von Rückhaltebecken und Bodenfiltern........................................ 37
4.1.1 Abfiltrierbare Stoffe (AfS), Glühverlust der AfS und Trübung ........................... 38
4.1.2 Sauerstoffgehalte und organische Inhaltsstoffe (BSB7, TOC, DOC) .................... 41
4.1.3 Stickstoff- und Phosphatgehalte ........................................................................... 42
4.1.4 Schwermetalle im Wasserkörper......................................................................... 43
4.1.5 Weitere Untersuchungsergebnisse........................................................................ 44
4.2 Auswertung der Betriebsmessungen............................................................................ 45
4.3 Ergebnisse der begleitenden Untersuchungen.............................................................. 48
4.3.1 Biologische Untersuchungen................................................................................ 48

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
4.3.2 Ergebnisse der Diplomarbeit............................................................................... 49
4.3.3 Optimierung des Filtermaterials .......................................................................... 52
4.3.4 Durchlässigkeitsbeiwerte der Filtersegmente und der Versuchsfilter .................. 54
4.3.5 Ergebnisse weiterer Messungen........................................................................... 56
5 Diskussion der Ergebnisse................................................................................................. 62
6 Empfehlungen und Ausblick............................................................................................... 68
7 Literaturverzeichnis ........................................................................................................... 73
8 Anhang ............................................................................................................................... 75

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Verzeichnis der Abbildungen
Abbildung 2.1-1; Einzugsgebiete der Pilotanlage Halenreie....................................................... 5
Abbildung 2.1-2; Übersicht der Pilotanlage................................................................................ 6
Abbildung 2.1-3; Querschnitt des Überlaufbauwerks ................................................................. 7
Abbildung 2.1-4; Schematische Darstellung der Bodenfilter ...................................................... 8
Abbildung 2.1-5; Querschnitt des Ablaufbauwerkes................................................................. 10
Abbildung 3.2-1; Meßstellenplan (Schema).............................................................................. 17
Abbildung 3.2-2; Beispiel: Tagesprotokoll vom 06. November 1997...................................... 18
Abbildung 3.2-3; Volumencharakteristik des Rückhaltebeckens............................................... 20
Abbildung 3.2-4; Beispiel: Monatsprotokoll November 1997.................................................. 21
Abbildung 3.2-5; Beispiel: Jahresbilanz 1997.......................................................................... 22
Abbildung 3.3-1; Versuchsfilter (Aufbau - Diplomarbeit) ........................................................ 27
Abbildung 3.3-2; Übersicht der Wasserentnahmestellen........................................................... 28
Abbildung 3.3-3; Versuchsfilter (Optimierung des Filtermaterials).......................................... 31
Abbildung 3.3-4; Korngrößenverteilung ................................................................................... 32
Abbildung 4.1-1; Ab- und Zulauf der Pilotanlage ..................................................................... 39
Abbildung 4.1-2; Konzentrationsänderungen der AfS über die Zeit.......................................... 39
Abbildung 4.1-3; Korrelationen zwischen den AfS und der Trübung........................................ 40
Abbildung 4.2-1; Hydraulische Belastung der Filter................................................................. 47
Abbildung 4.3-1; Probenahmestellen an der Gussau................................................................. 59
Abbildung 5-1; Schadstoffreduktion in der Pilotanlage mit Standardabweichungen................. 65

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Verzeichnis der Tabellen
Tabelle 1-1; Pilotprojekt Halenreie............................................................................................ 3
Tabelle 2.1-1; Daten zum Einzugsgebiet..................................................................................... 4
Tabelle 2.1-2; Technische Daten zur Pilotanlage........................................................................ 9
Tabelle 3.1-1; Probenahmetermine im Überblick..................................................................... 11
Tabelle 3.1-2; Untersuchungsumfang der Wasserproben........................................................... 13
Tabelle 3.2-1; Übersicht der Meßeinrichtungen und Probenahmen........................................... 15
Tabelle 3.3-1; Methoden der Aufwuchsuntersuchungen............................................................ 25
Tabelle 3.3-2; Kenngrößen der Versuchsfilter (Diplomarbeit) ................................................. 30
Tabelle 3.3-3; Kenngrößen der Versuchsfilter (Optimierung des Filtermaterials).................... 33
Tabelle 3.3-4; Weitere Messungen an der Pilotanlage.............................................................. 36
Tabelle 4.1-1; Mittelwerte (AfS, Trübung und Glühverlust) .................................................... 38
Tabelle 4.1-2; Mittelwerte (Sauerstoff und organische Inhaltsstoffe) ....................................... 41
Tabelle 4.1-3; Mittelwerte (Gesamtstickstoff, Ammonium und Stickoxide) ............................. 42
Tabelle 4.1-4; Mittelwerte (Gesamtphosphat und ortho-Phosphat)........................................... 42
Tabelle 4.1-5; Mittelwerte (Schwermetalle - Gesamtgehalt).................................................... 43
Tabelle 4.1-6; Mittelwerte (Schwermetalle - gelöste Fraktion)................................................ 43
Tabelle 4.2-1; Ermittlung der durchschnittlichen Wasserverluste des RHB ............................. 46
Tabelle 4.2-2; Auswertung der Monatsprotokolle .................................................................... 46
Tabelle 4.2-3; Betriebsdaten der Filter 1 und 2........................................................................ 47
Tabelle 4.2-4; Belastung der Filter........................................................................................... 48
Tabelle 4.3-1; Mittelwerte (Diplomarbeit)............................................................................... 50
Tabelle 4.3-2; Durchlässigkeitsbeiwerte der Bodenfilter......................................................... 55
Tabelle 4.3-3; Mittelwerte (Proben vom Filtermaterial - Filter 1)........................................... 56
Tabelle 4.3-4; Mittelwerte (Proben vom Filtermaterial - Filter 2)........................................... 56
Tabelle 4.3-5; Durchschnittliche Schwermetallanreicherung im Bodenfilter............................ 57
Tabelle 4.3-6; Referenzwerte laut „Hollandliste“ .................................................................... 57
Tabelle 4.3-7; Mittelwerte (Sedimente Rückhaltebecken - Gesamtgehalt) ............................... 58
Tabelle 4.3-8; Mittelwerte (Sedimente Rückhaltebecken - Feinfraktion) ................................. 58

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tabelle 4.3-9; Mittelwerte (Sedimente Rückhaltebecken - PAK)............................................. 58
Tabelle 4.3-10; Mittelwerte (Sedimente Gussau - Gesamtgehalt)............................................. 60
Tabelle 4.3-11; Mittelwerte (Sedimente Gussau - Feinfraktion)............................................... 60
Tabelle 4.3-12; Mittelwerte (Sedimente Gussau - PAK) .......................................................... 61
Tabelle 4.3-13; Mittelwerte (Wasserkörper Gussau 1991 bis 1994)........................................ 61
Tabelle 4.3-14; Mittelwerte (Wasserkörper Gussau 1999) ...................................................... 61
Tabelle 5-1; Durchschnittliche Reduzierung der Schadstoffe in dem RHB............................... 62
Tabelle 5-2; Zusammenfassung der Analysenergebnisse ausgewählter Meßwerte.................... 63
Tabelle 5-3; Durchschnittliche Reduzierung der Schadstoffe in den Bodenfiltern.................... 64
Tabelle 5-4; Mittelwerte (Schadstoffkonzentrationen im Wasserkörper der Gussau) ............... 67
Tabelle 5-5; Mittelwerte (Schadstoffkonzentrationen im Sediment - Feinfraktion)................... 67

AfS Abfiltrierbare Stoffe
BF Bodenfilter
BSB7
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Erklärung der verwendeten Abkürzungen
Biochemischer Sauerstoffbedarf innerhalb von 7 Tagen
DOC dissolved organic carbon – Gehalt an gelöstem Kohlenstoff
GV Glühverlust
Kf-Wert Durchlässigkeitsbeiwert [m/s] (bezogen auf eine Wassertemp. von 10 °C)
MKW Mineralölkohlenwasserstoffe
NOx
Stickoxide
PAK Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe
PCB Polychlorierte Biphenyle
RHB Rückhaltebecken
SO2
Schwefeldioxid
TOC total organic carbon – Gesamtgehalt an Kohlenstoff
TS Trockensubstanz
WHG Wasserhaushaltsgesetz

1 Einleitung
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Eine bisher kaum beachtete Gefährdung für die Gewässer stellt die Verschmutzung durch
Oberflächenabwässer dar. Regenwasser, das von versiegelten Flächen wie Straßen, Dächern
und Parkplätzen abfließt, ist oft stark verschmutzt. Es enthält große Frachten an Schwermetallen,
Ölen und anderen organischen Verbindungen. Die Verunreinigungen stammen zum einen
aus Naß- und Trockendepositionen von Luftschadstoffen und zum anderen aus den verwendeten
Baustoffen und von Betriebsstoffrückständen aus dem Straßenverkehr [FUCHS et al.,
1997, FÖRSTER, 1999].
In der Atmosphäre finden sich neben SO2 und NOx auch unverbrannte Kohlenwasserstoffe,
PAK’s und Schwermetalle. Diese Verunreinigungen können an Ruß, Staub und Aerosolen
gebunden sein oder gasförmig vorliegen. Sie werden von dem Niederschlag ausgewaschen.
Das Niederschlagswasser ist also bereits vor dem Auftreffen auf der Erdoberfläche mit
Schadstoffen belastet. Diese Vorbelastung kann bei dem Ableiten des Oberflächenabwassers
von Dächern und versiegelten Flächen (wie Straßen und Parkplätzen) um ein vielfaches
(Faktor 10 - 100) verstärkt werden [LORENZ, OSTERKAMP, 1996].
Die Verunreinigungen des Straßenabflusses setzen sich im wesentlichen aus
- Schwermetallen (insbesondere Blei, Kupfer und Zink)
- Staub- und Rußpartikeln
- Mineralölkohlenwasserstoffen (MKW)
- Polycyclischen Aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK)
- Polychlorierten Biphenylen (PCB)
zusammen.
Die Konzentrationen der Schadstoffe, die sich auf der Straßenoberfläche anreichern, sind
regional unterschiedlich stark ausgeprägt und von dem jeweiligen Verkehrsaufkommen abhängig.
Sie stammen von dem Reifen- und Fahrbahnabrieb, von den Bremsbelägen, aus Öl- und
Treibstoffverlusten und aus den Abgasen der Kraftfahrzeuge. Die Abgase der Fahrzeuge enthalten
Schwermetalle und zahlreiche organische Verbindungen, wie MKW, die sich an Ruß
oder Staub gebunden, auf der Fahrbahnoberfläche anreichern. Zusätzlich werden die Straßen
durch biologisch abbaubare Substanzen wie Laub und Kot verunreinigt. Im Winter muß zusätzlich
noch mit Winterstreugut in dem von den Straßen abfließenden Wasser gerechnet werden
[LORENZ, OSTERKAMP, 1996].
Auf den Dachflächen reichern sich, anders als bei Straßen, nicht so viele Feststoffpartikel an.
Das Niederschlagswasser wird hier insbesondere durch das Herauslösen von Schwermetallen
aus dem Dach- bzw. Dachrinnenmaterial verunreinigt. Je nach verwendetem Material
(z.B. Kupfer oder Zink) werden in dem überwiegend saurem Regenwasser Schwermetalle
gelöst. Es finden sich in dem Abfluß vor allem Zink und Kupfer, aber auch Spuren von Blei,
Cadmium und Chrom.
In Hamburg wird ein Großteil des Abwassers in einer sogenannten Trennkanalisation abgeleitet
(außer in der Innenstadt). Die Oberflächenabwässer und die kommunalen Abwässer
1

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
werden dabei separat gesammelt und über Siele abgeführt. Das kommunale Abwasser wird in
einem zentral gelegenen Klärwerk gereinigt, während das Oberflächenabwasser zumeist unbehandelt
in die offenen Gewässer gelangt. Da viele Schadstoffe, insbesondere die Schwermetalle
Blei, Kupfer und Zink und auch organische Schadstoffe wie die PAK‘s, in den Oberflächenabwässern
an Feststoffpartikeln gebunden sind und diese zum Teil in den Gewässern
sedimentieren, kann es dort zu einer vermehrten Anlagerung am Boden kommen. Es ist also
bei der Beurteilung von Niederschlagsabflüssen nicht ausreichend, nur die Schadstoffkonzentrationen
zu betrachten. Die Schadstoffe sind zum Teil akkumulierbar, d.h. sie reichern sich
sowohl in den Sedimenten der Gewässer, als auch in den darin lebenden Organismen an. Es
ist folglich nicht nur die Konzentration des Stoffes, sondern vor allem die Schadstofffracht,
d.h. die Menge eines Stoffes, für die Gefährdung des Ökosystem verantwortlich.
Nach dem Bundesnaturschutzgesetz (§2 (1) 6) sind Wasserflächen durch Maßnahmen des Naturschutzes
und der Landschaftspflege zu erhalten und zu vermehren. Die Gewässer sind vor
Verunreinigungen zu schützen. Ihre natürliche Selbstreinigungskraft ist zu erhalten oder wiederherzustellen.
Dieses bedeutet, daß auch die Gewässergüte der natürlichen Gewässer entsprechend
wieder hergestellt werden muß [WIECZOREK, 1992].
Eine entsprechende Bestimmung findet sich auch im Wasserhaushaltsgesetz (WHG) §1a (1).
Dort heißt es:
„Die Gewässer sind als Bestandteil des Naturhaushaltes und als Lebensraum für
Tiere und Pflanzen zu sichern. Sie sind so zu bewirtschaften, daß sie dem Wohl der
Allgemeinheit und im Einklang mit ihm auch dem Nutzen einzelner dienen und
vermeidbare Beeinträchtigungen ihrer ökologischen Funktionen unterbleiben.“
Das in Hamburg anfallende Niederschlags- und Oberflächenabwasser wird häufig in Regenrückhaltebecken
aufgefangen. Diese Becken sind nach hydraulischen Gesichtspunkten ausgelegt
und dienen der hydraulischen Pufferung des anfallenden Wassers. Das für einen Gewässerschutz
notwendige weitergehende Reinigen des Oberflächenabwasser kann in einem
Rückhaltebecken allerdings nicht erfolgen. Grobe Partikel können zwar in dem RHB sedimentieren,
die höher mit Schadstoffen belasteten, feinen Partikel und die Kolloide passieren
dagegen ungehindert das Becken.
Für die Realisierung des geforderten Gewässerschutzes wurde ein Verfahren gesucht, das im
Anschluß an die konventionellen RHB eine weitergehende Reinigung des Wassers ermöglicht
und dabei einen nachhaltigen Schutz des Gewässers gewährleistet. Es sollte wartungsarm und
kostengünstig sein, möglichst ohne eine zusätzliche Energieversorgung auskommen und sich in
das natürliche Landschaftsbild einfügen lassen.
Diese Kriterien können von Bodenfiltern erfüllen werden. Sie bestehen aus einem sandigen
Filterkörper, der zumeist mit Schilf bepflanzt ist und von dem Abwasser durchströmt wird.
Die Bodenfilter werden bislang überwiegend zur dezentralen Reinigung von kommunalen
2

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Abwässern eingesetzt (Pflanzenkläranlagen). Zahlreiche Forschungsarbeiten belegen dabei
die guten Reinigungsleistungen der Bodenfilter.
Über die Leistung solcher Anlagen zur Reinigung von Oberflächenabwässern liegen zur Zeit
allerdings nur wenige Erkenntnisse vor.
Aus diesem Grund wurde das Pilotprojekt Halenreie konzipiert [Tabelle 1-1].
Tabelle 1-1; Pilotprojekt Halenreie
Projektbeteiligte Aufgabengebiet
Umweltbehörde Hamburg
W1 Amt f. Gewässer- und Bodenschutz
H2 Amt f. Umweltuntersuchungen
Bezirksamt Wandsbek
BA52 Wasserwirtschaft
GU4 Umweltamt
- Gesamtkoordination und Finanzierung
- Meßprogramm und Analytik
- Beteiligung an der Vorbereitung, Auswahl des Standortes,
Planung, Ausschreibung, Bau und Betrieb der Pilotanlage
Baubehörde Hamburg
WS2 Amt für Wasserwirtschaft - Vorbereitung, Vorplanung, fachtechnische Begleitung, Genehmigung
Planer und Berater
Heinrich Umweltschutztechnik
Dipl. Ing. B. Zuppke
Büro Biola
Büro Neumann & Partner
Büro AWA
UIT
TU Hamburg-Harburg
- Grundlagen, Standortwahl
- hydraulische Berechnungen
- Voruntersuchungen, Biologisches Gutachten
- erster Anlagenentwurf
- zweiter Anlagenentwurf, Ausführungsplanung, Bauaufsicht
- Konzeption und Durchführung Meßprogramm, Berichte
- begleitende Versuche
Weitere
Amt für Bodendenkmalpflege - archäologische Begutachtung des Geländes
Nach mehrjährigen Vorbereitungen, Auswahl eines geeigneten Standortes, Voruntersuchungen,
Verfahrensauswahl und mehrfacher Überarbeitung des Konzeptes sowie zweier Entwürfe
wurde die Pilotanlage Halenreie im Sommer 1996 fertiggestellt.
Sie setzt sich aus einem Rückhaltebecken mit einem Leichtstoffabscheider und einem nachgeschalteten
bepflanzten Bodenfilter zusammen.
Mit einem begleitenden Untersuchungsprogramm sollte die Leistungsfähigkeit dieses Reinigungssystems
ermittelt werden. Neben der Rückhalteleistung gegenüber den verschiedenen
Schadstoffgruppen (Schwermetalle, Nährstoffe, organische Verbindungen u.a.) und den biologischen
Parametern sollte in einem zusätzlichen Versuch auch die hydraulische Belastbarkeit
und die mögliche Standzeit einer solchen Anlage zur Wasserreinigung abgeschätzt werden.
3

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Außerdem war die Optimierung des Filtermaterials Gegenstand eines Forschungsprojektes,
das von der TU Hamburg-Harburg durchgeführt wurde.
Die Untersuchungen an der Pilotanlage erstreckten sich von Juli 1996 bis Dezember 1999
über insgesamt 42 Monate.
2 Beschreibung der Anlage
2.1 Lage und Anordnung der Pilotanlage
Das Areal mit der Pilotanlage Halenreie liegt im Hamburger Stadtteil Volksdorf am Rande
des Naturschutzgebietes „Volksdorfer Teichwiesen“ [Abbildung 2.1-1], das von der Gussau
durchflossen wird. Die Gussau wird u.a. durch die Oberflächenabwässer der anliegenden
Straßen und Grundstücke gespeist.
Ein besonders stark belasteter Zufluß befindet sich im Bereich der Straße Halenreie. Das
Einzugsgebiet ist stark versiegelt und umfaßt Straßen, Parkplätze sowie Dachflächen. Insbesondere
die stark befahrene Straße Halenreie und der anliegende Parkplatz, der zeitweise als
Marktplatz genutzt wird, tragen zu dem Verschmutzen des Oberflächenwassers bei. Dieses
Oberflächenwasser aus einem Areal von derzeit ca. 4,12 ha wird der Pilotanlage zum Reinigen
zugeführt [Tabelle 2.1-1].
Tabelle 2.1-1; Daten zum Einzugsgebiet
Einzugsgebiet
geplante Erweiterung 6,93 ha
reduzierte Fläche Ared
derzeitiges Einzugsgebiet
reduzierte Fläche Ared
Abflußbeiwert 0,6
4,16 ha
4,12 ha
2,47 ha
Vor dem Bau der Pilotanlage wurden eingehende Messungen und Untersuchungen an der Gussau
und an den Einleitungen zur Gussau durchgeführt. Diese Untersuchungen im Einzugsgebiet
der Straße Halenreie zeigten, daß die Gussau durch die Einleitungen der dort anfallenden
Oberflächenabwässer erheblich belastet wurde. Die Wassergüteparameter wiesen das Gewässer
als allgemein kritisch, zeitweise auch als stark verschmutzt aus [DANNENBERG, 1992]
[siehe Anhang II]. Ein von biola erstelltes Gutachten [BIOLA, 1992] belegte, daß bei der
Gussau in Bezug auf ihren Individuenreichtum von gestörten und instabilen Zoonösen ausgegangen
werden konnte.
4

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Abbildung 2.1-1; Einzugsgebiete der Pilotanlage Halenreie
Zur Verbesserung der Gewässersituation war auch in der Verordnung zum Naturschutzgebiet
Volksdorfer Teichwiesen v. 6.7.93 unter § 3 - Gebote - folgender Passus aufgenommen worden:
„Im Naturschutzgebiet ist es geboten.... 5. die Qualität des in das Gebiet abgeführten
Oberflächenwassers zu optimieren.“
Mit der Pilotanlage sollte diese Vorgabe für eine der größten Belastungsquellen im Gebiet
realisiert werden.
Die Pilotanlage wurde Anfang 1996 gebaut und im Sommer 1996 in Betrieb genommen. Die
Pilotanlage besteht aus einem Regenrückhaltebecken und einem nachgeschalteten bewachsenen
Bodenfilter [Abbildung 2.1-2].
5

Arbeits- und
Schauweg
BF 2
BF 1
Pumpenschacht
Pilotanlage Halenreie
BF 4
– Abschlußbericht –
BF 3
Abbildung 2.1-2; Übersicht der Pilotanlage
Ablauf zur
Gussau
Überlaufbauwerk
RHB
Ablaufbauwerk
Das Rückhaltebecken wurde nach konventionellen Bemessungsregeln ausgelegt und diente der
hydraulischen Pufferung. Es ermöglichte das Abscheiden von groben Partikeln und Leichtflüssigkeiten
(der Leichtstoffabscheider befand sich im Überlaufbauwerk) sowie von mitgeschwemmten
Ästen und Laub. Die hoch mit Schadstoffen belasteten feinen Partikel und die
belasteten Kolloide passierten das RHB hingegen unverändert. Zum Abtrennen der feinen
Partikel bzw. der Kolloide dienten die Bodenfilter.
6

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Das Rückhaltebecken hatte ein Stauvolumen von ca. 650 m³. Der Ablauf aus dem RHB erfolgte
über ein Überlaufbauwerk und eine Drossel in den Pumpenschacht [Abbildung 2.1-3],
aus dem das Wasser entweder mit einer Pumpe (auf die vertikal durchströmten Filter 1 und 2)
gefördert wurde oder aus dem es im freien Ablauf in den Graben (zu den horizontal durchflossenen
Filtern 3 und 4) floß.
Abbildung 2.1-3; Querschnitt des Überlaufbauwerks
Die Dimensionierung der Reinigungsanlage beruhte auf einer sehr hohen hydraulischen Belastung,
wie sie z.B. einem Starkregen auftrat. Unter dieser hydraulischen Belastung sollte die
Anlage einen „ordnungsgemäßen“ Betrieb gewährleisten. Außerdem wurde sie für ein zukünftig
wesentlich größeres Einzugsgebiet ausgelegt. Das bedeutet, daß die Anlage während
der Pilotphase überwiegend nur schwach hydraulisch belastet war. Da aber für künftige Anlagen
von Interesse ist, wie sie sich z.B. bei einer hohen Dauerbelastung verhalten, mußten
Änderungen in dem Wassermanagement und in der Betriebsweise der Anlage durchgeführt
werden [Kap. 2.2]. Eine bauliche Veränderung an der Pilotanlage betraf die Ablaufdrossel.
Über sie erfolgte der Abfluß des Wassers aus dem RHB in den Pumpenschacht. In den ersten
Betriebsmonaten wurde die Anlage mit einem Volumenstrom von ca. 2 l/s, der durch ein vertikales
Wirbelventil (Typ: FluidVertic VSU) konstant gehalten wurde, beschickt. Auf Grund
des zu geringen Wasseranfalls an der Pilotanlage ist das Wirbelventil Ende 1996 gegen einen
Kugelhahn ausgetauscht wurden. Er bot gegenüber dem Wirbelventil zwei wesentliche Vorteile.
Zum einen konnte das Wasser durch das vollständige Verschließen des Kugelhahns im
Rückhaltebecken aufgestaut und für eine Meßkampagne (im mehrtägigen Dauerbetrieb) ausreichend
Wasser zur Verfügung gestellt werden. Zum anderen war ein höherer Volumenstrom
(ca. 8 l/s) aus dem RHB in den Pumpenschacht (und damit auf die Bodenfilter) möglich. Es
hatte sich schon in den ersten Versuchsmonaten gezeigt, daß die Filter bei einem Volumenstrom
von 2 l/s noch nicht voll ausgelastet waren. Die Pumpe war für diese höhere Wassermenge
bereits ausgelegt.
7

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Der Bodenfilter war in 4 Segmente unterteilt [Abbildung 2.1-4]. Die Filtersegmente waren
gegeneinander und gegen den Untergrund durch eine wasserdicht verschweißte Folie abgedichtet.
Jeweils 2 Segmente waren als vertikal (Filter 1 und 2) bzw. als horizontal (Filter 3
und 4) durchströmter Filter aufgebaut.
Abbildung 2.1-4; Schematische Darstellung der Bodenfilter
Die beiden jeweiligen Segmente unterschieden sich in der Körnung des Filtersandes. In Filter
1 und 3 befand sich Sand mit einem wirksamen Durchmesser (d10) von 0,194 mm (Korngröße
mit einem Massendurchgang bei der Korngrößenanalyse von 10 %) und einem mittleren
Durchmesser (d50) von 0,470 mm (Korngröße mit einem Massendurchgang von 50 %). Der
Sand in Filter 2 und Filter 4 war etwas gröber und wies einen wirksamen Durchmesser (d10)
von 0,244 mm bei einem mittleren Durchmesser (d50) von 0,595 mm auf. Die Filter wurden
über eine 100 mm starke Kiesschicht drainiert. Auf ihr befand sich der Filterkörper mit einer
Höhe von 900 mm. Die beiden vertikal durchströmten Filter waren zusätzlich, für eine
gleichmäßige Verteilung des Wassers, mit einer weiteren Kiesschicht abgedeckt
(ca. 100 mm), in der die Beschickungsleitungen eingebettet waren [Abbildung 2.1-5].
Das Beschicken der Filter konnte alternativ mit der Pumpe oder im freien Ablauf erfolgen.
Die vertikal durchströmten Filtersegmente 1 und 2 wurden mit einer Pumpe versorgt. Diese
förderte das Wasser über eine Rohrleitung zu den Verteilern und von dort zu den Beschikkungsleitungen.
Das waren gelochte PE-Rohre, die in einer groben Kiesschicht eingebettet
waren und das Wasser großflächig und gleichmäßig auf den Filtern verteilten. Das Beschikken
mittels Pumpe erfolgte entsprechend dem gewünschten Betriebsprogramm entweder auf
jeweils ein oder parallel auf beide vertikal durchströmte Segmente. Die Pumpe konnte mit
8

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
einem Zeitprogramm oder durch den Wasserstand im Pumpenschacht gesteuert werden. Zum
Beschicken der horizontalen Filter konnte das Wasser aus dem Pumpenschacht (bei abgestellter
Pumpe) im freien Ablauf in einen Graben, der die Segmente 3 und 4 umgibt, fließen.
Aus diesem Graben strömte das Wasser dann seitwärts in die Filter. Die beiden Filter 3 und 4
wurden allerdings nur beschickt, wenn Filter 1 und 2 nicht betrieben wurden, oder die Pumpe
die anfallenden Wassermengen (z.B. bei Starkregen) nicht weiterleiten konnte.
Filter 1 und Filter 2 hatten eine Oberfläche von je 220 m² (ca. 11 m x 20 m). Die Filterfläche
der beiden anderen Bodenfiltersegmente (Filter 3 und 4) betrug jeweils 140 m²
(ca. 10 m x 14 m). Der Beschickungsgraben, der Filter 3 und 4 umgab wies eine Breite von
ca. 1 bis 2 m auf.
Tabelle 2.1-2; Technische Daten zur Pilotanlage
Pos. Beschreibung ca.
1 Gesamtfläche des Einzugsgebietes 4,12 ha
2 Reduzierte Fläche des Einzugsgebietes (Ared) 2,47 ha
3 Bemessungsregen r15 (n=0,1) 176 l/s*ha
4 Bemessungswassermenge 435 l/s
5 max. Fläche des Rückhaltebeckens 1500 m²
6 Puffervolumen des Rückhaltebeckens 650 m³
7 Zulauf zum Bodenfilter (begrenzt durch Pumpe) 30 m³/h
8 Gesamtfläche der Bodenfilter 1 und 2 440 m²
9 Gesamtfläche der Bodenfilter 3 und 4 280 m²
10 Höhe der Filter 0,9 m
Die vier Filtersegmente entwässerten jeweils einzeln über die auf dem Filterboden liegenden
Drainagerohre in den Ablaufschacht. Um dem Schilf auch während längerer niederschlagsfreier
Phasen ausreichend Wasser im Wurzelbereich bieten zu können, wurden die Filter eingestaut.
Im Ablaufschacht konnte die Einstauhöhe jedes Segmentes durch das Anheben des
Ablaufes geregelt werden.
9

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Filter 1 und 2 waren auf eine Höhe von 0,50 m und Filter 3 und 4 auf eine Höhe von 0,60 m
eingestaut [Abbildung 2.1-5]. Das Beproben des gereinigten Wassers konnte für jedes Segment
einzeln durchgeführt werden. Am Boden des Schachtes befand sich ein Ablauf über den
das Wasser im freien Gefälle durch einen Graben der Gussau zugeleitet wurde.
Abbildung 2.1-5; Querschnitt des Ablaufbauwerkes
2.2 Betriebsweise der Anlage
Für das Untersuchungsprogramm wurden die beiden vertikal durchströmten Filter 1 und 2
verwendet. Es war ursprünglich geplant, alle vier Filter alternierend mit der gleichen Wassermengen
zu beaufschlagen. Wegen der begrenzten Wassermenge war dies aber nicht sinnvoll
und es wurde die Beschickung auf zwei Segmente beschränkt. Die Filter 1 und 2 wurden
gewählt, weil sowohl das Beschicken mit der Pumpe und dem Bewässerungssystem, als auch
ihr Aufbau als vertikal durchströmte Filter bessere Aussagen zur hydraulischen Beaufschlagung
ermöglichten. Die in dem (noch nicht voll angeschlossenen) Einzugsgebiet erfaßte und in
das Rückhaltebecken geführte Wassermenge reichte nicht aus, um die in der Planung der Anlage
vorgesehene Betriebsweise zu realisieren. Zudem traten im Rückhaltebecken Wasserverluste
aus Versickerung und Verdunstung auf, die dazu führten, daß nach längerer regenfreier
Zeit erst der Wasserunterschuß im Becken aufgefüllt werden mußte, ehe ein Überlauf zu
den Filtern (über den Pumpenschacht) erfolgte.
Die Pilotanlage wurde während der Frostperioden von Mitte Dezember bis Ende Februar im
„Winterbetrieb“ gefahren, d.h., daß in diesem Zeitraum nur die Filter 3 und 4 im freien Überlauf
beschickt wurden. Die Pumpe zu Filter 1 und 2 war abgeschaltet und die Beschickungsleitungen
zu den Filtern entleert. Während des Winterbetriebes der Anlage waren die Filter
zudem nicht eingestaut.
10

3 Untersuchungsprogramm
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
3.1 Probenahmestrategie und -termine
Das Hauptziel des Untersuchungsprogrammes war es, die Rückhalteleistung der Reinigungsanlage,
insbesondere der Bodenfilter, für die verschiedenen im Wasser enthaltenen Schadstoffe
bzw. Schadstoffgruppen zu ermitteln. Hierzu wurden Wasserproben im Zulauf zum
Rückhaltebecken und aus dessen Ablauf (entspricht dem Zulauf zu den Bodenfiltern) sowie im
Ablauf der Bodenfilter während verschiedener Meßkampagnen entnommen [Tabelle 3.1-1].
Tabelle 3.1-1; Probenahmetermine im Überblick
Datum Zulaufproben
RHB
Zulaufproben
Bodenfilter
Ablaufproben
Bodenfilter
Anmerkungen
16./17.10.96 5 1 2 alle per Hand
02.12.96 2 1 2 alle per Hand
23.06.97 1 1 2 alle per Hand
06./07.11.97 5 1 2 Zulauf RHB autom.
11.12.97 4 1 2 Zulauf RHB autom.
28.06.-02.07.98 3 6 8 Zulauf RHB autom.
13.10.-15.10.98 -/- 5 8 kein Zulauf RHB
31.03.99 -/- -/- 2 kein Zulauf RHB
05.08.99 3 -/- -/- Zulauf RHB autom.
21.09.99 -/- -/- 2 kein Zulauf RHB
01./02.12.99 -/- 2 10 kein Zulauf RHB
06./07.12.99 -/- 2 10 kein Zulauf RHB
Regenwasser ereignisabhängig zu beproben ist mit gewissen Schwierigkeiten verbunden. Die
Schadstoffverteilung in dem Niederschlagswasser ist von vielen unterschiedlichen Faktoren
abhängig z.B. der Größe des Einzugsgebietes, Fließwege, Länge der vorangegangenen Trokkenperiode,
der Dynamik des Niederschlages, Art und Nutzung des Einzugsgebietes u.a.. So
mußte im Verlauf der ersten Untersuchungsphase eine geeignete Probenahmestrategie erarbeitet
werden. Die ersten Proben wurden per Hand genommen. Ab Nov. ´97 wurde dann ein
automatisch arbeitender Probenehmer im Zulauf zur Anlage verwendet. Von diesem Zulauf
wurden nach Möglichkeit mehrere Proben zeitversetzt (das automatische Probenahmegerät ist
entsprechend programmierbar) genommen, da dort mit einem größeren Schwanken der Schadstoffkonzentrationen
im Verlauf eines Regenereignisses gerechnet werden mußte. Grundsätzlich
wird davon ausgegangen, daß der erste Wasserschwall („first flush“) die höchste Konzentration
an Schadstoffen enthält.
Bei den weiteren Probestellen (Zulauf und Ablauf der Bodenfilter) mußte mit dieser Problematik
nicht gerechnet werden, da das RHB unter anderem als Misch- und Ausgleichsbecken
11

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
diente. Die Schadstoffkonzentrationen unterlagen im Ablauf des Rückhaltebeckens folglich
nicht so starken Schwankungen wie noch im Zulauf zu dem RHB. Die Zu- und Ablaufproben
der Bodenfilter wurden zeitversetzt per Hand genommen.
Es konnte nicht immer das gesamte Analysenspektrum untersucht werden. Für die im automatischen
Probenehmer zwischengespeicherten Proben war eine nachträgliche Aufnahme von
Temperatur und Sauerstoffgehalt nicht mehr sinnvoll. Einige Vor-Ort-Messungen (pH, Leitfähigkeit,
Trübung) konnten mehrmals nicht durchgeführt werden. Zudem wurde der Analysenumfang
im Verlauf des Untersuchungszeitraumes verringert, da der Schadstoffrückhalt der
Anlage nur gegenüber den Schadstoffen ermittelt werden sollte, die aufgrund ihrer Quantität
bzw. ihrer Toxizität eine besondere Gefährdung für die Gewässer darstellten.
Der jeweilige Analysenumfang ist in Tabelle 3.1-2 dargestellt.
12

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tabelle 3.1-2; Untersuchungsumfang der Wasserproben
Parameter Einheit
Okt.
96
Dez.
96
Juni
97
Nov.
97
Abfiltrierbare Stoffe mg/l x x x x x x x x x x
Glühverlust von AfS % x x x x x x x x x x
Dez.
97
Juli
98
Okt.
98
Mrz.
99
Aug.
99
Temperatur °C x x x x x x x
Sauerstoffgehalt mg/l x x x x x x x
Sauerstoffsättigung % x x x x x
Sep.
99
pH-Wert - x x x x x x (x)
Leitfähigkeit µS/cm x x x x x x x x
Trübung TE(F) x x x x x x x
BSB7 mg/l x x
TOC mg/l x x x x x x x x x x
DOC mg/l x x x x x x x x
Gesamt-N mg/l x x x x x x
Ammonium-N gelöst mg/l x x x x x x
Nitrit-N gelöst mg/l x x x x x x
Nitrat-N gelöst mg/l x x x x x x
gesamt-Phosphor(als
P)
mg/l x x x x x x
ortho-Phosphat (als P) mg/l x x x x x x
Calcium (Ca) gesamt mg/l x x x x x
Eisen (Fe) gesamt mg/l x x x x x
Magnesium (Mg) gesamt mg/l x x x x x
Mangan (Mn) gesamt mg/l x x x x x
Fortsetzung der Tabelle nächste Seite.
Dez.
99
Dez.
99
13

Fortsetzung der Tabelle 3.1-2.
Parameter Einheit Okt.
96
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Dez.
96
Juni
97
Nov.
97
Arsen (As) gesamt µg/l x x x x
Blei (Pb) gesamt µg/l x x x x x x x x x x x
Cadmium (Cd) gesamt µg/l x x x x x
Chrom (Cr) gesamt µg/l x x x x
Kupfer (Cu) gesamt µg/l x x x x x x x x x x x
Nickel (Ni) gesamt µg/l x x x x x
Quecksilber (Hg) gesamt µg/l x x x x x
Zink (Zn) gesamt µg/l x x x x x x x x x x x
Calcium (Ca) gelöst mg/l x x x
Dez.
97
Eisen (Fe) gelöst mg/l x x x
Magnesium (Mg) gelöst mg/l x x x
Mangan (Mn) gelöst mg/l x x x
Arsen (As) gelöst µg/l x x x
Blei (Pb) gelöst µg/l x x x
Cadmium (Cd) gelöst µg/l x x x
Chrom (Cr) gelöst µg/l x x x
Kupfer (Cu) gelöst µg/l x x x
Nickel (Ni) gelöst µg/l x x x
Quecksilber (Hg) gelöst µg/l x x x
Zink (Zn) gelöst µg/l x x x
Juli
98
Okt.
98
Mrz.
99
Aug.
99
PAK x x
Leuchtbakterientox. G-Wert x x x x
ak. Daphnientox. 24h G-Wert x
Sep.
99
Dez.
99
Dez.
99
14

3.2 Betriebsmessungen
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Das im folgenden beschriebene Meßwerterfassungssystem und der automatische Probenehmer
waren in einem Bürocontainer in unmittelbarer Nähe zur Pilotanlage installiert. Von hier aus
wurden die Sensoren elektrisch versorgt und die Meßdaten mit einem PC erfaßt und gespeichert.
Über den Telefonanschluß und mittels Modem war der PC jederzeit fernbedienbar. Das
bedeutet, daß einerseits das aktuelle Geschehen in der Pilotanlage über einen entfernt liegenden
Rechner überwacht werden konnte. Andererseits konnten alle Meßdaten des PC über
diese Verbindung auf den Rechner übertragen und auf diesem dann weiterverarbeitet werden.
Über diese Verbindung konnte ebenfalls abgefragt werden, ob automatisch gezogene Proben
vorlagen die ins Labor zu transportieren waren.
Die Tabelle 3.2-1 zeigt die erfaßten Meßwerte und die Meßorte bzw. die Position der Meßgeräte.
Der Meßstellenplan ist der Abbildung 3.2-1 zu entnehmen.
Tabelle 3.2-1; Übersicht der Meßeinrichtungen und Probenahmen
Meßwert / Probe Meßart / Probenahme
1 Regenmenge, -intensität permanent
aufgezeichnet
2 Lufttemperatur permanent
aufgezeichnet
3 Pegel im Rückhaltebecken permanent
aufgezeichnet
4 Pegel im Pumpenschacht permanent
aufgezeichnet
5 Wassertemperatur permanent
aufgezeichnet
6 Wasserprobe im Zulauf zum
Rückhaltebecken
7 Wasserprobe im Zulauf zum
Filter
8 Wasserprobe im Ablauf aus
dem Filter
Automat und
Einzelprobe
Meßwertgeber Bemerkung
Lambrecht nicht bei Frost
PT 100 Kobold
STS Druckmeßsonde nicht bei Frost
Ultraschallsensor
Kobold
Einzelprobe von Hand
Einzelprobe von Hand
nicht bei Frost
PT 100 Kobold nicht bei Frost
Bühler Probenahmeautomat,
gekühlt
Die Regenmenge wurde mit einem Niederschlagsmesser der Fa. Lambrecht erfaßt. Das Gerät
arbeitete mit einer reibungsarm gelagerten Wippe nach Joss-Tognini und hatte eine Auflösung
von 0,1 mm Niederschlag. Das Kippen der Wippe löste berührungslos einen Impuls aus, der
im PC auf einer Digitalzählerkarte registriert wurde.
Die Temperaturmessung für die Luft und das Wasser erfolgte mit Temperaturfühlern (PT 100)
der Fa. Kobold. Das analoge Meßsignal wurde mit einem AD-Wandler im PC erfaßt. Die
Auflösung betrug 0,1 °C (K). Die Lufttemperatur wurde geschützt vor Sonneneinstrahlung am
15

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Meßcontainer ermittelt. Die Wassertemperatur wurde im Pumpenschacht gemessen und entsprach
somit der Temperatur des auf die Filter laufenden Wassers.
Der Pegel im Rückhaltebecken wurde mit einem Drucksensor der Fa. STS gemessen. Der
Sensor war in einem Hüllrohr DN 300 montiert. Das Rohr war unter Wasser gelocht, so daß
der korrekte Wasserstand gemessen wurde. Störungen durch kurze Wellen oder durch Wasservögel
wurden durch die Montage im Rohr verhindert. Das vom Gerät gelieferte analoge
Meßsignal wurde mit einem AD-Wandler im PC erfaßt. Die Auflösung betrug 2 mm.
Der Wasserstand im Pumpenschacht wurde mit einem Ultraschallsensor der Fa. Kobold
(Typ: Ultra) gemessen. Das vom Gerät gelieferte analoge Meßsignal wurde mit einem AD-
Wandler im PC erfaßt. Die vom Meßbereich abhängige Auflösung betrug hier 4 mm.
Die Messung beider Wasserstände erfolgte mit sehr guter Reproduzierbarkeit, so daß die ausschließlich
aus Pegeldifferenzen bestimmten Volumina im Pumpenschacht bzw. im Rückhaltebecken
sehr genau berechnet werden konnten.
Die Probenahme mit dem automatisch arbeitendem Probenahmegerät der Fa. Bühler erfolgte
durch Auslösung über den PC. Das wesentliche Auslösekriterium war ein Mindestzulauf von
3 l/s, der aus dem Pegelanstieg im Rückhaltebecken erkannt wurde. Darüber hinaus wurde
eine Mindestwartezeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Probenahmen eingestellt. Die von
dem Gerät gezogenen Proben wurden aus dem Zulauf entnommen und in Vorratsbehälter gefüllt.
Der Probenehmer und die Vorratsbehälter befanden sich in einem gekühlten Schrank
(ca. 4 °C). Der Zeitpunkt der Probenahme wurde auf dem PC registriert.
Die manuelle Probenahme erfolgte durch Schöpfen mit einem Becher. Soweit möglich wurden
die Proben vor Ort untersucht.
Für die Laboruntersuchungen der Wasserproben wurden diese z.T. mit Säure fixiert und gekühlt
zum Labor transportiert.
16

Meßstellenplan
permanente Aufzeichnung der Meßwerte im PC
Analyse der Wasserproben im Labor
380V
Telefon
Datenfernübertragung
Niederschlag
Lufttemperatur
380V für Tauchpumpe
Steuerung
Pilotanlage Halenreie
Meßcontainer
Abbildung 3.2-1; Meßstellenplan (Schema)
– Abschlußbericht –
Pegel2
Wassertemperatur
Pegel1
Gussau
Schacht Rückhaltebecken Pumpenschacht Bodenfilter Ablauf / Ablauf
(4 Segmente) Kontrollschacht
Zulauf
17

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
3.2.1 Aufzeichnung und Verarbeitung der permanent verfügbaren Meßgrößen
Die Meßeinrichtung war ganzjährig in Betrieb. Lediglich während der Frostperioden wurde
die Meßdatenerfassung eingeschränkt, da wegen der Eisbedeckung des Rückhaltebeckens und
der Filter zeitweise kein Durchsatz stattfand.
Die Daten aller Meßgeräte wurden synchron erfaßt, mit dem PC in digitale Meßwerte gewandelt
und auf einem Datenträger im Meßcontainer gespeichert. Diese Meßwerte [Tabelle
3.2-1] bildeten das Umweltgeschehen in der Pilotanlage und dem Einzugsgebiet ab und erlaubten
das Beschreiben der Betriebsdaten zum Beurteilen der Pilotanlage.
Das Tagesprotokoll [Abbildung 3.2-2] zeigt die zwischen 0:00 Uhr und 24:00 Uhr aufgezeichneten
Meßwerte. Die Markierung der Kurven erfolgte wenigstens alle Stunde, bei Änderung
des Meßwertes über einen Schwellenwert, auch entsprechend häufiger.
Pegel [m] Niederschlagsmenge /10 [mm/m²]
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
Dauerstau 34.70 m ü. NN
0,0
-5
00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00
Zeit
14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00
Abbildung 3.2-2; Beispiel: Tagesprotokoll vom 06. November 1997
Pegel Schacht
Pegel1 RHB
Regen
Temp. Wasser
Temp. Luft
Das Diagramm stellt den Verlauf der Temperaturen (Luft, Wasser) und den aktuellen Pegelstand
im Rückhaltebecken und den Wasserstand im Pumpenschacht dar. Die Regenmenge ist
als Summenkurve dargestellt.
Das Diagramm (Tagesprotokoll vom 6.11.1997) zeigt deutlich, wie mit dem Einsetzen des
Regens nach kurzer Verzögerung der Pegel im Rückhaltebecken anstieg. Wegen des Wasserdefizites
im Becken begann der Ablauf in den Pumpenschacht zeitverzögert, hier etwa zeit-
25
20
15
10
5
0
Temperatur [°C]
18

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
gleich mit dem Regenende. Nach dem Ende des Regenereignisses fiel der Wasserspiegel im
Becken. Die weiterhin ablaufende Wassermenge wurde dabei zyklisch aus dem Schacht auf
die Filter gepumpt.
3.2.2 Ermitteln der auf die Filter gepumpten Wassermengen
Der Pumpenschacht hatte einen inneren Durchmesser von 2,00 m und wies keine wesentlichen
Einbauten auf. Die Pumpensteuerung war durch Schwimmerschalter auf einen oberen und einen
unteren Schaltpunkt eingestellt, mit einem Schaltspiel von ca. 0,50 m. Der Pegel im Pumpenschacht
wurde mit einem Ultraschallsensor permanent erfaßt. Daraus ließ sich der Zulauf
in den Schacht (Ablauf aus dem Rückhaltebecken) bei abgeschalteter Pumpe aus dem Anstieg
des Wasserspiegels berechnen:
Q = A ∗ dH
[Gl. 3.2-1]
Zu
QZu = Zufluß zum Pumpenschacht [m³/s]
AS = Fläche des Pumpenschachtes = 3,14 [m²]
dHZu = (positive) Pegeländerung [m/s]
S
Zu
In gleicher Weise konnte die mit der Pumpe abgegebene Wassermenge berechnet werden,
wobei zu berücksichtigen war, daß während des Abpumpens der Zulauf weiterhin (für diesen
Zeitbereich konstant) stattfand.
Q = A ∗ dH + Q
[Gl. 3.2-2]
Ab
S
QAb = Abfluß aus dem Pumpenschacht [m³/s]
AS = Fläche des Pumpenschachtes = 3,14 [m²]
dHAb = (negative) Pegeländerung [m/s]
QZu = Gleichzeitiger Zufluß zum Pumpenschacht [m³/s]
Ab
Zu
Die Kenntnis der Zulaufmenge und der gleichzeitig erfaßte Pegelstand im Rückhaltebecken
ermöglichte es, die Kennlinie der im Ablauf des Rückhaltebecken eingesetzten Drossel zu
beschreiben.
Mit Hilfe dieser Kennlinie (Durchfluß durch die Drossel als Funktion des Überstandes im
Zulaufbauwerk) konnte der ungepumpte Ablauf auf die Filter 3 und 4 mengenmäßig ebenfalls
abgeschätzt werden.
19

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
3.2.3 Feststellen der Volumencharakteristik des Rückhaltebeckens
Das Rückhaltebecken war landschaftsnah gestaltet und wies eine unregelmäßige Form sowohl
im Umriß als auch in der Profilierung auf. Wegen dieser unregelmäßigen Form des Beckens
war das rechnerische Bestimmen des Volumens in Abhängigkeit vom Wasserstand nur schwer
möglich.
Das genaue Erfassen der Zulaufwassermenge mit einem Durchflußmesser im Zulaufkanal war
wegen der sehr unterschiedlichen Wassermengen und vor allem wegen der mitgeschwemmten
Partikel (Laub, Äste, Plastiktüten, usw.) problematisch. Die Bestimmung der zulaufenden
Wassermenge erfolgte daher aus der Messung der Wasserstandsänderung (Pegel) im Rückhaltebecken
unter Berücksichtigung des bekannten gleichzeitigen Abflusses. Dafür war es
notwendig, insbesondere bei nicht gleichförmiger Volumenänderung, diese Volumenänderung
einmal in Abhängigkeit vom Wasserstand im Rückhaltebecken zu bestimmen. Dazu wurde das
Becken im Bereich der in Frage kommenden Wasserstände zwischen Dauer- und Minimalwasserstand
„ausgelitert“, d.h. beim Abpumpen gemessener (bestimmbarer) Wassermengen
wurde die Pegeländerung erfaßt. Für diese Maßnahme wurde das Becken durch Verschließen
des Ablaufes bis zum Maximalwasserstand eingestaut. Die nach dem Öffnen des Ablaufes
dann über das Überlauf- und Pumpenbauwerk abfließende Wassermenge wurde im Pumpenschacht
gemessen [vergl. Kap. 3.2.2] und konnte unmittelbar dem gleichzeitig gemessenen
Pegel im Rückhaltebecken zugeordnet werden. Damit war für die weitere Auswertung die
gemessene Pegeländerung direkt der Volumenänderung zurechenbar [Abbildung 3.2-3].
Pegel [m]
2,9
2,7
2,5
2,3
2,1
1,9
Beckenvolumen bezogen auf den Dauerstau (2,35 m)
1,7
-300 -200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700
Beckenvolumen [m³]
Abbildung 3.2-3; Volumencharakteristik des Rückhaltebeckens
20

3.2.4 Berechnung der Monatsprotokolle
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Für jeden Tag (von 0.00 Uhr bis 24.00 Uhr) konnte aus den Meßdaten [Kap. 3.2.1] eine Wassermengenbilanz
erstellt und der Verlauf dieser Werte über einen Monat grafisch dargestellt
werden [Abbildung 3.2-4]. Der im Diagramm aufgeführte „Zulauf Pumpenschacht“ gibt die
über die Bodenfilter abgegebene Wassermenge wieder [Kap. 3.2.2]. Der „Zulauf Pumpenschacht“
ist hier negativ dargestellt, da es sich bezogen auf das RHB um einen „Wasserverlust“
handelt.
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
-300
Halenreie November 1997
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Abbildung 3.2-4; Beispiel: Monatsprotokoll November 1997
Tag
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Die angegebene „Zulauf/Bilanz RHB“ bezieht sich auf die Veränderung der Wassermenge im
Rückhaltebecken [Kap. 3.2.3], wobei der Ablauf aus dem Becken auf die Filtersegmente berücksichtigt
ist. Die Wassermengenbilanz gibt also den Zulauf durch Regen in das Becken und
die Verluste des Beckens infolge der Versickerung und der Verdunstung wieder. Die Wassermengen,
die durch die Niederschläge in das RHB gelangen, lassen sich über die Niederschlagshöhen
nur sehr ungenau bestimmen. Sie sind sehr stark von dem Einzugsgebiet und der
versiegelten Fläche, von dem Sielsystem mit eventuellen Fehleinleitungen und von den äußeren
Bedingungen vor und während des Niederschlages (d.h. der Trockenheit vor dem Regen,
der Intensität des Niederschlages usw.) abhängig. Diese Wassermengen können aber mittels
der Zulauf/Bilanz RHB abgeschätzt werden, wobei die Verluste durch Versickerung und Verdunstung
über einen längeren Zeitraum ermittelt wurden und anschließend in die Berechnun-
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Niederschlag [mm]
21

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
gen der „Zulauf/Bilanz RHB kor.“ [vergl. Kap. 3.2.5] eingehen. Die negative Bilanz an regenfreien
Tagen zeigt diese Verluste auf.
Wegen der nicht vermeidbaren Wasserverluste aus dem Rückhaltebecken wurde der geplante
Minimalwasserstand, der durch die Ablaufhöhe zum Pumpenschacht bestimmt ist, regelmäßig
unterschritten. Zum Kennzeichnen dieses Wasserdefizites, das bei Regen erst ausgeglichen
werden mußte, ehe Wasser für die Filter zur Verfügung steht, wurde die Mengenkurve „Inhalt
bez. Dauerstau“ in das Diagramm aufgenommen. Negatives Volumen beschreibt dabei das
Wasserdefizit. Die Tageswerte sind zur besseren Kennzeichnung mit Linien verbunden.
Der Niederschlag wird ebenfalls als Tagessumme dargestellt, zur Unterscheidung in dem
Diagramm als Säulen.
3.2.5 Berechnung der Jahresprotokolle
Die summarische Auswertung der Monatsprotokolle zeigt den Jahresverlauf des Niederschlages
als Regenmenge bezogen auf das Einzugsgebiet „Regenmenge 2,47 ha“ (reduzierte Fläche
von 2,47 ha), die dem Rückhaltebecken tatsächlich zugelaufenen Wassermenge „Zulauf/Bilanz
RHB kor.“ (Zulauf/Bilanz RHB abzüglich der Verluste durch Versickerung und Verdunstung)
und die auf die Filter gepumpte und gereinigt abgegebene Wassermenge „Zulauf Pumpenschacht“
[Abbildung 3.2-5].
Wassermenge [m3]
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
Januar 97
Februar 97
März 97
Abbildung 3.2-5; Beispiel: Jahresbilanz 1997
April 97
Mai 97
Summenkurven 1997
Juni 97
Regenmenge bezogen auf 2,47 ha
Juli 97
August 97
September 97
Zulauf/Bilanz RHB kor.
Zulauf Pumpenschacht
Oktober 97
November 97
Dezember 97
22

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Anhang I zeigt die Monatsprotokolle von Januar 1997 bis Dezember 1999 sowie die Jahresbilanzen
von 1997 - 1999.
3.3 Begleitende Untersuchungen
Zusätzlich zur Bestimmung der Reinigungsleistung der Pilotanlage, wurden weitere Messungen
und Versuche an der Pilotanlage Halenreie bzw. an der Gussau durchgeführt.
Bereits 1991 wurde die Gussau hinsichtlich ihrer Biologie untersucht und mit der Inbetriebnahme
der Pilotanlage ein biologisches Untersuchungsprogramm begonnen. Fragestellungen
zur Leistungsfähigkeit von Bodenfiltern wurden in einer Diplomarbeit erörtert. In einem zusätzlichem
Forschungsprojekt sollte das Filtermaterial im Hinblick auf seiner Adsorptionskapazität
verbessert werden. Die weiteren Messungen befaßten sich mit den Eigenschaften des
Filtermaterials (Bodenfilter), den Schadstoffanreicherungen in den Sedimenten und den
Schadstoffkonzentrationen in der Gussau.
3.3.1 Biologisches Untersuchungsprogramm (durch Biola)
Neben der reinen Funktionalität der Pilotanlage sollte bei diesem Projekt auch ermittelt werden,
wie sich die Biologie einer solchen Anlage entwickelt. Fragen über Art und Anzahl der
sich in der Anlage neu ansiedelnden Arten und zur Entwicklung der Pflanzenbestandes standen
im Vordergrund. Auch die Qualität des Wassers wurde an mehreren Meßpunkten anhand biologischer
Parameter geprüft. Diese Untersuchungen wurden von Gutachtern des Büros biola
(Biologisch-landschaftsökologische Arbeitsgemeinschaft) durchgeführt. Nachfolgend werden
die angewandten Methoden aus dem Bericht der biola [BIOLA, 2000] in Auszügen wiedergegeben.
Makrobenthos der Anlage
Zur Erfassung der aquatischen Makroinvertebraten wurden im Juni, August und Oktober 1999
sowohl im RHB als auch im Ablaufgraben Proben genommen. Dabei wurden Wasserkescher
verschiedener Größe und Maschenweite eingesetzt, mit denen alle Kleinlebensräume abgesammelt
wurden. Bei der Bearbeitung wurden sämtliche im Gewässer auftretenden Formen
berücksichtigt, ggf. auch - als Beifang - die Fische.
Da die Bestimmung bis zum Artniveau aus taxonomischen Gründen nicht immer geleistet werden
kann, wurde in einem solchen Fall das Taxon höherer Ordnung angegeben, das noch sicher
anzusprechen war.
Die an den bearbeiteten Probestellen an den einzelnen Terminen nachgewiesenen Taxa wurden
in einer gemeinsamen Liste vorgestellt. Auf die (nochmalige) Ausweisung der ökologischen
Ansprüche wurde hier verzichtet; diese Angaben finden sich für die Mehrzahl der Arten
im 1998er Bericht [BIOLA, 1998].
23

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Zur Beurteilung der Gefährdung der nachgewiesenen Taxa wurden neben den Hamburger Roten
Listen auch die aus Niedersachsen und Schleswig-Holstein sowie die der Bundesrepublik
herangezogen.
Für die Einschätzung der Ergebnisse wurde ein Vergleich mit den 1997 erhobenen Daten vorgenommen.
Endobenthos
Im Rahmen der hier vorliegenden Untersuchung wurden Segment 1 und 2 im Bereich des bepflanzten
Bodenfilters [Abbildung 2.1-2] zweimal im Jahresverlauf 1999 beprobt (am 1.6.
und 3.9.99).
Die Erfassung des Endobenthos erfolgte mit einem Stechrohr von 4,2 cm Durchmesser. Die
Proben wurden bei jeder Probenahme auf einem Transsekt vom Einström- bis zum Auslaufbereich
je Segment gezogen. Auf dem Transsekt sind je Becken drei Stechrohre entnommen und
zu einer Probe vereinigt worden (beprobte Fläche = 41,56 cm²). Vor der Beprobung wurde
jeweils die oberflächliche ca. 20 cm dicke Kiesschüttung entfernt. Die Einstichtiefe variierte
zwischen 12 und 13,5 cm im Frühjahr und 6 bis 18 cm im Spätsommer.
Die so gewonnene Probe ist in ein Glas gefüllt und mit 96 %igem Alkohol fixiert worden.
Im Labor wurden die Proben unter dem Binokular aussortiert und nach unterscheidbaren Tiergruppen
getrennt. Zur Bestimmung der Wenigborster (Oligochaeta) sind die Organismen in
BERLESEsches Einschlußgemisch eingebettet worden. Dieses Reagenz macht chitinöse
Strukturen sowie Umrisse innerer Organe sichtbar [DZWILLO, 1966]. Die Trocknung der eingelegten
Proben geschah bei Zimmertemperatur. Nach einigen Tagen waren die für die Artdiagnose
wichtigen Strukturen der Organismen soweit aufgehellt, daß die Tiere unter dem
Mikroskop betrachtet und bestimmt werden konnten.
Die Angabe der Ergebnisse erfolgte in absoluten Zahlen pro Probefläche (41,56 cm²). Darüber
hinaus wurden diese auf die Besiedlung von einem Quadratdezimeter Filterfläche hochgerechnet.
Botanische Untersuchungen
Die Vegetationszusammensetzung im Bereich der Pilotanlage Halenreie wurde 1999, wie
bereits 1997, an zwei Terminen, am 3. Juni und 15. September, erfaßt. Die für die verschiedenen
Bereiche der Pilotanlage getrennt aufgenommenen Artenspektren ermöglichten eine
Einschätzung der aktuellen ökologischen Situation. Durch einen Vergleich mit dem 1997 erfaßten
Arteninventar konnten Veränderungen in der Vegetationszusammensetzung erkannt und
evtl. Entwicklungstendenzen abgeleitet werden.
Wie bereits 1997 wurden in den Jahren 1998 und 1999 Untersuchungen zum Wachstum des
Schilfes durchgeführt. Das oberirdische Wachstum wurde durch Längenmessungen an Schilfpflanzen
ermittelt. Zusätzlich wurden 1999 fünf Schilfpflanzen aus dem Bodenfilter entnommen
und die Biomasse der oberirdischen Teile bestimmt.
24

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Heterotropher Aufwuchs
Im Rahmen des begleitenden Untersuchungsprogramms in der Pilotanlage zur Straßenabwasser-Vorreinigung
Halenreie sollte 1997/1998 der heterotrophe Aufwuchs im Hinblick auf die
Wasserqualität unterhalb des Rückhaltebeckens (RHB) und nach Passage der Filter vor Eintritt
in die Gussau analysiert werden und weiterhin die Reinigungsleistung der unterschiedlichen
Kiesfilter. Aus diesen Ergebnissen [BIOLA, 1998] resultierten zusätzliche Fragen und
Lösungsansätze für die Aufwuchsuntersuchungen im Winter 1998/1999 und im Sommer 1999
[BIOLA, 1999], die weitergehende Untersuchungen nötig machten. Daher galt es 1998/1999,
über die bestehende Zielsetzung hinaus, den Aufwuchs im RHB zu beproben, dort die Reinigungsleistung
zu erfassen und zu dokumentieren. Um die Ursache für die vorgefundene spärliche
Aufwuchsentwicklung im Pumpenbauwerk zu ermitteln und damit die Leistung der Filter
besser verstehen zu können, wurden Aufwuchsuntersuchungen im Pumpenbauwerk unter Umgehung
der Kleie-Kiesschürze mit parallelen Beprobungen im RHB empfohlen [BIOLA,
1998]. Weiterhin sollte der Aufwuchs auf dem Schilf, dessen Reinigungsleistung allgemein
als hoch angesehen wird, untersucht werden.
Tabelle 3.3-1; Methoden der Aufwuchsuntersuchungen
Untersuchungen Methodik
Probenmaterial Aufwuchs künstlicher bzw. natürlicher Substrate
Probenehmer Dipl.-Biol. C. SCHRÖTER
Exposition Glasplatten: 3 Wochen, Schilf: Bewuchszeit unbekannt (20-100 cm
unter der Oberfläche, abgedunkelt)
Entnahme unter Wasser
Fixierung keine
Transport dunkel, kühl (max. einige Stunden)
Lagerung max. 1 Tag
Aufbereitung keine
Analyse qualitativ und quantitativ, Lebendmaterial
Technik Auszählen von 1 cm² in Petrischale unter Lupe (30 X) Bestimmung
unter Mikroskop (100 - 400 X)
Analyse qual.: Arten-/Taxabestimmung, quant.: Zählung der Organismen pro
Art/Taxa bzw. Schätzhäufigkeiten (7-stufig)
Ergebnis Taxalisten (Tiere: Saprobiewert mit Indikationsgewicht)
Saprobität mod. DIN 38 410 (DEV 1999), SLADECEK 1973, KRIEG, 1999
Fehler Abschätzung des Zählfehlers durch Vergleichszählungen
Anwendung Erfassung von Artenspektrum und (sapr.) Gewässergüte
Qualitätssicherung Qualitätssicherung-Handbuch, Kalibrierung (u.a. IHF)
In 13 Probeserien von Herbst 1998 bis Herbst 1999 (n = 70) wurde der Bewuchs im RHB auf
Glasplatten und Schilf sowie im Pumpen- und Ablaufbauwerk auf Glas erfaßt. Es wurden
25

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
standardisierte Methoden angewandt [Tabelle 3.3-1] [RODGERS et al. 1979, KRIEG & RIEDEL-
LORJÉ 1991, KRIEG 1999]. Während die in PVC-Röhren befestigten Glasplatten im RHB und
im Pumpenbauwerk schwimmend gehalten wurden, befanden sie sich im Ablaufbauwerk in
Plastikbehältern (4 – 6 l) unter den Ausflußröhren (die Mischprobe in einem kleinen Plexiglasrahmen
am Boden des Ablaufbauwerk-Schachtes), später jeweils unter einem separaten
Ausflußhahn.
Während des Sommerbetriebes wurde das Wasser aus dem RHB durch die Filter gepumpt; im
Winter waren die Pumpen außer Betrieb [UIT, 1998]. Am 20.8.1999 kam es aufgrund des
hohen Niederschlages zu einem Bruch der Kleie-Kiesschürze. Daraufhin wurde am 27.8.1999
der Pegel für die Reparaturarbeiten auf 1,8 m abgesenkt (mdl. Mitt. Keil).
Wenn auch in der Bundesrepublik Deutschland die saprobielle Bewertung gegenwärtig nur für
Fließgewässer und bestimmte gestaute Bereiche zulässig ist [DIN 38 410, 1999; KRIEG 1997,
1999], wurde dieses Verfahren für die vorliegenden Untersuchungen orientierend herangezogen.
Denn Aufwuchsuntersuchungen zur Gewässergütebeurteilung finden international auch in
andersartigen aquatischen Bereichen Anwendung [SLADECEK 1973, CAIRNS et al., 1980].
Der Saprobienindex wurde mit Hilfe von Individuen-Zählzahlen ermittelt [DEV, 1999 mod.].
Der mit Zählzahlen berechnete Saprobienindex liegt oft um bis zu einer Güteklasse schlechter
als der mit Schätzhäufigkeiten ermittelte, die Differenzen sind aber an unterschiedlich belasteten
Proben weitgehend identisch (auch mdl. Mitt. Krieg). Da der tatsächliche Saprobienindex
nach unserer Einschätzung etwa in der Mitte zwischen den Indizes beider Verfahren liegt,
wurde das weniger subjektiv beeinflußte Zählverfahren angewandt.
Makrobenthos der Gussau
Die Gussau verlief im Bereich der Teichwiesen leicht eingeschnitten inmitten von als Weide
genutztem Grünland. Sie war 20-50 cm breit und - je nach Wasserstand - bis etwa 40 cm tief.
Ihr Substrat bestand aus Sand mit z.T. hoher Feindetritusauflage. Von den Rändern hingen
Gräser ins Gewässer und am Ufer standen Hochstauden wie Ampfer, Brennessel, Mädesüß,
Springkraut und Weidenröschen, stellenweise fanden sich Rohr-Glanzgras. Dadurch wurde
das Gewässer zeitweise vollständig beschattet.
Während der Winterbeprobung war es etwa im Bereich der Mündung des von der Pilotanlage
ablaufenden Grabens durch Grobdetritus und sehr viel Laub zu einer vollständigen 'Verstopfung'
der Gussau gekommen, so daß das Wasser überwiegend über die nördlich angrenzende
Wiese abfloß. In Zeiten geringer Niederschläge hat die Gussau nur 10-15 cm freies Wasser
und zeigt dann auch kaum Strömung.
Die aquatischen Makroinvertebraten wurden mit jeweils einer Probenahme pro Jahreszeit im
Dezember 1998 sowie im Mai, August und Oktober 1999 im Bereich ober- und unterhalb der
Mündung des die Anlage entwässernden Ablaufgrabens erfaßt. Zu Einzelheiten von Methode
und Darstellung vgl. Makrobenthos.
Zusätzlich wurden einige begleitende physiko-chemische Daten aufgenommen.
26

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Für die Einschätzung der Ergebnisse wurde ein Vergleich mit den 1995/96 - z.T. vor Inbetriebnahme
der Anlage - erhobenen Daten vorgenommen, außerdem für die untere Probestelle
mit Daten aus 1991/92.
3.3.2 Untersuchungen an Versuchsfiltern (Diplomarbeit)
Das Bestimmen der Leistungsfähigkeit und der Standzeit von Bodenfiltern war Gegenstand
einer Diplomarbeit [FITSCHEN, 1998] und ist hier in einer Zusammenfassung wiedergegeben.
Im Rahmen der Diplomarbeit sollten einige spezielle Fragen zur Leistungsfähigkeit bzw. zur
Reinigungsleistung der Bodenfilter geklärt werden, die sich kurzfristig nicht mit der Pilotanlage
ermitteln ließen. Es sollte untersucht werden, wie unterschiedlich hohe hydraulische
Belastungen, verschiedene Beschickungsweisen des Filters (intermittierend oder kontinuierlich)
und unterschiedlich hohe Schadstoffkonzentrationen die Reinigungsleistung beeinflussen.
Zusätzlich sollte die Standzeit des Filters abgeschätzt werden. Als Standzeit bezeichnet man
den Zeitraum, in dem der Filter eine noch ausreichend gute Reinigungsleistung erbringt. Wird
dieser Zeitraum überschritten und werden dadurch beispielsweise Schwermetalle quantitativ
aus dem Filter ausgetragen, muß der Filtersand gereinigt bzw. ausgetauscht werden.
Abbildung 3.3-1; Versuchsfilter (Aufbau - Diplomarbeit)
Da die Pilotanlage durch die große Dimensionierung (und der damit verbundenen großen
Oberfläche) hydraulisch zumeist nur schwach belastet war, wurden Versuchsfilter mit einer
27

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
geringeren Oberfläche entwickelt [Abbildung 3.3-1]. Sie hatten einen der Pilotanlage entsprechenden
Aufbau. Der Filterkörper bestand aus dem gleichen Material, war allerdings nicht
bepflanzt. Das Oberflächenabwasser, mit dem die Versuchsfilter beschickt wurden, stammte
aus dem Rückhaltebecken der Pilotanlage.
Die Versuchsfilter waren in dem Ablaufbauwerk der Pilotanlage Halenreie untergebracht
[Abbildung 3.3-2]. Die Gesamthöhe der Filter betrug jeweils 1640 mm. Sie bestanden aus je
vier Rohrsegmenten (KG-Rohr), die ineinander steckbar waren. Zur Drainage befand sich auf
dem Boden eine Kiesschicht (100 mm), in der das Drainagerohr eingebettet war. Es hatte
einen Durchmesser von 40 mm und erstreckte sich über den gesamten Querschnitt des Filters.
Das Drainagerohr war an seiner Unterseite geschlitzt. Auf dem Drainagekies befand sich der
Filterkörper. Die Säulen ermöglichten den Einbau eines Filterkörpers mit einer Gesamthöhe
von 900 mm. Filter A wurde mit Filtermaterial befüllt, der dem Sand aus Filter 1 (Pilotanlage)
entsprach (d10 = 0,187 mm), während Filter B Filtermaterial entsprechend Filter 2 enthielt
(d10 = 0,216 mm). Der Filterkörper war mit einer Kiesschicht (ca. 100 mm) abgedeckt. Sie
diente der gleichmäßigen Verteilung des zugeführten Wassers.
Der innere Durchmesser der Versuchsfilter betrugt 380 mm. Daraus ergab sich eine Oberfläche
von ca. 0,113 m² (die Filter der Pilotanlage hatten jeweils eine Oberfläche von
220 m² bzw. 140 m²). Die Drainagerohre konnten zum Einstauen der Filter verschlossen werden.
Die Wassersäule des Filters hatte bei maximalem Einstau eine Höhe von 1300 mm.
Arbeits- und
Schauweg
BF 2
BF 1
Pumpenschacht
Überlaufbauwerk
BF 4
BF 3
Ablauf zur
Gussau
Wasserentnahmestelle
(Optimierung d. Filtermat.)
2. Wasserentnahmestelle
(Standzeit)
Ablaufbauwerk
(Standort der
Versuchsfilter)
RHB
Zulauf RHB
1. Wasserentnahmestelle
(Standzeit)
Abbildung 3.3-2; Übersicht der Wasserentnahmestellen
Das zu reinigende Wasser wurde mit einer Schlauchquetschpumpe der Firma Drake-Willock
zu den Filtern gefördert. Die Fördermenge der Pumpe war in einem Bereich von 4 l/h bis
25 l/h regulierbar. Das Wasser wurde zu Beginn der Untersuchungen aus der Nähe des Zu-
28

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
laufes zum Rückhaltebecken entnommen [Abbildung 3.3-2]. Die Entnahmestelle mußte allerdings
nach 16 Versuchstagen verlegt werden, da hier vor allem bei stärkeren Niederschlägen
zu viele Feststoffpartikel aus dem Rückhaltebecken auf die Versuchsfilter gepumpt wurden.
Sie führten zu einer Kolmation (Verminderung der Durchlässigkeit) der Filter. Die zweite
Entnahmestelle befand sich in der Nähe des Überlaufes zum Pumpenschacht der Pilotanlage.
Dadurch wurde gewährleistet, daß das Wasser zu den Versuchsfiltern dem Zufluß zu den Bodenfilter
der Pilotanlage entsprach.
Die Betriebsdauer der Versuchsfilter betrug 12 Wochen. Sie wurden 6 Wochen kontinuierlich
und anschließend 6 Wochen intermittierend mit dem Oberflächenabwasser beaufschlagt. Eine
Probenahme der Filterzuläufe, sowie der Filterabläufe erfolgte wöchentlich (insgesamt
13 mal).
Folgende Analysen bzw. Messungen wurden dabei durchgeführt.
Analysen:
- Abfiltrierbare Stoffe (AfS)
- Glühverlust der AfS (GV)
- Total Organic Carbon (TOC) - Gesamtgehalt an Kohlenstoff
- Blei (Pb)
- Kupfer (Cu)
- Zink (Zn)
Physikalische Messungen:
- Sauerstoffgehalt bzw. Sauerstoffsättigung
- pH-Wert
- Temperatur
- Trübung
- Leitfähigkeit
Darüber hinaus sind weitere Kenngrößen der Filteranlage bzw. des Filtermaterials bestimmt
worden:
- Durchlässigkeitsbeiwerte (Kf-Wert)
- Korngrößenverteilung
- Schwermetallgehalte des Filtermaterials
Die Analysen wurden bei beiden Versuchsfiltern durchgeführt.
29

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tabelle 3.3-2; Kenngrößen der Versuchsfilter (Diplomarbeit)
Versuchsfilter Pilotanlage
(1997-1999)
Laufzeit [Tage] 86 1095
Wassermenge (je Filter) [m³] 12,2 11000
Volumen der Filter [m³] 0,10207 198
eff. Porenvolumen (theoretisch) [%] 38 38
Wasservolumen [m³] 0,0387867 75,24
Verhältnis der
Filtertypen
Wasserwechsel [m³/m³] 315 146 2,2
Wasserwechsel [1/Tag] 3,7 0,1 27,4
Filteroberfläche [m²] 0,113 220
Oberflächenbelastung [m³/m²] 107,6 50,0 2,2
Oberflächenbelastung [m³/m²*Tag] 1,25 0,05 27,4
Die Versuchsfilter wurden mit einer sehr viel höheren hydraulischen Belastung betrieben, als
es bei den Filtern der Pilotanlage der Fall war. Dadurch konnte zum einen geprüft werden, ob
die Filter ihre Reinigungsleistung auch bei einer Überlastung erbringen und es beispielsweise
nicht zu einem Remobilisieren und damit zu einem Ausspülen der Schadstoffe kommt. Zum
anderen konnte durch den höchstmöglichen Durchsatz die Standzeit der Filter im „Zeitraffereffekt“
abgeschätzt werden. In Tabelle 3.3-2 ist die durchschnittliche hydraulische Belastung
der Filter wiedergegeben.
3.3.3 Untersuchungen zur Optimierung des Filtermaterials (Projekt der TUHH)
Aus den Untersuchungen, die bis zum Sommer ’99 durchgeführt wurden, war ersichtlich, daß
die Reinigungsleistung der Anlagen in dieser Form als gut bezeichnet werden konnte. Nach
der Feststellung der grundsätzlichen Eignung der Bodenfilter zur weitergehenden Abwasserreinigung,
sollte in zusätzlichen Versuchen die Zusammensetzung des Filtermaterials weiter
optimiert werden. Die Versuche wurde in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität
Hamburg-Harburg (Arbeitsbereich: Umweltschutztechnik) durchgeführt. Der Forschungsbericht
[JACOBS, von der KAMMER, FITSCHEN, 2000] wird hier zusammengefaßt wiedergegeben.
Die Optimierung der Reinigungsanlage sollte insbesondere die folgenden Punkte beinhalten:
- Verringern der benötigten Filterfläche.
- Erhöhen der Filterstandzeiten.
- Ermöglichen einer Filterregeneration.
- Anpassen des Rückhaltevermögens an die standortspezifischen Bedingungen.
30

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Für die Versuchsdurchführung wurde das Zeolithmineral Clinoptilolith verwendet. Dieses
Granulat sollte die Adsorptionseigenschaften des Filtermaterials gegenüber den im Oberflächenabwasser
enthaltenen Schadstoffen, insbesondere gegenüber den Schwermetallen, verbessern.
Das Ziel des Versuches war es, die Filter mit einem höheren Volumenstrom zu betreiben,
ohne daß die Reinigungsleistung der Filter vermindert wird.
Zur Durchführung der Untersuchungen dienten die beiden Versuchsfilter, die bereits in
Kap. 3.3.2 ausführlich beschrieben wurden. Der Aufbau der Filter und die Schichtungen der
Filtermaterialien wird aus Abbildung 3.3-3 ersichtlich.
Abbildung 3.3-3; Versuchsfilter (Optimierung des Filtermaterials)
In Abbildung 3.3-4 ist die Korngrößenverteilung des verwendeten Kieses bzw. des verwendeten
Zeolithes wiedergegeben. Es handelte sich dabei um handelsübliche Materialien. Der
Grobkies (4/8-Kies) diente zur Drainage bzw. als Deckschicht auf den Filtern und der verwendete
0/8-Kies als Stützschicht unter dem Filtermaterial. In Filtersäule B wurde 2/4-Kies
als Filtermaterial verwendet, während in Filter A ein Gemisch aus Zeolith und 2/4-Kies im
Mischungsverhältnis 1:1 eingesetzt wurde.
Die Filter wurden in einem Zeitraum von 10 Wochen betrieben. Von dem Filterzulauf und von
den beiden Filterabläufen wurden wöchentlich Proben entnommen. Das Analysenspektrum
umfaßte die Ermittlung der folgenden Parameter:
31

Analysen:
- Blei (Pb)
- Kupfer (Cu)
- Zink (Zn)
- Cadmium (Cd)
- Natrium (Na)
- Mangan (Mn)
- Eisen (Fe)
Physikalische Messungen:
- Sauerstoffgehalt bzw. Sauerstoffsättigung
- pH-Wert
- Temperatur
- Trübung
- Leitfähigkeit
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Darüber hinaus sind weitere Kenngrößen der Filteranlage bzw. des Filtermaterials bestimmt
worden:
- Korngrößenverteilung
- Durchlässigkeitsbeiwerte (Kf-Wert)
- Schwermetallgehalte des Filtermaterials
Summendurchgang
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
Korngrößenverteilung - Filtermaterialen
0
0,01 0,1 1 10 100
Abbildung 3.3-4; Korngrößenverteilung
Maschenweite [mm]
0-8 Kies 2-4 Kies 4-8 Kies Zeolith
32

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Die Filter wurden während des Untersuchungszeitraumes mit einem Volumenstrom von jeweils
20 l/h intermittierend beschickt. Die folgende Tabelle gibt einige Kenngrößen der Anlage
wieder.
Tabelle 3.3-3; Kenngrößen der Versuchsfilter (Optimierung des Filtermaterials)
Filter A und
B
Laufzeit [Tage] 72
Wassermenge (je Filter) [m³] 28
Volumen der Filter [m³] 0,07485
eff. Porenvolumen (theoretisch) [%] 38
Wasservolumen [m³] 0,0284436
Wasserwechsel [m³/m³] 984
Wasserwechsel [1/Tag] 13,7
Filteroberfläche [m²] 0,113
Oberflächenbelastung [m³/m²] 246,9
Oberflächenbelastung [m³/m²*Tag] 3,43
Neben den Untersuchungen an den Versuchsfiltern wurden zahlreiche Laborversuche durchgeführt.
Dabei wurde zunächst ermittelt in welchem Maße die Schwermetalle in dem Wasser
echt gelöst und inwieweit sie partikulär oder an Partikeln sorbiert vorliegen. Wobei für eine
Adsorption entscheidend ist, welche Schwermetallspezies den gelösten Anteil dominieren
und ob diese in einem ausreichenden Maße reaktiv sind.
Darüber hinaus wurden Untersuchungen hinsichtlich konkurrierender Kationen wie Ammonium
durchgeführt, die die Schwermetallrückhaltungen im Filtermaterial erheblich stören könnten.
Der Einfluß der Kinetik auf den Kationenaustausch war ebenfalls Gegenstand der Laborexperimente.
Die Kinetik wirkt sich entscheidend auf die Dimensionierung und die Leistungsfähigkeit
der Filteranlagen aus.
3.3.4 Bestimmung der Durchlässigkeit der Filtersegmente und der Versuchsfilter
Zum Beschreiben der hydraulischen Eigenschaften, der aus verschiedenen Materialien aufgebauten
und unterschiedlich beaufschlagten Filtersegmente, eignete sich die Bestimmung der
Durchlässigkeit. Die Messungen wurden jährlich an allen Filtern durchgeführt. So konnten
Veränderungen der Durchlässigkeit während des mehrjährigen Betriebes erkannt werden.
33

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Dank der baulichen Gegebenheiten eines abgeschlossenen Filterkörpers mit feststehenden
Abmessungen konnte die tatsächliche Durchlaufgeschwindigkeit durch den Filter bestimmt
und ein den technischen Filtern entsprechender Durchlässigkeitsbeiwert (Kf-Wert) in-situ
ermittelt werden. Dieser Beiwert schloß neben dem Durchgangswiderstand des Sandes auch
den Ablaufwiderstand in der Drainage und den anschließenden Rohrleitungen ein. Er gab also
nicht die spezifischen Eigenschaften des Filtermaterials wieder, sondern die der gesamten
Filteranlage.
Zum Ausmessen der Durchlässigkeit der einzelnen Filtersegmente wurde der Filter (im Ablaufbauwerk)
verschlossen, mit Wasser beaufschlagt und ca. 0,20 m überstaut. Anschließend
wurde (ohne weitere Wasserzufuhr) der Ablauf eines Filtersegmentes geöffnet und das Absinken
des Wasserstandes über dem Filter registriert. Es war nicht erforderlich, die abfließende
Wassermenge direkt zu messen, da sich diese leicht aus der Pegeländerung und der ausgemessenen
Fläche des Wasserspiegels berechnen ließ.
Eine Besonderheit aus der baulichen Gestaltung mußte dabei berücksichtigt werden. Die Abtrennung
der Filtersegmente oberhalb des Filterbettes war jeweils nur zwischen den beiden
Filtersegmentpaaren 1 & 2 und 3 & 4 gegeben. Das bedeutete, daß z.B. bei einem Überstauen
und Ablaufen von Filtersegment 1 auch Filtersegment 2 mit überstaut war. Dadurch unterschied
sich die Überstaufläche von der Filterfläche.
Die Durchlaufgeschwindigkeit durch das Filtersegment ergab sich dann aus der Geschwindigkeit
der Wasserspiegelabsenkung über dem Filter, die gemessen werden konnte.
Die Berechnung der Durchlässigkeitsbeiwerte erfolgte in Anlehnung an die DIN 18130-1:
K f
=
a * l
A*
t
0
h1
* ln
h
2
∗ α
[Gl. 3.3-1]
Kf = Durchlässigkeitsbeiwert [m/s] (bei einer Wassertemp. von 10 °C)
a = Fläche des Überstauwassers [m²]
A = Fläche des Probekörpers [m²]
l0 = Höhe des Probekörpers [m]
t = Meßzeitspanne [s]
h1 = Hydraulischer Höhenunterschied bei Versuchsbeginn [m]
h2 = Hydraulischer Höhenunterschied bei Versuchsende [m]
α = Temperaturbeiwert [-]
Diese Messung ist periodisch wiederholt worden, um betriebsbedingte oder durch die Standzeit
hervorgerufene Veränderungen zu ermitteln. So ließ sich zeigen, ob die Beladung mit zu-
34

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
rückgehaltenen Schadstoffen, die zunehmend stärkere Durchdringung mit Wurzeln des Schilfes
oder andere Faktoren einen Einfluß hatten.
Neben dem praktischen Ermitteln der Durchlässigkeitsbeiwerte, ist auch eine theoretische
Bestimmung (nach Hazen, über die Korngrößenverteilung) möglich [MATTHEß, UBELL, 1983].
Die Gleichung ist eine Näherung, die bei reinen Filtersanden lockerster Lagerung ermittelt
worden ist und damit den maximalen Kf-Wert darstellt.
K f
= 0, 0116*
( 0,
7 + 0,
03*
T ) * d
[Gl. 3.3-2]
Kf = Durchlässigkeitsbeiwert [m/s]
T = Wassertemperatur [°C]
d10 = Korngröße [mm] (wirksame Korngröße)
Die Gleichung gilt für einen Ungleichförmigkeitsgrad der Probe (d60 / d10) von ≤ 5.
Für das Bestimmen der theoretischen Durchlässigkeit des Filters, wurde zuvor die
Korngrößenverteilung des Filtermaterials gemäß der DIN 18123 ermittelt. Dazu wurde
Filtermaterial verwendet, daß direkt aus den Bodenfiltern entnommen wurde (die Probenahme
erfolgte nach ca. 2 Betriebsjahren). Es handelte sich dabei um jeweils 2 Mischproben aus
einer Tiefe von 0 - 10 cm.
Die Bestimmung der Durchlässigkeitsbeiwerte der Versuchsfilter wurde entsprechend vorgenommen.
3.3.5 Weitere Messungen
Neben den bereits erläuterten chemischen Analysen und physikalischen Messungen wurden
weitere Untersuchungen an der Pilotanlage und an der Gussau vorgenommen [Tabelle 3.3-4].
Insbesondere die Schadstoffanreicherungen innerhalb des Filtermaterials, des Rückhaltebeckens
und der Gussau sollten erfaßt werden. Außerdem wurden die Schadstoffbelastungen
des in der Gussau fließenden Wassers ermittelt.
Aus den Schadstoffanreicherungen innerhalb der Pilotanlage läßt sich auf die Reinigungsleistung
der Anlage schließen. Eine Reinigungswirkung der Pilotanlage auf die nachfolgenden
Gewässer, sollte durch das Messen der Schadstoffkonzentrationen in der Wasser- bzw. der
Sedimentphase der Gussau abgeleitet werden.
2
10
35

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tabelle 3.3-4; Weitere Messungen an der Pilotanlage
Parameter Datum
1. Schwermetallgehalte im Filtermaterial Sept. ’98
2. Sedimentuntersuchung des RHB Sept. ’98, Nov. ’99
3. Sedimentuntersuchung der Gussau Nov. ’99
4. Wasserproben aus der Gussau Dez. ’99
zu 1.: Zum Bestimmen des Schwermetallgehaltes wurden den Bodenfiltern 1 und 2 Mischproben
aus folgenden Tiefen entnommen:
0 - 10 cm, 10 - 20 cm und 20 - 30 cm.
Die Probenahme erfolgte nach einer Betriebszeit der Bodenfilter von ca. 2 Jahren. Die
Proben wurden hinsichtlich ihres Gehaltes an Schwermetallen (Blei, Cadmium, Kupfer
und Zink) sowie ihres des Trockenrückstandes und des Glühverlustes analysiert.
zu 2.: Das Rückhaltebecken wurde im September 1998, nach gut 2-jähriger Betriebszeit, von
einem Schlauchboot aus, mittels eines Schlammgreifers beprobt. Dabei wurden
2 Mischproben aus jeweils 4 Einzelproben, die in gleichmäßigem Abstand über die
Länge des RHB genommen wurden, hergestellt. Die Proben wurden im Labor auf
Trocken- und Glührückstand sowie auf die Gehalte von Blei, Kupfer und Zink – getrennt
nach der Gesamtprobe und der < 20 µm Fraktion – untersucht.
Eine zweite Probenahme am RHB fand im November 1999 statt. Es wurden wiederum
2 Mischproben erstellt. Neben den vorgenannten Parametern wurde zusätzlich der Gehalt
an Polycyclischen Aromaten (PAK gem. TrinkwV.) bestimmt.
Weiterhin wurde im Oktober 1997 das Sediment im Zulaufgraben zum RHB beprobt.
Hier hatten sich erhebliche Ablagerungen angesammelt.
zu 3.: Im November 1999 wurde einmalig das Sediment der Gussau jeweils ca. 50 m oberhalb
bzw. unterhalb der Einleitungsstelle der Pilotanlage beprobt. Dabei wurde an den
Probestellen jeweils mehrmals Sediment mit einer Schaufel entnommen und zu einer
Mischprobe zusammengefügt. Die Proben wurden im Labor auf Trocken- und Glührückstand
sowie auf die Gehalte von Blei, Cadmium, Kupfer und Zink – getrennt nach
der Gesamtprobe und der < 20 µm Fraktion – untersucht. Zusätzlich ist der Gehalt an
Polycyclischen Aromaten (PAK gem. TrinkwV.) bestimmt worden.
zu 4.: Für einen Vergleich der Wasserqualität zwischen der Gussau und der Pilotanlage
wurden an zwei Terminen Wasserproben aus der Gussau genommen. Die Probenahme
erfolgte jeweils ca. 50 m oberhalb bzw. unterhalb der Einleitstelle der Pilotanlage.
36

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Die Wasserproben wurden auf TOC und DOC sowie auf die Schwermetalle Blei,
Kupfer und Zink untersucht. Zudem wurden physikalische Parameter (O2, pH-Wert
u.a.) aufgenommen und der Gehalt der Probe an abfiltrierbaren Stoffen und der Glühverlust
bestimmt.
4 Untersuchungsergebnisse
4.1 Reinigungsleistung von Rückhaltebecken und Bodenfiltern
Zum Bestimmen der Reinigungsleistung der Pilotanlage wurden die Zuläufe zu dem Rückhaltebecken,
die Zuläufe zu den Bodenfiltern sowie die Abläufe aus den Bodenfiltern während
zahlreicher, unterschiedlicher Probenahmetermine bzw. Meßkampagnen [Tabelle 3.1-1] beprobt
(insgesamt 12 Termine). So wurden von dem Zulauf zum RHB 23 Proben, dem Zulauf
zu den Bodenfiltern 20 Proben und aus den Abläufen der Bodenfilter insgesamt 50 Proben
entnommen. Der Untersuchungsumfang ist in Tabelle 3.1-2 dargestellt.
Aus den ermittelten Meßwerten ließ sich die Reinigungsleistung (RL) der Pilotanlage bzw.
der einzelnen Anlagenteile berechnen. Die Reinigungsleistung ergab sich aus dem Quotienten
der Schadstoffelimination (cZulauf – cAblauf) in der Anlage (bzw. dem Anlagenteil) und dem
Schadstoffeintrag (cZulauf) zu der Anlage (bzw. dem Anlagenteil) [Gl. 4.1-1].
cZulauf
− cAblauf
RL = [%]
[Gl. 4.1-1]
c
Zulauf
Bei den nachfolgenden Kapiteln ist zu beachten, daß nicht die Reinigungsleistungen der Anlage
für die einzelnen Meßkampagnen (Einzelwerte der Probenahmetage) berechnet wurden.
Die Reinigungsleistung ergibt sich hier aus den Mittelwerten der einzelnen Schadstoffkonzentrationen,
die während der gesamten Untersuchungsdauer (1997 bis 1999) ermittelt wurden.
Die Ergebnisse der einzelnen Untersuchungsreihen sind in den Tabellen des Anhang II dargestellt.
Die farbliche Hinterlegung der Werte gibt die Eingruppierung der Konzentrationen in
die jeweilige Schadstoffklasse wieder.
37

Dafür wurde folgende Einteilung gewählt:
Farbe Einstufung
grün unbelastet bis gering belastet
gelb mäßig bis kritisch belastet
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
orange stark bis sehr stark verschmutzt
rot übermäßig verschmutzt
Die Einstufung erfolgte nach folgenden Bewertungsansätzen [Anhang III]:
• Güteklassifikation der Nährsalze und Summenkenngrößen nach LAWA [LAWA, 1997]
• Ökobewertung der Schwermetalle nach Wachs [Wachs, 1998]
• Zielwerte für Schwermetalle: nach BLAK-QZ [LAWA, 1997]
Nachfolgend werden die Ergebnisse dargestellt und bewertet:
4.1.1 Abfiltrierbare Stoffe (AfS), Glühverlust der AfS und Trübung
Die abfiltrierbaren Stoffe geben das Maß der ungelösten Bestandteile einer Probe wieder.
Meist ist mit ihrem Gehalt auch die Trübung und Färbung des Wassers verbunden. Sie stellen
eine Mixtur unterschiedlichster Stoffe, die im Einzugsgebiet anfallen, dar. Zu ihnen gehören
u.a. Reifen- und Fahrbahnabrieb, Staubniederschläge (u.a. aus Abgasen), Sand und lehmiges
Bodenmaterial, Kot, zersetztes Laub u.v.a.m.. In ihnen ist damit ein großes Spektrum von gewässerbelastenen
Stoffen enthalten.
Tabelle 4.1-1; Mittelwerte (AfS, Trübung und Glühverlust)
AfS Trübung Glühverlust
Zulauf RHB 136 mg/l 152 TE(F) 44 %
Zulauf Filter 23 mg/l 49 TE(F) 48 %
Ablauf Filter 1,6 mg/l 6,9 TE(F) 65 %
Die Konzentration abfiltrierbarer Stoffe im Zulauf zum Rückhaltebecken der Pilotanlage lag
zwischen 20 mg/l und 500 mg/l; i.M. bei 136 mg/l.
Vergleicht man diese Werte mit den Gehalten an AfS in den Hamburger Fließgewässern, die
im Mittel 10,9 mg/l AfS betragen, wird der hohe Gehalt an Schwebstoffen im Zulauf deutlich.
Die hohe Belastung in dem Einzugsgebiet läßt sich im wesentlichen auf den Straßenverkehr
zurückführen. Dieses ist auch aus den nachfolgend beschriebenen Schadstoffgehalten zu erkennen.
38

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Deutlicher als die Meßwerte zeigt ein Blick auf die Proben deren Belastung an [Abbildung
4.1-1] (links Ablauf, rechts Zulauf). Die Zulaufproben waren in der Regel schwarz gefärbt
und stark getrübt.
Abbildung 4.1-1; Ab- und Zulauf der Pilotanlage
Insgesamt schwankte die Konzentration an AfS im Zulauf stark. Eine Abnahme über der Zeit,
d.h. eine Abhängigkeit von der Regendauer wie sie häufig in der Literatur beschrieben wird,
ließ sich hier nicht feststellen. So konnte z.B. bei zwei - von fünf untersuchten - Ereignissen,
in aufeinanderfolgenden Messungen eine Zunahme an AfS festgestellt werden [Abbildung
4.1-2].
Konz [mg/l]
200
160
120
80
40
0
AfS imZulauf zum RHB vom 16.10.96
8:30 11:20 11:40 12:30 13:10
Uhrzeit
Abbildung 4.1-2; Konzentrationsänderungen der AfS über die Zeit
39

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Im Ablauf des Rückhaltebeckens lag der Gehalt an AfS zwischen 10,6 mg/l und 50 mg/l
(Mittelwert 23,1 mg/l). Bezogen auf die Mittelwerte von Zulauf und Ablauf bedeutet dies, daß
das RHB über 80 % der eingetragenen Masse an abfiltrierbaren Stoffen zurückgehalten hat.
Eine weitere deutliche Verminderung der Feststoffe konnte im Ablauf der Bodenfilter verzeichnet
werden. Dort lag die mittlere Konzentration an AfS bei 1,6 mg/l. Die Werte lagen
zwischen 0,4 mg/l und maximal 4,3 mg/l. Im Gegensatz zum stark getrübten Zulauf, war das
Ablaufwasser völlig klar.
Die Trübungsmessungen belegen diesen Eindruck. Im Zulauf zum RHB wurden im Mittel
152 TE(F) (Trübungseinheiten) gemessen, im Zulauf zu den Bodenfiltern 49 TE(F) und im
Ablauf der Bodenfilter i.M. nur noch 6,9 TE(F).
Der Glühverlust gibt den organischen Anteil einer Probe an. Im Untersuchungsprogramm
wurde ein Glühverlust der abfiltrierbaren Stoffe im Zulauf zum RHB zwischen 24 % und
64 % (Mittelwert 44 %) ermittelt. Dieser Anteil lag im Ablauf des RHB auf dem selben Niveau.
Im Ablauf der Bodenfilter schwankte der Anteil wesentlich stärker (39 Meßwerte:
Min. 13 %; Max 100 %; Mittel 65 %) und war damit deutlich höher, als im Zulauf.
Die starken Schwankungen des Glühverlustes im Ablauf der Bodenfilter ließ sich z.T. auf den
geringen Gehalt an AfS in den Proben zurückführen. Die Konzentrationen an AfS lagen bei
einigen Proben auf einem sehr niedrigen Wert, der kein exaktes Bestimmen des GV mehr ermöglichte.
Trübung [TE(F)]
350
300
250
200
150
100
50
0
Zulauf zum RHB
y = 1,4934x + 64,16
R 2 = 0,8496
0 50 100 150 200
AfS [mg/l]
Abbildung 4.1-3; Korrelationen zwischen den AfS und der Trübung
Neben der Ermittlung der Konzentrationen wurde untersucht, ob sich die zeitweilig durchgeführte
Messung der Trübung (mittels Merck Photometer SQ118) in einem Zusammenhang mit
40

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
dem Gehalt an abfiltrierbaren Stoffen bringen läßt und ob dieses Meßverfahren für die Abschätzung
der Belastung von Straßenabwasser geeignet ist.
Korrelationen zwischen der Trübung und den AfS ließen sich nur bei den Proben aus dem
Zulauf zum RHB feststellen [Abbildung 4.1-3]. Bei dem niedriger belastetem Zulauf zu den
Bodenfiltern bzw. den Abläufen der Bodenfilter ließ sich kein eindeutiger Zusammenhang
zwischen diesen beiden Meßwerten ermitteln.
4.1.2 Sauerstoffgehalte und organische Inhaltsstoffe (BSB7, TOC, DOC)
Unbelastete Gewässer sollten einen ausgeglichenen Sauerstoffhaushalt, d.h. möglichst
100 %ige Sättigung, aufzeigen. Sauerstoffdefizite im Gewässer oder einem Zulauf zeigen eine
Belastung des Wassers mit sauerstoffzehrenden Substanzen an. Im Zulauf zur Anlage war der
Sauerstoffgehalt mit durchschnittlich knapp 90 % (7 Meßwerte: Min. 74 %; Max. 95 %; Mittel
89 %) nahezu ausgeglichen. Im Ablauf des RHB lag das Niveau niedriger (7 Meßwerte:
Min. 30 %; Max. 90 %; Mittel 66 %), was auf Zehrungsprozesse im RHB schließen ließ. Unregelmäßig
durchgeführte Handmessungen im RHB während der Sommermonate zeigten
mehrfach noch niedrigere O2-Gehalte (zwischen 30 % und 50 % an der Oberfläche; der Sauerstoffgehalt
war mit der Tiefe abnehmend).
Der Ablauf der Bodenfilter zeigte ebenfalls ein deutliches Sauerstoffdefizit. Im Mittel betrug
die O2-Sättigung nur 49 % (26 Meßwerte: Min. 18 %; Max. 90 %). Besonders auffällig war
eine Probeserie, bei der beide Filterabläufe jeweils nur gut 20 % Sauerstoffsättigung aufwiesen.
Ausgehend von rund 70 % Sättigung im Zulauf, läßt sich ein Sauerstoffverbrauch von gut
50 % (entsprechend 5-6 mg/l) beim Filterdurchlauf errechnen. Die anderen Messungen zeigen
ebenfalls eine Abnahme des Sauerstoffgehaltes beim Filterdurchgang.
Tabelle 4.1-2; Mittelwerte (Sauerstoff und organische Inhaltsstoffe)
O2 BSB7 TOC DOC
Zulauf RHB 89 % 26,5 mg/l 41,0 mg/l 16,9 mg/l
Zulauf Filter 66 % 14,9 mg/l 12,4 mg/l 5,4 mg/l
Ablauf Filter 49 % 3,1 mg/l 4,1 mg/l 2,8 mg/l
Als Summenparameter stellen die Werte von BSB7, TOC und DOC die allgemeine Belastung
eines Gewässers mit oxidierbaren Substanzen dar. Ein großer Teil dieser Stoffe führt zu einer
Sauerstoffzehrung. So sollte in unbelasteten Fließgewässern der BSB7 unterhalb von
2 mg O2/l liegen. Für DOC und TOC beträgt der Grenzwert 3 mg/l. Im Straßenablaufwasser
stellt Laub eine „natürliche“ Belastung dar. Daneben ist im städtischen Bereich auch Hundeund
Vogelkot eine Ursache für Belastungen. Organische Bestandteile von Reifen (Gummi) und
der Fahrbahn sind Quellen aus dem Straßenverkehr. Im Einzugsgebiet der Pilotanlage kam
hinzu, daß an Markttagen Schmutzwasser anfiel, welches ins Regensiel abgeleitet wurde.
41

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Fast alle Zulaufproben zeigten für Gewässer hohe bis übermäßig hohe Belastungen an. Die
ermittelten Werte lagen meist um ein Mehrfaches über den Grenzwerten für ein unbelastetes
Gewässer. Es wurden BSB7-Belastungen von über 40 mg O2/l festgestellt. Der TOC-Wert lag
im Mittel bei 41 mg/l (Spitzenwert 93 mg/l). Der DOC-Wert lag mit 16,9 mg/l auf gut halben
Niveau.
Im Ablauf des RHB verminderte sich die Belastung, so daß die Bodenfilter i.M. noch mit
einer TOC-Belastung von 12,4 mg/l und einer DOC-Belastung von 5,4 mg/l beaufschlagt
wurden. Dies zeigt die Leistungsfähigkeit des naturnahen Rückhaltebeckens für die in der
Anlage ablaufenden Abbauprozesse.
Die organische Belastung des Wassers konnte im Bodenfilter für TOC um ein Drittel und für
DOC um die Hälfte weiter verringert werden (Mittelwerte 4,1 mg/l (TOC) bzw. 2,8 mg/l
(DOC)). Der zeitweilig mituntersuchte BSB7 im Ablauf der Filter lag dabei mit ca.
3,1 mg O2/l noch im Bereich einer höheren Gewässerbelastung.
4.1.3 Stickstoff- und Phosphatgehalte
Diese Nährstoffe wurden als Gesamt-N und Gesamt-P der unfiltrierten Probe ermittelt. Im
Filtrat wurden Ammonium, Nitrit, Nitrat und ortho-Phosphat bestimmt. Ein hohes
Nährstoffangebot führt zu einem starken Algenwachstum und letztlich wieder zu einer
Belastung des Gewässers durch Veralgung und Sauerstoffzehrungsprozesse beim Abbau des
pflanzlichen Materials. Gering belastete Gewässer weisen NH4-Gehalte von < 0,1 mg Ges.-
N/l auf. Für Gesamtphosphat liegt dieser Grenzwert bei < 0,08 mg Ges.-P/l und für ortho-
Phosphat bei < 0,04 mg PO4-P/l.
Tabelle 4.1-3; Mittelwerte (Gesamtstickstoff, Ammonium und Stickoxide)
Ges.-N NH4-N NO2-N NO3-N
Zulauf RHB 3,03 mg/l 0,33 mg/l 0,07 mg/l 0,73 mg/l
Zulauf Filter 1,96 mg/l 0,35 mg/l 0,03 mg/l 0,38 mg/l
Ablauf Filter 1,00 mg/l 0,05 mg/l 0,01 mg/l 0,70 mg/l
Tabelle 4.1-4; Mittelwerte (Gesamtphosphat und ortho-Phosphat)
Ges.-P PO4-P
Zulauf RHB 0,52 mg/l 0,14 mg/l
Zulauf Filter 0,24 mg/l 0,05 mg/l
Ablauf Filter 0,07 mg/l 0,02 mg/l
Es konnten insgesamt keine auffälligen Werte im Zulauf zur Anlage festgestellt werden. Fast
alle Stickstoffparameter lagen im Bereich einer mäßigen Belastung, lediglich einige Werte
überschritten diesen Grenzbereich. Der Gehalt an Phosphat lag i.M. eine Qualitätsstufe nied-
42

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
riger (kritisch belastet). Die Schwankungen waren recht hoch. Einige Spitzenwerte lassen auf
Abwassereinleitungen aus dem Marktbetrieb schließen. Im Ablauf des Rückhaltebecken waren
die Konzentrationen auf die Hälfte reduziert, mit Ausnahme des Ammoniums, dessen Gehalt
konstant blieb. Nochmals eine deutliche Verminderung konnte am Ablauf der Bodenfilter
festgestellt werden. Dort entsprachen alle Meßwerte einem unbelasteten/gering belasteten
Gewässer.
4.1.4 Schwermetalle im Wasserkörper
Die Schwermetalle im Oberflächenabfluß stammen weitgehend aus anthropogenen Quellen.
Dieses sind z.B. die Abgase der Industriebetriebe, Verbrennungsprozesse und, ganz wesentlich
für das hier betrachtete Einzugsgebiet, dem motorisiertem Verkehr. Dazu tragen die Abgase,
der Bremsen- und Reifenabrieb sowie abgetragene Fahrbahnbestandteile wesentlich
bei. Dies bestätigen die Ergebnisse der Untersuchungen, die bei den Schwermetallen Blei,
Kupfer und Zink - als verkehrstypische Anzeiger - hohe bis sehr hohe Zulaufkonzentrationen
aufzeigten.
Untersucht wurden sowohl die Gesamt- als auch die Gelöstkonzentrationen. Im einzelnen ergaben
sich folgende Werte:
Tabelle 4.1-5; Mittelwerte (Schwermetalle - Gesamtgehalt)
Blei Kupfer Zink
Zulauf RHB 45,3 µg/l 150,9 µg/l 194,9 µg/l
Zulauf Filter 8,1 µg/l 38,0 µg/l 111,3 µg/l
Ablauf Filter 1,1 µg/l 5,5 µg/l

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Durch die Aufenthaltszeit im Rückhaltebecken und mit der dabei einhergehenden Sedimentation
wurden die Gesamtgehalte an Kupfer um ca. 75 % und Zink um ca. 40 % reduziert. Die
Konzentrationen der gelösten Fraktionen waren im Ablauf des RHB um rd. 50 % (Cu) bzw.
30 % (Zn) niedriger als im Zulauf. Im Ablauf des Bodenfilters waren die Werte (gesamt und
gelöst) durchschnittlich um 80 % der Gehalte im Filterzulauf verringert.
Für das Schwermetall Blei war das Bild etwas anders. Der Zulauf zur Anlage war ebenfalls
stark bis übermäßig verschmutzt. Das Maximum lag bei 113 µg/l (Gesamt). Hierbei zeigte
sich, daß fast 90 % der Bleifracht partikulär gebunden ist. Entsprechend hoch war die Verminderung
im RHB, die im Mittel immerhin 80 % betrug. So lag die durchschnittliche Bleibelastung
im Zulauf zu den Bodenfilter bei 8,1 µg/l bzw. 4,1 µg/l (gesamt/gelöst). Im Ablauf
der Filter wurde bei den meisten Proben die Nachweisgrenze (< 1 µg/l) unterschritten
Die Belastungen mit Arsen, Cadmium, Chrom, Nickel und Quecksilber im Zulauf zur Pilotanlage
waren im Gegensatz zu den Belastungen mit Kupfer, Blei und Zink als gering bis mäßig
einzustufen. Vereinzelt wurden aber auch erhöhte Gehalte für Arsen, Chrom und Nickel festgestellt.
Diese Werte entsprechen der städtischen Lage des Einzugsgebietes. Einzelwerte sind
aus der Tabelle in Anhang II zu entnehmen. Auch bei diesen Metallen ließ sich durchgehend
eine Verminderung im Ablauf des RHB und der Bodenfilter feststellen. Die Konzentrationen
lagen überwiegend im Bereich unbelasteter bis gering belasteter Gewässer. Da die Werte
insgesamt nicht auffällig waren, wurde ab dem zweiten Untersuchungsjahr auf deren Bestimmung
verzichtet.
4.1.5 Weitere Untersuchungsergebnisse
In Ergänzung zu den bislang dargestellten Messungen wurden mehrmals weitere Parameter
gemessen. So wurde bei zwei Probeserien auch die Toxizität mittels Leuchtbakterien- bzw.
Daphnientest überprüft. Bei den meisten Proben ließen sich keine Beeinflussungen feststellen.
Lediglich ein Regenereignis zeigte sich im Zulauf auffällig (Leuchtbakterientest G-Wert 8).
Weiterhin war einmal der Ablauf des Filter 2 belastet (Leuchtbakterientest G-Wert 4).
Ende 1999 wurden an zwei Meßtagen die Zu- und Abläufe der Bodenfilter auf PAK (Umfang
nach EPA) untersucht. Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) entstehen bei
der unvollständigen Verbrennung organischen Materials. Sie kommen dabei nie als Einzelsubstanzen,
sondern stets als Gruppe von Verbindungen vor. PAK´s lagern sich bevorzugt an
Partikeln und Kolloiden an.
Insgesamt waren die Ergebnisse unauffällig. Während im Ablauf der Bodenfilter alle Werte
unterhalb der Nachweisgrenze lagen, waren einige Verbindungen im Zulauf in geringen Konzentrationen,
knapp oberhalb der analytischen Grenze, nachweisbar. Zur genaueren Betrachtung
wären weitere Untersuchungen notwendig.
44

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
4.2 Auswertung der Betriebsmessungen
Zur Beurteilung der Pilotanlage wurden mittels des kontinuierlich arbeitenden Meßwerterfassungssystems
die Betriebsparameter der Anlage sowie einige Umweltdaten aus dem Einzugsgebiet
der Pilotanlage aufgezeichnet [Tabelle 3.2-1]. Neben der Lufttemperatur an der Anlage
und der Wassertemperatur im RHB wurden die Niederschlagsmengen in dem Einzugsgebiet
der Pilotanlage und die Pegelstände im Rückhaltebecken und im Pumpenschacht aufgezeichnet.
Aus diesen Meßwerten ließen sich weitere Parameter berechnen bzw. bestimmen, die
zum Beschreiben der Umgebungsbedingungen und zum Ermitteln der Belastungen der Pilotanlage
benötigt wurden.
Aus den im Einzugsgebiet anfallenden Niederschlagsmengen ließen sich die Wassermengen
berechnen die theoretisch der Pilotanlage während eines Niederschlages aufgrund der Größe
des Einzugsgebietes hätten zufließen müssen. Diese Wassermengen werden allerdings von
verschiedenen Faktoren beeinflußt (Trockenheit vor dem Niederschlag, Versickerungen im
Einzugsgebiet, Fehlschlüsse usw.).
Über die Pegelmessungen im Pumpenschacht konnten die Wassermengen berechnet werden,
die mittels der Pumpe über die Bodenfilter geleitet wurden [Kap. 3.2.2].
Die Volumencharakteristik des Rückhaltebeckens ist einmal während des Betriebes ermittelt
worden [Kap. 3.2.3]. Durch die Kenntnis der Volumencharakteristik ließ sich einem gemessenen
Pegelstand im RHB ein bestimmtes Wasservolumen zuordnen, bzw. konnte man einer
Pegeländerung eine Volumenänderung im Rückhaltebecken zuordnen. Mittels dieser berechneten
Volumenänderung und der ermittelten abfließenden Wassermenge (über die Bodenfilter),
konnte bei Berücksichtigung etwaiger Verluste durch Versickerung und Verdunstung die
tatsächlich dem Rückhaltebecken zugeflossene Wassermenge (Zulauf/Bilanz RHB kor.) abgeschätzt
werden. Die Verluste, die durch eine Versickerung oder Verdunstung im RHB auftraten,
konnten während der regenfreien Zeiten bei dem eingestauten Becken aufgezeichnet werden.
Die so ermittelten Wassermengenbilanzen erlaubten das Beurteilen der hydraulischen Belastung
der Pilotanlage.
Die aus diesen Daten ermittelten Monatsprotokolle (Jan. 1997 bis Dez. 1999) sowie die Jahresbilanzen
(1997 bis 1999) sind in Anhang I enthalten.
Die Wasserverluste des Rückhaltebeckens durch Versickerung und Verdunstung wurden aus
den Jahresbilanzen ermittelt. Dazu wurden nur die Betriebstage betrachtet, an denen dem Bekken
kein Wasser durch Niederschläge zugeführt wurde und kein Wasser über den Pumpenschacht
abgeflossen ist. Tabelle 4.2-1 gibt diese über jeweils ein Jahr bzw. den gesamten
Untersuchungszeitraum gemittelten Werte wieder. Es ist hierbei zu beachten, daß die Verluste
durch Versickerung sehr stark von dem jeweiligen Wasserstand im RHB abhängig waren.
Insbesondere bei Pegelständen, die über dem Dauerwasserstand lagen, waren die größten
Verluste zu verzeichnen.
45

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tabelle 4.2-1; Ermittlung der durchschnittlichen Wasserverluste des RHB
Jahr Wasserverluste
im Becken
Anzahl der betrachteten
Messungen
1997 6,5 m³/d 160
1998 8,8 m³/d 117
1999 8,3 m³/d 132
1997 – 1999 7,7 m³/d 409
Der gemessene Zulauf zum RHB (Zulauf/Bilanz RHB kor.) lag mit ca. 30800 m³ um den Faktor
0,68 unter der erwarteten Menge von ca. 45000 m³ (1824 mm Niederschlag auf 24700 m²
Einzugsgebietsfläche Ared). Die tatsächlich auf die Filter gegebene Wassermenge von
ca. 22100 m³ (Zulauf Pumpenschacht) war nochmals geringer (Faktor: ca. 0,72) als die dem
Rückhaltebecken zugeflossene Menge [Tabelle 4.2-2]. Die Differenz beschreibt, neben den
nicht exakt bestimmbaren Wasserverlusten im Becken durch Versickerung und Verdunstung
und auch die Verluste durch einzelne Überläufe des RHB (über den Notüberlauf direkt auf die
Bodenfilter) sowie die Wassermengen, die während des Winterbetriebes über die Filter 3
und 4 abflossen. Die Überlaufereignisse (Notüberläufe) sind in den Summenkurven (Jahresbilanzen)
[Anhang I] an den „Spitzen“ der Kurve „Zulauf/Bilanz RHB kor.“ zu erkennen (z.B.
März 1998, September 1998, August 1999).
Tabelle 4.2-2; Auswertung der Monatsprotokolle
Jahr Niederschlagshöhe
theor.
Regenmenge
Zulauf/Bilanz
kor.
Zulauf
Pumpenschacht
1997 515,1 mm 12723 m³ 8903 m³ 6394 m³
1998 697,9 mm 17238 m³ 10697 m³ 7386 m³
1999 610,7 mm 15084 m³ 11258 m³ 8294 m³
1997 – 1999 1823,7 mm 45045 m³ 30809 m³ 22073 m³
Aus Tabelle 4.2-3 wird ersichtlich, daß die beiden Filter im allgemeinen nur schwach hydraulisch
belastet wurden (0,046 m³/m²*Tag).
46

Tabelle 4.2-3; Betriebsdaten der Filter 1 und 2
Kennwerte
Betriebstage 1095 Tage
Beschickungsmenge 22000 m³
Volumen der Filter 396 m³
eff. Porenvolumen (theoretisch)
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
38 %
theor. Porenvolumen 150 m³
Wasserwechsel 147 m³/m³
Wasserwechsel (pro Tag) 0,13 1/Tag
Oberfläche der Filter 440 m²
Oberflächenbelastung 50 m³/m²
Oberflächenbelastung (pro
Tag)
0,046 m³/m²*Tag
Die Bodenfilter wurden folglich mit durchschnittlich 4,6 cm/Tag (bzw. cm³/cm²*Tag) beschickt.
Das entspricht einer Durchlaufgeschwindigkeit von ca. 5,3*10 -7 m/s. Vergleicht man
diesen Wert mit dem Durchlässigkeitsbeiwert der Bodenfilter von ca. 3,5*10 -5 m/s, wird
deutlich, das die Bodenfilter aus hydraulischer Sicht noch über große Reserven verfügen. Sie
könnten theoretisch die 60-fache Wassermenge aufnehmen. Wenn man die benötigten Stillstandzeiten
und Trockenphasen der Filter berücksichtigt, kann man davon ausgehen, daß die
Filter die 10 bis 20-fache Wassermenge aufnehmen könnten (ca. 0,5 bis 1,0 m³/m²*Tag).
Häufigkeit
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
403 576
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Belastung der Filter
0,6
0,7
0,8
0,9
1
Oberflächenbelastung [m³/m²*Tag]
Abbildung 4.2-1; Hydraulische Belastung der Filter
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
und höher
47

Tabelle 4.2-4; Belastung der Filter
Oberflächenbelastung
[m³/m²*Tag]
Häufigkeit
[n = Tage]
0 403
0,1 576
0,2 36
0,3 25
0,4 12
0,5 9
0,6 9
0,7 11
0,8 9
0,9 2
1 1
1,1 0
1,2 0
1,3 1
1,4 1
und höher 0
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Die Tabelle 4.2-4 und die Abbildung 4.2-1 geben die hydraulischen Belastungen der Bodenfilter
der Pilotanlage (als Häufigkeitsverteilung) wieder. Die Filter wurden während der 3jahrigen
Untersuchungsphase an 403 Betriebstagen mit weniger als 0,1 m³/m²*Tag beschickt.
An weiteren 576 Betriebstagen lag die Oberflächenbelastung mit 0,1 bis 0,2 m³/m²*Tag auf
einem sehr niedrigen Wert. An 116 Tagen war die war die hydraulische Belastung immerhin
> 0,3 m³/m²*Tag. Dies war häufig während der Meßkampagnen der Fall. Die während der
Meßkampagnen ermittelten Analyse- und Meßwerte [Kap. 4.1] lassen darauf schließen, daß
die Bodenfilter trotz der Beschickungsrate über eine gute Rückhalteleistung verfügen.
4.3 Ergebnisse der begleitenden Untersuchungen
4.3.1 Biologische Untersuchungen
Die Ergebnisse der von der Arbeitsgemeinschaft biola durchgeführten Untersuchungen sind in
einem separatem Bericht dargestellt [BIOLA, 2000]. Sie werden hier nur redaktionell überarbeitet
wiedergegeben.
Makrobenthos der Anlage
Im Bereich von RHB und Ablaufgraben konnten insgesamt 74 Wirbellosen-Taxa identifiziert
werden, davon 57 im RHB und 32 im Graben. Die orientierend berechneten Saprobienindizes
zeigten dabei jeweils eine „kritische Belastung“ (Güteklasse II-III) an. Damit hatten sich gegenüber
1997 [BIOLA, 1998] keine wesentlichen Änderungen ergeben.
48

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Endobenthos
Das Endobenthos der Bodenfilter war infolge der sehr diskontinuierlichen Bedingungen extrem
artenarm und wurde fast ausschließlich von Wenigborstern der Familie Enchytraeidae
gebildet, die als sog. R-Strategen rasch neu entstehende Lebensräume besiedeln können.
Botanische Untersuchungen
Die Randbereiche der Anlage wurden von stickstoffliebenden Ruderalarten wie Brennessel
und Acker-Kratzdistel besiedelt. Im RHB breiteten sich Röhrichtarten weiter aus, während im
Abflußgraben die Flutrasen und Bachbungen-Matten durch Rohrkolben und Flatter-Binse zurückgedrängt
wurden.
Der Schilfbestand der Bodenfilter hatte sich insgesamt gut entwickelt, das Rhizom- und Wurzelnetz
war stark verdichtet, die einzelnen Halme waren kräftig und erreichten mit durchschnittlich
2 m Wuchshöhe doppelt so hohe Werte wie 1997. Die Wassergehalte der Pflanzen
wiesen allerdings eine - immer noch - relativ schlechte Wasserversorgung aus.
Heterotropher Aufwuchs
Die Aufwuchsuntersuchungen zeigten, daß im RHB eine biologische Reinigung offensichtlich
nur in sehr geringem Maße stattfand, während eine erhebliche Verbesserung der biologischen
Wasserqualität durch Sedimentation erfolgte. Weiterhin ließ sich ableiten, daß während der
Passage durch die Bodenfilter nicht nur keine (weitere) Verbesserung, sondern zeitweilig
sogar eine Verschlechterung erfolgte, so daß das in die Gussau abfließende Wasser „kritisch
belastet“ (durchschnittlicher Index: 2,65) war.
Makrobenthos der Gussau
In der Gussau ober- und unterhalb der Mündung des von der Anlage ablaufenden Grabens
wurden 54 Wirbellosen-Taxa nachgewiesen, davon 37 ober- und 38 unterhalb. Die Fauna war
geprägt von Arten mit vergleichsweise breiter ökologischer Potenz, die sowohl in stehenden
als auch in (langsam) fließenden Wasser sowie in Süßwasser allgemein zu leben vermögen.
Neben immerhin vier Stillwasserarten traten nur zwei reine Fließwasserformen auf.
Sowohl gegenüber 1995/96 [BIOLA, 1998] als auch - für die untere Probenstelle - 1991/92
[BIOLA, 1992] ließen sich bezüglich der Gewässergüte keine Veränderungen erkennen
[BIOLA, 2000].
4.3.2 Ergebnisse der Diplomarbeit
Untersuchungen zur Leistungsfähigkeit und zur Standzeit der Bodenfilteranlagen sollten, innerhalb
einer Diplomarbeit [FITSCHEN, 1998], anhand von Versuchsfiltern durchgeführt und erläutert
werden. Ein Auszug der dort ermittelten Ergebnisse ist in diesem Kapitel wiedergegeben.
49

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Die Messungen an den Versuchsfiltern ergaben folgendes Bild.
Die Schadstoffkonzentrationen [Tabelle 4.3-1] im Ablauf der Versuchsfilter waren etwas
höher als die Ablaufwerte bei den Bodenfiltern der Pilotanlage. Die Zulaufwerte der Versuchsfilter
waren dagegen auf einem niedrigeren Niveau, als die der Bodenfilter. Die aus
diesen Ergebnissen ermittelbare Reinigungsleistung der Versuchsfilter lag daher bei allen
gemessenen Parametern unterhalb der Leistung der bewachsenen Bodenfilter, aber dennoch in
einem Bereich, der einen ausreichenden Gewässerschutz gewährleisten kann.
Tabelle 4.3-1; Mittelwerte (Diplomarbeit)
Blei Kupfer Zink AfS Trüb.
Zulauf Filter 6,9 µg/l 22,0 µg/l 35,5 µg/l 21,9 mg/l 34 TE(F)
Ablauf Filter 1,4 µg/l 7,9 µg/l < 15 µg/l 7,0 mg/l 9 TE(F)
Die geringere Reinigungsleistung bei den Versuchsfiltern läßt sich auf verschiedene Ursachen
zurückführen. Zum einen war die hydraulische Belastung der Versuchsfilter erheblich höher
(Faktor 25) und damit die Aufenthaltszeit des Wassers in den Versuchsfiltern geringer als in
den Filtern der Pilotanlage. Weiterhin hat sich vermutlich die fehlende Bepflanzung und der
kurze Untersuchungszeitraum negativ auf die Reinigungsleistung ausgewirkt. Die Besiedlung
des Filtermaterials mit Mikroorganismen, die entscheidend für den Abbau der organischen
Wasserinhaltsstoffe und mitverantwortlich für die Adsorption der Schwermetalle sind, war
nach den 12 Wochen Versuchsdauer möglicherweise noch nicht abgeschlossen. Die Mikroorganismen
hatten unter Umständen keine ausreichende Gelegenheit sich in dem Milieu zu etablieren.
Die Umstellung der Filter von einer kontinuierlichen auf eine intermittierende Beschickungsweise
hatte offensichtlich keinerlei Auswirkung auf die Reinigungsleistung der Filter. Die
Durchlässigkeit (Kf-Wert) der Versuchsfilter fiel bei der kontinuierlichen Beschickung allerdings
stark ab. Sie konnte aber durch die Umstellung auf die intermittierende Beschickungsweise
auf einem gleichbleibenden Niveau gehalten werden. Der Sauerstoffgehalt des Ablaufes
stieg im 2. Versuchsabschnitt (intermittierend) wieder an, während im 1.
Versuchsabschnitt (kontinuierlich) bei beiden Abläufen ein Faulungsgeruch festgestellt wurde,
der sich auf den Sauerstoffmangel zurückführen ließ.
Die Standzeit der Bodenfilter (Pilotanlage) wurde mit zwei unterschiedlichen Berechnungsmodellen
ermittelt. Zum einem anhand der Messungen an den Versuchsfiltern, zum anderen in
einem Laborversuch durch das Aufstellen von Adsorptionsisothermen. (Die Adsorptionsisothermen
wurde innerhalb der Diplomarbeit allerdings nur für die Bleifrachten berechnet.)
50

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Versuchsfilter
Die Versuchsfilter sind mit einer Wassermenge von jeweils ca. 12,2 m³ beschickt worden.
Daraus ergeben sich insgesamt 315 Wasserwechsel. In den Filtern der Pilotanlage waren es
dagegen von dem Betriebsbeginn Anfang 1997 bis Ende 1999 ca. 146 Wasserwechsel
[Tabelle 3.3-2]. Die Versuchsfilter sind demnach mit der doppelten Wassermenge beaufschlagt
wurden. Die Belastung der Versuchsfilter entspricht folglich einer Laufzeit der Pilotanlage
von 6 Jahren. Aus den Konzentrationsgradienten der Schwermetalle im Bodenfilter
[FITSCHEN, 1998] wird ersichtlich, daß eine Schwermetallanreicherung zur Zeit nur in den
oberen Bodenschichten (0 cm - 10 cm) stattfindet. Eine Anreicherung in den tieferen Bodenschichten
und ein eventuelles Durchbrechen der Schwermetalle ist demzufolge in den nächsten
Jahren nicht zu befürchten. Aus den beiden Parametern läßt sich eine Standzeit von mindestens
50 Jahren abschätzen.
Adsorptionsisotherme
Die Adsorptionsisothermen geben das Gleichgewicht zwischen den Schwermetallkonzentrationen
des Bodens und der Bodenlösung wieder. Aus den Adsorptionsisothermen läßt sich die
Adsorptionsfähigkeit des Boden für ein Schwermetall bei einer vorgegebenen Schwermetallkonzentration
der Bodenlösung ermitteln.
Zum Berechnen der Standzeit der Filter soll von einer Bleikonzentration des Ablaufes
ausgegangen werden, die nicht überschritten werden soll (Zielwert). Dieser Zielwert ergibt
sich hierbei aus Richtwerten, die für die Bestimmung der Gewässergüte verwendet werden
[WACHS, 1998]. Es soll mit einer Höchstkonzentration von 3,4 µg/l Blei im Ablauf der
Anlage gerechnet werden. Die maximal gemessene Bleikonzentration im Zulauf der
Bodenfilter betrug 16,8 µg/l (mittlere Konzentration: 8,1 µg/l). Der Bodenfilter muß demnach
13,4 µg/l (16,8 µg/l – 3,4 µg/l) bzw. 0,0134 g/m³ adsorbieren können. Bei einem Zielwert
von 3,4 µg/l ergibt sich aus der Adsorptionsisotherme für Blei eine
Gleichgewichtskonzentration im Filtermaterial von ca. 50 mg/kg Filtermaterial [FITSCHEN,
1998].
Bei den Filtern der Pilotanlage wurde nach 2 Betriebsjahren eine Bleikonzentration von
19 mg/kg ermittelt. Dieser Wert soll hier als Ausgangswert dienen. Der Filter besitzt eine
weitere Aufnahmekapazität von 31 mg Pb/kg Filtermaterial (50 mg/kg – 19 mg/kg).
Die beiden vertikal durchströmten Filter haben zusammen eine Oberfläche 440 m². Bei einer
Filterhöhe von 0,9 m ergibt sich ein Filtervolumen von ca. 400 m³. Die Masse des Filtermaterials
beträgt bei einer Schüttdichte von 1,8 t/m³ entsprechend 720 Tonnen.
Die vom Filtermaterial adsorbierbare Bleimenge beläuft sich damit auf ca. 22300 g
(720 t x 31 g/t). Bei einer mittleren Bleikonzentration von 8,1 µg/l kann die Anlage
ca. 2.750.000 m³ Oberflächenabwasser reinigen, bzw. bei einer Zulaufwassermenge von
11000 m³/Jahr noch ca. 250 Jahre bis zur Sättigung der Filter arbeiten.
51

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Die Adsorptionskapazität der Filter kann sich durch den Eintrag von organischem Material
und dem damit verbundenen organischen Bewuchs sogar noch erhöhen.
Eine Verschlechterung der Adsorption kann sich bei einer zu kurzen Reaktionszeit des Wassers
mit dem Filtermaterial ergeben. Außerdem kann unter ungünstigen Bedingungen in den
Filtern (bei niedrigen pH-Werten, Redoxpotential usw.), sowie bei Austauschreaktionen mit
konkurrierenden Kationen eine Rücklösung von Schwermetallen stattfinden. Eine Standzeit
der Filter von ca. 50 bis 100 Jahren ist aber in jedem Fall realistisch.
4.3.3 Optimierung des Filtermaterials
Die Untersuchungen zur Optimierung des Filtermaterials erfolgten über einen Zeitraum von
ca. 6 Monaten, wobei die Feldversuche (Messungen an den Versuchsfiltern) eine Untersuchungszeit
von 10 Wochen in Anspruch nahmen. Detaillierte Ergebnisse können dem Untersuchungsbericht
[JACOBS, von der KAMMER, FITSCHEN, 2000] entnommen werden. Der Bericht
wird hier in Auszügen wiedergegeben.
Aus den im Feldversuch ermittelten Meßwerten ließen sich die folgenden Aussagen ableiten.
Die besten Abscheidegrade der Zeolithsäule lagen im Bereich der (des) ersten Meßpunkte(s).
Hier waren auch die größten Differenzen zur Kiesfüllung zu verzeichnen. Zink wurde als einziges
Element nennenswert abgereichert, ein signifikanter Unterschied zwischen den beiden
Säulenfüllungen war nicht zu erkennen. Mangan wurde zu Beginn des Versuchs gut abgeschieden.
Bei zunehmender Versuchsdauer jedoch mit sinkender Effizienz.
Im Zulauf war keine Korrelation von Fe oder Mn mit den gemessenen Schwermetallen zu erkennen.
Im Ablauf der Kiessäule war nur für Blei eine gute Korrelation zu Eisen zu erkennen
(R²=0,749). Eine sehr gute Korrelation gab es im Ablauf der Zeolith/Kiessäule zwischen Blei
und Eisen (R²=0,963). Die Trübungsmessungen der Abläufe korrelierten gut mit den Ablaufkonzentrationen
von Eisen (Zeolith/Kies: R²=0,688; Kies: R²=0,608) und den Ablaufkonzentrationen
von Blei (Zeolith/Kies: R²=0,575; Kies: R²=0,82).
Eine eindeutige Prozeßzuordnung war bei der hohen Variabilität der Daten und der geringen
Beprobungshäufigkeit allerdings nicht zu leisten. Die geringen Reinigungsleistungen bei
gleichzeitig nicht signifikanten Unterschieden beider Säulen ließ aber den Rückschluß zu, daß
eine Entfernung von Metallen aus dem Zulauf nicht einem spezifischen Kationenaustausch am
Zeolithmaterial zuzuschreiben war. Dies widersprach klar den umfangreichen Laboruntersuchungen
an dem verwendeten Zeolithmaterial. Eine Erschöpfung der Austauschkapazität des
Zeolithmaterials war ebenfalls nicht zu erwarten – einer auf Blei bezogenen „Bindungskapazität“
von etwa 4,5 kg stand eine Last von ca. 145 mg Blei (errechnet aus Pumpraten und Zulaufkonzentrationen)
während des Versuchs gegenüber.
Die Speziation der gelösten Phasen mit Hinblick auf ihren Sättigungszustand in der Lösung
wurden mit dem Programm PHREEQC Version 2 berechnet. Hieraus ging hervor, daß Mineralphasen
mit positiven SI-Werten übersättigt sind und – unter rein thermodynamischer Be-
52

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
trachtung – aus der Lösung ausfallen müßten. Vor diesem Hintergrund zeigten die Ergebnisse,
daß in den Proben aus dem Säulenablauf des aufgegebenen Regenwasserablaufs mineralische
Schwermetallphasen untersättigt waren, somit also keine Ausfällung von Schwermetallen zu
erwarten war. Von großer Bedeutung schienen jedoch Eisen- und Manganphasen zu sein, die
positive SI-Werte aufwiesen und somit in der Probe wahrscheinlich nicht echt gelöst sondern
partikulär/kolloidal vorlagen. Da Eisen- und Manganphasen große Oberflächen besitzen und
starke sorptive Bindungen mit Schwermetallkationen eingehen, ist dieser Sachverhalt bei
Transportbetrachtungen unbedingt zu beachten. Zum einen können diese Mineralphasen, wenn
sie als mobile Nanopartikel vorliegen, unter bestimmten Bedingungen an ihren Oberflächen
sorbierte Metalle durch die Säule hindurchtransportieren, ohne daß die Metallkationen durch
Austauschreaktionen an dem Zeolithmaterial demobilisiert werden können. Zum anderen können
sie, falls sie selber in der Säule zurückgehalten werden, die Rückhaltewirkung des Säulenmaterials
verbessern, indem sie weitere reaktive Oberflächen zur Verfügung stellen. Eine
solche Rückhaltung an Eisen- und Manganphasen ist jedoch ggf. als reversibel zu betrachten,
da sich die Eisen- und Manganphasen in Abhängigkeit von den pH, Redox- und Leitfähigkeitsbedingungen
wieder auflösen können, was zu einer Remobilisierung der sorbierten
Schadstoffe führen würde.
Um den Einfluß der Zeolith-Korngröße und der Filtermatrix auf kinetische Limitationen der
Schwermetallrückhaltung zu erfassen, wurden drei Säulen mit unterschiedlichen Zeolith-
Sand-Gemischen befüllt und mit einer Schwermetall-Lösung beschickt. Die Säulenfüllungen
waren hierbei erstens der grobkörnige Clinoptilolith gemischt mit kalkhaltigem Kies wie in
der Versuchssäulenanlage an der Pilotanlage Halenreie, zweitens derselbe Kies mit dem
Zeolithmaterial welches jedoch auf eine Korngröße von 0,2 bis 2 mm gemahlen wurde und
drittens der grobkörnige Clinoptilolith gemischt mit säuregewaschenem Quarzsand. In keinem
Fall wurde in diesem Experiment jedoch eine signifikante Beeinträchtigung der Reinigungsleistung
nachgewiesen, obwohl die Säulen bei hoher Pumprate beschickt wurden. Dennoch
wird hier die gute Reinigungsleistung unter idealen Bedingungen (reine Elektrolytlösungen,
keine Huminstoffe, Partikel o. Komplexbildner) dokumentiert.
Der Transport von Schwermetallen durch eine Barriere aus reaktivem Material wird zum
einen durch die Beschaffenheit der Barriere-Matrix, also deren physikalische und chemische
Eigenschaften, bestimmt – zum andern aber auch durch die Beschaffenheit der mobilen Phase.
Schwermetallionen können durch Bindung an den Oberflächen anorganischer Partikel oder
infolge Komplexierung durch große Huminstoffmoleküle in gewissem Maße maskiert und
somit dem Einfluß der reaktiven Oberflächen der Barriere entzogen werden. Somit können die
Schwermetalle im Extremfall die reaktive Barriere ohne nennenswerte Retardierung durchqueren.
Sie verhalten sich also wie eine inerte Substanz. Zur Bewertung des Einflusses von
anorganischen Partikeln sowie von Huminstoffen auf den Transport von Blei durch eine Barriere
aus Clinoptilolith wurden Laborsäulenversuche durchgeführt. Aus den Ergebnissen der
Analyse der Effluentkonzentrationen aller fünf Säulen ist deutlich zu erkennen, daß die Gegenwart
von Huminstoffen die Wirksamkeit der Bleiretention in der Zeolithsäule stark verringert,
während das Austauschverhalten Natrium/Calcium offensichtlich nahezu unbeeinflußt
bleibt. Augenscheinlich sind die Blei-Ionen nur bis zu einem beschränktem Umfang durch die
Huminstoffe komplexiert oder nur mit einer beschränkt stabilen Bindung, so daß sich ein
53

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Verteilungsgleichgewicht zwischen Zeolithoberfläche und Huminstoffmolekülen ausbilden
kann. Die Partikel des Aquiferextrakts verhindern eine Rückhaltung des Bleis scheinbar vollständig.
Hierbei ist zu beachten, daß in dem Partikelextrakt die Konzentrationen von Natrium
und Calcium deutlich geringer sind als in den anderen Experimenten und von daher die Rückhaltung
durch Kationenaustausch eigentlich unter vorteilhaften Bedingungen abliefe. Hingegen
enthält die Huminstofflösung relevante Mengen an Kalium, welches am Clinoptilolith höchst
selektiv ausgetauscht wird und somit die Effizienz der Rückhaltung von Blei verringert.
Anhand der Ergebnisse aus den Laboruntersuchungen und den Ergebnissen aus der Versuchsanlage
läßt sich schließen, daß eine Verringerung der Filtergrundfläche durch die Beimengung
von natürlichem Clinoptilolith zum Filtermaterial nur unter der Voraussetzung umsetzbar
ist, daß verschiedene negative Einflußfaktoren eliminiert werden.
So muß die Korngröße des eingesetzten Zeolithmaterials deutlich geringer gewählt werden,
als es in der Versuchsanlage derzeit erfolgt ist, um eine beschleunigte Austauschreaktion an
den mikroporösen Strukturen zu gewährleisten. Dies ist jedoch nur unter gleichzeitiger Verringerung
der hydraulischen Leitfähigkeit der Filtermatrix zu erzielen, was einer Erhöhung der
Durchflußraten entgegensteht. Es gilt daher für die Bedürfnisse der Regenwasserreinigungsanlage
die Korngrößenverteilungen des Kies- und des Zeolithanteils zu optimieren. Weitere
Laborsäulenversuche mit natürlichem Clinoptilolith in verschiedenen Korngrößenverteilungen
sollen darüber Aufschluß geben, wie groß der Spielraum sowohl in hydraulischer als auch in
chemischer Sicht ist.
Eine wichtige Option ist in diesem Zusammenhang die Granulierung von Zeolithstaub mit dem
Bindemittel Ligninsulfonat, die innerhalb dieser Untersuchung erarbeitet wurde. Es ist gelungen
ein weitestgehend wasserunlösliches, poröses Granulat herzustellen, dessen Eigenschaften
noch weiter optimiert werden müssen. Grundsätzlich läßt sich jedoch feststellen, daß ein
solche Granulat bei gleicher Korngröße eine schnellere Austauschreaktion erlaubt als ein
natürliches Zeolithgestein.
Auch um die Problematik partikulären Schadstofftransports durch den Filter zu minimieren
müssen die hydraulisch-physikalischen Parameter optimiert werden. Hierbei gilt es die für
den Schadstoff-Transport relevanten partikulären Phasen im Filter physikalisch abzuscheiden.
Dies ist wiederum durch eine Optimierung der Korngrößenverteilung der Filtermatrix zu erzielen.
Da die physikalische Abscheidung schadstofftragender Partikel jedoch als reversibel
zu betrachten ist, sollte zentraler Gegenstand folgender Untersuchungen sein, ob eine Verlagerung
der Schadstoffe von den Partikeln an die Zeolithoberflächen bei ausreichend langer
Verweildauer zu erwarten ist [JACOBS, von der KAMMER, FITSCHEN, 2000].
4.3.4 Durchlässigkeitsbeiwerte der Filtersegmente und der Versuchsfilter
Die Durchlässigkeitsbeiwerte (Kf-Werte) der Bodenfilter wurden einmal pro Jahr im Spätherbst
oder Winter ermittelt. Aus Ihnen lassen sich die hydraulischen Eigenschaften der Filter
ableiten. Bei dem hier angewandten Meßverfahren wird auf Grund der baulichen Gegebenheit
54

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
allerdings nicht, wie in der DIN 18130-1 vorgesehen, nur die Durchlässigkeiten der Filtermaterialien
ermittelt, sondern die hydraulischen Eigenschaften des gesamten Bodenfiltersystems.
Darin sind sowohl Reibungsverluste der Drainageleitungen und Drainageschichten, als
auch die des Filtermaterials enthalten. Die so ermittelten Kf-Werte weichen daher von dem
Durchlässigkeitsbeiwert des reinen Filtermaterials ab.
Tabelle 4.3-2; Durchlässigkeitsbeiwerte der Bodenfilter
Jahr Filter 1 Filter 2 Filter 3 Filter 4
1996 - 5,24*10 -5 m/s 4,92*10 -5 m/s 6,56*10 -5 m/s
1997 4,21*10 -5 m/s 5,22*10 -5 m/s 5,16*10 -5 m/s 5,89*10 -5 m/s
1998 3,85*10 -5 m/s 3,83*10 -5 m/s 4,20*10 -5 m/s 5,26*10 -5 m/s
1999 3,59*10 -5 m/s 3,23*10 -5 m/s 4,15*10 -5 m/s 3,60*10 -5 m/s
Aus Tabelle 4.3-2 wird ersichtlich, daß sich die Kf-Werte der Bodenfilter innerhalb des Untersuchungszeitraumes
verringert haben. Diese Entwicklung läßt sich auf verschiedene Faktoren
zurückführen. Insbesondere die auf die Filteroberfläche eingetragenen Feinpartikel trugen
zur Verringerung der Durchlässigkeit bei. Sie gelangten aus dem Rückhaltebecken mit dem
Niederschlagswasser auf die Oberfläche der Filter. Dort wurden sie vermehrt in dem oberen
Filterhorizont aus dem Wasser abgeschieden und setzten die Durchlässigkeit in diesem Bereich
herab. Zudem hatte sich der Boden während des Betriebes der Anlage u.a. durch Setzungsprozesse
des Filtermaterials und die Begehungen der Filter verdichtet. Die Besiedelung
des Filtermaterials mit Mikroorganismen führte außerdem zu einer Verminderung der Durchlässigkeit.
Diese Verminderung konnte auch durch eine zunehmende Durchwurzelung des Filtermaterials
nicht ausgeglichen werden.
Neben der in-situ Bestimmung ließen sich die Durchlässigkeitsbeiwerte auch aus den Korngrößenverteilungen
der Filtermaterialien berechnen. Für das Filtermaterial aus den Filtern 1
und 3 (d10 = 0,194 mm) ergab sich ein Kf-Wert von 4,37*10 -4 m/s. Für die Filter 2 und 4
(d10 = 0,244 mm) ein Wert von 6,91*10 -4 m/s. Die theoretischen Durchlässigkeitsbeiwerte
lagen damit um den Faktor 10 höher als die gemessenen Werte. Aus der Tatsache, daß die
Berechnung für einen idealen Quarzsand gilt und aus den oben genannten Sachverhalten (Eintrag
von Feinpartikeln, Reibungsverluste in den einzelnen Anlagenteilen, Verdichtungen des
Filtermaterials und den Bewuchs mit Mikroorganismen), läßt sich diese große Abweichung
jedoch erklären.
Ein signifikanter Unterschied der Durchlässigkeiten der beiden verschiedenen Filtermaterialien
(Filter 1 & 3 und Filter 2 & 4), der aufgrund der unterschiedlichen Körnungen zu erwarten
war, wurde bei den Messungen nicht festgestellt.
55

4.3.5 Ergebnisse weiterer Messungen
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Das Ermitteln von Schadstoffanreicherungen im Filtermaterial der Bodenfilter, in den Sedimenten
des Rückhaltebeckens und in der Gussau sowie die Schadstoffbelastungen des Wasserkörpers
der Gussau (oberhalb und unterhalb der Einleitstelle der Pilotanlage) war Gegenstand
der nachfolgend aufgeführten Untersuchungen.
Schwermetallgehalte des Filtermaterials
Die Proben wurden nach ca. 2 Betriebsjahren aus den Bodenfiltern entnommen. Bei den
Schwermetallkonzentrationen des Filtermaterials wurde nur in Bezug auf Zink eine Anreicherung
festgestellt. Hier lag die gemessene Konzentration mit 22 mg/kg TS in Filter 1 deutlich
höher als der Vergleichswert von 7 mg/kg TS (die Vergleichswerte wurde im Rahmen der
Diplomarbeit [Kap. 4.3.2] an den Versuchsfiltern ermittelt). Alle anderen Werte lagen im
Bereich des Vergleichswertes.
Tabelle 4.3-3; Mittelwerte (Proben vom Filtermaterial - Filter 1)
Schicht Blei Kupfer Zink TR GR
0 – 10 cm 17,4 mg/kg 5,3 mg/kg 21,9 mg/kg 96,3 % 96,8 %
10 – 20 cm 15,6 mg/kg 3,0 mg/kg 7,7 mg/kg 96,7 % 92,4 %
20 – 30 cm 15,8 mg/kg 4,0 mg/kg 8,3 mg/kg 97,1 % 99,6 %
Vergleichswert
17,7 mg/kg 3,0 mg/kg 7,2 mg/kg
Tabelle 4.3-4; Mittelwerte (Proben vom Filtermaterial - Filter 2)
Schicht Blei Kupfer Zink TR GR
0 – 10 cm 17,5 mg/kg 5,0 mg/kg 14,6 mg/kg 96,3 % 99,7 %
10 – 20 cm 15,8 mg/kg 4,0 mg/kg 10,1 mg/kg 95,5 % 99,5 %
20 – 30 cm 14,5 mg/kg 3,0 mg/kg 9,1 mg/kg 96,2 % 93,0 %
Vergleichswert
17,3 mg/kg 3,0 mg/kg 12,2 mg/kg
Diese geringen Anreicherungen waren aufgrund der Schwermetallkonzentrationen im Zulauf
zu den Filtern und den geringen Beschickungsmengen zu erwarten. Aus den Schwermetallkonzentrationen
der Zu- und Abläufe der Bodenfilter ließ sich der Schwermetallrückhalt im Bodenfilter
berechnen und damit die theoretische Schwermetallanreicherung im Filtermaterial
ermitteln [Tabelle 4.3-5].
56

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tabelle 4.3-5; Durchschnittliche Schwermetallanreicherung im Bodenfilter
Blei Kupfer Zink
cZulauf 8,1 mg/m³ 38,0 mg/m³ 111,3 mg/m³
cAblauf 1,1 mg/m³ 5,5 mg/m³ 11,8 mg/m³
cRückhaltung 7,0 mg/m³ 32,5 mg/m³ 99,4 mg/m³
Wassermenge 8000 m³/a 8000 m³/a 8000 m³/a
Anreicherungen 56000 mg/a 260000 mg/a 795200 mg/a
Filtermasse 720000 kg 720000 kg 720000 kg
Anreicherung des
Filtermaterials
0,078 mg/kg*a 0,361 mg/kg*a 1,104 mg/kg*a
Das Filtermaterial wurde jährlich mit ca. 0,08 mg/kg Blei, mit ca. 0,36 mg/kg Kupfer und mit
ca. 1,1 mg/kg Zink angereichert. Vergleicht man diese jährlichen Anreicherungen mit den
Vorbelastungen des Filtermaterials, wird ersichtlich, daß ein hoher Konzentrationsgradient
innerhalb des Filtermaterials nicht erwartet werden kann.
Bei den Messungen an den Versuchsfiltern [FITSCHEN, 1998] wurde zumeist in den oberen
Bodenschichten eine Anreicherung von Schwermetallen beobachtet. Insbesondere bei Kupfer
und Zink zeigte sich, daß die Schwermetalle zum größten Teil in den oberen 10 cm zurückgehalten
wurden. Ein „Durchbrechen“ von Schwermetallen wurde dabei nicht beobachtet und ist
zur Zeit auch nicht zu erwarten. Die Aufnahmekapazität des Filtermaterials für die einzelnen
Schwermetalle sollte aber dennoch in Laborversuchen (z.B. Batch-Versuche) ermittelt werden,
um daraus die theoretische Standzeit der Filter zu bestimmen.
Tabelle 4.3-6; Referenzwerte laut „Hollandliste“
Standardboden – Referenzwert
Blei 85 mg/kg TS
Kupfer 36 mg/kg TS
Zink 140 mg/kg TS
Die Konzentrationen des Filtermaterials liegt für die Schwermetalle Blei, Kupfer und Zink
deutlich unterhalb des jeweiligen Referenzwertes für einen Standardboden („Hollandliste“)
[Tabelle 4.3-6].
Sedimentuntersuchung des RHB
Schon die erste Beprobung zeigte eine Sedimentdicke von mindestens 10 cm im hinteren Bereich
des RHB auf. Zum Zulauf hin nahm diese bis auf ca. 30 cm zu. Die Probenahme im darauffolgenden
Jahr ergab ähnliche Ergebnisse. Das Sediment war durchgehend schwarz gefärbt
57

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
und roch faulig. Die Ergebnisse der Analysen sind in Tabelle 4.3-7, Tabelle 4.3-8 und
Tabelle 4.3-9 dargestellt. Sie beziehen sich jeweils auf die Trockensubstanz in der Probe.
Tabelle 4.3-7; Mittelwerte (Sedimente Rückhaltebecken - Gesamtgehalt)
Ort Datum Blei Cadmium Kupfer Zink TS GV
Zulaufgraben RHB 09.10.97 154 mg/kg 1,6 mg/kg 263 mg/kg 310 mg/kg 60,2 % 4,9 %
RHB 14.09.98 344 mg/kg 1,9 mg/kg 436 mg/kg 959 mg/kg 24,8 % 21,8 %
RHB 02.11.99 335 mg/kg 1,9 mg/kg 505 mg/kg 1100 mg/kg 19,6 % 25,1 %
Tabelle 4.3-8; Mittelwerte (Sedimente Rückhaltebecken - Feinfraktion)
Ort Datum Feinfraktion Blei Cadmium Kupfer Zink
Zulaufgraben RHB 09.10.97 10,2 % 841 mg/kg 7,9 mg/kg 1500 mg/kg 1820 mg/kg
RHB 14.09.98 10,2 % 382 mg/kg 2,2 mg/kg 551 mg/kg 1096 mg/kg
Die Sedimente im RHB und im Zulaufgraben zum RHB waren sehr hoch mit Schwermetallen
angereichert. Im Verhältnis zu den Sedimentgehalten im RHB waren die Ablagerungen im
Zulaufgraben in der Feinfraktion (< 20 µm-Fraktion) deutlich (2-3 mal) höher mit Blei, Kupfer
und Zink angereichert. Alle Werte entsprachen einer übermäßigen Belastung. Zum Vergleich:
In der Gesamtprobe lag die Schwermetallkonzentration auf dem halben Niveau.
Bezogen auf die Einstufung der Sedimentbelastung für Schwermetalle nach LAWA [Anhang
III] zeigten die Proben folgendes:
- Blei: RHB starke bis sehr starke Verschmutzung, Zulauf übermäßig verschmutzt
- Cadmium: RHB kritische Belastung, Zulauf stark bis sehr stark verschmutzt
- Kupfer: übermäßige Verschmutzung
- Zink: RHB starke bis sehr starke Verschmutzung, Zulauf übermäßig verschmutzt
Tabelle 4.3-9; Mittelwerte (Sedimente Rückhaltebecken - PAK)
Ort Fluoranthen
Benzo(b)fluoranthen
Benzo(k)fluoranthen
Benzo(a)pyren
Benzo(ghi)perylen
Indeno-
(1,2,3cd)pyren
RHB 4,9 mg/kg 2,5 mg/kg 0,96 mg/kg 1,5 mg/kg 1,6 mg/kg 1,8 mg/kg
Die einmalig bestimmten Gehalte an PAK (Probe vom 2.11.1999) zeigten eine insgesamt hohe
Belastung [Tabelle 4.3-9]. Sie waren vergleichbar mit den Sedimentbelastungen der Alsterund
Billekanäle.
58

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Aus den Ergebnissen läßt sich schließen, daß im Rückhaltebecken der Pilotanlage eine Anreicherung
von Schadstoffen, durch eine Sedimentation der Wasserinhaltsstoffe, stattfand. Die
Sedimente zeigten insgesamt eine hohe Belastung an.
Sedimentuntersuchung der Gussau
Die Ergebnisse der Voruntersuchungen sind zusammen mit den Messungen von 1999 in
Tabelle 4.3-10, Tabelle 4.3-11 und Tabelle 4.3-12 wiedergegeben. Die Probenahmestellen
sind der Abbildung 4.3-1 zu entnehmen.
Abbildung 4.3-1; Probenahmestellen an der Gussau
Danach ergibt sich folgendes Bild:
Die Sedimentbelastung stellte sich schon 1991 als hoch dar. Insbesondere unterhalb der alten
Einleitstelle (Gua 1) [Abbildung 4.3-1] waren erhöhte Konzentrationen festzustellen (Gua 1*
befand sich ca. 50 m unterhalb von Gua 1; die im Anhang II aufgeführten Probenahmestellen
Gua 0 + und Gua 0 - befanden sich ca. 50 m oberhalb bzw. 50 m unterhalb von Gua 0).
59

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tabelle 4.3-10; Mittelwerte (Sedimente Gussau - Gesamtgehalt)
Ort Datum Blei Cadmium Kupfer Zink TS GV
Gua 1 18.04.91 100 mg/kg 0,6 mg/kg 90 mg/kg 220 mg/kg 57 % 23 %
Gua 1* 18.04.91 110 mg/kg 0,8 mg/kg 95 mg/kg 240 mg/kg 50 % 7 %
Gua 0 06.08.91 34 mg/kg 0,2 mg/kg 15 mg/kg 140 mg/kg 40 % 8 %
Gua 1 06.08.91 80 mg/kg 0,6 mg/kg 67 mg/kg 310 mg/kg 59 % 4 %
Gua 0 16.10.91 125 mg/kg 0,4 mg/kg 34 mg/kg 340 mg/kg 40 % 13 %
Gua 1 16.10.91 280 mg/kg 1,3 mg/kg 257 mg/kg 607 mg/kg 34 % 15 %
Gua 2 02.11.99 29 mg/kg 0,33 mg/kg 28 mg/kg 130 mg/kg 62 % 5 %
Gua 1 02.11.99 200 mg/kg 0,66 mg/kg 72 mg/kg 340 mg/kg 56 % 15 %
Die Messungen in 1999 waren in der selben Größenordnung. Die Meßwertschwankungen
waren insgesamt allerdings recht groß. Bezogen auf den Gesamtgehalt zeigte die Probestelle
unterhalb der Einleitung deutlich höhere Werte.
Tabelle 4.3-11; Mittelwerte (Sedimente Gussau - Feinfraktion)
Ort Datum Feinfraktion Blei Cadmium Kupfer Zink
Gua 1 18.04.91 9 % 450 mg/kg 3,1 mg/kg 430 mg/kg 960 mg/kg
Gua 1* 18.04.91 13 % 380 mg/kg 2,9 mg/kg 360 mg/kg 800 mg/kg
Gua 0 06.08.91 7 % 172 mg/kg 1,1 mg/kg 66 mg/kg 540 mg/kg
Gua 1 06.08.91 7 % 647 mg/kg 4,4 mg/kg 516 mg/kg 1320 mg/kg
Gua 0 16.10.91 15 % 420 mg/kg 2,3 mg/kg 143 mg/kg 1100 mg/kg
Gua 1 16.10.91 29 % 525 mg/kg 2,4 mg/kg 480 mg/kg 1130 mg/kg
Gua 2 02.11.99 18 % 340 mg/kg 2,8 mg/kg 350 mg/kg 1300 mg/kg
Gua 1 02.11.99 56 % 340 mg/kg 2,5 mg/kg 370 mg/kg 1300 mg/kg
Bei der Feinfraktion (< 63 µm-Fraktion in 1991 bzw. < 20 µm-Fraktion ab 1999) relativierte
sich dieser Unterschied. Hier wiesen beide Standorte ähnliche Werte auf. Sie lagen für die
Schwermetalle Blei, Cadmium, Kupfer und Zink insgesamt im Bereich einer Verschmutzung.
60

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tabelle 4.3-12; Mittelwerte (Sedimente Gussau - PAK)
Ort Datum Fluoranthen
Benzo(b)fluoranthen
Benzo(k)fluoranthen
Benzo(a)pyren
Benzo(ghi)perylen
Indeno-
(1,2,3cd)pyren
Gua 1 18.04.91 2,3 mg/kg 1,4 mg/kg 0,5 mg/kg 1,1 mg/kg 3,4 mg/kg 0,65 mg/kg
Gua 1* 18.04.91 0,67 mg/kg 0,26 mg/kg 0,11 mg/kg 0,2 mg/kg

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Bei allen Wasserproben wurden unterhalb der Einleitstelle (Gua 1) niedrigere Schadstoffkonzentrationen
festgestellt, die sich zum einen mit dem Sedimentieren der Schadstoffe in der
Gussau und zum anderen mit dem Vermischen des Wassers aus der Gussau und dem Wasser
aus der Pilotanlage erklären lassen.
Aufgrund der geringen Probenanzahl können diese Werte aber lediglich als Anhaltspunkt betrachtet
werden.
5 Diskussion der Ergebnisse
Von der im Einzugsgebiet (A = 4,12 ha) ermittelten Niederschlagsmenge von ca. 75000 m³
(Untersuchungszeitraum von 1997 bis 1999) sind dem Rückhaltebecken ca. 30800 m³ zugeflossen.
Dieses entspricht einem Ared von ca. 1,69 ha. Die Bodenfilter selbst wurden anschließend,
aufgrund der Wasserverluste im RHB durch Versickerungen und Verdunstung, mit
ca. 22100 m³ beschickt.
Die Pilotanlage war bereits für ein erweitertes Einzugsgebiet mit einer reduzierten Fläche
(Ared) von 4,16 ha ausgelegt. Bei einer durchschnittlichen Niederschlagshöhe in der Bundesrepublik
Deutschland von ca. 700 bis 800 mm ergab sich als Bemessungsansatz eine zu reinigende
Wassermenge von ca. 30000 m³/a bzw. 90000 m³ in dem betrachteten Untersuchungszeitraum
von 3 Jahren. Die Pilotanlage ist also mit viel weniger Oberflächenabwasser
beaufschlagt worden, als ursprünglich geplant. Insbesondere die Bodenfilter waren aus hydraulischer
Sicht zu groß ausgelegt. Aus diesem Grunde wurde das anfallende Oberflächenabwasser
über einen längeren Zeitraum im RHB gespeichert. Nur so konnten für die durchgeführten
Meßkampagnen ausreichende Wassermengen zur Verfügung gestellt werden.
Die geringe hydraulische Auslastung der Pilotanlage erschwerte den Vergleich mit bestehenden
Anlagen bzw. eine Auslegung von neuen Anlagen.
Tabelle 5-1; Durchschnittliche Reduzierung der Schadstoffe in dem RHB
Parameter
Reduzierung im RHB
AfS 80 %
BSB7
40 %
TOC 70 %
DOC 68 %
Pb ges. 80 %
Cu ges. 75 %
Zn ges. 40 %
Das aus dem Einzugsgebiet abfließende Oberflächenabwasser zeichnete sich durch seine hohe
Belastung mit abfiltrierbaren Stoffen, mit organischen Stoffen (TOC, DOC) und durch die
62

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
hohen Schwermetallbelastungen mit Blei, Kupfer und Zink aus [Tabelle 5-2]. Dieses belastete
Oberflächenabwasser gelangte über das Sielsystem in das Rückhaltebecken der Pilotanlage.
Insbesondere durch Sedimentation fand dort eine nennenswerte Verminderung der Schadstoffbelastung
statt. Die Reinigungsleistung des Rückhaltebeckens ist in der Tabelle 5-1 wiedergegeben.
Tabelle 5-2; Zusammenfassung der Analysenergebnisse ausgewählter Meßwerte
Parameter Einh. Zulauf Rückhaltebecken Zulauf Bodenfilter Ablauf Bodenfilter
Min Max Mit n Min Max Mit n Min Max Mit n
Abfiltr. Stoffe [mg/l] 20 501 135,6 19 10,6 50 23,1 16 0,4 4,3 1,6 42
Trübung [TE/F] 9 305 152,2 11 15 112 48,7 18 0 57 6,9 42
BSB 7 [mg/l] 8,6 42 26,5 9 8,7 21 14,9 2 2,3 3,6 3,1 4
TOC [mg/l] 10,8 93,1 41,0 19 4 21 12,4 17 1,6 12,8 4,1 46
DOC [mg/l] 2 37,5 16,9 16 2,7 14,8 5,4 11 0,1 4,9 2,8 36
Gesamt-N [mg/l] 0,92 10,0 3,03 17 1,60 2,4 1,96 5 0,42 2,4 1,00 12
Ammonium-N [mg/l] < 0,04 2,40 0,33 17 < 0,04 0,93 0,35 5 < 0,04 0,07 0,05 12
Nitrit-N [mg/l] < 0,01 0,30 0,07 17 < 0,01 0,05 0,03 5 < 0,01 0,03 0,01 12
Nitrat-N [mg/l] < 0,10 3,80 0,73 17 0,19 0,62 0,38 5 0,14 2,00 0,70 12
ges.-Phosphor [mg/l] 0,12 0,88 0,52 17 0,16 0,35 0,24 5 0,02 0,15 0,07 12
ortho-Phosphat [mg/l] 0,02 0,32 0,14 17 0,03 0,07 0,05 5 < 0,01 0,04 0,02 12
Blei (Pb) ges. [µg/l] 9,3 113 45,3 20 3,9 16,8 8,1 18 < 1 3,4 1,1 48
Kupfer (Cu) ges. [µg/l] 60 408 150,9 20 20 71 38,0 18 < 1 14,3 5,5 48
Zink (Zn) ges. [µg/l] 44 473 194,9 20 31 312 111,3 18 < 7 25 11,8 48
Blei (Pb) gel. [µg/l] < 1 11,4 4,4 11 2,2 6,8 4,1 3 < 1 2,9 1,6 6
Kupfer (Cu) gel. [µg/l] 15 109 46,7 11 20,8 26 24,2 3 2,1 5,2 3,6 6
Zink (Zn) gel. [µg/l]

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
der Abwasserindikatoren und eine Zunahme der für bessere Wasserqualität typischen Arten.
Hieraus ist auf einen Selbstreinigungsprozess im RHB zu schließen. Aus der vorgefundenen
Besiedlungsstruktur und den Unterschieden zwischen Zu- und Ablauf des RHB ergibt sich
aber die Einschätzung, daß die Reinigung weniger durch den biologischen Abbau, als vielmehr
durch eine Sedimentation im RHB erfolgte.
Die Bodenfilter (betrachtet werden hier nur die Filter 1 und 2) wurden mit einer durchschnittlichen
Oberflächenbelastung von ca. 0,05 m³/m²*Tag überwiegend schwach hydraulisch
belastet. Höhere hydraulische Belastungen mit > 0,3 m³/m²*Tag erfolgten nur an ca.
10 % der Betriebstage (116 von 1095 Betriebstage). In der übrigen Zeit wurden die Bodenfilter
nicht bzw. nur mit einer geringen Wassermenge beschickt. Zeitweise traten dabei lange
Trockenphasen auf. Ein Rücklösen von Schadstoffen, das insbesondere nach den längeren
Standzeiten der Bodenfilter auftreten könnte (z.B. bei niedrigen pH-Werten), wurde bei Beprobungen
des „ersten“ Ablaufes der Filter nach einer solchen Trockenphase nicht beobachtet.
Die Schadstoffbelastungen des im RHB vorgereinigten Wassers nahm durch die Passage der
Bodenfilter noch einmal erheblich ab [Tabelle 5-3].
Tabelle 5-3; Durchschnittliche Reduzierung der Schadstoffe in den Bodenfiltern
Parameter
Reduzierung im
BF
AfS 90 %
BSB7
80 %
TOC 70 %
DOC 50 %
Pb ges. 85 %
Cu ges. 85 %
Zn ges. 90 %
Bei den in Tabelle 5-2 angegebenen Meßwerten ist zu beachten, daß die Probenahmen i.d.R.
während der mehrtägigen Meßkampagnen erfolgten, in denen die hydraulische Belastung der
Filter überdurchschnittlich hoch war (> 0,3 m³/m²*Tag). Die bei den Meßkampagnen ermittelten
Schadstoffrückhalte belegten die Leistungsfähigkeit der Bodenfilter. Zum Vergleich:
Bei den Versuchsfiltern, die während der begleitenden Diplomarbeit untersucht wurden, wurde
auch bei einer hydraulischen Belastung von 1,25 m³/m²*Tag eine gute Reinigungswirkung
erzielt.
Die Gehalte an BSB7, TOC und DOC wurden durch die Bodenfilter weiter reduziert (um
50 % bis 80 %). Dabei wurde eine Reduzierung der Sauerstoffsättigung im Wasser beobachtet
(um ca. 1/4). Im Gegensatz zu der ermittelten Abbauleistung zeigten die biologischen Begleituntersuchungen
keinen Unterschied zwischen den Zu- und Ablaufproben. Weder aus dem
64

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Besiedlungsbild noch aus der saprobiellen Bewertung des Aufwuchses (Expositionszeit: jeweils
3 Wochen) ließ sich eine Verbesserung der Wasserqualität (aus biologischer Sicht)
durch die Filterpassage ableiten. Zeitweise war sogar eine Verschlechterung im Ablauf festzustellen.
Eine mögliche Ursache für diese Ergebnisse könnte der niedrige Sauerstoffgehalt im Abfluß
sein. Gerade in den sog. "Stillstandzeiten" in denen nur ein minimaler Abfluß aus den Bodenfiltern
erfolgte, kam es zu diesen Defiziten. Da diese Phasen oftmals sehr lang waren, beeinflußten
sie weit stärker die Entwicklung auf den jeweils für drei Wochen exponierten Aufwuchsflächen,
als die nur relativ kurzfristig angefallenen großen Abflußmengen während
einzelner Regenphasen (von denen die chem. Untersuchungen verhältnismäßig gute Werte
ergaben). Das daraus entstandene (schlechte) Bild über die Wasserqualität muß deshalb nicht
unbedingt auf das gesamte Volumen zutreffen. Dies zu unterscheiden, war mit dem verwendeten
Verfahren nicht möglich. Weiterhin könnte es auch möglich sein, daß sporadisch größere
organische Belastungen (z.B. durch das Absterben aufgebauter Biomasse) aus dem Filter austraten,
die eine Entwicklung guter Qualitätsanzeiger behinderten.
[mg/l] bzw. [µg/l]
250
200
150
100
50
0
Abfiltrierbare Stoffe TOC Blei (Pb) gesamt Kupfer (Cu) gesamt Zink (Zn) gesamt
Zulauf RHB Ablauf RHB / Zulauf Filter Ablauf Filter
Abbildung 5-1; Schadstoffreduktion in der Pilotanlage mit Standardabweichungen
Die im Wasser enthaltenen Schwermetalle (die gelösten sowie die partikulär gebundenen
Fraktionen) ließen sich in den Bodenfiltern durch Adsorption bzw. Filtration weitgehend aus
dem Wasser entfernen. Dabei wurde eine Schwermetallanreicherung vornehmlich in dem oberen
Filterhorizont (0 bis 10 cm) festgestellt. Die Standzeit der Bodenfilter, die im Rahmen
65

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
einer Diplomarbeit – bezüglich der Adsorptionskapazität (Aufnahmefähigkeit) des Filtermaterials
gegenüber den relevanten Schwermetallen – ermittelt wurde, ergab eine Betriebsdauer
der Bodenfilter von mindestens 50 Jahren (unter den heutigen Betriebsbedingungen). Da diese
Standzeit aber von vielen unterschiedlichen Faktoren (z.B. von den Wasserinhaltsstoffen, insbesondere
den Schwermetallkonzentrationen des zugeführten Wassers, von hydraulischen
Gesichtspunkten usw.) abhängt, sollten die Schadstoffkonzentrationen im Ablauf der Bodenfilter
regelmäßig untersucht und ggf. die Anreicherungen des Filtermaterials mit Schwermetallen
ermittelt werden.
Zwischen den beiden verschieden Filtermaterialien (zwischen Filter 1 & 3 und 2 & 4) wurden
weder bezüglich der Reinigungsleistung, noch der hydraulischen Eigenschaften (Durchlässigkeit)
unterschiede beobachtet. Die Durchlässigkeit nahm bei beiden Filtermaterialien
um ca. 1/3 ab. Einer Verminderung der Durchlässigkeit kann zwar durch geeignete Maßnahmen
entgegengewirkt werden (eine gute Vorreinigung des Wassers, keine Verdichtung des
Filters durch schweres Gerät und Begehungen, geeignete Bepflanzungen usw.), sie läßt sich
aber nicht ganz vermeiden. Dieser Umstand muß bei der Planung und Auslegung einer solchen
Anlage unbedingt beachtet werden.
Die von der TUHH durchgeführten Forschungsarbeiten zur Optimierung des Filtermaterials
belegten in den Laborversuchen die hervorragenden Adsorptionseigenschaften des Zeolithes
bzw. des Zeolith/Kies-Gemisches. Die an den Versuchsfiltern und mit realen Oberflächenabwässern
durchgeführten Untersuchungen konnten diese guten Ergebnisse jedoch nicht bestätigen.
Insbesondere die hohen Durchflußgeschwindigkeiten in den Filtern und die damit verbundenen
kurzen Kontaktzeiten zwischen der mobilen Phase und der Filtermatrix sowie der
unzureichende Partikelrückhalt, wirkten sich negativ auf die Reinigungsleistung der Filter aus.
Neben einer Modifikation des Zeolithes (z.B. durch Granulierung von Zeolithstaub) müssen in
diesem Zusammenhang auch die hydraulisch-physikalischen Parameter des Filtermaterials
weiter optimiert werden.
Bezüglich der von biola ermittelten Gewässergüte der Gussau hat sich sowohl gegenüber den
Messungen von 1991/92 [BIOLA, 1992] als auch gegenüber den Messungen von 1995/96
[BIOLA, 1998] keine spürbaren Veränderungen ergeben. Eine rasche Verbesserung der Gewässergüte
ist vor allem wegen der erheblichen Vorbelastung der Gussau (vor der Einleitstelle
der Pilotanlage) nicht zu erwarten. Dort wurden sowohl im Wasserkörper, als auch im
Sediment hohe Schadstoffkonzentrationen festgestellt [Tabelle 5-4 und Tabelle 5-5] (Gua 0
und 2).
66

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tabelle 5-4; Mittelwerte (Schadstoffkonzentrationen im Wasserkörper der Gussau)
Parameter
Zulauf RHB Ablauf BF Gua 0 und 2 Gua 1
AfS 136,0 mg/l 1,6 mg/l 34,9 mg/l 21,0 mg/l
TOC 41,0 mg/l 4,1 mg/l 14,2 mg/l 9,4 mg/l
DOC 16,9 mg/l 2,8 mg/l 9,8 mg/l 8,3 mg/l
Pb ges. 45,3 µg/l 1,1 µg/l 10,0 µg/l 2,6 µg/l
Cu ges. 150,9 µg/l 5,5 µg/l 64,6 µg/l 8,4 µg/l
Zn ges. 194,9 µg/l 11,8 µg/l 165,6 µg/l 49,2 µg/l
Wie in Tabelle 5-4 ersichtlich, wird das Oberflächenabwasser, daß im Zulauf zur Anlage
hoch mit Schadstoffen belastet ist, durch die Passage der Pilotanlage Halenreie gereinigt. Das
gereinigte Wasser gelangt von dem Ablaufbauwerk der Anlage über einen Graben in die Gussau.
Die Gussau ist oberhalb der Einleitstelle (Gua 0 und Gua 2) bereits stark verschmutzt
bzw. übermäßig belastet, während unterhalb der Einleitstelle (Gua 1) tendenziell geringere
Schadstoffkonzentrationen im Wasserkörper gemessen wurden. Ob die Pilotanlage hierauf
einen Einfluß hatte, kann nur durch weitere Messungen geklärt werden, da die Probenanzahl
sehr gering war.
Tabelle 5-5; Mittelwerte (Schadstoffkonzentrationen im Sediment - Feinfraktion)
Parameter
RHB Gua 0 und 2 Gua 1
Pb 382 mg/kg TS 311 mg/kg TS 468 mg/kg TS
Cd 2,2 mg/kg TS 2,1 mg/kg TS 3,1 mg/kg TS
Cu 551 mg/kg TS 186 mg/kg TS 431 mg/kg TS
Zn 1096 mg/kg TS 980 mg/kg TS 1102 mg/kg TS
Bei den Untersuchungen der Sedimente wurden hinsichtlich der betrachteten Schwermetalle
(Pb, Cd, Cu und Zn) sowohl im Rückhaltebecken als auch in der Gussau Anreicherungen festgestellt.
Die Anreicherungen waren bei der < 63 µm- bzw. der < 20 µm-Fraktion [Tabelle
5-5] um den Faktor 2-3 höher als in der Gesamtprobe. Die Schadstoffkonzentrationen waren
im Rückhaltebecken und unterhalb der Einleitstelle (Gua 1) höher als oberhalb der Einleitstelle
(Gua 0 und 2). Diese Meßergebnisse sind, wie die Untersuchungen des Wasserkörpers,
wegen der geringen Anzahl der Proben und der unterschiedlichen Umgebungsbedingungen bei
den Probenahmen aber nicht repräsentativ.
Die an der Pilotanlage durchgeführten Messungen belegen die gute Reinigungsleistung der
Niederschlagswasser-Vorreinigungs-Anlage Halenreie. Ein Teil der partikulär gebundenen
67

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Schadstoffe wurden bereits im Rückhaltebecken durch Sedimentation abgeschieden. Die notwendige
weitergehende Schadstoffreduzierung erfolgte in den bepflanzten Bodenfiltern, in
denen vor allem auch die im Wasser gelösten Schadstoffe zurückgehalten wurden.
Die Kombination von Rückhaltebecken und Bodenfilter stellt also ein probates Mittel dar, das
stark belastete Oberflächenabwasser von Verkehrsflächen zu reinigen. Nach der Entfernung
der Schadstoffe aus dem Wasser, ist es hinsichtlich der einschlägigen Bewertungskriterien als
überwiegend unbelastet bis gering belastet einzustufen. Der dennoch ermittelten schlechten
Wasserqualität im Ablauf (bezogen auf die biologischen Kriterien), kann mit einer geeigneten
Dimensionierung der Reinigungsanlage (Vermeidung von langen Trockenphasen in den Bodenfiltern
und gute Vorreinigung im RHB) entgegengewirkt werden.
Eine Verbesserung der Gewässerqualität der Gussau konnte nicht festgestellt werden. Dieses
liegt an der großen Vorbelastung der Gussau durch diverse Einleitungen von Oberflächenabwässern.
Dennoch trägt die Anlage zu einer Verminderung der Schadstoffbelastung, insbesondere
der angeschlossenen Teichwiesenteiche, bei. Weitere Maßnahmen sind aber unumgänglich,
wenn eine deutliche Verbesserung des gesamten Gewässersystems erreicht werden soll.
6 Empfehlungen und Ausblick
Aus den Untersuchungen an der Pilotanlage lassen sich einige Empfehlungen zur Behandlung
von belastetem Oberflächenabwasser ableiten.
Zunächst läßt sich aus den Ergebnissen entnehmen, daß ein richtig dimensioniertes Reinigungssystem,
bestehend aus einem Rückhaltebecken (einschließlich eines Leichstoffabscheiders)
und einem nachgeschalteten bepflanzten Bodenfilter, einen guten Schutz für die Gewässer
gegen eine Verschmutzung durch belastete Oberflächenabwässer bietet. Die bisweilen
langen Stillstandzeiten der Anlage (über mehrere Wochen) haben sich als nachteilig erwiesen.
Die in diesem Zusammenhang ermittelte schlechte „biologische“ Qualität des Abwassers,
könnte ggf. aber auch mit der Methodik der Beprobung (3-wöchige Expositionszeit der Aufwuchsträger)
zusammenhängen. Zweifellos wäre eine Vergleichmäßigung des Durchflusses
wünschenswert. Dieses hat durch die nicht beeinflußbaren Niederschlagsereignisse eine natürliche
Grenze, so daß Stillstandzeiten nicht gänzlich auszuschließen sind.
Das Rückhaltebecken muß, um eine gute Vorreinigung gewährleisten zu können, ausreichend
groß dimensioniert werden. Die nutzbare Beckentiefe sollte mindestens 2 m betragen. Um
Schlammaufwirbelungen zu vermeiden, muß der durchströmte Querschnitt des Beckens so
festgelegt werden, daß die horizontale Fließgeschwindigkeit bei einer kritischen Regenspende
von 30 l/s*ha weniger als vh = 0,05 m/s beträgt.
Die Oberflächenbeschickung des Beckens bei dem Bemessungsregen (r15,1) sollte 10 m³/m²*h
nicht überschreiten [LfU Baden-Württemberg, 1998]. Weitere Anhaltspunkte ergeben sich aus
68

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
den entsprechenden Vorschriften und Empfehlungen, z.B. der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft,
Abwasser und Abfall (ATV-DVWK).
Das optimale Größenverhältnis zwischen RHB und Bodenfilter ist schwierig anzugeben, da
die Gestaltung solcher Anlagen an unterschiedlichen Randbedingungen (z.B. vorhandenes
Gelände: Größe, Höhenprofil, max. Wasserabgabe; möglicher Kostenrahmen; Grad der Belastung/
Art des Einzugsgebietes) geknüpft ist. Wünschenswert wäre eine möglichst lange Speicherung
des zu reinigenden Wassers. Damit könnte man die Filterbelastung niedrig halten
bzw. mit einer geringen Filterfläche auskommen. Zudem würden die nachfolgenden Gewässer
weitgehend hydraulisch entlastet werden. Letztlich ist die Speicherdauer aber begrenzt u.a.
durch die mögliche Größe der RHB bzw. durch die Notwendigkeit, daß beim nächsten Regenereignis
wieder Stauraum vorhanden sein muß. Ein guter Ansatz wird darin gesehen, daß das
RHB den Bemessungsregen auffangen kann und ihn innerhalb von 1 – 2 (max. 3) Tagen über
die Bodenfilter an das Gewässer abgibt.
Die an der Halenreie verwendeten Bodenfilter 1 und 2 (nichtbindiger Boden, 0/8-Filtersand,
vertikal durchströmt, intermittierend beschickt) haben sich als sinnvoll erwiesen. Die Filter
waren mit einer Belastung von ca. 0,05 m³/m²*d aber nicht ausgelastet. Bei einer Versuchsanlage
(Panrepel) [Lorenz, U., Osterkamp, S., 1996] wurden ähnliche Filter mit einer
Flächenbelastung von durchschnittlich 1,065 m³/m²*d (Maximallast bis zu 13 m³/m²*d) betrieben.
Eine durchschnittliche Belastung der Filter von 1 m³/m²*d wird auch von Brunner als
realistisch angesehen und sollte nicht überschritten werden. Ein Punkt ist in diesem Zusammenhang
unbedingt zu beachten: Bei dem Einbau des Filtermaterials und den anstehenden
Wartungsarbeiten muß darauf geachtet werden, daß eine Verdichtung des Filtermaterials vermieden
wird. Eine Verdichtung des Materials und damit eine Verschlechterung der Durchlässigkeit
läßt sich später auch durch den Einsatz von Pflanzen nicht mehr beheben [Geller et al.,
1991].
Bei Platzmangel oder anderen Gründen, die für eine möglichst kleine Anlage sprechen, bietet
es sich an, die Reinigungsanlage im Nebenschluß zu betreiben. Dabei wird nicht versucht, das
gesamte anfallende Oberflächenwasser aufzufangen, sondern nur eine Teilmenge. Man berücksichtigt
hierbei, daß die ersten Wassermengen üblicherweise am höchsten belastet sind.
Bei dem Ziel, eine möglichst hohe Schadstofffracht zurückzuhalten, ist das Auffangen des ersten
Regenabflusses sicher am effektivsten. So ließe sich mit der Reinigung der Hälfte der
anfallenden Wassermenge schätzungsweise 3/4 der gesamten Schmutzfracht zurückhalten. Der
weitere Regenabfluß, mit einer geringeren Belastung, kann anschließend über ein Trennbauwerk
dem Vorfluter d.h. einem Gewässer bzw. einem weiteren RHB zugeführt werden.
Viel kleiner als dieser halbe Bemessungsansatz sollte eine Anlage aber nicht dimensioniert
werden, da sonst der Effekt zu gering ist, und letztlich nicht mehr im Verhältnis zum Aufwand
steht. Unter Umständen wäre dann eine Ableitung des ersten Spülstoßes (Größenordnung 10%
69

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
der Wassermenge eines Bemessungsregens) in ein Schmutzwassersiel kostengünstiger und
effektiver.
Bei der Gestaltung der Rückhaltebecken sollte darauf geachtet werden, daß eine weitgehende
Sedimentation erreicht wird bzw. einmal sedimentierte Stoffe nicht wieder aufgewirbelt werden.
Damit kann verhindert werden, daß sich die Filterdurchlässigkeit durch einen erhöhten
Partikeleintrag verschlechtert. Nicht abgesetzte Feinpartikel, die trotz der Vorreinigung mit
dem Wasser auf die Filter gelangen, lagern sich auf der Oberfläche ab und können diese verschlammen.
Die Durchlässigkeit der Bodenfilter wird dadurch rapide herabgesetzt. Die Bepflanzung
der Filter (beim Pilotprojekt wurde Schilf verwendet) führt zu einer Auflockerung
des Bodens und wirkt somit der Verstopfung der Filter entgegen. Bei den unbepflanzten Versuchsfiltern
[Kap. 3.3.2 und Kap. 4.3.2] hat sich eine intermittierende Beschickungsweise als
vorteilhaft erwiesen. Sie hatte einen ähnlichen Effekt wie die Bepflanzung. Durch das Trokkenfallen
der Filter, wurde die Oberfläche ebenfalls regelmäßig aufgebrochen.
Die intermittierende Beschickung besitzt einen weiteren Vorteil. Das Trockenfallen der Filter
und der damit verbundene Sauerstoffeintrag in die unteren Filterschichten begünstigt die Mineralisierung
der organischen Verbindungen [Schmitt, Welker, 1998]. Damit läßt sich neben
einer guten Reinigungsleistung auch die hydraulische Leistungsfähigkeit steigern [Brunner,
1995]. Nach Brunner sind dann (die schon genannten) Beschickungsmengen von über
1000 mm (1 m³/m²*Tag) möglich.
Die Wasserversorgung des Schilfes, während der Trockenphasen im Sommer, wurde durch
einen Einstau der Filter realisiert. Die beiden vertikal durchströmten Filter 1 und 2 wurden
ca. 0,5 m, die horizontalen Filter 3 und 4 ca. 0,6 m (gemessen von der Filterunterkante) eingestaut.
Ein zu hoher Einstau sollte vermieden werden, da hierdurch die hydraulische Leistungsfähigkeit
herabgesetzt und die Sauerstoffversorgung der unteren Filterschichten vermindert
wird. Um das Problem der längeren Trockenperioden abzumildern, gäbe es die
Möglichkeit einen minimalen Ablauf aus dem RHB auf die Bodenfilter aufrechtzuerhalten.
Damit könnte ein „Stillstand“ der Bodenfilter hinausgeschoben werden.
Zu Beginn jeder Vegetationsperiode sollte allerdings der Wasserstand in den Bodenfiltern
angehoben werden, damit der Wildwuchs anderer Pflanzen unterdrückt werden kann. Ist das
Schilf dann hoch genug, kann der Wasserstand abgesenkt werden. Auch ist im ersten Jahr nach
Anpflanzung des Schilfes ein hoher Wasserstand einzustellen, um eine gute Versorgung der
jungen Pflanzen sicherzustellen.
Als Filtermaterial wurde bei der Pilotanlage ein nichtbindiger 0/8-Filtersand (d10 ≈ 0,2 mm;
d60/d10 < 5) verwendet, der sich für die Anforderungen als geeignet erwies. Weiterhin besteht
aber noch Entwicklungsbedarf zur Optimierung von Filtermaterialien. Ziel ist es, die Bindungsfähigkeit
für Schadstoffe zu erhöhen und gleichzeitig sicherzustellen, daß einmal gebun-
70

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
denen Stoffe nicht wieder ausgetragen werden. Es wird angenommen, daß ein Schadstoffaustrag
z.B. bei niedrigen pH-Werten oder unter anoxischen Bedingungen stattfinden könnte. Zudem
könnten sich Filtermaterialien, die hinsichtlich ihrer Schadstoffrückhaltung und ihrer
Durchlässigkeit optimiert wurden, aufgrund der verringerten Filterfläche entsprechend günstig
auf die Baukosten auswirken. Das in der Forschungsarbeit der TUHH verwendete Zeolithmineral
zeigte grundsätzlich gute Eigenschaften. Es müßte nun für die Anwendung in Bodenfiltern
besser nutzbar gemacht werden.
Empfehlungen für den weiteren Betrieb der Pilotanlage Halenreie
Die Reinigungsleistungen der Pilotanlage Halenreie und die Gewässergüte der Gussau sollten
auch nach Abschluß dieses Untersuchungsprogramms weiterhin regelmäßig untersucht werden.
So können die Auswirkungen der Pilotanlage auf die Gussau ermittelt werden, die in dem
bisherigen Beobachtungszeitraum von 3 Jahren noch nicht erfaßt wurden. Außerdem können
so Verschlechterungen der Reinigungsleistung rechtzeitig erkannt und entsprechende Maßnahmen
(z.B. Austausch des Filtermaterials) durchgeführt werden.
Zudem ist das RHB und auch der Zulaufgraben zum RHB regelmäßig zu entschlammen, um
Aufwirbelungen des bereits abgesetzten Schlamms (durch den verringerten durchströmten
Querschnitt des RHB) zu vermeiden. Wird dieses nicht rechtzeitig gemacht, könnte der
Schlamm auf die Filteroberfläche gelangen und dessen Durchlässigkeit herabsetzen.
Da die Pilotanlage in Zukunft ohne einen zusätzlichen Energiebedarf und ohne eine Pumpenbeschickung
auskommen soll, müssen einige Umbauten an dem Ablaufbauwerk vorgenommen
werden. Dort sollte eine Schwallbeschickung installiert werden. Sie ermöglicht ein Einstauen
des Rückhaltebeckens bis zu einem vorgegebenen Pegelstand. Wird dieser Pegel überschritten,
gelangt das Wasser über das Ablaufbauwerk im freien Gefälle auf die Filteroberfläche.
Die Filteroberfläche wird ihrerseits aufgrund der hohen Zuflußmengen zunächst überstaut.
Durch den Überstau wird der gesamte Filterkörper dann gleichmäßig in vertikaler Richtung
durchströmt. Sobald der Minimalwasserstand im RHB unterschritten wird, wird der Zufluß zu
den Filtern unterbrochen. Damit ist die Aufnahmefähigkeit des Rückhaltebeckens für nachfließendes
Niederschlagswasser wieder sichergestellt.
Über diese Art der Beschickung sollte weiter nachgedacht werden, da sie die aufwendige
Benutzung von Pumpen und Verteilungsrohren überflüssig machen könnte. Erstrebenswert
wäre ein Anlagenbetrieb ohne zusätzlichen Energieaufwand.
Der Einstau der Filtersegmente sollte auch nach dem Umbau der Pilotanlage erhalten bleiben,
um dem Schilf bei Trockenheit weiterhin genügend Wasser zu Verfügung zu stellen. Ein
Wildwuchs konnte bislang nur in geringem Maße festgestellt werden. Doch sollte jeweils im
Frühjahr geprüft werden, ob sich „fremde“ Pflanzen angesiedelt haben. Diese müßten dann
71

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
entfernt werden. Das abgestorbene Schilf kann über Jahre auf den Filterflächen verbleiben,
und sollte nur bei Problemen beseitigt werden.
Ausblick
Aus den Untersuchungen an der Pilotanlage Halenreie wurden zahlreiche Erkenntnisse, bezüglich
der Wirkungsweise und des Zusammenspiels von Rückhaltebecken und bepflanzten
Bodenfiltern gewonnen. Nach dem Abschluß des Pilotprojektes Halenreie sollten diese für
die Planung von neuen Reinigungsanlagen genutzt werden. Der zunehmende Straßenverkehr
und die damit verbundene Belastung des, von den Straßen abfließenden, Oberflächenabwassers
stellen inzwischen das größte Gefährdungspotential für Gewässer in Ballungsgebieten
dar. Solange keine ausreichende Verminderung auf der Emissionsseite (Straßenverkehr, Industrie
u.a.) zu erreichen ist, kann nur mit Maßnahmen zur Reinigung der Oberflächenabwassers,
wie z.B. mit der im Pilotprojekt untersuchten Anlagenkombination der anhaltenden Gewässerbelastung
entgegengewirkt werden.
72

7 Literaturverzeichnis
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
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Pilotanlage Halenreie
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74

8 Anhang
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Anhang I: Monatsprotokolle März 1997 bis Dezember 1999; Jahresbilanzen A 1
Anhang II: Untersuchungsergebnisse der Messungen bzw. Meßkampagnen A 23
Anhang III: Bewertungskriterien A 50
75

Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Monatsprotokolle Januar 1999 bis Dezember 1999
Jahresbilanzen 1997 bis 1999
Anhang I
Anhang 1

Monatsprotokolle 1997
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie Januar 1997
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
300
200
100
0
-100
-200
Tag
Halenreie Februar 1997
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Tag
40
35
30
25
20
15
10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 2

Monatsprotokolle 1997
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie März 1997
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
300
200
100
0
-100
-200
Tag
Halenreie April 1997
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Tag
40
35
30
25
20
15
10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 3

Monatsprotokolle 1997
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie Mai 1997
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
300
200
100
0
-100
-200
Tag
Halenreie Juni 1997
Ab 13.6.1997 wg. technischen Defektes keine Datenaufzeichnung
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Tag
40
35
30
25
20
15
10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 4

Monatsprotokolle 1997
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie Juli 1997
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
300
200
100
0
-100
-200
Am 15.7.1997 keine Niederschlagsmessung wg. Sensordefekt
Tag
Halenreie August 1997
Keine Meßwerte vom 2.8.97 bis 14.8.97 wegen Defekt im Erfassungssystem
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Tag
40
35
30
25
20
15
10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 5

Monatsprotokolle 1997
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie September 1997
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
300
200
100
0
-100
-200
Tag
Halenreie Oktober 1997
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Tag
40
35
30
25
20
15
10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 6

Monatsprotokolle 1997
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie November 1997
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
300
200
100
0
-100
-200
Tag
Halenreie Dezember 1997
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Tag
40
35
30
25
20
15
10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 7

Monatsprotokolle 1998
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie Januar 1998
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
300
200
100
0
-100
-200
Tag
Halenreie Februar 1998
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Tag
40
35
30
25
20
15
10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 8

Monatsprotokolle 1998
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie März 1998
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
300
200
100
0
-100
-200
Tag
Halenreie April 1998
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Tag
40
35
30
25
20
15
10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 9

Monatsprotokolle 1998
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie Mai 1998
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
300
200
100
0
-100
-200
Tag
Halenreie Juni 1998
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Tag
40
35
30
25
20
15
10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 10

Monatsprotokolle 1998
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie Juli 1998
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
300
200
100
0
-100
-200
Tag
Am 17./18./29./30. Ausfall des Meßsystems
Halenreie August 1998
Niederschlagsmessung vom 19.8 - 31.8 mögl. fehlerhaft
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Tag
40
35
30
25
20
15
10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 11

Monatsprotokolle 1998
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie September 1998
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 26 27 28 29 30
300
200
100
0
-100
-200
Tag
Halenreie Oktober 1998
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Tag
40
35
30
25
20
15
10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 12

Monatsprotokolle 1998
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie November 1998
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
300
200
100
0
-100
-200
Tag
Halenreie Dezember 1998
Meßwertausfall am 09.12. und vom 11.12. Bis 29.12.
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Tag
40
35
30
25
20
15
10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 13

Monatsprotokolle 1999
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie Januar 1999
-300
0
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300
200
100
0
-100
-200
Tag
Halenreie Februar 1999
Meßwertausfall vom 13.02. bis zum 20.02.
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Tag
40
35
30
25
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15
10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 14

Monatsprotokolle 1999
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie März 1999
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
300
200
100
0
-100
-200
Tag
Halenreie April 1999
-300
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Tag
40
35
30
25
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15
10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 15

Monatsprotokolle 1999
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie Mai 1999
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
300
200
100
0
-100
-200
Tag
Halenreie Juni 1999
-300
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Tag
40
35
30
25
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10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 16

Monatsprotokolle 1999
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie Juli 1999
-300
0
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300
200
100
0
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Tag
Halenreie August 1999
-300
0
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Tag
40
35
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10
5
40
35
30
25
20
15
10
5
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 17

Monatsprotokolle 1999
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie September 1999
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
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0
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-200
Tag
Halenreie Oktober 1999
-300
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Tag
40
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40
35
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10
5
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 18

Monatsprotokolle 1999
Volumen [m³]
Volumen [m³]
300
200
100
0
-100
-200
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Halenreie November 1999
-300
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
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0
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-200
Tag
Halenreie Dezember 1999
-300
0
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Tag
40
35
30
25
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15
10
5
0
40
35
30
25
20
15
10
5
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Niederschlag
Inhalt bez. Dauerstau
Zulauf/Bilanz RHB
Zulauf Pumpenschacht
Niederschlag [mm]
Anhang 19

Jahresbilanz 1997
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Anhang 20

Jahresbilanz 1998
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Anhang 21

Jahresbilanz 1999
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Anhang 22

Untersuchungsergebnisse (Meßkampagnen)
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Einstufung nach Schadstoffkriterien für Oberflächengewässer und Sedimente
Farbe Einstufung
grün unbelastet / gering belastet
gelb mäßig / kritisch belastet
orange stark / sehr stark verschmutzt
rot übermäßig verschmutzt
Anhang II
Anhang 23

Wasserproben Pilotanlage – RHB Zulauf
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9601710 G9601711 G9601712 G9601713 G9601714 G9601904 G9601908
Datum 16. 10. 96 16. 10. 96 16. 10. 96 16. 10. 96 16. 10. 96 02.12.96 02.12.96
Uhrzeit 08:30 11:20 11:40 12:30 13:10 10:40 11:30
Meßstelle RHB Zu RHB Zu RHB Zu RHB Zu RHB Zu RHB Zu RHB Zu
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 55 130 173 114 123 75 27
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 64 40 36 33 37 41 39
Temperatur (Wasser) [°C] 13 12,8 12,9 12,9 3,9 4,5
Sauerstoffgehalt [mg/l] 9,2 9,6 9,6 9,6 12,5 11,9
Sauerstoffsättigung [%] 88 91 91 93 95 93
pH-Wert [-] 7,1 7,1 7,2 7,3 7,3 6,5 6,7
Leitfähigkeit [µs/cm] 242 135 107 86 71 90 85
Trübung [TE/F] 182 293 305 263 214 150 83
BSB 7 [mg/l]
TOC [mg/l] 47,5 47,5 45 31,5 34,2 22 14,5
DOC [mg/l] 37,5 28,2 23,2 20,8 15,8 2,5 2
Gesamt-N [mg/l] 10 5,3 4,2 3 2,7 1,4 0,92
Ammonium-N gelöst [mg/l] 2,4 0,51 0,14 < 0,04 0,04 0,18 0,08
Nitrit-N gelöst [mg/l] 0,3 0,13 0,09 0,05 0,09 0,03 0,02
Nitrat-N gelöst [mg/l] 3,8 1,7 1,1 0,61 0,64 0,49 0,27
gesamt-Phosphor (als P) [mg/l] 0,73 0,73 0,73 0,59 0,5 0,24 0,12
ortho-Phosphat (als P) [mg/l] 0,28 0,18 0,12 0,09 0,07 0,03 0,02
Calcium (Ca) gesamt [mg/l] 17 17 15 12 9 8,4 7,2
Eisen (Fe) gesamt [mg/l] 1,43 1,76 2,14 1,67 1,3 1,1 0,66
Magnesium (Mg) gesamt [mg/l] 0,9 1,3 1,5 < 0,025 0,9 0,7 0,5
Mangan (Mn) gesamt [mg/l] < 0,01 < 0,01 < 0,01 0,9 < 0,01 0,06 0,03
Arsen (As) gesamt [µg/l] 0,9 0,6
Blei (Pb) gesamt [µg/l] 24 101 113 81 73 23,7 11,1
Cadmium (Cd) gesamt [µg/l] 0,2 0,5 0,6 0,4 0,4 0,1 0,1
Chrom (Cr), gesamt [µg/l] 2,1 1,2
Kupfer (Cu) gesamt [µg/l] 285 241 213 157 134 75,9 73,2
Nickel (Ni) gesamt [µg/l] 6,1 8,7 11,1 8,9 2,1 < 2
Quecksilber (Hg) gesamt [µg/l] 0,08 0,07 0,06 0,09 0,05 0,1 0,07
Zink (Zn) gesamt [µg/l] 276 241 217 164 194 135 86
Calcium (Ca) gelöst [mg/l] 7 6,8
Eisen (Fe) gelöst [mg/l] 0,04 0,09
Magnesium (Mg) gelöst [mg/l] 0,5 0,5
Mangan (Mn) gelöst [mg/l] 0,01 0,01
Arsen (As) gelöst [µg/l] 0,4 0,4
Blei (Pb) gelöst [µg/l] < 1 1,2
Cadmium (Cd) gelöst [µg/l] < 0,1 < 0,1
Chrom, gelöst [µg/l] < 1 < 1
Kupfer (Cu) gelöst [µg/l] 17,5 31,8
Nickel (Ni) gelöst [µg/l] < 2 < 2
Quecksilber (Hg) gelöst [µg/l] 0,1 0,07
Zink (Zn) gelöst [µg/l] 41 48
Leuchtbakterientox.GF [G-Wert]
ak. Daphnientoxizität 24h GF [G-Wert]
Anhang 24

Wasserproben Pilotanlage – RHB Zulauf
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9701589 G9701590 G9701591 G9701592
Datum 23.06.97 06.11.97 06.11.97 06.11.97 06.11.97
Uhrzeit 11:00 07:18 08:13 08:50 09:17
Meßstelle RHB Zu RHB Zu RHB Zu RHB Zu RHB Zu
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 42 146 157 113
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 64 55 53 38
Temperatur (Wasser) [°C] 14,9
Sauerstoffgehalt [mg/l] 7,6
Sauerstoffsättigung [%] 74
pH-Wert [-] 8,28
Leitfähigkeit [µs/cm] 35
Trübung [TE/F] 75
BSB 7 [mg/l] 31 42 30 29
TOC [mg/l] 42 68,5 33,5 47,5
DOC [mg/l] 29,2 21,4 20,4 25
Gesamt-N [mg/l] 1,5 2 2,9 1,5 1,7
Ammonium-N gelöst [mg/l] 0,26 0,05 0,04 < 0,04 < 0,04
Nitrit-N gelöst [mg/l] 0,01 0,07 0,04 < 0,01 0,03
Nitrat-N gelöst [mg/l] 0,36 0,42 0,37 < 0,1 0,14
gesamt-Phosphor (als P) [mg/l] 0,29 0,44 0,88 0,51 0,63
ortho-Phosphat (als P) [mg/l] 0,05 0,19 0,32 0,16 0,27
Calcium (Ca) gesamt [mg/l] 4,79 11,3 11,9 11,8 10,9
Eisen (Fe) gesamt [mg/l] 0,96 < 0,02 1,6 2 1,7
Magnesium (Mg) gesamt [mg/l] 0,44 1,7 1,6 1,5 1,5
Mangan (Mn) gesamt [mg/l] 0,07 < 0,01 0,12 0,15 0,15
Arsen (As) gesamt [µg/l] 1,34 0,81 1,6 1,9 1,8
Blei (Pb) gesamt [µg/l] 26,3 11,9 44 38 32
Cadmium (Cd) gesamt [µg/l] 0,5 < 0,1 0,2 0,3 0,3
Chrom (Cr), gesamt [µg/l] 2 1 4 5 4,3
Kupfer (Cu) gesamt [µg/l] 60 75 116 101 71
Nickel (Ni) gesamt [µg/l]

Wasserproben Pilotanlage – RHB Zulauf
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9701596 G9701816
Datum 07.11.97 11. 12. 97 11. 12. 97 11. 12. 97 11. 12. 97
Uhrzeit 09:00
Meßstelle RHB Zu RHB Zu RHB Zu RHB Zu RHB Zu
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 38 213 24,5 501 20
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 59 49 54 26 53
Temperatur (Wasser) [°C]
Sauerstoffgehalt [mg/l]
Sauerstoffsättigung [%]
pH-Wert [-]
Leitfähigkeit [µs/cm]
Trübung [TE/F]
BSB 7 [mg/l] 22 36,9 8,7 29,9 8,6
TOC [mg/l] 28,8 71 13,2 60 10,8
DOC [mg/l] 17,4 12,2 6,2 4,8 3,8
Gesamt-N [mg/l] 2,1 4 2,1 3 3,2
Ammonium-N gelöst [mg/l] 0,24 0,32 0,35 0,11 0,76
Nitrit-N gelöst [mg/l] 0,03 0,07 0,06 0,04 0,04
Nitrat-N gelöst [mg/l] 0,29 0,21 0,64 0,23 1
gesamt-Phosphor (als P) [mg/l] 0,44 0,76 0,25 0,79 0,26
ortho-Phosphat (als P) [mg/l] 0,2 0,04 0,11 0,08 0,11
Calcium (Ca) gesamt [mg/l] 12 14,8 10,3 23,2 12,8
Eisen (Fe) gesamt [mg/l] 0,77 1,9 0,43 4,76 0,51
Magnesium (Mg) gesamt [mg/l] 1,2 1,8 1,1 1,9 0,98
Mangan (Mn) gesamt [mg/l] 0,05 0,16 0,04 0,38 0,03
Arsen (As) gesamt [µg/l] 0,98 1,8 1,15 3,42 0,88
Blei (Pb) gesamt [µg/l] 23,8 50,5 10,5 99,8 9,3
Cadmium (Cd) gesamt [µg/l] 0,2 0,2 0,1 0,6 < 0,1
Chrom (Cr), gesamt [µg/l] 2,5 4,5 1,4 7,8 1
Kupfer (Cu) gesamt [µg/l] 172 118 80,8 156 170
Nickel (Ni) gesamt [µg/l]

Wasserproben Pilotanlage – RHB Zulauf
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9900915 G9900916 G9900917 G9901071 G9901072 G9901073
Datum 28.06.98 28.06.98 28.06.98 05.08.99 05.08.99 05.08.99
Uhrzeit 05:04 05:22 05:41 21:57 22:19 22:51
Meßstelle RHB Zu RHB Zu RHB Zu RHB Zu RHB Zu RHB Zu
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 128 203 294
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 28 35 24
Temperatur (Wasser) [°C]
Sauerstoffgehalt [mg/l]
Sauerstoffsättigung [%]
pH-Wert [-] 6,65 7,02 7,14
Leitfähigkeit [µs/cm] 189,4 126,9 45,6
Trübung [TE/F] 67 33 9
BSB 7 [mg/l]
TOC [mg/l] 93,1 57,3 11,2
DOC [mg/l]
Gesamt-N [mg/l]
Ammonium-N gelöst [mg/l]
Nitrit-N gelöst [mg/l]
Nitrat-N gelöst [mg/l]
gesamt-Phosphor (als P) [mg/l]
ortho-Phosphat (als P) [mg/l]
Calcium (Ca) gesamt [mg/l]
Eisen (Fe) gesamt [mg/l]
Magnesium (Mg) gesamt [mg/l]
Mangan (Mn) gesamt [mg/l]
Arsen (As) gesamt [µg/l]
Blei (Pb) gesamt [µg/l] 61 44 28
Cadmium (Cd) gesamt [µg/l]
Chrom (Cr), gesamt [µg/l] 2,8 2,5 < 1
Kupfer (Cu) gesamt [µg/l] 408 246 64,3
Nickel (Ni) gesamt [µg/l]
Quecksilber (Hg) gesamt [µg/l]
Zink (Zn) gesamt [µg/l] 473 416 126
Calcium (Ca) gelöst [mg/l]
Eisen (Fe) gelöst [mg/l]
Magnesium (Mg) gelöst [mg/l]
Mangan (Mn) gelöst [mg/l]
Arsen (As) gelöst [µg/l]
Blei (Pb) gelöst [µg/l]
Cadmium (Cd) gelöst [µg/l]
Chrom, gelöst [µg/l]
Kupfer (Cu) gelöst [µg/l]
Nickel (Ni) gelöst [µg/l]
Quecksilber (Hg) gelöst [µg/l]
Zink (Zn) gelöst [µg/l]
Leuchtbakterientox.GF [G-Wert] 2 2 2 8 8 8
ak. Daphnientoxizität 24h GF [G-Wert]
Anhang 27

Wasserproben Pilotanlage – RHB Ablauf
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9601715 G9601905 G9701595 919 921
Datum 17. 10. 96 02.12.96 23.06.97 07.11.97 11. 12. 97 30.06.98 30.06.98
Uhrzeit 11:00 11:10 09:00 08:15 10:00
Meßstelle RHB Ab RHB Ab RHB Ab RHB Ab RHB Ab RHB Ab RHB Ab
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 20 35 20 50 26,8 18,3
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 52 41 47 26 67 56
Temperatur (Wasser) [°C] 11,8 3,1 16,1 17,3 17,6
Sauerstoffgehalt [mg/l] 7,1 12,1 2,8 3,6 4,8
Sauerstoffsättigung [%] 68 90 30
pH-Wert [-] 7 6,2 6,91 6,74 6,74
Leitfähigkeit [µs/cm] 132 236 138 156 138
Trübung [TE/F] 64 112 15 38 36
BSB 7 [mg/l] 21 8,7
TOC [mg/l] 15,2 16 21 11,2 14,3 19,1
DOC [mg/l] 5,4 2,7 14,8 7,8
Gesamt-N [mg/l] 2 2,2 2,4 1,6 1,6
Ammonium-N gelöst [mg/l] 0,23 0,33 0,93 < 0,04 0,23
Nitrit-N gelöst [mg/l] 0,05 0,02 0,02 < 0,01 0,03
Nitrat-N gelöst [mg/l] 0,62 0,6 0,23 0,19 0,28
gesamt-Phosphor (als P) [mg/l] 0,25 0,16 0,18 0,35 0,24
ortho-Phosphat (als P) [mg/l] 0,05 0,03 0,07 0,07 0,05
Calcium (Ca) gesamt [mg/l] 20 8,4 16,6 14,9 14,6
Eisen (Fe) gesamt [mg/l] 0,61 0,79 1,34 1 1,73
Magnesium (Mg) gesamt [mg/l] 0,8 0,7 0,76 1,3 1,33
Mangan (Mn) gesamt [mg/l] < 0,01 0,08 0,17 0,1 0,12
Arsen (As) gesamt [µg/l] 0,6 1,17 0,98 1,53
Blei (Pb) gesamt [µg/l] 13,3 9,5 7,9 14,4 16,8 5,9 6,4
Cadmium (Cd) gesamt [µg/l] < 0,1 < 0,1 0,1 0,1 0,1
Chrom (Cr), gesamt [µg/l] 1,1 1 1,7 2,9
Kupfer (Cu) gesamt [µg/l] 71 52,1 27,6 50 53,8 34,4 34,6
Nickel (Ni) gesamt [µg/l] 3 < 2

Wasserproben Pilotanlage – RHB Ablauf
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. 923 926 938 940 1721
Datum 30.06.98 01.07.98 01.07.98 02.07.98 13.10.98 13.10.98 13.10.98
Uhrzeit 16:50 10:30 19:00 07:00 12:20 13:20 14:20
Meßstelle RHB Ab RHB Ab RHB Ab RHB Ab RHB Ab RHB Ab RHB Ab
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 20,5 24,6 17,5 13,4
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 65 53 56 39
Temperatur (Wasser) [°C] 18,5 17,2 18,5 16,1 10,1 10,4 10,6
Sauerstoffgehalt [mg/l] 5,3 2,6 2,5 3,8 2,7 2,1 2,6
Sauerstoffsättigung [%]
pH-Wert [-] 6,85 6,64 6,84 6,75 7,1 6,99 6,98
Leitfähigkeit [µs/cm] 170 145 142 144 110 110 109
Trübung [TE/F] 38 44 34 34 43 45 45
BSB 7 [mg/l]
TOC [mg/l] 16,3 19,7 17,3 16,6 5,3
DOC [mg/l] 4,2
Gesamt-N [mg/l]
Ammonium-N gelöst [mg/l]
Nitrit-N gelöst [mg/l]
Nitrat-N gelöst [mg/l]
gesamt-Phosphor (als P) [mg/l]
ortho-Phosphat (als P) [mg/l]
Calcium (Ca) gesamt [mg/l]
Eisen (Fe) gesamt [mg/l]
Magnesium (Mg) gesamt [mg/l]
Mangan (Mn) gesamt [mg/l]
Arsen (As) gesamt [µg/l]
Blei (Pb) gesamt [µg/l] 4,5 6,7 5,5 6,3 7,6
Cadmium (Cd) gesamt [µg/l]
Chrom (Cr), gesamt [µg/l]
Kupfer (Cu) gesamt [µg/l] 32,7 32,2 29,1 36,3 26,4
Nickel (Ni) gesamt [µg/l]
Quecksilber (Hg) gesamt [µg/l]
Zink (Zn) gesamt [µg/l] 83 76 56 44 58
Calcium (Ca) gelöst [mg/l]
Eisen (Fe) gelöst [mg/l]
Magnesium (Mg) gelöst [mg/l]
Mangan (Mn) gelöst [mg/l]
Arsen (As) gelöst [µg/l]
Blei (Pb) gelöst [µg/l]
Cadmium (Cd) gelöst [µg/l]
Chrom, gelöst [µg/l]
Kupfer (Cu) gelöst [µg/l]
Nickel (Ni) gelöst [µg/l]
Quecksilber (Hg) gelöst [µg/l]
Zink (Zn) gelöst [µg/l]
Leuchtbakterientox.GF [G-Wert] 2 2 2
ak. Daphnientoxizität 24h GF [G-Wert] 2
Anhang 29

Wasserproben Pilotanlage – RHB Ablauf
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. 1727 1730 1637 1651 1663 1673
Datum 14.10.98 15.10.98 02.12.99 03.12.99 06.12.99 07.12.99
Uhrzeit 06:30 06:45 10:15 10:15 10:10 10:10
Meßstelle RHB Ab RHB Ab RHB Ab RHB Ab RHB Ab RHB Ab
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 13 10,6 32 39 10,8 18
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 38 42 44 31 61 49
Temperatur (Wasser) [°C] 10,5 10 5,6 5 3,8 7
Sauerstoffgehalt [mg/l] 6,7 6,8 9,2 9,1 6,5 10,1
Sauerstoffsättigung [%] 70 70 51 84
pH-Wert [-] 7,2 7,37 7,02
Leitfähigkeit [µs/cm] 121 112 158,2 146 146,1 79,6
Trübung [TE/F] 47 36 82 72 44 48
BSB 7 [mg/l]
TOC [mg/l] 5,7 6,1 6 8 4 9
DOC [mg/l] 4,8 6 4 3,4 4 2,7
Gesamt-N [mg/l]
Ammonium-N gelöst [mg/l]
Nitrit-N gelöst [mg/l]
Nitrat-N gelöst [mg/l]
gesamt-Phosphor (als P) [mg/l]
ortho-Phosphat (als P) [mg/l]
Calcium (Ca) gesamt [mg/l]
Eisen (Fe) gesamt [mg/l]
Magnesium (Mg) gesamt [mg/l]
Mangan (Mn) gesamt [mg/l]
Arsen (As) gesamt [µg/l]
Blei (Pb) gesamt [µg/l] 8,2 8 9,6 7,4 3,9 4
Cadmium (Cd) gesamt [µg/l]
Chrom (Cr), gesamt [µg/l]
Kupfer (Cu) gesamt [µg/l] 33,2 51 36,4 27,5 35,2 20
Nickel (Ni) gesamt [µg/l]
Quecksilber (Hg) gesamt [µg/l]
Zink (Zn) gesamt [µg/l] 63 291 117 128 130 138
Calcium (Ca) gelöst [mg/l]
Eisen (Fe) gelöst [mg/l]
Magnesium (Mg) gelöst [mg/l]
Mangan (Mn) gelöst [mg/l]
Arsen (As) gelöst [µg/l]
Blei (Pb) gelöst [µg/l]
Cadmium (Cd) gelöst [µg/l]
Chrom, gelöst [µg/l]
Kupfer (Cu) gelöst [µg/l]
Nickel (Ni) gelöst [µg/l]
Quecksilber (Hg) gelöst [µg/l]
Zink (Zn) gelöst [µg/l]
Leuchtbakterientox.GF [G-Wert] 2 2 2 2 2 2
ak. Daphnientoxizität 24h GF [G-Wert] 2 2
Anhang 30

Wasserproben Pilotanlage – Ablauf Filter 1
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9601906 G9701594 918 920 922 924
Datum 02.12.96 23.06.97 07.11.97 30.06.98 30.06.98 30.06.98 30.06.98
Uhrzeit 11:20 09:00 08:00 09:00 11:00 17:50
Meßstelle Filter 1 Filter 1 Filter 1 Filter 1 Filter 1 Filter 1 Filter 1
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 1,8 0,8 0,8 0,6 1,3 3,8
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 28 50 67 40 64 70
Temperatur (Wasser) [°C] 3,4 17,1 15,9 16,2 16,4 17,3
Sauerstoffgehalt [mg/l] 11,8 5 1 0,9 0,9 1,1
Sauerstoffsättigung [%] 90 52
pH-Wert [-] 6,7 6,77 7,32 7,35 7,4 7,57
Leitfähigkeit [µs/cm] 322 240 305 309 410 256
Trübung [TE/F] 6 1 0 0 0 6
BSB 7 [mg/l] 3,6
TOC [mg/l] 3,6 3,8 3,1 3,7 5,8 11,8
DOC [mg/l] 2,8 3,4
Gesamt-N [mg/l] 1,2 2,2 0,45
Ammonium-N gelöst [mg/l] < 0,04 0,05 < 0,04
Nitrit-N gelöst [mg/l] < 0,01

Wasserproben Pilotanlage – Ablauf Filter 1
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. 925 927 939 941 1725 1728
Datum 30.06.98 01.07.98 01.07.98 02.07.98 13.10.98 13.10.98 14.10.98
Uhrzeit 18:50 12:15 19:00 07:00 13:35 14:35 07:00
Meßstelle Filter 1 Filter 1 Filter 1 Filter 1 Filter 1 Filter 1 Filter 1
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 3,4 3,7 2,9 0,4 1,2
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 69 73 90 80 33
Temperatur (Wasser) [°C] 17,3 17,3 - 17,0 12,4 11,9 10,3
Sauerstoffgehalt [mg/l] 1 1,9 - 1,2 2,4 2,3 5,8
Sauerstoffsättigung [%]
pH-Wert [-] 6,73 7,64 7,53 - 7,58 7,56 7,9
Leitfähigkeit [µs/cm] 247 240 235 242 300 278 182
Trübung [TE/F] 5 7 7 3 2 2 7
BSB 7 [mg/l]
TOC [mg/l] 11,6 12,8 8 6,9 2,6 2,6
DOC [mg/l] 1,6 2,1
Gesamt-N [mg/l]
Ammonium-N gelöst [mg/l]
Nitrit-N gelöst [mg/l]
Nitrat-N gelöst [mg/l]
gesamt-Phosphor (als P) [mg/l]
ortho-Phosphat (als P) [mg/l]
Calcium (Ca) gesamt [mg/l]
Eisen (Fe) gesamt [mg/l]
Magnesium (Mg) gesamt [mg/l]
Mangan (Mn) gesamt [mg/l]
Arsen (As) gesamt [µg/l]
Blei (Pb) gesamt [µg/l] < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 1,5
Cadmium (Cd) gesamt [µg/l]
Chrom (Cr), gesamt [µg/l]
Kupfer (Cu) gesamt [µg/l] 6,4 8,2 7,8 8,9 2,8 7,8
Nickel (Ni) gesamt [µg/l]
Quecksilber (Hg) gesamt [µg/l]
Zink (Zn) gesamt [µg/l] < 15 < 15 < 15 < 15 < 15 < 15
Calcium (Ca) gelöst [mg/l]
Eisen (Fe) gelöst [mg/l]
Magnesium (Mg) gelöst [mg/l]
Mangan (Mn) gelöst [mg/l]
Arsen (As) gelöst [µg/l]
Blei (Pb) gelöst [µg/l]
Cadmium (Cd) gelöst [µg/l]
Chrom, gelöst [µg/l]
Kupfer (Cu) gelöst [µg/l]
Nickel (Ni) gelöst [µg/l]
Quecksilber (Hg) gelöst [µg/l]
Zink (Zn) gelöst [µg/l]
Leuchtbakterientox.GF [G-Wert] 2 2 2 2
ak. Daphnientoxizität 24h GF [G-Wert] 2 2
Anhang 32

Wasserproben Pilotanlage – Ablauf Filter 1
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. 1731 331 1342 1638 1639 1640 1652
Datum 15.10.98 31.03.99 21.09.99 02.12.99 02.12.99 02.12.99 03.12.99
Uhrzeit 06:50 12:00 12:30 10:20 12:00 14:00 10:20
Meßstelle Filter 1 Filter 1 Filter 1 Filter 1 Filter 1 Filter 1 Filter 1
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 4,3 4,1 1,8 1,5 0,8 1,4
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 13 39 67 78 100 71
Temperatur (Wasser) [°C] 11 7,1 6,8 6,6 5,2
Sauerstoffgehalt [mg/l] 6,6 2,5 2 2,1 5,7
Sauerstoffsättigung [%] 20 18 18 45
pH-Wert [-] 7,97 7,53 6,27 6,48 6,57
Leitfähigkeit [µs/cm] 188 503 431 384 322 197,6
Trübung [TE/F] 7 2 5 13 12
BSB 7 [mg/l]
TOC [mg/l] 2,8 1,61 3,01 4 4 4 3
DOC [mg/l] 2,3 1,53 4 4 3 3
Gesamt-N [mg/l] 1,4
Ammonium-N gelöst [mg/l] < 0,04
Nitrit-N gelöst [mg/l] 0,01
Nitrat-N gelöst [mg/l] 1,3
gesamt-Phosphor (als P) [mg/l] 0,02
ortho-Phosphat (als P) [mg/l] 0,01
Calcium (Ca) gesamt [mg/l]
Eisen (Fe) gesamt [mg/l]
Magnesium (Mg) gesamt [mg/l]
Mangan (Mn) gesamt [mg/l]
Arsen (As) gesamt [µg/l]
Blei (Pb) gesamt [µg/l] 1

Wasserproben Pilotanlage – Ablauf Filter 1
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. 1653 1664 1665 1666 1674 1675
Datum 03.12.99 06.12.99 06.12.99 06.12.99 07.12.99 07.12.99
Uhrzeit 12:00 10:15 12:00 14:00 10:15 12:00
Meßstelle Filter 1 Filter 1 Filter 1 Filter 1 Filter 1 Filter 1
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 1,4 0,9 0,9 1,2 1,1 1,2
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 86 89 100 100 73 67
Temperatur (Wasser) [°C] 5,3 4,3 4,2 4,3 5,4 5,6
Sauerstoffgehalt [mg/l] 6,1 7,7 7,7 7,9 8,5 8,2
Sauerstoffsättigung [%] 52 60 59 61 69 66
pH-Wert [-]
Leitfähigkeit [µs/cm] 195,6 182,8 182,9 180,5 140,1 140,4
Trübung [TE/F] 19 5 5 5 6 5
BSB 7 [mg/l]
TOC [mg/l] 4 2 2 2 3 2
DOC [mg/l] 3 2 2

Wasserproben Pilotanlage – Ablauf Filter 2
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9601907 G9701593 1726 1729 1732
Datum 02.12.96 23.06.97 07.11.97 13.10.98 13.10.98 14.10.98 15.10.98
Uhrzeit 11:20 09:00 13:35 14:35 07:15 06:50
Meßstelle Filter 2 Filter 2 Filter 2 Filter 2 Filter 2 Filter 2 Filter 2
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 1,2 1,2 0,5 1,4 2,5
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 18 67 57 24 23
Temperatur (Wasser) [°C] 3,4 17,6 11,9 11,6 10,5 11,4
Sauerstoffgehalt [mg/l] 12 3,2 2,2 3,1 5,5 6,9
Sauerstoffsättigung [%] 90 31
pH-Wert [-] 6,6 6,81 7,64 7,72 7,97 7,95
Leitfähigkeit [µs/cm] 342 239 289 247 178 197
Trübung [TE/F] 3 1 5 3 8 6
BSB 7 [mg/l] 2,3
TOC [mg/l] 4 2,9 2 2,8 2,7
DOC [mg/l] 2,6 2,8 2 2,7 2,6
Gesamt-N [mg/l] 0,84 2,4 0,6
Ammonium-N gelöst [mg/l] < 0,04 0,06 < 0,04
Nitrit-N gelöst [mg/l] < 0,01 0,03 < 0,01
Nitrat-N gelöst [mg/l] 0,53 2 0,48
gesamt-Phosphor (als P) [mg/l] 0,15 0,04 0,07
ortho-Phosphat (als P) [mg/l] 0,03 0,03 0,02
Calcium (Ca) gesamt [mg/l] 38 35,3 52,3
Eisen (Fe) gesamt [mg/l] 0,18 0,05

Wasserproben Pilotanlage – Ablauf Filter 2
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. 332 1343 1641 1642 1643 1654
Datum 31.03.99 21.09.99 02.12.99 02.12.99 02.12.99 03.12.99
Uhrzeit 12:00 10:20 12:00 14:00 10:20
Meßstelle Filter 2 Filter 2 Filter 2 Filter 2 Filter 2 Filter 2
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 1,8 0,9 1 0,9 1,3
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 57 83 88 100 69
Temperatur (Wasser) [°C] 7,1 6,8 6,5 5,2
Sauerstoffgehalt [mg/l] 2,2 2,3 3,4 5,4
Sauerstoffsättigung [%] 19 19 30 43
pH-Wert [-] 7,96 6,39 6,56 6,68
Leitfähigkeit [µs/cm] 481 428 381 316 197,2
Trübung [TE/F] 3 3 57 13
BSB 7 [mg/l]
TOC [mg/l] 1,64 5,2 4 4 4 2
DOC [mg/l] 1,43 4 3 3 4
Gesamt-N [mg/l] 0,42
Ammonium-N gelöst [mg/l] 0,07
Nitrit-N gelöst [mg/l] 0,02
Nitrat-N gelöst [mg/l] 0,22
gesamt-Phosphor (als P) [mg/l] 0,05
ortho-Phosphat (als P) [mg/l] 0,04
Calcium (Ca) gesamt [mg/l]
Eisen (Fe) gesamt [mg/l]
Magnesium (Mg) gesamt [mg/l]
Mangan (Mn) gesamt [mg/l]
Arsen (As) gesamt [µg/l]
Blei (Pb) gesamt [µg/l]

Wasserproben Pilotanlage – Ablauf Filter 2
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. 1655 1667 1668 1669 1676 1677
Datum 03.12.99 06.12.99 06.12.99 06.12.99 07.12.99 07.12.99
Uhrzeit 12:00 10:15 12:00 14:00 10:15 12:00
Meßstelle Filter 2 Filter 2 Filter 2 Filter 2 Filter 2 Filter 2
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 1,1 0,7 0,8 0,9 0,9 1,2
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 64 100 100 89 78 58
Temperatur (Wasser) [°C] 5,2 4 3,9 4 5,2 5,5
Sauerstoffgehalt [mg/l] 6,2 6,9 7,3 7,1 8,2 7,7
Sauerstoffsättigung [%] 50 54 57 56 66 62
pH-Wert [-]
Leitfähigkeit [µs/cm] 192,9 181,7 180 178,1 137,2 133,6
Trübung [TE/F] 14 6 6 5 6 5
BSB 7 [mg/l]
TOC [mg/l] 4 3 3 4 3 3
DOC [mg/l] 4 3,8 0,1 2,1 1,9 2,2
Gesamt-N [mg/l]
Ammonium-N gelöst [mg/l]
Nitrit-N gelöst [mg/l]
Nitrat-N gelöst [mg/l]
gesamt-Phosphor (als P) [mg/l]
ortho-Phosphat (als P) [mg/l]
Calcium (Ca) gesamt [mg/l]
Eisen (Fe) gesamt [mg/l]
Magnesium (Mg) gesamt [mg/l]
Mangan (Mn) gesamt [mg/l]
Arsen (As) gesamt [µg/l]
Blei (Pb) gesamt [µg/l] 1,1

Wasserproben Pilotanlage – Ablauf Filter 3 und 4
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9601716 Tagebuchnr. G9601717
Datum 17. 10. 96 11. 12. 97 Datum 17. 10. 96 11. 12. 97
Uhrzeit 11:15 Uhrzeit 11:20
Meßstelle Filter 3 Filter 3 Meßstelle Filter 4 Filter 4
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 2,3 3,1 Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 1,9
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 43 50 Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 32
Temperatur (Wasser) [°C] 11,4 Temperatur (Wasser) [°C] 11,4
Sauerstoffgehalt [mg/l] 5,4 Sauerstoffgehalt [mg/l] 5,1
Sauerstoffsättigung [%] 49 Sauerstoffsättigung [%] 47
pH-Wert [-] 6,9 pH-Wert [-] 6,9
Leitfähigkeit [µs/cm] 248 Leitfähigkeit [µs/cm] 243
Trübung [TE/F] 8 Trübung [TE/F] 7
BSB 7 [mg/l] 3,2 BSB 7 [mg/l] 3,3
TOC [mg/l] 5,2 5,6 TOC [mg/l] 4,4 4,6
DOC [mg/l] 4,9 4,2 DOC [mg/l] 4,4 4,2
Gesamt-N [mg/l] 0,72 0,5 Gesamt-N [mg/l] 0,74 0,51
Ammonium-N gelöst [mg/l] < 0,04 0,04 Ammonium-N gelöst [mg/l] < 0,04 0,06
Nitrit-N gelöst [mg/l] 0,02 < 0,01 Nitrit-N gelöst [mg/l] 0,02 0,01
Nitrat-N gelöst [mg/l] 0,42 0,25 Nitrat-N gelöst [mg/l] 0,37 0,14
gesamt-Phosphor (als P) [mg/l] 0,06 0,05 gesamt-Phosphor (als P) [mg/l] 0,05 0,05
ortho-Phosphat (als P) [mg/l] 0,02 < 0,01 ortho-Phosphat (als P) [mg/l] 0,02 0,01
Calcium (Ca) gesamt [mg/l] 45 36,1 Calcium (Ca) gesamt [mg/l] 44 38,4
Eisen (Fe) gesamt [mg/l] < 0,02 0,17 Eisen (Fe) gesamt [mg/l] < 0,02 0,16
Magnesium (Mg) gesamt [mg/l] 0,8 1,15 Magnesium (Mg) gesamt [mg/l] 1,4 1,2
Mangan (Mn) gesamt [mg/l] < 0,01 0,01 Mangan (Mn) gesamt [mg/l] < 0,01 0,03
Arsen (As) gesamt [µg/l] 0,7 Arsen (As) gesamt [µg/l] 0,7
Blei (Pb) gesamt [µg/l] 1,7 1 Blei (Pb) gesamt [µg/l] 1 1
Cadmium (Cd) gesamt [µg/l] < 0,1 < 0,1 Cadmium (Cd) gesamt [µg/l] < 0,1 < 0,1
Chrom (Cr), gesamt [µg/l] < 1 Chrom (Cr), gesamt [µg/l] < 1
Kupfer (Cu) gesamt [µg/l] 4,5 7,4 Kupfer (Cu) gesamt [µg/l] 6,5 5,1
Nickel (Ni) gesamt [µg/l] < 2 < 2 Nickel (Ni) gesamt [µg/l] < 2 < 2
Quecksilber (Hg) gesamt [µg/l] 0,03 < 0,01 Quecksilber (Hg) gesamt [µg/l] 0,03 < 0,01
Zink (Zn) gesamt [µg/l] < 15 < 15 Zink (Zn) gesamt [µg/l] < 15

Wasserproben Pilotanlage –PAK
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. 1644 1645 1644 1670 1671 1672
Datum 02.12.99 02.12.99 02.12.99 07.12.99 07.12.99 07.12.99
Uhrzeit 11:30 11:30 11:30 11:30 11:30 11:30
Meßstelle Pumpenschacht Ablauf I Ablauf II Pumpenschacht Ablauf I Ablauf II
Naphthalin [µg/l] 0,09

Sedimentproben Pilotanlage
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9701353 G9901469 G9901469
Datum 09.10.97 14.09.98 14.09.98 02.11.99 02.11.99
Uhrzeit
Meßstelle Zulaufgraben Mischprobe Mischprobe Mischprobe Mischprobe
Anteil Fraktion < 20 µm [Gew.%] 10,2 10,2 10,2
Trockensubstanz [Gew.%] 60,2 25,4 24,2 19,3 19,8
Glühverlust [Gew.% TS] 4,9 21,6 21,9 25,6 24,6
Eisen (Fe) gesamt [mg/kg TS] 12800
Mangan (Mn) gesamt [mg/kg TS] 210
Arsen (As) gesamt [mg/kg TS] 6,2
Blei (Pb) gesamt [mg/kg TS] 154 331 356 330 340
Cadmium (Cd) gesamt [mg/kg TS] 1,6 1,85 1,98 1,9 1,9
Chrom (Cr), gesamt [mg/kg TS] 17
Kupfer (Cu) gesamt [mg/kg TS] 263 417 455 500 510
Nickel (Ni) gesamt [mg/kg TS] 15
Quecksilber (Hg) gesamt [mg/kg TS] 0,06
Zink (Zn) gesamt [mg/kg TS] 310 936 982 1100 1100
Eisen (Fe) Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 43800
Mangan (Mn) Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 703
Arsen (As) Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 22,7
Blei (Pb) Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 841 381 382
Cadmium (Cd) Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 7,9 2,22 2,26
Chrom (Cr) Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 74
Kupfer (Cu) Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 1500 554 547
Nickel (Ni) Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 59
Quecksilber (Hg) Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 0,18
Zink (Zn) Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 1820 1082 1110
Fluoranthen [mg/kg] 5,1 4,7
Benzo(b)fluoranthen [mg/kg] 2,6 2,3
Benzo(k)fluoranthen [mg/kg] 0,97 0,94
Benzo(a)pyren [mg/kg] 1,6 1,4
Benzo(ghi)perylen [mg/kg] 1,7 1,5
Indeno(1,2,3-cd)pyren [mg/kg] 1,9 1,7
Anhang 40

Wasserproben Gussau
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9100330 G9100331 G9100603 G9100604 G9100815 G9100816
Datum 18.04.91 18.04.91 13.06.91 13.06.91 06.08.91 06.08.91
Uhrzeit 16:10 14:45
Meßstelle Gua 1 Gua 1* Gua 0 Gua 1 Gua 0 Gua 1
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 58,6 23 39,6 3,8 6 11,6
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 36 41 55 63 50 43
Temperatur (Wasser) [°C] 12,9 14,5 15,1 16
Sauerstoffgehalt [mg/l] 6,7 7,5 8,3 6,4 3,1 1,6
Sauerstoffsättigung [%] 79 63
pH-Wert [-] 7,2 7,3 7 6,9 7,03 6,88
Leitfähigkeit [µs/cm] 669 705 358 470 874 673
Trübung [TE/F]
BSB 7 [mg/l] 4,3 5 6,5 0,34
TOC [mg/l] 9,7 10,9 16,1 9,1 12,2 11,4
DOC [mg/l] 8,9 8,4 9,3 8,4 10,1 9,9
Kohlenwasserstoffe n. DIN H18 [mg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,03 0,64 < 0,05 < 0,05 < 0,05
AOX [mg/l] 0,017 0,022 0,036 0,023 0,015 0,013
Gesamt-N [mg/l] 1,5 1,6 2,1 2,4 1,7
Ammonium-N gelöst [mg/l] 0,2 0,31 < 0,1 0,22 0,3 0,57
Nitrit-N gelöst [mg/l] 0,04 0,04 0,03 0,08 0,06 0,04
Nitrat-N gelöst [mg/l] 0,95 1 0,56 0,13 1,3 0,31
gesamt-Phosphor (als P) [mg/l] 0,12 0,09 0,18 0,06 0,12 0,19
ortho-Phosphat (als P) [mg/l] 0,03 0,03 0,04 0,07 0,05 0,06
Chlorid [mg/l] 61 69
Sulfat (SO4) [mg/l]
Calcium (Ca) gesamt [mg/l] 12 63 45 87
Eisen (Fe) gesamt [mg/l] 1,86 0,2 0,33 0,4
Magnesium (Mg) gesamt [mg/l] 0,9 5,6 3 7
Mangan (Mn) gesamt [mg/l] 0,21 0,09 0,22 0,53
Arsen (As) gesamt [µg/l] 1,3 < 0,5 0,6 0,5
Blei (Pb) gesamt [µg/l] 6 1 3 2
Cadmium (Cd) gesamt [µg/l] 0,8 < 0,1 < 0,1 < 0,1
Chrom (Cr), gesamt [µg/l] 2 < 1 < 1 1
Kupfer (Cu) gesamt [µg/l] 36 9 8 6
Nickel (Ni) gesamt [µg/l] 4 < 3 < 3 < 3
Quecksilber (Hg) gesamt [µg/l] 0,1 0,1 < 0,1 < 0,1
Zink (Zn) gesamt [µg/l] 363 42 62 43
Calcium (Ca) gelöst [mg/l] 9,7 63 45 83
Eisen (Fe) gelöst [mg/l] 0,05 0,09 0,15 0,15
Magnesium (Mg) gelöst [mg/l] 0,6 5,6 3 7
Mangan (Mn) gelöst [mg/l] 0,03 0,07 0,19 0,49
Arsen (As) gelöst [µg/l] < 0,5 < 0,5 0,5 < 0,5
Blei (Pb) gelöst [µg/l] 1 < 1 1 < 1
Cadmium (Cd) gelöst [µg/l] 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1
Chrom (Cr), gelöst [µg/l] < 1 < 1 < 1 < 1
Kupfer (Cu) gelöst [µg/l] 12 6 6 2
Nickel (Ni) gelöst [µg/l] < 3 < 3 < 3 < 3
Quecksilber (Hg) gelöst [µg/l] < 0,1 < 0,1
Zink (Zn) gelöst [µg/l] 85 42 54 20
n.n. = nicht nachweisbar (Unterhalb der Nachweisgrenze)
Anhang 41

Wasserproben Gussau
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9101126 G9101127 G9300219 G9300220 G9300221
Datum 16.10.91 16.10.91 17.03.93 17.03.93 17.03.93
Uhrzeit 11:00 10:00 12:30 12:35 12:45
Meßstelle Gua 0 Gua 1 Gua 0 + Gua 0 Gua 0 -
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 8,8 29,2 103 22 7
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 55 64 38 48 54
Temperatur (Wasser) [°C] 12 12
Sauerstoffgehalt [mg/l] 2,9 1,7
Sauerstoffsättigung [%] 26 16
pH-Wert [-] 6,9 6,7 7,2 7,2 7,2
Leitfähigkeit [µs/cm] 881 801 297 271 290
Trübung [TE/F]
BSB 7 [mg/l] 0,8 1,8
TOC [mg/l] 6,9 10,7 20,8 14,3 11,4
DOC [mg/l] 3,3 8,7 18,3 10,7 9,4
Kohlenwasserstoffe n. DIN H18 [mg/l] 0,24 0,16 1,75 0,18

Wasserproben Gussau
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9400191 G9400225 1635 1636
Datum 23.03.94 06.04.94 16.10.96 02.12.99 02.12.99
Uhrzeit 10:30 14:30 13:00 12:30 12:30
Meßstelle Einleitung Einleitung Gua 0 Gua 2 Gua 1
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 31,2 5,2 74 14,8
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 58 81 56 53
Temperatur (Wasser) [°C] 4,6 6,8 12,9 5,7 5,6
Sauerstoffgehalt [mg/l] 7,8 6,4 9,4 10,4 10,4
Sauerstoffsättigung [%] 62 54 88 83 83
pH-Wert [-] 6,6 6,8 7,3 6,05 6,2
Leitfähigkeit [µs/cm] 740 490 69 121,6 122,3
Trübung [TE/F] 66 79 37
BSB 7 [mg/l]
TOC [mg/l] 20,1 19,6 24 8
DOC [mg/l] 10,9 18 10 8
Kohlenwasserstoffe n. DIN H18 [mg/l] 0,43

Wasserproben Gussau
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. 1661 1662
Datum 06.12.99 06.12.99
Uhrzeit 12:30 12:30
Meßstelle Gua 2 Gua 1
Abfiltrierbare Stoffe [mg/l] 18,4 5,7
Glühverlust v. Abfiltr.Stoffe [%] 60 71
Temperatur (Wasser) [°C] 5,1 4,7
Sauerstoffgehalt [mg/l] 11,1 10,4
Sauerstoffsättigung [%] 87 83
pH-Wert [-]
Leitfähigkeit [µs/cm] 146,1 165,3
Trübung [TE/F] 32 17
BSB 7 [mg/l]
TOC [mg/l] 8 6
DOC [mg/l] 7 6
Kohlenwasserstoffe n. DIN H18 [mg/l]
AOX [mg/l]
Gesamt-N [mg/l]
Ammonium-N gelöst [mg/l]
Nitrit-N gelöst [mg/l]
Nitrat-N gelöst [mg/l]
gesamt-Phosphor (als P) [mg/l]
ortho-Phosphat (als P) [mg/l]
Chlorid [mg/l]
Sulfat (SO4) [mg/l]
Calcium (Ca) gesamt [mg/l]
Eisen (Fe) gesamt [mg/l]
Magnesium (Mg) gesamt [mg/l]
Mangan (Mn) gesamt [mg/l]
Arsen (As) gesamt [µg/l]
Blei (Pb) gesamt [µg/l] 4,6 2,1
Cadmium (Cd) gesamt [µg/l]
Chrom (Cr), gesamt [µg/l]
Kupfer (Cu) gesamt [µg/l] 14,1 8,4
Nickel (Ni) gesamt [µg/l]
Quecksilber (Hg) gesamt [µg/l]
Zink (Zn) gesamt [µg/l] 130 63
Calcium (Ca) gelöst [mg/l]
Eisen (Fe) gelöst [mg/l]
Magnesium (Mg) gelöst [mg/l]
Mangan (Mn) gelöst [mg/l]
Arsen (As) gelöst [µg/l]
Blei (Pb) gelöst [µg/l]
Cadmium (Cd) gelöst [µg/l]
Chrom (Cr), gelöst [µg/l]
Kupfer (Cu) gelöst [µg/l]
Nickel (Ni) gelöst [µg/l]
Quecksilber (Hg) gelöst [µg/l]
Zink (Zn) gelöst [µg/l]
n.n. = nicht nachweisbar (Unterhalb der Nachweisgrenze)
Anhang 44

Wasserproben Gussau – PAK
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9100330 G9100331 G9100603 G9100604
Datum 18.04.91 18.04.91 13.06.91 13.06.91
Uhrzeit 16:10 14:45
Meßstelle Gua 1 Gua 1* Gua 0 Gua 1
Naphthalin [µg/l] < 1 < 1 0,1 0,1
Acenaphthen [µg/l] < 1 < 1 < 1 < 1
Acenaphthylen [µg/l] < 1 < 1 < 1 < 1
Fluoren [µg/l] < 0,03 < 0,03 < 0,15 < 0,15
Anthracen [µg/l] 0,07 0,01 < 0,01 < 0,01
Phenanthren [µg/l] 0,18 0,04 0,02 < 0,02
Fluoranthen [µg/l] 0,5 0,14 < 0,1 < 0,1
Pyren [µg/l] 0,21 < 0,1 < 0,1 < 0,1
Benzo(b)naphto(2.1-d)-thiophen [µg/l]
Benz(a)anthracen [µg/l] 0,09 < 0,02 < 0,02 < 0,02
Chrysen [µg/l] 0,09 < 0,02 < 0,02 < 0,02
B-(b)-fluoranthen [µg/l] 0,09 < 0,02 < 0,02 < 0,02
B-(k)-fluoranthen [µg/l] 0,05 < 0,02 < 0,02 < 0,02
Benzo(a)pyren [µg/l] 0,08 < 0,03 < 0,05 < 0,05
Indeno(1.2.3-cd)pyren [µg/l] 0,06 < 0,02 < 0,05 < 0,05
Benzo(ghi)perylen [µg/l] < 0,1 < 0,1 < 0,02 < 0,2
Dibenz(a,h)anthracen [µg/l] < 0,1 < 0,1 < 0,2 < 0,2
Tagebuchnr. G9100815 G9100816 G9101126 G9101127
Datum 06.08.91 06.08.91 16.10.91 16.10.91
Uhrzeit 11:00 10:00
Meßstelle Gua 0 Gua 1 Gua 0 Gua 1
Naphthalin [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 0,007 0,028
Acenaphthen [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 0,002 0,006
Acenaphthylen [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 0,002 0,003
Fluoren [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 n.n. 0,0005 n.n. 0,0005
Anthracen [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 0,005 0,002
Phenanthren [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 0,019 0,016
Fluoranthen [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 0,014 0,006
Pyren [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 0,016 0,01
Benzo(b)naphto(2.1-d)-thiophen [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 0,003 0,002
Benz(a)anthracen [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 0,011 0,005
Chrysen [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 0,007 0,001
B-(b)-fluoranthen [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 0,016 0,011
B-(k)-fluoranthen [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 0,004 0,003
Benzo(a)pyren [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 0,003 0,006
Indeno(1.2.3-cd)pyren [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 n.n. 0,0006 0,015
Benzo(ghi)perylen [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 n.n. 0,0006 0,015
Dibenz(a,h)anthracen [µg/l] n.n. 0,05 n.n. 0,05 n.n. 0,0007 n.n. 0,0007
n.n. = nicht nachweisbar (Unterhalb der Nachweisgrenze)
Anhang 45

Sedimentproben Gussau
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9100332 G9100333 G9100817 G9100818 G9101128 G9101129
Datum 18.04.91 18.04.91 06.08.91 06.08.91 16.10.91 16.10.91
Uhrzeit 11:00 10:00
Meßstelle Gua 1 Gua 1* Gua 0 Gua 1 Gua 0 Gua 1
Anteil Fraktion < 63 µm [Gew.%] 9 13 7 7 15 29
Trockensubstanz [Gew.%] 57 50 40 59 40 34
Glühverlust [Gew.% TS] 23 7 8 4 13 15
Kohlenwasserstoffe n. DIN H18 [mg/l] 0,327 0,163
Calcium (Ca) gesamt [g/kg]
Eisen (Fe) gesamt [g/kg] 8,08 7,5 5,3 5,95 8,55 12,7
Magnesium (Mg) gesamt [g/kg]
Mangan (Mn) gesamt [g/kg] 0,18 0,18 0,194 0,134 0,27 0,26
Arsen (As) gesamt [mg/kg] 2,4 2,5 1,1 1 6 7
Blei (Pb) gesamt [mg/kg] 100 110 34 80 125 280
Cadmium (Cd) gesamt [mg/kg] 0,6 0,8 0,2 0,6 0,4 1,3
Chrom (Cr), gesamt [mg/kg] 11 14 4 9 11,7 27
Kupfer (Cu) gesamt [mg/kg] 90 95 15 67 34 257
Nickel (Ni) gesamt [mg/kg] 9 9 5 7 9 18
Quecksilber (Hg) gesamt [mg/kg] 0,8 0,4 1,8 0,7 1,3 0,6
Zink (Zn) gesamt [mg/kg] 220 240 140 310 340 607
Eisen (Fe) Fr. < 63 µm [mg/kg TS] 26000 21000 15500 27100 21000 23900
Mangan (Mn) Fr. < 63 µm [mg/kg TS] 670 550 1050 782 810 440
Arsen (As) Fr. < 63 µm [mg/kg TS] 10 9,8 6,2 7 11 12
Blei (Pb) Fr. < 63 µm [mg/kg TS] 450 380 172 647 420 525
Cadmium (Cd) Fr. < 63 µm [mg/kg TS] 3,1 2,9 1,1 4,4 2,3 2,4
Chrom (Cr) Fr. < 63 µm [mg/kg TS] 50 40 29 69 30 50
Kupfer (Cu) Fr. < 63 µm [mg/kg TS] 430 360 66 516 143 480
Nickel (Ni) Fr. < 63 µm [mg/kg TS] 31 26 15 35 36 34
Quecksilber (Hg) Fr. < 63 µm [mg/kg TS] 0,9 0,5 1,9 1,2 1,6 1,3
Zink (Zn) Fr. < 63 µm [mg/kg TS] 960 800 540 1320 1100 1130
Anhang 46

Sedimentproben Gussau
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9901471 G9901471
Datum 02.11.99 02.11.99
Uhrzeit
Meßstelle Gua 2 Gua 1
Anteil Fraktion < 20 µm [Gew.%] 17,6 55,6
Trockensubstanz [Gew.%] 62,1 55,6
Glühverlust [Gew.% TS] 4,9 14,5
Kohlenwasserstoffe n. DIN H18 [mg/l]
Calcium (Ca) gesamt [g/kg]
Eisen (Fe) gesamt [g/kg]
Magnesium (Mg) gesamt [g/kg]
Mangan (Mn) gesamt [g/kg]
Arsen (As) gesamt [mg/kg]
Blei (Pb) gesamt [mg/kg] 29 200
Cadmium (Cd) gesamt [mg/kg] 0,33 0,66
Chrom (Cr), gesamt [mg/kg]
Kupfer (Cu) gesamt [mg/kg] 28 72
Nickel (Ni) gesamt [mg/kg]
Quecksilber (Hg) gesamt [mg/kg]
Zink (Zn) gesamt [mg/kg] 130 340
Eisen (Fe) Fr. < 20 µm [mg/kg TS]
Mangan (Mn) Fr. < 20 µm [mg/kg TS]
Arsen (As) Fr. < 20 µm [mg/kg TS]
Blei (Pb) Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 340 340
Cadmium (Cd) Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 2,8 2,5
Chrom (Cr) Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 45 47
Kupfer (Cu) Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 350 370
Nickel (Ni) Fr. < 20 µm [mg/kg TS]
Quecksilber (Hg) Fr. < 20 µm [mg/kg TS]
Zink (Zn) Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 1300 1300
Anhang 47

Sedimentproben Gussau – PAK
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9100332 G9100333 G9100817 G9100818 G9101128 G9101129
Datum 18.04.91 18.04.91 06.08.91 06.08.91 16.10.91 16.10.91
Uhrzeit 11:00 10:00
Meßstelle Gua 1 Gua 1* Gua 0 Gua 1 Gua 0 Gua 1
Anteil Fraktion < 63 µm [Gew.%] 9 13 7 7 15 29
Trockensubstanz [Gew.%] 57 50 40 59 40 34
Glühverlust [Gew.% TS] 23 7 8 4 13 15
Naphthalin [mg/kg TS] 2,6 1,5 0,036 0,34 0,025 0,059
Acenaphthen [mg/kg TS] < 0,5 0,51 < 0,01 0,085 0,003 0,016
Acenaphthylen [mg/kg TS] < 4 < 4 n.n. 0,002 0,13 0,001 0,007
Fluoren [mg/kg TS] 0,53 0,18 0,0096 0,59 0,005 0,032
Anthracen [mg/kg TS] 0,5 0,14 0,018 0,44 0,062 0,074
Phenanthren [mg/kg TS] 4,1 0,38 0,071 9,1 0,096 0,3
Fluoranthen [mg/kg TS] 2,3 0,67 0,16 13 0,26 0,75
Pyren [mg/kg TS] 3,4 0,59 0,1 12 0,18 0,52
Benzo(b)naphto(2.1-d)-thiophen [mg/kg TS] 0,011 0,61 0,017 0,057
Benz(a)anthracen [mg/kg TS] 1,5 0,34 0,061 4,5 0,075 0,23
Chrysen [mg/kg TS] 1,5 0,34 0,034 2 0,078 0,19
B-(b)-fluoranthen [mg/kg TS] 1,4 0,26 < 0,02 1,8 0,13 0,47
B-(k)-fluoranthen [mg/kg TS] 0,5 0,11 0,036 5,215 0,039 0,146
Benzo(a)pyren [mg/kg TS] 1,1 0,2 0,016 3,94 0,078 0,304
Indeno(1.2.3-cd)pyren [mg/kg TS] 0,65 0,24 n.n. 0,03 2,76 0,066 0,292
Benzo(ghi)perylen [mg/kg TS] 3,4 < 0,5 n.n. 0,03 3,8 0,072 0,331
Dibenz(a,h)anthracen [mg/kg TS] < 0,2 < 0,2 n.n. 0,03 0,53 0,018 0,082
Fluoranthen Fr. < 63 µm [mg/kg TS]
B-(b)-fluoranthen Fr. < 63 µm [mg/kg TS]
B-(k)-fluoranthen Fr. < 63 µm [mg/kg TS]
Benzo(a)pyren Fr. < 63 µm [mg/kg TS]
Indeno(1.2.3-cd)pyren Fr. < 63 µm [mg/kg TS]
Benzo(ghi)perylen Fr. < 63 µm [mg/kg TS]
n.n. = nicht nachweisbar (Unterhalb der Nachweisgrenze)
Anhang 48

Sedimentproben Gussau – PAK
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Tagebuchnr. G9901471 G9901471
Datum 02.11.99 02.11.99
Uhrzeit
Meßstelle Gua 2 Gua 1
Anteil Fraktion < 20 µm [Gew.%] 17,6 55,6
Trockensubstanz [Gew.%] 62,1 55,6
Glühverlust [Gew.% TS] 4,9 14,5
Naphthalin [mg/kg TS]
Acenaphthen [mg/kg TS]
Acenaphthylen [mg/kg TS]
Fluoren [mg/kg TS]
Anthracen [mg/kg TS]
Phenanthren [mg/kg TS]
Fluoranthen [mg/kg TS] 0,21 1,1
Pyren [mg/kg TS]
Benzo(b)naphto(2.1-d)-thiophen [mg/kg TS]
Benz(a)anthracen [mg/kg TS]
Chrysen [mg/kg TS]
B-(b)-fluoranthen [mg/kg TS] 0,14 0,52
B-(k)-fluoranthen [mg/kg TS] 0,05 0,2
Benzo(a)pyren [mg/kg TS] 0,08 0,37
Indeno(1.2.3-cd)pyren [mg/kg TS] 0,09 0,34
Benzo(ghi)perylen [mg/kg TS] 0,08 0,29
Dibenz(a,h)anthracen [mg/kg TS]
Fluoranthen Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 1,4 1,4
B-(b)-fluoranthen Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 1,2 1,2
B-(k)-fluoranthen Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 0,39 0,4
Benzo(a)pyren Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 0,67 0,64
Indeno(1.2.3-cd)pyren Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 0,88 0,9
Benzo(ghi)perylen Fr. < 20 µm [mg/kg TS] 0,85 0,96
n.n. = nicht nachweisbar (Unterhalb der Nachweisgrenze)
Anhang 49

Bewertungskriterien für Wasser
Bewertungskriterien für Sedimente
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
Anhang III
Anhang 50

Bewertungsmaßstäbe für Wasser I
Parameter Einheit Einstufung
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
unbelastet /
gering belastet
mäßig / kritisch
belastet
stark / sehr
stark verschmutzt
(grün) (gelb) (orange) (rot)
Sauerstoffgehalt mg/l > 8 > 5 > 2 < 2
BSB 7 mg/l < 2 < 2 2 - 10 > 10
TOC u. DOC mg/l C ≤ 3 ≤ 10 ≤ 40 > 40
AOX mg/l ≤ 10 ≤ 50 ≤ 200 > 200
Ammonium mg/l N ≤ 0,1 ≤ 0,6 ≤ 2,4 > 2,4
Nitrit mg/l N ≤ 0,05 ≤ 0,2 ≤ 0,8 > 0,8
Nitrat mg/l N ≤ 1,5 ≤ 5 ≤ 20 > 20
Gesamt- Phosphor mg/l P ≤ 0,08 ≤ 0,3 ≤ 0,6 > 0,6
ortho-Phophat mg/l P ≤ 0,04 ≤ 0,2 ≤ 0,8 > 0,8
Chlorid mg/l ≤ 50 ≤ 200 ≤ 800 > 800
Sulfat mg/l ≤ 50 ≤ 200 ≤ 800 > 800
Arsen, gesamt µg/l
Arsen, gelöst µg/l ≤ 1 > 1 > 3 > 10
Blei, gesamt
Zielwert 3,4
µg/l ≤ 0,5 ≤ 7,5 ≤ 40 > 40
Blei, gelöst µg/l ≤ 0,2 ≤ 2,8 ≤ 15 > 15
übermäßig
verschmutzt
Anhang 51

Bewertungsmaßstäbe für Wasser II
Parameter Einheit Einstufung
Cadmium, gesamt
Zielwert 0,072
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
unbelastet /
gering belastet
mäßig / kritisch
belastet
stark / sehr
stark verschmutzt
(grün) (gelb) (orange) (rot)
µg/l ≤ 0,04 ≤ 0,4 ≤ 4 > 4
Cadmium, gelöst µg/l ≤ 0,02 ≤ 0,2 ≤ 2 > 2
Chrom, gesamt
Zielwert 10
µg/l ≤ 0,8 ≤ 5 ≤ 20 > 20
Chrom, gelöst µg/l ≤ 0,3 ≤ 2,0 ≤ 8 > 8
Kupfer, gesamt
Zielwert 4
µg/l ≤ 0,5 ≤ 5 ≤ 35 > 35
Kupfer, gelöst µg/l ≤ 0,3 ≤ 3 ≤ 20 > 20
Nickel, gesamt
Zielwert 4,4
µg/l ≤ 1 ≤ 8 ≤ 32 > 32
Nickel, gelöst µg/l ≤ 0,6 ≤ 5 ≤ 18 > 18
Quecksilber, gesamt
Zielwert 0,04
µg/l ≤ 0,015 ≤ 0,25 ≤ 2,5 > 2,5
Quecksilber, gelöst µg/l ≤ 0,006 ≤ 0,1 ≤ 1 > 1
Zink, gesamt
Zielwert 14
µg/l ≤ 5 ≤ 50 ≤ 250 > 250
Zink, gelöst µg/l ≤ 3 ≤ 30 ≤ 140 > 140
Güteklassifikation der Nährsalze und Summenkenngrößen nach LAWA, 1998
Ökobewertung der Schwermetalle nach Wachs 1998
Zielwerte für Schwermetalle: nach BLAK-QZ
übermäßig
verschmutzt
Anhang 52

Bewertungsmaßstäbe für Gewässersedimente
Parameter Einheit Einstufung
Pilotanlage Halenreie
– Abschlußbericht –
unbelastet /
gering belastet
mäßig / kritisch
belastet
stark / sehr
stark verschmutzt
(grün) (gelb) (orange) (rot)
Arsen (A) mg/kg TS ≤ 10 ≤ 40 ≤ 160 > 160
Blei (A/S) mg/kg TS ≤ 50 ≤ 200 ≤ 800 > 800
Cadmium (A) mg/kg TS ≤ 0,6 ≤ 2,4 ≤ 9,6 > 9,6
Chrom (S) mg/kg TS ≤ 90 ≤ 200 ≤ 800 > 800
Kupfer (S) mg/kg TS ≤ 40 ≤ 120 ≤ 480 > 480
Nickel (S) mg/kg TS ≤ 40 ≤ 100 ≤ 400 > 400
Quecksilber (A) mg/kg TS ≤ 0,4 ≤ 1,6 ≤ 6,4 > 6,4
übermäßig
verschmutzt
Zink (S) mg/kg TS ≤ 150 ≤ 400 ≤ 1600 > 1600
Güteklassifikation (nach LAWA) von 7 Schwermetallen und Arsen in Schwebstoff und Sediment
nach der jeweils strengsten Zielvorgabe über alle Schutzgüter (A= Aquatische Lebensgemeinschaften,
S= Schwebstoffe und Sedimente) bezogen auf die Fraktion < 20 µm.
Anhang 53